JP2003206583A - 出窓付壁面パネル体および壁面構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 骨組構造体（躯体）と一体化した非耐力壁に
よって腰壁を構築することなく、出窓を有する壁体を形
成するので、住宅の自由な間取りの変更に対応すること
ができる建築計画上の融通性に優れ、地震時の層間水平
変位追従性能、施工性、経済性に優れた出窓を有する出
窓付壁面パネル体を提供する。 【解決手段】 出窓付壁面パネル体１は、出窓付壁面パ
ネル体１の面内方向に配設されたパネル部２と、パネル
部２から面外方向に跳ね出した出窓部３とを備え、パネ
ル部２は、枠組状に形成されたパネル骨組部４と、腰壁
パネル部２１とを備え、出窓部３は、パネル骨組部４か
ら片持ち構造で構成された出窓骨組部５を備え、パネル
部２の両側端に、縦方向にパネル間クリアランス８を設
ける。そして、出窓付壁面パネル体１は、パネル部２が
滑動することにより、地震時における面内方向の上下の
層間水平変位への追従能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、集合住宅、また
は一戸建ての住宅の外壁として利用される出窓を有する
出窓付壁面パネル体、および、集合住宅の外壁として配
設される壁面構造体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、集合住宅では、外壁面に配置され
たラーメン骨組と、そのラーメン骨組内に組み込まれた
サッシ部材である一般パネル体によって、外壁は形成さ
れる。ラーメン骨組は、所定のスパン長で立設された複
数の縦方向構造部材（例えば柱）と、所定の階高で架設
された横方向構造部材（例えば梁）とによって構成され
ている。また、縦方向構造部材、横方向構造部材を鉄筋
コンクリート造（以下、「ＲＣ造」と記す。）、または
鉄骨鉄筋コンクリート造（以下、「ＳＲＣ造」と記
す。）のラーメン骨組とした場合、外壁をＲＣ造壁体と
する場合が多い。

【０００３】図１５は従来の１住戸分（１スパン、１階
分）のバルコニー側の外壁面の正面図、図１６は図１５
の出窓部分の縦断面図である。この壁面開口部Ｏは、所
定の間隔で対向させて配設されている２本の縦方向構造
部材Ｐと、上下階の横方向構造部材Ｃとによって区画さ
れる面で構成される。

【０００４】壁面開口部Ｏ内には、複数（図１５では３
個）のサッシ部材である一般パネル体１０が、スパン方
向の左側から直列的に配置されていて（連窓配置）、一
般パネル体１０と右端の縦方向構造部材Ｐの間に、出窓
Ｗが介在的に配置されている。出窓Ｗは、横方向構造部
材Ｃと一体的に構築された腰壁Ａの上辺と、上階の横方
向構造部材Ｃの下辺との間の空間に取り付けられてい
る。出窓Ｗと腰壁Ａは、１個の矩形状の壁体を形成して
いる。

【０００５】横方向構造部材Ｃ（梁）をＲＣ造で構築す
る場合、外壁である腰壁Ａは現場打ち、またはプレキャ
ストコンクリート板（ＰＣ板）などのＲＣ造の非耐力壁
として構築されることが多い。非耐力壁とは、長期鉛直
荷重、地震力などの外力に対し、骨組構造体の耐力に構
造設計上有効とされない壁を言い、室内と屋外を遮断す
る外壁面の機能上から構築されるものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】出窓Ｗの下部にある腰
壁Ａは、横方向構造部材Ｃと一体化して構築された骨組
構造体（躯体）の一部を構成するものである。したがっ
て、出窓Ｗと腰壁Ａを組み合わせた壁体は下記の問題点
を有する。

【０００７】（１）腰壁Ａは建築計画上の住戸内の間取
りに制約を与える。腰壁Ａは、出窓Ｗの構造、形状、配
置及び住戸内の居室の間取りと密接な関係を有するの
で、各住戸プランの多様性に合わせて腰壁Ａの配置、形
状を変えざるを得ない。腰壁Ａには、建築計画上の住戸
計画から多様性、融通性が要請される。更に、居住者の
ライフサイクルの変化に対応して自由に間取りを変更で
きないかとの要請もある。しかし、腰壁Ａを現場打ちの
ＲＣ造、またはＰＣ板とする場合、その構造上から腰壁
Ａを取り替えて、自由に間取りを変更することは難し
い。

【０００８】（２）出窓Ｗは、地震時における壁面開口
部Ｏの上下の層間水平変位に追従する機能を充分に発揮
し得ない。出窓Ｗと腰壁Ａを組み合わせた壁体は、地震
時における骨組構造体の上下階の層間水平変位（壁の面
内方向）に追従することができる構造でなければならな
い。

【０００９】ラーメン骨組は、地震には大きな層間水平
変位が生じる。しかも、出窓Ｗは、下方の腰壁Ａ、上方
の梁と一体化した接合を取らざるを得ない（図１６参
照）。出窓Ｗは、地震時に腰壁Ａと一体化した骨組構造
体と略同一の水平変形を生じ、窓ガラスなどの破損を生
じ易い。腰壁Ａは、接続している一般パネル体１０にも
損傷を与え、ドアー、窓の開閉に支障を来たし、防災避
難上の難点となることもあり得る。腰壁Ａは縦方向構造
部材Ｐと一体化して構築された場合、縦方向構造部材Ｐ
の水平変形を拘束して、コンクリートのせん断破壊を生
じさせ易い。

【００１０】（３）腰壁Ａ、出窓Ｗの施工性、経済性が
悪い。腰壁Ａは、壁厚が薄い複雑な形状を成し、縦方向
構造部材Ｐ、横方向構造部材Ｃと一体化して構築される
ので、型枠の製作、コンクリートの打設（躯対工事）の
施工性、経済性が悪くなる。出窓Ｗは、その形状の複雑
性から施工現場にてサッシ枠、窓ガラスを組み立てて腰
壁Ａに取り付けられる。その作業能率は熟練したサッシ
職人でも極端に悪い。したがって、腰壁Ａ、出窓Ｗの施
工は手間がかかり、工期の長期化や低品質化に繋がる虞
がある。

