JP4904040B2

JP4904040B2 - 建物制振構造

Info

Publication number: JP4904040B2
Application number: JP2005309729A
Authority: JP
Inventors: 和彦岡下
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2005-10-25
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2025-10-25
Also published as: JP2007120019A

Description

本発明は、外壁パネルが接続された建物の躯体に生じた振動を抑制する建物制振構造に関するものである。

従来から、天井梁と外壁パネルとの間、及び床梁と外壁パネルとの間のそれぞれに、制振テープが介在された制振建物が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この制振建物では、地震発生時に、外壁パネルと天井梁、床梁との間にそれぞれ相対変位が生じると、制振テープが弾性変形して制振効果を発揮するようになっている。
特開２００１−３２３６８５号公報

ところで、上述の制振建物では、制振テープの一方の面が天井梁や床梁の外側面に固定され、この制振テープの他方の面に外壁パネルの裏面が固定されていた。

すなわち、制振テープは、天井梁や床梁よりも外側に設けられており、この天井梁等と外壁パネルとの間に生じる隙間に配置されていた。

そのため、この隙間が狭い場合では、制振テープの厚みを十分に確保することが難しくなり、十分な制振効果を得ることができないおそれがあった。

そこで、この発明は、建物の躯体と外壁パネルとの間に生じる隙間の大きさに関わらず、十分な制振効果を得ることができる建物制振構造を提供することを課題としている。

上記課題を解決するために、本発明にかかる建物制振構造は、柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に制振手段を介して外壁パネルが接続されている建物制振構造であって、前記制振手段は、前記躯体に固定されるブラケット部と、前記ブラケット部に固定され、高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部と、前記弾性部に固定される金属板部と、を有し、一端が前記躯体の外側面よりも内側に固定され、他端が前記躯体の外側面よりも外側に突出すると共に、前記ブラケット部の下端部から、前記弾性部及び前記金属板部の下側に突出する突出部を設けたことを特徴としている。

本願請求項１の発明によれば、制振手段の一端が建物の躯体の外側面よりも内側に固定されているので、この制振手段が躯体の内部に入り込んだ状態になり、十分な大きさ（厚み）を確保することができる。

これにより、建物の躯体と外壁パネルとの間に生じる隙間の大きさに関わらず、十分な制振効果を得ることが可能となる。

また、外壁パネルの面剛性を利用して振動を制振手段に伝達するので、躯体の剛性を軽減することができ、柱や梁等の断面積を小さくすることができる。

さらに、前記制振手段の一端を垂直方向に延びる柱に固定することで、柱と外壁パネルとの間に生じる振動によるせん断変形を制振手段に確実に伝達して制振効果を得ることができる。

さらに、前記制振手段の一端を水平方向に延びる梁に固定することで、梁と外壁パネルとの間に生じる振動によるせん断変形を制振手段に確実に伝達して制振効果を得ることができる。

そして、前記制振手段が高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部を有することで、制振手段の剛性（固定度）や制振力を容易に調整することができ、建物全体の剛性や制振力の程度を所望の大きさに設計することができる。

また、前記制振手段が弾性部と金属板部とを有し、この金属板部と弾性部とが積層されて形成されることで、制振手段の剛性等をさらに容易に調整することができると共に、この制振手段を建物の躯体や外壁パネルに強固且つ容易に固定することができる。

次に、図面に基づいて、この発明を実施するための最良の実施の形態の建物制振構造を説明する。

図１において、二階建ての建物である住宅１には、地面から突出するように設けられた基礎２上に１階部３が設けられ、その上に２階部４が設けられている。また、１階部３と２階部４との間には隔壁５が設けられ、２階部４の上には屋根６が設けられている。この隔壁５は、１階部３の天井（図示せず）と２階部４の床（図示せず）とを有している。
そして、１階部３の基礎２と隔壁５との間には、制振に利用する外壁パネルである第１外壁パネル７と、制振に利用しない外壁パネルである第２外壁パネル８、８ａとが、それぞれ複数設けられている。

さらに、第１、第２外壁パネル７、８、８ａが設けられていない位置には、サッシ窓９ａが設けられている。なお、サッシ窓９ａは、住宅１の躯体、詳細には軸組み自身により形成される後述する開口部９に設けられている。

