(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
住宅全体の耐交通振動性能を向上させる住宅防振方法であって、外壁パネル（１０）の横桟である鉄骨部材（１２ｂ）と、もしくは外壁パネル（１０）に追加される横桟である鉄骨部材（１２ｄ）と、該外壁パネル（１０）が接続している梁（５）の双方の間を、水平動防振金具（２０）を用いてボルト締結によって接続し、該水平動防振金具（２０）は、側面視く字型に屈曲している平板部材（２０ａ）と、該平板部材（２０ａ）に垂設した補強部材（２０ｂ）で構成され、該平板部材（２０ａ）にボルト締結用の長孔（２０ｃ・２０ｄ）を穿設したことを特徴とする住宅防振方法。
【請求項２】
請求項１記載の住宅防振方法において、該水平動防振金具（２０）と横桟である鉄骨部材との間に緩衝材を配設することを特徴とする住宅防振方法。
【請求項３】
住宅全体の耐交通振動性能を向上させる住宅防振方法であって、外壁パネル（１０）を構成する一部材である外壁体（１１）と、該外壁パネル（１０）を接続している梁（５）の双方との間に、水平動防振金具（３０）を付設して接続し、該水平動防振金具（３０）は、側面視く字型に屈曲している平板部材から構成され、該平板部材にボルト締結用の長孔を、梁との接続面に穿設し、外壁体（１１）との接続面には接着シート（３１）を挟んだことを特徴とする住宅防振方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項３に記載の住宅防振方法において、側方にて隣接する外壁パネル（１０）同士の少なくとも一組は、該外壁パネル（１０）を構成する縦桟である上下方向に延出している鉄骨部材（１２ａ・１２ａ）との間を、少なくとも一箇所で、弾性体であるスプリングスペーサー（１６）を挟み、かつスプリングスペーサー（１６）を介してプラスチックボルト（１５）により締結して接続することを特徴とする住宅防振方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅の躯体構造に取り付けられる外壁パネルによる住宅防振方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の中・低層住宅では、地震や台風等の荷重に対しての安全性確保は考慮されているが、交通振動等の微振動に対する居住性確保のための設計は行われてはいない。例えば特開平８−１３５２５０号の技術のように、低降伏点鋼より構成された制振ブレースを住宅に組み込み、地震エネルギーの吸収を該制振ブレースに負担させることで住宅の損壊を最小化するものがある。しかし該技術には、微振動に対する対応策は含まれていないのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の住宅設計では、交通振動等の微振動に対する対処が行われていない。地震や台風のように、加えられる荷重の大きさによっては躯体構造に致命的な打撃を与え、居住者の生命に関わるようなことがないために、考慮されてこなかったためである。しかし交通機関の運行等によって生じる交通振動は、居住者に日々毎時に渡って不快感を与えるものである。居住者が休息をとっているときは振動が特に意識されたり、睡眠時には振動のため目を覚まされることになったり、交通振動は居住の快適性を損なうものである。これらの弊害は、高速道路等の振動源に近接する位置に住宅が立地されている場合に、特に著しいのである。
【０００４】
この交通振動による住宅の居住性悪化を防止する方法として、次の二つが考えられる。一つは、住宅全体の振動に対する減衰率を向上させ、地盤から住宅内へ伝播する振動を増幅しないようにすることである。二つ目は、住宅全体の剛性を高めて振動の影響を最小化することである。剛性が低い場合には地盤から伝播する振動によって住宅の構成部材間で回転運動が発生し、大きな揺れが発生するからである。この大きな揺れはゆっくりしており、速い振動と比べて生理的に体感しやすいのである。
【０００５】
