JP4855848B2

JP4855848B2 - 免震建築物

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Publication number: JP4855848B2
Application number: JP2006180274A
Authority: JP
Inventors: 雅文金子; 幸恵小坪
Original assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Forestry Co Ltd
Priority date: 2006-06-29
Filing date: 2006-06-29
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2026-06-29
Also published as: JP2008008055A

Description

本発明は、地震時に地盤と構造躯体との間の相対的な変位を許容し、地盤から構造躯体に伝達される震動を低減する免震建築物に係り、特に戸建て住宅等の小規模な免震建築物に関するものである。

建築物には地震に対する高い安全性が求められ、大規模の商業ビルや集合住宅だけでなく、木造等の戸建て住宅でも免震構造とする提案が数多くなされている。
一般に戸建て住宅のような小規模の建築物では基礎上に免震装置を介して水平方向に組み立てられた架台を支持し、免震装置によって地盤と架台との間の相対的な変位を許容する。そして、この架台の上に構造躯体を組み立てて上部構造を構築する。免震装置は、大規模の建築物では積層ゴムが多く用いられており、積層ゴムの変形により構造躯体へ伝播する震動を低減するものとなっている。しかし、小規模建築物では建築物全体の重量が小さく、積層ゴムの剛性が大きいと地盤の震動を有効に吸収できない場合がある。このため、小規模建築物では球体を介して構造躯体を支持するものや、滑り支承を介して構造躯体を支持するものが多く採用される。また、レール上を転がるように移動する支持体を二つ重ねて用い、移動方向を互いに直角方向に設定して地盤と構造躯体との間で水平方向の自由な相対変位を確保するものもある。

上記のような容易に相対変位を許容する支承を用いたときには、特許文献１に示されるように、主に鉛直方向の荷重を支持する免震支承装置の他に、地盤と構造躯体との間に介挿して相対的な移動に抵抗を付与する減衰装置を用いたり、相対変位が生じたときに双方の位置関係を元に戻す復元機能を免震支承に組み込むことが多くなっている。また、別途に復元装置が設けられることもある。

一方、上記免震装置を介して支持される架台は、特許文献２又は特許文献３に示されるように、鋼型材によって枠状に組み立てられたものが多く用いられている。また、鉄筋コンクリート構造とすることも考えられる。そして、これらの架台の下面に上記免震支承装置、復元装置、減衰装置等が固着され、地盤上に形成された基礎上に支持される。地震が発生したときには、架台は地盤に対して水平方向に変位し、地盤から伝達される水平方向力は緩和される。

構造躯体は、鉄骨プレハブ構造等であるときには、上記鋼製の架台上に柱を立設するともに、架台上に支持させて床組を形成することができる。構造躯体が木造軸組構造であるときには、上記鋼製の架台又は鉄筋コンクリート製の架台上に木材からなる土台を設置し、この上に柱及び床組を支持して構造躯体を構築する。これにより、従来の構造躯体をそのまま採用して免震構造とすることができる。
特開２００５−３０１５２特開２００５―２０７１７６特開２００１―２６２８６４

上記のような免震建築物において、架台及び架台の下の免震装置が設けられた空間は、外観を良好に仕上げるために、外装材が外側面を囲むように取り付けられる。これらの外装材は、地盤及び基礎に対して水平方向に相対的は変位を許容するように取り付けなければならない。また、免震装置が設けられた空間の換気を行うとともに、ネズミ等の小動物が侵入しないように設けられる。

しかし、上記のように鋼製又は鉄筋コンクリート製の架台の周囲を囲うように外装材を取り付ける場合には、この架台の構造とその上部に構築される構造躯体とは、構造形式が異質であるために、連続した外装材を取り付けることが難しくなっている。例えば、架台がＨ型鋼やＩ型鋼で形成され、その上に木造の軸組構造の躯体が構築されていると、特許文献２に記載されているように、架台に金属の支持部材を取り付け、これに外装材を支持させている。このため、架台の側面部分と構造躯体の側面部分とでは外装材を別個に取り付け、これらの間に、外壁内へ結露防止のための外気を取り込む通気口を設けている。
また、架台の下縁部分とコンクリートの基礎の上縁部との間は、垂れ壁見切りを設け、水平方向の相対的な変位を許容する接合部を設けている。

このような構造により、外壁面は地表面からコンクリートの基礎の側面が立ち上げられ、架台側面を覆う外装材及び構造躯体部分の外壁面と、それぞれ分割して外装材が取り付けられ、外観のデザインに制限が生じる。つまり、外観を良好に仕上げることについて障害となることがある。

