JP7128068B2 - 外壁パネル取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、柱と梁とで構成されたラーメン構造体に外壁パネルを取り付けた外壁パネル取付構造に関するものである。

従来、ラーメン構造体の梁間に架け渡された間柱に、外壁パネルを取り付ける構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１には、間柱の上端及び下端に、弾性変形可能なバネ部を形成する構成が開示されている。これにより、ラーメン構造体から外壁パネルに伝達される荷重が緩和されて、連鎖的に外壁パネルが損壊していくという現象の発生を抑えることができる。

特許第４１６１００２号公報

しなしながら、特許文献１に記載の構成では、間柱の上端及び下端を強固に固定した場合と比較して、外壁パネルが揺れるロッキングが生じ易いという、問題がある。

そこで、本発明は、ラーメン構造体から外壁パネルに伝達される荷重を緩和するとともに、外壁パネルのロッキングを抑制することができる外壁パネル取付構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の外壁パネル取付構造は、柱と梁とで構成されたラーメン構造体に外壁パネルを取り付けた外壁パネル取付構造であって、前記外壁パネルは、前記梁間に架け渡された間柱に取り付けられ、前記間柱の端部は、前記間柱の本体部より弾性変形量が大きく形成され、前記外壁パネルと前記梁との間に、前記ラーメン構造体に対する前記外壁パネルの外縁の相対変位を減少させる抵抗部材を備えることを特徴とする。

そして、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、前記梁と前記外壁パネルとを接続し、前記抵抗部材は、上階の前記梁と、下階の前記梁とに挟まれてもよい。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、前記外壁パネルの前記梁に対向する面に設けられた複数の凸部と、前記凸部に対向する、前記梁の面に設けられた複数の凸部と、で構成されてもよい。

さらに、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材が降伏点に達する変形量は、前記外壁パネルを前記間柱に取り付ける取付部材が降伏点に達する変形量より小さくしてもよい。

このように構成された本発明の外壁パネル取付構造では、外壁パネルは、梁間に架け渡された間柱に取り付けられ、間柱の端部は、間柱の本体部より弾性変形量が大きく形成され、外壁パネルと梁との間に、ラーメン構造体に対する外壁パネルの外縁の相対変位を減少させる抵抗部材を備える。そのため、ラーメン構造体を外壁パネルで補強しつつ、ラーメン構造体から外壁パネルに伝達される荷重を緩和するとともに、外壁パネルのロッキングを抑制することができる。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、抵抗部材は、梁と外壁パネルとを接続し、抵抗部材は、上階の梁と、下階の梁とに挟まれることで、抵抗部材を、上階のラーメン構造体の重量によって、上階の梁と下階の梁とで挟み込むことができる。そのため、抵抗部材を簡易な方法で設置することができる。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、抵抗部材は、外壁パネルの梁に対向する面に設けられた複数の凸部と、凸部に対向する梁の面に設けられた複数の凸部と、で構成されることで、外壁パネル側に設けられた凸部が、梁側に設けられた凸部に引っ掛かり、ラーメン構造体に対する外壁パネルの外縁の相対変位を減少させることができる。そのため、簡易な構成で外壁パネルのロッキングを抑制することができる。

さらに、本発明の外壁パネル取付構造では、抵抗部材が降伏点に達する変形量は、外壁パネルを間柱に取り付ける取付部材が降伏点に達する変形量より小さくすることで、抵抗部材が塑性化する荷重を、取付部材が塑性化する荷重より小さくすることができる。そのため、例えば大地震時や強風時に、抵抗部材を取付部材より早く降伏状態にすることができる。その結果、初期剛性を向上させるとともにロッキングを抑制した外壁パネル取付構造とすることができる。

実施例１の建物ユニットの構成を示す斜視図である。 実施例１の間柱に外壁パネルを取り付けた構成を建物内部側から見た図である。 実施例１の外壁パネルの構成を示す斜視図である。 実施例１の外壁パネルの間柱への取付構造を示す断面図である。 実施例１の間柱の梁への取付構造を示す図であり、図５（ａ）は間柱の端部の連結構造の構成を説明する斜視図であり、図５（ｂ）は間柱に引張力が作用している状態を説明する側面図である。 実施例１の抵抗部材とその周辺を示す分解斜視図である。 実施例１の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。 実施例１の抵抗部材の変形例を示す斜視図である。 実施例１の水平外力が加わったときの建物ユニットの変形と外壁パネルの動きを示す図である。 実施例１の建物ユニットの解析モデルを説明するモデル図である。 実施例１の建物ユニットの解析モデルを増分解析した解析結果を示す模式図である。 実施例２の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。 実施例２の抵抗部材とその周辺を示す斜視図である。 実施例２の抵抗部材の変形例を示す断面図である。 実施例２の抵抗部材の変形例を示す断面図である。 実施例３の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。 実施例３の抵抗部材の構成を示す斜視図である。 実施例３の建物ユニットに水平外力が加わったときの凸部の作用を説明する図である。 実施例３の外壁パネルの剛性を説明する図である。 実施例３の抵抗部材の変形例を示す概略図である。 実施例３の外壁パネルのロッキングに対する抵抗力と変位との関係を示す図である。

