JP5415156B2

JP5415156B2 - 架構への面材の定着工法および定着構造

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Publication number: JP5415156B2
Application number: JP2009139053A
Authority: JP
Inventors: 俊一五十嵐
Original assignee: 構造品質保証研究所株式会社
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2009-06-10
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2029-06-10
Also published as: JP2010031634A

Description

本発明は、構築物を構成している架構が外力により大きく変形することがあっても、該架構側に面材を安定的に定着させておくことができる架構への面材の定着工法および定着構造に関する技術である。

面材のひとつである構造用合板は、柱、梁、土台などの構造用架構に定着されて、地震、風などの外力に抵抗することを期待されているが、大地震によって構造用架構が変形すると定着が外れて抵抗力を失うという問題がある。

また、石膏ボードやＡＬＣパネルなどの面材は、木製、金属製の取付け用下地に定着されて構築物の仕上げとなっているが、地震等で取付け用下地が変形すると定着が外れて脱落し死傷者を出す危険性があるという問題がある。

構築物の構造用合板、石膏ボードおよびＡＬＣパネル（以下、本明細書では、「面材」と総称する。）を構造用架構や取付け用下地（以下、本明細書では「架構」と総称する。）に定着する手法としては、下記特許文献１に示されているようなくぎ打ちやビス止めやタッカー止めなどのほか、接合金物と釘等を併用する方法や接着剤で直接接着する方法などがある。

特開平１１−６２０６０号公報

しかし、上記特許文献１に開示されている定着方法による場合には、架構の変形（せん断変形、面内外方向への曲げ変形等）が大きくなるとくぎ等における頭部が面材を突き破るか、くぎ等における軸状部が面材を切り裂いて、架構から面材が離れて架構が抵抗力を失ったり、面材を脱落させてしまうなどの不都合がある。

また、接合金物と釘等を併用する方法による場合には、接合金物でくぎ等の頭部を受け、くぎ等の接触圧を分散して突き抜けを防ぐ効果があるものの、くぎ等の軸状部が面材を切り裂くことを緩和できないという問題のほか、接合金物を面材の全周にわたり設置する必要があることから費用と労力を要するほか、くぎ等が斜めになったり、回転したりする動きにより、接合金物がくぎ等を破壊するなどの不具合もあった。

また、接合金物は、変形能に乏しいことから面材や加工の形状に対応できない場合がある。また、接合金物の形状寸法は、予め工場制作時点で決まっており、現場での切断、形状変更等が容易でないという問題もあった。

さらに、接着剤で直接接着する方法による場合には、接着が急に剥がれて架構の耐力が急激に低下したり、面材が脱落してしまうという問題があった。

本発明は、従来技術にみられた上記課題に鑑み、架構の大きな変形に対して面材の定着効果を安価、迅速に持続させることができる架構への面材の定着工法および定着構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成すべくなされたものであり、そのうちの第１の発明（定着工法）は、架構と接する部位に位置する面材の少なくとも表面側に弾性、柔軟性および貫通抵抗性を備える帯状補強材を設置する工程と、貫通材を前記帯状補強材と前記面材とを貫通させて前記架構側にその大部分を埋め込んで該架構に前記面材を最終定着する工程とを含み、前記貫通材は、適宜長さの軸状本体部の一端に頭部を有し、他端に先鋭部を設けたものが用いられ、前記頭部を除く部位を前記架構側に埋め込むことにより、前記面材と前記架構との間に相対変形が生じた際に前記頭部が前記面材との接触面積を広げて該面材に発生する応力を緩和する機能を発揮し、前記帯状補強材は、貫通材側が貫通することは許容するが、前記架構の変形により前記貫通材側が前記面材を突き破ることに対して抵抗する構造と強度とを有し、かつ、前記貫通材が斜めになったり、回転したりする動きを過度に拘束して前記貫通材あるいは前記面材が破壊することを避け得る柔軟性を有する合成繊維織物により形成し、前記帯状補強材を前記面材に設置した際に該面材に比べ曲げ剛性・圧縮剛性が小さな前記帯状補強材側を前記面材と一体化して変形させることで、前記貫通材および前記面材の破壊を防止しながら前記架構の耐力を向上させることを最も主要な特徴とする。

この場合、前記面材への前記帯状補強材の設置は、接着剤のみを介在させたり、くぎ、ホチキス針等の打込み部材を打ち込んで行うことができるほか、前記貫通材のみを用いて行うものであってもよい。

また、前記帯状補強材は、前記面材を挟み込むようにその表裏両面に設置しておくこともできる。さらに、前記最終定着工程を経て前記架構に最終定着される前記面材は、前記架構に予めくぎ打ちのみで定着されていた面材であってもよい。