また、２階部４の隔壁５と屋根６との間には、１階部３に設けた第２外壁パネル８、８ａ（制振に利用しない外壁パネル）と同様の外壁パネル（図示せず）のみが設けられている。

ここで、図２に示すように、住宅１の１階部３のＸ方向に沿い且つ図面上の下側に位置する住宅１のコーナ部には、断面Ｌ字状の第２外壁パネル８ａ、８ａがそれぞれ設けられている。そして、この第２外壁パネル８ａ、８ａ間には、第１外壁パネル７、サッシ窓９ａ、第１外壁パネル７、第２外壁パネル８、第１外壁パネル７、サッシ窓９ａ、第１外壁パネル７が順に配設されている。

なお、上記以外の住宅１の外側部分にも、第１外壁パネル７、第２外壁パネル８（８ａ）、サッシ窓９ａが住宅１のＸ方向、Ｙ方向に沿って所定の位置にそれぞれ設けられている。

なお、第１外壁パネル７と第２外壁パネル８、８ａとの間や、第１外壁パネル７とサッシ窓９ａとの間、第２外壁パネル８とサッシ窓９ａとの間、第２外壁パネル８と隣接する第２外壁パネル８との間等には、間隙Ｋ（図３参照）が形成されている。この間隙Ｋには、図示しないガスケットが嵌入固定されており、この間隙Ｋから雨が吹き込んだり、住宅１の見栄えが悪くならないようになっている。

また、このガスケットは、可撓性を有する合成樹脂によって形成されており、後述するように振動によって第１外壁パネル７が回転しても、この回転運動を阻害することがないようになっている。

そして、図３に示すように、図２の１階部３には、Ｘ方向又はＹ方向に沿って水平方向に延びる床梁１１及び天井梁１２が設けられている。この床梁１１及び天井梁１２は、図示しない支柱によって互いに平行になるように支持されている。さらに、この支柱の間には、床梁１１と天井梁１２との間に垂直方向に延びる複数の間柱１３が立設されている。

この床梁１１、天井梁１２、間柱１３及び図示しない支柱等によって住宅１の躯体が構成されている。

なお、床梁１１は、基礎２に図示しないボルト等によって固定され、天井梁１２は、隔壁５に図示しないボルト等によって固定されている。そして、間柱１３は、床梁１１及び天井梁１２の長手方向に対して垂直に、且つ床梁１１と天井梁１２とを連結するように固定されている。また、図示しない支柱は、第２外壁パネル８ａの内側に設けられている。

ここで、図４に示すように、床梁１１、天井梁１２、間柱１３は、住宅１の外側に面する外側面１１ａ、１２ａ、１３ａが、互いに面一になるように連結されると共に、この連結によって床梁１１、天井梁１２、間柱１３に囲まれた開口部９（図３参照）が形成されている。

第１外壁パネル７は、複数の制振部材（制振手段）２０及び一対のボルト１４を介して、住宅１の躯体に接続されている。

この第１外壁パネル７は、図３に示すように、正面視矩形状を呈しており、下縁部が床梁１１の一部と重なり、上縁部が天井梁１２の一部と重なると共に、両側縁部がそれぞれ両側に位置する間柱１３、１３の一部と重なる位置に配置されている。

そして、複数の制振部材２０は、一端が間柱１３の上端部又は下端部近傍に固定されており、他端が第１外壁パネル７の四隅近傍にそれぞれ固定されている。

各制振部材２０は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、取付部２１ａと支持部２１ｂとが互いにほぼ直交して断面Ｌ字状を呈するブラケット部２１と、このブラケット部２１の支持部２１ｂに一面が接着固定された弾性部２２と、弾性部２２の他面に接着固定された金属板部２３とを有している。

ブラケット部２１は、鋼鈑を折り曲げ加工することで形成されており、取付部２１ａが間柱１３の第１外壁パネル７に覆われる側面１３ｂにビス止め固定されている（図５（ａ）参照）。

このとき、このブラケット部２１は、支持部２１ｂが間柱１３の外側面１３ａと平行になると共に、この支持部２１ｂの外側の面２１ｂＡが、間柱１３の外側面１３ａよりも内側に位置するように取り付けられる（図４参照）。