【００１１】この発明は、上記したような不都合を解消
するためになされたもので、骨組構造体（躯体）と一体
化した非耐力壁によって腰壁を構築することなく、出窓
を有する壁体を形成するので、住宅の自由な間取りの変
更に対応することができる建築計画上の融通性に優れ、
地震時の層間水平変位追従性能、施工性、経済性に優れ
た出窓を有する出窓付壁面パネル体、および、壁面構造
体を提供するものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明の出窓付壁面パ
ネル体は、出窓付壁面パネル体の面内方向に配設された
パネル部と、パネル部から面外方向に跳ね出した出窓部
とを備えている。そして、パネル部は、枠組状に形成さ
れたパネル骨組部と、腰壁パネル部とを備え、出窓部
は、パネル骨組部から片持ち構造で構成された出窓骨組
部を備え、パネル部の両側端に、縦方向にパネル間クリ
アランスを設ける。そして、出窓付壁面パネル体は、パ
ネル部の弾性水平変形による第１水平変形能力と、パネ
ル部の両側端に縦方向に設けられたパネル間クリアラン
スによる第２水平変形能力とにより、地震時における面
内方向の上下の層間水平変位への追従能を有する。

【００１３】また、この発明の出窓付壁面パネル体は、
出窓付壁面パネル体の面内方向に配設されたパネル部
と、パネル部から面外方向に跳ね出した出窓部とを備え
ている。そして、パネル部は、枠組状に形成されたパネ
ル骨組部と、腰壁パネル部とを備え、出窓部は、パネル
骨組部から片持ち構造で構成された出窓骨組部を備え、
パネル部の両側端に、縦方向にパネル間クリアランスを
設ける。そして、出窓付壁面パネル体は、パネル部が滑
動することにより、地震時における面内方向の上下の層
間水平変位への追従能を有する。

【００１４】次に、この発明の壁面構造体は、相対向す
る縦方向構造部材と、この縦方向構造部材間に横架され
る上下の横方向構造部材とによって囲まれた壁面開口部
に配設され、段落〔００１２〕または段落〔００１３〕
に記載の出窓付壁面パネル体と、壁面を構成する一般パ
ネル体とを組み合わせて非耐力壁とされている。そし
て、出窓付壁面パネル体のパネル部の両側端および一般
パネル体の両側端に、縦方向にパネル間クリアランスを
設ける。そして、壁面構造体は、パネル部および一般パ
ネル体が滑動することにより、地震時における面内方向
の上下の層間水平変位への追従能を有する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を、複
数階を有する集合住宅のバルコニー側の外壁に適用する
ものについて説明する。

【００１６】通常、集合住宅の基準階の平面形式は片廊
下方式が用いられ、１つの共用廊下に接して複数の住戸
を配置し、各住戸を戸境壁で区画し、さらに各住戸にバ
ルコニーを付設する。この平面形式の骨組構造体は、桁
行方向の住戸と共用廊下またはバルコニーとの境界面に
２つのラーメン骨組が対向して配置されている。ラーメ
ン骨組は、所定のスパン長で立設された複数の縦方向構
造部材（柱）と、所定の階高で架設された横方向構造部
材（梁）とによって構成されている。

【００１７】縦方向構造部材とは、壁面開口部の左右端
で、縦方向を接続している構造部材を言い、柱、壁（耐
力壁）などの構造部材の他に、柱と一体化された非耐力
壁（袖壁）、スパン中間部で梁に立設されている非耐力
壁（小壁）などをも含むものである。次に、横方向構造
部材とは、壁面開口部の上下端で、横方向を接続してい
る構造部材を言い、梁、床スラブの構造部材の他に、梁
と一体化された非耐力壁（腰壁、たれ壁）をも含むもの
である。すなわち、壁面開口部の周囲に設けられている
構造部材のうち、壁面開口部と縦方向に接続面を有する
ものを縦方向構造部材、横方向に接続面を有するものを
横方向構造部材と呼称するもので、縦方向構造部材と横
方向構造部材とは必ずしも独立した構造部材である必要
はなく、縦方向構造部材と横方向構造部材とが一体化さ
れたものでもよい。骨組構造体の耐力に有効な耐力構造
部材である必要もない。

【００１８】図１は１住戸分（１スパン、１階分）のバ
ルコニー側の外壁の正面図である。壁面開口部Ｏは、所
定の間隔で対向させて配設されている２本の縦方向構造
部材Ｐと、上下階の横方向構造部材Ｃとによって区画さ
れる面で構成される。図１に示すように、壁面開口部Ｏ
は、横長矩形の正面形状（横方向の幅はＯｓ、縦方向の
高さはＯｈ）である。ここで、縦方向構造部材Ｐは柱
で、横方向構造部材Ｃは梁であって、壁面開口部Ｏは、
柱、梁によって囲まれた１スパンで、１階分に相当する
開口面を構成する。

【００１９】壁面開口部Ｏ内には、図１の左側から、複
数（図１では３個）の一般パネル体１０、出窓付壁面パ
ネル体１が直列的に配置されている（連窓配置）。出窓
付壁面パネル体１は、一般パネル体１０と右側の縦方向
構造部材Ｐの間に配置されている。出窓付壁面パネル体
１と一般パネル体１０の高さは、ほぼ壁面開口部Ｏの高
さ（Ｏｈ）と同一である。したがって、壁面開口部Ｏに
は、横方向構造部材Ｃと一体的に構築されたＲＣ造の腰
壁（非耐力壁）は設けられていない。一般パネル体１０
と出窓付壁面パネル体１を組み合わせて、全体で１個の
壁面構造体を形成する。壁面構造体は、壁面開口部Ｏの
正面形状に合わせて形成した１つの壁ユニットとして構
成される。

