JP2023069534A - 面材耐力壁における面材の取付構造及び面材耐力壁 - Google Patents
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Abstract
【課題】面材耐力壁に過大な力が繰り返し作用しても、面材が一対の柱や縦枠から離れるパンチングアウトを十分に防止する。【解決手段】左側の柱2、右側の柱3、梁5及び土台5で形成される骨格に面材6を取り付けて形成される軸組面材耐力壁1において、面材6の左右の端部を、柱2と柱3に、面材6を貫通する複数の釘11、12で仮固定し、かつ、面材6の左右の端部を、柱2と柱3に、面材6を貫通する複数の木ネジ9、10で強固に固定し、面材6を柱2と柱3から引き離そうとする外力が軸組面材耐力壁1に作用した場合、柱2と柱3の各々において、木ネジ9、10に過大な力が繰り返し作用しても、木ネジ9、1が面材6に食い込んだりめり込んだりして、面材6が柱2及び/又は柱3から離れるのを防止する帯状プレート7、8を、木ネジ9、10に頭部9a、10aと面材6の間に介在させた面材6の取付構造。【選択図】図1
Description
本発明は、木造軸組構造又は木造枠組壁構造における面材が取り付けられた耐力壁の構造及び面材耐力壁に関するものである。
木造建築物の構造には、木造軸組構造とツーバイフォーと呼ばれる木造枠組壁構造があり、木造軸組構造の建築物においては、水平方向に配置された木製の横架材(梁、土台等)に木製の柱を鉛直方向に組み付けて骨格が形成され、この骨格に筋交いや面材が取り付けられて耐力壁が形成され、地震や強風等により、建築物が揺れたり、骨格が変形等したりすることの防止が図られている。
この木造軸組構造の耐力壁のうち面材が取り付けられた耐力壁(以下、適宜「軸組面材耐力壁」という)においては、左右一対の柱と上下一対の横架材で形成される矩形の枠(骨格)に面材が取り付けられるが、面材は、その周辺部が柱と横架材に重ねられて釘で固定されるのが一般的である。
この場合、地震や強風等により軸組面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と柱・梁を釘で固定する部分に面材を柱・梁から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用すると、釘の頭部が面材に食い込んだりめり込んだり(以下「食い込んだり等」という。)して、面材が柱・梁から離れるパンチングアウトといった現象が生じ、軸組面材耐力壁の耐力が低下し、建築物の倒壊につながるという問題が生ずる。
また、木造枠組壁構造の建築物においては、上枠と下枠の間に複数枚の縦枠(スタッド)が組み付けたられたフレームに構造用合板等の面材が釘で固定されて耐力壁(以下、適宜「枠組面材耐力壁」という)が形成されるが、地震や強風等により枠組面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と枠材(上枠、下枠、縦枠)、特に面材の左右両端部と縦枠を釘で固定する部分に面材を縦枠から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用すると、軸組面材耐力壁と同様に、釘の頭部が面材(特に左端部と右端部の縦枠と固定されている部分)に食い込んだり等して、面材が枠材から離れるパンチングアウトといった現象が面材の左端部と右端部から生じ始め、枠組面材耐力壁の耐力が低下し、建築物の倒壊につながるという問題が生ずる。
この木造軸組構造の耐力壁のうち面材が取り付けられた耐力壁(以下、適宜「軸組面材耐力壁」という)においては、左右一対の柱と上下一対の横架材で形成される矩形の枠(骨格)に面材が取り付けられるが、面材は、その周辺部が柱と横架材に重ねられて釘で固定されるのが一般的である。
この場合、地震や強風等により軸組面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と柱・梁を釘で固定する部分に面材を柱・梁から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用すると、釘の頭部が面材に食い込んだりめり込んだり(以下「食い込んだり等」という。)して、面材が柱・梁から離れるパンチングアウトといった現象が生じ、軸組面材耐力壁の耐力が低下し、建築物の倒壊につながるという問題が生ずる。
また、木造枠組壁構造の建築物においては、上枠と下枠の間に複数枚の縦枠(スタッド)が組み付けたられたフレームに構造用合板等の面材が釘で固定されて耐力壁(以下、適宜「枠組面材耐力壁」という)が形成されるが、地震や強風等により枠組面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と枠材(上枠、下枠、縦枠)、特に面材の左右両端部と縦枠を釘で固定する部分に面材を縦枠から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用すると、軸組面材耐力壁と同様に、釘の頭部が面材(特に左端部と右端部の縦枠と固定されている部分)に食い込んだり等して、面材が枠材から離れるパンチングアウトといった現象が面材の左端部と右端部から生じ始め、枠組面材耐力壁の耐力が低下し、建築物の倒壊につながるという問題が生ずる。
そして、このようなパンチングアウトを防止するために、種々の提案がなされている。
例えば、特許文献1(実用新案登録第3175563号公報)には、木造軸組住宅の耐力面材2からなる耐力壁において、耐力面材2を構造材1に固定する釘3の釘頭3aと耐力面材2との間に挟み込まれる補強材4であって、補強材4は、長さが耐力面材2の短辺の長さよりも短く、幅が釘3の胴部3bの直径の6倍から17倍の範囲の長さで、厚さが0.5mm以下からなる短冊状の薄い金属板からなり、補強材4の表面には、所定の壁強さ倍率を持たせるための釘打ち位置が表示されている補強材4が開示されている。
しかしながら、特許文献1の補強材を使用した耐力壁においては、補強材4を厚さが0.5mm以下と薄くして、釘3が補強材4を貫通して耐力面材2と構造材1に打ち込まれるか、または、補強材4に仮止め用の突出部36を設け、釘3が突出部36から耐力面材2と構造材1に打ち込まれる。
このため、地震や強風等により耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、補強材4を介して耐力面材2と構造材1(胴差8、柱10及び土台12)を釘3で固定する部分に耐力面材2を構造材1から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用すると、補強材4が薄いことから、釘3の釘頭3aが補強材4を貫通する場合が生じ、釘頭3aが耐力面材2に食い込んだり等して、耐力面材2が構造材1から離れるパンチングアウトを十分に防止できないという問題がある。
例えば、特許文献1(実用新案登録第3175563号公報)には、木造軸組住宅の耐力面材2からなる耐力壁において、耐力面材2を構造材1に固定する釘3の釘頭3aと耐力面材2との間に挟み込まれる補強材4であって、補強材4は、長さが耐力面材2の短辺の長さよりも短く、幅が釘3の胴部3bの直径の6倍から17倍の範囲の長さで、厚さが0.5mm以下からなる短冊状の薄い金属板からなり、補強材4の表面には、所定の壁強さ倍率を持たせるための釘打ち位置が表示されている補強材4が開示されている。
しかしながら、特許文献1の補強材を使用した耐力壁においては、補強材4を厚さが0.5mm以下と薄くして、釘3が補強材4を貫通して耐力面材2と構造材1に打ち込まれるか、または、補強材4に仮止め用の突出部36を設け、釘3が突出部36から耐力面材2と構造材1に打ち込まれる。
このため、地震や強風等により耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、補強材4を介して耐力面材2と構造材1(胴差8、柱10及び土台12)を釘3で固定する部分に耐力面材2を構造材1から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用すると、補強材4が薄いことから、釘3の釘頭3aが補強材4を貫通する場合が生じ、釘頭3aが耐力面材2に食い込んだり等して、耐力面材2が構造材1から離れるパンチングアウトを十分に防止できないという問題がある。
また、特許文献2(特開2008-231889号公報)には、土台1上に基端を固定した離間する一対の柱3a、3bの上端に、梁5を横架して四角形の壁枠7を形成し、壁枠7の土台1、一対の柱3a、3b及び梁5に、四角形の面材9の各辺部を複数の釘11にて固定した耐力壁の補強構造であって、金属帯板の長手方向に複数の固定穴29を穿設して補強プレート27を形成し、一対の補強プレート27を、面材9の平行な二辺部の長手方向一部分に、釘頭部11aの少なくとも一部分に重ね、固定穴29に挿通して面材9を貫通し壁枠7に到達させた線状固定部材(木ねじ)31にて固定した耐力壁の補強構造が開示されている。
しかしながら、特許文献2の耐力壁の補強構造においては、面材9と土台1、一対の柱3a、3b及び梁5の固定は、複数の釘11で行われ、線状固定部材(木ねじ)31は、面材9と一対の柱3a、3bを補助的に固定しているだけであり、地震や強風等により梁5を土台1に対して梁5の軸方向に往復移動等をさせようとする強大な外力が繰り返し作用し、面材9と土台1、一対の柱3a、3b及び梁5を釘11で固定する部分に面材9を一対の柱3a、3b等から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用し、釘頭部11aが面材9に食い込んだり等して、面材9が一対の柱3a、3b等から離れるパンチングアウトを十分に防止できないという問題がある。
しかしながら、特許文献2の耐力壁の補強構造においては、面材9と土台1、一対の柱3a、3b及び梁5の固定は、複数の釘11で行われ、線状固定部材(木ねじ)31は、面材9と一対の柱3a、3bを補助的に固定しているだけであり、地震や強風等により梁5を土台1に対して梁5の軸方向に往復移動等をさせようとする強大な外力が繰り返し作用し、面材9と土台1、一対の柱3a、3b及び梁5を釘11で固定する部分に面材9を一対の柱3a、3b等から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用し、釘頭部11aが面材9に食い込んだり等して、面材9が一対の柱3a、3b等から離れるパンチングアウトを十分に防止できないという問題がある。
ところで、木造軸組構造の建築物においては、石膏ボード等からなる内壁が設けられるが、この内壁は柱や梁の外側に取り付けられることから、軸組面材耐力壁では、内壁の内側にある柱と梁に面材が取り付けられることとなる。
この場合、特許文献1や特許文献2のような面材の周辺部を土台、柱及び梁に重ねて取り付けた軸組面材耐力壁では、面材が柱・梁の外側に突出して段差が生じ、石膏ボードと柱・梁との間に隙間がある内壁となり、石膏ボートを柱・梁の面に直接取り付けた内壁に比べて、強度的に劣ることとなる。