弾性部２２は、高減衰ゴム又は粘弾性ゴムによって形成されており、円筒形状を呈している。また、図５（ｂ）に示すように、支持部２１ｂ及び金属板部２３のほぼ中央に接着固定されている。

この弾性部２２は、図４に示すように、支持部２１ｂに接着固定された際に、間柱１３の外側面１３ａとほぼ面一になる厚みを有している。

金属板部２３は、支持部２１ｂとほぼ同じ大きさの矩形鋼鈑であり、図示しないボルトによって第１外壁パネル７に固定される。

この金属板部２３は、支持部２１ｂに接着固定された際に間柱１３の外側面１３ａとほぼ面一になる弾性部２２に接着固定されているので、この間柱１３の外側面１３ａよりも外側に突出することとなる（図４参照）。

さらに、一対のボルト１４は、上下に位置する制振部材２０のほぼ中央に取付けられており、第１外壁パネル７及び間柱１３を貫通している（図４参照）。

ここで、第１外壁パネル７及び間柱１３には、互いに対向する位置にそれぞれ貫通孔（図示せず）が形成されており、この貫通孔にボルト１４が挿入されると共に、挿入されたボルト１４にナット１４ａが螺合することで固定される。

なお、ここではボルト１４の頭部１４ｂは第１外壁パネル７に形成された凹部（図示せず）に嵌合し、ナット１４ａは間柱１３に形成された凹部（図示せず）に嵌合する。これにより、ボルト１４の頭部１４ｂ及びナット１４ａが突出しないようになっている（図４参照）。

一方、第２外壁パネル８、８ａは、複数のボルト１５を介して住宅１の躯体、つまり床梁１１、天井梁１２、間柱１３に固定接続されている。

次に、この発明の建物制振構造の作用について説明する。

地震や強風等によって住宅１に振動が生じると、図６に示すように、床梁１１、天井梁１２、間柱１３が振動して第１外壁パネル７との間に相対変位（せん断変形）が生じる。

このとき、制振部材２０に振動エネルギーが伝達されて、制振部材２０の弾性部２２が弾性変形する。これにより、第１外壁パネル７が図示しない重心位置を中心に回転する。

この第１外壁パネル７の回転は、第１外壁パネルに作用する住宅１の振動に抗する慣性力によって生じている。

したがって、この第１外壁パネル７の慣性力による回転により住宅１自体の振動が吸収され、住宅１を制振することができる。また、第１外壁パネル７の面剛性を利用して振動を制振部材２０に伝達するので、躯体である間柱１３等の剛性を軽減することができ、間柱１３等の断面積を小さくすることができる。

また、制振部材２０は、一端である取付部２１ａが間柱１３の外側面１３ａよりも内側に固定され、他端である金属板部２３がこの間柱１３の外側面１３ａよりも外側に突出して第１外壁パネルに７に接続されている。

そのため、この制振部材２０が住宅１の躯体の内側に入り込んだ状態で取り付けられることとなり、住宅１の躯体と第１外壁パネル７との間隙の大きさに関わらず、振動時に弾性変形する弾性部２２の厚みを十分に確保することができる。したがって、弾性部２２を所望の大きさに設計することができ、十分な制振効果を確実に得ることができる。また、上述の実施の形態では、制振部材２０の一端である取付部２１ａが間柱１３に固定されているので、間柱１３と第１外壁パネル７との間に生じる振動によるせん断変形を制振部材２０に確実に伝達して制振効果を得ることができる。

さらに、上述の実施の形態では、制振部材２０が高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部２２を有しているので、制振部材２０の剛性（固定度）や制振力を容易に調整することができ、住宅１全体の剛性や制振力の程度を所望の大きさに設計することができる。

つまり、円筒形状を呈する弾性部２２の硬度、厚み、径、数等を変更することで最適な制振を実現することが可能となる。

なお、上述の実施の形態では、弾性部２２の弾性変形によって第１外壁パネル７が重心位置を中心に回転するようになっているが、この弾性部２の大きさ等を変更することにより、回転中心の位置を最適な位置に設定することができる。

そして、上述の実施の形態では、金属性のブラケット部２１と、弾性力を有する弾性部２２と、金属製の金属板部２３とが積層されて制振部材２０が形成されているので、この制振部材２０の剛性等をさらに容易に調整することができると共に、この制振部材２０を間柱１３や第１外壁パネル７に強固且つ容易に取り付けることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、本発明の実施の形態では、制振部材２０の一端が間柱１３に固定されているが、これに限らない。この制振部材２０の一端が、床梁１１や天井梁１２に固定されていてもよい。