【００２０】次に、一般パネル体１０は、壁面を構成す
る部材であればよく、サッシ部材の他に、中空パネル部
材、パネル部材、ＰＣ部材、その他のものでもよいが、
少なくともサッシ部材を備えているものが望ましい。そ
して、サッシ部材とは、金属製のサッシ窓枠、このサッ
シ窓枠内のガラス（金属製、木造のパネルでもよい。）
を備えたパネル状の部材であり、サッシ外枠に囲まれた
開口部に挿入されものであり、可動サッシ（ドアー、
窓）、固定サッシ（はめ殺し窓）のいずれでもよい。

【００２１】（実施形態１）図２〜図１０に基づいて実
施形態１を説明する。出窓付壁面パネル体１は、出窓付
壁面パネル体１の面内方向に配設されたパネル部２と、
パネル部２から面外方向に跳ね出した出窓部３から成る
（図２、図３参照）。ここで、面内方向（スパン方向）
とは、壁面開口部Ｏを構成する壁面内の鉛直面で、面外
方向とは、面内方向に直交する鉛直面を言う。

【００２２】パネル部２は、枠組状に形成されたパネル
骨組部４と、腰壁パネル部２１を備えている（図３、図
４参照）。パネル部２は、矩形状の正面形状を成す面部
材（パネル）で、高さ（図４のＰｈ）は、ほぼ壁面開口
部Ｏの高さ（図１、図４のＯｈ）と略同一である。パネ
ル部２の横幅（図４のＰｗ）は任意に設定することがで
きる。パネル部２は、腰壁パネル部２１の上部に、出窓
部３と連通するパネル開口部２２を積層的に配置した形
状を成す。腰壁パネル部２１とパネル開口部２２は、横
幅が略同一な矩形の正面形状をなす。

【００２３】パネル骨組部４は、相対向する縦枠４１
Ｒ，４１Ｌと、この縦枠４１Ｒ，４１Ｌ間の上辺および
下辺に横架された上枠４２、下枠４３とで形成されてい
る（図３、図４参照）。パネル骨組部４は、矩形の正面
形状を成すパネル部２の外周部に沿って、枠状の骨組
（枠組）に形成されている。腰壁パネル部２１の上辺に
は、中枠４４が縦枠４１Ｒ，４１Ｌ間に横架されてい
て、パネル骨組部４の、正面形は、「日の字」状を成
す。中枠４４は、腰壁パネル部２１、出窓部３を取り付
けるために設けられるが、パネル骨組部４の力学的骨組
という観点からは任意的要素である。パネル骨組部４は
平面（二次元）骨組を構成する。骨組とは、線状構造部
材を組み合わせて構成された架構（フレーム）を言う。
縦枠４１Ｒ，４１Ｌ、上枠４２、下枠４３、中枠４４
は、任意断面形の線状構造部材で、材質は、骨組として
所要の強度、剛性を有する、アルミニウム、鉄などの金
属製で構成するのが一般的である。

【００２４】腰壁パネル部２１は、従来技術でＲＣ造の
非耐力壁として構築されていたものを、面部材（パネ
ル）として形成して、パネル部２に組み込んだものであ
る（図２〜図４参照）。腰壁パネル部２１は、矩形状の
正面形状を成し、その外周部は、パネル骨組部４の、縦
枠４１Ｒ，４１Ｌ、下枠４３、中枠４４に接合されてい
る。腰壁パネル部２１は、壁面開口部Ｏ内で壁面を構成
するように配置されていて、面内方向には、所定の壁厚
を有する直線状の水平断面形を成している。図６に示す
ように、腰壁パネル部２１は、中空パネル部材として構
成されているが、その壁厚は、任意に設定することがで
きる。腰壁パネル部２１の中空部（内部の空隙）内に、
給排水、電気、空調機などの設備装置の配管、配線類な
どを組み込んでも良い。腰壁パネル部２１は、中空パネ
ル部材の他に、サッシ部材、平板パネル部材にしてもよ
い。腰壁パネル部２１に、掃き出し窓、扉、収納部など
を設けることもできる。

【００２５】出窓部３は、パネル部２から屋外方向に跳
ね出した凸部空間で、室内側はパネル部２のパネル開口
部２２と連通する（図３〜図６参照）。出窓部３の外面
は、出窓前部３４、出窓側部３１Ｒ，３１Ｌ、出窓底部
３２、出窓頂部３３を形成する（図２参照）。出窓前部
３４の正面形状は、矩形（図５で、横幅はＰｗ、高さは
Ｗｈ）を成す。出窓側部３１Ｒ，３１Ｌは、左右辺は鉛
直方向に直線状、下辺は水平方向に直線状であるが、上
辺は屋外方向に向かって斜め下方に傾斜している縦置き
台形の外観を成す。出窓側部３１Ｒ，３１Ｌの上辺に傾
斜面を設けたのは、雨仕舞のためである。出窓前部３
４、出窓側部３１Ｒ，３１Ｌ、出窓頂部３３には、窓ガ
ラスが組み込まれている。出窓底部３２は、室内側から
物を置くことができる底板が取り付けられている。出窓
頂部３３には換気ダクトなどの設備配管類を貫通するよ
うに設けることができる(図示省略)。

【００２６】出窓部３は、パネル骨組部４から片持ち構
造で形成された出窓骨組部５を備えている（図３、図７
参照）。出窓骨組部５は、出窓部３の凸部空間を形成す
ると共に、出窓部３の自重（鉛直力）をパネル骨組部４
の縦枠４１Ｒ，４１Ｌに伝達することができる片持ち構
造で構成されている。片持ち構造とは、一端が固定支持
され、他端が自由な構造部材（一種の梁状部材）の構造
を言う。出窓骨組部５は片持ち構造に構成されているの
で、出窓部３の自重を支持するために上下の横方向構造
部材Ｃと直接に接合する必要が無い。

