JP2006299553A - 制振パネル及び建物の制振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 ２Ｘ４工法等の軸組壁工法、及び在来工法である木造軸組工法による木造建築物等の制振構造として、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能な制振パネル及び建物の制振構造を提供する。
【解決手段】 隣接する２本の間柱１、２、及び相対向する上下繋ぎ材３、４で形成される内側空間に配置される複数のフレーム６と、複数のフレーム６の内側開口部及び外側開口部を覆い、複数のフレーム６に固定された壁材７、８と、複数のフレーム６のいずれかと隣接する２本の間柱１、２との間、複数のフレーム６のいずれかと相対向する上下繋ぎ材３、４との間、又は複数のフレーム６のうち隣接する２つのフレーム６の間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体５とで構成される制振パネル等。各々の区画の高減衰ゴム５の変形効率がよく、より効率的にパネル等に加えられた振動エネルギーを吸収可能である。
【選択図】 図２

Description

本発明は、建築物の制振技術に関し、特に、２Ｘ４工法等の軸組壁工法、及び在来工法である木造軸組工法による木造建築物等の制振を行う制振パネル及び制振構造に関する。

従来、強風や地震等による木造建築物の揺れを抑えるため、種々の制振構造が提案されている。例えば、特許文献１には、床パネルと、壁パネルとで構成されるユニット建物の制振構造において、床パネルの内部に制振装置を設けて建物の水平振動を制振している。

特開平１１−３２４４０４号公報

しかし、上記特許文献１に記載の建物の制振構造は、取付金具と、制振ゴムと、ウエイトと、制振ばねとを組み立てることにより構成しているため、構造が複雑で、一つの建物に多数設置すると設置コストが高騰するという問題があった。また、その他の建物の制振構造についても、構造が複雑なものがほとんどであり、設置コストが高い割には、それに見合う効果を奏するものは見当たらなかった。また、２Ｘ４工法等の軸組壁工法においても、同様の問題が存在していた。

そこで、本発明は、上記従来の建物の制振構造等における問題点に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能な制振パネル及び建物の制振構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、制振パネルであって、隣接する２本の間柱、及び相対向する上下繋ぎ材で形成される内側空間に配置される複数のフレームと、該複数のフレームの内側開口部及び外側開口部を覆い、該複数のフレームに固定された壁材と、該複数のフレームのいずれかと前記隣接する２本の間柱との間、前記複数のフレームのいずれかと前記相対向する上下繋ぎ材との間、又は前記複数のフレームのうち隣接する２つのフレームの間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする。

そして、本発明によれば、弾性体を、複数のフレームのいずれかと前記隣接する２本の間柱との間、複数のフレームのいずれかと前記相対向する上下繋ぎ材との間、又は複数のフレームのうち隣接する２つのフレームの間の少なくともいずれか１つに介在させ、この弾性体で間柱に加えられた振動エネルギーを吸収するため、軸組壁工法による木造建築物等について、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能となる。

また、本発明は、制振パネルであって、隣接する２本の間柱、及び相対向する上下繋ぎ材で形成される開口部の一方を覆う壁材と、該壁材と前記隣接する２本の間柱との間、前記壁材と前記相対向する上下繋ぎ材との間、又は前記２本の間柱の間に掛け渡された横桟と前記壁材との間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする制振パネル。

本発明によれば、弾性体を、壁材と隣接する２本の間柱との間、壁材と相対向する上下繋ぎ材との間、又は前記２本の間柱の間に掛け渡された横桟と壁材との間の少なくともいずれか１つに介在させ、この弾性体で間柱に加えられた振動エネルギーを吸収するため、軸組壁工法による木造建築物等について、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能となる。

さらに、本発明は、建物の制振構造であって、隣接する２本の柱、及び相対向する上下梁で形成される内側空間に配置される複数のフレームと、該複数のフレームの内側開口部及び外側開口部を覆い、該複数のフレームに固定された壁材と、前記複数のフレームのいずれかと前記隣接する２本の柱との間、前記複数のフレームのいずれかと前記相対向する上下梁との間、又は前記複数のフレームのうち隣接する２つのフレームの間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする。

そして、本発明によれば、弾性体を、複数のフレームのいずれかと隣接する２本の柱との間、複数のフレームのいずれかと前記相対向する上下梁との間、又は複数のフレームのうち隣接する２つのフレームの間の少なくともいずれか１つに介在させ、この弾性体で柱に加えられた振動エネルギーを吸収する制振構造を形成したため、在来工法である木造軸組工法による木造建築物等について、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能となる。

また、本発明は、建物の制振構造であって、隣接する２本の柱、及び相対向する上下梁で形成される開口部の一方を覆う壁材と、該壁材と前記隣接する２本の柱との間、前記壁材と前記相対向する上下梁との間、又は前記２本の柱の間に掛け渡された横桟と前記壁材との間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする。