本願発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、免震装置を介して支持された架台上に構造躯体が構築された免震建築物において、外装材の取り付け構造及び外壁部で架台と基礎との水平方向の相対的変位を許容する接合構造を簡単なものとし、外観を良好に仕上げることである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、複数の木製の横架材がほぼ同じ高さで水平に支持され、これらが枠状に組み合わされた架台と、前記架台を地盤上に支持するとともに、該架台と地盤との間で水平方向への相対的変位を許容する免震支承装置と、前記架台上に構築された構造躯体と、を有する免震建築物であって、前記免震支承装置は、コンクリートの基礎版上に設けられ、該基礎版は、前記構造躯体の外壁部の下方に、前記免震支承装置が設置された上面より立ち上げられた外周部を有し、前記構造躯体の外壁部には、外壁内で上下方向の通気空間を形成する外壁下地材が柱の外側に取り付けられ、その外側に外装材が設けられており、前記外壁下地材及び外装材は、前記柱の外側から下方へ伸長されて前記架台の側面にまで連続して取り付けられ、架台の側面から外壁面に連続する通気空間が形成されており、該架台の下縁部に、外壁面を流下する雨水の水切り材が設けられており、該水切り材は、前記基礎版の外周部と前記架台との間で、水平方向の相対的な変位を許容するともに、架台の下側空間への小動物の侵入防止、架台の下側空間の換気、及び前記水切り材の内側の面に沿った位置に設けられた通気口を介して前記外壁の通気空間への外気の取り込み、が可能に設けられている免震建築物を提供する。

上記免震建築物では、架台が木材によって形成されており、この架台の外側面には構造躯体の外壁部と連続して、外壁下地材及び外装材を同じ手法で取り付けることができる。そして、外壁下地材と外装材とが構造躯体の側面部分から架台の側面部分に連続することによって、これらの間に外装材の継ぎ目がない良好な外観にすることができる。また、架台の下縁部では、外壁下地材の通気空間に外気を取り込む通気口を設けることができ、架台の側面部分から構造躯体の外壁部へと連続した通気空間の換気を行って有効に壁内の結露を防止することができる。

また、上記水切り材が、基礎版の外周部と架台との間に生じる水平方向の相対的変位を許容するものとなっているので、常時においては外壁の外装材と基礎部分との間を良好な外観に仕上げるとともに、地震時においても外装材等に損傷を生じることがない。また、小動物の侵入を防止するともに、架台の下側空間の換気が可能であり、長期にわたってこの空間を良好な環境に維持することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の免震建築物において、前記水切り材は、金属の板材又は合成樹脂の成型体からなり、前記外装材の下縁に沿って上縁が固定され、一旦外壁面の外側に張り出した部分の下側で、外壁面より内側へほぼ水平に曲折され、該水平部分の下面に、前記基礎版の外周部の上面に取り付けられた摺動部材が当接されて水平方向の摺動が可能となっており、該摺動部材の当接位置より外側に通気用の孔を有するものとする。

上記水切り材は、架台と基礎版との間に水平方向の相対的変位が生じたいときに、水平に曲折された部分が基礎版に取り付けられた摺動部材に対して摺動する。したがって、地震時において外装材等が破損することなく、その後も小動物の侵入等を防止する効果が維持される。また、常時においては架台の下側空間への換気が確保される。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の免震建築物において、前記外壁下地材は、所定幅の板材を傾斜させ、所定間隔を開けて複数を配列するとともに、傾斜方向を逆にした同様の複数の板材を重ねて接合したものが用いられ、前記水切り材は、前記外壁下地材と外装材との間に上縁が固定されているものとする。

以上説明したように、本願発明の免震建築物では、地震時には、架台と基礎版との相対的な変位を拘束することなく許容し、非地震時つまり常時には、外壁内の換気及び架台の下側空間の換気を確保するととともに、簡単な構造で構造躯体の外壁部及び架台の側面に外装材と外壁下地材とを取り付け、良好な外観に仕上げることが可能となる。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の免震建築物と同様に木製の架台を有する免震建築物を参考に示す概略立面図である。また、図２は同じ免震建築物における外壁の下方部分を示す概略断面図であり、図３は同じ部分を下方から見上げた概略斜視図である。
この免震建築物は、地盤１上に形成された基礎版２の上に免震装置３を介して架台４が支持され、この上に柱５１を立設して構造躯体を組み立て、上部構造５が構築されている。

上記基礎版２は、地盤上に形成された鉄筋コンクリートからなる床版であり、地盤の状態によっては杭を打ち込んで、その上に支持されるものであってもよい。この基礎版２は、外周縁が構造躯体の外壁面とほぼ一致するように設けられ、中央部から外周縁に至るまで上面がほぼ平坦に仕上げられている。そして、この上に免震装置３が設置されている。

