JP4165417B2 - 間仕切り壁構造 - Google Patents

Description

本願発明は壁内部に筋かいが設置された間仕切り壁構造に関し、特に筋かいの設置による壁の強度および剛性低下などを防止することができるものである。

鉄骨構造の建物の場合、一般に柱と柱との間に筋かいを斜めに入れて鉄骨軸組が地震や風などの水平力を受けて変形しないように耐震補強されており、また間仕切り壁は通常、間柱として軽量Ｃ形鋼や軽量角形鋼管などの形鋼材を柱と柱との間に複数本、一定の間隔に建て付け、その両面側に石膏ボード等の壁面材をビス留めすることにより構築されている。

したがって、筋かいの設置された場所に間仕切り壁を設けようとする場合、筋かいと各間柱が交差する位置では間柱の一部を切り欠く等して筋かいを通す必要があるため、間柱の断面欠損による間仕切り壁の強度および剛性の低下、施工性の悪化、壁厚の増加などといった問題があり、改善が求められていた。

図１２と図１３は従来の間仕切り壁の一例を示し、図１２に図示する例の場合、間柱３０と筋かい３１との交差する位置では、間柱３０のウェブに設けられた開口部３０ａに筋かい３１を通し、また図１３に図示する例においては、筋かい３１をはさんでその両側に一対の間柱３０，３０を建て付けることにより処理している。

さらに、前後一対の添え柱とこの前後一対の添え柱間に介在された間柱本体とから形成され、筋かいと交差する位置に筋かいの貫通する開口部が設けられたものや(特許文献１)、間柱本体の筋かいの貫通する位置に、筋かいを通すための切欠部が設けられた継ぎ間柱を継ぎ足して形成されたもの(特許文献２)が間仕切り壁の間柱として用いられる場合もある。
特許第３４３７０５７号公報 実開昭６３−１７３４０９号公報

しかし、図１２に図示する例の場合、各間柱３０のウェブ３０ａに開口部３０ｂを設けたことによる断面欠損が大きいため、特に間柱３０の上下端に複数の開口部３０ｂを設けると剪断強度が著しく低下し、間仕切り壁の要求強度と剛性が満たされない恐れがあった。

また、通常の間仕切り壁工事は、鉄骨工事と床コンクリート工事が終わった後、間柱の設置も含めて別の施工業者によって行われるため、図１２に図示するような間仕切り壁構造では、鉄骨工事の段階で現場に開口部のある間柱を搬入し、鉄骨軸組に筋かいを取り付ける工事と並行して、間柱の開口部に筋かいを通しながら間柱も同時に鉄骨に取り付ける必要があり、このため施工が煩雑化して非常に手間がかかるだけでなく、施工業者間の工程の調整も困難になる等の問題があった。

また、図１３に図示する例の場合においては、間柱が二重に建て付けられ、しかも間柱間に筋かいを通すための隙間を設ける必要があるため、間仕切壁の厚さが通常の厚さの２倍以上にもなり、その分部屋の有効面積が狭められてしまう等の問題があった。

さらに、特許文献１に図示する例の場合においては、間柱本体と添え柱が両面粘着シートを介して接着され一体化されているため、鋼材の表面にゴミや油分が付着していると粘着シートの粘着力が低下する恐れがあり、また経年変化による粘着力の低下により、間柱の一体性が失われて間仕切り壁としての要求強度が満たされなくなる恐れがあった。

また、間柱本体と筋違いとの交差する部分では、添え柱に局部的に大きな曲げモーメントと軸力が作用することになり、コの字形断面の添え柱のみでは間柱としての強度が不足するおそれがあった。

