JP7128086B2 - 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、外壁パネルが内面方向に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、上階の前記外壁パネルと、下階の前記外壁パネルとの間に、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介在させることを特徴とする。
そして、前記抵抗部材は、上階の前記外壁パネルと、下階の前記外壁パネルとの間に形成される横材と、同じ階で隣り合う前記外壁パネルの間に形成される縦材と、を備える。
または、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い。

ここで、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、前記外壁パネルの水平方向の全長に亘って設けられてもよい。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、上階の前記外壁パネルの下端の角部の周辺と、下階の前記外壁パネルの上端の角部の周辺と、に設けられてもよい。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、同じ階で隣り合う前記外壁パネルを跨るように配置されてもよい。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、上板と、前記上板と対向して形成される基板と、前記上板と、前記基板との間を接続する複数の縦壁と、を有してもよい。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、複数の前記縦壁は、それぞれ、異なる断面を有してもよい。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、前記抵抗部材は、前記外壁パネルに設けられる水切りを固定する水切固定部材であってもよい。

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、上階の外壁パネルと、下階の外壁パネルとの間に、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介在させる。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、ラーメン構造体に対する外壁パネルの面内方向への移動（ロッキング）を減少させることができる。
そして、抵抗部材は、上階の外壁パネルと、下階の外壁パネルとの間に形成される横材と、同じ階で隣り合う外壁パネルの間に形成される縦材と、を備えることで、外壁パネルのロッキングを、外壁パネルの側面に当たる縦材と、外壁パネルの下面に当たる横材と、で抑制することができる。そのため、外壁パネルのロッキングの抑制効果を向上させることができる。
または、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。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、抵抗部材は、外壁パネルの水平方向の全長に亘って設けられることで、ラーメン構造体に対する全ての外壁パネルのロッキングを減少させることができる。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、抵抗部材は、上階の外壁パネルの下端の角部の周辺と、下階の外壁パネルの上端の角部の周辺と、に設けられることで、外壁パネルがロッキングした際に、外壁パネルが面内方向に最も移動する位置に、抵抗部材を配置することができ、効率的に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、同じ階で隣り合う外壁パネルを跨るように配置されることで、より効率的に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、上板と、上板と対向して形成される基板と、上板と基板との間を接続する複数の縦壁と、を有することで、縦壁の数を増やしたり、減らしたりすることができ、容易に抵抗部材の降伏荷重を調整することができる。

また、本発明の外壁パネル取付構造では、複数の縦壁は、それぞれ、異なる断面を有することで、それぞれの縦壁の降伏荷重を異ならせることができ、抵抗部材は、段階的な降伏荷重を発生することができる。そのため、初期剛性や耐力をさらに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、本発明の外壁パネル取付構造では、抵抗部材は、外壁パネルに設けられる水切りを固定する水切固定部材であることで、抵抗部材を水切りによって隠すことができる。そのため、建物の外観を損なうことなく、ロッキングを抑制することができる。

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断面図である。 水平外力が加わったときの実施例１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の建物ユニットの構成を示す斜視図である。 実施例２の抵抗部材とその周辺を示す側面図である。 実施例２の外壁パネルの動きを説明する説明図である。 実施例２の外壁パネルの動きを説明する説明図である。 実施例３の抵抗部材とその周辺を示す側面図である。 実施例４の抵抗部材とその周辺を示す斜視図である。 実施例４の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。 実施例４の抵抗部材の変形例を示す断面図である。 実施例４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、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４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、上階の建物ユニットと下階の建物ユニットとから構成されるユニット建物に適用される。

［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の建物ユニットの構成を説明する。

下階の建物ユニットＵ１と上階の建物ユニットＵ２とは、同様の構成をしており、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。下階の外壁パネル５と上階の外壁パネル５との間には、抵抗部材２０が設けられる。

［外壁パネルの構成］
図３は、実施例１の外壁パネル５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５の間柱４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５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４の梁への取付構造を示す図であり、図５（ａ）は間柱４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４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４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２０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２０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２０の構成を説明する。

抵抗部材２０は、上階の外壁パネル５の下面と、下階の外壁パネル５の上面との間に配置されて、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１に示すように、外壁パネル５の水平方向（横方向）の全長に亘って設けられる。

