JP2007217954A - 粘弾性体付き制振装置およびその装置を備えた制振装置付き耐力壁並びにその耐力壁の施工法 - Google Patents

粘弾性体付き制振装置およびその装置を備えた制振装置付き耐力壁並びにその耐力壁の施工法 Download PDF

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Abstract

【課題】現場での施工性がよい粘弾性体付き制振装置およびその装置を備えた制振装置付き耐力壁並びにその耐力壁の施工法を提供すること。
【解決手段】枠組み壁工法による建物における耐力壁に使用される制振装置付き耐力壁であって、耐力壁22における隣り合う一方の面状部材14および他方の面状部材14に、一側部および他側部にそれぞれほぼ同面上に配置された取付け部2a,2bを有し、かつユニット化された粘弾性体付き制振装置1における前記取付け部がそれぞれ固定されている。粘弾性体付き制振装置1は、一方のカバープレート3の一側部および他方のカバープレート3の他側部に、それぞれ同面上に設けられた取付け部2a,2bを有し、一方の取付け部2aと同面上に粘弾性体固着部を有する一方のカバープレート3と、他方の取付け部2bとこれに平行な粘弾性体固着部を有する他方のカバープレート4と、各粘弾性体固着部に固着された粘弾性体5とにより構成されている。
【選択図】図5

Description

本発明は、スチールハウス等の枠組み壁工法による建築物に用いられる粘弾性体付き制振装置およびその装置を備えた制振装置付き耐力壁並びにその耐力壁の施工法に関する。
従来、粘弾性体を部材間に介在させて減衰効果を発揮するようにした制振装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
前記の制振装置における部材間に介在されて使用される粘弾性体としては、シート状の粘弾性体を圧着して使うものと、流動状の粘弾性材体を封入して使用するものとがある。
前者のシート状の場合は、部材間に介在させた状態で所定時間圧力をかけて、粘弾性体の物性を利用して自己接着するようにしている。後者の流動状の場合は、所定の空間をマスキングして充填し、固化するまで所定の形状を維持する必要がある。
前記のシート状および流動状の粘弾性体のいずれの場合も、また、現場施工するには長時間を必要とすると共に設備も必要になり、現実的に現場施工は非常に困難である。
また、(1)粘弾性体を使用した制振技術として従来、柱および間柱とを耐火ボードおよび木ねじにより接合すると共に、柱および間柱と耐火ボードのなす接合面に粘弾性体を介在させて接合する制振建物も知られている(例えば、特許文献1参照)。
前記の場合は、(1)粘弾性体の自己接着を利用して固着させるためには、柱および間柱と耐火ボードとのなす接合面に粘弾性体を介在させた状態で、現場で粘弾性体を長時間圧着する必要があるが、これは現実的には不可能であるという問題がある。また、柱および間柱と耐火ボードとのなす接合面に粘弾性体を介在させた状態で、これらを木ねじにより固定するため、木ねじ周辺に弛みが生じないと粘弾性体がせん断変形できなくなることから、木ねじ周辺に弛みが生じない初期において減衰効果を発揮させることができないという問題がある。
また、(2)一方の外装パネルと他方の外装パネルの突出プレートとの間に粘弾性体を設置するようにした制振構造も知られている(例えば、特許文献2参照)。
前記(2)の技術の場合は、粘弾性体を貼り付けた外装パネルと、他方の外装パネルにおける突出プレートを、現場で所定時間圧着する必要があるが、このようにすることは、現実的には現場施工では、不可能であるという問題がある。
また、横方向に隣り合う壁パネル同士の壁が重なる壁厚方向の中間部に、粘弾性体を介在設置する構造であるために、壁パネルの形状が複雑になると共に接合部の構造が複雑になり、壁パネルの製作コストが高くなるという問題がある。
また、外装パネルに粘弾性体を設置するため、外気温および輻射熱等により粘弾性体は大きく温度が変化する影響を受け、例えば、40度付近の高温になると粘弾性体による減衰効果が半減するなど、著しく温度依存性のあるアクリル系粘弾性体などの粘弾性体では、粘弾性体のせん断変形等による減衰効果を十分に発揮させることができないという問題がある。
従って、前記のように温度により減衰効果が低下する温度依存性のある粘弾性体では、温度が高温にならないように、(a)外壁材の内側で通気し、かつ外壁材から離れた位置に配置して使用し、極力、高温にならないようにするか、(b)著しい温度変化のない室内側に配置する等の手段が必要になる。
特開2002−61316号公報 特開2001−65194号公報
しかし、前記(a)(b)のようにするにしても、さらに、(A)現場施工性がよく、(B)壁厚方向の厚さが薄く、(C)壁パネルの構造が複雑でなく、(D)壁パネルを含めて、安価であること等が必要になり、これらを満足することが望まれる。
本発明者は、前記の課題を有利に解決するために、種々研究した結果、耐力壁パネルの面材に対して粘弾性体を直接固着するよりも、粘弾性体を別個にユニット化した粘弾性体付き制振装置として、その粘弾性体付き制振装置をドリルねじ等の固着具により壁パネルの面状部材等に固定するようにすることにより、前記(A)の現場施工性の課題をクリアできること。
