JP2017025615A

JP2017025615A - 壁パネルの固定構造

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Publication number: JP2017025615A
Application number: JP2015146342A
Authority: JP
Inventors: 永上　修一; Shuichi Nagakami; 修一永上
Original assignee: Meisei Industrial Co Ltd
Current assignee: Meisei Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2015-07-24
Publication date: 2017-02-02

Abstract

【課題】耐震性の向上および気密性保持による耐火断熱性等の性能維持が可能な壁パネルの固定構造を提供する。【解決手段】壁パネル１０と躯体（床スラブ１、上階スラブ２）とにより形成される直角の隅部３ａ，３ｂに、断面Ｌ字状のアングル４の短板部４１を躯体に合わせて固定し、長板部４５を壁パネル１０に合わせて固定する構造において、アングル４の長板部４５に上下方向に延びる長孔４５１を形成し、長板部４５の外面に長孔４５１を塞ぐワッシャ５を重ね、ワッシャ５と長孔４５１に通したビス９を壁パネル１０にねじ込むことで長板部４５を壁パネル１０に固定する。【選択図】図４

Description

本発明は、壁パネルを建物の床スラブや天井スラブに固定する壁パネルの固定構造に関する。

工場や倉庫、あるいは住宅等の建物において外壁や間仕切り壁等を施工する場合、複数の長方形状のパネルを立てて順次接合しながら施工する構造が知られている（特許文献１等）。そのようなパネルに対しては特に高い密閉性や耐火・断熱性といった特性が求められる場合があり、従来、ＡＬＣ（Autoclaved Light-weight Concrete）パネルと呼ばれる軽量気泡コンクリートパネルや軽量セメント成型パネルが、そのような特性を満たすものとして広く使用されている（特許文献２参照）。また、比較的大規模な物流倉庫や冷凍・冷蔵倉庫、あるいは食品加工工場等の建築物の場合には、施工の効率化を図る観点から大型パネルが使用される。このようなパネルには、建築基準法や消防法によって耐火・断熱性が規定されているとともに、耐震性等の確保のための強度も規定されている。

大型パネルの場合には、１枚のパネルを床スラブと天井スラブ間に立て、アングルを用いて壁パネルの下端部を床スラブに固定し、上端部を天井スラブに固定する構造が採用される。図６はアングル１４０で壁パネル１００の下端部を床スラブ１に固定した状態を示しており、アングル１４０は、床スラブ１と壁パネル１００の両面とにより形成される直角の各隅部３ａに設置される。そして、アングル１４０の、床スラブ１に合わせた一方の平坦な板部１４１をアンカーボルト８によって床スラブ１に固定し、壁パネル１００に合わせた他方の平坦な板部１４５をビス９によって壁パネル１００に固定している。

特開２００１−０４０８００号公報特開２００８−０１４０５２号公報

図６に示したアングルによる固定構造では、地震の揺れなどの大きな応力を受けて壁パネルがアングルに対し相対移動した場合に、ビスによる固定部分の部材に変形や損傷が生じやすく、外観および固定強度が施工時の状態とは異なってしまい、耐震性に問題があった。部材の変形や損傷は、例えば、壁パネルを構成する鉄板がビスから応力を受けて変形あるいは裂けが生じたり、壁パネルとアングルとの間に隙間が空いてビスが変形、脱落あるいは折損したりするといった状態などが挙げられる。そしてそのような変形や損傷が生じたままでは気密性が損なわれ、例えば耐火断熱性が求められる場合にはその性能が低下するという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、耐震性の向上が図られるとともに、気密性が保持されて耐火断熱性等の性能維持が可能な壁パネルの固定構造を提供することにある。

本発明の壁パネルの固定構造は、躯体に直交して壁パネルを立設し、該躯体と該壁パネルとにより形成される略直角の隅部に断面Ｌ字状の固定部材を設置し、前記固定部材の前記躯体に合わせられる第１の板部を該第１の板部に通したアンカーボルトによって該躯体に固定し、前記固定部材の前記壁パネルに合わせられる第２の板部を該第２の板部に通したねじ部材によって該壁パネルに固定する構造において、前記固定部材の前記第２の板部に長孔が形成され、該第２の板部の外面に該長孔を塞ぐカバー部材を重ね、該カバー部材と前記長孔に通した前記ねじ部材によって該第２の板部を前記躯体に固定することを特徴とする。本発明でのねじ部材は、雄ねじ、ビス、ボルト等の締結部材であり、カバー部材と固定部材の第２の板部を貫通して壁パネルにねじ込まれることにより、第２の板部をカバー部材とともに壁パネルに固定し得る部材を言う。