【００２７】出窓骨組部５は、出窓側部３１Ｒ，３１Ｌ
と出窓前部３４の骨組によって構成される。出窓側部３
１Ｒ，３１Ｌは、その外周部に沿って、屋外側の側辺の
縦桟５１Ｒ，５１Ｌ、上辺の側部上桟５５Ｒ，５５Ｌ、
下辺の側部下桟５４Ｒ，５４Ｌから成る、略「逆コの字
状」の平面骨組を形成している（図３、図７参照）。側
部上桟５５Ｒ，５５Ｌ、側部下桟５４Ｒ，５４Ｌの室内
側端部はパネル骨組部４の縦枠４１Ｒ，４１Ｌと接合さ
れている。２つの出窓側部３１Ｒ，３１Ｌは、出窓部３
の横幅（図５のＰｗ）の距離を置いて配置され、パネル
骨組部４の縦枠４１Ｒ，４１Ｌから面外方向に跳ね出し
た片持ち構造に構成する。出窓側部３１Ｒ，３１Ｌは、
その室内側端部はパネル骨組部４の縦枠４１Ｒ，４１Ｌ
に固定支持され、屋外側の先端は自由な片持ち構造とな
る。

【００２８】側部上桟５５Ｒ，５５Ｌ及び側部下桟５４
Ｒ，５４Ｌの室内側端部と縦枠４１Ｒ，４１Ｌとの接合
をピン接合とすると、側部上桟５５Ｒ，５５Ｌ、側部下
桟５４Ｒ，５４Ｌ、縦桟５１Ｒ，５１Ｌによって略「逆
コの字状」の平面骨組に構成された出窓側部３１Ｒ，３
１Ｌ全体によって片持ち構造を構成する。側部上桟５５
Ｒ，５５Ｌ及び側部下桟５４Ｒ，５４Ｌと縦枠４１Ｒ，
４１Ｌとの接合を剛接合とすると、側部上桟５５Ｒ，５
５Ｌまたは側部下桟５４Ｒ，５４Ｌのみによって片持ち
構造を構成する。出窓骨組部５は、枠組としての全体的
構成（立体骨組）のみならず、一部の構造部材（桟）に
よって片持ち構造を構成することができる。

【００２９】出窓前部３４では、矩形状の正面形を成す
出窓前部３４の外周部に沿って、上辺に前部上桟５３
を、下辺に前部下桟５２を配置することによって、平面
骨組を形成している（図３、図５参照）。出窓骨組部５
は、出窓前部３４の骨組と出窓側部３１Ｒ，３１Ｌの骨
組が一体化して、凸部空間を形成する立体（三次元）骨
組を構成する。

【００３０】出窓骨組部５を構成する、縦桟５１Ｒ，５
１Ｌ、前部下桟５２、前部上桟５３、側部下桟５４Ｒ，
５４Ｌ、側部上桟５５Ｒ，５５Ｌは、任意断面形、線状
構造部材で良い。材軸線は、直線状、曲線状など自由に
設定できる。その材質は、枠体として所要の強度、剛性
を有する、アルミニウム、鉄などの金属製板で構成する
のが一般的であるが、合成樹脂などで構成してもよい。

【００３１】図７に基づいて、出窓部３の自重（鉛直
力）をパネル骨組部４の縦枠４１Ｒ，４１Ｌに伝達する
力学的機構を説明する。出窓骨組部５は、出窓前部３４
の骨組と出窓側部３１Ｒ，３１Ｌの骨組が一体化して、
凸部空間を形成する立体的骨組を構成する。出窓側部３
１Ｒ，３１Ｌの出窓骨組部５は、略「逆コの字状」の平
面骨組を形成し、片持ち構造を構成する。

【００３２】図７に示すように、出窓側部３１Ｒ，３１
Ｌの屋外側先端に作用する、鉛直力（図７のＶ）によっ
て、出窓側部３１Ｒ，３１Ｌと縦枠４１Ｒ，４１Ｌとの
接合部には水平力（図７のＶｈ）が作用する。この水平
力はパネル骨組部４の縦枠４１Ｒ，４１Ｌには部材中間
荷重として働くので、縦枠４１Ｒ，４１Ｌには、面外方
向の曲げモーメント（図７のＭｙ）が生じる。鉛直力
（図７のＶ）は、出窓側部３１Ｒ，３１Ｌの出窓骨組部
５、縦枠４１Ｒ，４１Ｌを介して、縦枠４１Ｒ，４１Ｌ
の上下端の取付部材６に水平反力（図７のＲｈ）として
作用する。上下端の水平反力（図７のＲｈ）の作用方向
は逆方向である。出窓部３の鉛直力（図７のＶ）は、最
終的には、取付部材６を介して横方向構造部材Ｃに、鉛
直反力（図７のＲｖ）と、水平反力（図７のＲｈ）に置
換される。

【００３３】図８に基づいて、パネル骨組部４と横方向
構造部材Ｃの接合を説明する。パネル骨組部４は、上枠
４２、下枠４３の位置で複数（図４では、２個づつ）の
取付部材６によって横方向構造部材Ｃに接合されてい
る。

【００３４】図８（ａ），（ｂ）は出窓付壁面パネル体
１の上側の取付状態およびスライド状態を示す説明図で
ある。図８において、７は鉄筋、６は鉄筋７によって横
方向構造部材Ｃに取り付けられている取付部材を示す。
この取付部材６には、室外側下端に横方向構造部材Ｃの
方向へ溝６ａが設けられ、室内側中央部に上側へ開放し
た溝６ｂが横方向構造部材Ｃの方向へ設けられている。
そして、上枠４２の上端部分は、上側へ開放する形状
で、室外側上端に溝６ａと相対的に移動可能に係合する
係合突条４２ａが横方向構造部材Ｃの方向に室内側へ向
けて設けられ、室内側上端に溝６ｂと相対的に移動可能
に係合する係合突条４２ｂが横方向構造部材Ｃの方向に
室外側へ向けて設けられている。

