JP4814857B2 - 制震耐力壁構造 - Google Patents

Description

本発明は、制震耐力壁構造に関し、特に、建物の壁部分の骨組として形成された上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に、面状部材を取り付けてなる制震耐力壁構造に関する。

地震が発生した際の建物の崩壊による被害は甚大であることから、従来より様々な耐震補強対策が講じられている。また、地震の多発する我が国においては、特に大規模建築物についての制震技術が確立しており、このような制震技術を例えば一戸建ての住宅建築物等の小規模建築物に普及させるための技術も種々開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の制震技術は、例えば軽量鉄骨造の建物において、粘弾性体を用いたダンパーを壁の内部に設けることにより、地震による震動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって吸収し、建物の変形を効果的に軽減するようになっている。
特開２００６−２８３３７４号公報

一方、構造用合板等の面状部材を用いた建物の耐力壁部分の構造についても、耐力壁として必要な壁倍率を確保しつつ所望の制震性能を得ることのできる簡易な構成の制震耐力壁構造の研究が種々なされているが、実際の建物に適用可能な、施工性に優れると共に汎用や規格化に適した制震耐力壁構造については、未だ具体的に確立されていないのが現状である。

本発明は、耐力壁を構成する面状部材を利用して、簡易且つ安価に設けることができると共に、施工性に優れ、必要な壁倍率を確保しつつ所望の制震性能を得ることのできる制震耐力壁構造を提供することを目的とする。

本発明は、建物の壁部分の骨組として木製の角材を用いて形成された上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に、面状部材を取り付けてなる平常時に壁倍率が０．５〜５の壁耐力を備える制震耐力壁構造であって、前記面状部材は、前記矩形架構の内側開口形状を縦方向分割線によって２分割した形状に近似する略縦長矩形形状を備える左右一対の分割面状部材からなり、各分割面状部材は、前記縦方向分割線に沿った一方の側端面側の上端及び下端の角部分が切り欠かれて、該角部分で前記上下の横架材との間に各々空間を保持すると共に、他方の側端面と上下の端面とが、前記垂直材の内側面及び前記垂直材と前記上下の横架材との角部分の内側面に跨がるように連続して接合固定され、前記分割面状部材の前記一方の側端面及び両側の側面に沿った形状のコの字断面形状を備える接合部補強金物が、前記分割面状部材の前記一方の側端面及び両側の側面に密着させて固定されており、且つ前記分割面状部材は、対向配置される前記一方の側端面同士が前記接合部補強金物の前面板の間に３〜５０ｍｍの厚さの制震ゴムを挟み込んで互いに接合された状態で、矩形架構の内側に取り付けられている制震耐力壁構造を提供することにより、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の制震耐力壁構造では、前記一方の側端面を覆って支持枠部材が取り付けられており、該支持枠部材の外側面及び両側の側面を前記分割面状部材の前記一方の側端面及び両側の側面として、前記接合部補強金物が固定されており、該接合部補強金物の前面板の間に前記制震ゴムが挟み込まれていることが好ましい。

また、本発明の制震耐力壁構造では、前記他方の側端面及び前記上下の端面を覆って取付枠部材が取り付けられており、前記分割面状部材は、該取付枠部材を介して前記垂直材の内側面及び前記垂直材と前記上下の横架材との角部分の内側面に接合固定されていることが好ましい。

さらに、本発明の制震耐力壁構造では、前記制震ゴムは、前記一方の側端面の長手方向に間隔をおいて複数配設された各一対の前記接合補強金物の間に挟み込まれるようにして取り付けられていることで、前記一方の側端面の長手方向に略均等に分散配置されて、当該一方の側端面の１０％以上の上下方向の長さ領域を占めるように取り付けられていることが好ましい。

さらにまた、本発明の制震耐力壁構造では、前記制震ゴムは、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００質量部に対して液状ゴムからなる軟化剤が１０質量部以上３０質量部以下、カーボンブラックが５質量部以上３０質量部以下、シリカが１００質量部以上１８０質量部以下、該シリカ１００質量部に対してシラン化合物が５質量部以上２５質量部以下で配合され、かつ、多環芳香族炭化水素を含有するオイルが配合されていない高減衰ゴムであることが好ましい。

また、本発明の制震耐力壁構造では、前記液状ゴムからなる軟化剤が、液状イソプレンゴムであることが好ましい。

さらに、本発明の制震耐力壁構造では、前記カーボンブラックが、ＨＡＦカーボンであることが好ましい。

本発明の制震耐力壁構造によれば、耐力壁を構成する面状部材を利用して、簡易且つ安価に設けることができると共に、施工性に優れ、必要な壁倍率を確保しつつ所望の制震性能を得ることができる。