本発明によれば、弾性体を、壁材と隣接する２本の柱との間、壁材と相対向する上下梁との間、又は前記２本の柱との間に掛け渡された横桟と壁材との間の少なくともいずれか１つに介在させ、この弾性体で柱に加えられた振動エネルギーを吸収する制振構造を形成したため、在来工法である木造軸組工法による木造建築物等について、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能となる。

以上のように、本発明によれば、簡易な構成で、低コストで、効率的な制振を行うことが可能な制振パネル及び建物の制振構造を提供することができる。

図１及び図２は、本発明にかかる制振パネルの一実施の形態を軸組壁工法に適用した場合を示す。

図１に示すように、２本の間柱１、２の間には、弾性体としての高減衰ゴム５と、木製のフレーム６と、フレーム６の内側及び外側開口部を覆い、フレーム６に釘９で固定された壁材としての合板７、８とが設けられる。尚、合板７は、間柱１、２には接着されず、互いに移動可能に構成される。

高減衰ゴム５は、ゴムに加わった変形を熱エネルギーに変換して振動エネルギーを吸収するゴムであり、図２に示すように、間柱１、２、上繋ぎ材３及び下繋ぎ材４の各々とフレーム６との間、並びに隣接する２本のフレーム６の間の全体にわたって隙間を埋めるように配置されている。

次に、上記構成を有する制振パネルの動作について図面を参照しながら説明する。

建物に水平方向（図２の矢印Ｅ方向）の振動が加わると、上述のように、図１の合板７は間柱１に固定されていないため、合板７は矢印Ｆ方向に移動する。これに伴い、高減衰ゴム５が収縮し、パネルに加えられた振動エネルギーを吸収し、この制振パネルを用いた建物の制振を行う。これによって、加えられた振動エネルギーの２０％以上を吸収することも可能となる。

特に、本実施の形態においては、隣接するフレーム６の間の隅々まで高減衰ゴム５が介装されているため、高減衰ゴム５が間柱１、２及び上繋ぎ材３及び下繋ぎ材４に接する部分のみに配置されている場合に比較して、各々のフレーム６で形成された区画の高減衰ゴム５の変形効率がよく、より効率的にパネルに加えられた振動エネルギーを吸収することができる。

尚、上記実施の形態においては、高減衰ゴム５をフレーム状にして、間柱１、２と、上繋ぎ材３及び下繋ぎ材４の各々とフレーム６との間、並びに隣接するフレーム６の間の全体にわたって配置したが、高減衰ゴム５を棒状又はＬ字状に形成し、前記内側空間に間欠的に配置してもよい。また、高減衰ゴムでなくとも、振動エネルギーを減衰させることができる弾性体であれば用いることができる。

さらに、上記実施の形態においては、壁材として合板７を用いたが、ＯＳＢボード、石膏ボード、鉄板等を用いることもできる。特に、鉄板を用いると、高減衰ゴム５が鉄板によって強固に固定されるとともに、鉄板の重みで高減衰ゴム５に応力が集中するため、より効果的に振動エネルギーを減衰させることができる。

図３及び図４は、本発明にかかる建物の制振構造を在来工法の木造軸組工法に適用した場合を示す。

図３に示すように、２本の柱２１、２２の間には、弾性体としての高減衰ゴム２５と、木製のフレーム２６と、フレーム２６の内側及び外側開口部を覆い、フレーム２６に釘２９で固定された壁材としての合板２７、２８と、断熱材３０が設けられる。尚、合板２７は、柱２１、２２には接着されず、互いに移動可能に構成される。

高減衰ゴム２５は、ゴムに加わった変形を熱エネルギーに変換して振動エネルギーを吸収するゴムであり、図４に示すように、２本の柱２１、２２と、土台２３と、梁２４の各々とフレーム２６との間、並びに隣接するフレーム２６の間の全体にわたって隙間を埋めるように配置されている。

次に、上記構成を有する建物の制振構造の動作について図面を参照しながら説明する。

建物に水平方向（図４の矢印Ｇ方向）の振動が加わると、上述のように、図３の合板２７は柱２１、２２に固定されていないため、合板２７は、矢印Ｈ方向に移動する。これに伴い、高減衰ゴム２５が収縮し、振動エネルギーを吸収して建物の制振を行う。これによって、加えられた振動エネルギーの２０％以上を吸収することも可能となる。

特に、本実施の形態においては、隣接するフレーム２６の間の隅々まで高減衰ゴム２５が介装されているため、高減衰ゴム２５が２本の柱２１、２２と、土台２３と、梁２４とに接する部分のみに配置されている場合に比較して、各々のフレーム２６で形成された区画の高減衰ゴム２５の変形効率がよく、より効率的にパネルに加えられた振動エネルギーを吸収することができる。