また、通常の間仕切り工事で使われる規格以外の寸法・形状の軽量形鋼を使用しなければならないので、一般の間仕切り工事業者が施工する上で、資材調達に難があった。

また、特許文献２に図示する例の場合においては、間柱本体と継ぎ間柱との接続部で間柱が分断されるため、断面の強度低下を免れない等の問題があった。

本願発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、特に壁内部に筋かいを有する場合でも壁厚が過大にならず、一般部と同等以上の強度と剛性を有し、しかも一般の軽量形鋼材を用いて簡単に構築できる間仕切り壁構造を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の間仕切り壁構造は、所定間隔をおいて建て付けられた複数の間柱と、当該間柱の上端部間と下端部間にそれぞれ架け渡された上部横架材および下部横架材と、前記間柱と上部横架材および下部横架材とからなる軸組の両側に取り付けられた壁面材とからなる間仕切り壁構造であって、前記間柱は上部横架材と下部横架材間に筋かいを挟んでその両側に建て付けられた一対の小径間柱と、この一対の小径間柱間の前記筋かいと交差する部分の上側と下側にそれぞれ前記小径間柱の上下方向に連続して設けられた連結部材とから構成され、前記一対の小径間柱間に互いの間隔を保持するためのスペーサーが取り付けられていることを特徴とするものである。
この場合のスペーサーは、一対の小径間柱間の間隔を保持するために設置されるものであり、少なくとも小径間柱の上下両端部に取り付けるだけでよく、必要に応じて中間部にも取り付けてもよい。

一般住宅の天井高さの場合、間仕切り壁に必要とされる強度と剛性を確保するためには、Ｃ形鋼にせよ角形鋼管にせよ、断面高さが６５ｍｍ以上の間柱が必要とされている。このため、本願発明の場合、１対の小径間柱を断面コの字状の溝形鋼などからなる連結部材によって連結することで、１対の小径間柱と連結部材とを一体化することにより間柱としての強度と剛性を確保することができる。

また、一対の小径間柱として断面高さ２５ｍｍ、断面幅４０ｍｍ程度の小径角形鋼管を用いることにより壁厚を最小限に抑えることができるとともに、建設資材として一般に使われている最小径の間柱用角形鋼管を利用することができる。

また連結部材は、小径間柱と筋かいとの交差する部分を境に上下別々に取り付けられ、小径間柱と筋かいとの交差する部分に開口部が設けられていることで断面欠損を免れないが、小径間柱として小径角形鋼管が用いられているため、断面欠損による強度低下を防止することができる。

また、一対の小径間柱と連結部材とが複数のドリルビスによって一体化されていることで、各間柱は合成断面として荷重に対して抵抗することができる。すなわち、曲げモーメントに対しては主として連結部材のフランジと小径間柱の圧縮・引張応力で抵抗し、剪断力に対しては主として連結部材のウェブの剪断応力で抵抗する。したがって、個々の小径間柱と連結部材の強度および剛性を単純に足し合わせたものよりも遙かに高い強度および剛性を得ることができる。

なお、各間柱と筋かいとが交差する部分では、ある一定の長さだけ連結部材が途切れて開口部１０が形成されるため、この位置と長さが間柱の強度と剛性に影響するものと考えられる。

しかし、一対の小径間柱と連結部材とから一体形成された間柱は、上下の横架材によって支持されるため、間仕切り壁に水平方向に等分布荷重が作用する場合には、図9に示す曲げモーメントＭと剪断力Ｑの分布となるが、この場合、開口部の位置が間柱の中央付近にある場合には、剪断力Ｑに比べて曲げモーメントＭが卓越するので、開口部の小径間柱の圧縮・引張応力で抵抗することができる。

この圧縮力Ｃと引張力Ｔは、小径間柱の重心間の距離をｄとすると、Ｃ＝Ｍ／ｄ、Ｔ＝Ｍ／ｄとなる。このとき、連結部材による拘束がないため、開口部の長さが長いほど、圧縮側の小径間柱は座屈による強度低下が懸念されるが、小径間柱としては座屈強度の大きい小径角形鋼管が用いられていることで、その強度低下はきわめて小さいものと考えられる。