また、帯状補強材については、合成繊維糸をテープ状に織製したもので、糸、織構造および厚さと幅が、所要の貫通抵抗性および引き裂き抵抗性を面材に付与することに必要十分であることを特徴とする。幅は、大きいほど、貫通材の貫通力を分散させる効果が大きくなり、厚さは、厚いほど、面材の貫通抵抗と引き裂き抵抗との大きさが増加する。しかし、帯状補強材は、幅に応じて材料費が嵩むほか、施工が難しくなる。また、厚さが厚いほど、面材との間の段差が大きくなり、面材の上にさらに仕上げ材を設置したり、塗装するときの支障になる。したがって、所要の貫通抵抗性および引き裂き強度を面材に付与に必要十分な大きさの幅と厚さとを適宜選択することが重要になる。

帯状補強材が、所要の貫通抵抗性および引き裂き強度を面材に付与することは、面材を架構に帯状補強材を用いて実際に定着し、加力試験を実施し、その結果得られた荷重変形関係および破壊状況から確認することができる。例えば、面材が木造住宅の合板であり、貫通材がくぎの場合には、（財）日本住宅・木材技術センターが試験方法を定めており、図１０に示すような荷重変形関係が得られる。まず、この荷重変形関係が補強によって然るべく改善したことを確認する。次に、この試験の終了後、試験体の破壊状況を目視で確認すれば、帯状補強材が、貫通材（くぎ）による面材の引き裂きを防止していることを確認できる。また、貫通材が面材を引き裂くときの面材の抵抗力および貫通抵抗を部分的に取り出した試験で確認することもできる。例えば、合板、石膏ボード等の場合には、側面抵抗試験（ASTM D1037、LATERAL NAIL RESISTANCE TESTS）および釘頭貫通力抵抗試験（ASTM D1037、NAIL-HEAD PULL-THROUGH TESTS）を、補強しない場合と帯状補強材で補強した場合とについて行い、抵抗力の上昇を確認する方法がある。このような部分試験の抵抗値と貫通材の配置、諸元から、貫通材で面材が定着された架構の荷重変形関係の関係は、ばらつきは多いものの概ね知られているので、所要の抵抗力の上昇量をこの関係から求めることができる。ただし、最終的には、架構に定着した状態で試験をし確認することが望ましい。

このほか、天井材などについても、実際の架構の一部を取り出して、実際の天井材を本願発明の材料と方法とで定着し、上記と同様の加力試験を行うことで、帯状補強材が、所要の貫通抵抗性および引き裂き強度を面材に付与することを確認できる。以上を前提にして選定される帯状補強材の最良の形態は、幅２０ｍｍ〜１００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ〜２．０ｍｍとなるように合成繊維を綾織りにして、弾性、柔軟性および貫通抵抗性を付与したことを最も主要な特徴とする。この場合、前記合成繊維がポリエステル繊維であり、網組織が、経糸は、１６７０ｄｔｅｘを幅１ｍｍ当たり、２〜３本とし、緯糸は、５６６ｄｔｅｘを幅１ｍｍ当たり、１本〜３本とするのが好ましい。また、帯状補強材には、長さ方向に向けてくぎ打ちする際の打ち込み間隔と打ち込み位置とを示す目印を設けておくこともできる。

また、第２の発明（定着構造）は、請求項１ないし８のいずれかに記載の定着工法により、前記架構に前記面材を定着したことを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、架構に対する面材の定着は、架構と接する部位に位置する面材に弾性、柔軟性および貫通抵抗性を備える帯状補強材を設置した上で、貫通材を帯状補強材と面材とを貫通させて架構側にその大部分を埋め込むことで行うことができるので、簡易、迅速、安価に面材の定着を行い、架構の耐力を確保、向上させ、面材の脱落の危険性を減ずることができる。