構造設計上、住宅全体の剛性は躯体構造によって決定されるものであるが、交通振動等の微振動に関しては、外壁構造やさらに内壁構造による住宅剛性への影響が無視できない。外部振動の振幅が小さい場合は、住宅の剛性による振動抑止効果が外部振動の振幅が大きい場合よりも著しいからである。つまり微振動の抑制に対しては、住宅剛性の強化は効果的な対策なのである。したがって本発明においては主に前述の二つ目の方法に従い、外壁構造の剛性強化によって住宅全体の交通振動等の微振動の影響を最小化することを解決すべき課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
請求項１においては、住宅全体の耐交通振動性能を向上させる住宅防振方法であって、外壁パネル（１０）の横桟である鉄骨部材（１２ｂ）と、もしくは外壁パネル（１０）に追加される横桟である鉄骨部材（１２ｄ）と、該外壁パネル（１０）が接続している梁（５）の双方の間を、水平動防振金具（２０）を用いてボルト締結によって接続し、該水平動防振金具（２０）は、側面視く字型に屈曲している平板部材（２０ａ）と、該平板部材（２０ａ）に垂設した補強部材（２０ｂ）で構成され、該平板部材（２０ａ）にボルト締結用の長孔（２０ｃ・２０ｄ）を穿設したものである。
【０００８】
請求項２においては、請求項１記載の住宅防振方法において、該水平動防振金具（２０）と横桟である鉄骨部材との間に緩衝材を配設するものである。
【０００９】
請求項３においては、住宅全体の耐交通振動性能を向上させる住宅防振方法であって、外壁パネル（１０）を構成する一部材である外壁体（１１）と、該外壁パネル（１０）を接続している梁（５）の双方との間に、水平動防振金具（３０）を付設して接続し、該水平動防振金具（３０）は、側面視く字型に屈曲している平板部材から構成され、該平板部材にボルト締結用の長孔を、梁との接続面に穿設し、外壁体（１１）との接続面には接着シート（３１）を挟んだものである。
【００１０】
請求項４においては、請求項１又は請求項３に記載の住宅防振方法において、側方にて隣接する外壁パネル（１０）同士の少なくとも一組は、該外壁パネル（１０）を構成する縦桟である上下方向に延出している鉄骨部材（１２ａ・１２ａ）との間を、少なくとも一箇所で、弾性体であるスプリングスペーサー（１６）を挟み、かつスプリングスペーサー（１６）を介してプラスチックボルト（１５）により締結して接続するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
図１は三階建て住宅の躯体構造を示す俯瞰図、図２は水平動防振構造を示す正面図、図３は同じく側面図、図４は水平動防振構造の要部を示す正面図、図５は水平動防振金具を示す平面図、図６は水平動防振構造の要部を示す側面図、図７は接続個所に木板を付加する水平動防振構造の要部を示す側面図である。
【００１３】
図８は接続個所にシートを付加せる水平動防振構造の要部を示す側面図、図９は第二実施例の水平動防振金具を示す正面及び平面図、図１０は第二実施例における水平動防振構造を示す正面図、図１１は第二実施例における水平動防振構造の要部を示す側面図、図１２は外壁パネルロッキング構造及び本防振の考え方を示す概念図である。
【００１４】
まず、住宅の躯体構造について説明する。
図１に示すように、三階建て住宅の躯体１は、柱３および梁４・５・６により構成されており、該躯体が基礎２上に立設されるものである。躯体１は梁勝ちラーメン構造で構成されている。梁４・５・６は通し梁であり、柱３は階毎で分断される柱である。この梁勝ちラーメン構造の住宅においては、躯体構造の強度・剛性を維持する範囲内で柱３の配設個所を決定することができ、柱勝ちの住宅と異なり自由度の高い内部構造を実現できる。
【００１５】
基礎２上に柱３・３・・・が立設され、該柱３・３・・・上にボルトなどの締結によって梁４が固設されている。同様に梁４上にも柱３・３・・・が立設され、その上端で梁５が固設され、同様にして梁６が３階の小屋面を構成している。また、梁４・５・６がそれぞれ構成する梁面には、水平ブレースが配設されており、梁間の剛性を高めると共に、強度としなやかさを有する躯体を構成しているのである。そして梁６の上に束、斜材、あるいはトラスフレーム等を配設し、屋根を構成することができる。