抵抗部材２０は、図６及び図７に示すように、上板２１と、上板２１と対向する基板２２と、上板２１と基板２２との間を接続する２つの縦壁２３ａ，２３ｂとから角筒状に形成される。抵抗部材２０は、例えばアルミ合金で形成される。

上板２１は、上階の外壁パネル５の硬質木片セメント板５ａとフレーム５ｂとに跨って配置される。基板２２は、下階の外壁パネル５の硬質木片セメント板５ａとフレーム５ｂとに跨って配置される。

抵抗部材２０は、接着剤や両面テープによって、上階の外壁パネル５と下階の外壁パネル５に取り付けられるようにしてもよい。また、抵抗部材２０は、ボルトやビスや釘などの留め具によって、上階の外壁パネル５と下階の外壁パネル５に取り付けられるようにしてもよい。

抵抗部材２０は、抵抗部材２０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。

抵抗部材２０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。

抵抗部材２０のせん断弾性率、高さＨ、厚みｔ、材料の許容基準強度及び抵抗部材２０の形状等を調整することで、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、抵抗部材１２０は、厚みｔ１の縦壁１２３ａと、厚みｔ１より厚い厚みｔ２の縦壁１２３ｂと、厚みｔ２より厚い厚みｔ３の縦壁１２３ｃとの３つの縦壁を有してもよい。

また、縦壁の断面形状を変えてもよい。例えば、図８に示すように、縦壁１２３ｃは、断面にＶ溝１２４を有するようにしてもよい。

[ユニット建物の変形と外壁パネルの動き]
図９は、水平外力が加わったときの実施例１の建物ユニットＵ１，Ｕ２の変形と外壁パネル５の動きを示す図である。以下、図９に基づいて、実施例１の建物ユニットＵ１，Ｕ２の変形と外壁パネル５の動きを説明する。

地震や風等により、図９に示すように、建物ユニットＵ１，Ｕ２に水平外力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Ｕ１，Ｕ２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Ｆ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のロッキング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、抵抗部材２０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Ｕ１，Ｕ２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Ｕ１，Ｕ２の解析モデルを説明するモデル図である。図１１及び図１２は、実施例１の建物ユニットＵ１，Ｕ２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～図１２に基づいて、実施例１の建物ユニットＵ１，Ｕ２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Ｕ１，Ｕ２を解析用に２次元モデル化した建物ユニットモデルＵ１Ａ，Ｕ２Ａ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、上階の外壁パネルモデル５Ａと下階の外壁パネルモデル５Ａとは、抵抗部材モデル２０Ａで連結した。

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、下階の建物ユニットモデルＵ１Ａに水平外力Ｅ１を作用させ、上階の建物ユニットモデルＵ２Ａに水平外力Ｅ２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。

抵抗部材モデル２０Ａを配置した第１モデルと、抵抗部材モデル１２０Ａを配置した第２モデルと、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比較モデルの解析を行った。

図１１及び図１２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、下階の床と上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Ｕ１Ａ，Ｕ２Ａの高さを示す。なお、この建物ユニットモデルＵ１Ａ，Ｕ２Ａ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から分かるように、第１モデルの包絡線Ｓ１の勾配は、第１比較モデルの包絡線Ｓ０に比べ、急になっている。すなわち、第１モデルは、従来構造である第１比較モデルより、初期剛性が向上していることが分かる。

また、第１モデルの包絡線Ｓ１で形成された面積Ｇ１は、第１比較モデルの包絡線Ｓ０で形成された面積Ｇ０より大きくなっている。すなわち、第１モデルは、従来構造である第１比較モデルより、耐力が向上していることが分かる。

また、第２モデルの包絡線Ｓ２の勾配は、段階的に変化していることが分かる。つまり、第２モデルは、降伏荷重を段階的に発生させている。そして、第２モデルの包絡線Ｓ２の最初の勾配は、第１モデルの包絡線Ｓ１の勾配より、急になっていることが分かる。すなわち、第２モデルは、第１モデルより、初期剛性がさらに向上していることが分かる。

また、第２モデルの包絡線Ｓ２で形成された面積Ｇ２は、第１モデルの包絡線Ｓ１で形成された面積Ｇ１より大きくなっている。すなわち、第２モデルは、第１モデルより、耐力がさらに向上していることが分かる。

図１２に示すように、層間変形量δがｈ／１２０では、第１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、第１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分かる。すなわち、小さな地震では揺れ難い構造といえる。

