JP7401377B2 - 木造建物の床パネル - Google Patents

Description

この発明は、木造建物を施工する際に用いられる床パネルの技術分野に属する。

木造建物の施工方法の１つとして枠組壁工法（２×４工法）がある。この枠組壁工法は、主に２×４インチの断面寸法の規格木材を用いた枠組に構造用合板を釘打ちして製作された床材、壁材等の面材を適宜、木造用接合金具（帯金物やアンカーボルト）で接合して建物を構築するものであり、施工期間が短く、施工性もよいことから近年その需要も伸びている。
ところで、枠組壁工法の床パネルは、従来、枠組と根太で床組を形成し、その上に合板を張り付けることで製作していた。その高さ寸法（せい）は、一般的に床用のパネル材は２×１０インチの部材を使うので２３５ｍｍ程度であった。
ちなみに、前記床パネルを含む床材は、枠組壁工法、木造軸組構法（在来工法）を問わず、施工性、耐火性、断熱性、又は遮音性（気密性）等を向上させるべく、その構成に工夫を施すことにより、下記するような実に様々な形態の床材が開発されている。

例えば、特許文献１には、断熱性に優れたランバーコア合板（図５参照）の間に角材を挟み込んだ複合構造体のパネルを使うことで、施工が容易で低コストに構築できる住宅等の建造物及びその施工方法が開示されている。
特許文献２には、合板の間に発泡合成樹脂の断熱材を挟み込んだパネルを使うことで、長期にわたり適正な断熱効果を維持でき、かつ耐火性にも優れ、また合板の板厚を大きくすることで柱と梁を不要とし、壁、床、屋根などの構成材として好適な構造用多機能パネルが開示されている。
特許文献３には、下階壁パネル上に床根太を固定して木質床板を下型枠として敷設し、鉄筋を組んだあとにコンクリートを流して鉄筋コンクリートスラブを形成し、その上に上階壁パネルを立設させることで、耐火性、遮音性に優れた建築方法が開示されている。
特許文献４には、デッキプレートの表面に鉄筋を取り付けてコンクリートを打設して形成したプレキャスト合成スラブ本体の長さ方向両端部及び幅方向両端部に接合用切欠部を設けており、接合用切欠部を介して梁上に設置されることで、施工性、耐火性、及び遮音性に優れたプレキャスト合成スラブが開示されている。

特開平７－２４３２３６号公報 実開平６－４０１０５号公報 特開昭５４－８５５０５号公報 特開平７－２０７７９４号公報

前記特許文献１に係る建造物及びその施工方法は、面内剛性を確保するために合板を厚くしたり、面外剛性を確保するために隔離材（根太）を大きくしたりする必要があった。また、木材のみで構成されているので、耐火性や遮音性を確保するためにボード系の耐火材や遮音材などを取り付けるため、総じて床や天井が高く（厚く）なり、その分居住スペースが狭くなる等の問題があった。
前記特許文献２に係る構造用多機能パネルは、前記特許文献１と同様に、面内剛性を確保するためには合板を厚くする必要があり、床や天井が高く（厚く）なり、その分居住スペースが狭くなる等の問題があった。
前記特許文献３に係る建築方法は、耐火性、遮音性は確保できるものの、梁又は根太の上にコンクリートスラブを形成するため、床や天井が高くなり、その分居住スペースが狭くなる等の問題があった。その他、現場でコンクリートの打設作業を行うため、工期が長期化する問題もあった。
前記特許文献４に係るプレキャスト合成スラブも耐火性、遮音性は確保できるものの、梁又は根太の上にコンクリートスラブを形成するため、床や天井が高くなり、その分居住スペースが狭くなる等の問題があった。

