JP2006188934A - パネル取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば建築物の外壁等として用いられるＡＬＣパネル等のプレキャストパネルを建物躯体に取付けるパネル取付構造に係り、地震等により建物躯体が変位した場合にも、パネルが破損したり脱落することなく、良好に振動を減衰できるようにする。
【解決手段】 建物躯体にＡＬＣ等のパネル１を、その面内方向に揺動可能に取付けたパネル取付構造において、上記パネルと建物躯体２との間にダンパ１２を設けたことを特徴とする。上記パネルは、その長さ方向両端部付近で建物躯体に揺動可能に取付け、その両取付部間または両取付部間の外側にダンパを設ける。上記ダンパのパネル面外方向の抵抗力は、パネル取付部の引抜耐力を超えないように、また上記ダンパのパネル面内方向の抵抗力は、パネル取付部の剪断耐力の２倍を超えることなく、かつダンパのパネル面内方向の初期剛性は、パネル取付部の剪断剛性の１倍を超えないようにするのが望ましい。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えばビル等の建築物の構成材、例えば外壁等として用いられる軽量気泡コンクリートパネル（以下、ＡＬＣパネルという）等のプレキャストパネルを建物躯体に取付ける場合などに適用するパネル取付構造に関する。

従来たとえば下記の非特許文献１には、ＡＬＣパネルを建築物の外壁、間仕切壁、屋根、床に使用する場合の標準的な取付構法が定められている。その中で例えばロッキング構法によって建物躯体に取付けたＡＬＣ壁は、その建物躯体に対してパネルがその面内方向に回動可能に支持されており、地震等による建物躯体の揺れにパネルが追従することで該パネルの破損が防止されることから耐久性に優れる等の利点がある。

しかし、上記パネルは、建物躯体の揺れに追従するだけであり、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窓等の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。

そこで、下記の特許文献１には、ＡＬＣパネルが建物躯体にロッキングするように取付けられているＡＬＣ壁において、制振機能を持たせることを目的として、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体から成る粘性体を挟着することが提案され、また下記の特許文献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提案されている。

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おそれがある。特に建物の隅角部や開口部等の影響でパネル左右の目地長さが異なり、ロッキング時の抵抗がパネル左右で異なる場合には、ロッキング不良となりパネルが破損するおそれがある。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。

さらに下記の特許文献３には、上記と同様の目的で、ＡＬＣパネルが建物躯体にロッキングするように取付けられているＡＬＣ壁において、振動減衰用の粘性体を保持する保持部材を、隣接するパネルの目地部またはパネルと建物躯体との間を跨ぐようにして設け、その保持部材とパネル表面との間に粘性体を狭持させることが提案されている。

しかし、上記のような粘性体は、現場施工にて狭持させるのは困難であり、また振動減衰性能を向上させるために粘性の高いものを用いると、地震経験後に形状を維持することができず、振動減衰性能が変化する等の不具合がある。さらに保持部材を例えば建物躯体に強固に取付け、これをＡＬＣパネルの長さ方向両端部付近を支持している取付部から離れた位置で上記パネルに当接すると、建物躯体に面外方向の揺れが生じた場合には、該当接部から過大な応力を受けることによってパネルが破損、脱落する可能性があるという問題があった。

「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１１−６２０５８号公報 特開２０００−１７０２８４号公報 特開２０００−５４６７９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、地震等により建物躯体が水平方向に揺れた場合にも、ＡＬＣ壁の面内方向の揺れに対してはロッキング構法によるパネル取付構造の利点である層間変位追従性等を維持することができるため、パネルの破損と脱落を防止でき、かつ制振機能を付加するので建物が大きく揺れることが無く、しかも揺れを短時間で減衰することが可能であり、面外方向の揺れに対してもパネルの破損と脱落を防止することができるパネル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パネル取付構造は、以下の構成にしたものである。すなわち、ＡＬＣ等のパネルがその面内方向に揺動可能に取付られているパネル取付構造において、上記パネルと建物躯体とをダンパで連結したことを特徴とする。

上記のように、パネルと建物躯体とをダンパで連結したことによって、例えば地震発生時に壁体が大きく揺れて壁体同士が衝突して破損したり、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。

なお、上記のダンパは、下記ａ）〜ｃ）の要件を満たすようにするのが好ましい。
ａ）ダンパのパネル面外方向の抵抗力が、パネル両端部付近を支持している取付部の引抜耐力を超えない。
ｂ）ダンパのパネル面内方向の抵抗力が、前記パネル両端部付近を支持している取付部の剪断耐力の２倍を超えることない。
ｃ）ダンパのパネル面内方向の初期剛性は、前記パネル両端部付近を支持している取付部の剪断剛性の１倍を超えない。