また、隣り合う耐力壁における一方の壁体前面側と、他方の壁体の後面側との間に介在させないで、隣り合う耐力壁パネルにおける前面側の面状部材同士に固定するか、後面側の面状部材同士に固定できる構造にすることにより、耐力壁パネルの単純化が図れ前記(A)の現場施工性の向上により、前記(C)の課題に寄与できること。
また、粘弾性体を配置する場合、屋外側の通気胴縁構造あるいは室内側に配置する構造とすることにより、高温領域にならない位置に粘弾性体を配置して、粘弾性体の温度依存性の問題をクリアできること。
また、粘弾性体をユニット化する場合、粘弾性体付き制振装置における各取付部を平行面にし、ほぼ同面上にすることにより、取付部までを含めた粘弾性体付き制振装置の厚さ寸法を小型にできること、また、現場での取付けあるいは工場での取付けが容易になり、取付けの自由度が向上すること。
本発明者は、これらを知見して本発明を完成させた。
本発明は、現場での施工性がよい粘弾性体付き制振装置およびその装置を備えた制振装置付き耐力壁並びにその耐力壁の施工法を提供することを主目的とする。
第1発明の制振装置付き耐力壁では、枠組み壁工法による建物の耐力壁に使用される制振装置付き耐力壁であって、前記耐力壁における隣り合う一方の面状部材および他方の面状部材に、一側部および他側部にそれぞれほぼ同面上に配置された取付け部を有し、かつユニット化された粘弾性体付き制振装置が前記取付け部で固定されていることを特徴とする。
第2発明では、第1発明の制振装置付き耐力壁において、粘弾性体付き制振装置が、耐力壁における屋外側の面状部材、もしくは耐力壁における屋内側の面状部材に固定されていることを特徴とする。
第3発明では、第1発明の制振装置付き耐力壁において、粘弾性体付き制振装置が、耐力壁における屋外側の各面状部材表面に固定され、かつ前記粘弾性体付き制振装置は、耐力壁に固定される通気胴縁と、前記耐力壁における縦枠材の間に挟まれる部分に配置され、かつ前記粘弾性体付き制振装置は、前記縦胴縁の接合位置において切り欠き部を有し、かつ粘弾性体付き制振装置における粘弾性体は前記切り欠き部の位置に設けられることなく分割され、さらに前記縦胴縁は前記切り欠き部の位置で耐力壁に固着具により固定されていることを特徴とする。
第4発明では、第1〜第3発明のいずれかの制振装置付き耐力壁において、両端部に切り欠きを有する粘弾性体付き制振装置の短尺ユニットが直列に配置されて長尺の粘弾性体付き制振装置が構成されていることを特徴とする。
第5発明では、第1発明〜第4発明のいずれかの制振装置付き耐力壁において、工場において製作された粘弾性体付き制振装置とされ、その粘弾性体付き制振装置が、施工現場で隣り合う面状部材同士の接合部に取付けられた耐力壁とされていることを特徴とする。
第6発明の制振装置付き耐力壁では、外張り断熱構造における耐力壁が、第1発明〜第5発明のいずれかの制振装置付き耐力壁とされていることを特徴とする。ここで、外張り断熱構造における耐力壁とは、図5の外側部分にあるような制振装置付き耐力壁23のような構造を持つものをいう。
第7発明では、第1発明〜第6発明のいずれかの制振装置付き耐力壁において、面状部材が、構造用合板、スラグセグメントパーライト板、鋼板または石膏ボードのいずれか一つ以上の部材よりなることを特徴とする。
第8発明の粘弾性体付き制振装置では、粘弾性体を介して一方のカバープレートと他方のカバープレートとを一体化した粘弾性体付き制振装置において、前記制振装置は、前記一方のカバープレートの一側部および前記他方のカバープレートの他側部に、それぞれ同面上に設けられた取付け部を有し、一方の取付け部と同面上に粘弾性体固着部を有する一方のカバープレートと、他方の取付け部とこれに平行な粘弾性体固着部を有する他方のカバープレートと、前記各粘弾性体固着部に固着された粘弾性体とにより構成されていることを特徴とする。
第9発明では、第8発明の粘弾性体付き制振装置において、一方のカバープレートの粘弾性体固着部の長さ寸法は、前記一方のカバープレートにおける取付部の長さ寸法よりも短くされて、端部に切り欠き部が設けられ、前記切り欠き部に位置するように粘弾性体が設けられていないことを特徴とする。
第10発明の制振装置付き耐力壁の施工法では、枠組み壁工法による建物における耐力壁の施工法であって、一側部および他側部にそれぞれほぼ同面上に配置された取付け部を有し、かつユニット化された粘弾性体付き制振装置または第8発明あるいは第9発明の粘弾性体付き制振装置のいずれかの粘弾性体付き制振装置を建物の施工現場に搬入し、隣り合う一方の面状部材および他方の面状部材に、前記粘弾性体付き制振装置におけるそれぞれ取付け部を取付けることを特徴とする。
本発明において、面状部材は、構造用合板、スラグセグメントパーライト板、鋼板または石膏ボードのいずれか一つ以上の部材よりなる面材でもよく、また面材と枠材とからなる面版状のパネルでもよい。
本発明によると、次のような効果が得られる。