本発明の一例を一部を省略して示す正面図。図１におけるＡ−Ａ線矢視方向での拡大断面図。地震等の外力によって架構と面材との間に相対変位が生じた際における図２の貫通材付近の状態を拡大して模式的に示す説明図。構造用架構のひとつである梁、柱、土台から構成される木造の架構に面材としての構造用合板を定着した際の本発明の実施例を示す全体斜視図。図４のＡ部を拡大して示す正面図。図４のＡ部における断面構造を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は、土台と面材との配置関係を、（ｂ）は、柱と土台と面材との配置関係をそれぞれ示す。従来手法により構造用架構のひとつである梁、柱、土台から構成される木造の架構に面材としての構造用合板を定着した際の比較例を示す全体斜視図。図７のＡ部を拡大して示す正面図。図７のＡ部における断面構造を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は、土台と面材との配置関係を、（ｂ）は、柱と土台と面材との配置関係をそれぞれ示す。図４〜図６に示した架構材（土台）を固定した上で、架構材（梁）と架構材（土台）とを平行に油圧ジャッキで繰り返し押し引きすることで架構の復元力特性（梁と土台の相対変位とジャッキの荷重の関係）を計測した結果の包絡線の概形を、比較例として図４〜図６と対応させた図７〜９に示す従来手法による場合の包絡線の概形との関係で示すグラフ図。面材（合板）の架構（柱）に接着剤を用いずに帯状補強材を置き、貫通材（くぎ）で定着した状態を示す説明図。地震等の外力によって架構と面材との間に相対変位が生じた際における帯状補強材と貫通材付近の状態を、帯状補強材を面材に置いて、接着剤を用いずに架構材に貫通材で面材を定着した例を示す説明図。地震等の外力によって架構と面材との間に相対変位が生じた際における帯状補強材と貫通材および打込み部材付近の状態を、帯状補強材を面材に置いて、接着剤を用いずに架構材における貫通材相互間に打込み部材を打ち込んで面材を定着した例を示す説明図。貫通材や打込み部材を打ち込む際の打ち込み間隔と打ち込み位置とを示す目印を設けた帯状補強材の一例を示す平面図。

図１は、本発明の一例を一部を省略して示す正面図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線矢視方向での拡大断面図である。

これらの図によれば、架構１１は、例えば柱などのような縦方向に設置された架構材１２と、例えば梁などのような横方向に設置された架構材１３とを少なくとも備えている。また、略矩形形状を呈する構造用合板、石膏ボードおよびＡＬＣパネルなどからなる面材２１は、架構材１２，１３により仕切られる面部位を塞ぐようにして架構１１側に定着されている。

この場合、架構１１は、構築物にあって面材２１を定着する相手であり、通常は、棒状の部材を互いに接合して形成される。例えば、木造、鉄骨造の建物の構造架構、あるいは、ステンレス材等で組んだ壁あるいは天井の下地などである。

しかも、架構１１と接する部分に位置する面材２１の表面２２には、帯状補強材３１が接着剤４１で貼り付けられており、その上から貫通材５１が等間隔に設置されている。

この場合に用いられる貫通材５１は、適宜長さの軸状本体部５２と、該軸状本体部５２の一端である基端側に設けられた頭部５３と、軸状本体部５２の他端である先端側に設けられた先鋭部５３とを備えている。この場合、頭部５３は、軸状本体部５２の長さ方向とは直交する位置関係のもとで面状あるいは棒状を呈して一体形成されている。

また、貫通材５１は、その軸状本体部５２の大半と先鋭部５４とが帯状補強材３１および面材２１を貫通して架構１１側に埋め込まれる。貫通材５１は、架構１１側の変形に応じて応力が生じて、面材２１が架構１１と相対変位を生ずることに抵抗する。貫通材５１は、前記応力により、過度に変形せず破壊しない剛性と強度を有するものを好適に用いることができる。

貫通材５１の頭部５３は、扁平な形状で、架構１１の変形によって面材２１と架構１１が相対変形を生じ、貫通材５１が面材２１にめり込もうとする場合に、面材２１との接触面積を広げ、面材２１に発生する応力を緩和する機能を有する。貫通材５１の軸状本体部５２の太さは、架構１１が貫通材５１を埋め込まれたことで強度を著しく低下させない程度に、架構１１の幅に比べて小さいものとする。貫通材５１は、例えば、帯状補強材３１と面材２１とを貫通して架構１１側へと埋め込むことができる適宜長さを有する金属製のくぎ、ビスやボルト等を含む螺杆材、ホチキス針等を好適に用いることができる。

帯状補強材３１は、貫通材５１の軸状本体部５２と先鋭部５４とが貫通することは許容するが、架構１１の変形により、貫通材５１の頭部５３が面材２１を突き破ることに対して抵抗する構造と強度とを有し、かつ、貫通材５１が斜めになったり、回転したりする動きを過度に拘束し、貫通材５１自体が破壊することを避けるべく、柔軟性を有する補強材である。

帯状補強材３１の厚さは、面材２１と帯状補強材３１の上に、仕上げを設置することの妨げにならない範囲で、帯状補強材３１に前述の貫通抵抗性を具備させるのに必要な大きさとする。

帯状補強材３１の幅は、架構１１の変形に応じて、貫通材５１の頭部５３の動く範囲および頭部５３に発生する支圧力を分散することができる大きさである。通常は、頭部５３の大きさの３倍程度以上であればよい。また、面材２１が脆弱な素材であり、貫通材５１の動きで亀裂が入って破壊する場合には、これを補強することに必要な幅とする。