このため、隣り合う一対の柱の面材と重なる部分を切り欠いて段差のある柱とし、この柱の段差部分に面材を重ねて取り付け、面材が柱・梁から外側に突出しない段差のない軸組面材耐力壁(以下「無段差軸組面材耐力壁」)も多く採用されている。
この無段差軸組面材耐力壁には、特許文献1や特許文献2の軸組面材耐力壁を適用することができない。
仮に、無段差軸組面材耐力壁において、柱と面材の固定に、特許文献1のような補強材4を使用した釘3による耐力面材2と柱10の固定方法や、特許文献2のような補強プレート27を釘頭部11aに重ねて釘11による面材9と一対の柱3a、3bの固定方法を適用しても、地震や強風等により土台に対して梁をその軸方向に往復移動等をさせようとする強大な外力が繰り返し作用すると、一対の柱の上端部が下端部に対して梁の軸方向に往復移動し、面材の左右の端部は柱の段差に拘束されていることから、面材は左右方向(梁の軸方向)にはずれずに上下方向(柱の軸方向)にずれたり正面側に離れたりし、面材と柱を釘で固定した部分に上下方向(柱の軸方向)や前後方向の過大な力が繰り返し作用し、特許文献1の釘3の釘頭3aが補強材4を貫通する場合が生じ、釘頭3aが耐力面材2に食い込んだり等して、耐力面材2が構造材1から離れといったパンチングアウト十分に防止できず、また、特許文献2の釘頭部11aが面材9に食い込んだり等して、面材9が一対の柱3a、3bから離れるといったパンチングアウトを十分に防止できないという問題がある。
この場合、特許文献1や特許文献2のような面材の周辺部を土台、柱及び梁に重ねて取り付けた軸組面材耐力壁では、面材が柱・梁の外側に突出して段差が生じ、石膏ボードと柱・梁との間に隙間がある内壁となり、石膏ボートを柱・梁の面に直接取り付けた内壁に比べて、強度的に劣ることとなる。
このため、隣り合う一対の柱の面材と重なる部分を切り欠いて段差のある柱とし、この柱の段差部分に面材を重ねて取り付け、面材が柱・梁から外側に突出しない段差のない軸組面材耐力壁(以下「無段差軸組面材耐力壁」)も多く採用されている。
この無段差軸組面材耐力壁には、特許文献1や特許文献2の軸組面材耐力壁を適用することができない。
仮に、無段差軸組面材耐力壁において、柱と面材の固定に、特許文献1のような補強材4を使用した釘3による耐力面材2と柱10の固定方法や、特許文献2のような補強プレート27を釘頭部11aに重ねて釘11による面材9と一対の柱3a、3bの固定方法を適用しても、地震や強風等により土台に対して梁をその軸方向に往復移動等をさせようとする強大な外力が繰り返し作用すると、一対の柱の上端部が下端部に対して梁の軸方向に往復移動し、面材の左右の端部は柱の段差に拘束されていることから、面材は左右方向(梁の軸方向)にはずれずに上下方向(柱の軸方向)にずれたり正面側に離れたりし、面材と柱を釘で固定した部分に上下方向(柱の軸方向)や前後方向の過大な力が繰り返し作用し、特許文献1の釘3の釘頭3aが補強材4を貫通する場合が生じ、釘頭3aが耐力面材2に食い込んだり等して、耐力面材2が構造材1から離れといったパンチングアウト十分に防止できず、また、特許文献2の釘頭部11aが面材9に食い込んだり等して、面材9が一対の柱3a、3bから離れるといったパンチングアウトを十分に防止できないという問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、木造軸組構造において、隣り合う一対の柱の間に面材を固定部材で固定した軸組面材耐力壁を形成するに際し、又は、木造枠組壁構造の建築物において、枠材に構造用合板等の面材を固定部材で固定した枠組面材耐力壁を形成するに際し、これらの面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と柱の固定部分又は面材の左端部・右端部と縦枠の固定部分に面材を柱又は縦枠から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用しても、固定部材が面材に食い込んだり等して、面材が一対の柱や縦枠から離れるパンチングアウトを十分に防止でき、特に、面材が梁の軸方向にずれないように取り付けた場合において、面材と柱を固定した部分に上下方向(柱の軸方向)や前後方向の過大な力が繰り返し作用しても、固定部材が面材に食い込んだり等して、面材が一対の柱から離れるパンチングアウトを十分に防止できるようにすることである。
請求項1の発明は、左側の柱、該左側の柱に隣り合う右側の柱、上側横架材及び下側横架材で形成される骨格に面材を取り付けて形成される木造軸組構造の建築物の面材耐力壁における前記面材の取付構造であって、前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、前記面材を前記左側の柱と前記右側の柱から引き離そうとする外力が前記耐力壁に作用した場合、前記左側の柱と前記右側の柱の各々において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材が前記左側の柱及び/又は前記右側の柱から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させた面材耐力壁における面材の取付構造を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項2の発明は、前記複数の線状ネジ部材が前記面材の左右の端部を前記左側の柱と前記右側の柱に固定する固定力は、前記複数の釘が前記面材の左右の端部を前記左側の柱と前記右側の柱に固定する固定力の1.3倍から5.2倍である面材耐力壁における面材の取付構造を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項3の発明は、前記左側の柱と前記右側の柱には、前記面材が重なる部分が切り欠かれた切欠き部が形成され、該切欠き部に前記面材の左右の端部が重ねられ、前記面材が、前記左側の柱と前記右側の柱に対して左右方向にずれないようにした面材耐力壁における面材の取付構造を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項4の発明は、前記帯状プレートは、厚さが0.7mm~4.0mmの鋼板からなる面材耐力壁における面材の取付構造を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項5発明は、上枠、下枠、該上枠と該下枠の間に複数枚の縦枠が組み付けたられたフレームに面材を取り付けて形成される木造枠組壁構造の建築物の面材耐力壁における前記面材の取付構造であって、前記面材の左端部と右端部を、前記複数の縦枠のうち左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、前記面材の左端部と右端部を、前記左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、前記面材の左端部と右端部を前記左端と右端の縦枠から引き離そうとする外力が前記面材耐力壁に作用した場合、前記左端と右端の縦枠において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材の左端部と右端部が前記左端及び/又は右端の縦枠から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させたる面材耐力壁における面材の取付構造を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項6の発明は、左側の柱、該左側の柱に隣り合う右側の柱、上側横架材及び下側横架材で形成される骨格に面材を取り付けて形成される木造軸組構造の建築物の面材耐力壁であって、前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、前記面材を前記左側の柱と前記右側の柱から引き離そうとする外力が前記耐力壁に作用した場合、前記左側の柱と前記右側の柱の各々において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材が前記左側の柱及び/又は前記右側の柱から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させた面材耐力壁を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項7の発明は、上枠、下枠、該上枠と該下枠の間に複数枚の縦枠が組み付けたられたフレームに面材を取り付けて形成される木造枠組壁構造の建築物の面材耐力壁であって、前記面材の左端部と右端部を、前記複数の縦枠のうち左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、前記面材の左端部と右端部を、前記左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、前記面材の左端部と右端部を前記左端と右端の縦枠から引き離そうとする外力が前記面材耐力壁に作用した場合、前記左端と右端の縦枠において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材の左端部と右端部が前記左端及び/又は右端の縦枠から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させた面材耐力壁を提供して、上記課題を解決するものである。
請求項1に記載の発明の面材耐力壁における面材の取付構造においては、木造軸組構造の建築物の面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と左側の柱及び/又は右側の柱の固定部分に、面材を左側の柱及び/又は右側の柱から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用しても、線状ネジ部材が面材に食い込んだり等して、面材が左側の柱及び/又は右側の柱から離れるパンチングアウトを十分に防止できという効果を奏する。
請求項2に記載の発明の面材の取付構造においては、さらに、複数の釘の固定力より大きい固定力で、面材を左側の柱と右側の柱に複数の線状ネジ部材で強固に固定することでき、複数の線状ネジ部材の固定力より小さい固定力で、面材を左側の柱と右側の柱に複数の釘で仮固定することができるという効果を奏する。
請求項3に記載の発明の面材の取付構造においては、さらに、面材が左右方向にずれないように取り付けられ、面材と左側の柱及び/又は右側の柱の固定部分に上下方向や前後方向の過大な力が繰り返し作用しても、線状ネジ部材が面材に食い込んだり等して、面材が左側の柱及び/又は右側の柱から離れるパンチングアウトを十分に防止できるという効果を奏する。
請求項4に記載の発明の面材の取付構造においては、さらに、帯状プレートの取り付ける作業性を損なくことなく、線状ネジ部材が面材に食い込んだり等して、面材が左側の柱及び/又は右側の柱から離れるパンチングアウトを効果的に防止できるという効果を奏する。