また、第１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分かる。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（床梁１１，天井梁１２）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において、外壁パネル５は、梁（床梁１１，天井梁１２）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、上階の外壁パネル５と、下階の外壁パネル５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を介在させる（図６）。

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の面内方向への移動（ロッキング）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、初期剛性や耐力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。

また、抵抗部材２０は、上階の外壁パネル５と、下階の外壁パネル５との間に設けられるため、抵抗部材２０を簡単に取り替えることができる。

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の水平方向の全長に亘って設けられる（図１）。

これにより、ラーメン構造体１０に対する全ての外壁パネル５の面内方向への移動（ロッキング）を減少させることができる。そのため、全ての外壁パネル５のロッキングを抑制し、初期剛性や耐力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、全ての外壁パネル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１２０は、上板１２１と、上板１２１と対向して形成される基板１２２と、上板１２１と、基板１２２との間を接続する複数の縦壁１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃと、を有する（図８）。

これにより、縦壁の数を増やしたり、減らしたりすることができる。そのため、容易に抵抗部材１２０の降伏荷重を調整することができる。

実施例１の外壁パネル取付構造では、複数の縦壁１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃは、それぞれ、異なる断面を有する（図８）。

これにより、それぞれの縦壁１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃの降伏荷重を異ならせることができる。そのため、抵抗部材１２０は、段階的な降伏荷重を発生することができる。その結果、初期剛性や耐力をさらに向上させた外壁パネル取付構造とすることができる。

実施例１の外壁パネル取付構造では、抵抗部材２０，１２０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、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、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１３は、実施例２の建物ユニットの構成を示す斜視図である。図１４は、実施例２の抵抗部材とその周辺を示す側面図である。以下、図１３及び図１４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。

抵抗部材２２０は、図１３に示すように、上階の外壁パネル５の下端の角部周辺と、下階の外壁パネル５の上端の角部周辺とで挟まれるように複数配置される。

抵抗部材２２０は、図１４に示すように、同じ階で隣り合う外壁パネル５に跨るように配置される。

［外壁パネルの動き］
図１５及び図１６は、実施例２の外壁パネル５の動きを説明する説明図である。以下、図１５及び図１６に基づいて、実施例２の外壁パネルの動きを説明する。なお、図１５及び図１６では、外壁パネルの動きを誇張して表現している。

外壁パネル５がロッキングして矢印Ｆ１の方向に揺動したとする。この際、外壁パネル５の中央Ｃと、外壁パネル５の上端の角部Ａとの線分の長さｒ１は、外壁パネル５の中央Ｃと、外壁パネル５の上面の中央部Ｂとの線分の長さｒ２より大きくなる。

そして、外壁パネル５が揺動して回転した回転角を回転角θとすると、回転角θが微小な場合、角部Ａが移動した軌跡の長さｒ１θは、中央部Ｂが移動した軌跡の長さｒ２θより大きくなる。すなわち、外壁パネル５がロッキングした際の移動量は、中央部Ｂより角部Ａの方が大きくなる。言い換えると、外壁パネル５がロッキングした際の移動量は、外壁パネル５の中央Ｃから最も離れた位置にある、外壁パネル５の４つの角部が、最も大きくなる。

図１６（ａ）に示すように、下階の外壁パネル５が揺動して回転角θ１回転し、上階の外壁パネル５が揺動して回転角θ２回転しようとする。この際、抵抗部材２２０は、下階の外壁パネル５の角部Ａ１が移動しようとする軌跡の長さｒ１θ１と、上階の外壁パネル５の角部Ａ２が移動しようとする軌跡の長さｒ１θ２との合計の長さの変形量を抑えることができる。

なお、隣り合う外壁パネル５が存在しない左端と右端に配置された抵抗部材２２０については、層間変形の差から上階の外壁パネル５のロッキング量は、下階の外壁パネル５のロッキング量よりも小さい。すなわち、回転角θ１＞回転角θ２となる。そのため、上階の外壁パネル５と、下階の外壁パネル５との間に、変位差ｒ１（θ１－θ２）が生まれる。すなわち、隣り合う外壁パネル５が存在しない左端と右端に配置された抵抗部材２２０は、変位差ｒ１（θ１－θ２）を抑えることができる。

