JP3672901B2 - 壁パネルの建築構造物への接合構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばツーバイフォー住宅等の建築構造物に使用する壁パネルの建築構造物への接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の壁パネルの建築構造物への接合構造として、例えば本出願人の提案に係る第２８４５７８４号特許公報に記載したものがある。図１４は、従来の壁パネルを、これの一部を破断して示す斜視図、図１５は、その壁パネルを側根太に接合した部分側面図である。
【０００３】
第２８４５７８４号特許公報に記載の壁パネル１は、上下枠材２，３及び縦枠材４，４（一方は図示しない）を組み立てた壁枠５と、この壁枠５の内外両面に貼り付けた構造用合板６及び石膏ボード７と、それら壁枠５，構造用合板６及び石膏ボード７によって区画形成される閉塞空間に充填された発泡体８…とを、施工前に予め一体形成してなるものである。
【０００４】
前記石膏ボード７には、前記壁パネル１に隣接する部材と下枠材３や縦枠材４とを接合するための釘打ち用ガン挿入用の窓孔７ａ…を一定の間隔で形成したものである。
【０００５】
また、前記構造用合板６の下縁部を下枠材３よりも下方に延出し、その下枠材３よりも下方に延出した下縁部６ａを側根太９の外面９ａに沿わせるとともに、該下縁部６ａを当該根太９に釘打ち固定したものである。
【０００６】
前記壁パネルの建築構造物への接合構造によれば、現場での作業工数を大幅に削減でき、しかも壁パネルに隣接する側根太等の構造材と当該壁パネルとの接合を確実に行えるようになる。
【０００７】
【特許文献１】
第２８４５７８４号特許公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記壁パネル１の建築構造物への接合構造では、下枠材３等に比較して強度的に弱い構造用合板６の下縁部６ａを、複数本の釘３１…を横一列にして側根太９に打ち付けているだけなので、壁パネル１と側根太９との接合強度を十分に確保することが難しく、接合強度の向上が図り難い。
【０００９】
敷衍すると、例えば地震等による強い横揺れが壁パネル１に加わると、構造用合板６には、これの下縁部６ａを側根太９に打ち付けている釘を中心とした大きな集中応力が発生する。
【００１０】
その結果、下枠材３と側根太９とが接合しているにも拘わらず、上記横揺れに伴って、下枠材３に打ち付けられたまま残っている釘３１…により、構造用合板６の下縁部６ａが断裂され、壁パネル１自体が損壊する虞がある。
【００１１】
また、壁パネル１に隣接する側根太６と壁枠５とを接合するための釘打ち用ガン挿入用の窓孔７ａ…を、釘打ち用ガン（図示しない）を挿入できるように大きく開設しなければならないので、壁パネル１自体の機械的強度を低下させる虞がある。
【００１２】
さらに、その窓孔７ａ…を予め形成しておく必要があり、また、接合後には各窓孔７ａ…を石膏等によって閉じなければならないが、各窓孔７ａの開口面積が大きいので、それらの作業が煩雑である。
【００１３】
そこで本発明は、強い横揺れ等が壁パネルに作用するときにも、該壁パネルのパネル板と下枠材との損壊分離を防止することを第１の目的とし、また、当該壁パネルと建築構造物との接合強度を十分に確保することを第２の目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を達成するため、建築構造物の構造材に壁パネルを複数本の木ねじにより接合するものであって、
建築構造物の構造材を、土台上に側根太を載置することにより構成し、これら土台と側根太の外壁面に外壁材を複数の釘を介して固定するとともに、土台と側根太とを、これらの内外面から複数の釘をそれぞれ傾斜姿勢で打ち込むことにより固定し、
壁パネルを、互いに所要の間隔で対向する２本の縦枠材の上端部間に上枠材が、２本の縦枠材の下端部間に下枠材がそれぞれ横に架設されることにより形成される壁枠と、この壁枠の屋内に面する内面に貼り着けられる石膏ボードと、壁枠の屋外に面する外面に貼り着けられる構造用合板とから構成し、構造用合板の上下縁部を壁枠の上枠材と下枠材からそれぞれ突出させ、側根太上に壁パネルを載置し、側根太の外面に壁パネルの構造用合板の下縁部を接触させて複数本の釘を打ち込むことにより固定するとともに、この複数本の釘を上下多段に配列し、相隣接する上下２段の釘列をなす釘同士を互い違いの千鳥状に配列し、
複数本の木ねじを、壁パネルの下枠材の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの構造用合板とを接合する第１の螺入列と、壁パネルの下枠材の屋内に面する内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの石膏ボードとを接合する第２の螺入列とから形成し、下枠材の長手方向に第１、第２の螺入列を互いに対向しないよう配列し、これら第１、第２の螺入列の木ねじを水平面に対して傾斜させ、かつ第１、第２の螺入列の木ねじを断面視で交差させるようにしたことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、壁パネルの斜視図、図２は、その壁パネルの外面図、図３は、その壁パネルの内面図、図４は、その壁パネルの側面図、図５は、その壁パネルの下面図である。
【００２０】
Ａは、壁枠１０、パネル板１１〜１３、パネル板１４〜１６及び断熱材１７…からなる壁パネルであり、縦横寸法を各２７００mm前後に設定したやや横長方形のものである。
【００２１】
壁枠１０は、互いに所要の間隔にした２本の縦枠材１８，１９の上下端部間に上下枠材２０，２１を横架するとともに、それら縦枠材１８，１９間に、これらをほぼ均分する間隔にした５本の仕切り材２２〜２６を、また、上下枠材２０，２１間を二分する位置に仕切り材２７…を配設した構成になっている。
【００２２】
パネル板１１〜１３は、それぞれ後記する幅にし、かつ、上下枠材２０，２１よりもやや長い全長にした縦長方形の構造用合板であり、壁枠１０の外面に貼設されている。なお、以後、パネル板１１〜１３を構造用合板１１〜１３という。
