CN102691359A - 外壁基底的施工结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于得到一种即便使用具有良好的通气性能的耐力面材也能得到高壁强度倍率的低成本且具有良好的施工性的外壁基底的施工结构，尤其是提供一种在使用耐力面材作为外壁底材的木结构构架住宅的外部装修改良中，通过形成为局部性具有高的壁强度倍率，而抗震设计的自由度高，而且抗震加强后的陶瓷系外壁等的外部装修材料的施工性容易的外壁基底的施工结构。在将根据抗震设计而需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材固定在结构材料上的钉子的钉头与该耐力面材之间，夹有用于防止冲剪的加强材料。

Description

外壁基底的施工结构
技术领域
本发明涉及在木结构构架住宅的外部装修改良时，用于提高住宅的抗震性能的外壁基底的施工结构。
背景技术
以往，作为提高木结构构架住宅的抗震性能的方法，存在在建筑物的外侧安装铁制的支柱材(斜支柱)或框材来进行加强的结构。可是这种方法由于需要进行外部施工，所以具有能够在居住的同时进行工程这一优点，但由于在外壁的外侧安装支柱材或框材，因此作为住宅的美观性大幅下降。
另一方面，从建筑物的内部进行工程来提高抗震性能的方法虽然能够将已存的外壁原封不动地保留而进行再利用，但会较大地损害工程期间中的居住性，而且，尽管好不容易地花费费用来进行改修工程，但住宅的外观并未实现焕然一新等的品质提高。
可是，住宅在建筑后经过数年时，居住者的生活方式与房间的布局、内部装修之间会发生不匹配。因此，要求对应于居住者的生活方式的变化来改良建筑物的内部装修，而且除了内部装修的改良之外，要将建筑物的外观也更新的所谓外部装修的改良的要求最近逐渐增加。
与新建的建筑物相比，在建筑物的抗震加强的同时来实施内部装修的改良和外部装修的改良这一情况不会白白地浪费资源，因此优选。
然而，在木结构构架住宅中，作为与外部装修的改良对应同时提高建筑物的抗震性能的方法，已知有将耐力面材使用于外壁底材的方法。
这种将耐力面材使用于外壁底材的方法是将已存的外周壁撤去后，进行躯体的腐朽·劣化的修缮、接合金属附件的适当的配置，之后，对耐力面材进行施工，在加强后进行陶瓷系外壁等的精加工的施工方法。上述施工方法作为能够应对多种施工规格来同时进行抗震加强和外部装修的改良的施工方法而广为周知。
【现有技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2010-7454号公报
【专利文献2】日本特开2006-28805号公报
【专利文献3】日本特开2003-3676号公报
【专利文献4】日本特开2003-3592号公报
然而，在木结构构架住宅中，在将耐力面材使用于外壁底材来进行外部装修的改良时，由于柱的尺寸、中间柱的有无、附加柱这些基底构成的区别、或一般壁部、角壁部、开口壁部这些部位的区别等，而需要根据已存的建筑物的各种施工状况来进行最佳的抗震加强。由于对已存的建筑物的抗震加强是对于已经完成的结构体的建筑物进行抗震设计，因此与新建时的抗震设计不同，制约较多，不得不在设计的自由度受到制约的过程中来实施抗震设计。因此，存在仅局部的耐力壁需要高的壁强度倍率的情况。
作为仅将局部的耐力壁的壁强度倍率提高的方法，考虑了根据需要的壁强度倍率来对耐力面材的种类等进行变更，从而提高耐力面材的面重量而变更壁强度倍率的方法。然而，局部性地变更耐力面材的种类的方法会增加耐力面材的种类而损害施工性。另外，还可以使用相同种类的耐力面材并同时变更厚度，但这种方法会发生壁底材的不平，该方法也会较大地损害施工性。
作为上述方法以外的提高壁强度倍率的方法，考虑了增加在木结构构架住宅的结构材料上固定耐力面材的钉子的钉入根数或增加钉子的粗细的方法。然而，增加钉子的钉入根数会引起耐力面材或结构材料的破裂而发生施工不良的可能性升高。另一方面，增加钉子的粗细的方法产生钉头对耐力面材的破坏即冲剪而耐力面材被钉子破坏的危险升高。尤其是耐力面材的比重低时，破坏的危险性升高。如此，不易通过增加钉子的钉入根数的方法或增加钉子的粗细的方法来提高壁强度倍率。
可是，在作为耐力面材所要求的性能中，用于将房屋内部的湿气向家的外侧排出的通气性是重要的性能之一。作为该通气性良好的耐力面材，已知有例如针叶树胶合板、MDF、火山玻璃质多层板、浆料·硅酸质混入水泥板等那样自然干燥比重为0.6～1.0左右的比重低的耐力面材。然而，由于这些耐力面材的比重低，因此钉子的保持力低而容易产生冲剪，因此不易得到高的壁强度倍率。