図１（ａ）〜（ｃ）に示す本発明の好ましい一実施形態に係る制震耐力壁構造１０は、建物として例えば住宅建築物の壁部分を、平常時には好ましくは壁倍率が０．５〜５程度の壁耐力を備えると共に、地震時には震動エネルギーを吸収する制震性能を発揮する制震耐力壁として機能させるために採用されたものである。

そして、本実施形態の制震耐力壁構造１０は、建物の壁部分の骨組として形成された上下一対の横架材１１ａ，１１ｂと左右一対の垂直材１２ａ，１２ｂとからなる矩形架構１３の内側に、面状部材１４を取り付けてなる壁構造であって、面状部材１４は、矩形架構１３の内側開口形状を縦方向分割線Ｌによって２分割した形状に近似する略縦長矩形形状を備える左右一対の分割面状部材１４ａ，１４ｂからなり、各分割面状部材１４ａ，１４ｂは、縦方向分割線Ｌに沿った一方の側端面１５ａ，１５ｂ側の上端及び下端の角部分１６が切り欠かれて、この角部分１６で上下の横架材１１ａ，１１ｂとの間に各々空間１７を保持すると共に、他方の側端面１８ａ，１８ｂと上下の端面１９ａ，１９ｂとが、垂直材１２ａ，１２ｂの内側面及び垂直材１２ａ，１２ｂと上下の横架材１１ａ，１１ｂとの角部分の内側面に跨がるように連続して接合固定され、且つ対向配置される一方の側端面１５ａ，１５ｂ同士が制震ゴム２０を挟み込んで互いに接合された状態で、矩形架構１３の内側に取り付けられていることによって構成される。

また、本実施形態では、各分割面状部材１４ａ，１４ｂの一方の側端面１５ａ，１５ｂを覆って支持枠部材２１が取り付けられており、この支持枠部材２１の間に制震ゴム２０が挟み込まれている。

さらに、本実施形態では、支持枠部材２１の対向配置される面に接合補強金物２２が取り付けられており、この接合部補強金物２２の間に制震ゴム２０が挟み込まれている。

さらにまた、本実施形態では、各分割面状部材１４ａ，１４ｂの他方の側端面１８ａ，１８ｂ及び上下の端面１９ａ，１９ｂを覆って取付枠部材２３が取り付けられており、各分割面状部材１４ａ，１４ｂは、取付枠部材２３を介して垂直材１２ａ，１２ｂの内側面及び垂直材１２ａ，１２ｂと上下の横架材１１ａ，１１ｂとの角部分の内側面に接合固定されている。

本実施形態では、建物の壁部分の骨組である矩形架構１３を構成する上下一対の横架材１１ａ，１１ｂは、土台や梁の他、下枠、上枠、頭繋等を含むものであり、例えば木製の角材を用いて設置される。上方横架材１１ａ及び下方横架材１１ｂは、例えば１８００〜３５００ｍｍ程度の高さ方向の中心間間隔をおいて横方向に平行に延設することにより、矩形架構１３の上下の短辺部分を形成する。

横架材１１ａ，１１ｂと共に矩形架構１３を構成する左右一対の垂直材１２ａ，１２ｂは、柱や間柱の他、竪枠等を含むものであり、例えば木製の角材を用いて設置される。左側垂直材１２ａ及び右側垂直材１２ｂは、例えば９００〜１８００ｍｍ程度の横方向の中心間間隔をおいて縦方向に平行に延設することにより、矩形架構１３の左右の長辺部分を形成する。

なお、本実施形態では、左右一対の垂直材１２ａ，１２ｂの端部の上下の横架材１１ａ，１１ｂへの接合は、例えば短ほぞ差しによって行われると共に、適宜引寄せ金物等を用いて、接合部分の固定状態が補強されている。

矩形架構１３の内側に取り付けられる面状部材１４は、本実施形態では、好ましくは例えば厚さが２４ｍｍ程度のスギ材を用いた構造用合板からなり、分割形成された左側分割面状部材１４ａと右側分割面状部材１４ｂとを制震ゴム２０を介在させて接合一体化した状態で取り付けられる。すなわち、左側分割面状部材１４ａ及び右側分割面状部材１４ｂは、外側の長辺部分に沿った他方の側端面１８ａ，１８ｂと、上下の端面１９ａ，１９ｂのうちの分割線Ｌ側の切り欠かれた角部分１６を除いた外側略半分の部分とを、好ましくは取付枠部材２３を介在させて垂直材１２ａ，１２ｂの内側面及び垂直材１２ａ，１２ｂと上下の横架材１１ａ，１１ｂとの角部分の内側面に連続して接合固定すると共に、分割線Ｌ側の長辺部分に沿った一方の側端面１５ａ，１５ｂ同士を対向配置し、好ましくは取付枠部材２３及び接合部補強金物２２を介在させて制震ゴム２０を挟み込みつつ互いに接合した状態で、矩形架構１３の内側に取り付けられている。

