JP2016141947A

JP2016141947A - 屋根構造

Info

Publication number: JP2016141947A
Application number: JP2015016257A
Authority: JP
Inventors: 後藤　昌司; Masashi Goto; 昌司後藤
Original assignee: Nippon Steel and Sumikin Coated Sheet Corp
Current assignee: Nippon Steel Coated Sheet Corp
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-08-08
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: JP6928421B2

Abstract

【課題】屋根面の水平剛性を確保し、且つ軽量化を図ることができる屋根構造を提案する。【解決手段】本発明の一実施形態の屋根構造は、小屋組み１と、小屋組み１の上に配された屋根下地２とを備える。小屋組み１は、棟木３と、軒桁４と、棟木３と軒桁４に架け渡して配された複数本の登り梁５とを有する。屋根下地２は、複数本の登り梁５に取り付けられる複数枚のサンドイッチパネル９で構成される。サンドイッチパネル９は、一対の金属外皮の間に芯材を配したパネルである。【選択図】図１

Description

本発明は、屋根構造に関し、詳しくは、登り梁を用いた屋根構造に関する。

特許文献１には、登り梁に載せた野地板に釘等を打ち込んで、登り梁と野地板を結合させた屋根構造が開示されている。

特開２００７−４００３９号公報

特許文献１に記載の屋根構造では、屋根面の水平剛性を確保するために、厚みの大きい野地板を用いる必要があり、そのため、屋根の重量が大きくなるといった問題がある。

本発明は、屋根面の水平剛性を確保し、且つ軽量化を図ることができる屋根構造を提案することを課題とする。

本発明の屋根構造は、小屋組みと、前記小屋組みの上に配された屋根下地とを備え、前記小屋組みは、棟木と、軒桁と、前記棟木と前記軒桁に架け渡して配された複数本の登り梁とを有し、前記屋根下地は、前記複数本の登り梁に取り付けられる複数枚のサンドイッチパネルで構成され、前記サンドイッチパネルは、一対の金属外皮の間に芯材を配置したパネルであることを特徴とする。

本発明の屋根構造は、屋根面の水平剛性を確保し、且つ軽量化を図ることができる。

本発明の一実施形態の屋根構造を備えた建物を示す斜視図である。同上の屋根構造が有するサンドイッチパネルの一例を示す一部破断斜視図である。図１のａ部分を示す図であり、図３Ａは平面図であり、図３Ｂは図３Ａのｂ−ｂ線における断面図であり、図３Ｃは図３Ａのｃ−ｃ線における断面図である。図４Ａは図３Ａのｄ−ｄ線における断面図であり、図４Ｂは図３Ａのｅ−ｅ線における断面図である。

本発明の一実施形態の屋根構造は、図１に示すように、一般の住宅や店舗や集会所などの中小規模建築物に好適に採用されるものであって、登り梁５を用いた屋根構造である。

屋根構造は、小屋組み１と、小屋組み１の上に配される屋根下地２とを備える。小屋組み１は、棟木３と、軒桁４と、棟木３と軒桁４に架け渡して配された複数本の登り梁５とを有する。更に、小屋組み１は、小屋梁６と小屋束７を備える。なお、小屋組み１は、小屋梁６と小屋束７のいずれも備えないものであってもよい。以下では、図１に示す状態を基準として、棟木３に対して軒桁４が位置する側を水下側、その反対側を水上側、複数本の登り梁５が並ぶ方向を左右方向として、各構成について説明する。図１では、矢印Ｘ１で示す方向が水上側であり、矢印Ｙ１で示す方向が右方向であり、矢印Ｚ１で示す方向が上方向である。

本実施形態の小屋組み１では、複数本の登り梁５は、左右方向に所定の距離をあけて配置されている。ここで、所定の距離とは、例えば、９１０ｍｍである。登り梁５は、例えば、左右幅が１０５ｍｍで、上下方向の高さが１０５ｍｍの角材である。なお、左右に隣接する登り梁５間の距離及び登り梁５のサイズは、上記の距離及びサイズに限定されない。