发明内容
本发明用于解决上述的课题，其目的在于在将具有高通气性能的耐力面材使用于外壁底材的木结构构架住宅的外部装修改良中，得到一种抗震设计的自由度高，而且抗震加强后的陶瓷系外壁等的外部装修材料的施工性容易的外壁基底。
为了解决上述课题，在本发明的第一方面中，提出一种外壁基底的施工结构，其特征在于，在使用耐力面材作为外壁底材的木结构构架住宅的外部装修改良中，在将根据抗震设计而需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材固定在结构材料上的钉子的钉头与该耐力面材之间，夹有用于防止冲剪的加强材料。
在本发明的第二方面中，所述加强材料预先临时固定于耐力面材。
在本发明的第三方面中，所述加强材料跨过两个以上的钉子而连续。
在本发明的第四方面中，根据所述抗震设计而需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材和不需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材的种类和厚度相同。
在本发明的第五方面中，所述钉子的种类和尺寸单一。
在本发明的第六方面中，所述加强材料为薄板钢板。
在本发明的第七方面中，所述加强材料为从玻璃纤维片、碳纤维片中选择出的片。
【发明效果】
以下，说明本发明的作用和效果。
作为评价用于提高壁强度倍率的方法的判断数值，使用钉子接合的单面抗剪强度进行评价。作为测定将耐力面材作为侧面材料的钉子接合的抗剪强度的方法，采用社团法人2×4工法建筑协会(日语：社団法人ツ一バイフオ一建築協会)“2002年框架壁工法建筑物结构计算方针”的接合部的基准允许应力及基准刚性(基于单调加力接合部试验的数值)，来测定钉子接合的单面抗剪强度。
在该试验中，作为主材的结构材料1使用杉木，作为侧面材料的耐力面材2使用厚度9mm的结构用胶合板、火山玻璃质多层板(大建工业株式会社制商品名dailite MS)、双面丙烯酸系树脂涂装浆料·硅酸质混入水泥板(NICHIHA株式会社制商品名anshin)，并且钉子3使用圆铁钉N50和圆铁钉N75(JISA5508：2009)，作为加强材料4使用0.35mm的涂装熔融55％铝-锌合金镀敷钢板(JISG3322：2008)而进行了试验。
图1是在未使用加强材料4的构成下，将耐力面材作为侧面材料而测定钉子接合的抗剪强度的示意图。
图2是在使用了加强材料4的构成下，将耐力面材作为侧面材料而测定钉子接合的抗剪强度的示意图。
上述的试验结果如表1所记载。
【表1】
Figure BDA0000131522090000041
在未使用加强材料4而使用N50的钉子3施加了载荷5时，在所有耐力面材中，都发生了如图3所示那样钉头3a进入耐力面材2且未发生钉子3脱落而钉主体部3b从结构材料1脱出这样的钉子接合部的破坏方式即拔出。对于此时的最大载荷，结构用胶合板为1094N，火山玻璃质多层板为841N，双面丙烯酸系树脂涂装浆料·硅酸质混入水泥板为1220N。
在未使用加强材料4而使用N75的钉子3施加了载荷5时，在所有耐力面材中，都发生了如图4所示那样在钉主体部3b从结构材料1拔出之前，钉头3a进入耐力面材2而钉子3从耐力面材2脱落的钉子接合部的破坏方式即冲剪。对于此时的最大载荷，结构用胶合板为1616N，火山玻璃质多层板为996N，双面丙烯酸系树脂涂装浆料·硅酸质混入水泥板为1991N。
在使用加强材料4且使用N75的钉子3施加了载荷5时，在所有耐力面材中，都发生了如图5所示那样钉头3a进入耐力面材2且未发生钉子3脱落而钉主体部3b从结构材料1脱出这样的钉子接合部的破坏方式即拔出。对于此时的最大载荷，结构用胶合板为2338N，火山玻璃质多层板为1750N，双面丙烯酸系树脂涂装浆料·硅酸质混入水泥板为2262N。
如以上说明所示，根据本发明的外壁基底的施工结构，即使在冲剪容易发生的耐力面材2、结构材料1、钉子3的构成中，通过在钉头3a与耐力面材2之间夹有加强材料4，也能够防止冲剪，因此能够得到高载荷值的钉子接合的抗剪强度。
因此，在木结构构架住宅的外部装修改良中，进行在将作为外壁底材的耐力面材固定在结构材料上的钉头与耐力面材之间夹有用于防止冲剪的加强材料的施工结构，并将该施工结构采用在根据抗震设计的计算而需要高的壁强度倍率的壁中，由此，即便使用通气性良好但对钉头的抗拔出力弱的耐力面材，也能够得到高的壁强度倍率。因此，即便对于相同种类和厚度的耐力面材使用同一种类的钉子，也能够施工出没有不平的壁基底，因此能够使高的壁强度倍率的壁与通常的壁强度倍率的壁混合来进行设计施工。