以下、本発明による外壁パネル取付構造を実現する実施形態を、図面に示す実施例１～実施例３に基づいて説明する。

実施例１における外壁パネル取付構造は、ユニット建物を構成する建物ユニットに適用される。

［建物ユニットの構成］
図１は、実施例１の建物ユニットの構成を示す斜視図である。図２は、実施例１の間柱に外壁パネルを取り付けた構成を建物内部側から見た図である。以下、図１及び図２に基づいて、実施例１のユニット建物の構成を説明する。

建物ユニット１は、図１に示すように、四隅に配置される４本の柱２と、その上端間に横架される梁としての天井梁１２と、その下端間に横架される梁としての床梁１１とから構成される骨組構造体としてのラーメン構造体１０を主たる構造部材としている。

柱２と天井梁１２及び床梁１１とは、剛接合されているが、この剛接合は、柱２と天井梁１２又は床梁１１との角度がまったく変わらないものに限定されるものではなく、現実的な構造物としての半剛接合で接合されているものも含むものである。床梁１１間には、所定の間隔を置いて複数の小梁１３が架け渡されている。

図１の前面側の柱２間には、４枚の外壁パネル５を取り付けるための５本の間柱４が配置されている。

間柱４は、図１及び図２に示すように、上端が天井梁１２に連結されるとともに、下端が床梁１１に連結される。柱２に隣接する間柱４を除いた中間の３本の間柱４には、それぞれ２枚の別体の外壁パネル５の側縁が接合される。

外壁パネル５には、外壁パネル５の上部と下部に、それぞれ２つの抵抗部材２０が設けられる。外壁パネル５は、抵抗部材２０を介して天井梁１２及び床梁１１に取り付けられる。

［外壁パネルの構成］
図３は、実施例１の外壁パネルの構成を示す斜視図である。図４は、実施例１の外壁パネルの間柱への取付構造を示す断面図である。以下、図３及び図４に基づいて、実施例１の外壁パネルの構成を説明する。

外壁パネル５は、図３及び図４に示すように、矩形の面材としての硬質木片セメント板５ａと、硬質木片セメント板５ａの裏面側の縁部に配置されるフレーム５ｂと、から主に構成される。

硬質木片セメント板５ａは、複数本のスクリュー釘によってフレーム５ｂに固定されている。

図２及び図４に示すように、間柱４と外壁パネル５とは、取付部材としてのリベット６によって接合される。リベット６は、ワンサイドリベットであり、間柱４側から打ち込むだけでフレーム５ｂと間柱４とを接合することができる。このように構成された外壁パネル５は、耐力壁として構成される。

［間柱の取付構造］
図５は、実施例１の間柱の梁への取付構造を示す図であり、図５（ａ）は間柱の端部の連結構造の構成を説明する斜視図であり、図５（ｂ）は間柱に引張力が作用している状態を説明する側面図である。以下、図５に基づいて、実施例１の間柱の取付構造を説明する。

間柱４は、図５（ａ）に示すように、断面視略コノ字形の本体部４ａと、本体部４ａの長手方向の端部に形成されるバネ部４１と、を有する。間柱４は、バネ部４１を介して、床梁１１に連結される。

バネ部４１は、断面視略コノ字形の本体部４ａよりも断面積が小さくなるように、コノ字形のウェブ部だけで形成されている。すなわち、バネ部４１においては、コノ字形の両側面部が切り取られた平板状の小断面部４１ａが形成されるとともに、その小断面部４１ａは途中から略直角に折り曲げられて端面部４１ｂが形成されている。つまり、バネ部４１は、本体部４ａより弾性変形量が大きく形成されることになる。

端面部４１ｂには、間柱４と床梁１１とを連結させるための連結ボルト７を挿通させる孔が２つ開口されている。

間柱４の本体部４ａには、リベット６を挿通させるための孔としてのリベット孔４ｄが開口されている。

このように構成されたバネ部４１を介して、床梁１１に連結された間柱４に引張力が作用すると、図５（ｂ）に示すように、バネ部４１が本体部４ａよりも伸びて大きく弾性変形する。そのため、ラーメン構造体１０から外壁パネル５に伝達される荷重が緩和されて、連鎖的に外壁パネル５が損壊していくという現象の発生を抑えることができる。