纏めると、従来、施工性、耐火性、断熱性、又は遮音性（気密性）等を向上させる目的で開発された床材は、どれも一長一短があった。
具体的には、例えば枠組壁工法において、床パネルのパネル厚を、強度・剛性をそのままに前記一般的なパネル厚の２３５ｍｍよりも薄く形成することができれば、居住スペースをより広く形成する等の柔軟で合理的な構造設計を実現でき、非常に有益であることは明らかであるところ、前記特許文献１～４に係る技術はパネル厚の抑制に寄与できず、改良の余地が残されている。

本発明は、上述した背景技術の課題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、効率よく構造物の強度・剛性を向上させることができ、軽量で取扱性にも優れたデッキプレートに着眼し、これを木質系の床パネルに組み込むことで床パネルの高さ寸法を効率よく抑制することを可能とした、木造建物の床パネルを提供することにある。
また、コンクリートの漏れを確実に防ぐことを可能とした木造建物の床パネルを提供することにある。

上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る木造建物の床パネルは、山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり略台形の波形断面に屈曲形成されたデッキプレートを、受け部材を介して矩形状に枠組された木材の面内に配設されてなる木造建物の床パネルであって、
前記受け部材は、前記木材の長手方向に延び前記デッキプレートの端部の谷部を支持する下方水平面部と、前記木材の内側面に沿って起立する垂直面部とでＬ字状に形成され、さらに前記木材の上面に載る上方水平面部を備えた掛止部を前記垂直面部の長手方向に間隔をあけて複数設けてなる構造とされ、前記掛止部の上方水平面部を前記木材の上面に掛け止めた状態で前記下方水平面部により前記デッキプレートが支持されてなることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した木造建物の床パネルにおいて、前記受け部材は、単一部材、又は前記下方水平面部及び垂直面部を一部材とし、前記掛止部を一部材とする組み合わせ構造であることを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した木造建物の床パネルにおいて、前記受け部材の掛止部は、前記木材の上面に載る水平な上方水平面部と、同木材の内側面に沿って垂下する垂直面部とで倒立Ｌ字状に形成され、前記掛止部の垂直面部が、前記受け部材の垂直面部に接続されてなることを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、請求項１～３のいずれか１項に記載した木造建物の床パネルにおいて、前記受け部材の上方水平面部は、前記木材の短手方向に若干長く形成され、その垂直面部と前記木材と間に、面材を挟んだ状態で当該上方水平面部が木材の上面に載ることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、請求項１～４のいずれか１項に記載した木造建物の床パネルにおいて、前記受け部材の下方水平面部の上面に、前記デッキプレートの端部の谷部が支持され、前記デッキプレートの上面及び当該受け部材の上方水平面部を含む木材の上面にコンクリートが打設されて前記木材と一体化されることを特徴とする。

本発明に係る木造建物の床パネルによれば、以下の効果を奏する。
第１発明～第５発明の床パネルは、受け部材によってデッキプレートを木枠の上面よりも下方に落とし込んで設置することが可能になるので、従来の梁上に設置するよりも床パネルの厚さを（約６割程度に）薄くすることができる。
第１発明～第５発明の床パネルは、デッキプレートの単体での剛性が高いため、根太を省略でき、従来の合板よりも薄い合板を張り付けても面内剛性を保持できる。また、十分な剛性を保有するため、構造設計に応じて乾式（デッキプレート単体）、湿式（コンクリート打設）を使い分けることができる。
第１発明～第５発明の床パネルは、デッキプレートを木枠の上面よりも下方に落とし込むことで、組立時にコンクリートを打設する際、木枠が型枠代わりとなるので、型枠や脱型作業を省略できる。
とりわけ、デッキプレートを支持する下方垂直面部と垂直面部と掛止部が一体化されたコンパクト設計ながら、前記垂直面部がコンクリート打設の際に型枠代わりとなるため、コンクリート漏れが確実に防止される。
特に、第１発明の床パネルは、１個あたりのサイズがコンパクトな掛止部を複数点在した受け部材でデッキプレートを支持するため、木材の上面に壁パネルを設けることができる。
特に、第４発明の床パネルは、受け部材の上方水平面部が木材の短手方向に若干長く形成されているので、受け部材の垂直面部と木材に形成された隙間に挟んだ面材により、木材の側面と下面を耐火保護でき、隣接する部屋への床上衝撃音の伝達を低減する。
特に、第５発明の床パネルは、前記デッキプレートの上面に、打設されるコンクリートが前記枠組と一体化されているため、コンクリート漏れを未然に防止することができる。

