(57)【要約】【課題】躯体への留め付け箇所数を抑えても十分な強度が得られる屋根パネル及び屋根パネルの設置方法を提供する。【解決手段】屋根パネル１００は、複数本の垂木材１と、複数本の垂木材１の間を覆うように垂木材１上に固定された面材２と、を備える。屋根パネル１００は、面材２と躯体との間に垂木材１が介在するように、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で躯体に留め付けられる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の垂木材と、
複数本の前記垂木材の間を覆うように前記垂木材上に固定された面材と、
を備え、
前記面材と躯体との間に前記垂木材が介在するように、前記垂木材の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で該躯体に留め付けられる、
屋根パネル。
【請求項２】
水平方向に２０００ｍｍ以下の間隔で前記躯体に留め付けられる、
請求項１に記載の屋根パネル。
【請求項３】
前記面材は、
前記垂木材に対向する面の反対側の面に、前記躯体に留め付けられる箇所を示す第１の目印及び第２の目印を含む複数個の目印を有し、
前記第１の目印と前記第２の目印との間隔は、
前記垂木材の長手方向において１０００ｍｍより長い、
請求項１又は２に記載の屋根パネル。
【請求項４】
前記面材と前記垂木材とを貫通して前記躯体に達する留付部材で、前記躯体に留め付けられる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の屋根パネル。
【請求項５】
複数本の前記垂木材は、
長手方向が平行になるように配置され、
前記躯体の長手方向に対して前記垂木材の長手方向が直交するように、前記躯体に留め付けられる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の屋根パネル。
【請求項６】
複数本の垂木材と、
複数本の前記垂木材の間を覆うように前記垂木材上に固定された面材と、
を備える屋根パネルの設置方法であって、
前記屋根パネルは、
前記面材と躯体との間に前記垂木材が介在するように、前記垂木材の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で該躯体に留め付けられる、
屋根パネルの設置方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋根パネル及び屋根パネルの設置方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の住宅建設における課題として、熟練した職人の不足と、エコロジー活動への取り組みが挙げられる。一般的な屋根の従来工法では、まず、屋根の最上部の棟木、母屋及び軒桁等の躯体に、複数本の垂木が、その長手方向が躯体の長手方向と直交するように固定される。垂木は棟木から軒桁にかけて、地面方向に斜めに取り付けられる。
【０００３】
垂木を躯体に固定した後、野地板が垂木の上面に固定される。そして、最後に軒先が軒桁に固定される。この従来工法では、複数の工程が煩わしく、工期の長期化を招くおそれがある。さらには、各工程を職人が行う必要があるため、職人の不足を招いてしまう。
【０００４】
工期の短縮と今後一層深刻になる職人の不足の解消のために、一般住宅の大部分を占める屋根及び壁をあらかじめ工場でパネルとして製造するパネル化が行われている。屋根パネルでは、野地板が垂木にあらかじめ固定されており、住宅建設の現場に搬送された屋根パネルが躯体にビス等で留め付けられる。
【０００５】
屋根パネルが導入されたことによって、現場で垂木に野地板を固定する工程が不要になるため、現場施工における工期及び騒音発生期間を短縮できる。この結果、職人の不足が緩和される。さらに屋根等のパネル化によって、住宅建設の現場での端材が減少するため、屋根パネルは、エコロジー活動にも貢献する。この他、提供される屋根パネルの品質が統一されることが期待される。このような利点もあり、特許文献１及び特許文献２に開示されるような種々の屋根パネルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１４０８１６号公報