【００２３】
構造用合板１１〜１３は、これらの上下縁部を上下枠材２０，２１の上下にそれぞれ所定の長さだけ延出させた状態で壁枠１０に貼設されているが、本実施形態においては、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａの延出長さＬ１を、後記する構造材である側根太２８の外面２８ａに重合するように約６０mmとしている。
下縁部１１ａ〜１３ａの延出長さＬ１は、下枠材２１の下面２１ａと、構造用合板１１〜１３の下端面１１ａ′〜１３ａ′との間の領域を指している。
【００２４】
なお、延出長さＬ１としては、構造用合板１１〜１３の板厚や材質等により、例えば５０〜７５mmの範囲内で適宜設定することができるが、下縁部１１ａ，１２ａ，１３ａと後記する側根太２８とを、互いに所要の間隔で上下２段に配列した複数本の釘３１…により打ち付けて固定できるように設定すればよいものである。
【００２５】
構造用合板１１〜１３のうち、構造用合板１１の幅は、外面視において、縦枠材１８と仕切り材２３の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００２６】
構造用合板１２の幅は、外面視において、仕切り材２３と仕切り材２５の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００２７】
構造用合板１３の幅は、外面視において、仕切り材２５と縦枠材１９の各軸心の間隔よりもやや大きく形成されており、その構造用合板１３の一側縁１３ａを仕切り材２５の軸心に一致させることにより、他側縁１３ｂを縦枠材１９よりも外側方に突出させた状態で貼設されている。
【００２８】
パネル板１４〜１６は、それぞれ後記する幅にし、かつ、上下枠材２０，２１よりもやや長い全長にした縦長方形の石膏ボードであり、壁枠１０の内面に貼設されている。なお、以後、パネル板１４〜１６を石膏ボード１４〜１６という。
【００２９】
本実施形態においては、石膏ボード１４〜１６は、これらの下端面１４ａ〜１６ａを下枠材２１の下面２１ａに一致させることにより、それらの上端面１４ｂ〜１６ｂを、上枠材２０の上方に所定の長さだけ突出させた状態で貼設されている。
【００３０】
石膏ボード１４の幅は、縦枠材１９と仕切り材２５の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００３１】
石膏ボード１５の幅は、仕切り材２５と仕切り材２３の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００３２】
石膏ボード１６の幅は、仕切り材２３と縦枠材１８の各軸心の間隔よりもやや大きく形成されており、これの一側縁１６ｃを仕切り材２３の軸心に一致させることにより、他側縁１６ｄを縦枠材１８よりも外側方に突出させた状態で貼設されている。
【００３３】
断熱材１７…は例えばグラスウールであり、それらは、縦枠材１８，１９、仕切り材２２〜２７、構造用合板１１〜１３及び石膏ボード１４〜１６で区画される各内部空処α…に収容されている。
【００３４】
上記した壁パネルＡの建築構造物への接合構造は、次の通りである。図６は、壁パネルＡを用いた建築構造物への接合構造の部分側面図、図７は、図６に包囲線Ｉで示す要部拡大図である。
【００３５】
壁パネルＡと側根太２８とは、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａを、互いに所要の間隔で上下２段に配列した複数本の釘３１…により打ち付けて固定しているとともに、複数本の木ねじ２９…によって接合固定されている。なお、構造用合板１１〜１３の外面には、図示しない防火サイディングが貼着されるようになっている。
【００３６】
具体的には、図８に示すように、上段側の釘列β１と下段側の釘列β２との間隔は２０mm、下枠材２１の下面と上段側の釘列β１との間が２０mm、また、下縁部１１ａ〜１３ａの下端面１１ａ′〜１３ａ′と下段側の釘列β２との間が２０mmとなっている。
なお、本実施形態においては、下縁部１１ａ〜１３ａの下端面１１ａ′〜１３ａ′と下段側の釘列β２との間を２０mmに設定しているが、この間の間隔は比較的広めに設定することが好ましい。
【００３７】
同じ釘列をなす隣接する釘３１，３１の間隔Ｗ１は１００mmとなっており、上段側の釘列β１と下段側の釘列β２の釘３１…は、平面視において、Ｗ２=５０ｍｍ間隔となるように打ち込まれている。
【００３８】
換言すると、上下２段に配列した複数本の釘３１…は、それらの釘列をなす釘３１…どうしをＷ１／２ピッチずつ互い違いに位置させた千鳥打ちになっている。このような千鳥打ちにすることによって、各釘３１の間隔を広く設定することができる。
【００３９】
従って、例えば地震等による強い横揺れが壁パネル１に作用する場合のように、構造用合板１１〜１３に、これの下縁部１１ａ〜１３ａを側根太２８に打ち付けている釘３１を中心とした大きな応力が発生しても、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａが断裂されて、壁パネル１自体が損壊することを防止できる。
【００４０】
上記した側根太２８は土台３２の上面に載置されており、それら側根太２８と土台３２とは、これらの外壁面どうしを跨いで貼り渡された外壁材３３を介して、上下４段に打ち込まれた釘３１…によって固定されているとともに、側根太２８の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で打ち込まれた釘３３…と、その側根太２８の前記内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で打ち込まれた釘３３によっても打ち付け固定されている。
【００４１】
上記各段の釘列の間隔はほぼ等間隔になっているとともに、各列をなす釘３１…と、前記した釘列β１，β２をなす釘３１…とは、図８に示すように、上下方向で重ならないようにややずらした位置関係となるように配置している。
