(57)【要約】【課題】  ロッキング式の外壁構造を利用して、簡易な構造で且つ初期変形時を含めて効果的に制震できる制震構造を提供する。【解決手段】  外壁パネル４をロッキング可能に軸組フレームへ取り付ける際、外壁パネル４の４隅と軸組フレームとの間に粘弾性ダンパー３を介在させた。粘弾性ダンパー３は、シート状の粘弾性体６を鋼板で挟んで作製し、粘弾性体６の剪断面を外壁パネル４の壁面に平行になるよう配置した。鋼板の一方を軸組フレームの柱２にボルト止めし、他方の鋼板を外壁パネル４にビス止めした。【選択図】  図１
2005282231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁と柱から構成される軸組フレームと、前記軸組フレームにロッキング可能に取り付けられた外壁パネルとを備えた建物の制震構造であって、   
外壁パネルの少なくとも４隅を含む部位と軸組フレームとの間に粘弾性ダンパーを介在させて、外壁パネルのロッキングに伴って発生する粘弾性ダンパーの剪断変形により建物を制震させることを特徴とする制震構造。
【請求項２】
粘弾性ダンパーは、シート状の粘弾性体を鋼板で挟持して形成された板状体であり、前記粘弾性体の剪断面が連結する外壁パネルの壁面に平行である請求項１記載の制震構造。
【請求項３】
軸組フレームの粘弾性ダンパー取付位置は、柱である請求項１又は２記載の制震構造。
【請求項４】
粘弾性体が、高減衰エラストマー組成物である請求項２又は３記載の制震構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の壁面を利用して建物の振動を減衰する制震構造に関し、特にロッキング式外壁構造を備えた低層住宅の制震構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
地震等による水平振動を減衰する制震構造を採用した建物が多く提案或いは提供されている。このような制震構造の中で、建物の壁面を利用した制震構造として、特許文献１に示す構成のものがある。これは、梁と柱で囲まれた空間に板ガラス等の板材を配置して、その板材の４辺の夫々略中央部を粘弾性体を介して梁又は柱に支持させた構成となっている。
【０００３】
一方、住宅の外壁取り付け工法として、ロッキング式外壁取付工法がある。これは、外壁を保護するために、軸組フレームごとに軸組フレームと略同一形状に形成した外壁パネルを軸組フレームに緊結せず、回転（ロッキング）可能に取り付けて壁面を形成する工法であり、例えば特許文献２に開示されているような取付金具を用いて、壁面パネルの左右端部を軸組フレームに連結して、地震等の振動により変形する構造体に合わせて回転運動可能に取り付けられる。こうして、軸組フレームの変形に対して、外壁のひび割れや脱落を防止している。
【０００４】
図６は、このように取り付けられた壁面を示し、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は横断面説明図であり、１５は軸組フレームの柱、１６は梁、１７は外壁パネル、１８は取付金具、１９は外壁パネル１７を支持する支持金具を示している。このように、外壁パネル１７の側部の複数ヶ所を取付金具１８で軸組フレームに取り付けることで、通常は取付金具１８の摩擦力で外壁パネル１７は構造体に押さえ込まれているが、地震等による構造体の変形力が取付金具１８の摩擦力を上回ると外壁パネル１７をフリーにし、この取付金具１８を支点に、構造体が変形する方向に外壁パネル１７を回転させる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３０９７９８号公報
【特許文献２】特開平５−３２１３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献１の技術は、制震構造とするためにはダンパー以外に非構造部材である板材が必要であるため、この構成を上記特許文献２のような取付金具を用いたロッキング式外壁を備えた住宅に適用しようとした場合、複雑な壁面構造となり、大きなコスト増となってしまう。また、粘弾性体取り付け位置が板材の４辺略中央部であるため軸組フレームの初期変形時にダンパーに変形が入り辛かった。
そこで、本発明はこのような問題点に鑑み成されたもので、ロッキング式の外壁構造を有する建物にあっては、外壁パネルのロッキング作用を利用して簡易な構造で、且つ初期変形時を含めて効果的に制震できる制震構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、梁と柱から構成される軸組フレームと、前記軸組フレームにロッキング可能に取り付けられた外壁パネルとを備えた建物の制震構造であって、外壁パネルの少なくとも４隅を含む部位と軸組フレームとの間に粘弾性ダンパーを介在させて、外壁パネルのロッキングに伴って発生する粘弾性ダンパーの剪断変形により建物を制震させることを特徴とする。