尚、上記実施の形態においては、高減衰ゴム２５をフレーム状にして、２本の柱２１、２２と、土台２３と、梁２４の各々とフレーム２６との間、並びに隣接するフレーム２６の間の全体に配置したが、高減衰ゴム２５を棒状又はＬ字状に形成し、前記内側空間に間欠的に配置してもよい。また、高減衰ゴムでなくとも、振動エネルギーを減衰させることができる弾性体であれば他の材料からなるものも使用することができる。

さらに、上記実施の形態においては、壁材として合板２７を用いたが、ＯＳＢボード、石膏ボード、鉄板等を用いることもできる。特に、鉄板を用いた場合の効果は上述のとおりである。

図５は、本発明にかかる制振パネルの他の実施の形態を示し、上記実施の形態における高減衰ゴムの断面形状を変更した場合を示している。図５（ａ）に示すように、断面が長方形状の高減衰ゴム３５を、間柱３３とフレーム３６との間に介在させ、フレーム３６を合板３７、３８で挟んで釘３９で固定する。この場合でも、間柱３３と合板３７とは接着しない。

また、図５（ｂ）に示すように、断面が台形状の高減衰ゴム４５を、間柱４１とフレーム４６との間に介在させ、フレーム４６を合板４７、４８で挟んで釘４９で固定する。この場合でも、間柱４１と合板４７とは接着しない。

尚、上記図５に示した改変例は、制振パネルに適用した場合について説明したが、図３及び図４に示した建物の制振構造の場合についても同様の構造を適用することができる。

次に、本発明にかかる制振パネルの第２の実施の形態を軸組壁工法に適用した場合について、図６及び図７を参照しながら説明する。

図６に示すように、２本の間柱５１、５２には、上部に凹部５１ａ、５２ａが形成され、上部の凹部５１ａ、５２ａの内部に、弾性体としての高減衰ゴム５５が収納されている。高減衰ゴム５５の上面と下面は、接着剤で、壁材としての合板５７と、間柱５１、５２の凹部５１ａ、５２ａの底面に固定されている。さらに、釘５９によって、高減衰ゴム５５は、合板５７と間柱５１とに固定されている。但し、合板５７と間柱５１の上面は、固定されていない。従って、合板５７は、間柱５１に対して移動可能に構成される。

高減衰ゴム５５は、ゴムに加わった変形を熱エネルギーに変換して振動エネルギーを吸収するゴムであり、図７に示すように、２本の間柱５１、５２と、上繋ぎ材５３及び下繋ぎ材５４と、横桟６１に形成された凹部（溝部）を埋めるように配置されている。

次に、上記構成を有する制振パネルの動作について図面を参照しながら説明する。

建物に水平方向（図７の矢印Ｉ方向）の振動が加わると、上述のように、図６の合板５７は間柱５１、５２に固定されていないため、矢印Ｊ方向に移動する。これに伴い、高減衰ゴム５５が収縮し、パネルに加えられた振動エネルギーを吸収し、この制振パネルを用いた建物の制振を行う。

特に、本実施の形態においては、横桟６１と合板５７との間にも高減衰ゴム５５が介装されているため、高減衰ゴム５５が間柱５１、５２及び上繋ぎ材５３及び下繋ぎ材５４に接する部分のみに配置されている場合に比較して、各々の区画の高減衰ゴム５５の変形効率がよく、より効率的にパネルに加えられた振動エネルギーを吸収することができる。

尚、上記実施の形態においては、高減衰ゴム５５をフレーム状にして、間柱５１、５２と、上繋ぎ材５３と、下繋ぎ材５４と、横桟６１の凹部（溝部）全体を埋めるように配置したが、高減衰ゴム５５を棒状又はＬ字状に形成し、前記凹部（溝部）に間欠的に配置してもよい。また、高減衰ゴムでなくとも、振動エネルギーを減衰させることができる弾性体であれば用いることができる。

さらに、上記実施の形態においては、壁材として合板５７を用いたが、ＯＳＢボード、石膏ボード、鉄板等を用いることもできる。

図８は、本発明にかかる制振パネルの他の実施の形態を示し、図６に示した合板５７と、高減衰ゴム５５との関係を変更した場合を示している。

図８（ａ）は、間柱７１に凹部を形成せず、断面が長方形状の高減衰ゴム７５を間柱７１と合板７７との間に介在させて釘７９で固定した構造である。図８（ｂ）は、間柱８１に凹部を形成し、断面が正方形状の高減衰ゴム８５を間柱８１と合板８７との間に介在させて釘８９で固定した構造である。また、図８（ｃ）は、間柱９３に蟻溝を形成し、下部の断面形状が台形状、上部の断面形状が長方形状の高減衰ゴム９５の下部を間柱９３の蟻溝に嵌め込み、合板９７とともに釘９９で固定した構造である。さらに、図８（ｄ）は、間柱１０１に凹部を形成し、断面が長方形状の高減衰ゴム１０５を間柱１０１と合板１０７との間に介在させ、釘１０９で固定した構造である。尚、上記図８（ａ）〜（ｄ）に示した構造において、各々の高減衰ゴムと間柱、及び高減衰ゴムと合板とを接着剤で固定することが好ましい。