第1発明によると、耐力壁における隣り合う一方の面状部材および他方の面状部材に、ほぼ同面上に配置された取付け部を有する粘弾性体付き制振装置が取付けられているので、粘弾性体付き制振装置を耐力壁に取付けても、耐力壁からの突出寸法の小さな薄型の制振装置付き耐力壁とすることができ、また、地震時における建物の減衰性能の高い制振装置付き耐力壁とすることができる。また、粘弾性体付き制振装置はユニット化されているので、隣り合う面状部材に容易に取り付けることができ、粘弾性体付き制振装置を現場において容易に取付け可能な現場施工性のよい制振装置付き耐力壁とすることができ、しかも壁厚方向の突出寸法の小さい制振装置付き耐力壁とすることができる。このような制振装置付き耐力壁を建物に組み込むことにより、地震時の減衰性能を高めた建物とすることができるため、壁量を低減した建物とすることもできる。
また、第2発明によると、粘弾性体付き制振装置が、耐力壁における屋外側の面状部材に固定されているので、耐力壁外側に配置の断熱材により被覆可能になり、通気胴縁と組合わせた壁構造としても、従来の場合よりも厚くする必要がない壁構造となり、また、耐力壁における室内側の面材に取付けても、室内側の空間のデッドスペースを小さくすることができる。
また、粘弾性体付き制振装置が、耐力壁における屋外側の面状部材に固定されている構造であるので、粘弾性体付き制振装置をフレームに取り付ける構造と異なり、粘弾性体付き制振装置の取付けが容易である。
第3発明によると、粘弾性体付き制振装置における切り欠き部の位置で縦胴縁を固定することができ、しかも粘弾性体は切り欠き部で分割されて設けられていないので、粘弾性体に固着具が貫通することはなく、地震時等における粘弾性体のせん断変形を阻害することがないため、従来のように固着具が弛んでから減衰性能を発揮する形態と異なり、本発明では、固着具周辺に弛みが生じない初期から減衰性能を発揮することができる制振装置付き耐力壁である。
第4発明によると、耐力壁に粘弾性体付き制振装置の短尺ユニットを直列に配置するだけで、耐力壁に応じた性能の長尺の粘弾性体付き制振装置を容易に構成することができる。また、両端部に切り欠きを有する粘弾性体付き制振装置を直列に配置するだけで、隣り合う粘弾性体付き制振装置の切り欠き部により、より大きな切り欠き部を形成することができ、通気胴縁の取付け部を容易に形成することができる。
第5発明によると、工場において製作された粘弾性体付き制振装置を、施工現場で隣り合う面材同士の接合部に取付けた耐力壁とされており、かつ、面材同士の接合部の位置で粘弾性体付き制振装置を取り付ける構造とされているので、面材同士の接合部から離れた位置で取り付ける場合に比べて、粘弾性体付き制振装置を確実に固定することができる。
第6発明によると、外張り断熱構造における耐力壁を、容易に制振装置付き耐力壁とすることができ、制振性能を有する耐力壁備えた外張り断熱構造とすることができる。
第7発明によると、面材が、構造用合板、スラグセグメントパーライト板、鋼板または石膏ボードのいずれか一つ以上の部材よりなっているので、市販されている安価な面材を使用して、制振装置付き耐力壁を構成することができる。
第8発明によると、粘弾性体を挟んで固着された一方のカバープレートの取付け部と、他方のカバープレートの取付け部とが、同面上に配置され、かつ粘弾性体固着部と平行であるので、各カバープレートの取付部および各粘弾性体固着部が平行になり、粘弾性体厚さ方向の一方のカバープレートから他方のカバープレートまでの制振装置全体の厚さ寸法を薄くできるため、壁構造における断熱材層の厚さ寸法内に容易に配置でき、外断熱構造の場合でも、断熱材層の厚さ寸法内において屋内側よりに配置でき、縦胴縁および外壁材を含めた壁構造が厚い壁構造にならない。
第9発明によると、粘弾性体付き制振装置をそれらの取付部により取付けた後に、粘弾性体付き制振装置における切り欠き部を利用して、切り欠き部分を縦胴縁の取付け位置として耐力壁に固着具により固定すると共に、粘弾性体を固着具により貫通することなく取付けることができ、粘弾性体のせん断変形を固着具により阻害することのない粘弾性体付き制振装置とすることができる。
第10発明によると、一側部および他側部にそれぞれほぼ同面上に配置された取付け部を有し、かつユニット化された粘弾性体付き制振装置または第8発明あるいは第9発明の粘弾性体付き制振装置のいずれかの粘弾性体付き制振装置を建物の施工現場に搬入し、隣り合う一方の面状部材および他方の面状部材に、前記粘弾性体付き制振装置における取付け部を取付けるので、同面上に配置された取付け部を有する粘弾性体付き制振装置を隣合う面状部材に取り付けるだけで、制振装置付き耐力壁を容易に施工することができる。また、粘弾性体付き制振装置は軽量に構成することができるので、少ない人数で面状部材に取付けて現場施工することができるので、施工が容易で、施工コストも安価に施工することができる。
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、主に図9(a)および(b)を参照して、本発明の粘弾性体付き制振装置ユニット1の構成について説明する。
前記の粘弾性体付き制振装置ユニット1は、基端側取付け部2aを有する一方の鋼製屈曲板体からなるカバープレート3と、取付け部2bを備えた他方の鋼製板体等の板状のカバープレート4とを、粘弾性体5により一体化した小型ユニット化された装置であり、前記一方のカバープレート3における取付け部2aと、前記他方の板状のカバープレート4とは、ほぼ同一平面状に配置されている。