【００３５】取付部材６と上枠４２との間の面内方向の
接合は、係止片の摩擦力、図示を省略したモルタルによ
って、取付部材６に発生する水平力が小さい段階で外れ
ず、ピン接合部６Ｐを形成する。しかし、上記した水平
力が大きくなると、両者は滑動し、スライド接合部６Ｓ
に変化する。両者が相対的に移動できるスライド手段
は、上枠４２の係合突条４２ａ，４２ｂと、取付部材６
の溝６ａ，６ｂとに限定されるものでなく、両者が相対
的に移動できる構成であれば、他の構成であってもよ
い。なお、説明を省略するが、出窓付壁面パネル体１の
下辺にも同様な取付部材６が設けられている。

【００３６】図９、図１０に基づいて地震時における出
窓付壁面パネル体１の面内方向の上下階の層間水平変位
に追従する機能を構造力学的モデルで説明する。出窓付
壁面パネル体１の面内方向での変形は、鉛直変形、水平
変形、回転変形の３種類に分類される。ここで、水平変
形および鉛直変形が拘束され、回転変形が自由な接合部
をピン接合部６Ｐ、水平変形および回転変形が自由で鉛
直変形が拘束された接合部をスライド接合部（ローラー
接合部）６Ｓと言う。このピン接合部６Ｐ、スライド接
合部６Ｓは、力、変形という構造力学的モデルの概念で
あり、接合部の具体的な構造を捨象したものである。そ
して、出窓付壁面パネル体１は正面視矩形であるので、
横方向が水平方向、縦方向が鉛直方向と同意義である。

【００３７】出窓付壁面パネル体１と横方向構造部材Ｃ
との接合部について説明する。出窓付壁面パネル体１は
取付部材６によって上下階の横方向構造部材Ｃ（梁）に
複数個所、例えば上下辺でそれぞれ２個所ずつで固定さ
れている。接合個所および数は任意に選定することがで
きる。

【００３８】出窓付壁面パネル体１の上辺に、最初はピ
ン接合部６Ｐであるが層間変形の変化に応じてスライド
接合部６Ｓに変化することができる、２個の可変性接合
部を配置する。下辺では全ステップに亘ってピン接合部
６Ｐである２個の不変性接合部を配置する。この可変性
接合部、不変性接合部は構造力学的なモデルでの分類で
あり、取付部材６を機能からみたものである。なお、上
辺を不変性接合部、下辺を可変性接合部としてもよい。

【００３９】出窓付壁面パネル体１と縦方向構造部材
Ｐ、一般パネル体１０との接合部について説明する。な
お、出窓付壁面パネル体１と縦方向構造部材Ｐ（柱）と
の間、出窓付壁面パネル体１と一般パネル体１０との間
では、縦方向に構造力学的な接合部が設けられていな
い。出窓付壁面パネル体１と一般パネル体１０、または
出窓付壁面パネル体１と縦方向構造部材Ｐ相互間では、
縦方向で自由に変形することができるので、出窓付壁面
パネル体１、一般パネル体１０は個別にせん断変形、回
転変形をすることができる。

【００４０】出窓付壁面パネル体１の層間水平変位追従
機能は、下記の２つの水平変形能力で構成される。第１
水平変形能力は、パネル部２に生じる弾性水平変形によ
る水平変形能力である。第２水平変形能力は、パネル部
２の両側端で縦方向に設けられたパネル間クリアランス
８による壁面内水平変形能力である。

【００４１】第１水平変形能力について説明する。図９
は層間水平変位が少ない第１水平変形能力における出窓
付壁面パネル体１の変形状態を示し、出窓付壁面パネル
体１の上下辺に複数のピン接合部６Ｐが形成されてい
る。パネル骨組部４の水平剛性は低く、しかも、パネル
部２は、腰壁パネル部２１の上部にパネル開口部２２を
積層的に配置した形状を成しているので、パネル部２の
全体の弾性水平剛性は低い。パネル骨組部４の上枠４
２、下枠４３が横方向構造部材Ｃ（骨組構造体）に固定
されているので、パネル部２は、パネル開口部２２の正
面形状が矩形から平行四辺形になるせん断変形を起こ
す。腰壁パネル部２１のせん断変形量はパネル開口部２
２の水平変形量より小さくなるので、パネル部２は、腰
壁パネル部２１とパネル開口部２２の境界面で屈曲した
平行四辺形に変形する。第１水平変形能力は、パネル部
２の弾性水平変形によって、上下階の層間水平変位に追
従することができる能力である。

【００４２】第２水平変形能力について説明する。図１
０は第２水平変形能力における出窓付壁面パネル体１の
変形状態を示す。第１水平変形能力を越えて層間水平変
位が漸増すると、上辺のピン接合部６Ｐに生じている水
平力が大きくなる。取付部材６を介して横方向構造部材
Ｃとパネル骨組部４の上枠４２との間が、図８（ｂ）に
示すように滑動する。上辺のピン接合部６Ｐがスライド
接合部６Ｓに変化するので、出窓付壁面パネル体１には
それ以上の水平力が伝達されず、水平変形も増加するこ
とがない。出窓付壁面パネル体１は、両端のパネル間ク
リアランス８が閉塞するまで滑動する。第２水平変形能
力は、出窓付壁面パネル体１と縦方向構造部材Ｐ、また
は出窓付壁面パネル体１と一般パネル体１０との接合部
で、縦方向に設けたパネル間クリアランス８により、面
内方向の上下階の層間水平変位に追従する能力であり、
上辺のスライド接合部６Ｓによる機構である。

【００４３】この発明の第１実施形態によれば、出窓付
壁面パネル体１の面内方向水平変形能力は第１水平変形
能力、第２水平変形能力を総計したものであり、優れた
面内方向の水平変形能力を有するものとなる。

【００４４】なお、第１水平変形能力、第２水平変形能
力を必ずしも全て備える必要はなく、設計上必要とされ
る層間変形角（＝層間変形／階高）に応じて２つの水平
変形能力から適宜、選択して組み合わせることができ
る。また、必ずしも第１水平変形能力の後に第２水平変
形能力のステップに移行する機構とする必要はなく、第
１水平変形能力と第２水平変形能力とが混在して同時に
存在する機構として捉えてもよい。