なお、間柱４の上端と天井梁１２との間も、このバネ部４１と同様の連結構造で連結される。

［抵抗部材の構成］
図６は、実施例１の抵抗部材とその周辺を示す分解斜視図である。図７は、実施例１の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。以下、図６及び図７に基づいて、実施例１の抵抗部材の構成を説明する。なお、天井梁１２側に取り付けられる抵抗部材２０の構成と、床梁１１側に取り付けられる抵抗部材２０の構成とは、同様の構成となるため、天井梁１２側に取り付けられる抵抗部材２０の構成を説明し、床梁１１側に取り付けられる抵抗部材２０の構成の説明を省略する。

抵抗部材２０は、天井梁１２と、外壁パネル５のフレーム５ｂとの間を接続して、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の外縁の相対変位を減少させる。抵抗部材２０は、図６及び図７に示すように、外壁パネル５のフレーム５ｂに取り付けられた第１Ｌ字部２１と、天井梁１２に取り付けられた第２Ｌ字部２２と、第１Ｌ字部２１と第２Ｌ字部２２とを接続する接続部２３とを有する。

第１Ｌ字部２１は、金属製で断面Ｌ字状に形成される。第１Ｌ字部２１には、断面Ｌ字状の長辺を形成する面と短辺を形成する面とに、第１Ｌ字部２１を外壁パネル５のフレーム５ｂに取り付けるための取付穴２１ａが複数形成される。第１Ｌ字部２１は、その内面を外壁パネル５のフレーム５ｂに接触させた状態で、取付穴２１ａを介して、ボルトやビスや釘などの留め具８によってフレーム５ｂに取り付けられる。

第２Ｌ字部２２は、金属製で断面Ｌ字状に形成される。第２Ｌ字部２２には、断面Ｌ字状の長辺を形成する面と短辺を形成する面とに、第２Ｌ字部２２を天井梁１２に取り付けるための取付穴２２ａが複数形成される。第２Ｌ字部２２は、その内面を天井梁１２に接触させた状態で、取付穴２２ａを介して、留め具８によって、天井梁１２に取り付けられる。

接続部２３は、第１Ｌ字部２１の断面Ｌ字状の長辺を形成する面と、第２Ｌ字部２２の断面Ｌ字状の長辺を形成する面と、を接続する。

接続部２３は、接続部２３が降伏点に達する変形量が、外壁パネル５を間柱４に取り付ける取付部材としてのリベット６が降伏点に達する変形量より小さくなるように構成される。

なお、床梁１１と、外壁パネル５のフレーム５ｂとの間も、この抵抗部材２０と同様の接続構造で接続される。

接続部２３の材料は、金属系材料や、ゴム系材料や、粘弾性系材料等から選択することができ、抵抗部材２０のせん断（曲げ）剛性及びせん断（曲げ）耐力を調整することができる。

例えば、接続部２３の材料に、材料のひずみ速度に依存するような粘弾性特性を有する高分子系材料や、クロロプレーンゴム、アクリルゴムを使用してもよい。これにより、地震等の繰り返し速度が大きい（振動数の大きい）水平外力に対する減衰量を、一般的な炭素鋼等のひずみ依存型の材料に比べて、大きくすることができる。そのため、外壁パネル５のロッキングに対する抵抗力を大きくすることができる。また、ひずみ依存型だと部材や部材接合部及び接合部周辺構造に大きな力が加わってしまうところ、抵抗部材２０のひずみと抵抗力の位相が異なるため、これを抑制することができる。

接続部２３のせん断弾性率や、長さｅや、厚みｔや、抵抗部材２０の基準強度や引張強度や、抵抗部材２０の形状等を変更することで、抵抗部材２０のせん断（曲げ）剛性及びせん断（曲げ）耐力を調整することができる。例えば、図８に示すように、第１Ｌ字部２１と第２Ｌ字部２２とを、角柱状に形成された接続部１２３で接続した抵抗部材１２０としてもよい。

[ユニット建物の変形と外壁パネルの動き]
図９は、実施例１の水平外力が加わったときの建物ユニットの変形と外壁パネルの動きを示す図である。以下、図９に基づいて、実施例１のユニット建物の変形と外壁パネルの動きを説明する。

建物ユニット１に、図９に示すように、地震や風等により水平外力Ｅが作用すると、初めのうちは、間柱４間を連結する外壁パネル５がブレースのような働きする。そのため、ラーメン構造体１０とともに、建物ユニット１の揺れを抑える働きをする。すなわち、設計値内の水平外力Ｅが作用した際には、ラーメン構造体１０と外壁パネル５にてその水平外力Ｅに抵抗する。

このとき、外壁パネル５には、図９の矢印Ｓの方向に揺動（ロッキング）する力が作用するが、抵抗部材２０がこの力に抵抗するように作用する。そのため、抵抗部材２０は、外壁パネル５の揺動を抑える働きをする。

水平外力Ｅが増加すると、ラーメン構造体１０の変形量が大きくなり、接続部２３が降伏点に達する。さらに水平外力Ｅが増加すると、ラーメン構造体１０の変形量がさらに大きくなり、リベット６が降伏点に達する。