上記のようにすると、例えばＡＬＣパネルを建物躯体にロッキング構法で取付けたＡＬＣ壁においては、その面内方向の揺れに対してはロッキング機能を維持してパネルの破損と脱落を防止することができる。またダンパによる制振機能が付加されるので建物が大きく揺れることがなく、しかも揺れを短時間で減衰することが可能となる。また面外方向の揺れに対してもパネルがダンパから過大な応力を受けることがないためパネルの破損と脱落を防止することができる。

さらに、本発明によれば、ダンパを小さくできるので、室内側へ露出することがなく、メンテナンスを実施する場合においても、処理位置が明確であり、例えば天井材等を取り外すことで取替え作業や状態把握を容易に行うことができる。

以下、ビル等の建築物の外壁にＡＬＣパネルを取付ける場合を例にして本発明によるパネル取付構造を図に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

図１は本発明によるパネル取付構造の一実施形態を示す縦断面図、図２（ａ）はその一部の縦断面図、同図（ｂ）はその室内側からみた側面図、図３は図２（ａ）の拡大図、図４は要部の斜視図である。

本例はビル等の建築物の外壁材としてＡＬＣパネル１を用いたもので、そのパネル１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、長さが３０００ｍｍ、厚さ１００ｍｍの長方形状のパネルを、長手方向が上下方向となるようにして建物躯体としてのＨ形鋼よりなる梁材２の外側に多数並べて取付けたものである。

上記各パネル１は、本実施形態においては従来公知のロッキング構法によって上記梁材２に取付けられている。すなわち、図１〜図３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により、それを中心に回動可能に取付けたもので、その支持ボルト５は、上記プレート４に形成した不図示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インサートナット９に支持ボルト１０で取付けたイナズマプレート１１によって、パネルの面外方向には固定で、面内方向にはロッキング回動可能に構成されている。

そして本発明は上記各パネル１の支持点間、本実施形態にあっては各パネル１の上部の平プレート４等による取付部と、各パネル１の下端部のイナズマプレート１１等による取付部との間において、上記各パネル１と建物躯体である梁材２との間にダンパ１２を設けた、すなわち上記各パネル１と梁材２とをダンパ１２を介して連結した構成である。そのダンパ１２として本実施形態においては鋼材ダンパを用いたもので、そのダンパ１２の両端部１２ａ、１２ｂは板状に形成され、その両端部１２ａ・１２ｂ間の中央部に、図２（ｂ）のように上記両端部よりも幅が狭く、かつ同図（ｂ）のように断面略Ｕ字状に屈曲形成してなる弾塑性変形部１２ｃを一体に設けた構成である。

上記ダンパ１２は、図３に示すように上階側の床面ＦＬと下階側の天井仕上げ面ＣＬとの間に設けるとよく、本実施形態においては下階側の天井仕上げ面ＣＬよりも上方の梁材２の下側に配置されている。上記ダンパ１２の一端１２ａは断面Ｌ字形のブラケット１３を介して上記梁材２の下部に連結され、ダンパ１２の他端１２ｂは、パネル１内に予め埋設したインサートナット１４にボルト１５で連結されている。

上記ブラケット１３は、パネル１に当接しないように該パネル１との間に所定のクリアランスを設けて配置するとよく、本実施形態においてはパネル１との間に約１０ｍｍのクリアランスを設けて梁材２の下部に溶接等で固着されている。そのブラケット１３は図の場合はパネル毎に設けたが、長尺のアングル材等を用いて梁材２の下部に連続的に設けるようにしてもよい。上記ブラケット１３とダンパ１２とは本実施形態においては溶接Ｗで連結固定するようにしたが、ボルト・ナット等で連結固定してもよい。また場合によっては上記ブラケット１３を省略してダンパ１２を梁材２等の躯体に直接取付けるようにしてもよい。

なお上記ダンパ１の面外方向（パネルの面方向以外の方向）の抵抗力は、上記パネル１両端部付近を支持している取付部すなわち上記支持ボルト５，１０等によるパネル取付部の引抜耐力を超えないようにするのが望ましい。このようにすると、例えば地震等の振動で建物躯体である梁材２が下階の梁材２に対してパネル面外方向に相対変位したときにもパネルがダンパから過大な応力を受けることがないため、パネルが不用意に破損したり、落下するのを防止することができる。