前記一方のカバープレート3は、例えば鋼板等の金属製板体に折り曲げ加工が施されて、基端側取付部2aと、その基端側取付け部2aに対して直角または傾斜状態で屈折された縦部分7と、その縦部分7に対して屈折され、かつ前記基端側取付部2aに平行な粘弾性体非固着部8aと粘弾性体固着部8とを同面上に備えた平板部分とを備えている。前記粘弾性体固着部8の内面側が粘弾性体5の固着面とされている。前記の粘弾性体非固着部8aの内側の縦部分7と他方のカバープレート3との間の隙間8bは、粘弾性体5のせん断変形を許容すると共に、前記粘弾性体5の横方向(部材幅方向)のせん断変形時に、一方のカバープレート3と他方のカバープレート4とが干渉しないようにするために設けられている。前記の隙間8bは、粘弾性体5の横方向のせん断変形時の隙間であるが、本発明では、図9(b)で粘弾性体5のせん断変形を主に縦方向(部材長手方向)に起こさせるものであり、縦方向の端部には、一方のカバープレート3および他方のカバープレート4とが干渉しないように、各カバープレート3、4は平行面とされ、かつ粘弾性体5の粘弾性体層も各カバープレート3、4と平行とされ、このように取付部2a,2b並びに粘弾性体5も含めて平行状態とされていることにより、薄型で小型の粘弾性体付き制振装置1とされている。
前記の基端側取付部2aにおける上下方向の両端部は、前記粘弾性体固着部8の上下方向の両端部よりも上下方向に寸法L1だけ突出する長い寸法とされており、すなわち、粘弾性体固着部8は基端側取付部2aおよび粘弾性体非固着部8aの軸方向の長さ寸法よりも短くされて端部に切り欠き部6を有しており、前記の軸方向の切り欠き寸法L1により、図3に示すように、上下方向に隣接して配置される粘弾性体付き制振装置1における前記の切り欠き寸法L1と加算された2×L1の切り欠き寸法を形成し、この部分は、一方のカバープレート3も、粘弾性体5も設けられていない部分であり、この部分を利用して、図7に示すように、縦胴縁9をドリルねじ13等の固着具により縦枠材10に固定し、しかも、固着具が粘弾性体5を貫通することなく、しかも一方のカバープレート3および他方のカバープレート4の両方のカバープレートを貫通することなく、他方のカバープレート4と前記縦胴縁9を貫通するように縦枠材10に固定することが可能にされている。
また、粘弾性体5を介して一体化される他方の板状のカバープレート4は、例えば、矩形状鋼板等の板体からなり、板体の基端部および上下両側に多数の接合用孔11を備えている。他方の板状のカバープレート4は、前記一方の板状のカバープレート3における取付け部2aと同じ上下方向の長さ寸法とされ、また、基端側および上下方向の両端部に取付部2bを備え、一方の板状のカバープレート3における粘弾性体固着部8の上下方向の寸法よりも、上下部においてそれぞれ寸法L1だけ突出するような寸法とされている。
前記の接合用孔11は、必要に応じ設けられ、部材板厚が2.3mm以下では、ドリルねじ13により穿設できるため設けなくても良く、ドリルねじ13によりねじ込み固定する位置のみを、ケガキしておくだけでもよい。
また、前記一方の板状のカバープレート3における幅方向の寸法において、前記縦部分7から粘弾性体固着部8端部までの寸法L2は、前記他方の板状のカバープレート4における幅方向先端部から粘弾性体固着部8端部までの寸法L3よりも広幅寸法とされている。前記の寸法差(L2−L3)が前記の隙間8bに相当している。
前記の粘弾性体付き制振装置1は、小型にユニット化されており、一方および他方の板状のカバープレート3,4をドリルねじ13により、それぞれの面状部材14,15に固定することにより、容易に取付け可能にされている。前記のように、粘弾性体付き制振装置1をドリルねじ13により取り付けることを考慮すると、各取付け部2a,2bの板厚寸法は、2.3mm以下の寸法にするのが好ましく、このような場合、各取付け部2a,2bにはドリルねじ13の打設位置をケガキ等により設けておくのが望ましい。なお、先孔を設けるようにしておいてもよい。
前記一方の板状のカバープレート3における取付け部2aと、その粘弾性体固着部8とは平行な位置関係に配置され、また、前記他方の板状のカバープレート4における取付け部2bと、その粘弾性体固着部16とは、同面上に配置され、また、前記一方のカバープレート3における粘弾性体固着部8と、前記他方の板状のカバープレート4における粘弾性体固着部16とは、粘弾性体5を介して重合され、これらの合計の厚さ寸法内に各板状のカバープレート3,4の取付け部2a,2bまで納まるように、小型化されている。したがって、厚さ寸法が薄型となる粘弾性体付き制振装置1とされている。
また、前記の取付け部2aには、適宜、接合用孔11が設けられて、ドリルねじ13により面状部材14に固定するか、面状部材14およびその面状部材14を支持している縦枠材10との両方に固定するようにしてもよい。
前記の粘弾性体5の材質としては、例えば、アクリル系粘弾性体5を使用するこができ、その他の粘弾性体を使用してもよい。