これにより、外壁パネル５が荷重を徐々に受けなくなるようにすることができる。そのため、建物ユニット１の変形量は大きくなるものの、それによって地震エネルギーを吸収することができるので、ラーメン構造体１０や外壁パネル５が壊滅的に損傷することを防止することができる。すなわち、設計値より大きな水平外力Ｅが作用した際には、ラーメン構造体１０の変形によってエネルギーを吸収するという本来の特性が発揮されて、その水平外力Ｅに抵抗する。外壁パネル５が荷重を受けなくなると、間柱４のバネ部４１の伸縮が大きくなって、その後の地震力の増加に対しても建物ユニット１はねばり強く耐えて、倒壊や崩壊を防ぐことができる。

［建物ユニット１の水平耐力を確認した解析］
図１０は、実施例１の建物ユニットの解析モデルを説明するモデル図である。図１１は、実施例１の建物ユニットの解析モデルを増分解析した解析結果を示す模式図である。以下、図１０及び図１１に基づいて、実施例１の建物ユニット１の水平耐力を確認した解析について説明する。

図１０には、建物ユニット１を解析用に２次元モデル化した建物ユニットモデル１Ａを示した。

ここでは、ラーメン構造体モデル１０Ａを２本の柱モデル２Ａの直下の支点１１１Ａでそれぞれ支持させ、柱モデル２Ａと天井梁モデル１２Ａ及び床梁モデル１１Ａとの接合は回転バネ２５Ａでモデル化した。

また、間柱モデル４Ａの上下にはバネ部モデル４１Ａを設け、間柱モデル４Ａは、取付部材モデル６Ａを介して、外壁パネルモデル５Ａと連結した。また、外壁パネルモデル５Ａの上下には、抵抗部材モデル２０Ａを設けた。

この外壁パネルモデル５Ａは、剛（ブレース径φ１０００mm等の大きなもの）で置換したものである。

そして、建物ユニットモデル１Ａに水平外力Ｅを作用させて、水平抵抗力Ｐと層間変形量δとの関係を増分解析法により算出する。ここでは、取付部材モデル６Ａに入るせん断力が最大荷重に達した後のシミュレーションは、その部分の外壁パネルモデル５Ａを除去したモデルで、その後のシミュレーションをおこなう。

なお、比較のために、抵抗部材モデル２０Ａを配置しない第１比較モデルと、抵抗部材モデル２０Ａ、間柱モデル４Ａ及び外壁パネルモデル５Ａを配置しない第２比較モデルの解析もおこなった。

図１１は、各モデルに繰り返し水平荷重を載荷した結果の包絡線を、水平抵抗力Ｐと層間変形量δの関係で示した図である。ここで、層間変形量δは、１階の床と２階の床との水平変位差をいう。高さｈは、建物ユニットモデル１Ａの高さを示す。なお、この建物ユニットモデル１Ａでは、床梁モデル１１Ａが水平移動しないので、天井梁モデル１２Ａの水平変位量が層間変形量δということになる。

図１１の一点鎖線で示した包絡線Ｓ１は、実施例１の外壁パネル取付構造モデルの復元力特性を示したものである。図１１の点線で示した包絡線Ｓ２は、抵抗部材モデル２０Ａを配置しない第１比較モデルの復元力特性を示したものである。図１１の実線で示した包絡線Ｓ３は、抵抗部材モデル２０Ａ、間柱モデル４Ａ及び外壁パネルモデル５Ａを配置しない第２比較モデルの復元力特性を示したものである。

図１１に示すように、層間変形量δがｈ／１２０では、実施例１の外壁パネル取付構造モデルの水平抵抗力は、水平抵抗力Ｐｙ２となる。これに対し、抵抗部材モデル２０Ａを配置しない第１比較モデルの水平抵抗力は、水平抵抗力Ｐｙ２より小さな水平抵抗力Ｐｙ１となる。さらに、抵抗部材モデル２０Ａ、間柱モデル４Ａ及び外壁パネルモデル５Ａを配置しない第２比較モデルの水平抵抗力は、水平抵抗力Ｐｙ１より小さな水平抵抗力Ｐｙ０となる。

そのため、実施例１の外壁パネル取付構造モデルは、第１比較モデル及び第２比較モデルと比較して、ユニット建物の初期剛性が向上していることがわかる。すなわち、小さな地震では揺れ難い構造といえる。

また、実施例１の外壁パネル取付構造モデルの最大水平抵抗力Ｐｍａｘを、第１比較モデルの最大水平抵抗力Ｐｍａｘとなるように設計することができることがわかる。そのため、外壁パネル５が接続される、床梁１１や、天井梁１２や、間柱４や、基礎構造等の部材に過大な外力を加えないようにすることができる。

