説明

構造パネル及び制耐震構造

【課題】適度な剛性を持ちつつ地震などに際して確実に変形して建物の振動を減衰させる。
【解決手段】弾性材3によって第1面状体1と第2面状体2を貼り合わせることにより、全体形状が矩形に構成され、地震などの外力を受けた際に、弾性材3が弾性変形して、第1板材1a及び第2板材2aの交差角度を変化させるように回転移動することにより、全体形状が矩形から平行四辺形に変形して、外力を熱エネルギーに変えて建物の振動が減衰される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、住宅を含む建物などの構造物に用いられる、制震(制振)機能や耐震性能を有した構造パネルと、この構造パネルを建物などの躯体に用い、柱や梁又は土台などの軸材に構造パネルを取り付け固定することで構成される制耐震構造に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、この種の構造パネル及び制耐震構造として、間隔をおいて立設された一対の柱と、それらの上部間に架けられた梁或いは桁等の横架材と、それらの下部間に架けられた土台の横架材とにより形成された縦長矩形の枠状の躯体を覆うように、パネル状制震ダンパーが例えば釘やビスやピンネイル等の固定具を打ち付け取付固定されて、壁状の制震構造を構成しているものがある(例えば、特許文献1参照)。
このパネル状制震ダンパーは、剛性材料により矩形平板状に形成される第1及び第2変位板と、それらの間に設けられた粘弾性を有する材料からなる制震材とを備え、第1変位板側には、一方の側辺に沿って延びる第1変位板側辺分割溝及び上辺に沿って延びる上辺側分割溝がL字形に形成され、第2変位板側には、他方の側辺に沿って延びる第2変位板側辺分割溝及び下辺に沿って延びる下辺側分割溝がL字形に形成されている。
そして、地震等の発生により柱や梁或いは桁等の横架材が水平変位したときには、第1変位板及び第2変位板の重なり部分の範囲で制震材が変形してエネルギーを吸収するように構成されている。またパネル状制震ダンパーにより面材張り耐力壁が構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−23524号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
このような従来の構造パネル及び制耐震構造では、地震により第1変位板及び第2変位板の重なり部分を制震材の変形で移動させている。しかし、第1変位板及び第2変位板の重なり部分が、柱と横架材とにより形成された縦長矩形の枠状の躯体を覆う程度まで大きくなってしまうと、地震の発生により第1変位板及び第2変位板の重なり部分が部分的に撓み変形して、それぞれを平面状に保持できず、地震に対応してスムーズに移動できないおそれがある。
このような状況では、パネル状制震ダンパーと柱や横架材との取り付け固定部位に集中して荷重がかかるため、第1変位板及び第2変位板や釘などの固定具が破損して、制震効果が確実に得られないという問題があった。
ところで、木造の建築物では、地震や強風などに耐える耐力壁を作る方法として、現在は筋交いよりも、構造用合板の外周部及び中間部を、柱・梁・土台及び間柱に対し、規定の釘を用い所定間隔で直接打ち付けることにより、剛性の高い一つの面を構成している。
しかし、粘弾性の制震材を挟んで一体化される第1変位板及び第2変位板が木質材料である場合には、それ自体に剛性が不足する。これを解消するために、第1変位板及び第2変位板の重なり部分に釘を打ち付けると、制震材を挟んで第1変位板と第2変位板の重なり部分が変形移動すると、釘が曲がったり、釘穴が大きくなって釘が抜け易くなり、壁強度が低下するという問題もあった。
【0005】
本発明は、このような問題に対処することを課題とするものであり、適度な剛性を持ちつつ地震などに際して確実に変形して建物の振動を減衰させることが可能な構造パネルを提供すること、第1板材及び第2板材や固定具の損傷を軽減することが可能な制耐震構造を提供すること、などを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