帯状補強材３１の長さは、貫通材５１を設置する部分の長さに帯状補強材５１の幅を加えた以上の長さとする。帯状補強材３１は、柔軟性、屈曲性を有し、現場で容易に切断できるものとする。

帯状補強材３１は、予め工場で製作されたものでもよいし、現場で素材を面材２１に塗布して形成されるものであってもよい。帯状補強材３１には、所要接着強度を有する接着剤４１、あるいは粘着剤が塗布された状態で工場から出荷するものでもよいし、現場で接着剤４１を塗布した上で面材２１に接着するものでもよい。また、接着剤４１ではなく、構造用接合テープ等に用いられている粘着剤を帯状補強材３１に予め塗布して工場出荷することもできる。

帯状補強材３１を繊維織物として予め工場で製作する場合には、例えば、ポリエステル繊維、アラミド繊維などで、糸の密度を高く織製することで、所要の貫通抵抗性、弾性、厚さを得たものとする。

通常の建築物の寸法、荷重条件、構築物に用いられている材料の強度、性質等を上記の条件に当てはめると、帯状補強材３１の寸法は、厚さ０．５ｍｍから３ｍｍ程度の範囲、幅１０ｍｍ程度から１００ｍｍ程度の範囲となる。

接着剤４１は、帯状補強材３１を面材２１に接着するもので、硬化後も貫通材５１が貫通できる程度の強度を保持し得るものとする。接着剤４１については、予め帯状補強材３１に塗布した状態で工場から出荷するタイプと、現場で帯状補強材３１あるいは面材２１に塗布して用いるタイプとのいずれを採用することもできる。

一方、構造用面材である構造用合板を面材２１として定着する場合には、定着部に大きな力が作用するので、帯状補強材３１と接着剤４１とを別に製造し、現場で塗布する方法によるのが好ましい。この場合には、作業性を考慮し、一液性、無溶剤タイプの接着剤を用いることが望ましい。

接着剤４１は、脆弱な面材２１であれば、これに生じた亀裂を介して帯状補強材３１が伝達する張力に対する定着力を与える接着強度が必要である。実験等から、通常の建物の構造用面材や仕上げ用面材を面材２１として用いて補強するのであれば、１〜１．５Ｎ／mm²程度の接着強度でよいことが知られている。また、この程度の強度の接着剤４１であれば、硬化後もくぎ等の貫通材５１を容易に貫通させることができることが実験で確かめられている。

図３は、地震等の外力によって架構１１と面材２１との間に相対変位が生じた際における図２の貫通材５１付近の状態を拡大して模式的に示す説明図であり、この例における貫通材５１の縦断面は、Ａ−Ｂ−Ｃ−Ｄ−Ｅ−Ｆ−Ｇの線分で結ばれる多角形状を呈している。

該貫通材５１は、ＡＢＣＧ部分が頭部５３で、ＣＤＦＧ部分が軸状本体部５２で、ＤＥＦ部分が先鋭部５４となったくぎ形状を呈しており、この例では、地震等の外力によって架構１１と面材２１との間に相対変位が生じ、面材２１と架構材１２との間に隙間ｓとずれとが生じた場合が示されている。

このとき、貫通材５１は、面材２１に対して斜めになり、沈み込む変位を生じ、貫通材５１の内部、周囲の面（図中では、多角形ＡＢＣＤＥＦＧの面材２１と接する辺）および面材２１の内部に応力が生ずる。図３では、貫通材５１の内部に発生する力を纏めてせん断力（斜め縦方向矢印）と押し込み力（斜め横方向矢印）として表示している。なお、架構材１２と貫通材５１との境界面と架構材１２内部にもひずみと応力が発生するが、図３には表示していない。

この場合、帯状補強材３１は、面材２１の表面２２上にあって、一部が面材２１と貫通材５１と間に挟まれている。なお、貫通材５１の軸状本体部５２は、図２に示すように棒状であることから、図３の奥行方向に貫通材５１の軸状本体部５２の径の半分以上の距離を行けば、貫通材５１によって貫通されない状態のもとで帯状補強材３１が幅方向（図３の左右方向）に連続することになる。

帯状補強材３１は、面材２１の貫通材５１付近の表面２２を覆って面材２１側と接着されているので、面材２１の表面２２が貫通材５１の動きによって変形すると、これに応じて変形し、帯状補強材３１内部に張力（図３中に破線矢印で表示）を発生し、面材２１の表面２２の変形に抵抗する。

