スチールハウス、耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法

【課題】薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスにおいて、設計の標準化が可能となるスチールハウス、耐力壁パネルを設置する耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法、を提供する。
【解決手段】薄板軽量形鋼からなる枠材１ａ、１ｂに面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネル１、２を主架構要素とするスチールハウスであって、耐力壁パネルのうちの一部の耐力壁パネル１、２が鉛直力を吸収する取付部材３を介して梁５１、５３に取り付けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウス、該スチールハウスに用いる耐力壁パネルを取り付けるための耐力壁パネル取付部材、スチールハウスに用いる耐力壁パネルの取付方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図７は屋根がトラス上弦材４３ａ、トラス束材４３ｂ、補強束材４３ｃ、補強斜材４３ｄ、トラス下弦材４３ｅからなるトラス４３で構成される一般的なスチールハウスの構造の説明図である（非特許文献１参照）。スチールハウスは、図７に示すように、薄板軽量形鋼製の枠材４１に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネル４２を主架構要素としている。
そして、スチールハウスは耐力壁パネル４２から構成される耐力壁を用いた壁構造であり、かかる壁構造を構成する耐力壁パネル４２はそれが取付けられる屋根トラス４３（梁もしくは根太の場合もある）との間で力を伝達する必要がある。そのため、耐力壁パネル４２は屋根トラス４３（梁もしくは根太）にビスもしくはボルトによって直接接合され、垂直荷重および水平荷重の伝達がなされるようにするのが一般的である。
【非特許文献１】ＫＣ型スチールハウス工事標準仕様書、スチールハウス協会発行、Ｐ１０５、2004年10月改定
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の耐力壁パネル４２の取付方法のように耐力壁パネル４２が取り付けられる屋根トラス４３（梁もしくは根太）にビスもしくはボルトで直接接合され屋根トラス（梁もしくは根太）との間で垂直荷重および水平荷重が伝達されると、スチールハウスの設計が非常に煩雑になり、設計の標準化が困難になるという問題がある。
以下、この問題点について図を参照しながら詳細に説明する。
【０００４】
図８〜図１１は上記問題点を説明する説明図であり、スチールハウスの構造を模式的に示したものである。図８は床梁５１と屋根梁５３の間に内部耐力壁パネル５５を配置した場合、図９は２階の床梁５１と基礎５９の間に内部耐力壁パネル６１を配置した場合、図１０は２階の床梁５１と屋根梁５３の間に内部耐力壁パネル５５を配置すると共に２階の床梁５１と基礎５９の間に内部耐力壁パネル６１を配置した場合、図１１は床梁５１と屋根トラス４３の間に内部耐力壁パネル５５を配置した場合を、それぞれ示している。なお、図８〜図１１に示した内部耐力壁パネル５５、６１はそれらが接する床梁５１、屋根トラス４３、屋根梁５３、基礎５９に直接固着されているものとする。
【０００５】
図８に示した配置の場合、内部耐力壁５５の設計において、図８（ｂ）に示すように水平力Ｑにより生ずる垂直方向の力Ｎ_１、−Ｎ_１の他に屋根からの荷重Ｎ_２、Ｎ_３を考慮する必要がある。しかし、屋根荷重は屋根の形状または内部耐力壁パネルの配置される位置等によって異なるため、屋根からの荷重を考慮するとなると種々異なる屋根荷重を内部耐力壁パネルごとに考慮しなければならず内部耐力壁パネル５５の設計が煩雑になる。