粘弾性体5は、温度依存性があり、温度が高くなるにつれて、減衰の性能低下を生じるため、室内側に配置される場合は、室内温は変動が大きくなく、ほぼ一定温度範囲にされることが多いため、所期の性能を十分発揮することが可能であるが、屋外側に配置される場合は、外壁材17に近づくほど、季節により高温になり、性能低下が懸念されるため、通気性のある外断熱材方式であっても、極力、断熱材18により被覆するようにその内側に配置することで、粘弾性体5の温度が高くならないようにすることが望ましい。後記する実施形態では、断熱材18と外壁材17内側との間に通気空間19を形成し、外壁材17を中空角形パイプ等の通気留め付け金具20を介して縦胴縁9により支持するように構成し、粘弾性体5が高温になるのを防止している。
前記のような粘弾性体付き制振装置1を、工場において予め製作しておいて、スチールハウス(スチールハウスは普通、板厚0.4mm以上、2.3mm未満の薄板軽量形鋼による枠材と、この枠材に構造用面材を組み合わせて構成される鉄鋼系パネル構造の建物と定義される。)等の建物の施工現場に搬入して、後記の耐力壁における隣り合う面状部材に取り付けるようにするとよい。また、粘弾性体付き制振装置1を取り付ける場合、隣り合う面状部材同士の縦枠材への接合部に取付けた耐力壁とすると、面状部材14同士の縦枠材への接合部から離れた位置で取り付ける場合に比べて、隣合う面状部材のずれが最大になること、および面状部材中間部の面状部材自身の剛性よりも接合部付近では変形が拘束されて相対的に面状部材の剛性が高まるため、粘弾性体付き制振装置を確実に固定することができる。
次に、前記の粘弾性体付き制振装置1を使用した制振装置付き耐力壁およびその構造について、図1〜図8を参照して説明する。
図示の形態では、ロールフォーミング等により折り曲げ形成されたリップ付き溝形鋼あるいは溝形鋼からなる薄板軽量形鋼により、上下の各横枠材21あるいは中間縦枠材10を含む縦枠材10が形成されている。
上下部の横枠材21と縦枠材10と、これらに固定される構造用面状部材14とにより耐力壁22を構成するか、または構造用面状部材14に加えて、上下部の横枠材21と縦枠材10とにドリルねじにより固定するように室内側に面状部材15を設けた耐力壁22とされ、このような耐力壁22が基礎上または側根太上に組立構築されるか、予めユニット化された耐力壁22が建て込まれ、上部の横枠材21は、ボルト・ナット等の固定手段により、側根太等の上部構造部材25に固定され、下部の横枠材21は、アンカーボルトまたはボルト等の固定手段により基礎等の下部構造26に固定される。また、端部の縦枠材10の下部はこれに多数のドリルねじにより固定されたホールダウン金物24を介してアンカーボルト等の固定手段により下部構造26に固定される。
図示の形態では、複数の縦枠材10と、上下の横枠材21とに周縁部および中間部が当接されて、多数のドリルねじ13により固定された構造用合板14a等の構造用面状部材14は、縦枠材10および横枠材21の屋外側のフランジ面に当接配置されて固定され、また、前記縦枠材10と横枠材21の室内側フランジ面に当接配置されて、前記のようなドリルねじ13(図示を省略した)により石膏ボード15a等の他方の面状部材15が固定されている。
前記の構造用面状部材14としては、スラグセメントパーライト板、鋼板、等の面材を使用したり、これらを複合化した構造用面材あるいは、これらと他の面材とを複合化した構造用面材を使用することができる。また、他方の面材15としては、前記のように石膏ボード15aを使用してもよく、あるいは石膏ボード15aを2枚重ねして使用して、剛性を高め、構造用面材に近い形態として使用することも可能である。本発明では、粘弾性体付き制振装置1を取り付け粘弾性体体5のせん断変形させるために、面材の剛性を期待しているので、面材の複合化等により面外方向に撓まないように、剛性を高めることが望ましい。
図1および図3に示す正面図においては、外壁材17および縦胴縁9並びに断熱材18を除いて、粘弾性体付き制振装置1を取付けた制振装置付き耐力壁23が、下部構造体としてのコンクリート製基礎26aと、上部構造としての側根太(または端根太)25aとの間に介在され、耐力壁22の下部横枠材21がアンカーボルトによりコンクリート基礎26aに固定され、上部横枠材21が側根太(または端根太)25aにドリルねじ等の固着具により固定されている状態が示されている。
そして、粘弾性体付き制振装置1は、構造用面状部材14あるいは面状部材15等の面状部材を有する耐力壁22における横方向に隣り合う各面状部材14(15)に取り付けることにより、粘弾性体付き制振装置1を備えた制振装置付き耐力壁23を容易に構成することができる。
粘弾性体付き制振装置1を取り付ける構造としては、図示のように、隣り合う面状部材14(15)の端部に近い位置に取り付ければよく、面材のずれが最も大きく期待でき粘弾性体5のせん断変形が大きく、大きな減衰性能を期待できる面状部材14(15)の端部接合部が最もよい。図1または図2等に示すように、一つの耐力壁22における隣り合う面材14に取付けても良く、後記する図11に示す実施形態のように、独立した耐力壁22における面材14に取付けても良い。粘弾性体付き制振装置1を固定する場合、本発明では、面状部材14(15)の剛性が保たれれば、構造用面状部材14以外の面材でもよい。また、粘弾性体付き制振装置1を面状部材14に固定すると共に、その面状部材14を取付けている縦枠材10等に固定してもよい。