ここで、本発明では、面状部材１４として、構造用合板の他、例えば木製、金属製、カーボンファイバー製等の板状部材からなる種々の耐力面材を用いることができる。また、面状部材１４には、板状の面状部材の他、図６（ａ），（ｂ）に示すように、単一の面に沿って複数の軸力部材６１ａ，６１ｂをトラス状や格子状に組み付けて形成することにより、面方向に所望の強度を備える面状に形成された耐力枠部材６０ａ，６０ｂ等も含まれる。

本実施形態では、分割面状部材１４ａ，１４ｂの他方の側端面１８ａ，１８ｂ及び上下の端面１９ａ，１９ｂを覆って取り付けられる取付枠部材２３は、図２及び図３にも示すように、例えば４５ｍｍ×１０５ｍｍ程度の矩形断面形状を備える棒状のスギ材からなり、その内側面の中央部分に、長手方向に連続して例えば深さ２５ｍｍ、幅２４±１ｍｍ程度の矩形断面形状の取付け溝２４が形成されている。分割面状部材１４ａ，１４ｂは、他方の側端面１８ａ，１８ｂ及び上下の端面１９ａ，１９ｂを、取付け溝２４に嵌め込むようにして、取付枠部材２３と一体化される。また、他方の側端面１８ａ，１８ｂ及び上下の端面１９ａ，１９ｂは、例えば接着剤を介して取付け溝２４の内側面に接着したり、取付枠部材２３の外側面からこれらに向けて固定ビス２５等を打ち込むことにより（図３参照）、取付枠部材２３に強固に固定されることになる。

そして、取付枠部材２３と一体となった分割面状部材１４ａ，１４ｂは、図３に示すように、取付枠部材２３の平坦な外側面を矩形架構１３の垂直材１２ａ，１２ｂの内側面及び垂直材１２ａ，１２ｂと上下の横架材１１ａ，１１ｂとの角部分の内側面に各々密着させた状態で、取付枠部材２３の内側から垂直材１２ａ，１２ｂの内側面や横架材１１ａ，１１ｂの内側面に向けて、例えば固定ビス２６等を打ち込むことより、矩形架構１３に強固に取り付け固定されることになる。またこれによって、他方の側端面１８ａ，１８ｂと上下の端面１９ａ，１９ｂとが、取付枠部材２３を介在させつつ、垂直材１２ａ，１２ｂの内側面及び垂直材１２ａ，１２ｂと上下の横架材１１ａ，１１ｂとの角部分の内側面に跨がるように連続して接合固定されることになる（図１参照）。

ここで、固定ビス２６等を用いて取付枠部材２３を垂直材１２ａ，１２ｂの内側面や横架材１１ａ，１１ｂの内側面に固定する際に、固定ビス２６等は、分割面状部材１４ａ，１４ｂを挟んだ両側において、縦方向に互い違いとなるように千鳥状に打ち込むことが好ましい（図１（ｂ）参照）。また、取付枠部材２３は、棒状のスギ材等の木製の枠材の他、アルミ枠等の金属製の枠材や、カーボンファイバーや合成樹脂からなる棒状の枠材等を用いて形成することもできる。

本実施形態では、各分割面状部材１４ａ，１４ｂの一方の側端面１５ａ，１５ｂを覆って取り付けられる支持枠部材２１は、図４及び図５にも示すように、例えば４５ｍｍ×６０ｍｍ程度の矩形断面形状を備える棒状のスギ材からなり、その内側面の中央部分に、長手方向に連続して例えば深さ２５ｍｍ、幅２４±１ｍｍ程度の矩形断面形状の取付け溝２７が形成されている。分割面状部材１４ａ，１４ｂは、一方の側端面１５ａ，１５ｂを取付け溝２７に嵌め込むようにして取り付けられて、支持枠部材２１と一体化されている。また、一方の側端面１５ａ，１５ｂは、例えば接着剤を介して取付け溝２７の内側面に接着したり、支持枠部材２１の外側面からこれらに向けて固定ビス２８等を打ち込むことにより、支持枠部材２１に強固に固定されることになる。ここで、支持枠部材２１は、棒状のスギ材等の木製の枠材の他、アルミ枠等の金属製の枠材や、カーボンファイバーや合成樹脂からなる棒状の枠材等を用いて形成することもできる。

本実施形態では、支持枠部材２１の対向配置される面に取り付けられる接合補強金物２２は、例えば金物厚さが１．６〜５ｍｍ程度の金属板からなる。接合補強金物２２は、支持枠部材２１の対向配置される外側面及び両側の側面に沿った形状の、前面板２２ａ及び一対の側面板２２ｂからなるコの字断面形状を備えるように折り曲げ加工されると共に、例えば３００ｍｍ程度の長さで形成される。また、コの字断面形状の一対の側面板２２ｂには、複数のビス孔３０が穿孔形成されており、これらのビス孔３０を介して支持枠部材２１に向けて固定ビス２９を打ち込むことにより、コの字断面形状の接合補強金物２２を支持枠部材２１の外側面及び両側の側面に密着させつつ強固に固定することが可能になる。