【特許文献２】特開２０１７−８９２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び特許文献２に開示された屋根パネルを躯体に釘で固定する場合、垂木に野地板がすでに固定されているため、釘が野地板の上から垂木を貫通して躯体に到達しなければならない。このため、躯体に固定された垂木に野地板をさらに固定する従来工法と比較して、地震及び風圧力等に対する強度の不足が懸念される。強度を担保するために、躯体への留め付け箇所数を減らすことができず、屋根パネルの設置作業のさらなる効率化が図れなかった。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、躯体への留め付け箇所数を抑えても十分な強度が得られる屋根パネル及び屋根パネルの設置方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者は、躯体への屋根パネルの留め付け箇所の間隔とその強度について鋭意研究を重ね、躯体の一般的な間隔である９００〜１０００ｍよりも長い間隔で屋根パネルを母屋に留め付けても従来工法と同等以上の強度を有することを見出し、本発明を完成させた。
【００１０】
本発明の第１の観点に係る屋根パネルは、
複数本の垂木材と、
複数本の前記垂木材の間を覆うように前記垂木材上に固定された面材と、
を備え、
前記面材と躯体との間に前記垂木材が介在するように、前記垂木材の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で該躯体に留め付けられる。
【００１１】
この場合、上記本発明の第１の観点に係る屋根パネルは、
水平方向に２０００ｍｍ以下の間隔で前記躯体に留め付けられる、
こととしてもよい。
【００１２】
また、前記面材は、
前記垂木材に対向する面の反対側の面に、前記躯体に留め付けられる箇所を示す第１の目印及び第２の目印を含む複数個の目印を有し、
前記第１の目印と前記第２の目印との間隔は、
前記垂木材の長手方向において１０００ｍｍより長い、
こととしてもよい。
【００１３】
また、上記本発明の第１の観点に係る屋根パネルは、
前記面材と前記垂木材とを貫通して前記躯体に達する留付部材で、前記躯体に留め付けられる、
こととしてもよい。
【００１４】
また、複数本の前記垂木材は、
長手方向が平行になるように配置され、
上記本発明の第１の観点に係る屋根パネルは、
前記躯体の長手方向に対して前記垂木材の長手方向が直交するように、前記躯体に留め付けられる、
こととしてもよい。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る屋根パネルの設置方法は、
複数本の垂木材と、
複数本の前記垂木材の間を覆うように前記垂木材上に固定された面材と、
を備える屋根パネルの設置方法であって、
前記屋根パネルは、
前記面材と躯体との間に前記垂木材が介在するように、前記垂木材の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で該躯体に留め付けられる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、躯体への留め付け箇所数を抑えても十分な強度が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の形態１に係る屋根パネルの外観を示す図である。
【図２】図１に示す屋根パネルの断面を示す図である。
【図３】躯体に留め付けられた屋根パネルの外観を示す図である。
【図４】水平方向に２０００ｍｍの間隔の場合の垂木材の長手方向の留め付け間隔を示す図である。（ａ）、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、面材が水平方向に対して、それぞれ１寸、３寸、５寸及び１０寸の勾配を有する場合の垂木材の長手方向の留め付け間隔を示す図である。
【図５】躯体の長手方向に継いで留め付ける場合の屋根パネルの断面を示す図である。
【図６】垂木材の長手方向に継いで留め付ける場合の屋根パネルの断面を示す図である。
【図７】母屋に留め付けられた状態の屋根パネルの断面を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る屋根パネルの外観を示す図である。
【図９】試験体Ｖ−１を示す図である。
【図１０】試験体Ｈ−１を示す図である。
【図１１】実大壁せん断試験機の概要を示す図である。
【図１２】試験体Ｖ−１〜Ｖ−３における荷重と見かけのせん断変形角との関係を示す図である。