本発明に係る木造建物の床パネルの組立状況を示した斜視図である。 図１の要部（受け部材）を抽出して示した断面図である。 本発明に係る木造建物の床パネルを示した斜視図である。 図３に示した木造建物の床パネルにコンクリートを打設した状態を示した断面図である。 本発明に係る木造建物の床パネルを上下の壁パネルの間に設置した状態を示した説明図である。 床パネルの受け部材を部分拡大して示した斜視図である。 図１の要部を示した斜視図である。 面材を使用した実施例を部分拡大して示した斜視図である。 図７の受け部材が単一部材である実施例を示した斜視図である。 図８の受け部材が単一部材である実施例を示した斜視図である。

次に、本発明に係る木造建物の床パネルの実施例を、以下図面に基づいて説明する。
本実施例の木造建物の床パネルは、図２～図４に示したように、山部２１と谷部２２とが傾斜部２３を介して交互に連なり略台形の波形断面に屈曲形成されたデッキプレート２が、受け部材１を介して、矩形状に枠組された木材（木枠）３の面内に配設されてなる木造建物の床パネルであり、前記受け部材１は、前記木材３の長手方向に延び前記デッキプレート２の端部の谷部２２を支持する下方水平面部１０と、前記木材３の内側面に沿って起立する垂直面部１１とでＬ字状に形成され、さらに前記木材３の上面に載る上方水平面部１２ａを備えた掛止部１２を前記垂直面部１１の長手方向に間隔をあけて複数設けてなる構造とされ、前記掛止部１２の上方水平面部１２ａを前記木材３の上面に掛け止めた状態で前記下方水平面部１０により前記デッキプレート２が支持されてなる構造である。

前記木材３は、本実施例では枠組壁工法に用いる木材３を想定している。図示例に係る木材は、一例として、２×６材（せいは１４０ｍｍ程度）を２枚合わせしたものを用い、面内寸法が、例えば、２５００×２５００ｍｍ程度に形成されている。

前記デッキプレート２は、山部２１と谷部２２とが傾斜部２３を介して交互に連なり略台形の波形断面をなす鋼板で形成され、さらに谷部２２に鍵溝を、傾斜部２３に段部を備えた合成スラブ用デッキプレート２と称されるデッキプレートが採用されている。
このデッキプレート２の寸法は、一例として、幅が６００ｍｍ程度（２山タイプ）、高さ（山高）が５０ｍｍ程度、山部と谷部のトップ（平面部）の幅寸が１１５～１２５ｍｍ程度、板厚が１．０～１．６ｍｍ程度、全長（スパン長）が１．８～３．６ｍ程度である。図３は、幅方向に４体のデッキプレート２を連結した状態を示している。
なお、前記デッキプレート２の形態（形状、寸法）は勿論この限りではなく、設置面積、支持梁の設置間隔、構造上必要な強度等の構造設計に応じて適宜設計変更される。
例えば、木材（木枠）３の面内寸法に応じて、幅が３００ｍｍ程度の１山タイプの幅調整用のデッキプレート２を併用することは適宜行われるところである。その他、コンクリートを打設しない（乾式の）場合は前記鍵溝や段部がないタイプの通常のデッキプレートを採用することもできる。
ちなみに前記デッキプレート２は、その端部の谷部２２における前記受け部材１の下方水平面部１０との接合部位に貫通孔２２ａ（図２参照）が穿設されている。