【０００６】
また、床梁５１の設計においては、内部耐力壁パネル５５の縦枠材５５Ａを経由して屋根荷重が作用することから、荷重の大きさによっては床梁５１の強度不足の問題や撓みが大きくなるという問題が生じ、床梁５１の設計を難しくする。
さらに、１階に設置される柱５７の設計においても、内部耐力壁パネル５５の縦枠材５５Ｂを経由して屋根荷重が作用するため、上記床梁５１の場合と同様の問題がある。
【０００７】
図９に示した配置の場合、内部耐力壁パネル６１の設計において、図９（ｂ）に示すように水平力Ｑにより生ずる垂直方向の力Ｎ_１、−Ｎ_１の他に床梁５１からの荷重Ｎ_２、Ｎ_３を常に考慮する必要がある。
しかし、水平力Ｑはその設計耐力により一義的に定まっているが、床荷重はその支持条件により様々であるから、その条件にあわせてその都度設計しなければならず、非常に煩雑である。
【０００８】
図１０に示した配置の場合、１階に配置した内部耐力壁パネル６１の設計において、図１０（ｂ）に示すように水平力Ｑにより生ずる垂直方向の力Ｎ_１、−Ｎ_１の他に、上階の内部耐力壁パネル５５からの鉛直力Ｐ_１、Ｐ_１´、床梁５１からの鉛直力Ｐ_２、Ｐ_２´、屋根からの鉛直力Ｐ_３、Ｐ_３´を考慮する必要がある。
しかし、上述したように屋根荷重や床荷重はその都度変動するし、また上階の内部耐力壁パネル５５と１階の耐力壁パネル６１の位置関係は一様でないため、内部耐力壁パネル６１の設計においてはその都度それぞれの条件に対応した設計が必要となり、非常に煩雑となる。
【０００９】
また、屋根がトラスの場合には、図１１（ａ）に示すように、内部耐力壁パネル５５の縦枠材５５Ｂと屋根トラスの束材の位置が一致していない場合、内部耐力壁パネル５５の縦枠材５５Ｂからの反力に対する補強が必要になり、図１１（ｂ）に示すように、補強材６３、６５を設けなければならず、トラス種類が増えてしまい設計が煩雑になるという問題がある。
【００１０】
以上のように、内部耐力壁パネルと屋根梁、屋根トラス、床梁を直接接合して一体化する場合には内部耐力壁パネルを介して上下に荷重の伝達があることから、この荷重を考慮して強度計算をしなければならず、また新たな補強材の設置の必要性を検討しなければならず、設計が複雑化し、ひいては設計の標準化が難しくなっていた。
【００１１】
本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスにおいて、設計の標準化が可能となるスチールハウス、耐力壁パネルを設置する耐力壁パネル取付部材、耐力壁パネルの取付方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は、上記の課題を解決するために鋭意検討した結果、上記の問題はすべての内部耐力壁パネルを梁に直接取り付けている点にあると考えた。つまり、内部耐力壁を構成する内部耐力壁パネルはその設置箇所によっては外部耐力壁パネルのような鉛直荷重の伝達が不要な場合があるにもかかわらず、従来からの固定観念により耐力壁パネルは梁に直接一体化させて取り付けられていたことが設計の煩雑化をまねき、ひいては設計の標準化を阻んでいると考えたのである。
【００１３】
そこで、耐力壁パネルの取り付け箇所によっては、鉛直荷重が伝達されないように取り付けることによって、上記課題が解決できるとの知見を得た。
本発明はかかる知見を基になされたものであり、具体的には以下の構成を有するものである。
【００１４】
（１）本発明に係るスチールハウスは、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスであって、前記耐力壁パネルのうちの一部の耐力壁パネルが鉛直力を吸収する取付部材を介して梁、根太または屋根トラスに取り付けられていることを特徴とするものである。
一部の耐力壁パネルとは、スチールハウスにおいて内部耐力壁を構成する内部耐力壁パネルをいう。
【００１５】