本発明によれば、地震の揺れなどの大きな応力を受けて壁パネルが固定部材に対し相対移動すると、ねじ部材が固定部材の長孔内を移動することにより壁パネルやねじ部材に応力が集中せず、これにより壁パネルやねじ部材に変形や損傷が生じ難い。その結果、固定構造部分の外観および固定強度の復元が可能であり、耐震性の向上が図られる。また、長孔をカバー部材で塞いでいるため長孔による気密性の低下を防ぐことができ、例えば壁パネルが耐火断熱パネルである場合に耐火断熱性といった性能を維持することができる。

本発明では、前記固定部材の前記第２の板部に形成された前記長孔が上下方向に延びている形態を含む。

また、本発明は、前記壁パネルが、金属板と金属板との間に芯材が挟まれた金属サンドイッチパネルである形態を含む。

本発明によれば、耐震性の向上が図られるとともに、気密性が保持されて耐火断熱性等の性能維持が可能な壁パネルの固定構造が提供されるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る壁パネルを複数接合して間仕切り壁を施工した状態を示す斜視図である。同壁パネルの接合構造を示す横断面図である。本発明の一実施形態であって床スラブおよび上階スラブに対する壁パネルの固定構造を示す正面図である。図３のIV−IV矢視断面図である。変形追従性試験方法を示す図である。床スラブに対する壁パネル固定構造の一従来例を示す縦断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、耐火断熱性を有する壁パネル１０によって間仕切り壁１０Ａを構築した状態を示している。この場合、壁パネル１０は床スラブ（躯体）１から上階スラブ（躯体）２までの高さを有し、複数の壁パネル１０を横方向に接合して間仕切り壁１０Ａが構築される。壁パネル１０の上下の端部は、それぞれ床スラブ１、上階スラブ２に固定される断面Ｌ字状の一対のアングル（固定部材）４間に挟み込まれて固定され、これにより壁パネル１０は床スラブ１と上階スラブ２との間に直立状態で支持される。

［１］壁パネルの構成
壁パネル１０は、図２に示すように、２枚の金属板２０の間に複数の長方形状の芯材パネル３０が挟まれた金属サンドイッチパネルである。金属板２０は、カラー鋼板、フッ素鋼板、塩ビ鋼板、ガルバリウム鋼板、ＳＵＳ等のステンレス板等であって、厚さが０．３５〜１．２ｍｍ程度のものが用いられる。

芯材パネル３０は、不燃性および断熱性を備えた無機系繊維等からなる芯材材料を１２０〜２２０ｋｇ／ｍ^３程度の高密度に圧縮成形して得たものであり、厚さは例えば１００〜２５０ｍｍの範囲から選択される。芯材パネル３０の具体的な材料としては、例えば、製鉄プロセスで得られるガラス状の鉄炉スラグに石灰等を混合して高温で溶解し生成されるロックウールや、グラスウール等の無機系人造繊維等が挙げられる。芯材パネル３０は金属板２０にウレタン樹脂系等の接着剤で接着される。壁パネル１０の全体寸法としては、例えば、幅：９００ｍｍ程度、高さ：１８００〜１２０００ｍｍ程度とされ、厚さは１００〜２５０ｍｍ程度とされる。

壁パネル１０は、上下方向に延びる長手方向に沿った側端面どうしが接合され、これにより間仕切り壁１０Ａが構築される。図２に示すように、壁パネル１０の一方（図２で左側）の側端面には表裏の金属板２０が折り返されることにより凹部１１が形成され、凹部１１の底面に長手方向に沿った凸条３１が形成されている。また、壁パネル１０の他方（図２で右側）の側端面には厚さを減じることで凸部１２が形成され、凸部１２の端面に長手方向に沿った溝３２が形成されている。壁パネル１０の両方の側端面は芯材パネル３０が露出しており、その芯材パネル３０の厚さ方向中央部に、凸条３１および溝３２が形成されている。

壁パネル１０は、充填材７１を間に挟んで圧縮させ、凹部１１に凸部１２を嵌合させるとともに凸条３１に溝３２を嵌合させることで、横方向に接合される。充填材７１は、例えば厚さ１０〜１５ｍｍ程度のセラミックファイバーや生体溶解性繊維等が用いられる。