すなわち、実施例１の外壁パネル取付構造モデルは、水平外力Ｅが作用したときに、バネ部４１が伸び始める前に、剛性が増加した効果を発現し始めることができる。また、実施例１の外壁パネル取付構造モデルは、大きな水平外力Ｅが作用したときに、リベット６が塑性化する前に、抵抗部材２０を塑性化することができる。そのため、実施例１の外壁パネル取付構造モデルは、最大水平抵抗力Ｐｍａｘを従来の第１比較モデルと同じにしつつ、初期剛性を向上させることができる。

［外壁パネル取付構造の作用］
次に、実施例１の外壁パネル取付構造における作用を説明する。実施例１の外壁パネル取付構造は、柱２と梁（天井梁１２，床梁１１）とで構成されたラーメン構造体１０に外壁パネル５を取り付けた外壁パネル取付構造である。この外壁パネル取付構造は、外壁パネル５は、梁（天井梁１２，床梁１１）間に架け渡された間柱４に取り付けられ、間柱４の端部は、間柱４の本体部４ａより弾性変形量が大きく形成され、外壁パネル５と梁（天井梁１２，床梁１１）との間に、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の外縁の相対変位を減少させる抵抗部材２０を備える（図７）。

これにより、ラーメン構造体１０を外壁パネル５で補強しつつ、ラーメン構造体１０から外壁パネル５に伝達される荷重を緩和するとともに、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の相対変位を減少させることができる。そのため、外壁パネル５のロッキングを抑制し、剛性を向上させた外壁パネル取付構造とすることができる。また、外壁パネル５のロッキングを抑制することができるので、外壁パネル５が接合される周辺の部材に過大な負担をかけないようにすることができる。

実施例１の外壁パネル取付構造では、抵抗部材２０は、外壁パネル５に取り付けられた第１Ｌ字部２１と、梁（天井梁１２，床梁１１）に取り付けられた第２Ｌ字部２２と、第１Ｌ字部２１と、第２Ｌ字部２２とを接続する接続部２３と、を備える（図６）。

これにより、接続部２３が、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の外縁の相対変位を減少させることができる。そのため、簡易な構成で外壁パネル５のロッキングを抑制することができる。また、接続部２３の形状や材質を調整することで、外壁パネル５のロッキングに対する抵抗特性を変化させることができる。そのため、ラーメン構造体１０や外壁パネル５に合った接続部２３に調整することで、外壁パネル５のロッキングを効果的に抑制することができる。

実施例１の外壁パネル取付構造では、抵抗部材２０が降伏点に達する変形量は、外壁パネル５を間柱４に取り付ける取付部材（リベット６）が降伏点に達する変形量より小さい。

これにより、抵抗部材２０が塑性化する荷重を、取付部材（リベット６）が塑性化する荷重より小さくすることができる。そのため、例えば大地震時や強風時に、抵抗部材２０を取付部材（リベット６）より早く降伏状態にすることができる。その結果、初期剛性を向上させるとともにロッキングを抑制した外壁パネル取付構造とすることができる。

実施例２の外壁パネル取付構造は、抵抗部材の構成が異なる点で、実施例１の外壁パネル取付構造と相違する。

［外壁パネル取付構造の構成］
図１２は、実施例２の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。図１３は、実施例２の抵抗部材とその周辺を示す斜視図である。以下、図１２及び図１３に基づいて、実施例２の外壁パネル取付構造の構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一の符号を用いて説明する。また、天井梁１２側に取り付けられる抵抗部材２２０の構成と、床梁１１側に取り付けられる抵抗部材２２０の構成とは、同様の構成となるため、天井梁１２側に取り付けられる抵抗部材２２０の構成を説明し、床梁１１側に取り付けられる抵抗部材２２０の構成の説明を省略する。

実施例２の抵抗部材２２０は、上階の床梁１１及び下階の天井梁１２と、外壁パネル５のフレーム５ｂとの間を接続して、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の外縁の相対変位を減少させる。

抵抗部材２２０は、鋼材で形成され、図１２及び図１３に示すように、水平方向に延在する第１張出部２２０ａと、第１張出部２２０ａの先端から水平方向に延在する第２張出部２２０ｂと、第１張出部２２０ａと第２張出部２２０ｂとのつなぎ部分から鉛直方向に延在する鉛直部２２０ｄと、鉛直部２２０ｄの端部から水平方向に延在する第３張出部２２０ｃと、から断面略Ｊ字状に形成される。

第１張出部２２０ａは、下階の天井梁１２と、上階の床梁１１とで挟まれる。第１張出部２２０ａは、上階の建物ユニット１の重みにより、固定される。

第２張出部２２０ｂと、鉛直部２２０ｄと、第３張出部２２０ｃとで形成された凹溝に、外壁パネル５のフレーム５ｂが差し込まれる。この状態では、第２張出部２２０ｂは、外壁パネル５の端縁に当接する。また、第３張出部２２０ｃは、外壁パネル５のフレーム５ｂの、鉛直方向の内面側に当接する。ここで、第２張出部２２０ｂは、外壁パネル５を鉛直方向の外側から支持する外側支持部を構成する。また、第３張出部２２０ｃは、外壁パネル５を鉛直方向の内側から支持する内側支持部を構成する。