この構成により、地震等により軸組フレームに変形が生ずると、外壁パネルはロッキングし、外壁パネルと軸組フレームの間にズレが生ずる。このズレにより粘弾性ダンパーは剪断変形するが、粘弾性ダンパーの復元力により制震される。
このように、外壁パネルのロッキングを利用して制震させるので、制震のための部材が粘弾性ダンパーだけで済む。また、ロッキング時のズレが最も大きい４隅に粘弾性ダンパーが取り付けられるので、軸組フレームの初期変形時にも効果的に粘弾性ダンパーの減衰力が働き、制震させることができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、粘弾性ダンパーは、シート状の粘弾性体を鋼板で挟持して形成された板状体であり、前記粘弾性体の剪断面が連結する外壁パネルの壁面に平行であることを特徴とする。
この構成により、粘弾性ダンパーはサンドイッチ構造で簡易な形状で済み、作製が容易である。また、粘弾性体の剪断面が壁面方向即ち外壁パネルのロッキング方向に平行なので、粘弾性ダンパーは外壁パネルのロッキングに直接作用して確実に制震動作するし、壁面背部に貼着するように取り付けできるので粘弾性ダンパーの設置スペースは僅かで済む。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、軸組フレームの粘弾性ダンパー取付位置は、柱であることを特徴とする。
この構成により、軸組フレームの変形時の外壁パネルとのズレが最も大きい部位に粘弾性ダンパーが設置されるので効果的に粘弾性体を変形させることができる。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、粘弾性体が、高減衰エラストマー組成物であることを特徴とする。
この構成により、良好な振動減衰特性を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外壁パネルのロッキングを利用して制震させるので、制震のための部材が粘弾性ダンパーだけで済む。また、ロッキング時のズレが最も大きい４隅に粘弾性ダンパーが取り付けられるので、軸組フレームの初期変形時にも効果的に粘弾性ダンパーが働き、制震させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。図１，図２は、本発明に係る制震構造を採用した建物壁面の要部を示し、図１は背面説明図、図２は平面説明図である。図において、１は梁、２は柱、３は粘弾性ダンパーであり、梁１及び柱２で軸組フレームは構成されている。尚、この実施形態も上記図６に示されている様な取付金具１８により、外壁パネルはロッキング可能に軸組フレームに連結されているが、ここでは取付金具を省略してある。また、図１において斜線のハッチング部は外壁パネル４を示し、図１では軸組フレームの背部に設置されている。更に、クロスハッチング部は粘弾性ダンパー３に設けられた粘弾性体部を示している。
【００１３】
また、図３はＡ部拡大図を示し、図４，図５はその平面説明図及び右側面説明図を示している。この図に示すように、粘弾性ダンパー３は、軸組フレームに取り付けるためのフレーム連結部材５と、長方形シート状の粘弾性体６と、外壁フレーム４に取り付けるための外壁パネル連結部材７とから構成されている。
フレーム連結部材５は、鋼板をＬ字状に折り曲げて形成され、一方の面が柱２に連結するフレーム連結部５ａ、他方の面が粘弾性体を貼着する粘弾性体取付部５ｂとなり、折り曲げた内側中央には、フレーム連結部５ａから粘弾性体連結部５ｂに亘り補強板５ｃが溶接形成されて堅牢な構造となっている。そして、フレーム連結部５ａは、一対のボルト挿通孔が設けられ、ボルト９により柱に連結される。詳しくは、図５に示すように、柱２はＣ形チャンネルで形成されており、その内部に柱２に係合するボルト９の座金としての菱形金具１０が配置され、その菱形金具１０とフレーム連結部５ａとで柱２を挟持してボルト９とナット１１とで固定し、フレーム連結部材５を柱２に連結している。
【００１４】
そして、ここで使用される粘弾性体６の特性としては、減衰定数が３５％以上、また壁面に組み付けた状態では３０％以上が好ましい。具体的な材料としては、スチレン系ブロックポリマーを主成分とする高減衰エラストマー組成物で、例えば特開２００２−１３８１８４号公報で開示されている組成のもの、即ちスチレン系ブロックポリマー全体中のジブロック成分の割合が５０〜９５％のものが好適に使用できる。このような組成の粘弾性体６を用いることで、外壁パネル４のロッキング作用を利用して良好に制震させることが可能となる。また、この実施形態で使用される粘弾性体６の大きさは、例えば１００×２００ｍｍの長方形となっている。