［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は、上階の外壁パネル５の下端の角部の周辺と、下階の外壁パネル５の上端の角部の周辺と、に設けられる（図１４）。

これにより、外壁パネル５がロッキングした際に、外壁パネル５が面内方向に最も移動する位置に、抵抗部材２２０を配置することができる。そのため、効率的に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は、同じ階で隣り合う外壁パネル５を跨るように配置される（図１４）。

これにより、外壁パネル５がロッキングした際に、同じ階で隣り合う外壁パネル５に跨って、外壁パネル５が面内方向に最も移動する位置に、抵抗部材２２０を配置することができる。そのため、より効率的に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１７は、実施例３の抵抗部材とその周辺を示す側面図である。以下、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。

実施例３の抵抗部材３２０は、上階の外壁パネル５の下端の角部周辺と、下階の外壁パネル５の上端の角部周辺とで挟まれるように複数配置される。抵抗部材３２０は、横材３２０ａと縦材３２０ｂとから、十字状に形成される。

横材３２０ａは、上階の外壁パネル５と下階の外壁パネル５との間に形成される。すなわち、抵抗部材４２０は、上階と下階で隣り合う外壁パネル５に跨るように配置される。

縦材３２０ｂは、同じ階で隣り合う外壁パネル５の間に形成される。すなわち、抵抗部材３２０は、同じ階で隣り合う外壁パネル５に跨るように配置される。

［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３２０は、上階の外壁パネル５と、下階の外壁パネル５との間に形成される横材３２０ａと、同じ階で隣り合う外壁パネル５の間に形成される縦材３２０ｂと、を備える（図１７）。

これにより、外壁パネル５のロッキングを、外壁パネル５の側面に当たる縦材３２０ｂと、外壁パネル５の下面に当たる横材３２０ａと、で抑制することができる。そのため、外壁パネル５のロッキングの抑制効果を向上させることができる。また、外壁パネル５への応力集中を分散させることができる。

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４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１８は、実施例４の抵抗部材とその周辺を示す斜視図である。図１９は、実施例４の抵抗部材とその周辺を示す断面図である。以下、図１８及び図１９に基づいて、実施例４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。

実施例４の抵抗部材４２０は、図１８に示すように、上階の外壁パネル５の下端の角部周辺と、下階の外壁パネル５の上端の角部周辺とで挟まれるように複数配置される。抵抗部材４２０は、同じ階で隣り合う外壁パネル５に跨るように配置される。

抵抗部材４２０は、例えばアルミ合金で形成され、図１８に示すように、上板４２１と、上板４２１と対向する基板４２２と、上板４２１と基板４２２との間を接続する２つの縦壁４２３ａ，４２３ｂと、水切り６０を固定する水切り固定部４２５と、から構成される。すなわち、抵抗部材４２０は、水切り固定部材の一部として構成される。

抵抗部材４２０は、長手方向の長さＷ（実施例４では、５０［ｍｍ］）、高さＨ（実施例４では、２３．５［ｍｍ］）を有する。抵抗部材４２０は、２つの縦壁４２３ａ，４２３ｂの部分の奥行きＬ（実施例４では、６．２［ｍｍ］）を有する。各縦壁４２３ａ，４２３ｂは、厚みｔ４（実施例４では、０．９［ｍｍ］）を有する。

水切り固定部４２５は、屋外側の縦壁４２３ａに接続されて筒状に形成される。水切り固定部４２５には、抵抗部材４２０を外壁パネル５に固定するビスＮが貫通する貫通孔４２５ａが２つ形成される。水切り６０は、外壁パネル５に取り付けられた抵抗部材４２０に固定される。

なお、抵抗部材は、縦壁の断面形状を変えてもよい。例えば、図２０に示すように抵抗部材５２０は、縦壁５２３ａの厚み厚くして、断面にＶ溝５２４を有するようにしてもよい。

［建物ユニットの水平耐力を確認した解析］
図２１は、実施例４の建物ユニットＵ１，Ｕ２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２１に基づいて、実施例４の建物ユニットＵ１，Ｕ２の水平耐力を確認した解析について説明する。

抵抗部材モデル４２０Ａを配置した第３モデルと、抵抗部材モデル５２０Ａを配置した第４モデルと、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比較モデルの解析を、実施例１と同様に行った。

