JP5314279B2

JP5314279B2 - 耐震構造

Info

Publication number: JP5314279B2
Application number: JP2007334433A
Authority: JP
Inventors: 正則藤田
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: JP2009155880A

Description

本発明は、建物の外壁等に適用される耐震構造に関するものである。

従来より、耐力壁用パネルを用いて耐力壁を形成することにより耐震構造とすることが行われている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には表面板と裏面板の間に断熱材を充填してパネルを形成し、裏面板の表面に金属板で形成される支圧板を設けることによって、耐力壁用パネルを形成することが記載されている。また、この耐力壁用パネルを柱などの壁下地材（建物の構造材）に固定して耐力壁を形成するにあたっては、支圧板を壁下地材に密着させると共に耐力壁用パネルの表面から支圧板を貫通するように固定具を構造材に打入するようにしている。
特開２００４−２３２３９５号公報

しかし、上記の従来例では、支圧板及びそれをパネルに取り付ける作業が必要であって、施工効率の低下やコスト高になるおそれがあった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、施工効率の低下やコスト高になるのを防止して耐力壁を形成することができる耐震構造を提供することを目的とするものである。

本発明の請求項１に係る耐震構造は、二枚の金属外被１、２の間に断熱材３を充填して形成されるパネル４を壁下地材９に取り付けて成る耐震構造であって、上記パネル４はその壁下地材９側の金属外被２にて連結具５を介して上記壁下地材９に連結され、上記連結具５による上記パネル４と上記壁下地材９との連結位置が上記パネル４の少なくとも対角位置であり、この対角位置それぞれにおける上記連結具５の単位面積当たりの個数が上記パネル４の他の位置よりも多いことを特徴とするものである。

本発明の請求項２に係る耐震構造は、請求項１に加えて、上記パネル４を外装材６とし、上記壁下地材９に内装材７を取り付けて成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項３に係る耐震構造は、請求項１又は２に加えて、上記パネル４と壁下地材９とを一体化して壁ユニット８を形成して成ることを特徴とするものである。

本発明の請求項４に係る耐震構造は、請求項１乃至３のいずれかに加えて、上記パネル４を貫通して壁下地材９に固定具１０を打入して成ることを特徴とするものである。

請求項１の発明では、パネル４に支圧板やそれを取り付ける作業を必要とせず、パネル４の壁下地材９側の金属外被２を壁下地材９に連結具５で連結して耐力壁を形成することができ、施工効率の低下やコスト高になるのを防止して耐力壁を形成することができるものである。また、防火性及び断熱性の高いパネル４を用いることによって、耐力壁と同時に防火性能及び断熱性能の高い外壁等を形成することができるものである。また、壁下地材９とパネル４の壁下地材９側の金属外被２を連結具５で連結するために、パネル４のもう一方の金属外被１側から連結具５が見えないようにすることができ、壁の外観を損ねないようにすることができるものである。また、金属外被１と金属外被２とが連結具５で接続されなくなって、ヒートブリッジ対策としても有効である。また、パネル４と壁下地材９との連結位置がパネル４の対角位置以外の場合に比べて、せん断耐力を高めることができ、耐震性能を高くすることができるものである。

請求項２の発明では、パネル４を外装の仕上げ材である外装材６として用いることによって、仕上げ材としてのパネル４に耐震機能の要素を付加することができ、建物全体としての耐震性能を向上させることができるものである。

請求項３の発明では、壁ユニット８を用いることにより、パネル４と壁下地材９とを同時に施工することができ、現場施工を簡素化することができるものである。また、内装材７も壁下地材９に取り付けて壁ユニット８を形成することで、現場施工をより簡素化することができると共に耐震性能を高くすることができるものである。

請求項４の発明は、従来から行われている固定具１０を用いた工法も組み合わせることができ、耐力壁を簡単に形成することができるものである。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

本発明で用いるパネル４は、二枚の金属外被１、２の間に断熱材（芯材）３を充填して形成されており、従来から壁材などとして用いられているサンドイッチパネル（断熱パネル）を使用することができる。金属外被１、２としては亜鉛めっき鋼板やガルバリウム鋼板（登録商標）などのめっき鋼板や塗装鋼板等の金属板を使用することができ、その厚みは、例えば、０．２〜１．０ｍｍのものを用いることができる。また、断熱材３としては、ロックウールやグラスウールやセラミックファイバーなどの無機繊維体及びウレタンフォームやフェノールフォームなどの樹脂発泡体等を例示することができる。特に、断熱材３は断熱性能と共に耐火性能をも有するロックウールやグラスウールやフェノールフォームを用いるのが好ましい。また、断熱材３としては密度が例えば２０〜４００ｋｇ／ｍ^３のもので、厚みが例えば５〜５０ｍｍを用いることができる。断熱材３は金属外被１、２に接着されたりあるいは断熱材３が樹脂発泡体の場合はその自己接着性により金属外被１、２に一体的に設けることができる。

本発明で用いる連結具５としては、ブラインドリベットやワンサイドボルトやバルブタイトなどと称される片側施工連結具を用いることができる。また、連結具５としては、ドリルビス（テクス）などのビスを例示することができる。これらの連結具５は上記パネル４の厚み寸法よりも短く形成されている。