前記受け部材１は、金属製（鋼製）であり、前記下方水平面部１０と前記垂直面部１１とで断面Ｌ字状に形成されていると共に、前記垂直面部１１につづく上方水平面部１２ａを備えた掛止部１２とで側面方向にみると断面略Ｚ字状に形成されている（図６参照）。
前記下方水平面部１０と前記垂直面部１１はアングル材で前記木材３の軸方向に延びる細長い長尺物でなり、本実施例では一例として、幅寸が５０ｍｍ程度で、軸方向長さは使用するデッキプレート２の幅寸と同等寸法に形成されている（図３参照）。前記デッキプレート２へ取り付けるために用いるボルト７等の固定具７を挿通させるための貫通孔１０ａが形成されている（図２等参照）。この貫通孔１０ａは、バランスよく左右に２個穿設する実施形態が好適だが、構造設計に応じて適宜設計変更可能である。もっとも、図６～図１０に示したように、前記下方水平面部１０と前記デッキプレート２とを溶接手段で一体化させる場合、前記貫通孔１０ａは不要である。
前記掛止部１２は、前記木材３の上面に載る水平な上方水平面部１２ａと、同木材３の側面に沿って垂下する垂直面部１２ｂとで倒立Ｌ字状に形成されており、本実施例ではこの掛止部１２の垂直面部１２ｂが、アングル材の前記垂直面部１１に９個、所望位置に配設されて接合されている（図１）。

前記掛止部１２の上方水平面部１２ａについて説明する。
この上方水平面部１２ａは、前記木材３へ取り付けるために用いるビス６、ボルト、ドリフトピン等の固定具６を挿通させるための貫通孔１４が形成されている（図１４参照）。図６と図７に示した貫通孔１４は、バランスよく６個穿設されているが構造設計に応じて適宜設計変更可能である。また、前記ビス６は、一例として、上方水平面部１２ａと木材３を固定しているが、例えば、垂直面部１２ｂに貫通孔を形成して固定するなど、受け部材１と木材３がずれないように固定されていればよく、固定具はビス６に限らないし、また固定位置に拘わらず、どのように固定されてもよい。

また、当該上方水平面部１２ａは、図８と図１０に示したように、木材３の短手方向（軸垂直方向）に、若干長く（例えば、２０～５０ｍｍ程度）形成する形態でも好適に実施される。これにより、垂直面部１１（１２ｂ）と木材３との間にできた隙間に、耐火や吸音目的の面材９（本実施例では２枚だが枚数はこれに限定されない。）を挿入し、前記面材９を挟んだ状態で当該上方水平面部１２ａが木材３の上面に載せられ、耐火設計では木材３の両側面と下面を耐火材の面材９で保護することができる。また、床パネルと木材３の接触面が減ることで、隣接する部屋への床上衝撃音の伝達を低減する。さらに吸音板の面材９の挿入や界壁を梁上面まで伸ばすことで遮音性が一層向上する。その際、当該面材９が木材３側面の隙間を埋めるため、コンクリート５を打設した時に、コンクリート漏れが効果的に防止される。
なお、前記面材９は、例えば、壁材として下階の床まで伸びているもの（図示は省略）や、図示例のように木製横架材３の側面に接着剤等で固定する形態で好適に実施される。

前記受け部材１の寸法は、一例として、断面方向にみて（図２参照）、Ｌ字状アングル材の下方水平面部１０の幅寸が６４ｍｍ程度、垂直面部１１の高さ寸法（全高）が１２１ｍｍ程度、板厚が６ｍｍ程度である。倒立Ｌ字状の掛止部１２の上方水平面部１２ａの幅寸は５７ｍｍ程度、その垂直面部１２ｂの高さが１２１ｍｍ程度、板厚が６ｍｍ程度で、幅寸が１１０ｍｍ程度である。そして、前記垂直面部１１の内側面に、前記掛止部１２の垂直面部１２ｂを溶接接合して一体化した組み合わせ構造とされている（図６～図８参照）。或いは、図９と図１０に示したように、前記掛止部１２の垂直面部１２ｂと、下方水平面部１０から起立する垂直面部１１とが予め連続する単一部材としても好適に実施される。
なお、前記受け部材１の形態（形状、寸法）は勿論この限りではなく、前記デッキプレート２、木材３の形態等を勘案した構造設計に応じて適宜設計変更される。