【００４５】面内方向の水平変形能力を層間変形角で表
現すると、通常の設計では、層間変形角が１／３００ま
でサッシ部材としての性能低下がないこと、１／１５０
までサッシ部材が破損しないことが要求されることがあ
る。取付部材６にスライド接合部機能を付加した簡単な
構成にも拘わらず、例えば性能低下の限界を１／１０
０、破損限界を１／５０にすることが容易に可能であ
り、面内方向水平変形能力を飛躍的に向上させることが
できる。

【００４６】一般パネル体１０の層間水平変位追従機能
については、出窓付壁面パネル体１と同様である。一般
パネル体１０の層間水平変位追従機能は、下記の２つの
水平変形能力で構成される。第１水平変形能力は、一般
パネル体１０が有する弾性変形による壁面内水平変形能
力である。一般パネル体１０であるサッシ部材は、サッ
シ外枠とサッシ部材との間、サッシ窓枠とガラスとの間
に設計上必要とされる所定の隙間によって、弾性変形を
生じる。第２水平変形能力は、一般パネル体１０の両側
端に縦方向へ設けられたパネル間クリアランス８による
壁面内水平変形能力である。

【００４７】（構造的特徴）さらに、上記実施形態１の
構造的特徴について説明する。 （１）出窓付壁面パネル体１は、パネル部２と出窓部３
を組み合わせて構成される（図１〜図６参照）。 （２）パネル部２は、従来技術でＲＣ造の非耐力壁とし
て配置されていたものを面部材（パネル）として形成し
た腰壁パネル部２１を組み込んでいる。

【００４８】（３）出窓部３の出窓骨組部５は、出窓部
３の自重（鉛直力）をパネル骨組部４に伝達することが
できる片持ち構造で構成されている（図３、図７参
照）。出窓部３は、自重を支持するために上下の横方向
構造部材Ｃと直接には接合されていない。上下階の横方
向構造部材Ｃの水平変形、鉛直変形は、パネル部２を介
して出窓部３に伝達するだけである。出窓部３の出窓底
部３２下方に、下部開放空間Ｓｄ(図６参照)を形成す
る。出窓部３の自重を支持する構造部材が横方向構造部
材Ｃから設けられていないので、下部開放空間Ｓｄは障
害物の無い空間を形成する。下部開放空間Ｓｄに家事用
シンク、収納庫などを出窓部３から吊り下げることがで
きる。家事用シンク、収納庫などの自重も、出窓骨組部
５の片持ち構造で支持される。 （４）出窓付壁面パネル体１は、パネル部２の上下辺の
取付部材６によって、上下階の横方向構造部材Ｃと接合
されている（図４参照）。

【００４９】（５）出窓付壁面パネル体１は、面内方
向、面外方向共、地震時の層間水平変位に追従する機能
は一般パネル体１０と同一である（図９、図１０参
照）。出窓付壁面パネル体１の出窓骨組部５は片持ち構
造に構成されているので、出窓部３の自重を支持するた
めに上下の横方向構造部材Ｃと接合されていない。出窓
付壁面パネル体１の面内方向は、パネル部２のみが上下
の横方向構造部材Ｃと接合されている。したがって、図
１に示す、出窓付壁面パネル体１と一般パネル体１０と
を組み合わせて形成した壁面構造体において、出窓を有
する出窓付壁面パネル体１は、面内方向、面外方向の層
間水平変位に追従する機能は、出窓が無い一般パネル体
１０と同一になる特徴を有する。

【００５０】実施形態１の構造的特徴がもたらす効果に
ついて説明する。 （１）出窓付壁面パネル体１はパネル部２と出窓部３を
組み合わせて構成されるので、出窓部３の外観、構造、
出窓骨組部５の骨組を自由に選択することができる。パ
ネル部２は、出窓部３の無い一般パネル体１０と類似の
構造とすることができる。パネル部２と出窓部３を工場
で一体的に製作することができる。パネル部２と出窓部
３を別個に工場で製作して施工現場で組み合わせても良
い。

【００５１】（２）パネル部２は腰壁パネル部２１を組
み込んでいるので、従来技術で出窓を設置するために構
築されたＲＣ造非耐力壁である腰壁は不要である。従来
技術の種々の問題点を解消することができる。第一に、
建築計画上の住戸内の間取りの自由性、融通性が高ま
る。各住戸の平面プランの多様性、居住者のライフサイ
クルの変化に対応して自由に間取りを変更することがで
きる。第二に、地震時における上下階の層間水平変位に
追従する機能を充分に発揮する。第三に、施工現場で簡
単に取り付けられる。熟練したサッシ職人でなくても、
施工現場で簡単に取り付けられるので作業能率は向上す
る。工期短縮、高品質化が図られる。

【００５２】（３）出窓付壁面パネル体１と一般パネル
体１０とを組み合わせて、壁面開口部Ｏを塞ぐ壁面構造
体を形成することができる（図１参照）。壁面構造体
は、柱、梁によって囲まれた１スパン１階分に相当す
る、大きな壁面開口部Ｏの正面形状に合わせた壁体を構
成することができる。

【００５３】（実施形態２）図１１、図１２は実施形態
２を示す。実施形態１と異なるのは、パネル部２のパネ
ル開口部２２の上にたれ壁パネル部２３を配置したこ
と、出窓側部３１Ｒ，３１Ｌの全面に板体を取り付けて
出窓骨組部５を構成したことである。

【００５４】出窓部３の高さを小さくすることによっ
て、パネル部２は、腰壁パネル部２１、パネル開口部２
２、たれ壁パネル部２３が積層的に配置された矩形状の
正面形を成す。たれ壁パネル部２３は、腰壁パネル部２
１と同様に、たとえば、中空パネル部材の他に、窓ガラ
ス部材、平板パネル部材などにすることができる。換気
ダクトなどの設備配管類をたれ壁パネル部２３を貫通す
るように設けることができる。出窓側部３１Ｒ，３１Ｌ
の板体は、薄い金属製の板体が望ましいが、繊維補強コ
ンクリート板、木造、ガラス、合成樹脂などの板体を使
用しても良い。出窓側部３１Ｒ，３１Ｌは面状（パネル
状）の片持ち構造になるので、線状の部材を組み合わせ
た、略「逆コの字状」の骨組に比べて、剛性、耐力が大
きくなる利点を有する。出窓骨組部５は、その全体的構
成のみならず、一部の構造部材によって片持ち構造を構
成することができるので、出窓部３の外観を自由に変化
させられる。

