JP2006028777A - 壁体取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】例えばビル等の建築物に軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）パネル等の壁体を取付ける場合の取付構造に係り、地震や強風等によって建物が揺れても、壁体が大きく揺れることが無く、しかも揺れを短時間で減衰もしくは吸収できるようにする。
【解決手段】建築物の構造躯体２に、壁体１を面方向に移動可能に取付けた壁体取付構造において、上記構造躯体２と壁体１との間に、地震等による上記構造躯体と壁体との相対移動エネルギーを減衰もしくは吸収するエネルギー吸収装置１２を設けたことを特徴とする。上記のエネルギー吸収装置１２としては、例えば鋼材ダンパ、オイルダンパ、粘性ダンパ、粘弾性ダンパ、金属を用いた押出し式ダンパ等を用いることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばビル等の建築物に軽量気泡コンクリートパネル（以下、ＡＬＣパネルという）等の壁体を取付ける場合の取付構造に関する。

従来たとえば下記の非特許文献１には、ＡＬＣパネルを建築物に取付ける場合の標準的な取付け構法がいくつか定められており、その中でも建築物の外壁、特に縦壁の取付け構法としては、建築物の構造躯体外表面にパネルを順次配置して長辺小口面同士を突き合わせ、その突き合わせ目地部に鉄筋とモルタルを充填して固定する挿入筋構法が多く採用されてきた。しかし、この挿入筋構法により取付けたパネルは、構造躯体に完全に固定されているために変形追従性能が無く、地震や強風等による建物の揺れに対する耐久性が低いという問題があった。

そのため、近年はＡＬＣ壁に地震等に対する耐久性を向上させることを目的として、パネルを完全に固定するのではなく、パネル上下のどちらか一方の端部を構造躯体に固定し、他方を面内方向に移動可能に支持させることで、地震時などの建物の変形に対して、層ごとにずれることで変形追従するスライド構法、或いはパネルの上下を面外方向へは固定し、パネル中央において回動可能なピン支持にするか、またはパネルを上下４点で支持し、それぞれが面外方向には固定で、かつ面内方向には揺動可能に構成することで地震時などの建物の変形に応じて各パネルが回動もしくは揺動するロッキング構法が採用されるようになってきた。

これらスライド構法やロッキング構法によるＡＬＣ壁は、挿入筋構法に比較して変形追従性に優れていることから、地震等に対する耐久性に優れているものの、パネルは構造躯体の揺れに追従するだけで、その揺れを減衰する機能はない。そのため、建築物が地震や強風等によって揺れている間はパネルも揺れ続けることとなり、パネル同士もしくはパネルと内装材または開口部のサッシュ等との衝突で各部に損傷を与え易く、また人に不安感を与える等の不具合がある。

また下記特許文献１には、上記のようなロッキング構法において、パネルの長辺小口面同士が突き合わされて形成される目地の間に、アスファルトと複数種の有機ポリマーとの混合耐から成る粘性体を挟着することで、制振機能を持たせることが開示され、また下記特許文献２には上記と同様の目的でＡＬＣパネルの目地部にウレタンシーリング材からなる制振シーリング材を設けることが開示されている。

しかし、上記特許文献１，２は、いずれも有機系の粘性体等を設置することで制振効果を期待するものであるが、これらは経年劣化を必ず起こす材質であるとともに、温度や湿度等の条件により材料の性質が大きく変化することから、安定した制振機能を発揮できない場合がある。また、メンテナンスを実施する場合においても、パネル目地間での処理のため取替え作業や状態把握を実施することが困難である場合が多い。

さらに、躯体に鉛押出し型ダンパ等を用いる例として下記特許文献３には、躯体の柱と梁によって形成される４角形の対角線上にブレースを設け、このブレースにエネルギー吸収装置として上記のようなダンパを設置することが提案されている。この場合は、新築の建築物はもちろんのこと、既存の建物において耐震補強を行う場合などで近年良く使用されている。しかしながら、柱と梁によって形成される４角形の対角線にブレースを設置するため、開口部を塞いでしまったり、室内側に大きくダンパが現れ、意匠性や居住性の点において問題となる場合が多い。