請求項5に記載の発明の面材の取付構造においては、木造枠組壁構造の建築物の面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材の左端部・右端部と左端・右端の縦枠の固定部分に面材の左端部・右端部を左端・右端の縦枠から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用しても、線状ネジ部材が面材に食い込んだり等して、面材の左端部・右端部が左端・右端の縦枠から離れるパンチングアウトを十分に防止できという効果を奏する。
請求項6に記載の発明の面材耐力壁においては、木造軸組構造の建築物の面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と左側の柱及び/又は右側の柱の固定部分に、面材を左側の柱及び/又は右側の柱から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用しても、線状ネジ部材が面材に食い込んだり等して、面材が左側の柱及び/又は右側の柱から離れるパンチングアウトを十分に防止できという効果を奏する。
請求項7に記載の発明の面材耐力壁においては、木造枠組壁構造の建築物の面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材の左端部・右端部と左端・右端の縦枠の固定部分に面材の左端部・右端部を左端・右端の縦枠から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用しても、線状ネジ部材が面材に食い込んだり等して、面材の左端部・右端部が左端・右端の縦枠から離れるパンチングアウトを十分に防止できという効果を奏する。
[軸組面材耐力壁の構成]
図1は、本発明の実施形態の面材耐力壁のうちの軸組面材耐力壁の構成を示す斜視図、図2は、図1に示す軸組面材耐力壁の正面図、図3は、図2のA-A断面図、図4(a)は、図3のB-B’部分拡大図、図4(b)は、図3のC-C’部分拡大図、図5は、図1に示す軸組面材耐力壁の分解斜視図である。
図中、1は軸組面材耐力壁、2、3は柱、2hu、2hs、3hu、3hsはホゾ、2k、3kは切欠き、4は梁、4a、4bはホゾ穴、5は土台、5a、5bはホゾ穴、6は面材、7、8は帯状プレート、7a、8aは貫通孔、9、10は木ネジ、9a、10aは頭部、9b、10aは胴部、11、12は釘、11a、12aは頭部、11b、12aは胴部である。
軸組面材耐力壁1は、左右の柱2、3、梁4、土台5、面材6等から構成され、柱2が本発明の左側の柱となり、柱3が本発明の右側の柱となり、梁4が本発明の上側横架材となり、土台5が本発明の下側横架材となる。
図1は、本発明の実施形態の面材耐力壁のうちの軸組面材耐力壁の構成を示す斜視図、図2は、図1に示す軸組面材耐力壁の正面図、図3は、図2のA-A断面図、図4(a)は、図3のB-B’部分拡大図、図4(b)は、図3のC-C’部分拡大図、図5は、図1に示す軸組面材耐力壁の分解斜視図である。
図中、1は軸組面材耐力壁、2、3は柱、2hu、2hs、3hu、3hsはホゾ、2k、3kは切欠き、4は梁、4a、4bはホゾ穴、5は土台、5a、5bはホゾ穴、6は面材、7、8は帯状プレート、7a、8aは貫通孔、9、10は木ネジ、9a、10aは頭部、9b、10aは胴部、11、12は釘、11a、12aは頭部、11b、12aは胴部である。
軸組面材耐力壁1は、左右の柱2、3、梁4、土台5、面材6等から構成され、柱2が本発明の左側の柱となり、柱3が本発明の右側の柱となり、梁4が本発明の上側横架材となり、土台5が本発明の下側横架材となる。
軸組面材耐力壁1においては、梁4と土台5が、その軸方向が水平方向(左右方向)になるようにして上下に配置され、梁4と土台5の間に左右の柱2、3が組み付けられて木造軸組構造の骨格が形成され、左右の柱2、3に面材6が取り付けられる。
この場合、柱2、3の上面側にはホゾ2hu、3huが形成され、柱2、3の下面側にはホゾ2hs、3hsが形成され、梁4の下面側にはホゾ穴4a、4bが形成され、土台5の上面側にはホゾ穴5a、5bが形成されており、柱2、3のホゾ2hu、3huが梁4のホゾ穴4a、4bにはめ込まれ、柱2、3のホゾ2hs、3hsが土台5のホゾ穴5a、5bにはめ込まれ、これにより、左右の柱2、3が梁4と土台5に組付け固定される。
また、左側の柱2には、四角柱の正面側右隅を切り欠いた切欠き2kが形成され、右側の柱3には、四角柱の正面側左隅を切り欠いた切欠き3kが形成されている。
そして、柱2、3の切欠き2k、3kに、面材6の左右の端部が当てがわれ、面材6を貫通する複数の釘11、12により、面材6の左端部・右端部の上部と下部が柱2、3に仮固定され、面材6を貫通する複数の木ネジ9、10により、面材6の左端部・右端部が帯状プレート7、8を介して柱2、3に強固に固定される(詳細は後述する)。
なお、さらに、柱2、3の各々の上部と梁4とを柱頭金物で連結し、柱2、3の各々の下部と土台5とを柱脚金物で連結してもよい。
この場合、柱2、3の上面側にはホゾ2hu、3huが形成され、柱2、3の下面側にはホゾ2hs、3hsが形成され、梁4の下面側にはホゾ穴4a、4bが形成され、土台5の上面側にはホゾ穴5a、5bが形成されており、柱2、3のホゾ2hu、3huが梁4のホゾ穴4a、4bにはめ込まれ、柱2、3のホゾ2hs、3hsが土台5のホゾ穴5a、5bにはめ込まれ、これにより、左右の柱2、3が梁4と土台5に組付け固定される。
また、左側の柱2には、四角柱の正面側右隅を切り欠いた切欠き2kが形成され、右側の柱3には、四角柱の正面側左隅を切り欠いた切欠き3kが形成されている。
そして、柱2、3の切欠き2k、3kに、面材6の左右の端部が当てがわれ、面材6を貫通する複数の釘11、12により、面材6の左端部・右端部の上部と下部が柱2、3に仮固定され、面材6を貫通する複数の木ネジ9、10により、面材6の左端部・右端部が帯状プレート7、8を介して柱2、3に強固に固定される(詳細は後述する)。
なお、さらに、柱2、3の各々の上部と梁4とを柱頭金物で連結し、柱2、3の各々の下部と土台5とを柱脚金物で連結してもよい。
柱2、3には、木製の材料、例えば、ヒノキ(桧)、ヒバ(桧葉)、スギ(杉)、国産松(ジマツ、カラマツ、エゾマツ、トドマツ)、米松、欧州赤松等の木材が使用され、その断面寸法(短辺×長辺)は、105~240mm×105~240mmであり、高さ(長さ)は、約1m~9mである。
梁4には、柱2、3と同様の木材が使用され、その断面寸法(短辺×長辺)は、105~240mm×105~1200mmであり、長さは、約1m~12mである。
土台5には、柱2、3と同様の木材が使用され、その断面寸法(短辺×長辺)は、105~240mm×105~1200mmであり、長さは、約1m~12mである。
面材6には、木質系耐力面材である構造用合板、MDF(Medium density fiberboard、中質繊維板)、OSB(Oriented Strand Board、薄い木片を一定の方向性を持たせて積層接着したボード)、パーチクルボード等が使用され、厚さは5mm~45mm、幅(左右方向の長さ)は、250mm~2000mm、高さ(上下方向の長さ)は、約1m~9mであり、柱2、3の高さ(梁4の下面と土台5の上面の距離)より、数十mm以上短い。
梁4には、柱2、3と同様の木材が使用され、その断面寸法(短辺×長辺)は、105~240mm×105~1200mmであり、長さは、約1m~12mである。
土台5には、柱2、3と同様の木材が使用され、その断面寸法(短辺×長辺)は、105~240mm×105~1200mmであり、長さは、約1m~12mである。
面材6には、木質系耐力面材である構造用合板、MDF(Medium density fiberboard、中質繊維板)、OSB(Oriented Strand Board、薄い木片を一定の方向性を持たせて積層接着したボード)、パーチクルボード等が使用され、厚さは5mm~45mm、幅(左右方向の長さ)は、250mm~2000mm、高さ(上下方向の長さ)は、約1m~9mであり、柱2、3の高さ(梁4の下面と土台5の上面の距離)より、数十mm以上短い。
[帯状プレート]
帯状プレート7、8は、上下方向に長い長尺の金属板、例えば、合金めっき鋼板からなり、帯状プレート7、8には、木ネジ9、10が貫通する複数の貫通孔7a、8aが、長手方向(上下方向)に並んで設けられている。
帯状プレート7、8の寸法は、厚さtが0.7mm~4.0mm、幅wが10mm~40mm、長さLが500mm~2000mmで、面材6の高さの1/4以上、望ましくは1/3以上である。
厚さt=0.7mm~4.0mmとしたのは、帯状プレート7、8を介して面材6を貫通する複数の木ネジ9、10により、面材6の左端部・右端部を柱2、3に強固に固定した際、面材6を柱2、3から離そうとする過大な力が作用した場合、厚さtが0.7mmより小さいと、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が凹んで木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等するおそれがあり、また、厚さtが4.0mmより大きいと、帯状プレート7、8の重量が大きくなり、帯状プレート7、8を取り扱う作業(帯状プレート7、8を介して木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する作業)の作業性が悪くなるのみならず、帯状プレート7、8が柱2、3から正面側に大きく突出し、石膏ボートや外装材の取付のじゃまになるからである。
これより、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が凹んで木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等することを防止する観点から、厚さtは1.0mm以上が望ましく、帯状プレート7、8を取り扱う作業の作業性等の観点から、厚さtは2.0mm以下が望ましい。
帯状プレート7、8は、上下方向に長い長尺の金属板、例えば、合金めっき鋼板からなり、帯状プレート7、8には、木ネジ9、10が貫通する複数の貫通孔7a、8aが、長手方向(上下方向)に並んで設けられている。
帯状プレート7、8の寸法は、厚さtが0.7mm~4.0mm、幅wが10mm~40mm、長さLが500mm~2000mmで、面材6の高さの1/4以上、望ましくは1/3以上である。