【００５５】（実施形態３）図１３、図１４は実施形態
３を示す。実施形態１と異なるのは、パネル部２に、た
れ壁パネル部２３（パネル開口部２２の上）、袖壁パネ
ル部２４（パネル開口部２２の両側）を設けたこと、出
窓底部３２の下に片持ち梁５６を設けたことである。

【００５６】たれ壁パネル部２３、袖壁パネル部２４を
設けることによって、出窓部３の正面形状を小さくし、
室内から見た出窓部３の美観を変化させたり、パネル部
２に設備配管類、収納スペース、凹凸部などを設けるこ
とができる。出窓骨組部５は、単一材の片持ち梁５６の
みによって出窓部３の自重を支持する片持ち構造を構成
する。出窓骨組部５を立体骨組、平面骨組で構成する場
合に比べて、出窓部３の外観形状、材質を選定する自由
性が拡大する。たとえば、出窓部３の凸部空間を窓ガラ
スのみで形成することができる。

【００５７】上記した実施形態は、複数階を有する建築
物を例にして説明したが、一戸建ての住宅にも適用でき
る。一戸建ての住宅の構造種別は、木造、鉄骨造、ＲＣ
造などでも良い。

【００５８】上記した実施形態はいずれもこの発明を集
合住宅のバルコニー側の外壁に適用した例であるが、こ
の発明はこれに限定されるものではなく、集合住宅のそ
の他の外壁（例えば、共用廊下側の外壁）、居住空間内
の内壁に適用し得る。そして、集合住宅の基準階の平面
形式は片廊下方式に限定されず、中廊下方式、中空コア
ー方式、雁行方式などであってもよい。

【００５９】また、建物の用途も集合住宅に限定され
ず、事務所、ホテルなどの用途の建物の構造物にも幅広
く適用でき、建物の階数も低層から高層に亘る広範囲に
適用することができる。この発明は、新築の建築物のみ
ならず、既存の建築物の改修壁面構造体にも幅広く適用
できる。

【００６０】出窓付壁面パネル体の正面形状を矩形にし
た例で説明したが、これに限定されるものではなく、こ
の発明は任意の正面形状、壁厚さの出窓付壁面パネル体
に適用し得る。また、出窓付壁面パネル体と一般パネル
体を組み合わせた壁面構造体について説明したが、出窓
付壁面パネル体のみで構成することができる。

【００６１】出窓付壁面パネル体は、パネル部を壁面開
口部の寸法に合わせて形成され、工場で予め製作された
後で施工現場に搬入され、建築物の壁面開口部にそのま
ま取り付けられることが一般的である。しかし、この発
明はこれに限定されず、施工現場で部材を製作しながら
壁面開口部に取り付けて出窓付壁面パネル体を形成して
もよい。

【００６２】

【発明の効果】以上のように、この発明の出窓付壁面パ
ネル体または壁面構造体によれば、下記の効果を有す
る。 （１）出窓付壁面パネル体はパネル部と出窓部を組み合
わせて構成されるので、出窓部の外観、構造、出窓骨組
部の骨組を自由に選択することができる。パネル部は、
出窓部の無い一般パネル体と類似の構造とすることがで
きる。工場でパネル部と出窓部を一体化して製作するの
が一般的であるが、パネル部と出窓部を別個に製作して
施工現場で組み合わせても良い。

【００６３】（２）パネル部は腰壁パネル部を組み込ん
でいるので、ＲＣ造の非耐力壁である腰壁を構築する必
要が無い。従来技術の種々の問題点を解消することがで
きる。第一に、建築計画上の住戸内の間取りの自由性、
融通性が高まる。各住戸の平面プランの多様性、居住者
のライフサイクルの変化に対応して自由に間取りを変更
することができる。第二に、地震時における上下階の層
間水平変位に追従する機能を充分に発揮する。第三に、
施工現場で簡単に取り付けられる。熟練したサッシ職人
でなくても、施工現場で簡単に取り付けられるので作業
能率は向上する。工期短縮、高品質化が図られる。

【００６４】（３）出窓部の出窓骨組部は、出窓部の自
重（鉛直力）をパネル骨組部に伝達することができる片
持ち構造で構成されているので、出窓部の自重を支持す
る構造部材が横方向構造部材から設けられていない。出
窓付壁面パネル体の面内方向は、パネル部のみが上下の
横方向構造部材と接合されている。したがって、出窓付
壁面パネル体は、面内方向、面外方向共、地震時の層間
水平変位に追従する機能は一般パネル体と同一とするこ
とができる。更に、出窓部の出窓底部の下方に、下部開
放空間を形成するので、下部開放空間を利用して、家事
用シンク、収納庫などを出窓部から吊り下げることがで
きる。

【００６５】（４）地震時に、出窓付壁面パネル体が破
損、脱落せず、出窓部の窓ガラスも破損することがな
い。出窓付壁面パネル体の地震時の層間水平変位に追従
する機能は、面内方向、面外方向共、一般パネル体と同
一になる。

【００６６】（５）出窓付壁面パネル体の面内方向水平
変形能力は第１水平変形能力、第２水平変形能力を総計
したものであり、優れた面内方向の水平変形能力を有す
るものとなる。なお、取付部材にスライド接合部機能を
付加した簡単な構成にも拘わらず、面内方向水平変形能
力を飛躍的に向上させることができる。