このような目的を達成するために本発明による構造パネルは、複数枚の第1板材を並べることで矩形の平面状に形成される第1面状体と、前記第1面状体における前記第1板材の配列方向と交差する方向に複数枚の第2板材を並べることで矩形の平面状に形成される第2面状体と、前記第1面状体及び前記第2面状体の両面間を貼り合わせる弾性変形可能な弾性材とを備え、前記第1板材同士の対向する端面相互及び前記第2板材同士の対向する端面相互がそれぞれ移動自在であって、外力を受けた際に前記弾性材の弾性変形を利用して、前記第1板材及び前記第2板材の交差角度が変化するように構成したことを特徴とする。
【0007】
また本発明による制耐震構造は、前記構造パネルを、建物の躯体に対し、固定具で前記第1面状体、前記第2面状体及び前記弾性材を貫通するように取り付け固定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
前述した特徴を有する本発明による構造パネルは、弾性材によって第1面状体と第2面状体を貼り合わせることにより、全体形状が矩形に構成され、地震などの外力を受けた際に、弾性材が弾性変形して、第1板材及び第2板材の交差角度を変化させるように回転移動することにより、全体形状が矩形から平行四辺形に変形して、外力を熱エネルギーに変えて建物の振動が減衰されるので、適度な剛性を持ちつつ地震などに際して確実に変形して建物の振動を減衰させることができる。
その結果、地震により第1変位板及び第2変位板の大きな重なり部分全体を制震材の変形で移動させる必要がある従来のものに比べ、比較的に小さな板材を個別に移動させるため、平面状に保持できて地震に対応してスムーズに移動でき、第1板材及び第2板材の損傷を軽減できる。
さらに、第1変位板及び第2変位板の重なり部分が、柱と横架材とにより形成された縦長矩形の枠状の躯体を覆う程度まで大きい従来のものに比べ、第1面状体の板材及び第2面状体の板材は比較的に小さいため、その組み立て製造が容易であるとともに、第1板材及び第2板材として間伐材などを利用することができ、製造コストの低減化が図れる。
【0009】
また、前述した特徴を有する本発明による制耐震構造は、建物の躯体が地震などの外力を受けた際に、構造パネルの弾性材が弾性変形して第1面状体の第1板材と第2面状体の第2板材が、固定具を中心として第1板材及び第2板材の交差角度を変化させるように回転移動し、構造パネルの全体形状が矩形から平行四辺形に変形して、その変形に伴って発生する摩擦などで外力を熱エネルギーに変えて建物の振動が減衰されるので、第1板材及び第2板材や固定具の損傷を軽減することができる。
その結果、釘などの固定具に対して無理な荷重がかからないため、釘などの固定具が曲がったり、釘穴が大きくなることがなく、釘などの固定具の抜けによる壁強度の低下を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態に係る構造パネル及び制耐震構造の全体構成を示す説明図(部分的な斜視図)である。
【図2】(a)が同横断平面図、(b)が正面図である。
【図3】地震などの外力を受けた時の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の実施形態に係る構造パネルAは、図1〜図3に示すように、多数の第1板材1a,2aが弾性変形可能な弾性材3を挟んでそれぞれ所定方向へ並べられ、弾性材3で相互に固着することで、矩形の平板状に一体的に形成される適度な剛性を持ちつつ一定の変形を受入れることが可能な構造用合板であり、外壁下地や床下地や屋根下地などとして用いられる。
詳しく説明すれば、構造パネルAは、複数枚の第1板材1aを並べることで矩形の平面状に形成される第1面状体1と、第1面状体1における第1板材1aの配列方向と交差する方向に複数枚の第2板材2aを並べることで矩形の平面状に形成される第2面状体2と、第1面状体1及び第2面状体2の間に設けられて両面間を貼り合わせる弾性変形可能な弾性材3を備えている。
さらに、構造パネルAは、建物の躯体Bにおいて柱や梁などの軸材をフレーム状に組むことで形成された矩形の枠状を覆うように、例えば釘やビスやピンネイルなどの固定具Cで取り付け固定されることにより、耐力壁を構成して、地震などが起きても建物の振動を減衰させる制耐震構造が得られる。
【0012】
第1面状体1は、図1及び図2(a)(b)に示されるように、例えば木質材料やその他の剛性材料からなる第1板材1aを一方向へ略平行に並べ、隣り合う第1板材1aの端面1b同士が対向するとともにその配列方向と交差する方向へ相対的に移動自在となるように配置することで、矩形の平板状に形成されている。
第1板材1aの具体例としては、例えば杉などの間伐材を帯状に製材した単板を用いることが好ましい。
【0013】