厚さt=0.7mm~4.0mmとしたのは、帯状プレート7、8を介して面材6を貫通する複数の木ネジ9、10により、面材6の左端部・右端部を柱2、3に強固に固定した際、面材6を柱2、3から離そうとする過大な力が作用した場合、厚さtが0.7mmより小さいと、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が凹んで木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等するおそれがあり、また、厚さtが4.0mmより大きいと、帯状プレート7、8の重量が大きくなり、帯状プレート7、8を取り扱う作業(帯状プレート7、8を介して木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する作業)の作業性が悪くなるのみならず、帯状プレート7、8が柱2、3から正面側に大きく突出し、石膏ボートや外装材の取付のじゃまになるからである。
これより、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が凹んで木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等することを防止する観点から、厚さtは1.0mm以上が望ましく、帯状プレート7、8を取り扱う作業の作業性等の観点から、厚さtは2.0mm以下が望ましい。
幅w=10mm~40mmとしたのは、面材6を柱2、3から剥がそうとして木ネジ9、10に過大な力が作用した場合、幅wが10mmより小さいと、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が変形あるいは割れたりして、木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等するおそれがあり、また、幅wが40mmより大きいと、帯状プレート7、8を取り扱う作業の作業性が悪くなるためである。
これより、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が変形あるいは割れたりして、木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等することを防止する観点から、幅wは20mm以上が望ましく、帯状プレート7、8を取り扱う作業の作業性の観点から、幅wは30mm以下が望ましい。
貫通孔7a、8aの間隔p(ピッチ)は、50mm~140mmであり、これは、間隔pが50mmより小さいと、木ネジ9、10を柱2、3や面材6にねじ込む際に、柱2、3や面材6に割れや亀裂が入るおそれがあり、間隔pが140mmより大きいと、木ネジ9、10の数が少なくなり、木ネジ9、10による面材6の柱2、3への固定力が小さくなり、面材6が木ネジ9、10ごと柱2、3から離れるおそれがあるからである。
これより、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aの周囲が変形あるいは割れたりして、木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等することを防止する観点から、幅wは20mm以上が望ましく、帯状プレート7、8を取り扱う作業の作業性の観点から、幅wは30mm以下が望ましい。
貫通孔7a、8aの間隔p(ピッチ)は、50mm~140mmであり、これは、間隔pが50mmより小さいと、木ネジ9、10を柱2、3や面材6にねじ込む際に、柱2、3や面材6に割れや亀裂が入るおそれがあり、間隔pが140mmより大きいと、木ネジ9、10の数が少なくなり、木ネジ9、10による面材6の柱2、3への固定力が小さくなり、面材6が木ネジ9、10ごと柱2、3から離れるおそれがあるからである。
[線状ネジ部材、釘]
木ネジ9、10は、頭部9a、10aと胴部9b、10bを有し、鉄製又はステンレス製である。
この木ネジ9、10は、本発明の線状ネジ部材となるものであるが、本発明の線状ネジ部材は、木ネジに限定されず、コーススレッド、硬質木用ネジ、万能ネジ、特殊木用ネジ、六角コーチスクリュー、ラグスクリュー等であってもよい。
木ネジ9、10のサイズは、呼び径(胴部9a、10bの径)が、4.5mm~6.2mm、長さ(胴部9b、10bの長さ)が56mm~100mmである。これは、呼び径が4.5mmより小さかったり、長さが56mmより短いと、木ネジ9、10による面材6の柱2、3への固定力が小さくなり、面材6が木ネジ9、10ごと柱2、3から剥がれるおそれがあるからであり、呼び径が6.2mmより大きかったり、長さが100mmより長いと、柱2、3に木ネジ9、10が深く入り込み、柱2、3に亀裂や割れが生じてその強度が低下するおそれがあるためである。
そして、木ネジ9、10は、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aから面材6にねじ込まれ、面材6を貫通して柱2、3にねじ込まれ、面材6を柱2、3に強固に固定する。
釘11、12は、頭部11a、12aと胴部11b、12bを有し、鉄丸釘やステンレス釘等からなる。
また、釘11、12は、面材6を柱2、3に仮固定するためのものであり、釘を長くして面材6を柱2、3に強固に固定する必要はなく、釘を打ち付ける作業負荷をできるだけ軽減する観点から、釘11、12の長さは、面材6の厚さの2~5倍以下である。
そして、釘11、12は、面材6の正面から打ち込まれ、面材6を貫通して柱2、3に打ち込まれ、面材6を柱2、3に仮固定する。
なお、釘11、12は、帯状プレート7、8が当てがわれていない面材6の部分だけでなく、帯状プレート7、8が当てがわれた面材6の部分に打ち込んでもよい。
木ネジ9、10は、頭部9a、10aと胴部9b、10bを有し、鉄製又はステンレス製である。
この木ネジ9、10は、本発明の線状ネジ部材となるものであるが、本発明の線状ネジ部材は、木ネジに限定されず、コーススレッド、硬質木用ネジ、万能ネジ、特殊木用ネジ、六角コーチスクリュー、ラグスクリュー等であってもよい。
木ネジ9、10のサイズは、呼び径(胴部9a、10bの径)が、4.5mm~6.2mm、長さ(胴部9b、10bの長さ)が56mm~100mmである。これは、呼び径が4.5mmより小さかったり、長さが56mmより短いと、木ネジ9、10による面材6の柱2、3への固定力が小さくなり、面材6が木ネジ9、10ごと柱2、3から剥がれるおそれがあるからであり、呼び径が6.2mmより大きかったり、長さが100mmより長いと、柱2、3に木ネジ9、10が深く入り込み、柱2、3に亀裂や割れが生じてその強度が低下するおそれがあるためである。
そして、木ネジ9、10は、帯状プレート7、8の貫通孔7a、8aから面材6にねじ込まれ、面材6を貫通して柱2、3にねじ込まれ、面材6を柱2、3に強固に固定する。
釘11、12は、頭部11a、12aと胴部11b、12bを有し、鉄丸釘やステンレス釘等からなる。
また、釘11、12は、面材6を柱2、3に仮固定するためのものであり、釘を長くして面材6を柱2、3に強固に固定する必要はなく、釘を打ち付ける作業負荷をできるだけ軽減する観点から、釘11、12の長さは、面材6の厚さの2~5倍以下である。
そして、釘11、12は、面材6の正面から打ち込まれ、面材6を貫通して柱2、3に打ち込まれ、面材6を柱2、3に仮固定する。
なお、釘11、12は、帯状プレート7、8が当てがわれていない面材6の部分だけでなく、帯状プレート7、8が当てがわれた面材6の部分に打ち込んでもよい。
[釘、線状ネジ部材(木ネジ)による面材と柱の固定力]
木ネジ9、10により帯状プレート7、8を介して面材6を柱2、3に固定した場合、木ネジ1本の引抜耐力Pn(N:ニュートン)は、以下の式で求められる。
Pn=(1/3)×((γ0)*(1.5))×d×L×A×B
この式で、γ0は面材の基準比重、dは木ネジの呼び径、Lは木ネジの打ち込み長さ、Aは使用期間に応じた係数で、短期(10分)の場合が2.0、中短期(3日)の場合が1.43、中長期(3か月)の場合が1.60、長期(50年)の場合が1.1となり、Bは使用環境に応じた係数で、通常の使用環境の場合が1.0となり、断続的な湿潤状態の場合が0.8となり、常時湿潤または施工時の含水率が20%以上の場合が0.7となり、(γ0)*(1.5)は(γ0)の(1.5)乗を表す。
ここで、面材の厚みを10mmとして、木ネジの呼び径dを4.5mm~6.2mm、木ネジの柱への打ち込み(ねじ込み)長さLを46mm~90mm(木ネジの長さ56~100mmから面材の厚み10mmを引いた長さ)、γ0=0.32、A=1.1、B=1.0とすると、Pn=0.75~3.0kN(キロニュートン)となる。
一方、釘11、12により面材6を柱2、3に固定した場合、釘1本の引抜耐力Pkは、 釘の長さを50mm(柱への打ち込み長さは50mm面材の厚み10mmを引いた長さ)として、Pk=0.27~0.32kNとなる。
木ネジ9、10により帯状プレート7、8を介して面材6を柱2、3に固定した場合、木ネジ1本の引抜耐力Pn(N:ニュートン)は、以下の式で求められる。
Pn=(1/3)×((γ0)*(1.5))×d×L×A×B
この式で、γ0は面材の基準比重、dは木ネジの呼び径、Lは木ネジの打ち込み長さ、Aは使用期間に応じた係数で、短期(10分)の場合が2.0、中短期(3日)の場合が1.43、中長期(3か月)の場合が1.60、長期(50年)の場合が1.1となり、Bは使用環境に応じた係数で、通常の使用環境の場合が1.0となり、断続的な湿潤状態の場合が0.8となり、常時湿潤または施工時の含水率が20%以上の場合が0.7となり、(γ0)*(1.5)は(γ0)の(1.5)乗を表す。
ここで、面材の厚みを10mmとして、木ネジの呼び径dを4.5mm~6.2mm、木ネジの柱への打ち込み(ねじ込み)長さLを46mm~90mm(木ネジの長さ56~100mmから面材の厚み10mmを引いた長さ)、γ0=0.32、A=1.1、B=1.0とすると、Pn=0.75~3.0kN(キロニュートン)となる。
一方、釘11、12により面材6を柱2、3に固定した場合、釘1本の引抜耐力Pkは、 釘の長さを50mm(柱への打ち込み長さは50mm面材の厚み10mmを引いた長さ)として、Pk=0.27~0.32kNとなる。
今、面材6の高さ(上下方向の長さ)2700mm、帯状プレート7、8の長さを1000mmとする。
木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する固定力を、各木ネジの引抜耐力の総合計で表すと、木ネジ9、10の間隔(ピッチ)を100mmとして、木ネジ9、10の各々の個数x1は共に10となり、木ネジ9により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fx1は、Fx1=Pn×x1=7.5~30kNとなり、木ネジ10により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFx1となる。
これに対し、釘11、12により面材6を柱2、3に固定する固定力を、各釘11、12の引抜耐力の総合計で表すと、帯状プレート7、8が当てがわれていない面材6の部分だけに釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘11、12の各々の個数x2は共に16となり、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力F2は、Fx2=Pk×x2=4.32~5.12kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFx2となる。