【００４２】
木ねじ２９…は、下枠材２１の屋外に面する外面２１ｂ側から、屋内に面する内面２１ｃ側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺入した木ねじ２９がなす第１の螺入列γ１と、その下枠材２１の前記内面２１ｃ側から外面２１ｂ側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺入した木ねじ２９がなす第２の螺入列γ２からなる。
【００４３】
また、第１の螺入列γ１をなす木ねじ２９…と第２の螺入列γ２をなす木ねじ２９…とを、互いに対向しないように配列している。
【００４４】
各列をなす木ねじ２９相互の間隔は、例えば壁パネルＡの縦横の寸法等に従って、広狭設定すればよいものではあるが、本実施形態に示すように、壁パネルＡの縦横寸法が各２７００mm前後の場合、例えば２３０mmほどに設定することができる。
【００４５】
各木ねじ２９は、本実施形態においては、図９に示すように、水平面となす角度θを約６０°に設定している。なお、角度θは、約６０°に限るものではなく、下枠材の幅，木ねじのサイズやピッチ等を適宜勘案して所要の角度に設定すればよい。
【００４６】
上記壁パネルＡの建築構造物への接合作業は、工場等で予め組み立てておいた前記壁パネルＡを現場施工によって行うものであり、概ね次の通りである。
側根太２８に壁パネルＡを載置することにより、その壁パネルＡの下枠材２１の下面２１ａが、側根太２８の上面２８ａに当接するとともに、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａが、側根太２８の外面２８ｂに当接重合する。
【００４７】
前述したようにして、釘３１…を構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａに上記した所要の間隔で上下２段にして打ち込んで、該構造用合板１１〜１３を側根太２８に固定する。
【００４８】
これにより、構造用合板１１〜１３が側根太２８にしっかりと固定されるとともに、各釘３１…の間隔が十分に確保されているので、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａが釘３１…によって断裂されて壁パネルＡが損壊することがない。
【００４９】
さらに、木ねじ２９を、下枠材２１の長手方向に沿う所要の間隔でかつ所定の傾斜姿勢にして、構造用合板１１（１２，１３）及び石膏ボード１４（１５，１６）の所定位置に螺入する。
木ねじ２９の螺入に従って、構造用合板１１（１２，１３）及び石膏ボード１４（１５，１６）の所定位置には、図９に示すような木ねじ挿込み孔３０…が次第に形成される。
【００５０】
所要本数の木ねじ２９…を順次下枠材２１に螺入することにより、当該下枠材２１と側根太２８とを、従ってまた、壁パネルＡと建築構造物とを接合する。
【００５１】
本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造、及び筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造について、実大面内せん断耐力試験を行った。
【００５２】
［試験方法］
ここでは、次のような構成からなる本発明壁パネル、２×４工法による壁パネル、及び在来壁を用いて面内せん断耐力試験を行った。図１０は、本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、及び２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置であり、図１１は、筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置を示す正面図である。
なお、図中及び以下の説明において、「ＳＷ壁」との表記が本発明に係るもの、「２０４壁」との表記が２×４工法に係るもの、「在来壁」との表記が筋交長補正したものであり、Ｈで示す部分が約２５００mm、Ｗで示す部分が約１５８０mmとなっている。
また、３４は、試験体に対して荷重を加える油圧ジャッキであり、２８′は側根太、３２′は土台である。
【００５３】
＜ＳＷ壁＞
枠材の樹種：ダグラスファー
壁下地面材：片面構造用合板９ｍｍ、片面石膏ボード１２ｍｍ
釘接合仕様：ＣＮ５０釘、周辺部１００ｍｍ、内部１５０mm間隔
壁 倍 率：４．５（３．５＋１．０）
脚部接合等：図１〜図９において説明したとおり
【００５４】
＜２０４壁＞
枠材の樹種：ＳＰＦ（スプール・パイン・ファー）
壁下地面材：片面構造用合板９ｍｍ、片面石膏ボード１２ｍｍ
釘接合仕様：ＣＮ５０釘、周辺部１００ｍｍ、内部１５０mm間隔
壁 倍 率：４．５（３．５＋１．０）
脚部接合等：標準的仕様
＜在来壁＞
在来軸組構法筋交い耐力壁：筋交いの仕様は、平割材たすき掛け
壁 倍 率：４．０（３．５×２）
ただし、図１１に示す試験体は、上記の耐力壁と寸法を揃えるため、実際に施工される場合よりも壁高さが低くなっており、その分筋交いの有効座屈長が短くなっている。従って、実際の仕様に比べ、耐力が高いと考えられる。
また、壁には片面に１２ｍｍの石膏ボードが貼着されているが、柱，間柱のみに釘打ちされており、横架材には接合されていない。この石膏ボード分の壁倍率を、準耐力壁の取り扱いに準じて概算すると、０．６程度になる。これを加算すると、この耐力壁の壁倍率は、上記２種類の耐力壁とほぼ同程度の４．６相当となる。
【００５５】
上記した本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造、及び筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造について、次の２通り（１），（２）の実大面内せん断耐力試験を行った。（１） 本発明壁パネル等の耐力壁自体の面内せん断耐力を測定するため、浮き上がりを拘束する試験方法（これを、壁頭を抑えた状態という。）
（２） 脚部の耐力を知るため、浮き上がり自由とする試験方法（これを、壁頭を抑えない状態という。）