また、粘弾性体付き制振装置1は、前記のように一方のカバープレート3における上下方向の両端部に切り欠き部6を備えており、その切り欠き部6の部分を利用して、縦胴縁9を耐力壁22における縦枠材10にドリルねじ13により粘弾性体5を貫通することなく容易に取付けることができ、また、縦胴縁9を前記縦枠材10に固定する場合に、ドリルねじ13等の固着具が前記粘弾性体5から離れた位置に設けられるので、粘弾性体5のせん断変形を阻害することはなく、粘弾性体5のせん断変形による減衰性能を発揮することができる。
また、隣り合う面状部材14,14に固定する構造とするために、粘弾性体付き制振装置1は、粘弾性体5を含む部材厚さ方向の寸法が薄くなるように各取付け部は平行な面にするのがよく、図示形態では各取付け部2a,2bは同面上とされ、外断熱工法における構造用面状部材14と外壁材17との間に配置可能な薄型の小型にされており、外断熱材18の厚さ寸法以内において設置可能にされている。
さらに説明すると、断熱材18の厚さの1/2以下程度とされた粘弾性体付き制振装置1における一方のカバープレート3における取付部2aと、他方のカバープレート4における取付部2bは、隣り合う面状部材14,14にドリルねじ13により取付けられている。隣り合う構造用面状部材14,14のドリルねじ13等による縦枠材10へ接合される接合部(面材境界端部の接合部)は、図12に示すように、水平力Fが作用した場合、上下方向の変位(面材長手方向の変位))が大きい位置であり、粘弾性体5のせん断変形を最大に期待できる位置である。
各粘弾性体付き制振装置1は、直列に配置され、上位の粘弾性体付き制振装置1が下位の粘弾性体付き制振装置1に当接または近接して配置されている。また、前記各粘弾性体付き制振装置1における他方のカバープレート4は、基端側取付部2aおよび粘弾性体固着部8を含めて、他方の面状部材14の端部から突出しないように配置され、また、一方のカバープレート3は、一方の面状部材14の端部に固定されると共に、他方のカバープレート4の正面領域に跨るように粘弾性体固着部8は配置されて、各カバープレート3,4における取付部2a,2bが、それぞれ面状部材14,14に取付けられている。
また、粘弾性体付き制振装置1を構造用面材14に固定するように設置した後、断熱材を兼ねた木製の縦胴縁9を、粘弾性体非固着部8aおよび粘弾性体固着部8に跨るように屋外側に配置して、前記の切り欠き部6の位置で、ドリルねじ13により他方の構造用面材14を貫通して縦枠材10に固定され、また、前記の断熱材18の側縁部内側を段状に切り欠くことで凹部27を形成し、このような断熱材18を他方の構造用面状部材14の屋外側に、前記粘弾性体付き制振装置1の外側を被覆するように、かつ縦胴縁9側面に当接設置し、各面状部材14,15および粘弾性体付き制振装置1を被覆するように設け、一方のカバープレート3の外側の粘弾性体固着部8の幅寸法以下の横幅寸法の縦胴縁9を当接配置し、前記縦胴縁9を耐力壁22における縦枠材10に固定している。
また、前記縦胴縁9に、鋼製各パイプ部材等の下地材としての通気留め付け金具20が、前記縦胴縁9等に固定され、前記通気留め付け金具20を介して、外壁材17が縦胴縁9に保持される構造とされ、外壁材17内側が通気性のある構造とされている。
前記のように隣り合う面状部材14,14の前記境界端部の接合部に、粘弾性体付き制振装置1を取り付けると、図12に示すように、地震時等に建物に水平力Fが作用して、耐力壁22における縦枠材10と横枠材21により構成されたフレーム29が菱形に変形した場合、構造用面状部材14,14の硬さ(剛性)が保たれた状態で、構造用面材14が面外方向、部材長手方向、部材幅方向に変形することなく、隣り合う面状部材14,14の内側境界端部相互は、相対的に上下方向(部材長手方向)の位置ずれを生じ(図示では、左右の面状部材14,15は、左側の面状部材14に対して右側の面状部材が上方向に位置ずれを生じるようになり、また逆方向の水平力が作用した場合は逆に位置ずれを生じるようになり)、このような隣り合う面状部材14,14の位置ずれを生じる場合に、粘弾性体5にせん断変形させることで、エネルギーを粘弾性体5に吸収させ減衰効果を発揮させることができ、この減衰効果により、地震時の建物の応答層せん断力が減少させることができる。前記の応答層せん断力を減少させることができることは、建物の設計用地震力を低減できることになるため、必要壁量の低減、経費の低減が可能になる。したがって、安価な制振性能のよい建物とすることができる。
例えば、アクリル系の粘弾性体5を用いた場合、粘弾性体付き制振装置1の外形が7.6×170×450mm(粘弾性体5の、厚みと、幅と、長さが、それぞれ3.0×80×380mm)であれば、これを図1に示すように5台直列に設置した耐力壁22のせん断変形角が1/500rad時では、25℃,1Hzで15%程度の減衰が期待でき、減衰が15%あれば、応答層せん断力は、鉄骨造で通常用いる減衰2%の場合の0.4倍まで低減されるため、前記のようなスチールハウスに適用した場合、実用上、格段の作用効果となる。
前記実施形態においては、外断熱工法における屋外側の構造用面状部材14に、粘弾性体付き制振装置1を取り付ける形態を示したが、本発明を実施する場合、室内側において隣り合う各面状部材に、粘弾性体付き制振装置1における各取付部を、ドリルねじ等の固着具により取付けてもよいので、このような形態について、図11を参照して説明する。
