JP2006307483A - スチールハウス - Google Patents

Abstract

【課題】 薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスの構造を基本としながら、下階の部屋の間取りの自由度が高いスチールハウスを提供する。
【解決手段】 薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネル７を主架構要素とするスチールハウスであって、２階以上の床面が根太を用いないＨ形鋼１７からなる梁によって構成されていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスに関する。

図１３は、従来の一般的なスチールハウスの構造の説明図である（特許文献１における従来技術を記載した［０００４］、［０００５］参照）。従来の一般的なスチールハウスの構造は、図１３に示されるように、耐力壁パネル７を基礎２３の上に立設し、この耐力壁パネル７の上に根太床５０を設置するというものである。根太床５０は、薄板軽量形鋼からなる端根太５１と側根太５３によって矩形枠が形成され、その間に複数の床根太５５が配置されてなる構造である。
そして、根太床５０を支持するために１階には支持壁５７が設けられている。

また、他の例として例えば、床を構成する最外周の梁を重量鉄骨で形成し、この重量鉄骨の梁と耐力壁の枠材とをホールダウン金物等の補強材を併用して接合するというものがある（特許文献１における実施の形態の項参照）。
特開２００３−１４７８５２号公報

従来の一般的なスチールハウスでは２階床面を薄板軽量形鋼による根太で構成している。薄板軽量形鋼による根太は耐力が小さいことから細かな間隔で数多く配置され、図１３に示されるように、１階に耐力壁からなる支持壁５７を適宜設けて、根太床５０を支持する必要があった。このような支持壁５７を設ける必要から、設計に際して自由な間取りを確保するのが難しいという問題がある。

また、特許文献１における実施の形態に記載されたものにおいても、重量鉄骨を用いるのは床の周囲のみであることから、図１３に示したものと同様に、床中央部等においては支持壁を設ける必要があり、やはり自由な間取りを確保するのが難しい。
さらに、特許文献１における実施の形態のものにおいては耐力壁の引き抜き力と圧縮力を下階の耐力壁に伝達するために重量鉄骨からなる梁のフランジにボルト接合し、梁のウェブを経由して力を伝達させるようにしているため、梁フランジの変形を防止するためにスチフナ等の補強材を溶接にて取り付けるなどの対策が必要であった。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスの構造を基本としながら、下階の部屋の間取りの自由度が高いスチールハウスの構造を提供することを目的としている。

スチールハウスは、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力パネルを、壁パネルおよび床パネルとして用いて構成されるものである。
薄板軽量形鋼を用いていることから、各部材間の接合はビス止めによって行うことが可能である。
そのため、従来は図１３または特許文献１の実施の形態に示されるように、床構造は原則として壁構造と同じく薄板軽量形鋼を用いた根太床としていたのである。

しかしながら、前述のように、薄板軽量形鋼を用いた根太床構造では、下階部屋の間取りの自由度が制限されるという問題がある。
そこで、発明者は従来スチールハウスにおいて一般的であった床構造を薄板軽量形鋼による根太床構造とするという考え方を変えて、根太を用いない重量鉄骨からなるＨ形鋼を用いた床構造を採用することで、下階部屋の設計の自由度を確保することを考えた。

さらに、発明者は床構造と壁構造を異種部材で構成するとなると、上階と下階の間に異種部材が介在することによるなるため、この場合の上階から下階への力の伝達をするための構造について検討した。
そして、異種部材を介在させた場合において全ての力を、異種部材を介して伝達しようとすることに異種部材間での接合が複雑になっていることに気づいた。
この知見から、水平力の伝達経路と引き抜き力の伝達経路と圧縮力の伝達経路を異ならせることによって、簡易な構造で上階から下階への力の伝達が可能になるとの着想を得た。
本発明は係る検討および着想に基づいてなされたものであり、具体的には以下の構成を有するものである。

（１）本発明に係るスチールハウスは、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスであって、２階以上の床面が根太を用いないＨ形鋼からなる梁によって構成されていることを特徴とするものである。
ここで言うＨ形鋼とは通常使用される板厚3.2mm以上からなるＨ形鋼である。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて床面を構成する梁の上下に壁を設置する場合において、壁を構成する枠材と前記梁とをボルト接合またはドリルビス接合すると共に、前記上下の壁を帯金物で接合したことを特徴とするものである。

（３）また、上記（２）に記載のものにおいて、梁のフランジ幅を壁の幅以下に設定し、上下の壁の両面を帯金物で接合したことを特徴とするものである。

本発明においては、２階以上の床面が根太を用いないＨ形鋼からなる梁によって構成されていることから、床を支持するための支持壁を設ける必要がなく、下階の部屋の設計の自由度が大きくなる。
また、耐力壁を構成する枠材と前記梁とをボルト接合またはドリルビス接合すると共に、当該梁のフランジ幅を前記耐力壁の幅以下に設定し、前記上下の耐力壁を帯金物で接合したので、上下階の耐力壁を構成する部材とその間に介在する梁とが異種部材であるにもかかわらず、上下階での力の伝達を簡易な構造で実現できる。