上記架台４は、木材を貼り合わせた集成材を用いて形成されており、互いに直角となる水平な二方向にそれぞれ複数の集成材を配置し、ほぼ格子状の枠体を形成するように組み立てられたものである。上記構造躯体の外壁５２が設けられる位置の下には、この外壁面５２ａと平行に水平な外周部材４１を有するものとなっており、この外周部材４１によって外壁５２を支持するものとなっている。

上記免震装置３は、免震支承装置１０、位置復元装置２０及び減衰装置３０を含むものであり、それぞれが複数用いられ、基礎版２上の適切な位置に配置されている。
上記免震支承装置１０は、図２に示すように、基礎版２の上にモルタル層１１を介して支持され、架台４及びその上の上部構造５からの鉛直方向の荷重を支持するものである。そして、これらの鉛直荷重は回転が可能となった球体１２を介して支持するものとなっており、地震時における大きな慣性力が架台４及び上部構造５に作用したときには、この球体１２の回転により基礎版２と架台４との間で水平方向の相対的な変位を許容するものとなっている。

上記位置復元装置２０は、下部が基礎版２に固定され、上部が架台４に固定された弾性部材を有するものであり、架台４と基礎版２との間に相対的な変位が生じたときに弾性部材が変形し、弾性反発力が双方の相対的な位置を復元するように作用するものである。
また、減衰装置３０は、架台４と基礎版２とに両端がそれぞれ固定されており、これらの間に相対変位が生じるときに抵抗力を付与するダンパーを備えるものである。また、抵抗力は粘性流体の流動による粘性抵抗の他、摩擦抵抗を利用したものを用いることもできる。

上部構造５は、従来から木造の建築物で一般に用いられる軸組構造で構造躯体が構築されており、架台４上に立設された柱５１で上層階、屋根を支持するものとなっている。また、床組も大引き、根太等を架台４に支持させて形成されている。
外壁５２は、柱５１の外側に外壁面に沿って外壁下地材５３を取り付け、その外側に外装材５４を形成したものである。
なお、上部構造は上記軸組構造の他、ユニット工法、ツーバイフォー工法、木質パネル工法等によって構築することもできる。

上記外装下地材５３は、図４に示すように、所定幅の板材５３ａを傾斜させ、所定間隔を開けて複数を配列するとともに、傾斜方向を逆にした同様の複数の板材５３ｂを重ねて接合したものが用いられている。この外装下地材５３は、立設された柱に両側部が固定され、それぞれの傾斜した板材５３ａ，５３ｂは地震時に柱５１が変形するのを拘束する耐震部材となっている。そして、平行に配列された板材５３ａ，５３ｂの間が通気空間となり、２層になった二つの板材群の間隙が互いに連通して、外壁内で上下方向の通気路が確保されるものとなっている。
一方、外装材５４は上記外壁下地材５３の外側に防水シートを取り付けた後、ラス及びラス金網を積層してモルタル層を形成したものである。

なお、外壁下地材５３は、上記のような所定幅の板材を配列するものの他、柱に固定された板材とその外側で上下方向に取り付けられた所定幅の間隙保持用の板材とを組み合わせて用いることもできる。間隙保持用の板材は、間隔を開けて複数が取り付けられており、間隙保持用の板材の外側に外装材が形成されると、これら複数の間隙保持用の板材間が壁体内で上下方向の通気空間を形成する。
また、外装材は、上記モルタル層の他に、パネル状となった外装材やタイル等を用いることもできる。

上記外壁下地材５３及び外装材５４は、図２に示すように、柱５１の外側から柱５１の下にある架台４の外周部材４１の側面にかけて連続するように取り付けられている。そして、外装材５４の下端部には金属の板材又は合成樹脂の成型体からなる水切り材５５が取り付けられ、外装材５４の背面側から外壁面より外側に張り出し、先端部は下方へ曲折されて、外壁面を流下した雨水を地表面に滴下するようになっている。また、水切り材５５の下側へは外気が回り込むものとなっており、下端が開放された外壁下地材５３の通気空間に連通している。したがって、図２中に矢印Ａで示すように、外気が水切り材５５の下側から外壁下地材５３の通気空間に導かれ、鉛直方向に壁体内の通気ができるものとなっている。