本実施形態では、接合補強金物２２は、支持枠部材２１の長手方向に例えば３００〜６００ｍｍ程度の中心間ピッチで間隔をおいて各々６箇所に取り付けられている（図１（ａ）参照）。また、支持枠部材２１の対向配置される外側面を覆う各一対の接合補強金物２２の前面板２２ａの間に挟み込まれるようにして、制震ゴム２０が例えば３〜５０ｍｍ程度の厚さで取り付けられている。これによって、左右一対の分割面状部材１４ａ，１４ｂの対向配置される一方の側端面１５ａ，１５ｂ同士が、制震ゴム２０を挟み込んだ状態で互いに接合されることになる。

ここで、接合補強金物２２及び制震ゴム２０は、一対の接合補強金物２２の前面板２２ａの間に制震ゴム２０を一体として挟み込んだ状態の制震ゴムユニット３２を予め形成しておき、この制震ゴムユニット３２を、各分割面状部材１４ａ，１４ｂの一方の側端面１５ａ，１５ｂを覆う支持枠部材２１の間に設置することによって取り付けるようにすることが好ましい。また接合補強金物２２は、金属製や合成樹脂製の部材であっても良い。

本実施形態では、分割面状部材１４ａ，１４ｂの対向配置される一方の側端面１５ａ，１５の間に挟み込まれる制震ゴム２０は、制震ゴムとして知られる種々の制震ゴム材料を用いることができる。

一般的な制震ゴムは、振幅の増加に連れて剛性が増加し、抵抗力が大きくなる。振幅が大きくなるにつれて剛性が大きくなる性質を持つ制震ゴムを用いると、建物の加速度応答や各部の応力の過大な上昇が生じる。そこで、振幅が増加しても剛性の増加が頭打ちになる性質を備えた制震ゴムを用いることが好ましい。特に、本実施形態では、建物に作用する振動の振幅に比べて、制震ゴムを大きく剪断変形させるものであるから、歪依存性について上記の性質を備えたものを用いることによる効果は大きい。

また、交通振動などの環境振動から台風時の風揺れ、大地震に至るまでの幅広い振幅領域で機能させる必要があるため、減衰力の歪依存性が小さい制震ゴムを用いることが好ましい。すなわち、小歪から大歪まで安定した震動エネルギーの吸収能力を発揮する制震ゴムを用いることが好ましい。

具体的には、０．０１≦γ≦３．５の領域で、ｈｅｑ＞０．２０の安定したエネルギー吸収能力を備えることが好ましい。このため大振幅領域において抵抗力が大きくならないように、γ＞１．０の領域において、γの増加とともにＫｅｑ／（Ｓ／Ｄ）が減少するものであることが好ましい。例えば、０．３３≦｛Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）₍γ_=3.0)｝／｛Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）₍γ_=1.0)｝≦０．７５の制震ゴムを用いることが好ましい。

ここで、γは剪断歪み率であり、図９に示すように、制震ゴムの剪断変形量ｄを制震ゴムの高さＤで除したものである。また動的粘弾性試験における等価粘性減衰定数（等価減衰定数）（ｈｅｑ）および等価剪断弾性率（Ｇｅｑ=Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ））とは、制震ゴムに剪断変形を生じさせる正弦波加振を行い、その際の履歴ループ（ヒステリシス曲線）を測定し、その結果に基づいて計算されるものである。図１０に基づいて説明すると、ｈｅｑは下記の（式１）、Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ）は下記の（式２）にて計算される数値である。

また、一般的な制震ゴムは、振動周波数の増加に伴い、Ｇｅｑ（＝Ｋｅｑ／（Ｓ／Ｄ））〔Ｎ／ｍｍ²〕が著しく増加する。例えば、一般的な制震ゴムは、２０℃では、０．１Ｈｚのときと２．０ＨｚのときではＧｅｑの値が２〜３倍に増加する。交通振動の卓越周波数は通常４Ｈｚ〜７Ｈｚ程度に分布し、地震動の卓越周波数は０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚ程度に分布するので、これらの周波数に対して剛性や減衰性能の点で比較的安定した性質を備えた制震ゴムを用いることが好ましい。具体的には、より入力周波数分布領域が広範囲に及ぶ地震動に対応できるようにすることが好ましい。

例えば、制震ゴムユニット３０が家屋に付与する減衰性能は、概ね制震ゴムユニット３２の有する剛性（ここでは等価剪断弾性率（Ｇｅｑ））と減衰定数（ここでは等価粘性減衰定数（ｈｅｑ））との積で表現することができる。周波数依存性の評価は、一定の温度条件の下で、斯かる積の値が、ある周波数の時を基準として上述した地震動の０．１Ｈｚ〜２０Ｈｚの範囲で±５０％以内であればよい。