この場合、制振部材２０のブラケット部２１の取付部２１ａは、取付部２１ａが床梁１１や天井梁１２の第１外壁パネル７に覆われる側面に固定され、支持部２１ｂが床梁１１の外側面１１ａや天井梁１２の外側面１２ａと平行に位置される。また、このとき、この支持部２１ｂの外側の面２１ｂＡが、床梁１１の外側面１１ａや天井梁１２の外側面１２ａよりも内側に位置するように取り付けられる。

これにより、床梁１１や天井梁１２と第１外壁パネル７との間に生じる振動によるせん断変形を制振部材２０に確実に伝達して制振効果を得ることができる。

また、第１外壁パネル７を基礎２上に設けられる土台と、１階部３と２階部４との間に設けられる胴差しとの間に配置してもよいし、２階部４に配置してもよい。

さらに、第１外壁パネル７の重みによる垂れ下がりや、制振部材２０の弾性部２２のクリープ現象が生じることが考えられるが、これを防止するために、弾性部２２を矩形形状に形成してもよい。

この場合、鉛直方向の長さを水平方向の長さよりも大きくすることで、鉛直方向の剛性を大きくすることができ、第１外壁パネル７の重みによる垂れ下がりや弾性部２２のクリープ現象を防止することができる。

また、支持部２１ｂの下端部に垂直に突出する突出部を設けてもよい。この場合、第１外壁パネル７の重みによって垂れ下がりが生じると、突出部に金属板部２３が接触して支持され、この突出部がストッパーの役割をして第１外壁パネル７の垂れ下がりを防止することができる。

さらに、上述の実施の形態では、第１外壁パネル７が複数の制振部材２０及び一対のボルト１４によって、間柱１３に接続されているが、このボルト１４によって接続しなくてもよい。

この場合であっても、第１外壁パネル７は、間柱１３に対してせん断変形を生じて回転し、制振効果を得ることができる。

この発明に係る住宅の概略正面図である。図１に示す住宅の１階部の外壁パネルの取付位置及び開口部の形成位置を示す説明図である。この発明に係る外壁パネルの取り付けを示す正面図である。図３におけるＡ−Ａ断面図である。（ａ）はこの発明に係る制振部材を示す要部斜視説明図であり、（ｂ）は図５（ａ）における制振部材の構成説明図である。この発明に係る制振に利用する第１外壁パネルに振動が伝達した際の状態を模式的に示す説明図である。

符号の説明

１建物（住宅）
７外壁パネル（第１外壁パネル）
１１床梁（躯体）
１２天井梁（躯体）
１３間柱（躯体）
１３ａ外側面
２０制振手段（制振部材）
２１ａ一端（取付部）
２３他端（金属板部）

Claims

柱、梁、耐力壁等の建物の躯体に制振手段を介して外壁パネルが接続されている建物制振構造であって、
前記制振手段は、前記躯体に固定されるブラケット部と、
前記ブラケット部に固定され、高減衰ゴム又は粘弾性ゴムからなる弾性部と、
前記弾性部に固定される金属板部と、を有し、
一端が前記躯体の外側面よりも内側に固定され、他端が前記躯体の外側面よりも外側に突出すると共に、
前記ブラケット部の下端部から、前記弾性部及び前記金属板部の下側に突出する突出部を設けたことを特徴とする建物制振構造。
請求項１に記載された建物制振構造において、
前記外壁パネル、及び、該外壁パネルを取り付ける躯体には、互いに対向する位置にそれぞれ貫通孔を形成して、前記外壁パネルと前記躯体を、前記貫通孔に挿通するボルトと、該ボルトに螺合するナットにより固定することを特徴とする建物制振構造。
請求項１又は請求項２に記載された建物制振構造において、
前記制振手段は、前記一端が垂直方向に延びる柱に固定されていることを特徴とする建物制振構造。
請求項１又は請求項２に記載された建物制振構造において、
前記制振手段は、前記一端が水平方向に延びる梁に固定されていることを特徴とする建物制振構造。