【００５６】
［試験結果］
試験の結果得られた上記各耐力壁の荷重‐変形角曲線を図１２，１３に示す。図１２，１３は、本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造、及び筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造に対して荷重をかけたときの、該荷重‐変形角曲線の特性図であり、図１２は、上記した壁頭を抑えた状態での荷重と真のせん断変形角、また、図１３は、頭を抑えない状態での荷重と見掛けのせん断変形角を示している。
【００５７】
各図において、ＳＷ壁との表記が本発明に係るもの、また、２０４壁との表記が２×４工法であり、本発明に係るものを（イ）、２×４工法に係るものを（ロ）、筋交長補正した在来壁に係るものを（ハ）で示している。
【００５８】
各図を参照して明らかなように、本発明壁パネルの建築構造物への接合構造が、２×４工法によるものや在来壁によるものに比較し、強度が格段に増していることが明らかである。
【００５９】
なお、本発明は前述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上記においては、複数本の釘を上下２段にして打ち込んだ例について説明したが、複数本の釘を、上下３段以上にして打ち込んでもよいことは勿論である。この場合、構造用合板の下縁部の延出長さを、該段数に対応して増やすようにする。
【００６０】
上記においては、上下２段にした複数本の釘は、それらのうち相隣接する上下２段の釘列をなす釘どうしを、Ｗ１／２ピッチの一定間隔で互い違いに位置させた千鳥打ちになっているものについて説明したが、上段側の釘列をなす釘と、下段側の釘列をなす釘とが、平面視において重合しない程度に位置させればよい。換言すると、相隣接する上下２段の釘列をなす釘どうしを、Ｗ１／２ピッチの所定間隔で互い違いに位置させなくてもよく、さらには一定間隔に限るものではなく、例えば一定本数ごとに釘ピッチを広狭変更するようにしてもよい。
【００６１】
木ねじを挿し込むための木ねじ挿込み孔を、木ねじを螺入すると想定される前記両パネル板の部分に予め形成しておくようにしてもよい。具体的には、下枠材のやや上側位置に、所要数の木ねじ挿込み孔を横一列にして形成しておくことが考えられる。この場合、それら木ねじ挿込み孔に木ねじを挿し込むだけで位置決めできるので、接合作業を容易に行うことができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、建築構造物と壁パネルとを十分な強度をもって接合することができるという効果がある。したがって、壁パネルに強い横揺れ等が作用した場合にも、下枠材、石膏ボード、及び構造用合板の損壊分離を防止して建築構造物と壁パネルとの接合強度を十分に確保することができる。
また、複数本の釘を上下多段に配列して相隣接する上下２段の釘列をなす釘同士を互い違いの千鳥状に配列するので、建築構造物と壁パネルとの接合強度をより十分に確保することができる。
さらに、複数本の木ねじを、壁パネルの下枠材の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの構造用合板とを接合する第１の螺入列と、壁パネルの下枠材の屋内に面する内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの石膏ボードとを接合する第２の螺入列とから形成し、下枠材の長手方向に第１、第２の螺入列を互いに対向しないよう配列し、これら第１、第２の螺入列の木ねじを水平面に対して傾斜させ、かつ第１、第２の螺入列の木ねじを断面視で交差させるので、建築構造物と下枠材の接合強度をバランス良く向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】壁パネルの斜視図である。
【図２】同上の壁パネルの外面図である。
【図３】同上の壁パネルの内面図である。
【図４】同上の壁パネルの側面図である。
【図５】同上の壁パネルの下面図である。
【図６】壁パネルＡを用いた建築構造物への接合構造の部分側面図である。
【図７】図６に包囲線Ｉで示す要部拡大図である。
【図８】その外面から見た部分正面図である。
【図９】下枠材と、これ螺入された木ねじを主として示す部分平面図である。
【図１０】本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、及び２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置の正面図である。
【図１１】筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置を示す正面図である。
【図１２】頭を抑えた状態での荷重と見掛けのせん断変形角との特性図である。
【図１３】壁頭を抑えない状態での荷重と真のせん断変形角との特性図である。
【図１４】従来の壁パネル、これの一部を破断して示す斜視図である。
【図１５】その従来の壁パネルを側根太に接合した部分側面図である。
【符号の説明】
１０ 壁枠
１１〜１６ パネル板
１１ａ〜１６ａ パネル板の下縁部
１８，１９ 縦枠材
２０，２１ 上下枠材
２８ 構造材である側根太
２９ 木ねじ
３１ 釘
Ａ 壁パネル
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばツーバイフォー住宅等の建築構造物に使用する壁パネルの建築構造物への接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の壁パネルの建築構造物への接合構造として、例えば本出願人の提案に係る第２８４５７８４号特許公報に記載したものがある。図１４は、従来の壁パネルを、これの一部を破断して示す斜視図、図１５は、その壁パネルを側根太に接合した部分側面図である。
【０００３】