各登り梁５は、水上側の端部が棟木３上に固定され、水下側の端部よりもやや水上側の部位が軒桁４上に固定される。登り梁５の棟木３又は軒桁４への固定は、ねじ等の固定具を複数本（例えば３本）、上方から打ち付けることによって行われる。登り梁５の固定に用いられるねじは、例えば、全長が２０５ｍｍで、軸部分の直径が６ｍｍまたは８ｍｍで、頭部分の直径が軸部分の直径よりも大きい。

なお、登り梁５の固定を、上方からの固定具の打ち付けにより行うことで、例えば、Ｌ字状の金具をねじ等で登り梁５の側面と棟木３又は軒桁４の上面に取り付けて固定する場合に比べて、使用する固定具の本数を減らして、施工時間の短縮化を図ることができる。

棟木３上と軒桁４上にはそれぞれ、左右方向に隣接する２本の登り梁５間に、転び止め材３０が取り付けられる（図３Ａ乃至図３Ｃ参照）。転び止め材３０は、左右方向に隣接する２本の登り梁５間の距離と同じ長さを有する角材である。転び止め材３０は、長手方向の端面（つまり左右の端面）がそれぞれ、登り梁５の左右の側面に当たるように設置されることで、登り梁５が左右方向に倒れることを抑制する。

図１に示す建物の躯体１００は、登り梁５を有する小屋組み１の他に、垂木８を有する小屋組み１１を更に備える。小屋組み１１は、棟木１３と、軒桁１４と、母屋１２と、棟木１３と母屋１２と軒桁１４に架け渡して配された複数本の垂木８と、小屋梁１６と、小屋束１７とを有する。なお、棟木１３は、本実施形態では、通し柱間に通された水平材である。小屋束１７は、母屋１２を支持している。

本実施形態の小屋組み１１では、複数本の垂木８は、左右方向に一定の距離をあけて配置されている。ここで、一定の距離とは、例えば、４５５ｍｍである。垂木８は、例えば、左右幅が４５ｍｍで、上下方向の高さが６０ｍｍの角材である。なお、左右に隣接する垂木８間の距離及び垂木８のサイズは、上記の距離及びサイズに限定されないが、左右に隣接する垂木８間の距離は、左右に隣接する登り梁５間の距離よりも短く、垂木８のサイズは、登り梁５のサイズよりも小さい。

各垂木８は、水上側の端部が棟木１３上に固定され、水下側の端部よりもやや水上側の部位が軒桁１４上に固定され、この２箇所の固定部位の間の水上水下方向の中央部が母屋１２上に固定される。垂木８の棟木１３又は母屋１２又は軒桁１４への固定は、ねじ等の固定具を上方から打ち付けることによって行われる。垂木８の固定に用いられる固定具は、登り梁５の固定に用いられる固定具よりも、太さや長さが小さい。

躯体１００は、軸組み１８と、床組み１９と、基礎２０とを更に備える。軸組み１８は、通し柱、管柱、間柱、土台、胴差、貫、及び筋交い等を有する。床組み１９は、土台、大引、根太、床束、２階梁、小梁、及び火打ち梁等を有する。躯体１００は、木造軸組工法や軽量鉄骨工法などで形成されるが、これら以外の工法で形成されるものであってもよい。

屋根下地２は、複数本の登り梁５に取り付けられる複数枚のサンドイッチパネル９で構成される。サンドイッチパネル９は、図２に示すように、一対の金属外皮９０，９１の間に芯材９２を配したパネルである。

詳しくは、金属外皮９０，９１は、金属板をロール加工や折り曲げ加工するなどして所望の形状に成形したものである。金属板は、厚みが、例えば０．２７〜１．６ｍｍ程度である。金属板は、鋼板、塗装鋼板、亜鉛めっき鋼板、アルミニウム−亜鉛合金めっき鋼板等であるが、これに限定されない。