また、開口部の位置が間柱の端部付近にある場合には、曲げモーメントに比べて剪断力が卓越するので、開口部の一対の小径間柱の剪断応力Ｑ／２で抵抗することができる(図１１参照)。ただし、開口部の長さｇが長い場合には、剪断応力よりも、それによって個々の小径間柱に発生する副次的な曲げモーメントＭａｄｄ＝Ｑ・ｇ／４の方が厳しくなる。しかし、その場合でも、小径角形鋼管の曲げ強度は高いので、その強度低下はきわめて小さいものと考えられる。

請求項２記載の間仕切り壁構造は、所定間隔をおいて建て付けられた複数の間柱と、当該間柱の上端部間と下端部間にそれぞれ架け渡された上部横架材および下部横架材と、前記間柱と上部横架材および下部横架材とからなる軸組の両側に取り付けられた壁面材とからなる間仕切り壁構造であって、前記間柱は上部横架材と下部横架材間に筋かいを挟んでその両側に建て付けられた一対の小径間柱と、この一対の小径間柱間の前記筋かいと交差する部分の上側と下側にそれぞれ前記小径間柱の上下方向に連続して設けられた連結部材とから構成され、前記連結部材は断面略溝形状に形成され、かつ前記一対の小径間柱の側面部に添え付けられていることを特徴とするものである。

請求項３記載の間仕切り壁構造は、請求項１または２記載の間仕切り壁構造において、
連結部材は１対の小径間柱の側面部にドリルビスまたは両面粘着テープによって固定されてなることを特徴とするものである。

本願の請求１項記載の発明によれば、特に間柱が上部横架材と下部横架材間に筋かいを挟んでその両側に建て付けられた一対の小径間柱とこの一対の小径間柱間の前記筋かいと交差する位置の上側と下側にそれぞれ設けられた複数の連結部材とから形成されているので、筋かいのある場所に間仕切り壁を設ける場合でも、壁厚が過大にならず、筋かいのない間仕切り壁と同等以上の強度と剛性を有し、しかも一般に利用されている軽量形鋼を用い、特に連結部材として上下横架材と同じ断面サイズの溝形鋼を用い、簡単な施工方法で構築することができる等の効果を有する。

また、請求２項記載の発明によれば、１対の小径間柱間に互いの間隔を保持するためのスペーサーが取り付けられているので、各間柱の小径間柱を一定の間隔に設置することができ、壁内部に筋かいを通すのに必要な空間を確実に確保することができる等の効果がある。

そして、請求３項記載の発明によれば、連結部材は１対の小径間柱の側面部にドリルビスまたは両面粘着テープで固定されているので、連結部材をきわめて簡単に取り付けることができ、施工の効率化が図れる。

図１〜図３は本願発明に係る間仕切り壁構造の一例を示し、図において、筋かい１の設置された柱と柱(図省略)との間に複数の間柱２が所定間隔をおいて建て付けられている。また、この複数の間柱２の上端部間と下端部間にはそれぞれ上部横架材３と下部横架材４が架け渡され、さらにこれら複数の間柱２と上部横架材３と下部横架材４とからなる壁軸組の両面側に壁面材５がそれぞれ取り付けられている。

間柱２は、上部横架材３と下部横架材４間に筋かい１を挟んで壁面材５の面外方向に所定間隔おいて建て付けられた一対の小径間柱６，６とこの小径間柱６，６間に介在された複数のスペーサー７および小径間柱６，６間に添え付けられた複数の連結部材８とから形成されている。

小径間柱６は壁面材５の強度に応じて上部横架材３および下部横架材４の長さ方向に３００ｍｍから４５０ｍｍ程度の間隔で建て付けられ、その上端部と下端部は上部横架材３と下部横架材４に嵌め込まれている。

なお、この場合の小径間柱６としては、例えば高さ２５ｍｍ、幅４０ｍｍ、板厚０．４ｍｍの小径角形鋼管が一般に入手しやすく適当であり、また小径間柱６，６間の内法間隔(設置間隔)は５０ｍｍ程度あれば、筋かい１としてターンバックルつき丸鋼筋かいで丸鋼の直径が２２ｍｍ程度までならこの空間に十分収容することができる。