第2面状体2は、第1面状体1の第1板材1aと同様に、例えば木質材料やその他の剛性材料からなる第2板材2aを、第1板材1aの配列方向と交差する方向(好ましくは直交する方向)へ略平行に並べ、隣り合う第2板材2aの端面2b同士が対向するとともにその配列方向と交差(直交)する方向へ相対的に移動自在となるように配置することで、矩形の平板状に形成されている。
第2板材2aの具体例としては、例えば杉などの間伐材を帯状に製材した単板を用いることが好ましい。
【0014】
弾性材3は、例えばブチルゴムやそれ以外のゴム材か又はその他の弾性変形可能で且つ劣化し難くて耐久性に優れた弾性材料で、所定厚さ寸法のシート状に形成されるか、或いは第1面状体1の第1板材1aか又は第2面状体2の第2板材2aのいずれか一方の内面、若しくは、第1面状体1の第1板材1a及び第2面状体2の第2板材2aの両方の内面に、所定厚さに塗布されることで構成される。
弾性材3によって、第1面状体1の第1板材1aと第2面状体2の第2板材2aを、第1板材1a及び第2板材2aの軸線方向がそれぞれ交差(直交)するとともに、第1板材1a同士の対向する端面1b相互が第1板材1aの軸線方向へ相対的に移動自在となり、且つ第2板材2a同士の対向する端面2b相互が第2板材2aの軸線方向へ相対的に移動自在となるように貼り合わせて一体化することにより、全体形状が矩形で板状の構造パネルAが構成される。
弾性材3の具体例としては、シートの表裏両面に粘着材や接着剤などが予め塗布されたものを用い、第1面状体1及び第2面状体2の第1板材1a及び第2板材2aを当接されるだけで一体的に固着されるように構成することが好ましい。
図1〜図3に示される例では、弾性材3が第1面状体1及び第2面状体2と略同じ大きさの矩形に形成している。
また、その他の例として図示しないが、弾性材3を帯状に形成して、第1面状体1及び第2面状体2に対し所定間隔毎に配置することも可能である。さらに、帯状の弾性材3として両面粘着テープや両面接着テープなどを使用することも可能である。
【0015】
構造パネルAの取り付け例としては、図1〜図3に示されるように、構造パネルAの裏面が建物の躯体Bとなる梁や桁や土台などの横架材B1と柱B2に当接され、構造パネルAの外周部及び中間部が横架材B1及び柱B2に対し、釘やビスやピンネイルなどの固定具Cで、第1面状体1、第2面状体2及び弾性材3を貫通するように取り付け固定され、それにより耐力壁を構成している。
さらに、構造パネルAは、図3に示されるように、例えば地震や強風などの外力を受けて、建物の躯体Bとなる横架材B1及び柱B2が矩形から平行四辺形に変形した際には、これに追随するように弾性材3の弾性変形を利用して、第1板材1a及び第2板材2aの交差角度が変化するように構成されている。
つまり、建物の躯体Bが地震や強風などの外力を受けると、構造パネルAの弾性材3が弾性変形して第1面状体1の第1板材1aと第2面状体2の第2板材2aが、釘などの固定具Cを中心として第1板材1a及び第2板材2aの交差角度を変化させるように回転移動し、構造パネルAの全体形状が矩形から平行四辺形に変形し得るように構成されている。
その変形に伴って発生する摩擦などにより、地震や強風などの外力を熱エネルギーに変えて建物の振動を減衰させる。
【0016】
このような本発明の実施形態に係る構造パネルA及びそれを用いた制耐震構造によると、通常状態では耐力壁を構成して適度な剛性を持ちつつ、地震や風などの外力を受けた際には構造パネルAが確実に変形して建物の振動を減衰させることができる。
したがって、第1板材1a及び第2板材2aや釘などの固定具Cの損傷を軽減することができる。
さらに、釘などの固定具Cに対して無理な荷重がかからないため、釘などの固定具Cが曲がったり、釘穴が大きくなることがなく、釘などの固定具Cの抜けによる壁強度の低下を防止できる。
次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【実施例】
【0017】
この実施例は、図1〜図3に示すように、第1面状体1の第1板材1a及び第2面状体2の第2板材2aとして帯状の単板を用い、第1板材1a及び第2板材2aをそれぞれ平行に配置するとともに、構造パネルAが外力を受けた際に、第1板材1a及び第2板材2aの対向する端面1b,2b同士が、第1板材1a及び第2板材2aの軸線方向へ互いに摺接するように配置したものである。
第1板材1a及び第2板材2aにおいてそれぞれの配列方向に対向する端面1b,2bは、平行な平滑面に形成されている。
