JP2010013865A - 制震構造及びそれに用いられる面材 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで簡単な構成の制震構造を提供する。
【解決手段】制震構造１０は、矩形枠体１４の開口を覆うように剛体材料で形成された面材１５が設けられている。面材１５は、表面側から打ち付けられた固定具ｎにより矩形枠体１４に固定されており、裏面側の少なくとも矩形枠体当接部分に高摩擦係数化手段１６が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、矩形枠体の開口を覆うように剛体材料で形成された面材が設けられた制震構造及びそれに用いられる面材に関する。

一般の戸建て住宅に設けられる制震構造として、特許文献１には、躯体フレームに補助フレームを可動的に取り付け、そして、表面に凹凸部が形成され且つ内部に空洞部が形成されたゴムなどの弾性体や発砲樹脂体からなる振動吸収部材を躯体フレームを構成する梁に接着すると共に、壁パネルを振動吸収部材及び補助フレームに接合したものが開示されている。そして、この制震構造によれば、振動吸収部材が躯体フレームと壁パネルとの間の施工誤差に追従し、また、建物が振動した際には、躯体フレームと壁パネルとの相対変位が大きくなるが、その相対変位によって生じる力が振動吸収部材の摩擦性能を備えた面の最大静止摩擦力を超えると、振動吸収部材が一定の摩擦抵抗を発揮しながら所望の減衰性能をも発揮して建物の変形に追従し、それによって壁パネルや躯体フレームが損壊することがない、と記載されている。
特開２００６−７７４３７号公報

しかしながら、特許文献１に開示された制震構造では、振動吸収部材が設けられているので壁厚が厚くなる、また、別部材として振動吸収部材が必要となる、といった問題がある。

本発明の目的は、コンパクトで簡単な構成の制震構造及びそれに用いられる面材を提供することである。

本発明の制震構造は、矩形枠体の開口を覆うように剛体材料で形成された面材が設けられたものであって、
上記面材は、表面側から打ち付けられた固定具により上記矩形枠体に固定されており、裏面側の少なくとも矩形枠体当接部分に高摩擦係数化手段が設けられていることを特徴とする。

本発明の面材は、矩形枠体の開口を覆うように設けられると共に表面側から打ち付けられる固定具により該矩形枠体に固定される剛体材料で形成されたものであって、
裏面側の少なくとも矩形枠体当接予定部分に高摩擦係数化手段が設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、面材の裏面側に高摩擦係数化手段が設けられているので、別部材として振動吸収部材は必要なく、コンパクトで簡単な構成の制震構造を得ることができる。

以下、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

（実施形態１）
図１及び２は、実施形態１に係る建物の制震構造１０を示す。

この制震構造１０は、一対の柱１１並びに梁１２及び土台１３により構成された矩形枠体１４に面材１５が設けられて縦長長方形の壁構造に構成されたものである。なお、この制震構造１０は、全ての壁構造に構成されていてもよく、また、一部の壁構造に構成されていてもよい。

一対の柱１１は、横方向に間隔をおいて並行に延びるように設けられ、各々が梁１２と土台１３との間を連結するように立設されている。

各柱１１は、例えば、木製の長さ１０００〜７０００ｍｍ、幅２５〜１５０ｍｍ、及び厚さ９０〜１５０ｍｍの角材により構成され、耐震強度等が考慮されて、形状や断面積、材質が適宜選択される。一対の柱１１の間隔は例えば３００〜２０００ｍｍである。

梁１２及び土台１３は、上下方向に間隔をおいて並行に延びるように設けられている。

梁１２及び土台１３のそれぞれは、例えば、木製の長さ１０００〜７０００ｍｍ、幅９０〜１５０ｍｍ、及び厚さ９０〜４００ｍｍの角材により構成され、耐震強度等が考慮されて、形状や断面積、材質が適宜選択される。梁１２と土台１３との間隔は例えば１０００〜４０００ｍｍである。

柱１１と梁１２とは、前者の上端に形成された凸部が後者の下面側に形成された凹部に嵌合して結合している。また、柱１１と土台１３とは、前者の下端に形成された凸部が後者の上面側に形成された凹部に嵌合して結合している。なお、柱１１と梁１２及び／又は土台１３とは、それらの角部に設けられるホールダウン金物等の接合部材を介して接合されていてもよい。

面材１５は、矩形枠体１４の開口を覆うように設けられている。

面材１５は、例えば、合板材料、ＯＳＢなどの木質材料、火山性ガラス質複層材料、石膏ボード、珪酸カルシウム板など、壁を構成したときに耐力要素となる程度の高い剪断剛性を有する、長さ９００〜３０００ｍｍ、幅９００〜１８２０ｍｍ、及び厚さ６〜２４ｍｍの矩形板材により構成されている。