第２８４５７８４号特許公報に記載の壁パネル１は、上下枠材２，３及び縦枠材４，４（一方は図示しない）を組み立てた壁枠５と、この壁枠５の内外両面に貼り付けた構造用合板６及び石膏ボード７と、それら壁枠５，構造用合板６及び石膏ボード７によって区画形成される閉塞空間に充填された発泡体８…とを、施工前に予め一体形成してなるものである。
【０００４】
前記石膏ボード７には、前記壁パネル１に隣接する部材と下枠材３や縦枠材４とを接合するための釘打ち用ガン挿入用の窓孔７ａ…を一定の間隔で形成したものである。
【０００５】
また、前記構造用合板６の下縁部を下枠材３よりも下方に延出し、その下枠材３よりも下方に延出した下縁部６ａを側根太９の外面９ａに沿わせるとともに、該下縁部６ａを当該根太９に釘打ち固定したものである。
【０００６】
前記壁パネルの建築構造物への接合構造によれば、現場での作業工数を大幅に削減でき、しかも壁パネルに隣接する側根太等の構造材と当該壁パネルとの接合を確実に行えるようになる。
【０００７】
【特許文献１】
第２８４５７８４号特許公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記壁パネル１の建築構造物への接合構造では、下枠材３等に比較して強度的に弱い構造用合板６の下縁部６ａを、複数本の釘３１…を横一列にして側根太９に打ち付けているだけなので、壁パネル１と側根太９との接合強度を十分に確保することが難しく、接合強度の向上が図り難い。
【０００９】
敷衍すると、例えば地震等による強い横揺れが壁パネル１に加わると、構造用合板６には、これの下縁部６ａを側根太９に打ち付けている釘を中心とした大きな集中応力が発生する。
【００１０】
その結果、下枠材３と側根太９とが接合しているにも拘わらず、上記横揺れに伴って、下枠材３に打ち付けられたまま残っている釘３１…により、構造用合板６の下縁部６ａが断裂され、壁パネル１自体が損壊する虞がある。
【００１１】
また、壁パネル１に隣接する側根太６と壁枠５とを接合するための釘打ち用ガン挿入用の窓孔７ａ…を、釘打ち用ガン（図示しない）を挿入できるように大きく開設しなければならないので、壁パネル１自体の機械的強度を低下させる虞がある。
【００１２】
さらに、その窓孔７ａ…を予め形成しておく必要があり、また、接合後には各窓孔７ａ…を石膏等によって閉じなければならないが、各窓孔７ａの開口面積が大きいので、それらの作業が煩雑である。
【００１３】
そこで本発明は、強い横揺れ等が壁パネルに作用するときにも、該壁パネルのパネル板と下枠材との損壊分離を防止することを第１の目的とし、また、当該壁パネルと建築構造物との接合強度を十分に確保することを第２の目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明においては上記課題を達成するため、建築構造物の構造材に壁パネルを複数本の木ねじにより接合するものであって、
建築構造物の構造材を、土台上に側根太を載置することにより構成し、これら土台と側根太の外壁面に外壁材を複数の釘を介して固定するとともに、土台と側根太とを、これらの内外面から複数の釘をそれぞれ傾斜姿勢で打ち込むことにより固定し、
壁パネルを、互いに所要の間隔で対向する２本の縦枠材の上端部間に上枠材が、２本の縦枠材の下端部間に下枠材がそれぞれ横に架設されることにより形成される壁枠と、この壁枠の屋内に面する内面に貼り着けられる石膏ボードと、壁枠の屋外に面する外面に貼り着けられる構造用合板とから構成し、構造用合板の上下縁部を壁枠の上枠材と下枠材からそれぞれ突出させ、側根太上に壁パネルを載置し、側根太の外面に壁パネルの構造用合板の下縁部を接触させて複数本の釘を打ち込むことにより固定するとともに、この複数本の釘を上下多段に配列し、相隣接する上下２段の釘列をなす釘同士を互い違いの千鳥状に配列し、
複数本の木ねじを、壁パネルの下枠材の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの構造用合板とを接合する第１の螺入列と、壁パネルの下枠材の屋内に面する内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの石膏ボードとを接合する第２の螺入列とから形成し、下枠材の長手方向に第１、第２の螺入列を互いに対向しないよう配列し、これら第１、第２の螺入列の木ねじを水平面に対して傾斜させ、かつ第１、第２の螺入列の木ねじを断面視で交差させるようにしたことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、壁パネルの斜視図、図２は、その壁パネルの外面図、図３は、その壁パネルの内面図、図４は、その壁パネルの側面図、図５は、その壁パネルの下面図である。
【００２０】
Ａは、壁枠１０、パネル板１１〜１３、パネル板１４〜１６及び断熱材１７…からなる壁パネルであり、縦横寸法を各２７００mm前後に設定したやや横長方形のものである。
【００２１】
壁枠１０は、互いに所要の間隔にした２本の縦枠材１８，１９の上下端部間に上下枠材２０，２１を横架するとともに、それら縦枠材１８，１９間に、これらをほぼ均分する間隔にした５本の仕切り材２２〜２６を、また、上下枠材２０，２１間を二分する位置に仕切り材２７…を配設した構成になっている。
【００２２】
パネル板１１〜１３は、それぞれ後記する幅にし、かつ、上下枠材２０，２１よりもやや長い全長にした縦長方形の構造用合板であり、壁枠１０の外面に貼設されている。なお、以後、パネル板１１〜１３を構造用合板１１〜１３という。
【００２３】
構造用合板１１〜１３は、これらの上下縁部を上下枠材２０，２１の上下にそれぞれ所定の長さだけ延出させた状態で壁枠１０に貼設されているが、本実施形態においては、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａの延出長さＬ１を、後記する構造材である側根太２８の外面２８ａに重合するように約６０mmとしている。
下縁部１１ａ〜１３ａの延出長さＬ１は、下枠材２１の下面２１ａと、構造用合板１１〜１３の下端面１１ａ′〜１３ａ′との間の領域を指している。
【００２４】