また、帯状プレート7、8が当てがわれている面材6の部分にも釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘11、12の各々の個数x2’は共に18となり、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力F2’は、Fx2’=Pk×x2’=4.86~5.76kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFx2’となる。
これより、木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する固定力Fx1は、釘11、12により面材6を柱2、3に固定する固定力Fx2の最大値の1.4倍から5.8倍、Fx2’の最大値の1.3倍から5.2倍となる。
よって、木ネジ9、10と釘11、12により面材6を柱2、3に固定するに際し、釘11、12の固定力より大きい固定力で、面材6を柱2、3に木ネジ9、10で強固に固定することでき、木ネジ9、10の固定力より小さい固定力で、面材6を柱2、3に釘11、12で仮固定することができる。
木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する固定力を、各木ネジの引抜耐力の総合計で表すと、木ネジ9、10の間隔(ピッチ)を100mmとして、木ネジ9、10の各々の個数x1は共に10となり、木ネジ9により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fx1は、Fx1=Pn×x1=7.5~30kNとなり、木ネジ10により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFx1となる。
これに対し、釘11、12により面材6を柱2、3に固定する固定力を、各釘11、12の引抜耐力の総合計で表すと、帯状プレート7、8が当てがわれていない面材6の部分だけに釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘11、12の各々の個数x2は共に16となり、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力F2は、Fx2=Pk×x2=4.32~5.12kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFx2となる。
また、帯状プレート7、8が当てがわれている面材6の部分にも釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘11、12の各々の個数x2’は共に18となり、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力F2’は、Fx2’=Pk×x2’=4.86~5.76kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFx2’となる。
これより、木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する固定力Fx1は、釘11、12により面材6を柱2、3に固定する固定力Fx2の最大値の1.4倍から5.8倍、Fx2’の最大値の1.3倍から5.2倍となる。
よって、木ネジ9、10と釘11、12により面材6を柱2、3に固定するに際し、釘11、12の固定力より大きい固定力で、面材6を柱2、3に木ネジ9、10で強固に固定することでき、木ネジ9、10の固定力より小さい固定力で、面材6を柱2、3に釘11、12で仮固定することができる。
ここで、面材6の高さ(上下方向の長さ)2700mmと上記と同じにし、帯状プレート7、8の長さを1500mmと長くする。
木ネジ9、10の間隔(ピッチ)を100mmとすると、木ネジ9、10の各々の個数y1は共に15となり、木ネジ9により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fy1は、Fy1=Pn×y1=11.2~45kNとなり、木ネジ10により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFy1となる。
これに対し、帯状プレート7、8が当てがわれていない面材6の部分だけに釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘11、12の各々の個数y2は共に12となり、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fy2は、Fy2=Pk×y2=3.24~3.84kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFy2となる。
また、帯状プレート7、8が当てがわれている面材6の部分にも釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fy2’は、上記固定力Fx2’と同じとなり、Fy2’=Fx2’=4.86~5.76kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFy2’となる。
これより、木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する固定力Fy1は、釘11、12により面材6を柱2、3に固定する固定力Fy2の最大値の2.9倍から11.7倍、Fy2’の最大値の1.9倍から7.8倍となる。
この場合も、木ネジ9、10と釘11、12により面材6を柱2、3に固定するに際し、釘11、12の固定力より大きい固定力で、面材6を柱2、3に木ネジ9、10で強固に固定することでき、木ネジ9、10の固定力より小さい固定力で、面材6を柱2、3に釘11、12で仮固定することができる。
木ネジ9、10の間隔(ピッチ)を100mmとすると、木ネジ9、10の各々の個数y1は共に15となり、木ネジ9により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fy1は、Fy1=Pn×y1=11.2~45kNとなり、木ネジ10により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFy1となる。
これに対し、帯状プレート7、8が当てがわれていない面材6の部分だけに釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘11、12の各々の個数y2は共に12となり、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fy2は、Fy2=Pk×y2=3.24~3.84kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFy2となる。
また、帯状プレート7、8が当てがわれている面材6の部分にも釘11、12を打ち込んだ場合、釘11、12の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘11により面材6の左端部を柱2に固定する固定力Fy2’は、上記固定力Fx2’と同じとなり、Fy2’=Fx2’=4.86~5.76kNとなり、釘12により面材6の右端部を柱3に固定する固定力もFy2’となる。
これより、木ネジ9、10により面材6を柱2、3に固定する固定力Fy1は、釘11、12により面材6を柱2、3に固定する固定力Fy2の最大値の2.9倍から11.7倍、Fy2’の最大値の1.9倍から7.8倍となる。
この場合も、木ネジ9、10と釘11、12により面材6を柱2、3に固定するに際し、釘11、12の固定力より大きい固定力で、面材6を柱2、3に木ネジ9、10で強固に固定することでき、木ネジ9、10の固定力より小さい固定力で、面材6を柱2、3に釘11、12で仮固定することができる。
[軸組面材耐力壁の作用]
軸組面材耐力壁1において、梁4を土台5に対して軸方向(左右方向)に往復移動させようとする強大な外力が繰り返し作用すると、柱2、3の下端部が土台5に固定されていることから、柱2、3の上端部が下端部に対して梁4の軸方向に往復移動する。
この場合、面材6の左側の側面は柱2の切欠き2kに拘束され、面材6の右側の側面は柱3の切欠き3kに拘束されていることから、面材6は、柱2、3に対して左右方向にはずれずに上下方向にずれ、また、柱2、3から正面方向(正面上方向、正面下方向を含む)に離れようとする。
このような面材6を柱2、3から上下方向にずらしたり、正面方向に引き離そうとする過大な力が作用した場合、特に、面材6を柱2、3から正面方向に引き離そうとする過大な力が作用した場合の面材の動きについて説明する。
図6は、面材6を柱2、3から正面方向に引き離そうとする過大な力が作用した場合の面材6の動きを説明する説明図であり、図6(a1)は、木ネジ9を帯状プレート7の貫通孔7aから面材6と柱2にねじ込んで面材6を柱2に固定した状態の木ネジ9近傍の断面図(図4(a)と同じ図)、図6(a2)は、木ネジ9を帯状プレート7を介さずに面材6と柱2にねじ込んで面材6を柱2に固定した状態の木ネジ9近傍の断面図、図6(a3)は、木ネジ9と同じ長さの釘を木ネジ9に代えて面材6と柱2に打ち込んで面材6を柱2に固定した状態の釘近傍の断面図、図6(b1)は、図6(a1)で、面材6を柱2から引き離そうとする斜め上方向の力が作用した場合の木ネジ9近傍の断面図、図6(b2)は、図6(a2)で、面材6を柱2から引き離そうとする斜め上方向の力が作用した場合の木ネジ9近傍の断面図、図6(b3)は、図6(a3)で、面材6を柱2から引き離そうとする斜め上方向の力が作用した場合の釘近傍の断面図であり、図中、13は釘、13aは頭部、13bは胴部である。
軸組面材耐力壁1において、梁4を土台5に対して軸方向(左右方向)に往復移動させようとする強大な外力が繰り返し作用すると、柱2、3の下端部が土台5に固定されていることから、柱2、3の上端部が下端部に対して梁4の軸方向に往復移動する。
この場合、面材6の左側の側面は柱2の切欠き2kに拘束され、面材6の右側の側面は柱3の切欠き3kに拘束されていることから、面材6は、柱2、3に対して左右方向にはずれずに上下方向にずれ、また、柱2、3から正面方向(正面上方向、正面下方向を含む)に離れようとする。
このような面材6を柱2、3から上下方向にずらしたり、正面方向に引き離そうとする過大な力が作用した場合、特に、面材6を柱2、3から正面方向に引き離そうとする過大な力が作用した場合の面材の動きについて説明する。