さらに、一般的な制震ゴムは、低温時に剛性が高くなり、高温時に剛性が低くなる。日本は一年を通じて気温の変化が大きいので、例えば０℃〜４０℃程度の温度範囲に対して剛性や減衰性能の点で比較的安定した性質を備えた制震ゴムを用いることが好ましい。

例えば、本実施形態に係る制震耐力壁構造１０の使用環境が０℃〜４０℃で、制震ゴムのせん断変位γ＝±０．５の場合、２０℃でのＧｅｑ（等価剪断弾性率）を基準として、低温側では、０℃のときの等価剪断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝０℃）と、２０℃のときの等価剪断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）との比を、Ｇｅｑ（ｔ＝０℃）／Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）≦２．２とするのが好ましい。また高温側では、４０℃のときの等価剪断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝４０℃）と２０℃の時の等価剪断弾性率Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）との比を、Ｇｅｑ（ｔ＝４０℃）／Ｇｅｑ（ｔ＝２０℃）≧０．６とするのが好ましい。

本実施形態では、制震ゴム２０として、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせるため、例えば、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００質量部に対して液状ゴムからなる軟化剤が１０質量部以上３０質量部以下、カーボンブラックが５質量部以上３０質量部以下、シリカが１００質量部以上１８０質量部以下、該シリカ１００質量部に対してシラン化合物が５質量部以上２５質量部以下で配合され、かつ、多環芳香族炭化水素を含有するオイルが配合されていない高減衰ゴムを好ましく用いることができる。

より具体的には、例えば基材ゴム１００質量部に対して、液状ゴムからなる軟化剤を１５質量部、カーボンブラックを２０質量部、シリカを１３５質量部、シラン化合物を２３質量部、配合した高減衰ゴムを用いることができる。この制震ゴム２０によれば、上述した歪依存性、周波数依存性、温度依存性を十分に持たせることができ、上述した制震耐力壁構造１０の機能を十分に発揮させることが可能になる。

特に、２０℃での性能がｈｅｑ≧０．２、０．５≦Ｇｅｑ≦２．０（Ｎ／ｍｍ²）の範囲にあって、かつ、Ｇｅｑの温度依存性が０℃／２０℃≦２．２、４０℃／２０℃≧０．６（ともに、周波数０．１Ｈｚ、γ＝±０．５）を実現することができ、上述のように、制震ゴムユニット３２の制震ゴム２０を大きく剪断変形させるようにした制震耐力壁構造１０の機能を十分に発揮させることが可能になる。

ここで、基材ゴムとしては、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する種々のゴムがいずれも使用可能である。具体的には、天然ゴム（ＮＲ）の他、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレン−ブタジエン共重合ゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン共重合ゴム（ＥＰＭ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等を用いることができる。これらはそれぞれ単独で使用される他、２種類以上を併用することもできる。

基材ゴムに添加される液状ゴムは、室温で液状であると共に流動性を持つものであり、基材ゴムとは区別される。液状ゴムは化学反応により鎖延長と架橋が進行し、高分子量の架橋ゴムとすることができる。前記液状ゴムとしては、例えば硬化して基材ゴムとの相溶性のある、液状ジエン系ゴムを用いることが好ましい。

液状ジエン系ゴムとしては、例えば液状イソプレンゴム、液状スチレンブタジエンゴム、液状アクリロニトリルブタジエンゴム、液状ブタジエンゴム、液状クロロプレンゴム等を用いることができる。これらは単独で用いてもいいし、２種以上を組み合わせて使用しても良い。

基材ゴムに添加されるカーボンブラックは、ＧＰＦカーボン、ＦＥＦカーボン、ＩＳＡＦカーボン、ＳＡＦカーボン、ＨＡＦカーボン等の一般的なカーボンブラックのほか、高活性カーボンブラックを用いることができる。

基材ゴムに添加されるシリカは、ゴムの補強材として使用される、親水性あるいは疎水性の種々のシリカが使用可能である。シリカの添加量は、基材ゴム１００質量部に対して１００〜１８０質量部に限定することが好ましい。

基材ゴムに添加されるシラン化合物は、下記の一般式で表されるシラン化合物である。

上記の一般式（化学式１）で表されるシラン化合物において、Ｒ¹〜Ｒ⁴に相当するアルコキシ基としては、Ｃ_nＨ_2n+1Ｏで表される種々の炭素数のものが挙げられるが、特に炭素数が１〜２であるメトキシ、エトキシを好ましく用いることができる。またハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素等を挙げることができる。

アルキル基としては、Ｃ_nＨ_2n+1で表される種々の炭素数のものが挙げられるが、特にその炭素数は１〜２０程度であるものが好ましい。かかるアルキル基としては、例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、イソブチル、第２級ブチル、第３級ブチル、ペンチル、ヘキシル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル等を挙げることができる。