「建築工事標準仕様書・同解説ＪＡＳＳ ２１ ＡＬＣパネル工事」日本建築学会、１９９８年９月２５日発刊 特開平１１−０６２０５８号公報 特開２０００−１７０２８４号公報 特開平１１−１４１１７４号公報

本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、地震や強風等によって建物が揺れても、ＡＬＣパネル等の壁体が大きく揺れることが無く、しかも揺れを短時間で減衰もしくは吸収することのできる壁体取付構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明による壁体取付構造は、以下の構成としたものである。すなわち、建築物の構造躯体に、壁体を面方向に移動可能に取付けた壁体取付構造において、上記構造躯体と壁体との間に、地震等による上記構造躯体と壁体との相対移動エネルギーを減衰もしくは吸収するエネルギー吸収装置を設けたことを特徴とする。上記のエネルギー吸収装置としては、例えば鋼材ダンパ、オイルダンパ、粘性ダンパ、粘弾性ダンパ、金属を用いた押出し式ダンパ等を用いる。また上記エネルギー吸収装置は、例えば上階の床面と下階の天井仕上げ面との間の壁体の内側に設ける。さらに壁体としては、例えばＡＬＣ、ＰＣ、ＧＲＣ、押出成形版等の板状のパネルで形成されているものに適用することができる。

上記のように構造躯体と壁体との間に、地震等による上記構造躯体と壁体との相対移動エネルギーを減衰もしくは吸収するエネルギー吸収装置を設けたことによって、例えば地震発生時に壁体が大きく揺れて壁体同士が挿突して破損したり、壁体と内装材や開口部のサッシュ等との衝突で各部に損傷を与えたり、また人に不安感を与える等の不具合を解消することが可能となる。

また地震等によって建築物が揺れても、スライド構法による変形追随性の特徴を持つことから、パネルの損傷は発生しない。その後、揺れが持続してもパネルと躯体との間にパネル面内水平方向にずれる変位を鉛押出し型ダンパ等のエネルギー吸収装置が受け止め、この変位に抵抗し変形エネルギーを吸収することで制振機能を発揮する。このことにより、図に示すように、躯体の揺れが抑制され、建物全体としての振動・変形が小さくなる。すなわち、減衰効果が生ずる。その結果、大きな地震が起こっても、建物の破壊を防止し、その後速やかにその揺れを減衰するため、建物の躯体、外装、内装、設備を含めた建物内部の物の被害が小さくなるとともに、安全性が向上し、さらには不安感を少なくできる。

さらに、現在普及している制振ダンパのように、柱と梁により形成された４角形の対角線上に設置せず、梁と平行に設置することで、壁面の開口等を邪魔すること無く設置が可能であり、また上記のエネルギー吸収装置を上階の床面と下階の天井仕上げ面との間の壁体の内側、具体的には例えば梁の上、梁の懐若しくは梁下に設置することで、上記エネルギー吸収装置が室内側へ露出することがなく、また例えば天井材等を取り外すことで、エネルギー吸収装置のメンテナンスを容易に行うことができる。

以下、本発明による壁体取付構造をビルの外壁、特に縦壁に適用した場合を例にして図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１（ａ）は本発明による壁体取付構造の一実施形態を示す縦断面図、同図（ｂ）はその壁体取付構造を室内側からみた側面図、図２は図１（ａ）の拡大図、図３は要部の斜視図である。

本例は壁体としてＡＬＣパネル１を用いたもので、そのパネルの大きさ形状や配置構成等は適宜であるが、本実施形態においてはパネル幅が６００ｍｍ程度、長さが２，５００〜６，０００ｍｍ程度、厚さが７５〜１５０ｍｍ程度の長方形状のものを、長手方向が上下方向となるようにしてＨ形鋼よりなる梁材２等の構造躯体の外側に多数並べて取付けた構成である。