尚、図６及び図８は、間柱と、合板と、高減衰ゴムとの関係について説明したが、これらの図に示した構成は、上下繋ぎ材と、合板と、高減衰ゴムとの関係、及び、横桟と、合板と、高減衰ゴムとの関係についても適用することができる。

また、上記実施の形態においては、本発明を制振パネルに適用した場合について説明したが、間柱５１、５２を柱と置き換え、上繋ぎ材５３を梁、下繋ぎ材５４を土台と置き換えることにより、図６乃至図８に示した制振パネルの構造を、在来工法である木造軸組工法に適用することもできる。

本発明にかかる制振パネルの一実施の形態を示す断面図である。 本発明にかかる制振パネルの一実施の形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明にかかる建物の制振構造の一実施の形態を示す断面図である。 本発明にかかる建物の制振構造の一実施の形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明にかかる制振パネルの他の実施の形態を示す断面図である。 本発明にかかる制振パネルの一実施の形態を示す断面図である。 本発明にかかる制振パネルの一実施の形態を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｃ）は背面図、（ｄ）は（ａ）のＤ−Ｄ線断面図である。 本発明にかかる制振パネルの他の実施の形態を示す断面図である。

符号の説明

１ 間柱
２ 間柱
３ 上繋ぎ材
４ 下繋ぎ材
５ 高減衰ゴム
６ フレーム
７ 合板
８ 合板
９ 釘
２１ 柱
２２ 柱
２３ 土台
２４ 梁
２５ 高減衰ゴム
２６ フレーム
２７ 合板
２８ 合板
２９ 釘
３０ 断熱材
３３ 間柱
３５ 高減衰ゴム
３６ フレーム
３７ 合板
３８ 合板
３９ 釘
４１ 間柱
４５ 高減衰ゴム
４６ フレーム
４７ 合板
４８ 合板
４９ 釘
５１ 間柱
５１ａ 凹部（溝部）
５２ 間柱
５２ａ 凹部（溝部）
５３ 上繋ぎ材
５４ 下繋ぎ材
５５ 高減衰ゴム
５７ 合板
５９ 釘
７１ 間柱
７５ 高減衰ゴム
７７ 合板
７９ 釘
８１ 間柱
８５ 高減衰ゴム
８７ 合板
８９ 釘
９１ 間柱
９５ 高減衰ゴム
９７ 合板
９９ 釘
１０１ 間柱
１０５ 高減衰ゴム
１０７ 合板
１０９ 釘

Claims (4)

1. 隣接する２本の間柱、及び相対向する上下繋ぎ材で形成される内側空間に配置される複数のフレームと、
   該複数のフレームの内側開口部及び外側開口部を覆い、該複数のフレームに固定された壁材と、
   該複数のフレームのいずれかと前記隣接する２本の間柱との間、前記複数のフレームのいずれかと前記相対向する上下繋ぎ材との間、又は前記複数のフレームのうち隣接する２つのフレームの間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする制振パネル。
2. 隣接する２本の間柱、及び相対向する上下繋ぎ材で形成される開口部の一方を覆う壁材と、
   該壁材と前記隣接する２本の間柱との間、前記壁材と前記相対向する上下繋ぎ材との間、又は前記２本の間柱の間に掛け渡された横桟と前記壁材との間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする制振パネル。
3. 隣接する２本の柱、及び相対向する上下梁で形成される内側空間に配置される複数のフレームと、
   該複数のフレームの内側開口部及び外側開口部を覆い、該複数のフレームに固定された壁材と、
   前記複数のフレームのいずれかと前記隣接する２本の柱との間、前記複数のフレームのいずれかと前記相対向する上下梁との間、又は前記複数のフレームのうち隣接する２つのフレームの間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする建物の制振構造。
4. 隣接する２本の柱、及び相対向する上下梁で形成される開口部の一方を覆う壁材と、
   該壁材と前記隣接する２本の柱との間、前記壁材と前記相対向する上下梁との間、又は前記２本の柱の間に掛け渡された横桟と前記壁材との間の少なくともいずれか１つに介在する弾性体とで構成されることを特徴とする建物の制振構造。

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