【図１３】試験体Ｈ−１〜Ｈ−３における荷重と見かけのせん断変形角との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態１）
図面を参照しながら、実施の形態１に係る屋根パネル１００について説明する。屋根パネル１００は、複数本の垂木材１と、垂木材１の上面に固定された面材２と、面材２を垂木材１に固定する固定具３と、を備える。図１は、面材２を一部剥がした状態の屋根パネル１００の外観を示す。垂木材１は、長手方向が平行、又はほぼ平行になるように配置される。垂木材１は、好ましくは等間隔に配置される。垂木材１の本数は、特に限定されず、２〜１０本、好ましくは３本、５本又は７本である。
【００１９】
図１の破線Ａ−Ａ’において面材２の側から垂木材１の側まで切断した屋根パネル１００の断面を図２に示す。垂木材１の間隔Ｌ１は、特に限定されないが、３００〜２０００ｍｍ、４００〜１９００ｍｍ、５００〜１０００ｍｍ、４００〜８００ｍｍ、好ましくは４５０〜５００ｍｍである。好適には、垂木材１の間隔Ｌ１は、４５５ｍｍである。ここでの垂木材１の間隔Ｌ１は、図２に示すように、垂木材１の断面の中心から、隣の垂木材１の断面の中心までの長さ（垂木材１の芯間距離）をいう。
【００２０】
垂木材１の材質は、住宅等の建物に使用される材質であれば特に限定されない。例えば、垂木材１は木材及び金属材等で形成される。好ましくは、垂木材１は、ヒノキ、スギ、ナラ、パイン材、鋼鉄、ステンレス及び亜鉛鉄等で形成される。好適には、垂木材１はスギで形成される。
【００２１】
垂木材１は、好ましくは四角柱で、例えば、垂木材１の長手方向に垂直方向に切断した断面が４５×９０ｍｍである。垂木材１の長手方向の長さは、１０００ｍｍより長く、好ましくは１１００〜３０００ｍｍである。
【００２２】
図１に戻って、面材２は、垂木材１の間を覆うように、固定具３で垂木材１上に固定される。面材２の面積は、特に限定されず、垂木材１の間隔及び長さ等に応じて適宜調整すればよい。面材２の厚みは例えば、１０〜２０ｍｍ、１０〜１５ｍｍ、好ましくは１２ｍｍである。面材２は、建物用であれば特に限定されず、面材２として野地板及び構造用合板を用いることができる。必要に応じて、面材２は、防水加工等が施されていてもよい。
【００２３】
固定具３は、例えば釘である。釘の長さは、面材２の厚みに応じて決定すればよい。面材２は、垂木材１の長手方向に、所定の間隔で固定具３によって固定される。固定具３の垂木材１の長手方向での間隔は、５０〜２００ｍｍ、８０〜１８０ｍｍ、好ましくは９０〜１５０ｍｍである。図２に示すように、固定具３は、面材２の上面より垂木材１の上面を介して垂木材１の内部に達する。
【００２４】
図３に示すように、屋根パネル１００は、面材２と躯体４との間に垂木材１が介在するように、躯体４に留め付けられる。ここでの躯体４は、具体的には、屋根の最上部の棟木、棟木の長手方向に長手方向が平行になるように配置された母屋、及び軒桁等をいい、以下では横架材ということもある。
【００２５】
屋根パネル１００は、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔Ｌ２で、留付部材５によって躯体４に留め付けられる。留付部材５は、面材２と垂木材１とを貫通して躯体４に達する。これにより、屋根パネル１００が躯体４に強固に留め付けられる。
【００２６】
より詳細には、図３に示すように、屋根パネル１００は、躯体４の長手方向に対して垂木材１の長手方向が直交するように、躯体４に留め付けられる。
【００２７】
Ｌ２は、垂木材１の長手方向で隣り合う留付部材５の間の面材２上における距離である。Ｌ２は、１０００ｍｍより長く、３０００ｍｍ以下、２５００ｍｍ以下、２２００ｍｍ以下、又は２１００ｍｍ以下、２０００ｍｍ以下、１８００ｍｍ以下、１６００ｍｍ以下、１４００ｍｍ以下、１２００ｍｍ以下である。好ましくは、Ｌ２は２０００ｍｍである。
【００２８】
好適には、屋根パネル１００は、Ｌ２が１０００ｍｍより長ければ、水平方向に２０００ｍｍ以下の間隔で躯体４に留め付けられる。水平方向に２０００ｍｍの場合、屋根パネル１００の留め付け後の面材２と水平方向との間の角度をθとすると、Ｌ２は２０００ｍ／ｃｏｓθで求めることができる。図４（ａ）〜（ｄ）は、水平方向に２０００ｍｍの間隔で、面材２が水平方向に勾配を有するように躯体４に留め付けられる場合のＬ２の例を示す。例えば、図４（ａ）に示すように、勾配が１寸（θが５．７１°）であれば、Ｌ２は２００９．９８ｍｍである。図４（ｂ）に示すように、勾配が３寸（θが１６．７°）であれば、Ｌ２は２０８８．０６ｍｍである。図４（ｃ）に示すように、勾配が５寸（θが２６．６°）であれば、Ｌ２は２２３６．０７ｍｍである。図４（ｄ）に示すように、勾配が１０寸（θが４５．０°）であれば、Ｌ２の最大値は２８２８．４３ｍｍである。