【００１６】
住宅の外壁を構成する外壁パネルについて説明する。
外壁パネル１０は図２、図３、図６に示すように、外壁体１１及び外壁裏フレーム１２によって構成されている。外壁体１１はセラミックパネルであり、外壁裏フレーム１２と固着している。外壁パネル１０は図３に示すように、基礎２と梁４間、及び上下階梁間の住宅外側面に配設され、外壁パネル１０上部で外部より梁を被覆している。
【００１７】
外壁パネル１０は上下端で外壁固定具１３・１３・・・を介して梁又は基礎２に接続されている。外壁固定具１３は正面視では上部がボルト締結用にＵ字形状に構成され、側面視ではＴ字形状に構成されている。外壁固定具１３のＴ字の縦軸は外壁裏フレーム１２にボルトで締結され、該Ｔ字の横軸の一方は梁または基礎２の上面にボルトで締結され、他方は別の外壁パネル１０の外壁裏フレーム１２にボルトで締結されている。
【００１８】
外壁裏フレーム１２は、縦桟である上下方向に延出している鉄骨部材１２ａと、横桟である左右方向に延出している上下の鉄骨部材１２ｂ・１２ｃをそれぞれが長方形の四辺に相当するように相互に固着して枠を構成し、さらに同じく横桟である左右方向に延出している鉄骨部材１２ｄ・１２ｅを鉄骨部材１２ａ・１２ａ間に橋架して全体が構成されている。
【００１９】
外壁パネル１０・１０・・は図１に示すように、躯体１の外側面を埋め尽くすように配設される。図１２（ａ）では、外壁パネル１０・１０・・・が前述のように梁間に固設されるのみで、外壁パネル１０・１０間相互には接続構造が設けられていない場合を示している。次いで図１２（ｂ）では、外壁パネル１０の複数枚（図では４枚）が後述する横綴り用のプラスチックボルト１５によって接続されて、一つの外壁ユニット１４を構成している状態を示している。さらに図１２（ｃ）では、外壁ユニット１４が後述する水平動防振金具２０によって梁に接続され、外壁パネル１０・１０・・・の躯体構造への取付構造がより強化されている状態を示しているのである。図１２中の太字の矢印は外力たる振動を表しており、細字の矢印は住宅内の配設部材による抵抗力を示している。
【００２０】
図１２（ｂ）に示すような外壁パネル１０・１０間の接続は、次のようにして行われる。図２に示すように、弾性部材であるスプリングスペーサー１６を介してプラスチックボルト１５が、外壁裏フレーム１２・１２間の上下３箇所にわたって締結されているのである。
【００２１】
また図１２（ｃ）に示すように、水平動防振金具２０は外壁パネル１０と梁とを接続し、外壁裏フレームの上下動及び水平動を抑止している。以上構成によって外壁パネル１０・１０・・は相互に接続されて、さらには梁との接続個所が増大して、住宅構造の剛性向上に役立つのである。
【００２２】
これより、水平動防振金具について説明する。
水平動防振金具２０は、図４、図５、図６に示すように、側面視く字型に屈曲している平板部材２０ａと、正面視及び平面視で該平板部材２０ａに垂設している側面視三角形状の補強部材２０ｂが固着して構成されている。平板部材２０ａにはボルト締結用の長孔が少なくとも１箇所設けられ、本実施例では４箇所設けられており、長孔２０ｃ・２０ｃの２箇所が正面視垂直方向に穿設されており、長孔２０ｄ・２０ｄの２箇所が平面視垂直方向に穿設されている。水平動防振金具２０は、梁の下面では長孔２０ｄに金属ボルト２２を挿通してナット２３によって締結し、該梁に該水平動防振金具２０を固定している。同様に、前記鉄骨部材１２ｄとは長孔２０ｃ及び各座金２１にプラスチックボルト２４を挿通してナット２５によって締結し、該鉄骨部材１２ｄに該水平動防振金具２０を固定しているのである。鉄骨部材１２ｄは外壁パネル１０にあらかじめ固設されたものを用いたが、外壁パネル１０の取付剛性を向上させるべく、既存の外壁パネルの裏面に左右方向に延設される鉄骨部材等を後付けすることも可能である。そして、後付けした鉄骨部材と前記水平動防振金具２０を接続し、外壁の取付剛性を向上させ、住宅の耐交通振動性能を向上することができる。