因此，根据本发明的外壁基底的施工结构，不需要使用为了提高壁强度倍率而追加的加强金属附件，能够制作出没有不平的平滑面的壁基底，因此外部装修材料的施工变得容易。而且，由于能够使用通气性好的耐力面材，因此，可以采用通气性好的耐力面材仅将抗震设计的计算中必须为高壁强度倍率的壁形成为高的壁强度倍率，因此能够得到抗震设计的自由度高且施工性优异的外壁基底的施工结构。
附图说明
图1是在未使用加强材料4的构成下，将耐力面材作为侧面材料而测定钉子接合的抗剪强度的示意图。
图2是在使用了加强材料4的构成下，将耐力面材作为侧面材料而测定钉子接合的抗剪强度的示意图。
图3是在图1的钉子接合的抗剪强度测定中，说明拔出的状态的剖视图。
图4是在图1的钉子接合的抗剪强度测定中，说明冲剪的状态的剖视图。
图5是在图2的钉子接合的抗剪强度测定中，说明拔出的状态的剖视图。
图6是说明木结构构架住宅的构架的图。
图7是说明通常施工中的对图6的木结构构架进行了施工的作为外壁底材的耐力面材的图。
图8是本申请发明的一例，是说明高倍率施工中的对图6的木结构构架进行了施工的作为外壁底材的耐力面材的图。
图9是本发明的另一例，是说明高倍率施工中的对图6的木结构构架进行了施工的作为外壁底材的耐力面材的图。
符号说明：
1结构材料
2耐力面材
3钉子
3a钉头
3b钉主体部
4加强材料
5载荷方向
6结构材料内部的由钉子产生的空隙部
7冲剪
8杆
9中间柱
10柱
11加强金属附件
12基座
13接头中间柱
具体实施方式
以下，参照附图，具体说明用于实施本发明的最佳方式。
在本发明的外壁基底的施工结构中，对已存原有木结构构架住宅的外壁部分进行抗震加强，在将已存的外壁材料撤去后，通过作为外壁底材的耐力面材来进行抗震加强，之后，对陶瓷系外壁等精加工材料进行施工来进行外部装修的改良。
抗震加强的设计利用根据柱尺寸、构架的构成、以及按部位确定的耐力面材所决定的各施工规格的壁强度倍率来进行抗震设计。
图6是表示木结构构架住宅的构架的图，是具有中间柱的一般壁部的基底组成的说明图，8是杆，9是中间柱，10是柱，11是加强金属附件，12是基座，13是接头。
首先，将实施进行外部装修的改良的住宅的改良的部位的外壁揭下，使躯体露出。并且，在基座·柱等发生腐朽、劣化时，进行修缮·更换。
在本发明中，柱、基座、梁、杆及横梁的截面尺寸为105×105mm以上，耐力壁的端部为柱。此外，中间柱的尺寸为27×105mm以上，将耐力面材连接的接头中间柱的截面尺寸为45×105mm以上。
在柱的截面尺寸不同时，可以利用木材等调整材料使外表面对齐，而调整材料使用圆铁钉等可靠地安装于柱、中间柱。
按照事先的抗震加强计划，而对柱头和柱脚实施了与该部分的壁倍率(有效倍率)对应的防拔出措施。
图7是通常施工中的相对于图6的具有中间柱的一般壁部的基底组成而将耐力面材2作为外壁底材进行施工的例子，利用N50的钉子3在外周以100mm间隔以下且在中间以200mm间隔以下将耐力面材2钉在柱10、基座12、杆8、中间柱9等上。此时，钉子3的缘端距离(距耐力面材端部的打钉位置)为15mm左右。在柱10、基座12、杆8等中，由于缘端距离存在富余，因此增加缘端距离，而且向基座12、柱10等的钉入量为30mm以上。钉子3的钉入对存在基底组成的部分进行，并防止钉子3的钉入不足、钉入过度。
图8是高倍率施工中的相对于图6的具有中间柱的一般壁部的基底组成而将耐力面材2作为外壁底材进行施工的例子。若加强材料4在耐力面材2为平放的状态下利用保护带(日语：養生テ一プ)等临时固定于耐力面材2，则施工容易。此时，将耐力面材2与加强材料4的端部对齐而进行临时固定。
需要说明的是，在加强材料4的与耐力面材2相接的面上预先粘贴粘接带时，无需使用保护带，且施工性和施工品质提高。
耐力面材2的安装是从加强材料4的上方将N50的钉子3在外周以100mm间隔以下且在中间以200mm间隔以下钉在柱10、基座12、杆8、中间柱9等上。此时，钉子3的缘端距离(距耐力面材端部的打钉位置)为15mm左右。而且向基座12、柱10等的钉入量为30mm以上。钉子3的钉入对存在基底组成的部分进行，以免发生钉子3的钉入不足、钉入过度。