すなわち、帯状補強材３１は、上記張力により、貫通材５１の頭部５３が面材２１の表面２２および内部を破壊して貫通していくことを、面材２１側と一緒になって抵抗する。

つまり、帯状補強材３１は、図３中に細線矢印群２５により面材２１の表面２２付近の変位（面材２１に発生する変位のうち、帯状補強材３１との境界面付近で発生するもの）を表示したように、面材２１と貫通材５１との境界面から面材２１側に伝達される応力の集中を緩和し、架構材１２と面材２１の相対変位に対する抵抗力を付加し、面材２１の損傷を防ぐ効果がある。帯状補強材３１を設置していない場合には、貫通材５１の頭部５３におけるＡおよびＢ付近への応力集中によって、面材２１がこれらＡ、Ｂ点付近から裂けるように破壊し、架構１１と面材２１との間の相対変位が大きくなり、貫通材５１が面材２１を突き抜けてしまうことが、実験で確認されている。

上記の効果を発揮することに必要な帯状補強材３１の所要剛性（ヤング率と厚さの積）、所要強度、所要幅、および接着剤４１の所要接着強度は、図３に例示した貫通材５１付近の応力解析から求めて決定することができる。また、用いる貫通材５１や面材２１等の種類と条件に応じて実験により、決定することができる。

本発明に用いられる帯状補強材３１は、面材２１と接着されて設置されること、帯状補強材３１に予め貫通材５１設置用の穴は無く、貫通材５１の先鋭部５４が帯状補強材３１を貫通しながら設置されること、柔軟性に富むこと、薄いこと、帯状に連続していることなどが特徴となっている。ただし、本発明においては、接着剤４１を用いずに、図１１に示されているように貫通部材５１のみを打ち込んで面材２１に設置することもできるほか、接着剤４１を用いずに、帯状補強材３１を面材２１に置いて、図１２に示すように貫通材５１のみで設置したり、図１３に示すように貫通材５１，５１相互間にくぎ、ホチキス針等の打込み部材４５をさらに打ち込んで設置することもできる。

本発明に用いられる帯状補強材３１は、面材２１の工場出荷時や、架構１１への取り付け時に予め面材２１の一部に設置しておくこともできる。また、面材２１の表面２２だけでなく裏面２３にも設置し、面材２１を挟み込むように設置することで、より補強効果を高めることもできる。

図４は、構造用架構のひとつである梁、柱、土台から構成される木造の架構に面材としての構造用合板を定着した際の本発明の実施例を示す全体斜視図であり、図５は、図４のＡ部を拡大して示す正面図であり、図６は、図４のＡ部における断面構造を示す説明図であり、そのうちの（ａ）は、土台と面材との配置関係を、（ｂ）は、柱と土台と面材との配置関係をそれぞれ示す。なお、これらの図では、一枚の構造用合板を用いた例が示されているが、2枚以上の構造用合板を並べて設置する場合においても、各々の構造用合板について図４に示す手法を用いて定着されることになる。また、図４では、面材である構造用合板の周囲すべてに本発明を適用した例が示されているが、構造用合板の周囲の一部に適用するものであってもよい。

本実施例で用いた帯状補強材３１は、ポリエステル繊維を綾織りにしたもので、幅４５ｍｍ、厚さ約１ｍｍである。経糸は、１６７０ｄｔｅｘの糸約１３０本であり、緯糸は、５６６ｄｔｅｘを２列各２９本を２５ｍｍ間隔で織り込んでいる。材料引張り試験の結果得られた、上記帯状補強材３１の力学的性能は、１％ひずみ時のヤング率、２１００Ｎ／ｍｍ^２、２％ひずみ時のヤング率、２０００Ｎ／ｍｍ^２、３％ひずみ時のヤング率、１７００Ｎ／ｍｍ^２、破断強度３００Ｎ／ｍｍ^２、また、長さ１ｍ当たりの重量は、３２．５ｇ／ｍである。

本実施例で用いた帯状補強材３１は、織り組織が、経糸は、１６７０ｄｔｅｘの幅を１ｍｍ当たり、３．０３本、緯糸は、５６６ｄｔｅｘを幅１ｍｍ当たり、２．３２本であるこれと同じ密度の綾織りで、幅２０ｍｍ〜１００ｍｍの帯状補強材を製作することができる。また、ポリエステル繊維の上記太さの糸を綾織りにした補強材の１％〜３％程度のひずみにおけるヤング率（負担荷重を断面積と発生ひずみとで除した値）、破断強度などの力学的性能は、糸の密度に比例するので、対象とする面材の種類、厚さ、貫通材の太さなどの寸法条件に応じて同じ密度で寸法を変えた補強材を製作して用いることとする。例えば、天井ボードなどの面材の定着用として幅２０ｍｍ、厚さ１ｍｍのものを用いたり、ＡＬＣパネルの定着用として、幅１００ｍｍ、厚さ１ｍｍのものを用いることとする。さらに、構造用合板よりも荷重条件が厳しいと考えられる場合には、厚さを増やして、単位幅当たりの剛性（前期ヤング率と厚さとの積）を増やすことにより、補強材の負担荷重を向上させることができる。例えば、同じ糸の密度で厚さを２ｍｍとすれば、１％ひずみ時の単位幅当たりの負担荷重を、本実施例の帯状補強材３１の２倍とすることができる。