次に、上記構成の木材３、デッキプレート２、及び受け部材１からなる木造建物の床パネルを実現するための手法（組立手順）について説明する。なお、以下に説明する手法はあくまでも一例に過ぎないことを念のため特記しておく。
先ず、図１に示したように、所定の大きさの矩形状に枠組された木材（木枠）３を用意する。
そして、各木材３に対し、本実施例では前記９個の掛止部１２が設けられた受け部材１の上方水平面部１２ａを前記木材３の上面に載置すると共に、垂直面部１１を前記木材３の側面に当接させ、もって前記受け部材１を木材３に位置決めする。ここで、図８と図１０に示したように木材３の側面に２枚の面材９を介して実施してもよい。
各辺の木材３にも同様の受け部材１の取り付け作業をそれぞれ行うことにより、各木材３の内側面で垂直面部１１（１２ｂ）が型枠のように配設される。
しかる後、前記上方水平面部１１ａの前記貫通孔１４にビス６を通して前記受け部材１を前記木材３に定着させる。

次に、前記デッキプレート２を所定の高さ吊り上げ、前記各受け部材１（下方水平面部１０）に落とし込みつつ位置決めして架設する作業を行う。
具体的には、図２と図３に示したように、前記木材３で囲われた面内に隙間なく前記デッキプレート２を敷設するべく、前記デッキプレート２の長手方向の両端部の谷部２２を前記受け部材１の対応する下方水平面部１０の上面に載置し、前記谷部２２の前記貫通孔２２ａと下方水平面部１０の前記貫通孔１０ａとの芯を一致させ、ボルト７を通してナット８で締結する作業を受け部材１の数に応じて繰り返し行い、もって、デッキプレート２を、受け部材１を介して木材３に支持させてなる床パネルを実現する。
そして、例えば図５に示したように、下階の壁パネル３０の上面に本発明に係る床パネルの木材（木枠）３を設置し、さらにその上に上階の壁パネル２０を設置する等、従来の枠組壁工法と同様の施工を行う。

そして、前記床パネルは、図４に示した如く、前記上下の壁パネル２０、３０に組み込む前に、前記デッキプレート２の上面にコンクリート５を打設してプレキャスト合成スラブ化した床パネルとして用いることもできるし、前記上下の壁パネル２０、３０に組み込んだ後にコンクリート５を打設した床スラブ構造としてもよい。すなわち、コンクリート５を掛止部１２（上方水平面部１２ａ）を含む木製横架材３の上面まで打設して不陸が解消される。しかもその際、前記受け部材１の垂直面部１１が木製横架材３の内側面を完全に覆う型枠の役目を果たすので、コンクリート５の漏れが効果的に防止される（図４参照）。