［２］壁パネルの固定構造
図３および図４を参照して、上記アングル４による床スラブ１および上階スラブ２への壁パネル１０の固定構造を説明する。なお、床スラブ１と上階スラブ２間に壁パネル１０を立設する際には、壁パネル１０と床スラブ１との間、および壁パネル１０と上階スラブ２と間に予め充填材７２を介在させる。充填材７２は、上記充填材７１と同様のものが用いられる。

床スラブ１側においては、壁パネル１０の下端部の両面と床スラブ１とにより形成される直角の隅部３ａにアングル４をそれぞれ設置する。アングル４は横方向に接合される複数の壁パネル１０にわたる長さを有しており、短板部（第１の板部）４１と長板部（第２の板部）４５とが互いに直角に交差する断面Ｌ字状に形成されたものである。アングル４は、亜鉛メッキ鋼板等からなる板材を加工して形成したもので、厚さが例えば２．３〜３．２ｍｍ程度であって必要な剛性を有している。

アングル４は、短板部４１を壁パネル１０の外側に向けて床スラブ１の上面に合わせられ、長板部４５が壁パネル１０の金属板２０の表面に合わせられて設置される。アングル４の短板部４１には、長手方向に間隔をおいて必要箇所に複数のボルト挿通孔４１１が形成されている。一方、長板部４５には、長手方向に間隔をおいて必要箇所に複数の楕円形状の長孔４５１が形成されている。長孔４５１はアングル４を隅部３ａに設置した状態で上下方向に延びるように長板部４５に形成されている。なお、アングル４は短板部４１を壁パネル１０の内側に向けて隅部３ａに設置してもよい。その場合、短板部４１は壁パネル１０と床スラブ１との間に挟まれ露出しない状態となる。

アングル４の短板部４１のボルト挿通孔４１１にアンカーボルト８を通し、このアンカーボルト８を床スラブ１にねじ込むことで、短板部４１が床スラブ１に固定される。ボルト挿通孔４１１はアンカーボルト８のねじ径よりも僅かに大きい円形状である。

アングル４の長板部４５は、長方形状のワッシャ（カバー部材）５とともにビス（ねじ部材）９によって壁パネル１０に固定される。ワッシャ５はアングル４の長板部４５に形成されている長孔４５１を塞ぐことが可能な大きさを有し、その中心に、ビス９のねじ径よりも僅かに大きい円形状のビス挿通孔５１が形成されている。ワッシャ５はビス９の締結力に耐え得る剛性を有するものが採用され、例えば上記アングル４と同じ材質および厚さの板材が用いられる。なお、本実施形態ではワッシャ５は長方形状であるが、長孔４５１を塞ぐものであればワッシャ５の形状は任意である。

ワッシャ５は、アングル４の長板部４５の外面に対し長孔４５１を塞いで重ねられ、一致したビス挿通孔５１と長孔４５１にビス９を通し、そのビス９を壁パネル１０の金属板２０にねじ込むことにより、長板部４５がワッシャ５とともに壁パネル１０に固定される。ビス９はタッピングビスが用いられ、金属板２０に打ち込まれてからねじ込まれる。

一方、上階スラブ２側においても床スラブ１に対する形態と全く同様にしてアングル４により壁パネル１０が固定される。すなわち、壁パネル１０の上端部の両面と上階スラブ２とにより形成される直角の隅部３ｂに、短板部４１を上階スラブ２に合わせ、長板部４５を壁パネル１０の表面に合わせて設置し、短板部４１のボルト挿通孔４１１にアンカーボルト８を通して上階スラブ２にねじ込む。これによりアングル４の短板部４１が上階スラブ２に固定される。一方、アングル４の長板部４５の外面に対し長孔４５１を塞いでワッシャ５を重ね、ビス挿通孔５１と長孔４５１に通したビス９を壁パネル１０の金属板２０にねじ込む。これによりアングル４の長板部４５がワッシャ５とともに壁パネル１０に固定される。

［３］一実施形態の作用効果
上記一実施形態によれば、地震の揺れなどの大きな応力を受けて壁パネル１０がアングル４に対し相対移動すると、ビス９が長孔４５１内を移動することにより壁パネル１０やビス９に応力が集中せず、これにより壁パネル１０やビス９に変形や損傷が生じ難い。ビス９が長孔４５１内を移動する時には、ワッシャ５は長板部４５の外面を摺動してビス９とともに動く。その結果、固定構造部分の外観および固定強度の復元が可能であり、耐震性の向上が図られる。