また、用いた接着剤４１は、本願出願人の製品（製品名：「SRF30」）であるポリウレタン系の一液性、無溶剤、湿気硬化タイプであり、接着強度の製品規格値は、１．５Ｎ／mm²である。ただし、接着強度は、接着面と平行に荷重をかけて被着体をずらそうとした場合の最大荷重を接着面積で除して求めている。該接着剤４１は、ウエット膜厚で０．５mm以上を面材２１である構造用合板に塗布する。

本実施例で用いた面材２１は、構造用合板（スギ材、厚さ９ｍｍ、特類２級）である。これを、貫通材５１としてのくぎ（N50）、間隔１５０ｍｍで、くぎ打ちし、これに、上記帯状補強材３１を上記接着剤（SRF30）４１で接着し、この上から、貫通材５１であるくぎ（N50）、間隔１５０ｍｍで、くぎ打ちしている。すなわち、従来のくぎ打ちによる定着法を施した後に、さらに、本発明の方法を施している。本発明の方法は、この例のように、従来の定着方法と容易に併用することができるので、既に設置した面材の定着をさらに強化する方法としても好適である。

図示はしていないが、面材２１である天井の石膏ボードの定着に本発明を適用する場合は、石膏ボートに帯状補強材３１を接着し、これの上から、ビス、タッカー等の貫通材５１を用いる。帯状補強材３１は、上記と同じ織り方で、糸の密度で幅は２０ｍｍ程度のものを用いる。これによって、大地震等で天井ボードが下地から崩落することを防止することができる。

本発明は、新たに面材２１を設置する場合に行うことができるし、既に設置されている面材に追加的に適用することもできる。

本発明は、人力で行うことができ、接着剤塗布、帯状補強材貼り付け、貫通材打ち込み（ねじ込み）の３工程で良い。作業時間は、定着部の長さ１ｍ当たり、数分程度である。

図４〜図６に示した上記実施例の効果確認のために行った実験は、以下のとおりである。すなわち、本発明を適用して面材２１を架構１１に定着した場合には、架構１１に大きな変形を生じても面材２１に接着された帯状補強材３１により、貫通材５１が面材２１を貫通することに抵抗するので、面材２１が脱落せず、面材２１と架構１１の間で応力伝達が持続する。

図１０は、図４〜図６に示した架構材（土台）１４を固定した上で、架構材（梁）１３と架構材（土台）１４とを平行に油圧ジャッキで繰り返し押し引きすることで架構１１の復元力特性（梁と土台の相対変位とジャッキの荷重の関係）を計測した結果の包絡線の概形を、比較例として図４〜図６と対応させた図７〜図９に示す従来手法による場合の包絡線の概形との関係で示すグラフ図である。ただし、図１０中の変位軸の数字（８％）は、架構の梁と土台の相対変位を高さ（梁と土台の距離）で除した値である。

図１０によれば、従来手法に本発明をさらに適用して得られた図中に実線で示す包絡線は、図中に破線で示した従来法（くぎ打ち）により得られる包絡線に比べ最大荷重、最大荷重の80%を維持する最大変位とも2倍程度に向上し、本発明の方法を用いた例では、前記変位が、架構の高さの8%程度の大きさに達していることが判明する。これは、木造の構造架構の変位としては十分大きく、大地震時を想定した場合でも余裕のある大きさである。天井下地などはここまで大きな変位を生ずることは稀であると考えられている。

また、従来手法では、最大荷重後Ｂ点で急に荷重が低下しているが、本発明の方法を加えると荷重は試験装置の限界で計測を終了したＡ点までなだらかに減少するだけである。これは、従来手法では、Ｂ点で大半のくぎが合板を突き抜けた結果である。ただし、Ｃ点に至るまで、残ったくぎと架構自体の抵抗力により抵抗するので、荷重はゼロにはなっていない。