図6は、面材6を柱2、3から正面方向に引き離そうとする過大な力が作用した場合の面材6の動きを説明する説明図であり、図6(a1)は、木ネジ9を帯状プレート7の貫通孔7aから面材6と柱2にねじ込んで面材6を柱2に固定した状態の木ネジ9近傍の断面図(図4(a)と同じ図)、図6(a2)は、木ネジ9を帯状プレート7を介さずに面材6と柱2にねじ込んで面材6を柱2に固定した状態の木ネジ9近傍の断面図、図6(a3)は、木ネジ9と同じ長さの釘を木ネジ9に代えて面材6と柱2に打ち込んで面材6を柱2に固定した状態の釘近傍の断面図、図6(b1)は、図6(a1)で、面材6を柱2から引き離そうとする斜め上方向の力が作用した場合の木ネジ9近傍の断面図、図6(b2)は、図6(a2)で、面材6を柱2から引き離そうとする斜め上方向の力が作用した場合の木ネジ9近傍の断面図、図6(b3)は、図6(a3)で、面材6を柱2から引き離そうとする斜め上方向の力が作用した場合の釘近傍の断面図であり、図中、13は釘、13aは頭部、13bは胴部である。
木ネジ9により面材6を柱2に固定した場合において、面材6を柱2から正面方向に引き離そうとする強い力(斜め上方向の力T)が作用して、柱2から木ネジ9を引き抜こうとする強い力が作用した場合、木ネジ9の引抜耐力が大きいことから、木ネジ9の胴部9bは、柱2から引き抜かれず、柱2にねじ込まれた状態を維持し、面材6は力Tで木ネジ9の頭部を押し付ける。
この場合、図6(b1)に示すように、木ネジ9の頭部9aと面材6との間に帯状プレート7が介在していると、頭部9aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2から離れるパンチングアウトが防止される。
これに対して、図6(b2)に示すように、木ネジ9の頭部9aと面材6が接触していると、面材6の表面が力Tで頭部9aに押し付けられ、頭部9aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2から離れるパンチングアウトが生じる。
また、図6(a3)に示すように、木ネジ9に代えて釘13により面材6を柱2に固定した場合において、面材6を柱2から引き離そうとする強い力Tが作用しても、釘13の胴部13bが柱2から引き抜かれず、柱2に打ち込まれた状態を維持する場合、図6(b3)に示すように、面材6の表面が力Tで頭部13aに押し付けられ、頭部13aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2から離れるパンチングアウトが生じる。
この場合、図6(b1)に示すように、木ネジ9の頭部9aと面材6との間に帯状プレート7が介在していると、頭部9aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2から離れるパンチングアウトが防止される。
これに対して、図6(b2)に示すように、木ネジ9の頭部9aと面材6が接触していると、面材6の表面が力Tで頭部9aに押し付けられ、頭部9aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2から離れるパンチングアウトが生じる。
また、図6(a3)に示すように、木ネジ9に代えて釘13により面材6を柱2に固定した場合において、面材6を柱2から引き離そうとする強い力Tが作用しても、釘13の胴部13bが柱2から引き抜かれず、柱2に打ち込まれた状態を維持する場合、図6(b3)に示すように、面材6の表面が力Tで頭部13aに押し付けられ、頭部13aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2から離れるパンチングアウトが生じる。
以上のように軸組面材耐力壁1においては、複数の木ネジ9、10により、面材6は、帯状プレート7、8を介して柱2、3の切欠き2k、3kに強固に固定され、梁4を土台5に対して軸方向(左右方向)に往復移動させようとする強大な外力が繰り返し作用し、面材6を柱2、3から正面方向に引き離そうとする過大な力が作用しても、木ネジ9、10の頭部9a、10aが面材6に食い込んだり等して面材6が柱2、3から離れるパンチングアウトが十分に防止される。
[枠組面材耐力壁の構成]
図7は、本発明の実施形態の面材耐力壁のうちの枠組面材耐力壁(面材1枚分)の構成を示す斜視図、図8は、図7に示す枠組面材耐力壁の正面図、図9(a)は、図8のD-D断面図、図9(b)は、図8のE-E断面図、図10は、図7に示す枠組面材耐力壁においてフレームから面材等を分解した分解斜視図である。
図中、20は枠組面材耐力壁(面材1枚分)、21は枠組面材耐力壁の左端に配置された縦枠(スタッド)である左縦枠、22は枠組面材耐力壁の右端に配置された縦枠である右縦枠、23はスタッド(縦枠)、24は上枠、25は下枠、26は面材、27、28は帯状プレート、27a、28aは貫通孔、29、30は木ネジ、29a、30aは頭部、29b、30aは胴部、31、32、33、34、35は釘、31a、32a、33a、34a、35aは頭部、31b、32b、33b、34b、35bは胴部である。
枠組面材耐力壁20は、左縦枠21、右縦枠22、スタッド23、面材26等から構成される。
枠組面材耐力壁20においては、上枠24と下枠25が、その軸方向が水平方向(左右方向)になるようにして上下に配置され、上枠24と下枠25の間の一部に左縦枠21、右縦枠22、スタッド23が接合されて木造枠組壁構造のフレームが形成され、左縦枠21の右半分に面材26の左端部が重ねられ、右縦枠22の左半分に面材26の右端部が重ねられ、このフレームに面材26が取り付けられる。
そして、左縦枠21の左半分には別の面材が重ねられ、右縦枠22の右半分にはさらに別の面材が重ねられ、複数枚の面材が左右方向に連続して配置された枠組面材耐力壁が形成される。
この場合、上枠24と下枠25への左縦枠21、右縦枠22、スタッド23の接合は、釘等(図示せず)により行われる。
なお、左縦枠21と右縦枠22の間に配置するスタッド23の本数は、本実施形態のような1本に限定されず、2本~4本としてもよい。
また、左縦枠21や右縦枠22には、2本の縦枠(スタッド)を左右方向に重ねたものを使用してもよく、上枠24に頭つなぎを重ねてもよい。
図7は、本発明の実施形態の面材耐力壁のうちの枠組面材耐力壁(面材1枚分)の構成を示す斜視図、図8は、図7に示す枠組面材耐力壁の正面図、図9(a)は、図8のD-D断面図、図9(b)は、図8のE-E断面図、図10は、図7に示す枠組面材耐力壁においてフレームから面材等を分解した分解斜視図である。
図中、20は枠組面材耐力壁(面材1枚分)、21は枠組面材耐力壁の左端に配置された縦枠(スタッド)である左縦枠、22は枠組面材耐力壁の右端に配置された縦枠である右縦枠、23はスタッド(縦枠)、24は上枠、25は下枠、26は面材、27、28は帯状プレート、27a、28aは貫通孔、29、30は木ネジ、29a、30aは頭部、29b、30aは胴部、31、32、33、34、35は釘、31a、32a、33a、34a、35aは頭部、31b、32b、33b、34b、35bは胴部である。
枠組面材耐力壁20は、左縦枠21、右縦枠22、スタッド23、面材26等から構成される。
枠組面材耐力壁20においては、上枠24と下枠25が、その軸方向が水平方向(左右方向)になるようにして上下に配置され、上枠24と下枠25の間の一部に左縦枠21、右縦枠22、スタッド23が接合されて木造枠組壁構造のフレームが形成され、左縦枠21の右半分に面材26の左端部が重ねられ、右縦枠22の左半分に面材26の右端部が重ねられ、このフレームに面材26が取り付けられる。
そして、左縦枠21の左半分には別の面材が重ねられ、右縦枠22の右半分にはさらに別の面材が重ねられ、複数枚の面材が左右方向に連続して配置された枠組面材耐力壁が形成される。
この場合、上枠24と下枠25への左縦枠21、右縦枠22、スタッド23の接合は、釘等(図示せず)により行われる。
なお、左縦枠21と右縦枠22の間に配置するスタッド23の本数は、本実施形態のような1本に限定されず、2本~4本としてもよい。
また、左縦枠21や右縦枠22には、2本の縦枠(スタッド)を左右方向に重ねたものを使用してもよく、上枠24に頭つなぎを重ねてもよい。
左縦枠21、右縦枠22、スタッド23、上枠24、下枠25には、柱2、3等と同じ木製の材料の他、SPF材、すなわち、北米産の針葉樹であるスプルース(Spruce/トウヒ)、パイン(Pine/松)、ファー(Fir/もみの木)等も使用される。
左縦枠21、右縦枠22、スタッド23の断面寸法(短辺×長辺)は、38mm×89mm、38mm×140mm、38mm×184mm等であり、高さ(長さ)は、約1m~9mである。
上枠24、下枠25の断面寸法(短辺×長辺)は、左縦枠21等と同じ、38mm×89mm、38mm×140mm、38mm×184mm等であり、長さは、約1m~12mである。
面材26には、面材6と同じ材料が使用され、厚さは5mm~45mm、幅(左右方向の長さ)は、約0.9m~2.5m、高さ(上下方向の長さ)は、約1m~9mであり、左縦枠21、右縦枠22、スタッド23、上枠24、下枠25で形成されるフレームと同じサイズとなる。
左縦枠21、右縦枠22、スタッド23の断面寸法(短辺×長辺)は、38mm×89mm、38mm×140mm、38mm×184mm等であり、高さ(長さ)は、約1m~9mである。
上枠24、下枠25の断面寸法(短辺×長辺)は、左縦枠21等と同じ、38mm×89mm、38mm×140mm、38mm×184mm等であり、長さは、約1m~12mである。
面材26には、面材6と同じ材料が使用され、厚さは5mm~45mm、幅(左右方向の長さ)は、約0.9m~2.5m、高さ(上下方向の長さ)は、約1m~9mであり、左縦枠21、右縦枠22、スタッド23、上枠24、下枠25で形成されるフレームと同じサイズとなる。
[帯状プレート、線状ネジ部材、釘]
帯状プレート27、28は、帯状プレート7、8と同じ構造で同じ材料からなり、木ネジ29、30が貫通する複数の貫通孔27a、28aが、長手方向(上下方向)に並んで設けられている。
帯状プレート27、28の寸法は、厚さが0.7mm~4.0mm、幅が10mm~20mm、長さが500mm~2000で面材26の高さの1/4以上望ましくは1/3以上であり、帯状プレート7、8と同様に、厚さtは1.0mm以上、2.0mm以下が望ましい。
木ネジ29、30は、本発明の線状ネジ部材となるもので、木ネジ9、10と同じ構造で同じ材料からなり、頭部29a、30aと胴部29b、30bを有し、そのサイズは、木ネジ9、10と同様に、呼び径(胴部29a、30bの径)が、4.5mm~6.2mm、長さ(胴部29b、30bの長さ)が56mm~100mmである。
そして、木ネジ29、30は、帯状プレート27、28の貫通孔27a、28aから面材26にねじ込まれ、面材26を貫通して左縦枠21、右縦枠22にねじ込まれ、面材26の左端部を左縦枠21の右半分に強固に固定し、面材26の右端部を右縦枠22の左半分に強固に固定する。
釘31、32は、釘11、12と同じ構造で同じ材料からなり、頭部31a、32aと胴部31b、32bを有する。