上記各パネル１は、本実施形態においては従来通りのスライド構法によって上記梁材２に取付けたもので、各パネル１の上部は、面内方向には揺動可能で面外方向（パネルの面と平行な方向以外の方向）のみ固定し、パネル下部は面外方向には固定で面内方向（パネルの面と平行な方向）には移動可能に構成されている。

すなわち、図１および図２に示すように上記梁材２の上面には、定規アングル３を溶接等で一体的に取付け、その定規アングル３の外面側に所定の間隔をおいて溶接等で取付けた平プレート４に各パネル１を支持ボルト５を介して図１（ｂ）によいて左右にスライド移動可能に取付けたもので、その支持ボルト５は上記平プレート４に形成した横方向に長い不図示の長孔状のボルト挿通孔を貫通してパネル１の上部に予め埋設した筒状のインサートナット６にねじ込まれている。図中、７はパネル１内に埋設した補強用鉄筋である。

また上記各パネル１の下部は、上記平プレート４に一体もしくは溶接等で一体的に設けた受プレート８上に載置すると共に、各パネル１の下部に予め埋設した筒状のインサートナット９に固定ボルト１０で取付けたイナズマプレート１１とパネル下部との間に上記定規アングル３の縦片を挟み込むことによって、パネルの面外方向には固定で、面内方向、特に上記定規アングル３とほぼ平行な方向、すなわち図１（ｂ）で左右方向にはスライド移動し得るように構成されている。

そして本実施形態は図２に示す上階側の床面ＦＬと下階側の天井仕上げ面ＣＬとの間の例えば梁材２の下側、特に本実施形態においては梁材２の下面よりも実寸で１００ｍｍ程度下側にエネルギー吸収装置として鉛等の金属を用いた押出し式ダンパ（鋼棒ダンパともいう）１２を設けたもので、そのダンパ１２の一端は、パネル内面に取付けたアングル材等よりなる連結金具１３に平板状のブラケット１４等を介して連結され、ダンパ１２の他端は梁材２の下面に断面Ｌ字形のブラケット１５等を介して連結されている。

上記連結金具１３は、横方向に隣接する複数個のパネルに連結固定するとよく、図の場合は４つのパネルに連結固定されている。その４つのパネルの上記連結金具１３に対応する所定高さ位置には予め筒状のインサートナット１６が予め埋設されており、その各インサートナット１６にそれぞれ連結ボルト１７をねじ込むことによって、上記連結金具１３を上記４つのパネル１に連結した構成である。

また上記ブラケット１４，１５は、それぞれ連結金具１３と梁材２とに溶接等で固着され、その各ブラケット１４，１５にはそれぞれ筒体１８が溶接等で固着されている。その各筒体１８に、上記ダンパ１５の両端部に一体的に設けた取付金具１９を取付ボルト２０で取付けたもので、その取付ボルト２０は上記各筒体１８の端部に形成した雌ねじ孔（不図示）にねじ込まれている。

上記のように構成された壁体取付構造に、地震等によって揺れが生じたとき、壁体としてパネル１は、梁材２等の構造躯体とともに揺れるが、その構造躯体である梁材２等に対しては、パネルの面外方向には固定で、面内方向には移動可能、特に上記実施形態のようにパネルをスライド構法で取付けた場合には、各パネル１は主として図１（ｂ）で左右方向にスライド移動する。

そのとき、連結金具１３も梁材２と略平行な方向、すなわち図１（ｂ）で左右方向にスライド移動するが、その連結金具１３も梁材２との間には、エネルギー吸収装置としてのダンパ１２が設けられているので、そのダンパ１２の制振作用で、連結金具１３と梁材２との相対移動が抑制され、ひいては梁材２に対するパネル１の揺動が抑制される。それによって、パネル同士が衝突したり、パネルと内装材または開口部のサッシュ等との衝突で各部に損傷を与えたり、人に不安感を与えるを防ぐことができると共に、躯体の揺れや振動エネルギーが減衰もしくは吸収され、建物全体としての振動や変形を小さくすることができるものである。