抵抗部材２２０は、抵抗部材２２０が降伏点に達する変形量が、外壁パネル５を間柱４に取り付ける取付部材としてのリベット６が降伏点に達する変形量より小さくなるように構成される。

なお、床梁１１と、外壁パネル５のフレーム５ｂとの間も、この抵抗部材２２０と同様の接続構造で接続される。

抵抗部材２２０のせん断弾性率や、第２張出部２２０ｂの長さｄ１や厚さｔ１や幅ｗ１や、第３張出部２２０ｃの長さｄ２や厚さｔ２や幅ｗ２や、抵抗部材２２０のヤング率や、抵抗部材２２０の材料の基準強度や引張強度等を調整することで、抵抗部材２２０のせん断（曲げ）剛性及びせん断（曲げ）耐力を調整することができる。

なお、図１４に示すように、抵抗部材３２０は、水平方向に延在する第１張出部２２０ａと、第１張出部２２０ａの先端から水平方向に延在する第２張出部２２０ｂと、からＩ字状に形成されるようにしてもよい。

また、図１５に示すように、抵抗部材４２０は、水平方向に延在する第１張出部２２０ａと、第１張出部２２０ａの端部から鉛直方向に延在する鉛直部２２０ｄと、鉛直部２２０ｄの端部から水平方向に延在する第３張出部２２０ｃと、から断面略Ｚ字状に形成されるようにしてもよい。

［外壁パネル取付構造の作用］
次に、実施例２の外壁パネル取付構造における作用を説明する。実施例２の外壁パネル取付構造では、抵抗部材２２０，３２０，４２０は、梁（床梁１１，天井梁１２）と外壁パネル５とを接続し、抵抗部材２２０，３２０，４２０は、上階の梁（床梁１１）と、下階の梁（天井梁１２）とに挟まれる（図１２）。

これにより、抵抗部材２２０，３２０，４２０を、上階のラーメン構造体１０の重量によって、上階の梁（床梁１１）と、下階の梁（天井梁１２）とで挟み込むことができる。そのため、抵抗部材２２０，３２０，４２０を簡易な方法で設置することができる。

実施例２の外壁パネル取付構造では、抵抗部材２２０，３２０，４２０は、外壁パネル５の端縁に当接する外側支持部（第２張出部２２０ｂ）を有する（図１２）。

これにより、外壁パネル５が、ラーメン構造体１０に対して、鉛直方向で外方に相対移動することを抑制することができる。そのため、簡易な構成で外壁パネル５のロッキングを抑制することができる。

実施例２の外壁パネル取付構造では、抵抗部材２２０，４２０は、外壁パネル５のフレーム５ｂの、鉛直方向の内面側に当接する内側支持部（第３張出部２２０ｃ）を有する（図１２）。

これにより、外壁パネル５が、ラーメン構造体１０に対して、鉛直方向で内方に相対移動することを抑制することができる。そのため、簡易な構成で外壁パネル５のロッキングを抑制することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

実施例３の外壁パネル取付構造は、抵抗部材の構成が異なる点で、実施例１及び実施例２の外壁パネル取付構造と相違する。

［外壁パネル取付構造の構成］
図１６は、実施例３の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。図１７は、実施例３の抵抗部材の構成を示す斜視図である。以下、図１６及び図１７に基づいて、実施例３の外壁パネル取付構造の構成を説明する。なお、上記実施例で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一の符号を用いて説明する。なお、天井梁１２側に取り付けられる抵抗部材５２０の構成と、床梁１１側に取り付けられる抵抗部材５２０の構成とは、同様の構成となるため、天井梁１２側に取り付けられる抵抗部材５２０の構成を説明し、床梁１１側に取り付けられる抵抗部材５２０の構成の説明を省略する。

実施例３の抵抗部材５２０は、図１６及び図１７に示すように、外壁パネル５のフレーム５ｂに設けられた複数の凸部５２０ａと、天井梁１２に設けられた複数の凸部５２０ｂと、で構成され、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の外縁の相対変位を減少させる。

凸部５２０ａは、円錐台の形状であり、例えばプレス加工により、フレーム５ｂに形成される。なお、鋼板をプレス加工して、フレーム５ｂに貼り付けてもよい。複数の凸部５２０ａにより、フレーム５ｂに凹凸形状が形成される。

凸部５２０ｂは、円錐台の形状であり、例えばプレス加工により、天井梁１２に形成される。なお、鋼板をプレス加工して、天井梁１２に貼り付けてもよい。複数の凸部５２０ｂにより、天井梁１２に凹凸形状が形成される。