なお、延出長さＬ１としては、構造用合板１１〜１３の板厚や材質等により、例えば５０〜７５mmの範囲内で適宜設定することができるが、下縁部１１ａ，１２ａ，１３ａと後記する側根太２８とを、互いに所要の間隔で上下２段に配列した複数本の釘３１…により打ち付けて固定できるように設定すればよいものである。
【００２５】
構造用合板１１〜１３のうち、構造用合板１１の幅は、外面視において、縦枠材１８と仕切り材２３の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００２６】
構造用合板１２の幅は、外面視において、仕切り材２３と仕切り材２５の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００２７】
構造用合板１３の幅は、外面視において、仕切り材２５と縦枠材１９の各軸心の間隔よりもやや大きく形成されており、その構造用合板１３の一側縁１３ａを仕切り材２５の軸心に一致させることにより、他側縁１３ｂを縦枠材１９よりも外側方に突出させた状態で貼設されている。
【００２８】
パネル板１４〜１６は、それぞれ後記する幅にし、かつ、上下枠材２０，２１よりもやや長い全長にした縦長方形の石膏ボードであり、壁枠１０の内面に貼設されている。なお、以後、パネル板１４〜１６を石膏ボード１４〜１６という。
【００２９】
本実施形態においては、石膏ボード１４〜１６は、これらの下端面１４ａ〜１６ａを下枠材２１の下面２１ａに一致させることにより、それらの上端面１４ｂ〜１６ｂを、上枠材２０の上方に所定の長さだけ突出させた状態で貼設されている。
【００３０】
石膏ボード１４の幅は、縦枠材１９と仕切り材２５の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００３１】
石膏ボード１５の幅は、仕切り材２５と仕切り材２３の各軸心の間隔に一致して形成されている。
【００３２】
石膏ボード１６の幅は、仕切り材２３と縦枠材１８の各軸心の間隔よりもやや大きく形成されており、これの一側縁１６ｃを仕切り材２３の軸心に一致させることにより、他側縁１６ｄを縦枠材１８よりも外側方に突出させた状態で貼設されている。
【００３３】
断熱材１７…は例えばグラスウールであり、それらは、縦枠材１８，１９、仕切り材２２〜２７、構造用合板１１〜１３及び石膏ボード１４〜１６で区画される各内部空処α…に収容されている。
【００３４】
上記した壁パネルＡの建築構造物への接合構造は、次の通りである。図６は、壁パネルＡを用いた建築構造物への接合構造の部分側面図、図７は、図６に包囲線Ｉで示す要部拡大図である。
【００３５】
壁パネルＡと側根太２８とは、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａを、互いに所要の間隔で上下２段に配列した複数本の釘３１…により打ち付けて固定しているとともに、複数本の木ねじ２９…によって接合固定されている。なお、構造用合板１１〜１３の外面には、図示しない防火サイディングが貼着されるようになっている。
【００３６】
具体的には、図８に示すように、上段側の釘列β１と下段側の釘列β２との間隔は２０mm、下枠材２１の下面と上段側の釘列β１との間が２０mm、また、下縁部１１ａ〜１３ａの下端面１１ａ′〜１３ａ′と下段側の釘列β２との間が２０mmとなっている。
なお、本実施形態においては、下縁部１１ａ〜１３ａの下端面１１ａ′〜１３ａ′と下段側の釘列β２との間を２０mmに設定しているが、この間の間隔は比較的広めに設定することが好ましい。
【００３７】
同じ釘列をなす隣接する釘３１，３１の間隔Ｗ１は１００mmとなっており、上段側の釘列β１と下段側の釘列β２の釘３１…は、平面視において、Ｗ２=５０ｍｍ間隔となるように打ち込まれている。
【００３８】
換言すると、上下２段に配列した複数本の釘３１…は、それらの釘列をなす釘３１…どうしをＷ１／２ピッチずつ互い違いに位置させた千鳥打ちになっている。このような千鳥打ちにすることによって、各釘３１の間隔を広く設定することができる。
【００３９】
従って、例えば地震等による強い横揺れが壁パネル１に作用する場合のように、構造用合板１１〜１３に、これの下縁部１１ａ〜１３ａを側根太２８に打ち付けている釘３１を中心とした大きな応力が発生しても、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａが断裂されて、壁パネル１自体が損壊することを防止できる。
【００４０】
上記した側根太２８は土台３２の上面に載置されており、それら側根太２８と土台３２とは、これらの外壁面どうしを跨いで貼り渡された外壁材３３を介して、上下４段に打ち込まれた釘３１…によって固定されているとともに、側根太２８の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で打ち込まれた釘３３…と、その側根太２８の前記内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で打ち込まれた釘３３によっても打ち付け固定されている。
【００４１】
上記各段の釘列の間隔はほぼ等間隔になっているとともに、各列をなす釘３１…と、前記した釘列β１，β２をなす釘３１…とは、図８に示すように、上下方向で重ならないようにややずらした位置関係となるように配置している。
【００４２】
木ねじ２９…は、下枠材２１の屋外に面する外面２１ｂ側から、屋内に面する内面２１ｃ側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺入した木ねじ２９がなす第１の螺入列γ１と、その下枠材２１の前記内面２１ｃ側から外面２１ｂ側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺入した木ねじ２９がなす第２の螺入列γ２からなる。
【００４３】
また、第１の螺入列γ１をなす木ねじ２９…と第２の螺入列γ２をなす木ねじ２９…とを、互いに対向しないように配列している。
【００４４】
各列をなす木ねじ２９相互の間隔は、例えば壁パネルＡの縦横の寸法等に従って、広狭設定すればよいものではあるが、本実施形態に示すように、壁パネルＡの縦横寸法が各２７００mm前後の場合、例えば２３０mmほどに設定することができる。
