JP3988811B2 - 制振建物ならびに建築材およびそれを用いた制振建物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制振性を有する建物およびこのような建物を形成する際に用いられる建築材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、耐震性を向上させ、地震被害を軽減するべく、制振性を有する建物が構築されている。このような制振建物は、通常、梁や柱などの建築材同士の間に、エネルギー吸収機構を有するダンパーを組み込んでおき、地震時に建築材同士に生じる相対変位を利用して、ダンパーに変形を与えることにより、地震エネルギーを吸収させるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなダンパーを利用した制振建物は、建築材自体の変形能力が大きいと、ダンパー部分に生じる制振効果に寄与し得る変形が小さくなり、効果を期待できないことがある。
特に、戸建て住宅などは、弾性剛性の小さい木材あるいは鉄骨材によって形成される場合が多いため、このような問題が一層顕著なものとなる。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、弾性剛性の小さい材料により形成された場合においても優れた制振性能を発揮することが可能な制振建物と、このような制振建物を構築するための建築材とを提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明においては以下の手段を採用した。すなわち、 線材と面材との組み合わせにより形成された建物であって、前記線材及び面材のなす接合面のうち少なくとも一部にスペーサを介して所定寸法の厚さにされた粘弾性体を介在させた状態で、前記線材および面材が固定手段で固定されていることである。
【０００５】
このような構成により、建物に所定値以上の層間変形角が生じ、線材と面材との間にガタが生じた際に、線材と面材との相対ずれを利用して、粘弾性体を変形させることができる。前記線材および面材が、前記接合面において所定寸法のスペーサを介して互いに緊結されるとともに、粘弾性体の厚さ寸法を均一に確保することができる。
【０００９】
このような構成により、壁板、耐火ボード、カーテンウォールなどと梁または柱との間に、粘弾性体を納まりよく設置することができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１に記載の制振建物であって、面材が梁または柱によって支持された内装板材または外装板材であることを特徴とし、これらのような構成により制振性を備えた土木建築構造物を実現することができる。更に、このような構成により壁板、耐火ボード、カーテンウォールなどと梁または柱との間に、粘弾性体を納まりよく設置することができる。
【００１３】
請求項３は、建築物の材料として用いられる線材または面材であって、他の面材または線材に対する接合対象位置にスペーサを介して所定寸法の厚さのシート状またはテープ状に形成されている粘弾性体を設けてなることである。
【００１５】
このような構成により、粘弾性体を用いた制振建物を構築する上での、粘弾性体の設置作業を不要とすることができる。
【００１７】
このような構成により、建築材としての取り扱いを容易に行うことができる。
【００１９】
このような構成により、粘弾性体が接着された制振建物用の線材または面材を容易に形成することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。
図３は、本発明の一実施の形態である制振住宅（制振建物）１の壁構造２を示すものである。この壁構造２は、柱３、間柱３’、梁４、および、筋違い５等の木製の線材と、これら柱３、間柱３’、梁４、および筋違い５により構成された軸組６に対して取り付けられる耐火ボード（内装板材）７などの面材との組み合わせにより形成される。
【００２４】