この釘31、32は、面材26の左端部を左縦枠21の右半分に仮固定し、面材26の右端部を右縦枠22の左半分に仮固定するためのものであり、その長さは、釘11、12と同様に、面材6の厚さの2~5倍以下である。
そして、釘31、32は、面材26の正面から打ち込まれ、面材26を貫通して左縦枠21、右縦枠22に打ち込まれ、面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に仮固定する。
釘33、34、35は、頭部33a、34a、35aと胴部33b、34b、35を有し、鉄丸釘やステンレス釘等からなり、釘31、32と同じ長さかそれより長い。
そして、釘33、34、35は、面材26の正面から打ち込まれ、面材26を貫通してスタッド23、上枠24、下枠25に打ち込まれ、面材26をスタッド23、上枠24、下枠25に固定する。
なお、釘31、32は、帯状プレート27、28が当てがわれていない面材26の部分だけでなく、帯状プレート27、28が当てがわれた面材26の部分に打ち込んでもよい。
帯状プレート27、28は、帯状プレート7、8と同じ構造で同じ材料からなり、木ネジ29、30が貫通する複数の貫通孔27a、28aが、長手方向(上下方向)に並んで設けられている。
帯状プレート27、28の寸法は、厚さが0.7mm~4.0mm、幅が10mm~20mm、長さが500mm~2000で面材26の高さの1/4以上望ましくは1/3以上であり、帯状プレート7、8と同様に、厚さtは1.0mm以上、2.0mm以下が望ましい。
木ネジ29、30は、本発明の線状ネジ部材となるもので、木ネジ9、10と同じ構造で同じ材料からなり、頭部29a、30aと胴部29b、30bを有し、そのサイズは、木ネジ9、10と同様に、呼び径(胴部29a、30bの径)が、4.5mm~6.2mm、長さ(胴部29b、30bの長さ)が56mm~100mmである。
そして、木ネジ29、30は、帯状プレート27、28の貫通孔27a、28aから面材26にねじ込まれ、面材26を貫通して左縦枠21、右縦枠22にねじ込まれ、面材26の左端部を左縦枠21の右半分に強固に固定し、面材26の右端部を右縦枠22の左半分に強固に固定する。
釘31、32は、釘11、12と同じ構造で同じ材料からなり、頭部31a、32aと胴部31b、32bを有する。
この釘31、32は、面材26の左端部を左縦枠21の右半分に仮固定し、面材26の右端部を右縦枠22の左半分に仮固定するためのものであり、その長さは、釘11、12と同様に、面材6の厚さの2~5倍以下である。
そして、釘31、32は、面材26の正面から打ち込まれ、面材26を貫通して左縦枠21、右縦枠22に打ち込まれ、面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に仮固定する。
釘33、34、35は、頭部33a、34a、35aと胴部33b、34b、35を有し、鉄丸釘やステンレス釘等からなり、釘31、32と同じ長さかそれより長い。
そして、釘33、34、35は、面材26の正面から打ち込まれ、面材26を貫通してスタッド23、上枠24、下枠25に打ち込まれ、面材26をスタッド23、上枠24、下枠25に固定する。
なお、釘31、32は、帯状プレート27、28が当てがわれていない面材26の部分だけでなく、帯状プレート27、28が当てがわれた面材26の部分に打ち込んでもよい。
[釘、線状ネジ部材(木ネジ)による面材と縦枠の固定力]
木ネジ29、30により帯状プレート27、28を介して面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定した場合、木ネジ1本の引抜耐力Pnは、木ネジ9、10の場合と同様に、面材26の厚みを面材6と同じ10mm、木ネジの呼び径を4.5mm~6.2mm、木ネジの長さを56mm~100mmとして、Pn=0.75~3.0kN(キロニュートン)となる。
一方、釘31、32により面材26を左縦枠21、右縦枠22に固定した場合、釘1本の引抜耐力Pkは、釘11、12の場合と同様に、釘の長さを50mmとして、Pk=0.27~0.32kNとなる。
今、面材26の高さ(上下方向の長さ)面材6と同じ2700mm、帯状プレート27、28の長さを1000mmとする。
木ネジ29、30により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力を、各木ネジの引抜耐力の総合計で表すと、木ネジ29、30の間隔(ピッチ)を100mmとして、木ネジ29により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は木ネジ9の場合と同じFx1=7.5~30kNとなり、木ネジ30により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFx1となる。
これに対し、釘31、32により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力を、各釘31、32の引抜耐力の総合計で表すと、帯状プレート27、28が当てがわれていない面材26の部分だけに釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、釘11の場合と同じFx2=4.32~5.12kNとなり、釘32により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFx2となる。
また、帯状プレート27、28が当てがわれている面材26の部分にも釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、釘11の場合と同じF2’=4.86~5.76kNとなり、釘32により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFx2’となる。
これより、木ネジ29、30により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fx1は、釘31、32により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fx2の最大値の1.4倍から5.8倍、Fx2’の 最大値の1.3倍から5.2倍となる。
木ネジ29、30により帯状プレート27、28を介して面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定した場合、木ネジ1本の引抜耐力Pnは、木ネジ9、10の場合と同様に、面材26の厚みを面材6と同じ10mm、木ネジの呼び径を4.5mm~6.2mm、木ネジの長さを56mm~100mmとして、Pn=0.75~3.0kN(キロニュートン)となる。
一方、釘31、32により面材26を左縦枠21、右縦枠22に固定した場合、釘1本の引抜耐力Pkは、釘11、12の場合と同様に、釘の長さを50mmとして、Pk=0.27~0.32kNとなる。
今、面材26の高さ(上下方向の長さ)面材6と同じ2700mm、帯状プレート27、28の長さを1000mmとする。
木ネジ29、30により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力を、各木ネジの引抜耐力の総合計で表すと、木ネジ29、30の間隔(ピッチ)を100mmとして、木ネジ29により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は木ネジ9の場合と同じFx1=7.5~30kNとなり、木ネジ30により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFx1となる。
これに対し、釘31、32により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力を、各釘31、32の引抜耐力の総合計で表すと、帯状プレート27、28が当てがわれていない面材26の部分だけに釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、釘11の場合と同じFx2=4.32~5.12kNとなり、釘32により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFx2となる。
また、帯状プレート27、28が当てがわれている面材26の部分にも釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、釘11の場合と同じF2’=4.86~5.76kNとなり、釘32により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFx2’となる。
これより、木ネジ29、30により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fx1は、釘31、32により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fx2の最大値の1.4倍から5.8倍、Fx2’の 最大値の1.3倍から5.2倍となる。
ここで、面材26の高さ(上下方向の長さ)2700mmと上記と同じにし、帯状プレート27、28の長さを1500mmと長くする。
木ネジ29、30の間隔(ピッチ)を100mmとすると、木ネジ29により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、木ネジ9の場合と同じFy1=11.2~45kNとなり、木ネジ30により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFy1となる。
これに対し、帯状プレート27、28が当てがわれていない面材26の部分だけに釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、釘11の場合と同じFy2=3.24~3.84kNとなり、釘22により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFy2となる。
また、帯状プレート27、28が当てがわれている面材26の部分にも釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21右に固定する固定力は、上記固定力Fx2’=4.86~5.76kNと同じとなり、釘32により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFy2’となる。
これより、木ネジ29、30により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fy1は、釘31、32により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fy2、Fy2’の1.9倍から7.8倍となる。