スペーサー７は、小径間柱６，６間の間隔を一定に保持するための部品であって、少なくとも小径間柱６の上端部分と下端部分のそれぞれ１箇所ずつと、必要ならば中間部分にも取り付けられ、小径間柱６，６にドリルビス９によって固定されている。

また、この場合のスペーサー７は、例えば図３と図４に図示するように小径間柱６，６の側面に添わされた鉛直板７ａとその上下縁端部にそれぞれ突設された一対の水平板７ｂ，７ｂとから形成され、特に上下水平板７ｂ，７ｂの幅が小径間柱６，６間の内法間隔に一致するものが良い。

上部横架材３は真下に開口する断面略溝状に形成され、鉄骨梁１０の下部フランジ１０ａの下側に取り付けられている。また、下部横架材４は真上に開口する断面略溝状に形成され、床スラブ１１の上に上部横架材３と平行にかつ上部横架材３と対向して取り付けられている。

なお、この場合の上部横架材３および下部横架材４は一般的にランナーと呼ばれ、例えばウェブ高さ１０１．６ｍｍ、フランジ長さ４０ｍｍ、板厚０．８ｍｍの溝形鋼が用いられている。

また、小径間柱６，６の上端部と下端部は上横架材３と下横架材４のフランジ間に挿入するだけで、ドリルビス９では固定しないのが望ましい。これは、ドリルビス９の頭がフランジの外面に突出すると壁面材５を貼る際の邪魔になるからである。また、通常の横架材として用いられる溝形鋼のフランジは若干内側に傾いて作られているので、そのバネ作用によりスペーサー７を取り付けた小径間柱６，６の端部は横架材のフランジ間に挿入するだけで仮保持することができる。

連結部材８は、一対の小径間柱６，６側に開口する断面略溝形状に形成され、かつ一対の小径間柱６，６の側面部に、筋かい１と交差する部分イを除く小径間柱６の全長にわたり上下方向に連続して添え付けられている。また、連結部材８は小径間柱６，６に数ヶ所を複数のドリルビス９でビス止めすることにより仮固定されている。

なお、この場合の連結部材８には、上部横架材３および下部横架材４と同様に溝形鋼が用いられている。また、筋かい１と交差する部分イの開口部１０の長さはなるべく１００ｍｍ以下となるようにするのがよい。また、連結部材８の仮固定にはドリルビスの代わりに両面粘着シートを用いても良い。

壁面材５は、複数の間柱２と上部横架材３と下部横架材４とによって組み立てられた壁軸組の両面に添え付けられ、かつ各間柱２と上下横架材３と４に複数のドリルビス９によって２００ｍｍ程度の間隔でビス止めすることにより取り付けられている。なお、壁面材５としては、例えば石膏ボード等が用いられている。

このような構成において、次に本願発明に係る間仕切り壁構造の施工方法を簡単に説明する。
ａ．鉄骨工事と床工事が完了したら、筋かい１のある位置の床スラブ１１の上に下部横架材４を取り付け、その直上の鉄骨梁１２の下部フランジ１２ａの下側に上部横架材３を取り付ける。
ｂ．次に、上部横架材３と下部横架材４との間に筋かい１を挟んでその両側に間柱２として１対の小径間柱６，６を鉛直に建て付ける。小径間柱６，６は上部横架材３および下部横架材４の長手方向に所定間隔おきに建て付け、また各小径間柱６，６の上端部と下端部はそれぞれ上部横架材３と下部横架材４のフランジの内側に嵌め込む。
ｃ．次に、各間柱２の小径間柱６，６間にスペーサー７を取り付ける。スペーサー７は、小径間柱６，６の少なくとも上下両端部１ヶ所ずつと必要ならば中間部分にも取り付け、かつ小径間柱６，６に複数のドリルビス９によって固定する。
ｄ．次に、各間柱２の小径間柱６，６間に連結部材８を取り付ける。連結部材８は筋かい１と交差する部分イの上側と下側の両側にそれぞれ取り付け、筋かい１と交差する部分イに開口部１０を形成する。