架台４の外周部材４１の下面には、水切り材５５の下方に下部外装材４２を取り付けるための支持部材４３が取り付けられている。この支持部材４３は鋼板を加工して形成されており、図５に示すように、外周部材４１の下面に当接される取り付け平板部４３ａと、この取り付け平板部４３ａに連続し、鉛直下方へ突き出した鉛直部４３ｂとを備えている。そして、取り付け平板部４３ａがビス４４又は釘によって外周部材４１の下面に固着されている。
上記鉛直部４３ｂの外面には、パネル状に形成された下部外装材４２が接着剤又はボルト等によって鉛直に取り付けられている。この下部外装材４２は架台４の下側空間を囲むように連続して取り付けられ、上縁は水切り材５５の下側に位置して下部外装材４２の裏側には雨水が流れ込んだり、吹き込んだりしないようになっている。

下部外装材４２の下部には、その下縁に沿って可動連結部材４５が取り付けられている。この可動連結部材４５は金属の板を曲折して形成されたもの又は合成樹脂を成型したものであり、上縁部が下部外装材４２の裏面に固着され、下部外装材４２の下側でその外面より外側に張り出している。そして、その下方で内側に曲折され、下部外装材４２の外面より内側へほぼ水平に伸長されている。
一方、基礎版２の外周部には、外周縁に沿って摺動部材２１が金属板２２で支持されている。そして、この摺動部材２１の上面が上記可動連結部材４５の水平に曲折された部分４５ａの下面に当接され、可動連結部材４５の変形による反発力によって、この可動連結部材４５の下面と摺動部材２１の上面との間の接触圧が維持されるものとなっている。したがって、架台４と基礎版２との間で水平方向の相対的変位が生じたときには、可動連結部材４５の下面が摺動部材２１の上面を摺動し、接触した状態を維持したまま架台４と基礎版２との相対的変位が許容される。

また、図３に示すように、可動連結部材４５の水平に曲折された部分４５ａで、摺動部材２１の当接位置の外側には通気孔４５ｂが設けられており、この通気孔４５ｂを介して架台４の下側空間の換気を行うようになっている。つまり、ほぼ水平な部分４５ａに設けられた通気孔４５ｂを下側から上側へ抜けるように外気が通過し、架台４の下側空間に外気が供給される。したがって、十分な換気が行われるとともに、雨水等がこの通気孔４５ｂから吹き込むこともなく、架台４の下側空間に湿気が多量に送り込まれるような事態をも防止するようになっている。また、この通気孔４５ｂは網状になっており、この通気孔４５ｂからネズミ等の小動物や昆虫が架台４の下側空間に侵入するのを防止するものである。

このような免震建築物では、架台４の側面と上部構造５の外壁部とに連続した外装材５４が施されており、架台４の上面に相当する位置で目地又は水切り材等を設ける必要がない。したがって、良好な外観に仕上げることが容易となる。また、架台４の下面に相当する位置及び基礎版２の上面にほぼ相当する位置には水切り材５５及び可動連結部材４５が建築物の外面で水平方向に現れるが、可動連結部材４５の位置は、基礎版２の外周部分の形状及び下部外装材４２の取り付け範囲を適切に選択することによって、地表面近く等目立たない位置に設定することが可能となる。

次に、本願に係る発明の一実施形態である免震建築物について説明する。
図６は、この免震建築物における外壁の下方部分を示す概略断面図であり、図７は同じ部分を下方から見上げた概略斜視図である。
この免震建築物は、図１から図５までに示すものと同様に基礎版６１の上に免震支承装置６２を介して架台６３が支持され、その上に柱６４を立設して構造躯体が組み立てられている。そして、この構造躯体を含む上部構造及び架台６３は、図１から図５までに示す免震建築物と同じものを採用することができる。

この免震建築物では、鉄筋コンクリートからなる基礎版６１の外周部６１ａが上部構造の外壁７０に沿った位置で上方に立ち上げられ、この外周部６１ａの上面が架台６３の外周部材６３ａの下面と所定の間隙をおいて対向するものとなっている。架台６３は、基礎版６１の中央部の平坦な部分６１ｂに設けられた免震支承装置６２によって支持され、基礎版６１に対して水平方向に相対的な変位が許容されるものとなっている。

上部構造の外壁下地材６５及び外装材６６は、図１からら図５までに示す免震建築物と同様のものを用いることができ、同様に外壁７０の外面から架台６３の側面にかけて連続するように取り付けられている。そして、架台６３の下面にほぼ相当する高さの位置で外装材６６の下縁に沿って水切り材６７が設けられている。