上記のように構成されたパネル取付構造に、地震等によって揺れが生じたとき、パネル１は梁材２等の建物躯体とともに揺れるが、上記実施形態のように各パネル１をロッキング構法等で取付けた場合には、その各パネル１は主として前記の支持ボルト５，１０を中心に回動する。そのとき、前記ダンパ１２のパネル面内方向の抵抗力は、前記パネル１両端部付近を支持している取付部すなわち支持ボルト５，１０の剪断耐力の２倍を超えることなく、かつ前記ダンパ１のパネル面内方向の初期剛性は、前記支持ボルト５，１０のパネル面内剪断剛性力の１倍を超えないように構成すると、上記ロッキング構法によるロッキング機能を良好に維持することができる。

そして上記のようにパネル１が梁材２等の建物躯体とともに揺れたとき、上記各パネル１と梁材２との間に設けたダンパ１２は、その両端部１２ａ・１２ｂが梁材２とパネル１との略水平方向の相対移動に伴ってそれぞれ同方向に相対移動し、上記両端部１２ａ・１２ｂ間に設けた弾塑性変形部１２ｃの制振作用でパネル１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と共に、それらの動きや運動エネルギーが減衰もしくは吸収される。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等の不具合を解消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の下側にダンパ１２を配置した場合には、天井板等を剥がしたり、ずらすと、その直ぐ上にダンパ１２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、ダンパ１２として、板状の両端部１２ａ・１２ｂ間の中央部に、両端部よりも幅が狭く且つ断面略Ｕ字状に屈曲形成した弾塑性変形部１２ｃを一体に設けてなる鋼材ダンパを用いたが、上記断面形状は、前記図３（ａ）および図５（ａ）のようなＵ字状に限らず、例えば図５（ｂ）または（ｃ）のような形状としてもよく、また例えば互いにほぼ直交する面に取付ける場合には図６のような形状とすることもできる。また弾塑性変形部１２ｃの形状は前記図２（ｂ）および図７（ａ）のような形状に限らず、図７（ｂ）または（ｃ）のような形状でもよい。

また上記ダンパ１２の材質は、通常の鋼材に限らず、極軟鋼材でもよく、その他、鉛、錫、銅、アルミニウム等の金属またはその合金、もしくはプラスチック等の弾塑性体を使用することもできる。

さらに上記ダンパに、弾性体、粘性体、粘弾性体の少なくともいずれか１つとを組み合わせるようにしてもよい。図８はその一例を示すもので、上記のようなダンパ１２の一方の端部、図の場合は端部１２ｂの一方の面に粘弾性ゴム等の粘弾性体１２ｄを一体的に設けたものである。そのダンパ１２は、一方の端部１２ａを上記と同様の要領で躯体に取付け、他方の端部１２ｂを上記の粘弾性体１２ｄを介してパネル１に接着材その他適宜の手段で取付ければよい。なお、その粘弾性体１２ｄ側を躯体に取付けるようにしてもよい。図中、１２ｅは上記粘弾性体１２ｄをパネルまたは躯体側に取付けるための取付板もしくは離型材で必要に応じて設ける。

上記のように構成すると、例えば前記従来のような構成のものでは、粘性体は現場施工にて狭持させるのは困難であったり、上記粘性体との当接部から過大な応力を受けることによってパネルが破損、脱落する等のおそれがあったが、上記のような構成にすれば上記の不具合を解消することができる。例えば、ダンパに上記のような粘弾性体や弾性体もしくは粘性体を組み合わせる場合、予め工場にて、それらをダンパ１２に接着等で、特に粘弾性ゴムを用いる場合には加硫接着等で取付けておくことができるので、現場ではダンパの取付けのみとなり容易に施工できる。また粘弾性ゴムは、地震経験後にも形状を維持でき、振動減衰性能が変化することはない。さらに、前記ダンパ１２に粘弾性ゴム等の粘弾性体もしくは弾性体や粘性体を組み合わせることによって、建物躯体に面外方向の揺れが生じた場合にもパネルがダンパから過大な応力を受けることがないため、パネルが不用意に破損したり、落下するのを防止することができる。

前記の実施形態は、縦長のパネル１の上下両端部付近をロッキング構法等で建物躯体に取付け、その両取付部間にダンパ１２を設けたが、その両取付部の外側に設けてもよい。図９はその一例を示すもので、最上位のパネル１の上側の端部は梁材２の下部に取付けた定規アングル３にイナズマプレート１１を介して取付け、それよりも上方のパネル１と梁材２の上部との間に前記と同様のダンパ１２を設けた構成である。なお図９において最上位以外のパネルは前記図１の実施形態と同様の要領で各パネル取付部間にダンパ１２を設けた構成であるが、最上位以外のパネルも上記図９の最上位のパネルと同様に各パネル取付部間の外側にダンパ１２を設けるようにしてもよい。図中、１７は屋根パネルである。