また、各連結部材８は小径間柱６，６に複数のドリルビス９によってビス止めすることにより固定する。なお、連結部材８はドリルビスの代わりに両面粘着シートで小径間柱６，６に固定してもよい。

そして最後に、間柱２と上下横架材３および４とからなる壁軸組の両面側に石膏ボード等の壁面材５を添え付け、かつ各間柱２の小径間柱６と上下横架材３および４に複数のドリルビス９によって２００ｍｍ程度の間隔でビス止めして固定する。

本願発明によれば、筋かいのある場所に間仕切り壁を設ける場合でも、壁厚が過大にならず、筋違いのない部分の間仕切り壁と同等以上の強度と剛性を有する間仕切り壁を、一般の軽量形鋼を用い簡単な施工方法で構築することができる。

間仕切り壁の構成を示す一部破断斜視図である。 間仕切り壁の構成を示し、(ａ)はその鉛直断面図、(ｂ)は水平断面図である。 スペーサーの斜視図である。 スペーサーの設置状況の斜視図である。 間仕切り壁の組立手順を示す鉛直断面図である。 間仕切り壁の組立手順を示す鉛直断面図である。 間仕切り壁の組立手順を示す鉛直断面図である。 間仕切り壁の組立手順を示す鉛直断面図である。 間仕切り壁に等分布荷重が加わった場合の応力分布図である。 図９の応力状態における中央開口部の応力状態分布図である。 図９の応力状態における端部開口部の応力状態分布図である。 間仕切り壁の従来例を示す鉛直断面図である。 間仕切り壁の他の従来例を示す鉛直断面図である。

符号の説明

１ 筋かい
２ 間柱
３ 上部横架材
４ 下部横架材
５ 壁面材
６ 小径間柱
７ スペーサー
８ 連結部材
９ ドリルビス
１０ 開口部
１１ 床スラブ
１２ 鉄骨梁
12ａ 下部フランジ

Claims (3)

1. 所定間隔をおいて建て付けられた複数の間柱と、当該間柱の上端部間と下端部間にそれぞれ架け渡された上部横架材および下部横架材と、前記間柱と上部横架材および下部横架材とからなる軸組の両側に取り付けられた壁面材とからなる間仕切り壁構造であって、前記間柱は上部横架材と下部横架材間に筋かいを挟んでその両側に建て付けられた一対の小径間柱と、この一対の小径間柱間の前記筋かいと交差する部分の上側と下側にそれぞれ前記小径間柱の上下方向に連続して設けられた連結部材とから構成され、前記一対の小径間柱間に互いの間隔を保持するためのスペーサーが取り付けられていることを特徴とする間仕切り壁構造。
2. 所定間隔をおいて建て付けられた複数の間柱と、当該間柱の上端部間と下端部間にそれぞれ架け渡された上部横架材および下部横架材と、前記間柱と上部横架材および下部横架材とからなる軸組の両側に取り付けられた壁面材とからなる間仕切り壁構造であって、前記間柱は上部横架材と下部横架材間に筋かいを挟んでその両側に建て付けられた一対の小径間柱と、この一対の小径間柱間の前記筋かいと交差する部分の上側と下側にそれぞれ前記小径間柱の上下方向に連続して設けられた連結部材とから構成され、前記連結部材は断面略溝形状に形成され、かつ前記一対の小径間柱の側面部に添え付けられていることを特徴とする間仕切り壁構造。
3. 連結部材は、一対の小径間柱の側面部にドリルビスまたは両面粘着テープで固定されていることを特徴とする請求項１または２記載の間仕切り壁構造。

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