耐力面材2具有矩形的规定的规格尺寸，且具备作为耐力壁的强度及功能，例如由符合JAS规格的结构用胶合板或符合JIS规格的层压板、MDF、火山玻璃质多层板、浆料·硅酸质混入水泥板等构成，具有规定的气密性、防湿性，除了单层板以外，还可以由两种以上的复合板构成。
在本发明中特别优选的耐力面材2是如针叶树胶合板、MDF、火山玻璃质多层板、浆料·硅酸质混入水泥板等那样气干比重为0.6～1.0左右的富含通气性的耐力面材。
加强材料4优选铁、不锈钢、钛、铝、锌合金镀敷钢板、空心钢板、包覆钢板、层叠钢板(氯乙烯钢板等)、夹层钢板(减震钢板等)(当然，也包含将这些钢板涂装成各种颜色的彩色金属板)等厚度为0.1至3.0mm左右的容易使钉子贯通的程度的厚度的薄板钢板，而且在利用钉子3将加强材料4固定于耐力面材2之前，若预先利用粘接剂、双面带等通过粘贴等将加强材料4临时固定于耐力面材2，则处理更容易。利用薄板钢板形成加强材料4的情况不仅在将耐力面材2固定于躯体时能够有效地形成抗震性优异的耐力壁，而且耐力面材2的体积不变大，重量也不太增加，因此搬运、施工容易，且能以低成本来提高耐力壁的抗震性。
作为加强材料4，除了上述薄板钢板以外，若为如玻璃纤维片或碳纤维片等那样的难以被钉子贯通的材料，则可以与薄板钢板同样地使用，若为相同强度，则轻的加强材料的作业性良好。
加强材料4如图8所示那样通过将长短带状的各两根钢板组合而形成，或者虽然未图示但将钢板一体成形而成，若利用粘接剂或双面带等将这样形成的加强材料粘贴在耐力面材2的表面而配设于耐力面材2，则作业性提高。
并且，如图9所示，若将作为加强材料4的单一的长度的加强材料组合，且利用粘接剂或双面带等粘贴在耐力面材2的表面而配设于耐力面材2，则加强材料4的长度单一，材料个数减少。
本发明的壁基底的壁强度倍率如表2所示。通常施工是未使用加强材料4的施工结构，高倍率施工是使用加强材料4的施工结构。施工条件是耐力面材2使用浆料·硅酸质混入水泥板，钉子3使用N50，柱10的尺寸为105mm以上，具有中间柱9，对一般壁部施工的条件。需要说明的是，高倍率施工的加强材料4使用厚度0.35mm×宽度30mm的JIS G 3322：2008的涂装熔融55％铝-锌镀敷钢板。
【表2】
  施工规格*   壁强度倍率(KN/m)
  通常施工   6.5
  高倍率施工   7.8
*柱尺寸105mm以上，具有中间柱，一般壁部。
高倍率施工的壁强度倍率为7.8kN/m，与通常施工的壁强度倍率6.5kN/m相比，能提供优异的壁强度倍率。将上述高倍率施工的施工规格根据抗震设计而对需要高的壁强度倍率的壁进行施工。
以上说明的实施例只不过是本发明的外壁基底的施工结构的一实施例，本发明只要不超过其主旨即可，并未限定为上述实施例的记载。

Claims (7)

1.一种外壁基底的施工结构，其特征在于，
在使用耐力面材作为外壁底材的木结构构架住宅的外部装修改良中，在将根据抗震设计而需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材固定在结构材料上的钉子的钉头与该耐力面材之间，夹有用于防止冲剪的加强材料。
2.根据权利要求1所述的外壁基底的施工结构，其特征在于，
所述加强材料预先临时固定于耐力面材。
3.根据权利要求1或2所述的外壁基底的施工结构，其特征在于，
所述加强材料跨过两个以上的钉子而连续。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的外壁基底的施工结构，其特征在于，
根据所述抗震设计而需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材和不需要高的壁强度倍率的壁的耐力面材的种类和厚度相同。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的外壁基底的施工结构，其特征在于，
所述钉子的种类和尺寸单一。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的外壁基底的施工结构，其特征在于，
所述加强材料为薄板钢板。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的外壁基底的施工结构，其特征在于，
所述加强材料为从玻璃纤维片、碳纤维片中选择出的一种或两种片。
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