【００２３】
水平動防振金具２０は、大半の外壁パネル１０に配設されるものである（本実施例では８〜９割程度）。
【００２４】
また、水平動防振金具２０と鉄骨部材１２ｄとの間に緩衝材を挟み、振動減衰効果を持たせることもできる。本実施例においては、図７に示すように緩衝材として木板２６を用いる場合、図８に示すように緩衝材として合成樹脂製のシート２７を用いる場合がある。シート２７に用いる合成樹脂としては、シリコンゴム等のゴム、塩化ビニル、ポリエチレン、ウレタン樹脂など減衰性能を持つ合成樹脂を用いることができる。
【００２５】
次いで、第二実施例の水平動防振金具について説明する。
第二実施例の水平動防振金具３０は、図９（ａ）・（ｂ）、図１１に示すように、側面視く字型に屈曲している平板に、長孔３０ａ・３０ａが平面視垂直方向に穿設されて構成されている。梁下面との水平動防振金具３０の接続は前記水平動防振金具２０と同様に、長孔３０ａに金属ボルト２２を挿通してナット２３によって締結し、該梁に該水平動防振金具３０を固定している。
【００２６】
図１０に示すように、水平動防振金具３０は外壁パネル１０の外壁体１１に直接接続されている。水平動防振金具３０と外壁体１１との接続は接着作用のある接着シート３１を介して行われている。また、水平動防振金具３０を用いる場合は、外壁裏フレーム１２には前記鉄骨部材１２ｄを配設しない。
【００２７】
前記水平動防振金具２０・３０は、ボルトを挿通する孔がいずれも長孔で構成され、該長孔に沿ってボルトが摺動可能に構成されている。これは、大地震等による梁、柱等の躯体構成部材に弾性変形閾を超過するような変形を強いる外力が住宅に加えられた場合の対策である。住宅の構成部材の外力に対する抵抗力の弱い個所に外力が集中するため、外壁パネル１０等の躯体構造との接続があまりに強固で大地震等の振動に対して抵抗し、外力の影響がまず躯体構造に及んでしまうことを防ぐためである。すなわち、大地震等の発生時にはまず外壁パネル１０等の躯体構造を構成しない部材の剛性が失われるよう、一定以上の外力が加わる場合には他の部材との固着が解除されるように構成しているのである。また、前記プラスチックボルト１５・２４が外壁パネル１０・１０間の接続や、水平動防振金具２０・３０と外壁パネル１０との接続等に利用されている理由も同様のものであり、一定以上の外力が加わる場合には切断されて、躯体構造に負担をかけないための対策である。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１記載の如く、住宅全体の耐交通振動性能を向上させる住宅防振方法であって、外壁パネル（１０）の横桟である鉄骨部材（１２ｂ）で、もしくは外壁パネル（１０）に追加される横桟である鉄骨部材（１２ｄ）と、該外壁パネル（１０）が接続している梁（５）の双方の間を、水平動防振金具（２０）を用いてボルト締結によって接続し、該水平動防振金具（２０）は、側面視く字型に屈曲している平板部材（２０ａ）と、該平板部材（２０ａ）に垂設した補強部材（２０ｂ）で構成され、該平板部材（２０ａ）にボルト締結用の長孔（２０ｃ・２０ｄ）を穿設したので、外壁パネルが梁の下面でも固定されて梁との固定個所が増加し、より一層外壁パネルが住宅躯体へ強固に固定され、住宅全体の剛性の向上を図ることができる。そのため、住宅全体の交通振動等の微振動に対する抵抗力が増大するのである。
【００２９】
また、水平動防振金具は、側面視く字型に屈曲している平板部材と、正面視及び平面視で該平板部材に垂設した補強部材で構成され、該平板部材にボルト締結用の長孔を穿設するので、外壁パネルが住宅躯体へ強固に固定され、交通振動等への微振動に対する抵抗力が増大するのである。またボルトを長孔に挿通して固定し、一定以上の外力が加わる場合には外壁パネルと梁との固着が失われる構造であるため、大地震等の発生時に躯体構造へ打撃を与えることがないのである。
【００３０】