図11は、前記実施形態の変形形態を示したもので、耐力壁22における屋外側において隣り合う構造用面状部材14に、粘弾性体付き制振装置1における一側部および他側部の取付部2a,2bが、それぞれ構造用面状部材14に取付けられている点は、前記実施形態と同様である。さらにこの変形形態では、横方向に独立した耐力壁22における構造用面状部材14に取付けている形態であり、屋内側(室内側)における横方向に隣り合う耐力壁22の各構造用面状部材14に、粘弾性体付き制振装置1における取付け部2a,2bが、それぞれ取付けられている。また、この形態では、粘弾性体付き制振装置1におけるそれぞれの取付け部2a,2bに、屋内側の面状部材15として、石膏ボード15aからなる面材15に固定され、また、室内側の面状部材15は、縦枠材10および横枠材21に前記の屋外側の構造用面状部材14と同様にドリルねじ(図示を省略した)により固定されている。
なお、図11に示す形態では、断熱材18と外壁材17との間に、通気空間19を設けていない形態であり、外壁材17は縦胴縁9に固着具により固定される。
また、前記の変形形態として、屋内側に構造用面状部材等の面材を配置する形態の1つの耐力壁における隣り合う各面材、または隣り合う耐力壁間における横方向に隣り合う各面状部材に、それぞれ粘弾性体付き制振装置における一方または他方の取付部を取り付けるようにしてもよい。
室内側に粘弾性体付き制振装置を取付ける耐力壁における面状部材としては、構造用面材が望ましいが、構造用面状部材以外でも、剛性が期待できる面材に粘弾性体付き制振装置1を取付けてもよく、例えば、構造用合板、スラグセグメントパーライト板、鋼板または石膏ボードのいずれか一つ以上の部材よりなる面材であればよい。また、隣り合う面状部材は、異なる材質の面状部材であってもよい。
前記実施形態では、横方向に隣り合う面状部材同士の接合部に粘弾性体付き制振装置1を取り付ける形態を示したが、図10に黒く矩形状に示すような位置に、それぞれ粘弾性体付き制振装置1を配置してもよい。図10に示す形態の粘弾性体付き制振装置1の配置例では、該装置を取り付ける面状部材同士の接合部は、横方向または縦方向に隣り合う面状部材のいずれでもよい構成としている。
横方向に隣り合う面状部材同士の接合部は、図12に示すように、地震時等に水平力Fが作用して隣り合う面状部材14と14の間に、相対的な上下方向の位置ずれを生じ、縦方向に配置した粘弾性体5がせん断変形することで入力エネルギーを吸収させ、減衰効果を発揮させることができる。
また、縦方向に隣り合う面状部材同士の接合部にも横方向に粘弾性体付き制振装置1を配置しても前記と同様の機構(図示を省略した)により説明することができる。水平力Fが作用して縦方向に隣り合う面状部材14,14’(面状部材14の縦方向の隣に位置する面状部材を14’とする(図10参照)。)の間には、相対的な水平方向の位置ずれを生じ、横方向に配置した粘弾性体5がせん断変形することで入力エネルギーを吸収させ、減衰効果を発揮させることができる。
また、粘弾性体付き制振装置1の取付け位置としては、図10右端側または左端側から2番目の位置のように、建物30におけるコーナー部における隣合う面状部材の一方または他方の耐力壁22に取り付けて、制振装置付き耐力壁23としてもよい。この場合には、コーナー部における隣り合う一方の耐力壁22前面側と、他方の耐力壁22における側端部とを、同面上に配置することにより、粘弾性体付き制振装置1の各取付部を取り付けることができる。
なお、本発明では、面状部材としては、構造用合板、スラグセグメントパーライト板、鋼板または石膏ボードのいずれか一つ以上の部材よりなる面材でもよく、このような面材と枠材とからなる面版状のパネルであってもよい。
前記した本発明の実施形態の改良点を列記すると、以下のようになる。
(1)面状部材の硬さ(せん断変形のし難さ)(剛性)に注目して、面状部材同士の各接合部のずれを最大限に利用して、粘弾性体のせん断変形による減衰を効果的に発揮可能になっている。
(2)粘弾性体付き制振装置は、屋外側の面状部材表面にも屋内側の面状部材表面にも設置可能になっている薄型で小型とされている。
(3)粘弾性体付き制振装置が屋外側の面状部材表面に固定される場合、粘弾性体を通気胴縁と縦枠材の接接合位置に固定しないため、粘弾性体のせん断変形による減衰を効果的に発揮可能にされている。
(4)粘弾性体を仕組んで部品化した、粘弾性体付き制振装置をあらかじめ工場で製作し、ユニット化されているので、施工現場で取り付けるだけでよいため、粘弾性体の圧着・封入に関する現場施工の困難さを回避可能にしている。
(5)外張り断熱工法において、粘弾性体を断熱材の内側に入れることにより、熱の影響を排除することで、温度依存性のある粘弾性体でも使用可能になり、その減衰効果を十分に発揮可能になっている。
(6)粘弾性体の減衰効果により、地震時の建物の応答層せん断力が減少するため、建物の設計用地震力を低減でき、建物の必要壁量の低減が可能になり、制振性能を有する建物を短工期で施工可能で安価に構築することができる。