（２）また、上記（１）における取付部材は、取付部材は、梁、根太または屋根トラスに取付けられる第１部と、材耐力壁パネルの上枠材に取り付けられる第２部材の２つの部材を備え、前記第１部材と前記第２部材を連結することで前記耐力壁パネルと前記梁、根太または屋根トラスとの間に生ずる鉛直力を吸収する部材となる構成であることを特徴とするものである。
取付部材を耐力壁側に取り付けられる第１部材と、梁側に取り付けられる第２部材の２つの部品から構成したことにより、両者を接合する接合部に余裕を持たせることが可能となり、この余裕部分に施工誤差を吸収させることができ、施工性が向上する。
【００１６】
（３）また、上記（２）における第１部材は耐力壁パネルの幅方向に延びる断面が矩形の溝形の部材であり、第２部材は両側壁が内方または外方に屈曲する屈曲部を有する溝形の部材であり、前記第１部材と前記第２部材の開口部を対向するように配置されてそれぞれの両側壁が接合されていることを特徴とするものである。
取付部材をこのような構成にすることで、耐力壁パネルと梁との間で鉛直力は伝達されないが水平力は伝達される構造となり、耐力壁パネルの設置によって設計の複雑化が生ずることはなく耐力壁パネルを構造部材として機能させることができる。
【００１７】
（４）本発明に係る耐力壁パネル取付部材は、スチールハウスに用いる耐力壁パネルを設置するためのものであって、鉛直方向に伸縮可能に形成されて鉛直力を吸収可能に構成されると共に水平力を伝達可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００１８】
（５）また、上記（４）に記載のものにおいて、断面が矩形の溝形の第１部材と、屈曲部を有する弾性部材からなる溝形の第２部材からなり、前記第１部材と前記第２部材の両側壁が接続可能になっていることを特徴とするものである。
【００１９】
（６）本発明に係る耐力壁パネルの取付方法は、スチールハウスに用いる耐力壁パネルの取付方法であって、耐力壁パネルの上枠材と該上枠材が接合される梁、根太または屋根トラスとの間に取付部材を介在させることによって、前記耐力壁パネルと梁との間で鉛直力が伝達されないようにして耐力壁パネルを取り付けることを特徴とする
【発明の効果】
【００２０】
本発明においては、耐力壁パネルの上枠材と該上枠材が接合される梁、根太または屋根トラスとの間に取付部材を介在させることによって、前記耐力壁パネルと梁、根太または屋根トラスとの間で鉛直力が伝達されないようにしたので、耐力壁パネルが取付けられる梁、根太または屋根トラスの上下においては鉛直荷重を考慮する必要がない。そのため、設計が単純化し、ひいては設計の標準化が可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態のスチールハウスを模式的に示した説明図であり、図８〜図１１と同一部分には同一の符号を付してある。図２は図１の要部の説明図であり各部材の接合前の状態を示す図、図３は図１における矢視Ａ−Ａ拡大断面図である。以下、図１〜図３に基づいて本実施の形態を説明する。
【００２２】
本実施の形態に係るスチールハウスは、薄板軽量形鋼からなる枠材に面材を取付けてなる耐力壁を主架構要素とし、屋根梁５３と２階の床梁５１の間に内部耐力壁パネル１が設置され、２階の床梁５１と基礎５９の間に内部耐力壁パネル２が設置されている。また、内部耐力壁パネル１、２に隣接して柱４，６が設置されている。
内部耐力壁パネル１、２はたて枠材１ａ、２ａとよこ枠材１ｂ、２ｂからなる枠材に合板の面材５を取り付けて構成され、その上側のよこ材１ｂ、２ｂをそれぞれ屋根梁５３、床梁５１に鉛直力を吸収する取付部材３を介して取り付けられている。この取付部材３の構造を図３に基づいて以下説明する。
【００２３】
取付部材３は、図３に示すように、屋根梁５３に取り付けられる厚さ１ｍｍ程度の薄鋼板からなる溝形の第１部材７と、同じく厚さ１ｍｍ程度の薄鋼板からなり内部耐力壁パネル１のよこ枠材１ｂに取り付けられる両側壁が内方に屈曲する溝形の第２部材９から構成されている。