【００１５】
また、外壁パネル連結部材７は、長方形状の鋼板であり、図３に示すように中央部が粘弾性体６の貼着部であり、その上下にビス止め部７ａが形成されている。このビス止め部７ａには、ビス孔１２が複数穿設されており、このビス孔１２にビス１３を挿入することで、外壁パネル連結部材７は外壁パネル４にビス止めされる。
このように、粘弾性体６は、フレーム連結部材５と外壁パネル連結部材７とで挟持された単純なサンドイッチ構造で板状に形成され、外壁パネル４の裏面に貼着されるように取り付けられる。その結果、粘弾性体６の剪断方向が壁面に平行、即ち外壁パネルのロッキング動作面に平行となるよう配置されている。
尚、Ａ部以外の他の３ヶ所の粘弾性ダンパー３も同様に取り付けられ、外壁パネルの４隅が夫々柱２に連結される。また、粘弾性体６は、上記組成物でなくても使用可能であり、例えばポリウレタン系、或いはスチレン−イソプレン系のものであっても良い。
【００１６】
こうして形成された粘弾性ダンパー３は、粘弾性体６に剪断方向の力（振動）が加えられると、粘弾性体６が剪断変形する。そして、フレーム連結部材５と外壁パネル連結部材７とが位置ズレを発生するが、そのときフレーム連結部材５と外壁パネル連結部材７の間の相対変位量に比例した大きさの抵抗力が粘弾性体６に発生する。この抵抗力により振動が減衰し、外力が無くなれば粘弾性体６の復元作用で元の位置関係に復帰する。
即ち、地震等により軸組フレームが変形すると、外壁パネルはロッキングし、外壁パネル４に貼着するように取り付けられた粘弾性ダンパー３は、そのロッキングに比例して剪断変形する。その結果、粘弾性体６は変形量に比例した抵抗力を生じ、その復元力により制震される。
【００１７】
このように、外壁パネルを利用して制震させるので、制震のために必要な部材が粘弾性ダンパーだけであり、僅かな部材で構成できる。また、ロッキング時のズレが最も大きい４隅に粘弾性ダンパーが取り付けられるので、軸組フレームの初期変形時にも効果的に粘弾性ダンパーの減衰力が働き、制震させることができる。特に粘弾性ダンパーの軸組フレーム側取付部位を柱とすることで、軸組フレームの変形時の外壁パネルとのズレが最も大きい部位に粘弾性ダンパーが設置されることになり、効果的に粘弾性体を変形させることができる。
また、粘弾性体の剪断方向が壁面方向即ち外壁パネルのロッキング方向に平行なので、粘弾性ダンパーは外壁パネルのロッキングに直接作用して確実に制震動作するし、壁面背部に貼着するように取り付けできるので粘弾性ダンパーの設置スペースは僅かで済む。そして、粘弾性ダンパーはサンドイッチ構造で簡易な形状なので容易に作製できる。
【００１８】
尚、上記実施形態では、外壁パネル４と外壁パネル連結部材７とをビスにより連結しているが、接着剤による貼着で連結しても良い。また、外壁パネル４に専用の取付部材を溶接或いは埋め込み等で製造時に取り付けておき、ボルト止めする構造としても良く、そうすれば、粘弾性ダンパーを取り付けた後でも容易に外壁パネルを取り外すことが可能となり、粘弾性ダンパーの交換も可能となる。
また、粘弾性ダンパー３の取り付け位置は、外壁パネル４の４隅の４ヶ所としているが、更に多くの部位、例えば柱２の中央部も粘弾性ダンパー３で連結しても良い。但し、４隅がロッキング時に最も変位量が大きくなるので、この位置に設けるだけでも十分効果的に振動を吸収でき制震作用を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明に係る制震構造を採用した壁面の一例を示す正面説明図である。
【図２】図１の平面説明図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】図３の平面説明図である。
【図５】図３の右側面説明図である。
【図６】外壁パネルのロッキング構造を示し、（ａ）は正面説明図、（ｂ）は横断面説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１・・梁、２・・柱、３・・粘弾性ダンパー、４・・外壁パネル、５・・フレーム連結部材、６・・粘弾性体、７・・外壁パネル連結部材。
【図１】
2005282231.tif 000003
【図２】
2005282231.tif 000004
【図３】
2005282231.tif 000005
【図４】
2005282231.tif 000006
【図５】
2005282231.tif 000007
【図６】
2005282231.tif 000008