図２１から分かるように、第３モデルの包絡線Ｓ３の勾配は、第１比較モデルの包絡線Ｓ０に比べ、急になっている。すなわち、第３モデルは、従来構造である第１比較モデルより、初期剛性が向上していることが分かる。

また、第３モデルの包絡線Ｓ３で形成された面積Ｇ３は、第１比較モデルの包絡線Ｓ０で形成された面積Ｇ０より大きくなっている。すなわち、第３モデルは、従来構造である第１比較モデルより、耐力が向上していることが分かる。

また、第４モデルの包絡線Ｓ４の勾配は、段階的に変化していることが分かる。つまり、第４モデルは、降伏荷重を段階的に発生させている。そして、第４モデルの包絡線Ｓ４の最初の勾配は、第３モデルの包絡線Ｓ３の勾配より、急になっていることが分かる。すなわち、第４モデルは、第３モデルより、初期剛性がさらに向上していることが分かる。

また、第４モデルの包絡線Ｓ４で形成された面積Ｇ４は、第３モデルの包絡線Ｓ３で形成された面積Ｇ３より大きくなっている。すなわち、第４モデルは、第３モデルより、耐力がさらに向上していることが分かる。
［外壁パネル取付構造の作用］
次に、実施例４の外壁パネル取付構造における作用を説明する。実施例４の外壁パネル取付構造では、抵抗部材４２０，５２０は、外壁パネル５に設けられる水切り６０を固定する水切固定部材である（図１９，図２０）。

これにより、抵抗部材４２０，５２０を水切り６０によって隠すことができる。そのため、建物の外観を損なうことなく、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。

以上、本発明の外壁パネル取付構造を実施例１～実施例４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１～３では、抵抗部材２０，１２０，２２０，３２０は、外壁パネル５の硬質木片セメント板５ａとフレーム５ｂとに跨って配置される例を示した。また、実施例４では、抵抗部材４２０，５２０は、外壁パネル５の硬質木片セメント板５ａに配置する例を示した。しかし、抵抗部材は、外壁パネル５の硬質木片セメント板５ａとフレーム５ｂとに跨って配置されてもよいし、外壁パネル５の硬質木片セメント板５ａ又はフレーム５ｂに配置されてもよい。

実施例２～４では、抵抗部材２２０，３２０，４２０，５２０は、同じ階で隣り合う外壁パネル５を跨るように配置される例を示した。しかし、抵抗部材は、各外壁パネル５にそれぞれ配置されてもよい。

実施例１～実施例４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４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１～実施例４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。

Ｕ１，Ｕ２ 建物ユニット
２ 柱
４ 間柱
４ａ 本体部
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
６０ 水切り
１２１ 上板
１２２ 基板
１２３ａ，１２３ｂ，１２３ｃ 縦壁
３２０ａ 横材
３２０ｂ 縦材

Claims (8)

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、
   上階の前記外壁パネルと、下階の前記外壁パネルとの間に、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介在させ、
   前記抵抗部材は、
   上階の前記外壁パネルと、下階の前記外壁パネルとの間に形成される横材と、
   同じ階で隣り合う前記外壁パネルの間に形成される縦材と、を備える
   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、
   上階の前記外壁パネルと、下階の前記外壁パネルとの間に、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介在させ、
   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。
3. 前記抵抗部材は、前記外壁パネルの水平方向の全長に亘って設けられる
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の外壁パネル取付構造。
4. 前記抵抗部材は、上階の前記外壁パネルの下端の角部の周辺と、下階の前記外壁パネルの上端の角部の周辺と、に設けられる
   ことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の外壁パネル取付構造。
5. 前記抵抗部材は、同じ階で隣り合う前記外壁パネルを跨るように配置される
   ことを特徴とする、請求項４に記載の外壁パネル取付構造。
6. 前記抵抗部材は、
   上板と、
   前記上板と対向して形成される基板と、
   前記上板と、前記基板との間を接続する複数の縦壁と、を有する
   ことを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載の外壁パネル取付構造。
7. 複数の前記縦壁は、それぞれ、異なる断面を有する
   ことを特徴とする、請求項６に記載の外壁パネル取付構造。
8. 前記抵抗部材は、前記外壁パネルに設けられる水切りを固定する水切固定部材である
   ことを特徴とする、請求項１～７の何れか一項に記載の外壁パネル取付構造。

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