面材１５の裏面側には、全面に均等に散布されて接着剤により固着した研磨剤１６（高摩擦係数化手段）が設けられている。研磨剤１６が面材１５の裏面側の全面に散布されて固着していれば、施行現場において必要に応じて面材１５を切断加工して使用する際でも、研磨剤１６が設けられた部分が矩形枠材当接予定部分となるように配慮する必要がない。但し、研磨剤１６は、面材１５の裏面側の少なくとも矩形枠体当接予定部分に散布されて固着していればよく、施行現場において寸法誤差の調整程度の切断加工をするだけであれば、矩形枠体当接予定部分及びその近傍のみに、例えば、面材１５の長手方向両端部又は四周端部に帯状に設けられていれば十分である。

研磨剤１６としては、例えば、アルミナ質、炭化ケイ素、ガーネット、けい石等が挙げられる。研磨剤１６の粒径は、ＪＩＳ Ｒ６２５３「耐水研磨紙」の粒度を参考として、１０〜５００μｍ（Ｐ６０〜２５００）である。

接着剤としては、例えば、酢酸ビニルなどの耐水性及び耐久性の優れる合成樹脂系接着剤等が挙げられる。

面材１５の裏面側の研磨剤１６が設けられた部分は、摩擦抵抗としては、例えばＪＩＳ Ｒ６２５３「耐水研磨紙」に規定する粒度がＰ６０〜２５００の研磨剤の摩擦抵抗と同等程度であることが好ましい。一方、柱１１並びに梁１２及び土台１３の面材当接部分は、特に研磨剤を設ける必要はないが、上記Ｐ６０〜２５００程度の研磨剤を設ければ、より大きな摩擦抵抗が期待できる。

面材１５は、表面側の左右両側辺（固定具打ち付け部）の上に上下方向に延びるように胴縁１７が設けられていると共に、その胴縁１７の上から例えば釘やビスやピンネイル等の固定具ｎが打ち付けられて柱１１に固定されている。胴縁１７は、木製の長さ１０００〜３０００ｍｍ、幅３０〜１２０ｍｍ、及び厚さ５〜５０ｍｍの角材により構成され、強度等が考慮されて、形状や断面積、材質が適宜選択される。

面材１５は、表面側の上下両側辺に沿って例えば釘やビスやピンネイル等の固定具ｎが打ち付けられて梁１２及び土台１３に固定されている。

以上の構成の制震構造１０によれば、面材１５の裏面側に研磨剤１６が散布されて設けられているので、別部材として振動吸収部材は必要なく、コンパクトで簡単な薄い壁構造を得ることができる。

そして、建物が振動した際には、矩形枠体１４と面材１５との間に生じる力がそれらの固定する固定具ｎによる固定力とそれらの間の最大静止摩擦力との和に達するまでは、それらの剛性によって耐久する。従って、矩形枠体１４と面材１５とが固定具ｎのみによって固定された制震構造に比べて壁構造の剛性が高められることとなる。次いで、その力がそれらの和を越えると、研磨剤１６を介した矩形枠体１４と面材１５との間で相対移動が生じ、振動エネルギーを、その際にそれらの間に作用する動摩擦力による仕事量（力×相対変位量）に対応した熱エネルギーに変換して消費し、それによって制震効果を発現して建物の損壊を防止する。

また、面材１５の裏面側に設けられた研磨剤１６により高摩擦係数化手段が構成されているので、特許文献１に記載されているような凹凸形状とは異なり、矩形枠体１４との当接面積を十分に確保することができ、しかも、厚さが薄いので不陸は発生しにくく、研磨剤１６が面材１５の裏面側に均等に固着していることにより大きな摩擦力を得ることができる。

さらに、面材１５の表面側に設けられた胴縁１７の上から固定具ｎが打ち付けられて柱１１に固定されているので、固定具ｎのみによる点での圧締ではなく、胴縁１７を介した面での圧締となるので、これによっても矩形枠体１４と面材１５との間に大きな摩擦力を得ることができる。

（実施形態２）
図３は、実施形態２に係る建物の制震構造１０を示す。なお、実施形態１と同一名称の部分は実施形態１と同一の符号で示す。

この制震構造１０では、土台１３の面材取付側に、上面が面一になるように床材受材１８が土台１３に沿って設けられ、それらの土台１３及び床材受材１８で支えられるように床材１９が設けられている。また、床材１９の上には土台１３の延びる方向に延びた面材受材２０が設けられている。そして、面材１５は、下端が床材１９に当接して支えられると共に下部がその面材受材２０に張り付けられ、表面側から例えば釘やビスやピンネイル等の固定具ｎが複数打ち付けられて面材受材２０に取付固定されている。つまり、面材１５は、矩形枠体１４の柱１１及び梁１２に対して固定具ｎにより固定されているが、土台１３に対しては固定されておらず、面材受材２０に対して固定具ｎにより固定されている。