また、アリール基としては、例えば、フェニル、トリル、キシリル、ビフェニル、₀−テルフェニル、ナフチル、アントリル、フェナントリル等を挙げることができる。かかるシラン化合物の具体例として、これに限定されないが、例えば、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、トリエトキシフェニルシラン、ジエトキシジメチルシラン、ジメチルジクロロシラン、メチルジクロロシラン等を挙げることができる。

本実施形態では、上述の高減衰ゴムによる制震ゴム２０は、上述のように配合したゴム組成物を、例えば加硫成形することによって形成されることになるが、制震ゴム２０を形成するためのゴム組成物には、例えば加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、加硫遅延剤、老化防止剤、シリカ以外の補強材、充填剤、軟化剤、可塑剤、粘着性付与剤等の、その他の各種の添加剤を適宜添加することもできる。

ここで、加硫剤としては、例えば、硫黄、有機含硫黄化合物、有機過酸化物等を挙げることができる。このうち有機含硫黄化合物としては、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジチオビスモルホリン等を挙げることができ、有機過酸化物としては、例えば、ペンゾイルペルオキシド、ジクミルペルオキシド等を挙げることができる。

加硫促進剤としては、例えば、テトラメチルチウラムジスフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム系加硫促進剤、ジブチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジエチルジチオカーバミン酸亜鉛、ジメチルジチオカーバミン酸ナトリウム、ジエチルジチオカーバミン酸テルルなどのジチオカーバミン酸類、２−メルカプトベンゾチアゾール、Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾールスルフェンアミドなどのチアゾール類、、トリメチルチオ尿素、Ｎ，Ｎ’−ジエチルチオ尿素などのチオウレア類等の有機促進剤や、あるいは消石灰、酸化マグネシウム、酸化チタン、リサージ（ＰｂＯ）などの無機促進剤等を挙げることができる。

加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸、オレイン酸、綿実脂肪酸などの脂肪酸や、あるいは亜鉛華などの金属酸化物等を挙げることができる。

加硫遅延剤としては、例えば、サリチル酸、無水フタル酸、安息香酸などの芳香族有機酸、Ｎ−ニトロソジフェニルアミン、Ｎ−ニトロソ−２，２，４−トリメチル−１，２−ジハイドキノン、Ｎ−ニトロソフェニル−β−ナフチルアミンなどのニトロソ化合物等を挙げることができる。

老化防止剤としては、特に限定されないが、２−メルカプトベンゾイミダゾールなどのイミダゾール類、フェニル−α−ナフチルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ−β−ナフチル−ｐ−フェニレンジアミン、Ｎ−フェニル−Ｎ’−イソプロピル−ｐ−フェニレンジアミンなどのアミン類、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、スチレン化フェノールなどのフェノール類等を挙げることができる。老化防止剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１．５〜５質量部程度が好ましい。

シリカ以外の補強剤としては、例えば、主にカーボンブラックが使用される他、ケイ酸塩系のホワイトカーボン、亜鉛華、表面処理沈降性炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、クレーなどの無機補強剤や、あるいはクマロンインデン樹脂、フェノール樹脂、ハイスチレン樹脂（スチレン含有量の多いスチレン−ブタジエン共重合体）などの有機補強剤も使用できる。

充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、クレー、硫酸バリウム、珪藻土等を挙げることができる。上記シリカ以外の補強剤および／または充填剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して５〜５０質量部程度が好ましい。

軟化剤としては、例えば、脂肪酸（ステアリン酸、ラウリン酸など）、綿実油、トール油、アスファルト物質、パラフィンワックスなどの、植物油系、鉱物油系、および合成系の各種軟化剤を挙げることができる。軟化剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して１０〜１００質量部程度が好ましい。

粘着性付与剤としては、例えば、クマロン・インデン樹脂、芳香族系樹脂、芳香族・脂肪族混合系樹脂、ロジン系樹脂、シクロペンタジエン系樹脂等を挙げることができる。粘着性付与剤の配合量は、基材ゴム１００質量部に対して５〜５０質量部程度が好ましい。

また、本実施形態では、上述の添加剤以外にも、例えば分散剤、溶剤等をゴム組成物に適宜添加することもできる。

ゴム組成物は、上述の各成分を、例えば密閉式混練機などを用いて混練することによって得られる。そして制震ゴム２０は、例えば得られたゴム組成物を、ローラヘッド押出機などを用いてシート状に成形すると共に、成形したシートを、所定の形状を有するように打ち抜いた後、打ち抜いたシートを、所定の厚みを有するように複数枚、積層した状態で、所定の型内で加熱して例えば加硫成形することによって製造されることになる。

そして、製造された制震ゴム２０は、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００質量部に対してシリカを１００〜１８０質量部添加し、そのシリカに対してシラン化合物を５〜３０重量％配合した高減衰ゴムであるので、制震ゴム２０に適切な、歪依存性、周波数依存性、温度依存性を持たせることが可能になり、これによって振動減衰機能つまり制震機能を十分に発揮させることが可能になる。