図１０に示した架構の復元力特性から、壁倍率を計算した結果、従来法で定着した場合は、３．１６倍であり、本発明の方法を加えた場合には、５．９０倍となった。以上の試験から、本発明の方法の効果は、復元力特性の形状の改善、壁倍率の増加として実測された。また、試験終了後に試験体の破壊状況を確認したところ、従来の方法では、くぎの頭が合板を貫通するか、くぎの体が合板を割いているが、本発明の方法で定着した試験体は、くぎの頭が帯状補強材を伴って合板に若干めり込むものの、貫通はしておらず、くぎが抜け出していることが確認された。この違いが、図１０に示した荷重変形関係の形状の違いに表れている。すなわち、従来手法では、くぎが貫通することで急激に荷重が低下する（Ｂ点）のに対し、本発明の方法では、これが無い。

例えば、本発明を既存木造住宅の耐震補強の合板貼り付けに適用すれば、従来手法では、壁倍率が２．５倍と評価されていたところを、５．０倍まで取ることができるので、壁の周囲の架構の検討が必要ではあるが、補強する壁の長さを減ずることが可能になる。また、既に設置されている合板に、本発明の方法を施すことで、図３に示されるように耐力を向上させることができる。これは、壁を新設する耐震補強法に比べ大幅なコストと工期との縮減をもたらすだけでなく、耐震補強につきものの間取り、採光等の使用性の阻害も減ずることができる方法である。

以上は、帯状補強材３１を面材２１に接着して設置した例について説明したものであるが、本発明における「架構と接する部位に位置する面材の少なくとも表面側に弾性、柔軟性および貫通抵抗性を備える帯状補強材を設置する工程」には、面材２１に単に帯状補強材３１を置いて、その上から例えば図１３に示されているようなくぎ、ホチキス針等の打込み部材４５を打ち込む工程や、面材２１に帯状補強材３１をホチキス等で仮止めしておき、その上からくぎ、ホチキス針等の打込み部材４５を打ち込む工程や、粘着剤を予め塗布した帯状補強材３１を面材２１に置いて、その上からくぎ、ホチキス針等の打込み部材４５をくぎ打ちする工程も含まれる。また、接着剤４１も、くぎ、ホチキス針等の打込み部材４５も用いずに、帯状補強材３１を面材２１に置いて、単に貫通材５１を設置する工程も含まれる。

このように接着剤４１も、くぎ、ホチキス針等の打込み部材４５も用いずに、帯状補強材３１を面材２１に置いて貫通材５１を設置する工程によっても、負担力の小さい貫通材５１が、図１１に示す負担力の大きい部分の帯状補強材３１の張力の反力を負担し、負担の大きい部分で帯状補強材３１が、図１２に示すように貫通材５１が面材２１を引き裂くこと、および貫通することに抵抗することから、帯状補強材３１を面材２１に接着したり、くぎ、ホチキス針等の打込み部材４５を打ち込んで設置するのと同様な効果を得ることができる。また、図１３に示すように、図１２に示す貫通材５１，５１相互間に図１３に示すように適宜間隔でくぎ、ホチキス針等の打込み部材４５を打ち込んでも同様な効果を得ることができる。

また、帯状補強材３１には、長さ方向に向けてくぎ、ホチキス針等の打込み部材４５や貫通材５１を打ち込んだりして設置する際の設置間隔と設置位置とを示す目印３２を付けておくこともできる。図１４は、帯状補強材３１に付ける目印３２の具体例を示す説明図であり、帯状補強材３１の長さ方向と直交する一定間隔（例えば５ｃｍ，７．５ｃｍ等）の各位置には、打込み部材４５や貫通材５１を設置する際の設置間隔を示す間隔線３３が、また、帯状補強材３１の長さ方向に沿わせた一側縁３１ａの近傍位置（例えば一側縁３１ａから１ｃｍ離れた位置等）には、打込み部材４５や貫通材５１を設置する際の設置位置を示す位置線３４がそれぞれ目印３２として付けられている。このように目印３２を付けておくことにより、正確に打込み部材４５や貫通材５１を設置することができるほか、検査する者もその適否を容易に確認することができることになる。なお、目印３２は、打ち込み部材４５や貫通材５１を設置する際の設置間隔と設置位置とを目視確認できるものでさえあれば、図示例以外にも、適宜のパターンにより予め付しておくことができる。