図１は本発明の一実施の形態のスチールハウスの構造の説明図であり、１階の壁構造および２階の床構造を示している。また、図２は１階の耐力壁パネルと２階の耐力壁パネルとの接合方法の説明図である。
本実施の形態の１階の壁１は、薄板軽量形鋼からなる枠材３に面材５を取付けてなる耐力壁パネル７を主な構成としている。耐力壁パネル７は、図２に示すように、薄板軽量形鋼製の下枠材９に、同じく薄板軽量形鋼製の縦枠材１１がビス止めされ、さらに同じく薄板軽量形鋼製の縦枠材１１の上端部に上枠材１３がビス止めされて、枠材３が形成されている。そして、枠材３の両面に合板からなる面材５がビス止めにて取り付けられている。

２階の床１５は、図１に示されるように、重量鉄骨からなるＨ形鋼１７を矩形枠状に接合してその骨組みが形成されている。なお、２階の床１５はＨ形鋼１７からなる梁間に図示しない床板パネルまたは水平ブレースを設置する。
Ｈ形鋼１７は、従来例で示した薄板軽量形鋼からなる根太よりも耐力が大きいので、これを支持するための壁を１階に設ける必要がない。そのために、１階の設計の自由度が高くなる。
もっとも、図１に示すように、床面積の関係から支持が必要となる場合もあるが、その場合であっても軽量形鋼からなる柱１９によって支持すれば足りる。そのため、１階の設計の自由度を阻害することはない。

２階の床構造を図１に示すようにＨ形鋼１７を用いた構造とした場合における１階の耐力壁パネル７と２階の耐力壁パネル７の連結方法について、図２に基づいて説明する。
２階の床１５を構成するＨ形鋼１７の下に耐力壁パネル７が設けられる場合、Ｈ形鋼１７のフランジ幅は耐力壁パネル７の厚み以下に設定されている。
１階の耐力壁パネル７は、後施工アンカーボルト２１によって基礎２３に接合する。また、ホールダウン金物２５を用いて、これをホールダウン金物用アンカーボルト２７で基礎２３に接合する。
１階の耐力壁パネル上にＨ形鋼１７を、フランジ幅方向中心が耐力壁パネル７の厚み方向中心と一致するように載置する。このとき、Ｈ形鋼１７の梁フランジの幅が耐力壁パネル７の厚み以下に設定されているので、Ｈ形鋼１７のフランジが耐力壁パネル７の厚み方向に突出することはない。

Ｈ形鋼１７の下フランジと耐力壁パネル７の上枠材１３とを中ボルト２９で接合する。Ｈ形鋼１７の上フランジ上に２階の耐力壁パネル７を載置して、Ｈ形鋼１７の上フランジと２階の耐力壁パネル７の下枠材９を中ボルト３１で接合する。さらに、１階の耐力壁パネル７と２階の耐力壁パネル７を帯金物３３で接合する。
帯金物３３は、例えば幅８ｃｍ、厚さ１ｍｍの鋼板で形成する。帯金物３３による接合は以下のようにする。帯金物３３を１階の耐力壁パネル７と２階の耐力壁パネル７とに跨るように配置してビス止めによって接合する。このとき、Ｈ形鋼１７のフランジを跨ぐことになるが、Ｈ形鋼１７のフランジ幅が耐力壁パネル７の厚み以下に設定されているので、帯金物３３を設置する際に邪魔にならない。
２階の耐力壁パネル７上には屋根梁３５が設置され、耐力壁パネル７と屋根梁３５とを帯金物３７を用いて接合する。

上記のように構成された本実施の形態においては、水平力は中ボルト３１を介して２階の耐力壁パネル７からＨ形鋼１７に伝達され、さらに中ボルト２９を介して１階の耐力壁パネル７に伝達される。
他方、引き抜き力は２階の耐力壁パネル７から帯金物３３を介して１階の耐力壁パネル７に伝達される。
このように、２階の耐力壁パネル７から１階の耐力壁パネル７への力の伝達経路を、水平力についてはＨ形鋼１７を介して伝達し、引き抜き力についてはＨ形鋼１７を介することなく帯金物３３を介して伝達し、さらに圧縮力についてはＨ形鋼のウェブを通して１階の耐力壁パネル７に伝達するようにしている。すなわち、２階から１階への力の伝達経路を３つに分けているのである。
このように、力の伝達経路を３つに分けたことにより、１階及び２階の耐力壁パネル７とＨ形鋼１７との接合を水平力の伝達が可能な接合で足りることになり、このため接合に複雑な金物やＨ形鋼１７の補強などが不要となる。
また、１階の耐力壁パネル７と２階の耐力壁パネル７との間では引き抜き力を伝達するのみであるから、引っ張り方向の力を負担できる帯金物３３という極めて簡易な構成の部材での伝達が可能となっている。圧縮力については、Ｈ形鋼１７のウェブを通して直接下部の縦枠材１１に伝達される。