また、制震ゴム２０は、例えば自己粘着性のものや普通の接着剤を用いて一対の接合補強金物２２等と接合一体化することにより、例えば制震ゴムユニット３２を形成することもできるが、接着への信頼性の観点から、加硫接着して接合することが好ましい。例えば、未加硫の制震ゴム２０を所定の形状を有するように押出した後、切断し、予備成形した状態で所定の型内で加熱して加硫成形すると共に、このプレス加硫と同時に接合補強金物２２と加硫接着させることにより、制震ゴムユニット３２を製造することができる。

そして、本実施形態では、制震ゴム２０は、支持枠部材２１の長手方向に間隔をおいて複数配設された各一対の接合補強金物２２の間に挟み込まれるようにして取り付けられていることにより、左右一対の分割面状部材１４ａ，１４ｂの対向配置される一方の側端面１５ａ，１５ｂの長手方向に略均等に分散配置されて、当該一方の側端面１５ａ，１５ｂの例えば１０〜１００％程度の長さ領域を占めるように設けられている。

ここで、制震ゴム２０は、当該制震ゴム２０を挟み込んで接合される一方の側端面１５ａ，１５ｂの１０％以上の上下方向の長さ領域を占めるように取り付けられることが好ましい。制震ゴム２０が取り付けられる長さ領域が１０％以上となっていることにより、必要な壁倍率と制震性能とを安定した状態で確保することが可能になる。

そして、上述の構成を備える本実施形態の制震耐力壁構造１０によれば、耐力壁を構成する面状部材１４を利用しつつ、簡易且つ安価に設けることができると共に、施工性に優れ、必要な壁倍率を確保しつつ所望の制震性能を得ることが可能になる。

すなわち、本実施形態によれば、制震耐力壁構造１０は、矩形架構１３の内側に左右一対の分割面状部材１４ａ，１４ｂを、対向配置される一方の側端面１５ａ，１５ｂの間に制震ゴム２０を挟み込んだ状態で取り付けて構成されるので、耐力壁の構成材料である分割面状部材１４ａ，１４ｂを利用しつつ、従来の耐力壁と略同様の簡易な施工方法によって安価に設けることが可能になる。

また、左右一対の分割面状部材１４ａ，１４ｂの他方の側端面１８ａ，１８ｂと上下の端面１９ａ，１９ｂとが、垂直材１２ａ，１２ｂの内側面及び垂直材１２ａ，１２ｂと上下の横架材１１ａ，１１ｂとの角部分の内側面に跨がるように連続して接合固定されているので、分割面状部材１４ａ，１４ｂの周縁部分が効果的に固められることにより、矩形架構１３と一体となって、分割面状部材１４ａ，１４ｂは耐力面材としての機能を効率良く発揮することが可能になり、これによって、例えば壁倍率が０．５〜５程度の所望の壁耐力を容易に確保することが可能になる。

さらに、各分割面状部材１４ａ，１４ｂは、縦方向分割線Ｌに沿った一方の側端面１５ａ，１５ｂ側の上下の角部分１６が切り欠かれていて、この角部分１６で上下の横架材１１ａ，１１ｂとの間に空間１７が保持されると共に、対向配置される一方の側端面１５ａ，１５ｂの間に制震ゴム２０が挟み込まれているので、地震時には、上下に空間１７が保持された中央部分で変形しやすくなると共に、中央部分で側端面１５ａ，１５ｂの間に挟み込まれた制震ゴム２０によって地震による震動エネルギーを吸収して、所望の制震性能を効果的に発揮することが可能になる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、分割面状部材は、取付枠部材を介して垂直材の内側面や横架材の内側面に接合固定する必要は必ずしもなく、分割面状部材の他方の側端面や上下の端面を垂直材や横架材に直接密着させて接合することもできる。例えば図７に示すように、押し縁３１を用いて分割面状部材１４ａ，１４ｂの他方の側端面１８ａ，１８ｂや上下の端面を固定することもできる。また、分割面状部材の一方の側端面を覆って支持枠部材を取り付ける必要は必ずしもなく、例えば図８に示すように、分割面状部材１４ａ，１４ｂの一方の側端面１５ａ，１５ｂに接合補強金物２２’を直接取り付けて、制震ゴム２０を挟み込むこともできる。さらに、分割面状部材１４ａ，１４ｂに配線や配管用の開口３３を設けておき（図１（ａ）参照）、電線や各種の配管を制震耐力壁構造１０を横切るように貫通させて、例えばスイッチボックスなどを配設させることもできる。