また上記各実施形態はパネルを縦長にして建築物の外壁等に取付けたが、横長にして取付ける場合にも適用可能である。図１０はその一例を示すもので、建物躯体としての柱２０の側面に横長のパネル１をその長手方向両端部付近で定規アングル３とイナズマプレート１１等で取付け、そのパネル１と柱２０との間にダンパ１２を設けた構成である。そのダンパ１２の一端は柱２０にボルト１８で連結され、ダンパ１２の他端は前記実施形態と同様にパネル１内に予め埋設したインサートナット１４にボルト１５で連結されている。図中、１９は上記の定規アングル３を柱２０に取付けるためのピースアングルである。

以上の上記実施形態は、ＡＬＣパネルを、建築物の外壁材としてロッキング構法により取付けたが、スライド構法等によって取付ける場合にも適用可能であり、また外壁材に限らず、間仕切壁等の内壁材として用いる場合にも適用できる。また、ＡＬＣパネルに限らず、いわゆるＰＣパネルやＧＲＣパネルもしくは押出成形版など、その他各種のパネルにも適用可能である。

以上のように本発明によるパネル取付構造は、パネルと建物躯体とをダンパで連結したから、例えばロッキング構法等によるパネル取付構造の利点を維持した上で地震等による振動を吸収もしくは減衰することができる。その結果、地震発生時に壁体が大きく揺れて壁体同士が衝突して破損したり、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良好に解消することが可能となるもので、パネル取付構造の設計の自由度や産業上の利用可能性を増大することができる。

本発明によるパネル取付構造の一実施形態を示す縦断面図。 （ａ）は上記パネル取付構造の一部の縦断面図、（ｂ）はその側面図。 図２の拡大図。 上記のパネル取付構造の要部の斜視図。 ダンパの断面形状の変更例を示す説明図。 ダンパの断面形状の他の変更例を示す説明図。 ダンパの弾塑性変形部の変更例を示す説明図。 ダンパの他の構成例を示す説明図。 本発明によるパネル取付構造の他の実施形態を示す縦断面図。 本発明によるパネル取付構造の他の実施形態を示す横断平面図。

符号の説明

１ パネル
２ 梁材（建物躯体）
３ 定規アングル
４ 平プレート
５ 支持ボルト
６、９、１４ インサートナット
７ 補強用鉄筋
８ 受プレート
１０ 支持ボルト
１１ イナズマプレート
１２ ダンパ
１２ａ、１２ｂ 端部
１２ｃ 弾塑性変形部
１３ ブラケット
１５ ボルト

Claims (8)

1. 建物躯体にＡＬＣ等のパネルを、その面内方向に揺動可能に取付けたパネル取付構造において、上記パネルと建物躯体とをダンパで連結したことを特徴とするパネル取付構造。
2. 前記パネルが、その長さ方向両端部付近で建物躯体に揺動可能に取付けられており、その両取付部間に前記ダンパを設けた請求項１記載のパネル取付構造。
3. 前記パネルが、その長さ方向両端部付近で建物躯体に揺動可能に取付けられており、その両取付部間の外側に前記ダンパを設けた請求項１記載のパネル取付構造。
4. 前記ダンパのパネル面外方向の抵抗力が、前記パネル両端部付近を支持している取付部の引抜耐力を超えないように構成してなる請求項１〜３のいずれかに記載のパネル取付構造。
5. 前記ダンパのパネル面内方向の抵抗力が、前記パネル両端部付近を支持している取付部の剪断耐力の２倍を超えることなく、かつ前記ダンパのパネル面内方向の初期剛性は、前記パネル両端部付近を支持している取付部の剪断剛性の１倍を超えないように構成してなる請求項１〜４のいずれかに記載のパネル取付構造。
6. 前記ダンパの材質が、鋼材、鉛、錫、銅、アルミニウム等の金属またはその合金、もしくはプラスチック等の弾塑性体よりなる請求項１〜５のいずれかに記載のパネル取付構造。
7. 前記ダンパには、弾性体、粘性体、粘弾性体のうち少なくともいずれか１つが組み合わされていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパネル取付構造。
8. 前記パネルは、ＡＬＣ、ＰＣ、ＧＲＣ、押出成形版等のプレキャストパネルである請求項１〜７のいずれかに記載のパネル取付構造。
   

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