第１部材７は屋根梁５３のフランジ幅とほぼ同じ幅を有し、長手方向に直交する断面が矩形状の溝形をしている。そして、溝の開口側を下方にむけて底部７ａが屋根梁５３のフランジにボルト８によって固定されている。
【００２４】
第２部材９は内部耐力壁パネル１の幅寸法とほぼ同一寸法の長さを有している。また、第２部材９も第１部材７と同様に長手方向に直交する断面が略矩形状をしている。ただ、第２部材９の両側壁９ｂはその中程が内方に屈曲して縮径部１１が形成されている点が第１部材７とは相違する。側壁９ｂを屈曲させて縮径部１１を形成することで第２部材は上下方向に伸縮可能となっており、これによって鉛直力の吸収を可能にしている。
【００２５】
また、第２部材９の溝幅は第１部材７の溝幅よりも若干だけ幅広に形成され、設置状態では図３に示すように、第１部材７が第２部材９の溝内に挿入できるようになっている。
かかる構成の第２部材９は、図３に示されるように、開口部を上方に向けてその底部９ａが内部耐力壁パネル１の上側のよこ枠材１ｂにビス１２によって取り付けられている。
第１部材７と第２部材９は、図３に示すように、第１部材７の両側壁７ｂを第２部材９の溝内に挿入して、両部材の側壁をビス１４によって接合することによって連結されている。なお、両部材の接合はビス１４の他、例えばボルト等その他水平方向の力を伝達できるように接合するものであればよい。
【００２６】
上記のように構成された取付部材３においては、第２部材９の伸縮作用によって鉛直力が吸収されるので、屋根梁５３から内部耐力壁パネル１に対して鉛直力が伝達されないようにできる。
もっとも、第１部材７の両側壁７ｂと第２部材９の両側壁９ｂがビス１４で接合されているので、屋根梁５３と内部耐力壁パネル１の間において水平力は伝達され、内部耐力壁パネル１は構造部材として機能する。
【００２７】
以上は屋根梁５３と２階の内部耐力壁パネル１との接合部について述べたが、床梁５１と１階の内部耐力壁パネル２との接合についても全く同様に行われている。
なお、２階の内部耐力壁パネル１の下端部は、図２に示すように、内部耐力壁パネル１の下側のよこ枠材１ｂと床梁５１をボルト１５および帯金物１７で接合することによって床梁５１に固定されている。
また、１階の内部耐力壁パネル２の下端部は、図２に示すように、内部耐力壁パネル２の下側のよこ枠材２ｂと基礎５９を後施工アンカーボルト１９、およびホールダウン金物２１およびホールダウン金物用アンカーボルト２３で接合することによって基礎５９に固定されている。
【００２８】
以上のように構成された本実施の形態においては、屋根梁５３と２階の内部耐力壁パネル１が取付部材３を介して接続されているので、屋根梁５３と内部耐力壁パネル１間では水平力は伝達されるが鉛直力は伝達されず、したがって屋根荷重が内部耐力壁パネル１に伝達されない。そのため、内部耐力壁パネル１の設計において屋根荷重を考慮する必要がなくなるので、設計が単純化して標準化も可能になる。
また、床梁５１および柱６の設計においても、内部耐力壁パネル１のたて枠材１ａを経由した屋根荷重の伝達はないので、やはりそれらの設計が単純化できる。
【００２９】
また、床梁５１と１階の内部耐力壁パネル２が取付部材３を介して接続されているので、床梁５１と内部耐力壁パネル２間では水平力は伝達されるが鉛直力は伝達されず、したがって床荷重が内部耐力壁パネル２に伝達されない。そのため、内部耐力壁パネル２の設計において床荷重を考慮する必要がなくなるので、設計が単純化して標準化も可能になる。さらに、上述のように内部耐力壁パネル２には屋根荷重も伝達されないので、内部耐力壁パネル２の設計において屋根荷重を考慮する必要もなく、この点においても設計の単純化ができる。
【００３０】
なお、上記の例は屋根梁５３を用いた例であるが、屋根がトラスの場合には、屋根荷重が内部耐力壁パネル１に伝達されないので、屋根トラス４３には内部耐力壁パネル１から屋根荷重の反力を受けることがない。このため、図４および図４の矢視Ｂ−Ｂ断面図である図５に示すように、内部耐力壁パネル１のたて枠材１ａと屋根トラスの束材の位置が一致していなくても、図１１（ｂ）に示したような補強材６５を設ける必要がない。そのため、屋根トラスが複雑化することもなく、この意味でも設計の単純化ができる。