請求項２に記載の如く、該水平動防振金具（２０）と横桟である鉄骨部材との間に緩衝材を配設するので、水平動防振金具の配設によって外壁パネルの固着強化による住宅全体の剛性強化に繋がるのみならず振動減衰効果をも発揮し、交通振動等の微振動による影響をより一層減少させることができるのである。
【００３１】
請求項３記載の如く、住宅全体の耐交通振動性能を向上させる住宅防振方法であって、外壁パネル（１０）を構成する一部材である外壁体（１１）と、該外壁パネル（１０）を接続している梁（５）の双方との間に、水平動防振金具（３０）を付設して接続し、該水平動防振金具（３０）は、側面視く字型に屈曲している平板部材から構成され、該平板部材にボルト締結用の長孔を、梁との接続面に穿設し、外壁体（１１）との接続面には接着シート（３１）を挟んだので、外壁パネルの外壁体と梁とを直接接続することができて、外壁パネルのフレームを通じての接続よりもより一層外壁パネルを躯体構造と一体化することができ、住宅の剛性強化に繋がる。
【００３２】
また、水平動防振金具は、側面視く字型に屈曲している平板部材と、正面視及び平面視で該平板部材に垂設している補強部材が固着して構成され、該平板部材にボルト締結用の長孔を梁との接続面に少なくとも一つは穿設し、外壁体との接続面には接着体を挟むので、水平動防振金具の配設によって外壁パネルの固着強化による住宅全体の剛性強化に繋がるのみならず振動減衰効果をも発揮し、交通振動等の微振動による影響をより一層減少させることができる。
【００３３】
請求項４に記載の如く、側方にて隣接する外壁パネル（１０）同士の少なくとも一組は、該外壁パネル（１０）を構成する縦桟である上下方向に延出している鉄骨部材（１２ａ・１２ａ）との間を、少なくとも一箇所で、弾性体であるスプリングスペーサー（１６）を挟み、かつスプリングスペーサー（１６）を介してプラスチックボルト（１５）により締結して接続するので、外壁パネル間の接続剛性が強化されてより一層振動に対する抵抗力が向上する。また弾性体であるスプリングスペーサー（１６）を挟んでボルト締結が行われるため、振動減衰効果をも発揮し、交通振動等の微振動による影響をより一層減少させることができる。
また、水平動防振金具であるスプリングスペーサー（１６）はプラスチックボルトにより締結するので、大地震時など一定以上の外力が加わる場合には切断されて、躯体構造への負担とならないのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  三階建て住宅の躯体構造を示す俯瞰図。
【図２】  水平動防振構造を示す正面図。
【図３】  同じく側面図。
【図４】  水平動防振構造の要部を示す正面図。
【図５】  水平動防振金具を示す平面図。
【図６】  水平動防振構造の要部を示す側面図。
【図７】  接続個所に木板を付加せる水平動防振構造の要部を示す側面図。
【図８】  接続個所にシートを付加せる水平動防振構造の要部を示す側面図。
【図９】  第二実施例の水平動防振金具を示す正面及び平面図。
【図１０】  第二実施例における水平動防振構造を示す正面図。
【図１１】  第二実施例における水平動防振構造の要部を示す側面図。
【図１２】  外壁パネルロッキング構造及び本防振の考え方を示す概念図。
【符号の説明】
４・５・６  梁
１０  外壁パネル
１１  外壁体
１２  外壁裏フレーム
１２ｄ  鉄骨部材
１４  外壁ユニット
１５・２４  プラスチックボルト
１６  スプリングスペーサー
２０・３０  水平動防振金具
２０ａ・４０ａ  平板部材
２０ｂ・４０ｂ  補強部材
２０ｃ・２０ｄ  長孔
２２  金属ボルト
２６  木板
２７  シート
３０ａ  長孔
３１  接着シート
【図１】
0003846837.tif 000002
【図２】
0003846837.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003846837.tif 000011
【図１１】
0003846837.tif 000012
【図１２】
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