【００６７】さらに、この発明の壁面構造体は、柱、梁
によって囲まれた１スパン１階分に相当する１個の大き
な面材（パネル）となる。壁面構造体は一般パネル体と
出窓を有する出窓付壁面パネル体の２種類の部材で構成
される。出窓付壁面パネル体、一般パネル体は、着脱自
在に横方向構造部材に接合されているので、その組み合
わせ方法のバリエーション、取り替え、修繕が容易であ
る。出窓付壁面パネル体によって、従来技術の非耐力壁
に内在している種々の欠点を解消し、出窓が有する特徴
を活用して、美観、利便性優れた快適な室内空間を提供
することができる。壁面構造体は高性能多機能を有し、
施工性、経済性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施形態である出窓付壁面パネ
ル体を配置した壁面構造体を示す正面図である。

【図２】図１に示した第１実施形態である出窓付壁面パ
ネル体の外観斜視図である。

【図３】図２の、パネル骨組部、出窓骨組部の構成を示
す分解斜視図である。

【図４】第１実施形態である出窓付壁面パネル体のパネ
ル部を示す正面図である。

【図５】第１実施形態である出窓付壁面パネル体の出窓
部を示す正面図である。

【図６】図４のＡ−Ａ線断面図である。

【図７】出窓部の自重（鉛直力）をパネル骨組部の縦枠
に伝達する力学的機構を説明する縦断面図である。

【図８】（ａ），（ｂ）はパネル部上側の取付部材の取
付状態およびスライド状態を示す説明図である。

【図９】地震時における出窓付壁面パネル体の上下階の
層間水平変位に追従する機能（第１水平変形能力）を構
造力学的に説明する説明図である。

【図１０】地震時における出窓付壁面パネル体の上下階
の層間水平変位に追従する機能（第２水平変形能力）を
構造力学的に説明する説明図である。

【図１１】この発明の第２実施形態である出窓付壁面パ
ネル体を示す正面図である。

【図１２】図１１のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１３】この発明の第３実施形態である出窓付壁面パ
ネル体を示す正面図である。

【図１４】図１３のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１５】従来技術の出窓を有する壁面構造体を示す正
面図である。

【図１６】図１５のＤ−Ｄ線断面図である。

【符号の説明】

１ 出窓付壁面パネル体 ２ パネル部 ２１ 腰壁パネル部 ２２ パネル開口部 ２３ たれ壁パネル部 ２４ 袖壁パネル部 ３ 出窓部 ３１Ｒ，３１Ｌ 出窓側部 ３２ 出窓底部 ３３ 出窓頂部 ３４ 出窓前部 ４ パネル骨組部 ４１Ｒ，４１Ｌ 縦枠 ４２ 上枠 ４２ａ，４２ｂ 係合突条 ４３ 下枠 ４４ 中枠 ５ 出窓骨組部 ５１Ｒ，５１Ｌ 縦桟 ５２ 前部下桟 ５３ 前部上桟 ５４Ｒ，５４Ｌ 側部下桟 ５５Ｒ，５５Ｌ 側部上桟 ５６ 片持ち梁 ６ 取付部材 ６ａ，６ｂ 溝 ６Ｐ ピン接合部 ６Ｓ スライド接合部 ７ 鉄筋 ８ パネル間クリアランス １０ 一般パネル体 Ｏ 壁面開口部 Ｐ 縦方向構造部材 Ｃ 横方向構造部材 Ａ 腰壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川西 毅 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目９番１号 三井建設株式会社幕張事務所内 (72)発明者 渡辺 邦夫 千葉県千葉市美浜区中瀬１丁目９番１号 三井建設株式会社幕張事務所内 (72)発明者 田中 武司 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内 (72)発明者 水谷 一郎 富山県高岡市早川70番地 三協アルミニウ ム工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2E002 EA01 EC02 FA02 FA03 FB02 FB07 FB08 FB09 FB22 JA01 JA02 JB02 JB14 MA12 2E013 AA00 AA06 AB03 AC01 AC08 AD02 AD04 AD05 AE01 AG00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出窓付壁面パネル体の面内方向に配設さ
   れたパネル部と、パネル部から面外方向に跳ね出した出
   窓部とを備えた出窓付壁面パネル体であって、 パネル部は、枠組状に形成されたパネル骨組部と、腰壁
   パネル部とを備え、 出窓部は、パネル骨組部から片持ち構造で構成された出
   窓骨組部を備え、 パネル部の両側端に、縦方向にパネル間クリアランスを
   設け、 出窓付壁面パネル体は、パネル部の弾性水平変形による
   第１水平変形能力と、パネル部の両側端に縦方向に設け
   られたパネル間クリアランスによる第２水平変形能力と
   により、地震時における面内方向の上下の層間水平変位
   への追従能を有する、 ことを特徴とする出窓付壁面パネル体。
2. 【請求項２】 出窓付壁面パネル体の面内方向に配設さ
   れたパネル部と、パネル部から面外方向に跳ね出した出
   窓部とを備えた出窓付壁面パネル体であって、 パネル部は、枠組状に形成されたパネル骨組部と、腰壁
   パネル部とを備え、 出窓部は、パネル骨組部から片持ち構造で構成された出
   窓骨組部を備え、 パネル部の両側端に、縦方向にパネル間クリアランスを
   設け、 出窓付壁面パネル体は、パネル部が滑動することによ
   り、地震時における面内方向の上下の層間水平変位への
   追従能を有する、 ことを特徴とする出窓付壁面パネル体。
3. 【請求項３】 相対向する縦方向構造部材と、この縦方
   向構造部材間に横架される上下の横方向構造部材とによ
   って囲まれた壁面開口部に配設される壁面構造体であっ
   て、 請求項１または請求項２に記載された出窓付壁面パネル
   体と、壁面を構成する一般パネル体とを組み合わせて非
   耐力壁とされ、 出窓付壁面パネル体のパネル部の両側端および一般パネ
   ル体の両側端に、縦方向にパネル間クリアランスを設
   け、 壁面構造体は、出窓付壁面パネル体および一般パネル体
   が滑動することにより、地震時における面内方向の上下
   の層間水平変位への追従能を有する、 ことを特徴とする壁面構造体。