上記構成の木造建物の床パネルによれば、以下の効果を奏する。
（１）受け部材１によってデッキプレート２を木枠３の上面よりも下方に落とし込んで設置することが可能になるので、従来の梁上に設置するよりも床パネルの厚さを（約６割程度に）薄くすることができる。
（２）デッキプレート２の単体での剛性が高いため、根太を省略でき、従来の合板よりも薄い合板を張り付けても面内剛性を保持できる。また、十分な剛性を保有するため、構造設計に応じて乾式（デッキプレート２単体）、湿式（コンクリート５打設）を使い分けることができる。
（３）床パネルの外周部を構成する木枠３は、従来の枠組壁工法に用いる床パネルの木枠と何ら変わりはないので、上下階の壁パネル２０、３０との接合において従来の枠組壁工法と同様に施工できる。
（４）デッキプレート２を木枠３の上面よりも下方に落とし込むことで、組立時にコンクリート５を打設する際、木枠３が型枠代わりとなるので、型枠や脱型作業を省略できる。
とりわけ、デッキプレート２を支持する受け部材１の垂直面部１１がコンクリート打設の際に型枠代わりとなるため、コンクリート漏れが確実に防止される。
（５）受け部材１の上方水平面部１２ａが木材３の短手方向に若干長く形成され、その垂直面部１１と木材３に形成された隙間に面材９を挟むことで、耐火保護し、床上衝撃音の伝達を低減する。
（６）本実施例では、１個あたりのサイズがコンパクトな掛止部１２を複数点在して設けた受け部材１によりデッキプレート２を支持する構造で実施しているので、木材３の上面に壁パネルを設けることができる等、柔軟な構造設計を実現できる。

以上、実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために申し添える。
例えば、上記実施例では、本発明に係る木造建物の床パネルを枠組壁工法に適用することを中心に説明しているがこれに限定されず、木造軸組工法（在来工法）にも適用可能である。また、床パネルの形態に関しては、複数の床パネルを接合して１枚の床パネルとしてもよく、形状についても正方形に限らず、長方形等の矩形のパネルであってもよい。さらに、複数の床パネルを並べて、床を形成してもよい。

１ 受け部材
１０ 下方水平面部
１１ 垂直面部
１２ 掛止部
１２ａ 上方水平面部
１２ｂ 垂直面部
２ デッキプレート（合成スラブ用デッキプレート）
２１ 山部
２２ 谷部
２２ａ 貫通孔
２３ 傾斜部
３ 木材（木枠）
５ コンクリート
６ 固定具（ビス）
７ 固定具（ボルト）
８ ナット
９ 面材
２０ 上階の壁パネル
３０ 下階の壁パネル

Claims (5)

1. 山部と谷部とが傾斜部を介して交互に連なり略台形の波形断面に屈曲形成されたデッキプレートを、受け部材を介して矩形状に枠組された木材の面内に配設されてなる木造建物の床パネルであって、
   前記受け部材は、前記木材の長手方向に延び前記デッキプレートの端部の谷部を支持する下方水平面部と、前記木材の内側面に沿って起立する垂直面部とでＬ字状に形成され、さらに前記木材の上面に載る上方水平面部を備えた掛止部を前記垂直面部の長手方向に間隔をあけて複数設けてなる構造とされ、前記掛止部の上方水平面部を前記木材の上面に掛け止めた状態で前記下方水平面部により前記デッキプレートが支持されてなることを特徴とする、木造建物の床パネル。
2. 前記受け部材は、単一部材、又は前記下方水平面部及び垂直面部を一部材とし、前記掛止部を一部材とする組み合わせ構造であることを特徴とする、請求項１に記載した木造建物の木造建物の床パネル。
3. 前記受け部材の掛止部は、前記木材の上面に載る水平な上方水平面部と、同木材の内側面に沿って垂下する垂直面部とで倒立Ｌ字状に形成され、前記掛止部の垂直面部が、前記受け部材の垂直面部に接続されてなることを特徴とする、請求項１又は２に記載した木造建物の床パネル。
4. 前記受け部材の上方水平面部は、前記木材の短手方向に若干長く形成され、その垂直面部と前記木材と間に、面材を挟んだ状態で当該上方水平面部が木材の上面に載ることを特徴とする、請求項１～３のいずれか１項に記載した木造建物の床パネル。
5. 前記受け部材の下方水平面部の上面に、前記デッキプレートの端部の谷部が支持され、前記デッキプレートの上面及び当該受け部材の上方水平面部を含む木材の上面にコンクリートが打設されて前記木材と一体化されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか１項に記載した木造建物の床パネル。

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