フレーム５ｂの凹凸形状と、天井梁１２の凹凸形状とを噛み合わせた状態で、外壁パネル５は、間柱４に取り付けられる。

なお、床梁１１と、外壁パネル５のフレーム５ｂとの間も、この抵抗部材５２０と同様の接続構造で接続される。

［外壁パネルの動き］
図１８は、実施例３の建物ユニットに水平外力が加わったときの凸部の作用を説明する図である。図１９は、実施例３の外壁パネルの剛性を説明する図である。以下、図１８及び図１９に基づいて、実施例３の外壁パネルの動きを説明する。

外壁パネル５が揺動（ロッキング）しようとすると、外壁パネル５のフレーム５ｂの凸部５２０ａと、天井梁１２の凸部５２０ｂと、が衝突する。凸部５２０ａと凸部５２０ｂとが衝突すると、図１８に示すように、抵抗力Ｆが発生し、外壁パネル５の面外力Ｇ＝Ｆｃｏｓθ・ｓｉｎθが発生する。

抵抗力Ｆは、外壁パネル５がロッキングするときに、凸部５２０ａと凸部５２０ｂに発生する水平力である。また、立体角θは、凸部５２０ａ及び凸部５２０ｂの立体角である。
また、凸部５２０ａと凸部５２０ｂとが衝突する高さを高さＨとする。そして、外壁パネル５の上端又は下端から間柱４へのリベット６による取付位置までの距離を、距離Ｌとする。

ここで、外壁パネル５は、上端又は下端から間柱４へのリベット６による取付位置まで、片持ち梁の状態となる。そして、この片持ち梁の状態では、面外力Ｇに対して、図１９に示すように、面内剛性Ｋ＝３ＥＩ／Ｌ^３となる。そのため、外壁パネル５の自由端である上端又は下端から、間柱４へのリベット６による取付位置（第１接合点）までの距離Ｌや、凸部５２０ａと凸部５２０ｂの立体角θを調整することで、抵抗力Ｆを調整することができる。

なお、凸部５２０ａと凸部５２０ｂの形状は、この態様に限定されない。例えば、抵抗部材６２０は、図２０（ａ）に示すように、外壁パネル５のフレーム５ｂに設けられた複数の半球状の凸部６２０ａと、天井梁１２に設けられた複数の半球状の凸部６２０ｂと、で構成されてもよい。

また、抵抗部材７２０は、図２０（ｂ）に示すように、外壁パネル５のフレーム５ｂに設けられた複数の凸部６２０ａと、天井梁１２に設けられた複数の凸部６２０ｂと、で構成されてもよい。凸部６２０ａと凸部６２０ｂは、円錐台の斜面が凹状の曲面を有する形状（富士山状）に形成される。

［外壁パネルのロッキングに対する抵抗力と変位］
図２１は、実施例３の外壁パネルのロッキングに対する抵抗力と変位の関係を示す図である。以下、図２１に基づいて、実施例３の外壁パネルのロッキングに対する抵抗力と変位を説明する。

図２１に示すように、抵抗部材５２０は、ロッキングによる外壁パネル５と天井梁１２間の面内変位が小さい状態から、外壁パネル５のロッキングに対する大きな抵抗力を発生させるような抵抗特性とすることができる。

一方、抵抗部材６２０は、ロッキングによる外壁パネル５と天井梁１２間の面内変位と比例して、外壁パネル５のロッキングに対する抵抗力を上げる抵抗特性とすることができる。

また、抵抗部材７２０は、ロッキングによる外壁パネル５と天井梁１２間の面内変位が大きくなるに従って、外壁パネル５のロッキングに対する抵抗力を二次曲線状に上がる、ハードニングするような抵抗特性とすることができる。

すなわち、抵抗部材５２０，６２０，７２０の立体角θや、斜面の形状や、高さＨ
を変更することで、幅広い抵抗特性を実現することができる。

［外壁パネル取付構造の作用］
次に、実施例３の外壁パネル取付構造における作用を説明する。実施例３の外壁パネル取付構造では、抵抗部材５２０，６２０，７２０は、外壁パネル５の梁（天井梁１２，床梁１１）に対向する面に設けられた複数の凸部５２０ｂ，６２０ｂ，７２０ｂと、凸部５２０ｂ，６２０ｂ，７２０ｂに対向する、梁（天井梁１２，床梁１１）の面に設けられた複数の凸部５２０ａ，６２０ａ，７２０ａと、で構成される（図１６）。

これにより、外壁パネル５に設けられた凸部５２０ｂ，６２０ｂ，７２０ｂが、梁（天井梁１２，床梁１１）に設けられた凸部５２０ａ，６２０ａ，７２０ａに引っ掛かり、ラーメン構造体１０に対する外壁パネル５の外縁の相対変位を減少させることができる。そのため、簡易な構成で外壁パネル５のロッキングを抑制することができる。