水切り材６７は、金属の板材又は合成樹脂の成型体等からなり、外装材６６の下側から外壁面より外側へ一旦張り出し、その下方で外壁面より内側へほぼ水平に曲折されている。そして、基礎版６１の外周部６１ａの上で金属板６８によって支持された摺動部材６９の上面が、この水切り材６７の水平部分６７ａの下面に当接され、水平方向に摺動するものとなっている。
また、この水切り材６７の下部の水平部分６７ａには、図７に示すように、摺動部材６９が当接された位置の外側に通気孔６７ｂが設けられ、外気がこの通気孔６７ｂを通って架台６３の下側空間に導かれる。さらに、外壁７０及び架台６３の側面に取り付けられた外壁下地材６５の通気空間には、この水切り材６７の内側で開放された下端部へ通気孔６７ｂを下側から上方へ通り抜けた外気が取り込まれ、外壁内の通気が確保される。

この免震建築物では、基礎版６１の外周部６１ａが上方に立ち上げられ、この外周部６１ａの上端部と架台６３の下部との間に水切り材６７が設けられるが、布基礎上に上部構造が支持される場合とほぼ同じ外観に仕上げることができるとともに、架台６３の下側空間の換気及び外壁内への通気も確保される。

木製の架台を有する免震建築物を参考に示す概略立面図である。図１に示す免震建築物の外壁の下方部分を示す概略断面図である。図２にと同じ部分の下方からの概略斜視図である。図１に示す免震建築部で用いることができる外壁下地材の一例を示す概略斜視図である。図１に示す免震建築物で、架台の下面に取り付けられる支持部材を示す概略斜視図である。本願発明の一実施形態である免震建築物の外壁の下方部分を示す概略断面図である。図６と同じ部分の下方からの概略斜視図である。

１：地盤、２：基礎版、３：免震装置、４：架台、５：建築物の上部構造１０：免震支承装置、１１：モルタル層、１２：球体、
２０：位置復元装置、２１：摺動部材、２２：金属板、３０：減衰装置、４１：架台の外周部材、４２：下部外装材、４３：支持部材、４４：ビス、４５：可動連結部材、４５ａ：可動連結部材の水平部分、４５ｂ：通気孔、５１：柱、５２：外壁、５３：外壁下地材、５４：外装材、５５：水切り材、６１：基礎版、６１ａ：基礎版の外周部、６１ｂ：基礎版の水平部、６２：免震支承装置、６３：架台、６３ａ：架台の外周部材、６４：柱、６５：外壁下地材、６６：外装材、６７：水切り材、６７ａ：水切り材の水平部分、６７ｂ：通気孔、６８：金属板、６９：摺動部材、７０：外壁

Claims

複数の木製の横架材がほぼ同じ高さで水平に支持され、これらが枠状に組み合わされた架台と、
前記架台を地盤上に支持するとともに、該架台と地盤との間で水平方向への相対的変位を許容する免震支承装置と、
前記架台上に構築された構造躯体と、を有する免震建築物であって、
前記免震支承装置は、コンクリートの基礎版上に設けられ、
該基礎版は、前記構造躯体の外壁部の下方に、前記免震支承装置が設置された上面より立ち上げられた外周部を有し、
前記構造躯体の外壁部には、外壁内で上下方向の通気空間を形成する外壁下地材が柱の外側に取り付けられ、その外側に外装材が設けられており、
前記外壁下地材及び外装材は、前記柱の外側から下方へ伸長されて前記架台の側面にまで連続して取り付けられ、架台の側面から外壁面に連続する通気空間が形成されており、
該架台の下縁部に、外壁面を流下する雨水の水切り材が設けられており、
該水切り材は、前記基礎版の外周部と前記架台との間で、水平方向の相対的な変位を許容するともに、架台の下側空間への小動物の侵入防止、架台の下側空間の換気、及び前記水切り材の内側の面に沿った位置に設けられた通気口を介して前記外壁の通気空間への外気の取り込み、が可能に設けられていることを特徴とする免震建築物。
前記水切り材は、金属の板材又は合成樹脂の成型体からなり、前記外装材の下縁に沿って上縁が固定され、一旦外壁面の外側に張り出した部分の下側で、外壁面より内側へほぼ水平に曲折され、該水平部分の下面に、前記基礎版の外周部の上面に取り付けられた摺動部材が当接されて水平方向の摺動が可能となっており、該摺動部材の当接位置より外側に通気用の孔を有することを特徴とする請求項１に記載の免震建築物。
前記外壁下地材は、所定幅の板材を傾斜させ、所定間隔を開けて複数を配列するとともに、傾斜方向を逆にした同様の複数の板材を重ねて接合したものが用いられ、
前記水切り材は、前記外壁下地材と外装材との間に上縁が固定されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の免震建築物。