芯材９２は、樹脂発泡体または繊維状無機材またはその組み合わせである。芯材９２は、断熱性を有する部材である。樹脂発泡体は、例えば、密度４０〜６０ｋｇ／ｍ^３のポリイソシアヌレートフォームやウレタンフォームやフェノールフォームなどである。樹脂発泡体は、例えば、発泡性樹脂液を一対の金属外皮９０，９１間に注入して発泡させることで形成される。なお、樹脂発泡体は、板状に成形したものであってもよく、この場合、樹脂発泡体は、接着により金属外皮９０，９１に取り付けられる。

繊維状無機材は、例えば、ロックウールやグラスウールなどをバインダー等で固めたブロック体を複数並べて１枚の板状に配置したものである。繊維状無機材は、例えば、接着により金属外皮９０，９１に取り付けられる。

また、芯材９２は、繊維状無機材からなる層と樹脂発泡体からなる層とを、サンドイッチパネル９の厚み方向（金属外皮９０，９１が並ぶ方向）に積層して組み合わせたものであってもよい。

また、サンドイッチパネル９の周端部に位置する芯材９２としては、繊維状無機材や樹脂発泡体よりも耐火性の高い耐火芯材を用いてもよい。この場合、耐火芯材は、例えば、石膏や珪酸カルシウムなどの無機材である。

サンドイッチパネル９は、長方形板状であり、短手方向の一端部に嵌合凸部９３を有し、短手方向の他端部に嵌合凹部９４を有する。嵌合凸部９３と嵌合凹部９４はそれぞれ、サンドイッチパネル９の短手方向の各端部に、長手方向に亘って設けられている。嵌合凹部９４の底部には、パッキン９５が配されている。サンドイッチパネル９は、長手方向が左右方向と平行となるように、横張りで用いられる。つまり、本実施形態では、サンドイッチパネル９は、嵌合凸部９３が水上側の端部に位置し、嵌合凹部９４が水下側の端部に位置する姿勢で、登り梁５に取り付けて用いられる。

サンドイッチパネル９は、例えば長手方向（左右方向）の長さが１８２０ｍｍであり、短手方向（水上水下方向）の幅が９１０ｍｍであり、厚みが３５ｍｍまたは４５ｍｍまたは６０ｍｍである。なお、サンドイッチパネル９は、上記のサイズ以外のものであってもよい。

サンドイッチパネル９の登り梁５への取り付けは、ビス等の固定具１０を用いて行われる（図３Ａ参照）。固定具１０は、例えば、全長が８０ｍｍで、軸部分の直径が５．５ｍｍで、頭部分の直径が軸部分の直径よりも大きいビスである。固定具１０は、一対の金属外皮９０，９１を貫通して、登り梁５に先端部が固定されるように用いられる。

サンドイッチパネル９は、屋根下地２として採用した場合に、屋根面に一定の水平剛性を確保させることができるものであり、同程度の水平剛性を有する厚みの構造用合板に比べて、軽量なものとなっている。

続いて、本実施形態の屋根構造の施工手順の一例について説明する。

まず、小屋組み１の左右方向に並ぶ複数本の登り梁５上に、複数枚のサンドイッチパネル９が左右方向に一列に並べて載置される。このとき、各サンドイッチパネル９は、左右方向に隣接する少なくとも２本の登り梁５に架け渡して配置される。その後、各サンドイッチパネル９は、固定具１０が上方から打ち込まれることで、下方に位置する各登り梁５に対して固定される。このとき、各サンドイッチパネル９は、左右の端部がそれぞれの下方に位置する登り梁５に固定される。

上述の手順で、複数本の登り梁５のうち左端に位置する登り梁５から右端に位置する登り梁５に亘るように、複数枚のサンドイッチパネル９が一列に設置される。この一列のサンドイッチパネル９の設置は、各登り梁５の水下側の端部から順に、水上側の端部まで行われる。

水上水下方向に隣接する２列のサンドイッチパネル９は、水上側の列のサンドイッチパネル９の左右の端部の位置と、水下側の列のサンドイッチパネル９の左右の端部の位置とが、左右方向にずれるように設置される。