上記のような構造を有するスチールハウスの構築方法を図３〜図１０に示す。以下、図３〜図１０に基づいてスチールハウスの構築方法を概説する。
（１）１階の基礎２３を構築し、その基礎上に軽量形鋼からなる柱１９を立設する（図３参照）。
（２）耐力壁パネル７を設置して１階の耐力壁を施工すると共に、非耐力壁４１、開口壁４３を施工する（図４参照）。
（３）Ｈ形鋼１７を１階の耐力壁パネル７上に設置して２階の床梁を構成する。このとき、Ｈ形鋼１７と１階の耐力壁パネル７は図２に示したようにボルト接合する。さらに、Ｈ形鋼１７からなる梁上に軽量形鋼からなる柱４５を設置する（図５参照）。

（４）Ｈ形鋼１７からなる梁間に図６に示すように床板パネル４７を設置し、あるいは図７に示すようにブレース４８を設置する（図６、図７参照）。
（５）Ｈ形鋼１７からなる梁上に耐力壁パネル７を設置して２階の耐力壁を施工する。このとき、図２に示したように、耐力壁パネル７とＨ形鋼１７をボルト接合すると共に１階と２階の耐力壁パネル７同士を帯金物３３（図２参照）で接合する。また、１階と同様に非耐力壁４１、開口壁４３を施工する（図８参照）。
（６）２階の耐力パネル７上にＨ形鋼からなる屋根梁３５（図２参照）を設置し、梁間に水平ブレース４７を設置する（図９参照）。
（７）屋根梁３５の上に薄板軽量形鋼または木材からなる部材によって小屋組を施工して構造躯体を完成する（図１０参照）。

以上のように本実施の形態に係るスチールハウスの構造においては、２階床構面をＨ形鋼１７からなる梁で構成し、内部の梁の支持を軽量形鋼からなる柱１９とすることで、従来のスチールハウスの２階床根太を支持壁で支持するために生じていた１階間取設計の制約を大幅になくした。
さらに、２階床を構成するＨ形鋼１７のフランジ幅を１階および２階耐力壁パネル７の厚さ以下とすることで１階の耐力壁パネルと１階の耐力壁パネル７または非耐力壁４１との接合が梁フランジに対して特別な補剛を行うことなく、また特別な金物を用いることなく帯金物３３という簡易な部材で簡便に接合することができる。

特に、上階に耐力の大きな耐力壁パネル７を配置した場合には、引き抜き力が大きくなるので帯金物を耐力壁パネルの両面に取り付けて２本にするのが好ましい。この点、上記実施の形態においては、Ｈ形鋼１７のフランジ幅を１階および２階耐力壁パネル７の厚さ以下に設定しているので、このような帯金物で耐力壁パネルの両面を接続することが可能である。

なお、Ｈ形鋼１７のフランジ幅を耐力壁パネル７の厚み以下に設定することによって、例えば図１１に示すように上階の耐力壁パネル７の直下に耐力壁パネルがなく耐力壁パネル７をＨ形鋼１７に取り付けられた金物５１に帯金物３３で接合するような場合にも、ねじれを生ずることなく耐力壁パネル７を設置することが可能となる。

なお、上記の実施の形態においては、床面をＨ形鋼からなる梁で構成すると共に該梁の上下の壁を帯金物で接続する例を示したが、本発明の目的の一つである下階の間取りの自由度を高めることを実現するためには、床面を、根太を用いないでＨ形鋼からなる梁によって構成することで足りる。この場合には、図１２に示すように、耐力壁を構成する枠材３と梁を構成するＨ形鋼１７を補強金物５３、５５によってボルト接合するようにしてもよい。
また、耐力壁パネルを構成する枠材と前記梁との接合は、力の伝達経路を３つに分けたため耐力壁と梁の間で水平力を伝達できるような簡易な接合手段であればよく、ボルト接合、ドリルビス接合の他、リベット接合なども利用可能である。

本発明の一実施の形態のスチールハウスの構造の説明図である。 本発明の一実施形態のスチールハウスの構造の詳細説明図である。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その１）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その２）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その３）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その４−１）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その４−２）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その５）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その６）。 本発明の一実施形態のスチールハウスの施工手順の説明図である（その７）。 本発明の一実施形態の変形例の説明図である。 本発明の一実施形態の他の変形例の説明図である。 従来の一般的なスチールハウスの構造の説明図である。

符号の説明

１ １階の壁、５ 面材、７ 耐力壁パネル、１７ Ｈ形鋼、２９、３１ 中ボルト、３３ 帯金物。

Claims (3)

1. 薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスであって、２階以上の床面が根太を用いないＨ形鋼からなる梁によって構成されていることを特徴とするスチールハウス。
2. 床面を構成する梁の上下に壁を設置する場合において、壁を構成する枠材と前記梁とをボルト接合またはドリルビス接合すると共に、前記上下の壁を帯金物で接合したことを特徴とする請求項１に記載のスチールハウス。
3. 梁のフランジ幅を壁の幅以下に設定し、上下の壁の両面を帯金物で接合したことを特徴とする請求項２に記載のスチールハウス。

Images