本発明で用いる壁下地材９としては、溝形鋼、リップ付き溝形鋼、山形鋼、Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、Ｚ形鋼などの各種断面形状を有する鉄骨（鋼製下地）などを用いることができる。

本発明の耐震構造は例えば図１のように形成することができる。この耐震構造では、壁下地材９として断面略コ字状の溝形鋼を用いており、支持板９ａの一方の長辺と他方の長辺とに沿って取付片９ｂ、９ｂを突出して設けたものである。また、この壁下地材９は縦方向に長く配設されている。そして、まず、パネル４の一方の金属外被２の表面を壁下地材９の一方の取付片９ｂの表面に接触させて配置する。ここで、パネル４が外壁パネルなどの外装材である場合は、上記一方の金属外被２の表面はパネル４の屋内側に向く表面であり、上記一方の取付片９ｂの表面は壁下地材９の屋外側に向く表面である。上記のように壁下地材９の一方の取付片９ｂとパネル４の一方の金属外被２とを接触させた後、これら取付片９ｂとパネル４の壁下地材９側の金属外被２とを連結具５により連結してパネル４を壁下地材９に固定する。図１のものでは連結具５として片側施工連結具が用いられており、操作軸部５ａを操作することによりパネル４の内部で拡張変形部５ｂを形成し、操作軸部５ａの外周に形成された突出部５ｃと上記の拡張変形部５ｂとの間で、壁下地材９の上記一方（パネル４側）の取付片９ｂとパネル４の上記一方（壁下地材９側）の金属外被２とを挟持することによって、連結具５を介して屋外側の取付片９ｂとパネル４の屋内側の金属外被２とを連結固定するものである。この場合、連結具５はパネル４の厚み寸法よりも短いため、パネル４の上記一方（屋内側）の金属外被２と他方（屋外側）の金属外被１の両方には接触せず、連結具５はパネル４の上記一方の金属外被２のみ（壁下地材９側の金属外被２のみ）を壁下地材９に連結固定するものである。

図２に示す耐震構造では、壁下地材９として、各取付片９ｂの先端にリップ片９ｃを設けたリップ付き溝形鋼を用いており、その他の構成は図１のものと同様である。

図３に示す耐震構造は、図２のものにおいて、壁下地材９の二つの取付片９ｂ、９ｂのうち、一方の取付片９ｂの先端を固着部９ｄとして延出することによって、パネル４を取り付ける方の取付片９ｂの支持片９ａからの突出長さを、他方の取付片９ｂの支持片９ａからの突出長さをよりも長くしたものである。そして、この固着部９ｄとパネル４の一方の金属外被２とを連結具５で連結するものである。連結具５としては上記のような片側施工連結具の他に、ドリルビスなどのビスを用いることができる。その他の構成は図２のものと同様である。

図４に示す耐震構造は、壁下地材９として、支持片９ａを挟んで一方の取付片９ｂと他方の取付片９ｂとを互いに反対向きに突出したＺ形鋼を用いており、その他の構成は図１のものと同様である。

図５に示す耐震構造では、図１に示す壁下地材９を二つ並べて配置し、各壁下地材９の取付片９ｂ、９ｂとパネル４の一方の金属外被２とを連結具５で連結したものであり、その他の構成は図１のものと同様である。この場合、二つの壁下地材９は支持片９ａの外面（取付片９ｂが突出していない方の面）同士を接触させて配置されるものである。

図６に示す耐震構造は、図３に示す壁下地材９を二つ並べて配置し、各壁下地材９の取付片９ｂ、９ｂの固着部９ｄ、９ｄとパネル４の一方の金属外被２とを連結具５で連結したものであり、その他の構成は図３のものと同様である。この場合、二つの壁下地材９は支持片９ａの外面（取付片９ｂが突出していない方の面）同士を接触させて配置されるものである。

図７に示す耐震構造は、図１に示すパネル４を外壁パネルなどの外装材６として形成し、壁下地材９に内装材７を取り付けて形成されるものである。内装材７は石膏ボードや合板などの従来から汎用されているものをそのまま用いることができる。また、内装材７はパネル４を取り付けていない方（屋内側）の取付片９ｂにビスなどの取付具を用いて取り付けられるものである。

図８に示す耐震構造は、図２に示すパネル４を外壁パネルなどの外装材６として形成し、壁下地材９に内装材７を取り付けて形成されるものである。その他の構成は図７のものと同様である。

図９に示す耐震構造は、図３に示すパネル４を外壁パネルなどの外装材６として形成し、壁下地材９に内装材７を取り付けて形成されるものである。その他の構成は図７のものと同様である。

図１０に示す耐震構造は、図４に示すパネル４を外壁パネルなどの外装材６として形成し、壁下地材９に内装材７を取り付けて形成されるものである。その他の構成は図７のものと同様である。

図１１に示す耐震構造は、図５に示すパネル４を外壁パネルなどの外装材６として形成し、壁下地材９に内装材７を取り付けて形成されるものである。その他の構成は図７のものと同様である。尚、符号１１は内装材７を取付片９ｂに取り付けるためのビスなどの取付具を示す。