この制振住宅１における柱３および間柱３’と耐火ボード７との取り合いの構造を示したのが図１である。図１に示すように、耐火ボード７は、柱３および間柱３’に対して木ネジ（固定手段）８によって固定されており、耐火ボード７と柱３および間柱３’との間には、粘弾性体９が介装された構成となっている。この粘弾性体９は、オレフィン系、ポリエステル系、スチレン系、アクリル系などの材料によって形成されたものであり、例えば、0.5〜1.0mmの厚さ寸法を有するテープ状に形成されるとともに、図２に示すように耐火ボード７の端縁部７ａおよび中央部７ｂに取り付けられた構成となっている。
【００２５】
このような制振住宅１を構築する場合において、耐火ボード７を軸組６に対して取り付ける際には、あらかじめ、テープ状に形成された粘弾性体９を、プライマーを用いて、図２に示すように、耐火ボード７における柱３あるいは間柱３’との接合対象位置である端縁部７ａおよび中央部７ｂに固定しておく。そして、粘弾性体９における柱３あるいは間柱３’に対する接触面９ａに耐火ボード７を押し付けることにより、軸組６に対して耐火ボード７を接着固定する。さらに、木ネジ８を用いて軸組６に対して耐火ボード７を固定するようにする。
【００２６】
上述の制振住宅１は、柱３や間柱３’などの線材と耐火ボード７などの面材とがなす接合面に粘弾性体９を介在させた状態で、これら線材および面材が固定された構成となっているために、地震時等において所定値以上の層間変形角が生じ、線材と面材とを緊結している木ネジ８の周辺がゆるんできた際に、線材と面材との相対ずれを利用して、粘弾性体９を変形させることができる。したがって、線材等の変形能力が高くても、ダンパー部としての粘弾性体９に大きな変形を与えることができ、中小地震などに対しても優れた制振効果を得ることができる。
【００２７】
特に、上述の制振住宅１のように、柱３あるいは梁４が木製である場合には、これらの変形能力が高いため、従来においては、顕著な制振効果を期待することが困難であったのに対して、本実施の形態によれば、優れた制振効果を得ることができ、住宅としての付加価値を増大することができる。
【００２８】
さらに、上述の制振住宅１においては、耐火ボード７などの内装板材と柱３または間柱３’との間に、粘弾性体９を納まりよく設置することができ、合理的な設計を実現することができる。
【００２９】
また、上述の制振住宅１においては、粘弾性体９が所定の厚さ寸法を有するテープ状に形成されているために、粘弾性体９をその設置対象位置に容易に均一に取り付けることができ、粘弾性体９の取り扱いを容易として施工性の向上を図ることができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用するようにしてもよい。
例えば、上記実施の形態においては、耐火ボード７と柱３および間柱３’との間に粘弾性体９が介装された構成となっていたが、これに限らず、耐火ボード７と梁４との間に粘弾性体９を介装するようにしてもよい。
【００３１】
また、耐火ボード７と柱３（あるいは間柱３’、梁４）との取り合いの構造は、図１に示したようなものに限らず、図４に示すように、耐火ボード７と柱３（間柱３’、梁４）とを所定寸法のスペーサ１１を介して互いに緊結するとともに、スペーサ１１が配置されることにより形成された耐火ボード７および柱３（間柱３’、梁４）間の空隙に、粘弾性体９を配置するようにしてもよい。このような構成を採用することにより、粘弾性体９の厚さ寸法を常に均一に保つことができ、安定した制振性能を得ることが可能となる。なお、この場合、スペーサ１１は、所定厚さを有する金属、紙、樹脂等の板状体が好適であるが、球体や棒状体であってもよい。
【００３２】
また、スペーサ１１として、厚さおよび直径が所定寸法の粒状、球状、または環状の小片を用いるようにしてもよく、ワッシャなども好適に用いることができる。この場合、少量のスペーサによって、耐火ボード７および柱３（間柱３’、梁４）間を所定寸法で離間させることができ、費用の増大を抑制することが可能であるとともに、制振建物１全体の重量の増大を避けることができる。
【００３３】
また、上記実施の形態において、粘弾性体９として、シート状に形成されたものを用いるようにしても構わない。
【００３４】
さらに、上記実施の形態において、耐火ボード７や柱３、間柱３’あるいは梁４などの面材または線材の表面のうち、少なくとも粘弾性体９が配置される部分に、プライマーを塗布するようにしてもよい。これにより、線材や面材の表面がコンクリートや木材により形成されている場合や、さびた金属である場合に、これを平滑に改質することができる。これにより、配置される粘弾性体９の線材または面材に対する粘着力を確保することができ、粘弾性体９のエネルギー吸収機能が安定して発揮されることが可能となる。