【００３１】
なお、上記の実施の形態においては取付部材３を第１部材７と第２部材９の２つの部材から構成する例を示したが、本発明の取付部材は必ずしも２個の部材から構成する必要はなく、例えば図６に示すように、断面がＺ形の単一部材からなる取付部材１８のような構成にしてもよい。
もっとも、本実施の形態で示したように、取付部材を２つの部材から構成してこれらを連結するという構造にすることによって、取付部材と梁等および耐力壁パネルとの接合が容易になると共に、耐力壁パネルの高さ方向の製造誤差や屋根梁の固定荷重による部材撓み、現場の建て方誤差等を吸収することが可能となり、施工性に優れるという効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施の形態のスチールハウスの説明図である。
【図２】図１の要部の説明図である。
【図３】図１の矢視Ａ−Ａ断面図である。
【図４】図１に示したスチールハウスの屋根がトラスの場合の変形例の説明図である。
【図５】図４の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
【図６】本発明の取付部材の他の態様の説明図である。
【図７】従来の一般的なスチールハウスの説明図である。
【図８】本発明が解決しようとする課題を説明する図である（その１）。
【図９】本発明が解決しようとする課題を説明する図である（その２）。
【図１０】本発明が解決しようとする課題を説明する図である（その３）。
【図１１】本発明が解決しようとする課題を説明する図である（その４）。
【符号の説明】
【００３３】
１２階の内部耐力壁パネル、２１階の内部耐力壁パネル、３取付部材、５面材、７第１部材、９第２部材。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板軽量形鋼からなる枠材に面材またはブレースを取付けてなる耐力壁パネルを主架構要素とするスチールハウスであって、前記耐力壁パネルのうちの一部の耐力壁パネルが鉛直力を吸収する取付部材を介して梁、根太または屋根トラスに取り付けられていることを特徴とするスチールハウス。
【請求項２】
取付部材は、梁、根太または屋根トラスに取付けられる第１部材と、耐力壁パネルの上枠材に取り付けられる第２部材の２つの部材を備え、前記第１部材と前記第２部材を連結することで前記耐力壁パネルと前記梁、根太または屋根トラスとの間に生ずる鉛直力を吸収する部材となる構成であることを特徴とする請求項１に記載のスチールハウス。
【請求項３】
第１部材は耐力壁パネルの幅方向に延びる断面が矩形の溝形の部材であり、第２部材は両側壁が内方または外方に屈曲する屈曲部を有する溝形の部材であり、前記第１部材と前記第２部材の開口部を対向するように配置されてそれぞれの両側壁が接合されていることを特徴とする請求項２に記載のスチールハウス。
【請求項４】
スチールハウスに用いる耐力壁パネルを設置するための耐力壁パネル取付部材であって、鉛直方向に伸縮可能に形成されて鉛直力を吸収可能に構成されると共に水平力を伝達可能に構成されていることを特徴とする耐力壁パネル取付部材。
【請求項５】
断面が矩形の溝形の第１部材と、屈曲部を有する弾性部材からなる溝形の第２部材からなり、前記第１部材と前記第２部材の両側壁が接続可能になっていることを特徴とする請求項４に記載の耐力壁パネル取付部材。
【請求項６】
スチールハウスに用いる耐力壁パネルの取付方法であって、耐力壁パネルの上枠材と該上枠材が接合される梁、根太または屋根トラスとの間に取付部材を介在させることによって、前記耐力壁パネルと梁との間で鉛直力が伝達されないようにして耐力壁パネルを取り付けることを特徴とする耐力壁パネルの取付方法。

【図１】