また上記実施形態のように、ダンパ１２等のエネルギー吸収装置を、上階側の床面ＦＬと下階側の天井仕上げ面ＣＬとの間に設けると、建築後に上記装置が室内に露出して外観体裁を損ねることがなく、しかも床材や天井板等を剥がしたり、ずらすだけで上記装置の維持管理等のメンテナンスを容易・迅速に行うことができる。特に図示例のように梁材２の下側にエネルギー吸収装置を配置した場合には、天井板等を剥がしたり、ずらすと、その直ぐ上にエネルギー吸収装置が露出するのでメンテナンスが極めて容易である。

なお上記実施形態は、エネルギー吸収装置として鉛等の金属を用いた押出し式ダンパ（鋼棒ダンパ）を用いたが、これに限らず例えばオイルダンパ、粘性ダンパ、粘弾性ダンパ、鋼材ダンパ等、振動エネルギーを吸収もしくは減衰できるものであれば各種構成のものを使用することができる。

また上記実施形態は、壁体としてのＡＬＣパネルを、建築物の外壁、特に縦壁としてスライド構法により取付けたが、ロッキング構法等によって取付ける場合にも適用可能であり、また横壁や内壁、例えば間仕切壁等にも適用できる。またＡＬＣパネルに限らず、いわゆるＰＣ（鉄器コンクリート）パネルやＧＲＣ(Glassfiber Reinforced Concrete）パネルもしくは押出成形版など、その他各種の壁体にも適用可能である。

以上のように本発明による壁体取付構造は、構造躯体と壁体との間に、地震等による上記構造躯体と壁体との相対移動エネルギーを減衰もしくは吸収するエネルギー吸収装置を設けたことによって、例えば地震発生時に壁体が大きく揺れて壁体同士が挿突して破損したり、壁体と内装材や開口部のサッシュ等との衝突で各部に損傷を与えたり、また人に不安感を与える等の不具合を解消すること、さらには地震等による躯体の揺れや振動自体をも減衰もしくは吸収することが可能となるもので、パネル等で形成された壁体および躯体の耐久性や信頼性を向上させることが可能となる。

（ａ）は本発明による壁体取付構造の一実施形態を示す縦断面図、（ｂ）はその壁体取付構造を室内側からみた側面図。 図１（ａ）の拡大図。 上記壁体取付構造の要部の斜視図。

符号の説明

１ 壁体（パネル）
２ 梁材
３ 定規アングル
４ 平プレート
５ 支持ボルト
６、９、１６ インサートナット
７ 補強用鉄筋
８ 受プレート
１０ 固定ボルト
１１ イナズマプレート
１２ エネルギー吸収装置（ダンパ）
１３ 連結金具
１４、１５ ブラケット
１７ 連結ボルト
１８ 筒体
１９ 取付金具
２０ 取付ボルト

Claims (4)

1. 建築物の構造躯体に、壁体を面方向に移動可能に取付けた壁体取付構造において、上記構造躯体と壁体との間に、地震等による上記構造躯体と壁体との相対移動エネルギーを減衰もしくは吸収するエネルギー吸収装置を設けたことを特徴とする壁体取付構造。
2. 前記のエネルギー吸収装置として、鋼材ダンパ、オイルダンパ、粘性ダンパ、粘弾性ダンパ、金属を用いた押出し式ダンパのいずれかを用いることを特徴とする請求項１記載の壁体取付構造。
3. 前記のエネルギー吸収装置を、上階の床面と下階の天井仕上げ面との間の壁体の内側に設けてなる請求項１または２記載の壁体取付構造。
4. 前記壁体は、ＡＬＣ、ＰＣ、ＧＲＣ、押出成形版のいずれかの板状のパネルで形成されている請求項１〜３のいずれかに記載の壁体取付構造。

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