【００３５】
また、このように面材や線材の表面にプライマーを塗布するのに代えて、表面が平滑に形成されたテープ材（またはシート材）を面材や線材の表面に貼付するようにしてもよい。これによっても同様の効果を得ることができる。
【００３６】
また、上記実施の形態において、耐火ボード７等の面材における線材に対する接合対象位置、あるいは、柱３、間柱３’、梁４などの線材における面材に対する接合対象位置に、所定の厚さ寸法で粘弾性体を設けたものを建築材として利用するようにしてもよい。
【００３７】
このような建築材は、例えば、図５および図６に示すような製作装置１３によって、容易に製造することができる。これらの図に示す製作装置１３は、建築材として利用されるボード１４を載置可能なローラテーブル１５と、ローラーテーブル１５の上面に対して対向配置されるテープ保持ローラ１６およびプレス用ローラ１７とにより概略構成されている。テープ保持ローラ１６およびプレス用ローラ１７は、ローラテーブル１５上におけるボード１４の搬送方向（図中ｘ方向）に所定距離をおいて配置されたものを一組として、ボード１４の搬送方向と直交する水平方向（図６中ｙ方向）に例えば計三組配列されている。テープ保持ローラ１６には、ロール状に形成された所定厚さ寸法を有する粘弾性体テープ１８が巻回されている。なお、この粘弾性体テープ１８は、その片面に離型フィルムが設けられた構成となっている。
【００３８】
この製作装置１３においては、ローラテーブル１５上をｘ方向に搬送されるボード１４に対して、テープ保持ローラ１６を上方から押圧することにより、粘弾性体テープ１８のうち、離型フィルムが設けられていない側の面を、ボード１４の上面１４ａに接着することができる。そして、ボード１４の上面１４ａのうち粘弾性体テープ１８が接着された部分を、さらに上方からプレス用ローラ１７によって押圧することによって、粘弾性体テープ１８をボード１４に対して強固に固定することができる。
【００３９】
このように製作された建築材１９（ボード１４に粘弾性体テープ１８が接着されたもの）は、簡易な設備により容易に製作が可能であり、製作コストが嵩むものとならない。また、このように製作された建築材１９を利用することにより、制振住宅１を構築する上での粘弾性体の設置作業を省略して、接着工法としての施工の合理化を図ることができる。
【００４０】
さらに、このような建築材１９は、図７に示すように、粘弾性体テープ１８間に厚さ保持用の厚紙２０（例えば、厚さ1.0mm程度のもの）を配置することにより、図８に示すように、重ねて保管することができる。この場合には、例えば、数百枚程度重ねて保管することも可能となり、保管性や運搬性も良好なものとすることができる。
【００４１】
また、このような建築材１９を、ボード１４における他の線材に対する接合対象位置に所定厚さ寸法で粘弾性体を塗布するとともに、この粘弾性体を離型フィルムでカバーすることにより形成するようにしてもよい。
また、ボード１４に代えて、柱材、梁材などの線材を用いるようにしてもよい。
【００４２】
これらのような建築材を利用することにより、制振住宅１を構築する上での粘弾性体の設置作業を容易化することができ、接着工法としての施工の合理化を図ることができる。
【００４３】
また、これとは別に、上記実施の形態においては、制振住宅１は木造とされていたが、これに限らず、柱３あるいは梁４が鉄筋コンクリート造や鉄製であってもよい。一般には、鉄筋コンクリート造や鉄骨造の建物は、制振構造を設けても、低層建物である場合には、顕著な制振効果を期待することが困難であるが、上述のように線材と面材との間に粘弾性体を介装することにより、優れた制振効果を得ることが可能となり、住宅としての付加価値を増大することができる。
【００４４】
また、上記実施の形態においては。耐火ボード７と柱３等の線材との間に粘弾性体が介装されていたが、これに限らず、セメント板や珪酸カルシウム板などの内装板材、あるいは、断熱板、発泡コンクリート板、プレキャスト板、カーテンウォールなどの外装板材と線材との間に粘弾性体を介装するようにしてもよい。