【００４５】
各木ねじ２９は、本実施形態においては、図９に示すように、水平面となす角度θを約６０°に設定している。なお、角度θは、約６０°に限るものではなく、下枠材の幅，木ねじのサイズやピッチ等を適宜勘案して所要の角度に設定すればよい。
【００４６】
上記壁パネルＡの建築構造物への接合作業は、工場等で予め組み立てておいた前記壁パネルＡを現場施工によって行うものであり、概ね次の通りである。
側根太２８に壁パネルＡを載置することにより、その壁パネルＡの下枠材２１の下面２１ａが、側根太２８の上面２８ａに当接するとともに、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａが、側根太２８の外面２８ｂに当接重合する。
【００４７】
前述したようにして、釘３１…を構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａに上記した所要の間隔で上下２段にして打ち込んで、該構造用合板１１〜１３を側根太２８に固定する。
【００４８】
これにより、構造用合板１１〜１３が側根太２８にしっかりと固定されるとともに、各釘３１…の間隔が十分に確保されているので、構造用合板１１〜１３の下縁部１１ａ〜１３ａが釘３１…によって断裂されて壁パネルＡが損壊することがない。
【００４９】
さらに、木ねじ２９を、下枠材２１の長手方向に沿う所要の間隔でかつ所定の傾斜姿勢にして、構造用合板１１（１２，１３）及び石膏ボード１４（１５，１６）の所定位置に螺入する。
木ねじ２９の螺入に従って、構造用合板１１（１２，１３）及び石膏ボード１４（１５，１６）の所定位置には、図９に示すような木ねじ挿込み孔３０…が次第に形成される。
【００５０】
所要本数の木ねじ２９…を順次下枠材２１に螺入することにより、当該下枠材２１と側根太２８とを、従ってまた、壁パネルＡと建築構造物とを接合する。
【００５１】
本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造、及び筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造について、実大面内せん断耐力試験を行った。
【００５２】
［試験方法］
ここでは、次のような構成からなる本発明壁パネル、２×４工法による壁パネル、及び在来壁を用いて面内せん断耐力試験を行った。図１０は、本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、及び２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置であり、図１１は、筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置を示す正面図である。
なお、図中及び以下の説明において、「ＳＷ壁」との表記が本発明に係るもの、「２０４壁」との表記が２×４工法に係るもの、「在来壁」との表記が筋交長補正したものであり、Ｈで示す部分が約２５００mm、Ｗで示す部分が約１５８０mmとなっている。
また、３４は、試験体に対して荷重を加える油圧ジャッキであり、２８′は側根太、３２′は土台である。
【００５３】
＜ＳＷ壁＞
枠材の樹種：ダグラスファー
壁下地面材：片面構造用合板９ｍｍ、片面石膏ボード１２ｍｍ
釘接合仕様：ＣＮ５０釘、周辺部１００ｍｍ、内部１５０mm間隔
壁 倍 率：４．５（３．５＋１．０）
脚部接合等：図１〜図９において説明したとおり
【００５４】
＜２０４壁＞
枠材の樹種：ＳＰＦ（スプール・パイン・ファー）
壁下地面材：片面構造用合板９ｍｍ、片面石膏ボード１２ｍｍ
釘接合仕様：ＣＮ５０釘、周辺部１００ｍｍ、内部１５０mm間隔
壁 倍 率：４．５（３．５＋１．０）
脚部接合等：標準的仕様
＜在来壁＞
在来軸組構法筋交い耐力壁：筋交いの仕様は、平割材たすき掛け
壁 倍 率：４．０（３．５×２）
ただし、図１１に示す試験体は、上記の耐力壁と寸法を揃えるため、実際に施工される場合よりも壁高さが低くなっており、その分筋交いの有効座屈長が短くなっている。従って、実際の仕様に比べ、耐力が高いと考えられる。
また、壁には片面に１２ｍｍの石膏ボードが貼着されているが、柱，間柱のみに釘打ちされており、横架材には接合されていない。この石膏ボード分の壁倍率を、準耐力壁の取り扱いに準じて概算すると、０．６程度になる。これを加算すると、この耐力壁の壁倍率は、上記２種類の耐力壁とほぼ同程度の４．６相当となる。
【００５５】
上記した本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造、及び筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造について、次の２通り（１），（２）の実大面内せん断耐力試験を行った。（１） 本発明壁パネル等の耐力壁自体の面内せん断耐力を測定するため、浮き上がりを拘束する試験方法（これを、壁頭を抑えた状態という。）
（２） 脚部の耐力を知るため、浮き上がり自由とする試験方法（これを、壁頭を抑えない状態という。）
【００５６】
［試験結果］
試験の結果得られた上記各耐力壁の荷重‐変形角曲線を図１２，１３に示す。図１２，１３は、本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造、及び筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造に対して荷重をかけたときの、該荷重‐変形角曲線の特性図であり、図１２は、上記した壁頭を抑えた状態での荷重と真のせん断変形角、また、図１３は、頭を抑えない状態での荷重と見掛けのせん断変形角を示している。
【００５７】
各図において、ＳＷ壁との表記が本発明に係るもの、また、２０４壁との表記が２×４工法であり、本発明に係るものを（イ）、２×４工法に係るものを（ロ）、筋交長補正した在来壁に係るものを（ハ）で示している。
【００５８】