本発明の制振装置付き耐力壁を示す正面図である。 本発明の制振装置付き耐力壁を示す一部縦断側面図である。 図1の一部を拡大して示す正面図である。 図3のA−A線断面である。 図3のB−B線断面である。 図3のC−C線断面である。 図3のD−D線断面である。 図1における一部を拡大して示す一部斜視図である。 本発明において使用する制振装置を示すものであって、(a)は横断平面図、(b)は正面図である。 本発明の粘弾性体付き制振装置を使用する場合の配置形態を示す概略正面図である。 本発明の他の実施形態の制振装置付き耐力壁を使用した外断熱形態の壁構造を示す横断平面図である。 (a)は建物に水平力が作用して耐力壁における枠形フレームと面状部材との変形の違い、および隣り合う面材同士の境界側端部における上下方向のずれの相違を示す概略正面図、(b)は、粘弾性体付き制振装置を備えた制振装置付き耐力壁に水平力が作用した場合におけるフレームと面状部材との概略正面図であり、粘弾性体がせん断変形して入力エネルギーを吸収している状態を示す図である。
符号の説明
1 粘弾性体付き制振装置
2a 取付部
2b 取付部
3 カバープレート
4 カバープレート
5 粘弾性体
6 切り欠き部
7 縦部分
8 粘弾性体固着部
9 縦胴縁
10 縦枠材
11 接合用孔
13 ドリルねじ
14 構造用面状部材
15 面状部材
16 粘弾性体固着部
17 外壁材
18 断熱材
19 通気空間
20 通気留め付け金具
21 横枠材
22 耐力壁
23 制振装置付き耐力壁
24 ホールダウン金物
25 上部構造部材
26 下部構造
26a コンクリート製基礎
27 凹部
29 フレーム
30 建物

Claims (10)

  1. 枠組み壁工法による建物の耐力壁に使用される制振装置付き耐力壁であって、前記耐力壁における隣り合う一方の面状部材および他方の面状部材に、一側部および他側部にそれぞれほぼ同面上に配置された取付け部を有し、かつユニット化された粘弾性体付き制振装置が前記取付け部で固定されていることを特徴とする制振装置付き耐力壁。
  2. 粘弾性体付き制振装置が、耐力壁における屋外側の面状部材、もしくは耐力壁における屋内側の面状部材に固定されていることを特徴とする請求項1に記載の制振装置付き耐力壁。
  3. 粘弾性体付き制振装置が、耐力壁における屋外側の各面状部材表面に固定され、かつ前記粘弾性体付き制振装置は、耐力壁に固定される縦胴縁と、前記耐力壁における縦枠材の間に挟まれる部分に配置され、かつ前記粘弾性体付き制振装置は、前記縦胴縁の接合位置において切り欠き部を有し、かつ粘弾性体付き制振装置における粘弾性体は前記切り欠き部の位置に設けられることなく分割され、さらに前記通気胴縁は前記切り欠き部の位置で耐力壁に固着具により固定されていることを特徴とする請求項1に記載の制振装置付き耐力壁。
  4. 両端部に切り欠きを有する粘弾性体付き制振装置の短尺ユニットが直列に配置されて長尺の粘弾性体付き制振装置が構成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の制振装置付き耐力壁。
  5. 工場において製作された粘弾性体付き制振装置とされ、その粘弾性体付き制振装置が、施工現場で隣り合う面状部材同士の接合部に取付けられた耐力壁とされていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の制振装置付き耐力壁。
  6. 外張り断熱構造における耐力壁が、請求項1〜5のいずれかに記載の制振装置付き耐力壁とされている制振装置付き耐力壁。
  7. 面状部材が、構造用合板、スラグセグメントパーライト板、鋼板または石膏ボードのいずれか一つ以上の部材よりなることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の制振装置付き耐力壁。
  8. 粘弾性体を介して一方のカバープレートと他方のカバープレートとを一体化した粘弾性体付き制振装置において、前記制振装置は、前記一方のカバープレートの一側部および前記他方のカバープレートの他側部に、それぞれ同面上に設けられた取付け部を有し、一方の取付け部と同面上に粘弾性体固着部を有する一方のカバープレートと、他方の取付け部とこれに平行な粘弾性体固着部を有する他方のカバープレートと、前記各粘弾性体固着部に固着された粘弾性体とにより構成されていることを特徴とする粘弾性体付き制振装置。
  9. 一方のカバープレートの粘弾性体固着部の長さ寸法は、前記一方のカバープレートにおける取付部の長さ寸法よりも短くされて、端部に切り欠き部が設けられ、前記切り欠き部に位置するように粘弾性体が設けられていないことを特徴とする請求項8に記載の粘弾性体付き制振装置。
  10. 枠組み壁工法による建物における耐力壁の施工法であって、一側部および他側部にそれぞれほぼ同面上に配置された取付け部を有し、かつユニット化された粘弾性体付き制振装置または請求項8あるいは請求項9の粘弾性体付き制振装置のいずれかの粘弾性体付き制振装置を建物の施工現場に搬入し、耐力壁における隣り合う一方の面状部材および他方の面状部材に、前記粘弾性体付き制振装置における取付け部を取付けることを特徴とする制振装置付き耐力壁の施工法。
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