また、ビス９が通るアングル４の長孔４５１をワッシャ５で塞いでいるため長孔４５１による気密性の低下を防ぐことができ、例えば壁パネル１０が耐火断熱パネルである場合に耐火断熱性といった性能を維持することができる。このように気密性の低下が防がれるので、壁パネル１０を冷蔵倉庫の間仕切りに適用した場合には長孔４５１からの水分の浸入が遮断され、また、クリーンルームに適用した場合には長孔４５１からの塵埃の浸入が遮断されるといった効果が奏される。

［４］変形追従性試験による耐震性評価
上記一実施形態の壁パネルの固定構造を図５に示す試験体１０Ｂに適用して、耐震性の指標となる変形追従性試験（JIS A 1414-2:2010 に準じる）を行った。試験体１０Ｂは、幅：９００ｍｍ、高さ（長さ）：３２６５ｍｍ、厚さ：１００ｍｍ（金属板の厚さ：０．５ｍｍ）の本発明の壁パネル１０を横方向に３数並べて接合し、さらに両側に幅を４００ｍｍにカットした壁パネル１０を接合して横スパンを３５００ｍｍにしたものである。

この試験体１０Ｂを、上下の支持梁６１間、および左右の支持ポスト６２間に立て込み、アングル４を用いた上記一実施形態の固定構造によって各壁パネル１０を上下の支持梁６１に固定した。支持梁６１へのアンカーボルト８による固定箇所および壁パネル１０へのワッシャ５およびビス９による固定箇所は、１枚の壁パネル１０に対し等間隔に３箇所となるようにした。

なお、上下の支持梁６１との間には、それぞれ厚さ２５ｍｍ、１０ｍｍのセラミックファイバーを挟んだ。そして、両側の支持ポスト６２の上下の端部に固定したリンク６３を上下の支持梁６１の両端部にピン６４を介して結合し、上側の梁６１がピン６４を支点に左右方向に揺動可能なように支持した。

変形追従性試験は、上側の梁６１の一端部を梁６１の延びる正負の方向に所定荷重を付与し、水平方向に変位させて行った。ここで、変位量をγとした場合の層間変形角（γ＝変位量／試験体の高さ）に応じた固定部分の変形や損傷を、ワッシャ５を外して調べたところ、１／４０ｒａｄでも、壁パネル１０およびビス９には変形や損傷は認められず、外観に大きな変化もなかった。ちなみに建築基準法などの構造設計基準では、層間変形角は最大で１／１００程度を要求しているが、本発明の固定構造ではこの規定値を十分満足している。

本発明は、耐火断熱性が求められる倉庫用の壁パネル、気密性が求められる冷蔵倉庫やクリーンルームの壁パネルに適用することができる。

１…床スラブ（躯体）
２…上階スラブ（躯体）
３ａ，３ｂ…隅部
４…アングル（固定部材）
４１…短板部（第１の板部）
４５…長板部（第２の板部）
４５１…長孔
５…ワッシャ（カバー部材）
８…アンカーボルト
９…ビス（ねじ部材）
１０…壁パネル
２０…金属板
３０…芯材パネル

Claims

躯体に直交して壁パネルを立設し、該躯体と該壁パネルとにより形成される略直角の隅部に断面Ｌ字状の固定部材を設置し、
前記固定部材の前記躯体に合わせられる第１の板部を該第１の板部に通したアンカーボルトによって該躯体に固定し、
前記固定部材の前記壁パネルに合わせられる第２の板部を該第２の板部に通したねじ部材によって該壁パネルに固定する構造において、
前記固定部材の前記第２の板部に長孔が形成され、該第２の板部の外面に該長孔を塞ぐカバー部材を重ね、該カバー部材と前記長孔に通した前記ねじ部材によって該第２の板部を前記躯体に固定する
ことを特徴とする壁パネルの固定構造。
前記固定部材の前記第２の板部に形成された前記長孔は上下方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の壁パネルの固定構造。
前記壁パネルは、金属板と金属板との間に芯材が挟まれた金属サンドイッチパネルであることを特徴とする請求項１または２に記載の壁パネルの固定構造。