【００４５】
また、上記実施の形態においては、線材と面材とを固定する手段として、木ネジ８が用いられていたが、これに代えて、釘、鋲やボルトおよびナットなどのなどの他の固定手段を採用するようにしてもよい。
また、上記実施の形態は、制振住宅１のような住宅建築に限らず、他の用途の建物にも適用することができる。
【００４６】
また、この他にも、上記実施の形態において、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で他の構成を採用するようにしてもよく、また、上述したような変形例を適宜選択的に採用するようにしてもよいのは言うまでもない。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る制振建物は、線材と面材との組み合わせにより形成された建物であって、前記線材及び面材のなす接合面のうち少なくとも一部にスペーサを介して所定寸法の厚さにされた粘弾性体を介在させた状態で、前記線材および面材が固定手段で固定されているので、地震時等において所定値以上の層間変形角が生じ、線材と面材との間にガタが生じた際に、線材と面材との相対ずれを利用して、粘弾性体を変形させることができる。したがって、線材等の変形能力が高くても、良好にダンパー部に大きな変形を与えることができ、中小地震などに対しても優れた制振効果を得ることができる。また、粘弾性体の厚さ寸法を均一に保つことができ、安定した制振性能を得ることが可能となる。
【００４９】
請求項２に係る制振建物によれば、内装板材および外装板材と線材との間に、粘弾性体を納まりよく設置することができ、合理的な設計を実現することができる。
【００５２】
本発明に係る建築材によれば、粘弾性体を用いた制振建物を構築する上での、粘弾性体の設置作業を不要とすることができ、接着工法としての施工の合理化を図ることができる。
【００５６】
また、建築材においては、粘弾性体が、所定厚さ寸法のシート状またはテープ状に形成されているため、粘弾性体が接着された制振建物用の線材または面材を簡易な設備により容易に形成することができ、コストが嵩むものとならない。また、保管性や運搬性も優れており取り扱いが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態を模式的に示す図であって、制振建物の柱と耐火ボードとの取り合い部分の拡大平断面図である。
【図２】 図１におけるＩ−Ｉ線矢視断面図である。
【図３】 本発明の一実施の形態である制振建物の壁構造の立面図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態を模式的に示す図であって、制振建物の柱と耐火ボードとの取り合い部分の拡大平断面図である。
【図５】 本発明の他の実施の形態である建築材を製作するための製作設備の立面図である。
【図６】 同、平面図である。
【図７】 本発明の他の実施の形態である建築材に対して、粘弾性体テープ同士の間に厚紙を配置した場合の平面図である。
【図８】 図７に示した建築材を保管または運搬のために積み重ねた際の状況を示す立面図である。
【符号の説明】
１ 制振住宅（制振建物）
２ 壁構造
３ 柱（線材）
３’ 間柱（線材）
４ 梁（線材）
７ 耐火ボード（面材）
９ 粘弾性体
１１ スペーサ
１４ ボード（面材）
１８ 粘弾性体テープ
１９ 建築材

Claims (3)

1. 線材と面材との組み合わせにより形成された建物であって、前記線材及び面材のなす接合面のうち少なくとも一部にスペーサを介して所定寸法の厚さにされた粘弾性体を介在させた状態で、前記線材および面材が固定手段で固定されていること、
   を特徴とする制振建物。
2. 面材が梁または柱によって支持された内装板材または外装板材であること、
   を特徴とする請求項１に記載の制振建物。
3. 建築物の材料として用いられる線材または面材であって、他の面材または線材に対する接合対象位置にスペーサを介して所定寸法の厚さのシート状またはテープ状に形成されている粘弾性体を設けてなること、
   を特徴とする建築材。

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