図１２に示す耐震構造は、図６に示すパネル４を外壁パネルなどの外装材６として形成し、壁下地材９に内装材７を取り付けて形成されるものである。その他の構成は図７のものと同様である。尚、符号１１は内装材７を取付片９ｂに取り付けるためのビスなどの取付具を示す。

図１３に示す耐震構造は、横方向に長い二本の壁下地材９、９を上下に並べて配設し、この壁下地材９、９の間にパネル４を取り付けるようにしている。パネル４は縦方向に長く形成されており、二枚のパネル４、４を横方向に並べて隣接して配置している。そして、図１３（ａ）では、各パネル４はその対角位置を複数の連結具５、５…により壁下地材９に取り付けている。また、図１３（ｂ）では、各パネル４はその上端及び下端と略平行に複数の連結具５、５…を並べて壁下地材９に取り付けている。その他の構成は上記と同様である。

図１４に示す耐震構造は、壁ユニット８を用いて形成されている。壁ユニット８は複数の壁下地材９、９…で四角枠状の枠体１２を形成し、この枠体１２に複数枚（二枚）のパネル４、４を横方向に並べて取り付けて形成されている。このとき、図１４（ａ）に示すように、パネル４はその対角位置を複数の連結具５、５…により枠体１２の壁下地材９に取り付けることができ、また、図１４（ｂ）に示すように、パネル４はその上端、下端及び側端と略平行に複数の連結具５、５…を並べて壁下地材９に取り付けることができる。その他の構成は上記と同様である。

図１５に示す耐震構造は、複数のパネル４、４…を横張りにして壁下地材９に取り付けるようにしたものである。この場合、パネル４の上端には嵌合凸部４ａが形成されていると共にパネル４の下端には嵌合凹部４ｂが形成されており、上側のパネル４の嵌合凹部４ｂに下側のパネル４の嵌合凸部４ａを差し込んで嵌合することにより、上下に隣接するパネル４、４を接続するようにしている。また、パネル４は連結具５の他に固定具１０によっても壁下地材９に固定されている。固定具１０は従来からパネル４を固定するのに用いられているドリルビスなどのビスを用いることができ、嵌合凸部４ａを表面側（屋外側）から裏面側（屋内側）まで貫通して壁下地材９に打入されるものである。

図１６（ａ）に示すように、本発明では上下に隣接するパネル４、４を嵌合して接続する横張り施工の他に、図１６（ｂ）に示すように、左右に隣接するパネル４、４を嵌合して接続する縦張り施工を採用することができる。この場合、パネル４の一方の側端部に嵌合凸部を、他方の側端部に嵌合凹部を形成し、これらの嵌合凸部と嵌合凹部とを嵌合するものである。尚、図１６（ａ）（ｂ）において、○は固定具１０を打入した位置を示し、△は連結具５を設けた位置を示す。

図１７に本発明の耐震構造の有効性（概略包絡線の想定）を示す。この概略包絡線は終局せん断変形角時まで徐々に荷重が増加する傾向を示し、全体的には比較的大きな変形能力を持ち、スリップ性状を示す。すなわち、概略包絡線は第一ピーク時の荷重後、８０％程度に低下するものの、終局せん断変形角時まで徐々に荷重が増加する傾向を示し、本発明の耐震構造は全体的には比較的大きな変形能力を持つ。これらの変形能力が高い場合、いずれも連結具５による連結部分において金属外被２の支圧降伏破壊を伴っている。この概略包絡線は、日本建築学会構造系論文集NO.593「接合部を補強した鋼板サンドイッチパネルの面内せん断実験」より想定した。

本発明の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。（ａ）（ｂ）は同上の他の実施の形態の一例を示す一部の概略図である。（ａ）は同上の他の実施の形態の一例を示す一部の概略図、（ｂ）は参考図である。（ａ）（ｂ）は同上の他の実施の形態の一例を示す一部の断面図である。（ａ）（ｂ）は同上の他の実施の形態の一例を示す一部の概略図である。本発明の概略包絡線の想定である。

符号の説明

１金属外被
２金属外被
３断熱材
４パネル
５連結具
６外装材
７内装材
８壁ユニット
９壁下地材
１０固定具

Claims

二枚の金属外被の間に断熱材を充填して形成されるパネルを壁下地材に取り付けて成る耐震構造であって、上記パネルはその壁下地材側の金属外被にて連結具を介して上記壁下地材に連結され、上記連結具による上記パネルと上記壁下地材との連結位置が上記パネルの少なくとも対角位置であり、この対角位置それぞれにおける上記連結具の単位面積当たりの個数が上記パネルの他の位置よりも多いことを特徴とする耐震構造。
上記パネルを外装材とし、上記壁下地材に内装材を取り付けて成ることを特徴とする請求項１に記載の耐震構造。
上記パネルと壁下地材とを一体化して壁ユニットを形成して成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐震構造。
上記パネルを貫通して壁下地材に固定具を打入して成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の耐震構造。