床材受材１８及び面材受材２０のそれぞれは、例えば、木製の長さ４００〜１０００ｍｍ、幅３０〜１００ｍｍ、及び厚さ３０〜１００ｍｍの角材により構成され、強度等が考慮されて、形状や断面積、材質が適宜選択される。

床材１９は、例えば、厚さ９〜３０ｍｍの木製の板材により構成されている。

その他の構成は実施形態１と同一である。

以上の構成の制震構造１０によれば、面材１５の法線方向を回転軸方向とした回転を阻止するようにその下端の自由を規制する床材１９が設けられているので、面材１５の自由度が低くなって、図４に示すように、地震等の場合に矩形枠体１４と面材１５との間に大きな相対変位が生じることとなり、それらの間の摩擦によるより高い制震性能を得ることができる。

その他の作用効果は実施形態１と同一である。

（実施形態３）
図５は、実施形態３に係る建物の制震構造１０を示す。なお、実施形態１及び２と同一名称の部分は実施形態１及び２と同一の符号で示す。

この制震構造１０では、面材１５の下端と床材１９との間に、制震材２１が介設されている。

制震材２１は、例えば、シリコン系粘弾性体、ジエン系粘弾性体、イソプレンゴム（ＩＲ）系粘弾性体、天然ゴム（ＮＲ）やスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）やブタジエンゴム（ＢＲ）やイソプレンゴム（ＩＲ）やニトリルゴム（ＮＢＲ）やクロロプレンゴム（ＣＲ）等をベースとした高振動減衰性のゴム組成物などの粘弾性を有する材料により、面材１５の下端面と同一形状の帯状に形成されている。

制震材２１を形成する粘弾性を有する材料は、５〜３０℃の温度範囲における動的粘弾性特性として、周波数０．１〜１０Ｈｚの範囲で、損失正接が０．４以上で、且つ、貯蔵弾性率が１×１０^５Ｐａ以上であることが好ましい。

その他の構成は実施形態２と同一である。

以上の構成の制震構造１０によれば、面材１５の下端と床材１９との間に、粘弾性を有する材料からなる制震材２１が介設されているので、地震等の場合に、制震材２１がクッションとなって、変位しようとする面材１５が床材１９に当接して破損に至るのを抑止することができ、また、この制震材２１の圧縮変形による制震性能の向上をも図ることができる。

その他の作用効果は実施形態１及び２と同一である。

（その他の実施形態）
上記実施形態１〜３では、面材１５の裏面側に散布されて固着した研磨剤１６により高摩擦係数化手段が構成されたものとしたが、特にこれに限定されるものではなく、面材裏面側に粒度がＰ６０〜２５００の耐水摩擦紙を前面張り又は矩形枠体当接予定部分に部分張りすることにより高摩擦係数化手段が構成されたものであってもよい。

本発明は、軸材で構成された矩形枠体の開口を覆うように剛体材料で形成された面材が設けられた制震構造及びそれに用いられる面材について有用である。

実施形態１に係る建物の制震構造を示す斜視図である。 実施形態１に係る建物の制震構造を示す縦断面図である。 実施形態２に係る建物の制震構造を示す縦断面図である。 実施形態２に係る制震構造の地震時等の状態を示す説明図である。 実施形態３に係る建物の制震構造を示す縦断面図である。

符号の説明

１０ 制震構造
１１ 柱
１２ 梁
１３ 土台
１４ 矩形枠体
１５ 面材
１６ 研磨剤
１７ 胴縁
１８ 床材受材
１９ 床材
２０ 面材受材
２１ 制震材

Claims (5)

1. 矩形枠体の開口を覆うように剛体材料で形成された面材が設けられた制震構造であって、
   上記面材は、表面側から打ち付けられた固定具により上記矩形枠体に固定されており、裏面側の少なくとも矩形枠体当接部分に高摩擦係数化手段が設けられていることを特徴とする制震構造。
2. 請求項１に記載された制震構造において、
   上記高摩擦係数化手段は、上記面材の裏面側の少なくとも矩形枠体当接部分に散布されて固着した研磨剤で構成されていることを特徴とする制震構造。
3. 請求項１又は２に記載された制震構造において、
   上記面材の表面側の固定具打ち付け部の上に胴縁が設けられていると共に、該胴縁の上から上記固定具が打ち付けられていることを特徴とする制震構造。
4. 矩形枠体の開口を覆うように設けられると共に表面側から打ち付けられる固定具により該矩形枠体に固定される剛体材料で形成された面材であって、
   裏面側の少なくとも矩形枠体当接予定部分に高摩擦係数化手段が設けられていることを特徴とする面材。
5. 請求項４に記載された面材において、
   上記高摩擦係数化手段が裏面側の全面に設けられていることを特徴とする面材。

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