また、凸部５２０ａ，６２０ａ，７２０ａ，５２０ｂ，６２０ｂ，７２０ｂの形状を調整することで、外壁パネル５のロッキングに対する抵抗特性を変化させることができる。そのため、凸部５２０ａ，６２０ａ，７２０ａ，５２０ｂ，６２０ｂ，７２０ｂをラーメン構造体１０や外壁パネル５に適した形状に調整することで、外壁パネル５のロッキングを効果的に抑制することができる。

なお、他の構成及び作用効果については、上記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以上、本発明の外壁パネル取付構造を実施例１～実施例３に基づき説明してきた。しかし、具体的な構成については、これら実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、各実施例の組み合わせや、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１～実施例３では、外壁パネル５を硬質木片セメント板５ａとフレーム５ｂとから構成される例を示した。しかし、外壁パネルは、この態様に限定されず、例えば鋼板とフレーム又は石膏ボードとフレームとから構成されてもよい。

実施例１～実施例３では、取付部材をリベット６とする例を示した。しかし、取付部材としては、釘やビスやボルト等であってもよい。

実施例２では、第１張出部２２０ａは、下階の天井梁１２と上階の床梁１１とで挟まれて固定される例を示した。また、第２張出部２２０ｂと、鉛直部２２０ｄと、第３張出部２２０ｃとで形成された凹溝に、フレーム５ｂが差し込まれて、第２張出部２２０ｂと、鉛直部２２０ｄと、第３張出部２２０ｃとが固定される例を示した。しかし、第１張出部と、第２張出部と、第３張出部と、鉛直部とは、ビスやボルトや釘等で固定されてもよい。

実施例３では、抵抗部材５２０，６２０，７２０を、外壁パネル５のフレーム５ｂに設けられた複数の凸部５２０ａ，６２０ａ，７２０ａと、天井梁１２に設けられた複数の凸部５２０ｂ，６２０ｂ，７２０ｂとする例を示した。しかし、抵抗部材としては、紙やすりのような摩擦シートを利用しても構わない。

実施例１～実施例３では、本発明をラーメン構造体１０によって構成されるユニット建物に適用する例を示した。しかし、本発明は、木造の柱と梁とを組み合わせた骨組構造体によって構成される建物にも適用することができる。また、本発明は、開口部を有する外壁パネルに適用することもできる。

１ 建物ユニット
２ 柱
４ 間柱
５ 外壁パネル
６ リベット（取付部材の一例）
１０ ラーメン構造体
１１ 床梁（梁の一例）
１２ 天井梁（梁の一例）
２０ 抵抗部材
２１ 第１Ｌ字部
２２ 第２Ｌ字部
２３ 接続部
２２０ｂ 第２張出部（外側支持部の一例）
２２０ｃ 第３張出部（内側支持部の一例）
５２０ａ 凸部
５２０ｂ 凸部

Claims (3)

1. 柱と梁とで構成されたラーメン構造体に外壁パネルを取り付けた外壁パネル取付構造であって、
   前記外壁パネルは、前記梁間に架け渡された間柱に取り付けられ、
   前記間柱の端部は、前記間柱の本体部より弾性変形量が大きく形成され、
   前記外壁パネルと前記梁との間に、前記ラーメン構造体に対する前記外壁パネルの外縁の相対変位を減少させる抵抗部材を備え、
   前記抵抗部材は、前記梁と前記外壁パネルとを接続し、
   前記抵抗部材は、上階の前記梁と、下階の前記梁とに挟まれる
   ことを特徴とする外壁パネル取付構造。
2. 柱と梁とで構成されたラーメン構造体に外壁パネルを取り付けた外壁パネル取付構造であって、
   前記外壁パネルは、前記梁間に架け渡された間柱に取り付けられ、
   前記間柱の端部は、前記間柱の本体部より弾性変形量が大きく形成され、
   前記外壁パネルと前記梁との間に、前記ラーメン構造体に対する前記外壁パネルの外縁の相対変位を減少させる抵抗部材を備え、
   前記抵抗部材は、
   前記外壁パネルの前記梁に対向する面に設けられた複数の凸部と、
   前記凸部に対向する、前記梁の面に設けられた複数の凸部と、で構成される
   ことを特徴とする外壁パネル取付構造。
3. 柱と梁とで構成されたラーメン構造体に外壁パネルを取り付けた外壁パネル取付構造であって、
   前記外壁パネルは、前記梁間に架け渡された間柱に取り付けられ、
   前記間柱の端部は、前記間柱の本体部より弾性変形量が大きく形成され、
   前記外壁パネルと前記梁との間に、前記ラーメン構造体に対する前記外壁パネルの外縁の相対変位を減少させる抵抗部材を備え、
   前記抵抗部材が降伏点に達する変形量は、前記外壁パネルを前記間柱に取り付ける取付部材が降伏点に達する変形量より小さい
   ことを特徴とする外壁パネル取付構造。

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