各図を参照して明らかなように、本発明壁パネルの建築構造物への接合構造が、２×４工法によるものや在来壁によるものに比較し、強度が格段に増していることが明らかである。
【００５９】
なお、本発明は前述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
上記においては、複数本の釘を上下２段にして打ち込んだ例について説明したが、複数本の釘を、上下３段以上にして打ち込んでもよいことは勿論である。この場合、構造用合板の下縁部の延出長さを、該段数に対応して増やすようにする。
【００６０】
上記においては、上下２段にした複数本の釘は、それらのうち相隣接する上下２段の釘列をなす釘どうしを、Ｗ１／２ピッチの一定間隔で互い違いに位置させた千鳥打ちになっているものについて説明したが、上段側の釘列をなす釘と、下段側の釘列をなす釘とが、平面視において重合しない程度に位置させればよい。換言すると、相隣接する上下２段の釘列をなす釘どうしを、Ｗ１／２ピッチの所定間隔で互い違いに位置させなくてもよく、さらには一定間隔に限るものではなく、例えば一定本数ごとに釘ピッチを広狭変更するようにしてもよい。
【００６１】
木ねじを挿し込むための木ねじ挿込み孔を、木ねじを螺入すると想定される前記両パネル板の部分に予め形成しておくようにしてもよい。具体的には、下枠材のやや上側位置に、所要数の木ねじ挿込み孔を横一列にして形成しておくことが考えられる。この場合、それら木ねじ挿込み孔に木ねじを挿し込むだけで位置決めできるので、接合作業を容易に行うことができる。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、建築構造物と壁パネルとを十分な強度をもって接合することができるという効果がある。したがって、壁パネルに強い横揺れ等が作用した場合にも、下枠材、石膏ボード、及び構造用合板の損壊分離を防止して建築構造物と壁パネルとの接合強度を十分に確保することができる。
また、複数本の釘を上下多段に配列して相隣接する上下２段の釘列をなす釘同士を互い違いの千鳥状に配列するので、建築構造物と壁パネルとの接合強度をより十分に確保することができる。
さらに、複数本の木ねじを、壁パネルの下枠材の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの構造用合板とを接合する第１の螺入列と、壁パネルの下枠材の屋内に面する内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの石膏ボードとを接合する第２の螺入列とから形成し、下枠材の長手方向に第１、第２の螺入列を互いに対向しないよう配列し、これら第１、第２の螺入列の木ねじを水平面に対して傾斜させ、かつ第１、第２の螺入列の木ねじを断面視で交差させるので、建築構造物と下枠材の接合強度をバランス良く向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】壁パネルの斜視図である。
【図２】同上の壁パネルの外面図である。
【図３】同上の壁パネルの内面図である。
【図４】同上の壁パネルの側面図である。
【図５】同上の壁パネルの下面図である。
【図６】壁パネルＡを用いた建築構造物への接合構造の部分側面図である。
【図７】図６に包囲線Ｉで示す要部拡大図である。
【図８】その外面から見た部分正面図である。
【図９】下枠材と、これ螺入された木ねじを主として示す部分平面図である。
【図１０】本発明壁パネルの建築構造物への接合構造、及び２×４工法による壁パネルの建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置の正面図である。
【図１１】筋交長補正した在来壁の建築構造物への接合構造の試験体及び試験装置を示す正面図である。
【図１２】頭を抑えた状態での荷重と見掛けのせん断変形角との特性図である。
【図１３】壁頭を抑えない状態での荷重と真のせん断変形角との特性図である。
【図１４】従来の壁パネル、これの一部を破断して示す斜視図である。
【図１５】その従来の壁パネルを側根太に接合した部分側面図である。
【符号の説明】
１０ 壁枠
１１〜１６ パネル板
１１ａ〜１６ａ パネル板の下縁部
１８，１９ 縦枠材
２０，２１ 上下枠材
２８ 構造材である側根太
２９ 木ねじ
３１ 釘
Ａ 壁パネル
Claims (1)
- 建築構造物の構造材に壁パネルを複数本の木ねじにより接合する壁パネルの建築構造物への接合構造であって、
建築構造物の構造材を、土台上に側根太を載置することにより構成し、これら土台と側根太の外壁面に外壁材を複数の釘を介して固定するとともに、土台と側根太とを、これらの内外面から複数の釘をそれぞれ傾斜姿勢で打ち込むことにより固定し、
壁パネルを、互いに所要の間隔で対向する２本の縦枠材の上端部間に上枠材が、２本の縦枠材の下端部間に下枠材がそれぞれ横に架設されることにより形成される壁枠と、この壁枠の屋内に面する内面に貼り着けられる石膏ボードと、壁枠の屋外に面する外面に貼り着けられる構造用合板とから構成し、構造用合板の上下縁部を壁枠の上枠材と下枠材からそれぞれ突出させ、側根太上に壁パネルを載置し、側根太の外面に壁パネルの構造用合板の下縁部を接触させて複数本の釘を打ち込むことにより固定するとともに、この複数本の釘を上下多段に配列し、相隣接する上下２段の釘列をなす釘同士を互い違いの千鳥状に配列し、
複数本の木ねじを、壁パネルの下枠材の屋外に面する外面側から内面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの構造用合板とを接合する第１の螺入列と、壁パネルの下枠材の屋内に面する内面側から外面側に向けて低くなる傾斜姿勢で螺子入れされ、側根太と壁パネルの石膏ボードとを接合する第２の螺入列とから形成し、下枠材の長手方向に第１、第２の螺入列を互いに対向しないよう配列し、これら第１、第２の螺入列の木ねじを水平面に対して傾斜させ、かつ第１、第２の螺入列の木ねじを断面視で交差させるようにしたことを特徴とする壁パネルの建築構造物への接合構造。
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