【0018】
図1〜図3に示される例では、第1板材1a及び第2板材2aの対向する端面1b,2bの間に僅かな隙間を形成して、地震や強風などの外力で構造パネルAの全体形状が矩形から平行四辺形に変形することにより、端面1b,2b同士が徐々に接近して、構造パネルAの変形角度が所定角度に達したときに摺接するように配置している。
さらに、構造パネルAを、梁や土台などの横架材B1と柱B2だけでなく、柱B2の間に立設された間柱B3や、横架材B1の間で柱B2と間柱B3に亘って横設された振れ止め用の横桟B4に対しても、釘などの固定具Cで取り付け固定している。
その具体例を挙げると、第1板材1a及び第2板材2aとして約80〜90mm×約2960〜3000mm×約9〜12mmの単板を用い、構造パネルAの定尺寸法を、短辺が約880〜910mm、長辺が約2960〜3000mm、厚さが約18〜25mmとしている。構造パネルAを、横架材B1や柱B2に対し、固定具CとしてN−75釘を約80mmピッチで打ち込み、間柱B3に対し、固定具CとしてN−75釘を約80mmピッチで打ち込んでいる。
また、その他の例として図示しないが、第1板材1a及び第2板材2aの対向する端面1b,2bを予め当接するように配置したり、振れ止め用の横桟B4が設けられず柱B2の間に間柱B3のみを配置したり、間柱B3が設けられずに柱B2に亘って振れ止め用の横桟B4のみを配置したり、間柱B3や振れ止め用の横桟B4が設けられず横架材B1と柱B2だけに構造パネルAを取り付け固定することも可能である。
【0019】
このような本発明の実施例に係る構造パネルA及び制耐震構造によると、地震や風などの外力を受けた際には、第1板材1a及び第2板材2aの対向する端面1b,2b同士が互いに摺接することで、第1板材1a及び第2板材2aの移動範囲が徐々に制動され、地震や強風などの外力を熱エネルギーに変えて、建物の振動が減衰される。
それにより、簡単な構造でありながら第1板材1a及び第2板材2aを更に破損し難くすることができるという利点がある。
【0020】
なお、前示実施例では、第1板材1a及び第2板材2aにおいてそれぞれの配列方向に対向する端面1b,2bが平行な平滑面に形成される場合を示したが、これに限定されず、端面1b,2bのいずれか一方に他方と嵌合する凹凸部を第1板材1a及び第2板材2aの軸線方向へ形成して両者を移動自在に嵌合させても良い。この場合も前述した実施例と同様な作用効果が得られる。
【符号の説明】
【0021】
A 構造パネル 1 第1面状体
1a 第1板材 1b 端面
2 第2面状体 2a 第2板材
2b 端面 3 弾性材
B 躯体 C 固定具

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数枚の第1板材を並べることで矩形の平面状に形成される第1面状体と、
前記第1面状体における前記第1板材の配列方向と交差する方向に複数枚の第2板材を並べることで矩形の平面状に形成される第2面状体と、
前記第1面状体及び前記第2面状体の両面間を貼り合わせる弾性変形可能な弾性材とを備え、
前記第1板材同士の対向する端面相互及び前記第2板材同士の対向する端面相互がそれぞれ移動自在であって、外力を受けた際に前記弾性材の弾性変形を利用して、前記第1板材及び前記第2板材の交差角度が変化するように構成したことを特徴とする構造パネル。
【請求項2】
前記第1板材及び前記第2板材が帯状に形成され、前記第1面状体及び前記第2面状体として、前記第1板材及び前記第2板材をそれぞれ平行に配置するとともに、前記外力を受けた際に前記第1板材及び前記第2板材の前記端面同士が互いに摺接するように配置したことを特徴とする請求項1記載の構造パネル。
【請求項3】
請求項1又は2記載の構造パネルを、建物の躯体に対し、固定具で前記第1面状体、前記第2面状体及び前記弾性材を貫通するように取り付け固定したことを特徴とする制耐震構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2012−241403(P2012−241403A)
【公開日】平成24年12月10日(2012.12.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−111838(P2011−111838)
【出願日】平成23年5月18日(2011.5.18)
【出願人】(503124931)
【Fターム(参考)】