本実施形態の好ましい一実施形態に係る制震耐力壁構造の構成を説明する、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂに沿った断面図である。 取付枠部材へ分割面状部材を取り付ける状況を説明する部分分解斜視図である。 取付枠部材を介して分割面状部材を垂直材に取り付けた状態を説明する部分断面図である。 分割面状部材の対向配置される一方の側端面の間に支持枠部材及び接合補強金物を介在させて制震ゴムを挟み込んだ状態を説明する部分斜視図である。 分割面状部材の対向配置される一方の側端面の間に支持枠部材及び接合補強金物を介在させて制震ゴムを挟み込んだ状態を説明する、図４のＣ−Ｃに沿った断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、分割面状部材の他の形態を例示する略示正面図である。 分割面状部材を垂直材へ取り付ける他の方法を例示する部分断面図である。 分割面状部材の対向配置される一方の側端面の間に制震ゴムを挟み込む他の方法を例示する部分断面図である。 剪断歪み率γを求めるための制震ゴムの剪断変形量ｄと制震ゴムの高さＤの説明図である。 動的粘弾性試験において等価粘性減衰定数（等価減衰定数）および等価剪断弾性率を求めるための各変数の説明図である。

符号の説明

１０ 制震耐力壁構造
１１ａ 上方横架材
１１ｂ 下方横架材
１２ａ 左側垂直材
１２ｂ 右側垂直材
１３ 矩形架構
１４ａ 左側分割面状部材
１４ｂ 右側分割面状部材
１５ａ，１５ｂ 一方の側端面
１６ 切り欠かれた角部分
１７ 空間
１８ａ，１８ｂ 他方の側端面
１９ａ，１９ｂ 上下の端面
２０ 制震ゴム
２１ 支持枠部材
２２ 接合部補強金物
２３ 取付枠部材
２４，２７ 取付け溝
３２ 制震ゴムユニット
Ｌ 縦方向分割線

Claims (7)

1. 建物の壁部分の骨組として木製の角材を用いて形成された上下一対の横架材と左右一対の垂直材とからなる矩形架構の内側に、面状部材を取り付けてなる平常時に壁倍率が０．５〜５の壁耐力を備える制震耐力壁構造であって、
   前記面状部材は、前記矩形架構の内側開口形状を縦方向分割線によって２分割した形状に近似する略縦長矩形形状を備える左右一対の分割面状部材からなり、各分割面状部材は、前記縦方向分割線に沿った一方の側端面側の上端及び下端の角部分が切り欠かれて、該角部分で前記上下の横架材との間に各々空間を保持すると共に、他方の側端面と上下の端面とが、前記垂直材の内側面及び前記垂直材と前記上下の横架材との角部分の内側面に跨がるように連続して接合固定され、
   前記分割面状部材の前記一方の側端面及び両側の側面に沿った形状のコの字断面形状を備える接合部補強金物が、前記分割面状部材の前記一方の側端面及び両側の側面に密着させて固定されており、
   且つ前記分割面状部材は、対向配置される前記一方の側端面同士が前記接合部補強金物の前面板の間に３〜５０ｍｍの厚さの制震ゴムを挟み込んで互いに接合された状態で、矩形架構の内側に取り付けられている制震耐力壁構造。
2. 前記一方の側端面を覆って支持枠部材が取り付けられており、該支持枠部材の外側面及び両側の側面を前記分割面状部材の前記一方の側端面及び両側の側面として、前記接合部補強金物が固定されており、該接合部補強金物の前面板の間に前記制震ゴムが挟み込まれる請求項１に記載の制震耐力壁構造。
3. 前記他方の側端面及び前記上下の端面を覆って取付枠部材が取り付けられており、前記分割面状部材は、該取付枠部材を介して前記垂直材の内側面及び前記垂直材と前記上下の横架材との角部分の内側面に接合固定される請求項１又は２に記載の制震耐力壁構造。
4. 前記制震ゴムは、前記一方の側端面の長手方向に間隔をおいて複数配設された各一対の前記接合補強金物の間に挟み込まれるようにして取り付けられていることで、前記一方の側端面の長手方向に略均等に分散配置されて、当該一方の側端面の１０％以上の上下方向の長さ領域を占めるように取り付けられている請求項１〜３のいずれか１項に記載の制震耐力壁構造。
5. 前記制震ゴムは、主鎖にＣ−Ｃ結合を有する基材ゴム１００質量部に対して液状ゴムからなる軟化剤が１０質量部以上３０質量部以下、カーボンブラックが５質量部以上３０質量部以下、シリカが１００質量部以上１８０質量部以下、該シリカ１００質量部に対してシラン化合物が５質量部以上２５質量部以下で配合され、かつ、多環芳香族炭化水素を含有するオイルが配合されていない高減衰ゴムである請求項１〜４のいずれか１項に記載の制震耐力壁構造。
6. 前記液状ゴムからなる軟化剤が、液状イソプレンゴムである請求項５に記載の制震耐力壁構造。
7. 前記カーボンブラックが、ＨＡＦカーボンである請求項５又は６に記載の制震耐力壁構造。

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