接着剤４１を用いず、帯状補強材３１を置いて図１１に示すように貫通材５１のみを打ち込んだ場合に奏する効果は、実験により確かめることができた。すなわち、構造用架構のひとつである梁、柱、土台から構成される木造の架構に面材としての構造用合板を定着させた図４に示すと同様な構造を備える木造の架構からなる試験体のうちの一方には、くぎ打ちのみで面材を設置し、他方には、帯状補強材を置いて同じピッチでくぎ打ち（打込み部材による打ち込み）して面材を設置した。そして、両試験体について架構のせん断試験を行った結果、くぎ打ちのみの試験体では、隅角部周辺の際でくぎが合板を割いたり、貫通して面材が架構から取れてしまったが、帯状補強材を介してくぎ打ち（打込み部材による打ち込み）した試験体では、引き裂きは隅の打込み部材一本のみであり、貫通は認められなかった。側面のくぎ（打込み部材）のほぼ全部が、合板を引き裂くことなく、完全に引き抜けて実験が終了した。結果的に、靱性、耐力ともに向上させられることが確認できた。

以上を総括すれば、本発明を適用することにより、簡易、迅速、安価に面材の定着を行い、架構の耐力を確保、向上させ、面材の脱落の危険性を減ずることができることが判明する。面材の定着は、耐震安全性にとって重要な要素であり、本発明を適用することにより、既存構造物の耐震補強や、新設構造物の地震対策を通じての地震災害の軽減に新しい解決手段を加えることができることを意味している。しかも、本発明方法は、施工が簡単であり、かつ、面材と貫通材の強度と接合力を十分に生かす方法でもある。また、本発明方法は、木造建築等の耐震、台風等の横荷重に対する安全性確保を省資源のもとで確実に行うこともできる。

１１架構
１２架構材（柱）
１３架構材（梁）
１４架構材（土台）
２１面材
２２表面
２３裏面
２５細線矢印群
３１帯状補強材
３１ａ一側縁
３２目印
３３間隔線
３４位置線
４１接着剤
４５打込み部材
５１貫通材
５２軸状本体部
５３頭部
５４先鋭部

Claims

架構と接する部位に位置する面材の少なくとも表面側に弾性、柔軟性および貫通抵抗性を備える帯状補強材を設置する工程と、貫通材を前記帯状補強材と前記面材とを貫通させて前記架構側にその大部分を埋め込んで該架構に前記面材を最終定着する工程とを含み、
前記貫通材は、適宜長さの軸状本体部の一端に頭部を有し、他端に先鋭部を設けたものが用いられ、前記頭部を除く部位を前記架構側に埋め込むことにより、前記面材と前記架構との間に相対変形が生じた際に前記頭部が前記面材との接触面積を広げて該面材に発生する応力を緩和する機能を発揮し、
前記帯状補強材は、貫通材側が貫通することは許容するが、前記架構の変形により前記貫通材側が前記面材を突き破ることに対して抵抗する構造と強度とを有し、かつ、前記貫通材が斜めになったり、回転したりする動きを過度に拘束して前記貫通材あるいは前記面材が破壊することを避け得る柔軟性を有する合成繊維織物により形成し、
前記帯状補強材を前記面材に設置した際に該面材に比べ曲げ剛性・圧縮剛性が小さな前記帯状補強材側を前記面材と一体化して変形させることで、前記貫通材および前記面材の破壊を防止しながら前記架構の耐力を向上させることを特徴とする構築物における架構への面材の定着工法。
前記面材への前記帯状補強材の設置は、接着剤を介在させて行う請求項１に記載の構築物における架構への面材の定着工法。
前記面材への前記帯状補強材の設置は、くぎ等の打込み部材を打ち込んで行う請求項１に記載の構築物における架構への面材の定着工法。
前記帯状補強材は、前記面材を挟み込むようにその表裏両面に設置した請求項１ないし３のいずれかに記載の架構への面材の定着工法。
前記最終定着工程を経て前記架構に最終定着される前記面材は、前記架構に予めくぎ打ちのみで定着されていた面材である請求項１ないし４のいずれかに記載の架構への面材の定着工法。
前記帯状補強材は、幅２０ｍｍ〜１００ｍｍ、厚さ０．８ｍｍ〜２ｍｍとなるように合成繊維を綾織りにして、弾性、柔軟性および貫通抵抗性を付与した請求項１ないし５のいずれかに記載の架構への面材の定着工法。
前記合成繊維は、ポリエステル繊維であり、網組織が、経糸は、１６７０ｄｔｅｘを幅１ｍｍ当たり、２〜３本とし、緯糸は、５６６ｄｔｅｘを幅１ｍｍ当たり、１本〜３本とする請求項６に記載の架構への面材の定着工法。
前記帯状補強材は、長さ方向に向けてくぎ打ちする際の打ち込み間隔とくぎ打ち込み位置とを示す目印を備える請求項１ないし７のいずれかに記載の架構への面材の定着工法。
請求項１ないし８のいずれかに記載の定着工法により、前記架構に前記面材を定着したことを特徴とする構築物における架構への面材の定着構造。