ここで、水上水下方向に隣接する２枚のサンドイッチパネル９は、図４Ａに示すように、嵌合凸部９３と嵌合凹部９４とを嵌合させることによって接続される。このとき嵌合凸部９３と嵌合凹部９４とはパッキン９５を介して密着する。また、左右方向に隣接する２枚のサンドイッチパネル９は、図４Ｂに示すように、対向する左右方向の端部同士を突き合わせることによって接続される。

以上のようにして、複数本の登り梁５上の全体に、複数枚のサンドイッチパネル９が設置される。その後、登り梁５上に設置された複数枚のサンドイッチパネル９上の全体に、ルーフィング材が設置される。その後、ルーフィング材上に、瓦や金属屋根材やスレート板などの屋根材が設置されて、屋根が形成される。

一方、小屋組み１１の左右方向に並ぶ複数本の垂木８上に対しても、上述した複数本の登り梁５へのサンドイッチパネル９の設置と同様の手順で、複数枚のサンドイッチパネル９が設置される。ここで、各サンドイッチパネル９は、左右方向に隣接する複数本（例えば５本）の垂木８に架け渡すようにして設置される。ここで、１枚のサンドイッチパネル９の下方に位置する垂木８の本数は、１枚のサンドイッチパネル９の下方に位置する登り梁５の本数よりも多くなる。

各サンドイッチパネル９は、下方に位置する各垂木８に対して固定される。このとき、各サンドイッチパネル９は、左右の端部がそれぞれの下方に位置する垂木８に固定される。垂木８上で水上水下方向に隣接する２列のサンドイッチパネル９も、水上側の列のサンドイッチパネル９の左右の端部の位置と、水下側の列のサンドイッチパネル９の左右の端部の位置とが、左右方向にずれるように設置される。

複数本の垂木８上の全体に、複数枚のサンドイッチパネル９を設置した後、複数枚のサンドイッチパネル９上の全体に、ルーフィング材が設置される。その後、ルーフィング材上に、瓦や金属屋根材やスレート板などの屋根材が設置されて、屋根が形成される。

また、軸組み１８の屋外側に、複数枚のサンドイッチパネル９を外壁下地として設置することにより、耐力壁が形成される。その後、軸組み１８に固定されたサンドイッチパネル９の屋外面に、塗装やタイル張り、窯業サイディング張りなどの化粧仕上げを施すことによって、耐力壁の外壁が形成される。なお、小屋組み１，１１の小屋梁６，１６と小屋束７，１７の屋外側にもサンドイッチパネル９を取り付けて、耐力壁を形成するようにしてもよい。

また、床組み１９の上に、サンドイッチパネル９を床下地板として設置することにより、耐力床が形成される。その後、床組み１９に固定されたサンドイッチパネル９の上に、化粧単板や樹脂製床材、カーペットなどの仕上げ材を設置することによって、床が形成される。

以上説明した本実施形態の屋根構造は、下記の構成を備えることを特徴とする。

すなわち、本実施形態の屋根構造は、小屋組み１と、小屋組み１の上に配された屋根下地２とを備える。小屋組み１は、棟木３と、軒桁４と、棟木３と軒桁４に架け渡して配された複数本の登り梁５とを有する。屋根下地２は、複数本の登り梁５に取り付けられる複数枚のサンドイッチパネル９で構成される。サンドイッチパネル９は、一対の金属外皮９０，９１の間に芯材９２を配置したパネルである。

上記の構成のように、本実施形態の屋根構造は、小屋組み１の登り梁５の上に取り付けられる屋根下地２を、一般的に用いられる構造用合板ではなく、一対の金属外皮９０，９１の間に芯材９２を配置したサンドイッチパネル９で構成している。ここで、サンドイッチパネル９は、表面と裏面の外皮がそれぞれ金属製であるため、厚みを抑えながら、一定の強度を確保することができる。そのため、本実施形態の屋根構造によれば、軽量化を図り、且つ屋根面の水平剛性を確保することができる。