木ネジ29、30の間隔(ピッチ)を100mmとすると、木ネジ29により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、木ネジ9の場合と同じFy1=11.2~45kNとなり、木ネジ30により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFy1となる。
これに対し、帯状プレート27、28が当てがわれていない面材26の部分だけに釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を100mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21の右半分に固定する固定力は、釘11の場合と同じFy2=3.24~3.84kNとなり、釘22により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFy2となる。
また、帯状プレート27、28が当てがわれている面材26の部分にも釘31、32を打ち込んだ場合、釘31、32の間隔(ピッチ)を150mmとして、釘31により面材26の左端部を左縦枠21右に固定する固定力は、上記固定力Fx2’=4.86~5.76kNと同じとなり、釘32により面材26の右端部を右縦枠22の左半分に固定する固定力もFy2’となる。
これより、木ネジ29、30により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fy1は、釘31、32により面材26の左端部、右端部を左縦枠21の右半分、右縦枠22の左半分に固定する固定力Fy2、Fy2’の1.9倍から7.8倍となる。
[枠組面材耐力壁の作用]
枠組面材耐力壁20に多方向からの強大な外力が繰り返し作用すると、左縦枠21、右縦枠22、スタッド23の下端部が基礎等に固定された下枠に固定されていることから、上枠24が下枠25に対して移動し、面材26の左端部、右端部を左縦枠21、右縦枠22から引き離そうとする過大な力が作用し、左縦枠21、右縦枠22から木ネジ29、30を引き抜こうとする強い力が作用する。
この場合、木ネジ29、30の引抜耐力が大きいことから、木ネジ29、30の胴部29b、30bは、左縦枠21、右縦枠22から引き抜かれず、左縦枠21、右縦枠22にねじ込まれた状態を維持する。
そして、帯状プレート7、8を介して木ネジ9、10で柱2、3を固定した場合と同様に、木ネジ29、30の頭部29a、30aと面材26の左端部、右端部との間に帯状プレート27、28が介在していることから、面材26の左端部、右端部は過大な力で木ネジ29、30の頭部29a、30aを押し付けることなく、頭部29a、30aが面材26の左端部、右端部に食い込んだり等して面材26の左端部、右端部が左縦枠21、右縦枠22から離れるパンチングアウトが防止される。
枠組面材耐力壁20に多方向からの強大な外力が繰り返し作用すると、左縦枠21、右縦枠22、スタッド23の下端部が基礎等に固定された下枠に固定されていることから、上枠24が下枠25に対して移動し、面材26の左端部、右端部を左縦枠21、右縦枠22から引き離そうとする過大な力が作用し、左縦枠21、右縦枠22から木ネジ29、30を引き抜こうとする強い力が作用する。
この場合、木ネジ29、30の引抜耐力が大きいことから、木ネジ29、30の胴部29b、30bは、左縦枠21、右縦枠22から引き抜かれず、左縦枠21、右縦枠22にねじ込まれた状態を維持する。
そして、帯状プレート7、8を介して木ネジ9、10で柱2、3を固定した場合と同様に、木ネジ29、30の頭部29a、30aと面材26の左端部、右端部との間に帯状プレート27、28が介在していることから、面材26の左端部、右端部は過大な力で木ネジ29、30の頭部29a、30aを押し付けることなく、頭部29a、30aが面材26の左端部、右端部に食い込んだり等して面材26の左端部、右端部が左縦枠21、右縦枠22から離れるパンチングアウトが防止される。
本発明の面材耐力壁における面材の取付構造及び面材耐力壁は、面材耐力壁に強大な外力が繰り返し作用し、面材と柱等の固定部分に面材を柱又等から引き離そうとする過大な力が繰り返し作用しても、固定部材が面材に食い込んだり等して、面材が柱等から離れるパンチングアウトを十分に防止でき、木造軸組構造の建築物又は木造枠組壁構造の建築物に利用することができる。
1 軸組面材耐力壁
2、3 柱
2hu、2hs、3hu、3hs ホゾ
2k、3k 切欠き
4 梁
4a、4b ホゾ穴
5 土台
5a、5b ホゾ穴
6 面材
7、8 帯状プレート
7a、8a 貫通孔
9、10 木ネジ
9a、10a 頭部
9b、10a 胴部
11、12、13 釘
11a、12a、13a 頭部
11b、12a、13b 胴部
20 枠組面材耐力壁
21 左縦枠
22 右縦枠
23 スタッド(縦枠)
24 上枠
25 下枠
26 面材
27、28 帯状プレート
27a、28a 貫通孔
29、30 木ネジ
29a、30a 頭部、
29b、30a 胴部
31、32、33、34、35 釘
31a、32a、33a、34a、35a 頭部
31b、32b、33b、34b、35b 胴部
2、3 柱
2hu、2hs、3hu、3hs ホゾ
2k、3k 切欠き
4 梁
4a、4b ホゾ穴
5 土台
5a、5b ホゾ穴
6 面材
7、8 帯状プレート
7a、8a 貫通孔
9、10 木ネジ
9a、10a 頭部
9b、10a 胴部
11、12、13 釘
11a、12a、13a 頭部
11b、12a、13b 胴部
20 枠組面材耐力壁
21 左縦枠
22 右縦枠
23 スタッド(縦枠)
24 上枠
25 下枠
26 面材
27、28 帯状プレート
27a、28a 貫通孔
29、30 木ネジ
29a、30a 頭部、
29b、30a 胴部
31、32、33、34、35 釘
31a、32a、33a、34a、35a 頭部
31b、32b、33b、34b、35b 胴部
Claims (7)
- 左側の柱、該左側の柱に隣り合う右側の柱、上側横架材及び下側横架材で形成される骨格に面材を取り付けて形成される木造軸組構造の建築物の面材耐力壁における前記面材の取付構造であって、
前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、
前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、
前記面材を前記左側の柱と前記右側の柱から引き離そうとする外力が前記耐力壁に作用した場合、前記左側の柱と前記右側の柱の各々において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材が前記左側の柱及び/又は前記右側の柱から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させたことを特徴とする面材耐力壁における面材の取付構造。 - 前記複数の線状ネジ部材が前記面材の左右の端部を前記左側の柱と前記右側の柱に固定する固定力は、前記複数の釘が前記面材の左右の端部を前記左側の柱と前記右側の柱に固定する固定力の1.3倍から5.2倍であることを特徴とする請求項1記載の面材耐力壁における面材の取付構造。
- 前記左側の柱と前記右側の柱には、前記面材が重なる部分が切り欠かれた切欠き部が形成され、該切欠き部に前記面材の左右の端部が重ねられ、前記面材が、前記左側の柱と前記右側の柱に対して左右方向にずれないようにしたことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の面材耐力壁における面材の取付構造。
- 前記帯状プレートは、厚さが0.7mm~4.0mmの鋼板からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載した面材耐力壁における面材の取付構造。
- 上枠、下枠、該上枠と該下枠の間に複数枚の縦枠が組み付けたられたフレームに面材を取り付けて形成される木造枠組壁構造の建築物の面材耐力壁における前記面材の取付構造であって、
前記面材の左端部と右端部を、前記複数の縦枠のうち左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、
前記面材の左端部と右端部を、前記左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、
前記面材の左端部と右端部を前記左端と右端の縦枠から引き離そうとする外力が前記面材耐力壁に作用した場合、前記左端と右端の縦枠において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材の左端部と右端部が前記左端及び/又は右端の縦枠から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させたことを特徴とする面材耐力壁における面材の取付構造。 - 左側の柱、該左側の柱に隣り合う右側の柱、上側横架材及び下側横架材で形成される骨格に面材を取り付けて形成される木造軸組構造の建築物の面材耐力壁であって、
前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、
前記面材の左右の端部を、前記左側の柱と前記右側の柱に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、
前記面材を前記左側の柱と前記右側の柱から引き離そうとする外力が前記耐力壁に作用した場合、前記左側の柱と前記右側の柱の各々において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材が前記左側の柱及び/又は前記右側の柱から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させたことを特徴とする面材耐力壁。 - 上枠、下枠、該上枠と該下枠の間に複数枚の縦枠が組み付けたられたフレームに面材を取り付けて形成される木造枠組壁構造の建築物の面材耐力壁であって、
前記面材の左端部と右端部を、前記複数の縦枠のうち左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の釘で仮固定し、かつ、
前記面材の左端部と右端部を、前記左端と右端の縦枠に、前記面材を貫通する複数の線状ネジ部材で強固に固定し、
前記面材の左端部と右端部を前記左端と右端の縦枠から引き離そうとする外力が前記面材耐力壁に作用した場合、前記左端と右端の縦枠において、前記複数の線状ネジ部材に過大な力が繰り返し作用しても、前記複数の線状ネジ部材が前記面材に食い込んだりめり込んだりして、前記面材の左端部と右端部が前記左端及び/又は右端の縦枠から離れるのを防止する上下方向に長い長尺の帯状プレートであって前記複数の線状ネジ部材が貫通した帯状プレートを、前記複数の線状ネジ部材の頭部と前記面材の間に介在させたことを特徴とする面材耐力壁。
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