更に、本実施形態の屋根構造は、上記の構成に加えて、下記の構成を備える。

すなわち、本実施形態の屋根構造では、芯材９２は、樹脂発泡体または繊維状無機材またはその組み合わせである。

上記の構成を備えることで、本実施形態の屋根構造は、断熱性を有するサンドイッチパネル９で屋根下地２を構成することができ、屋根下地２とは別に、断熱性を確保するための資材や工事が不要である。ここで、断熱性を確保するための資材とは、例えば、断熱材と、断熱材の下地となる合板と、合板を留め付ける下地木材等であり、これらの資材は重く、また、断熱性を確保するための工事は煩雑なものである。しかし、本実施形態の屋根構造では、断熱性を確保するための資材や工事が不要であるため、施工期間や施工コストを抑えることができる。

すなわち、本実施形態の屋根構造は、サンドイッチパネル９を登り梁５に固定する固定具１０を更に備える。本実施形態の屋根構造では、固定具１０が、サンドイッチパネル９の一対の金属外皮９０，９１を貫通して、登り梁５に固定される。

上記の構成を備えることで、本実施形態の屋根構造では、地震などにより水平方向に大きな外力が加わった際に、この外力に対して粘り強く抵抗することができる。

また、本実施形態の屋根構造を備える建物では、断熱性を確保するための資材や工事が不要であるのに加えて、室内と屋根裏とを仕切るための天井材や工事が不要であり、登り梁５に固定されたサンドイッチパネル９の裏面（下面）を、室内から視える意匠面として利用することができる。

また、上述した本実施形態の屋根構造では、小屋組み１を登り梁５を用いたものとし、屋根下地２を金属外皮のサンドイッチパネル９としたことで、母屋と母屋を支える小屋束を省略でき、この分だけ施工時間や施工コストを抑えることができる。

また、本実施形態の建物の躯体１００では、外皮が金属製のサンドイッチパネル９を屋根下地２に用いたことで屋根面の強度が高くなるため、棟木３や軒桁４の撓みを原因とした躯体１００の変形が生じにくく、床組み１９から火打ち梁を省略することも可能である。

また、外皮が金属製のサンドイッチパネル９を登り梁５に取り付けた屋根構造では、登り梁５や棟木３の撓みを抑制でき、軸組み１８や耐力壁の上端部に、屋外側に向けて大きな力がかかることを抑制できる。

なお、図１に示す実施形態の建物の躯体１００は、登り梁５を用いた小屋組み１の他に、垂木８を用いた小屋組み１１を備えるものであったが、垂木８を用いた小屋組み１１を備えないものであってもよい。登り梁５を用いた小屋組み１では、垂木８を用いた小屋組み１１に比べて、サンドイッチパネル９の固定を、太くて大きい固定具で行うことができ、少ない本数で強固にサンドイッチパネル９を固定することができる。また、登り梁５を用いた小屋組み１は、垂木８を用いた小屋組み１１に比べて、ビス等の固定具を打ち付ける施工を減らすことができ、施工時間や施工コストを抑えることができる。また、登り梁５を用いた小屋組み１では、垂木８を用いた小屋組み１１に比べて、二階の室内空間に向けて、左右方向に隣接する登り梁５の間からサンドイッチパネル９を広く露出させることができ、すっきりとした内観とすることができる。

以上、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の意図する範囲内であれば、適宜の設計変更が可能である。

１小屋組み
２屋根下地
３棟木
４軒桁
５登り梁
９サンドイッチパネル
１０固定具
９０金属外皮
９１金属外皮
９２芯材

Claims

小屋組みと、
前記小屋組みの上に配された屋根下地とを備え、
前記小屋組みは、
棟木と、軒桁と、前記棟木と前記軒桁に架け渡して配された複数本の登り梁とを有し、
前記屋根下地は、
前記複数本の登り梁に取り付けられる複数枚のサンドイッチパネルで構成され、
前記サンドイッチパネルは、一対の金属外皮の間に芯材を配置したパネルであることを特徴とする屋根構造。
前記芯材は、樹脂発泡体または繊維状無機材またはその組み合わせであることを特徴とする請求項１に記載の屋根構造。
前記サンドイッチパネルを前記登り梁に固定する固定具を更に備え、
前記固定具が、前記サンドイッチパネルの前記一対の金属外皮を貫通して、前記登り梁に固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の屋根構造。