【００２９】
次に、複数の屋根パネル１００の躯体４への留め付け方について説明する。屋根パネル１００と同様の屋根パネル１００ａ及び１００ｂを躯体４の長手方向に継いで留め付ける態様に関して、図５は、図２と同様の屋根パネル１００ａ及び１００ｂの断面を示す。屋根パネル１００ｂは、一端の垂木材１を欠いており、垂木材１を欠いた部分の面材２が屋根パネル１００ａのもっとも外側の垂木材１の上面に固定具３で固定される。
【００３０】
屋根パネル１００ａ及び１００ｂを垂木材１の長手方向に継いで留め付ける場合の態様に関して、図６は、垂木材１の長手方向に沿って面材２の側から垂木材１の側に向かって切断した屋根パネル１００ａ及び１００ｂの断面を示す。屋根パネル１００ａ及び１００ｂは、１本の躯体４の上面で垂木材１同士の位置が合わせられ、留付部材５によって躯体４に留め付けられる。
【００３１】
屋根パネル１００は、棟木、母屋及び軒桁等の躯体４が組み上げられた後に、例えばクレーン等を用いて屋根に運搬され、躯体４に留め付けられる。図７は、躯体４の例示としての母屋４１に、１０寸の勾配で留め付けられた状態の屋根パネル１００ａ及び１００ｂの、垂木材１の長手方向に沿って面材２の側から垂木材１の側に向かって切断した断面を示す。屋根の勾配に応じて、種々の勾配で躯体４に留め付けられる。
【００３２】
以上詳細に説明したように、屋根パネル１００は、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で躯体４に留め付けられるため、従来の９１０ｍｍ間隔での留め付けよりも躯体４への留め付け箇所数を抑えることができる。しかも、屋根パネル１００は、下記実施例に示すように、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で躯体４に留め付けられても十分な強度を有する。
【００３３】
なお、他の実施の形態では、屋根パネル１００と、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長い間隔で躯体４に留め付けられる旨を記載した説明書又は仕様書と、を備える屋根パネルセットが提供される。また、当該屋根パネルセットは、留付部材５をさらに備えてもよい。
【００３４】
（実施の形態２）
続いて、実施の形態２に係る屋根パネル２００について説明する。屋根パネル２００は、上記実施の形態１に係る屋根パネル１００と同じ構成であるが、面材２の代わりに面材６を備える。以下では、実施の形態１と異なる部分を主に説明する。
【００３５】
屋根パネル２００の外観を図８に示す。面材６は、垂木材１に対向する面の反対側の面に、躯体４に留め付けられる箇所を示す目印６１（第１の目印）及び目印６２（第２の目印）を含む複数個の目印を有する。
【００３６】
目印６１及び目印６２は、使用者が認識できるものであれば特に限定されず、例えば記号、文字、シンボル及び数字等である。目印６１及び目印６２は、例えばインク、顔料、鉛筆又はペンキ等で付されてもよい。
【００３７】
目印６１と目印６２との間隔Ｌ２は、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長く、上述のＬ２と同様である。好ましくは、屋根パネル２００は、目印６１及び目印６２の位置で躯体４に留め付けられる。
【００３８】
以上詳細に説明したように、屋根パネル２００は、目印６１及び目印６２を有するため、躯体４に留め付けられる際に留め付け箇所が把握しやすく利便性が高い。目印６１と目印６２との間隔Ｌ２は、垂木材１の長手方向において１０００ｍｍより長いため、躯体４への留め付け箇所数を抑えることができる。また、屋根パネル２００を目印６１及び目印６２で躯体４に留め付けることで十分な強度を担保できる。
【実施例】
【００３９】
以下の実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例によって限定されるものではない。
【００４０】
本発明に係る屋根パネルの面内せん断性能を以下のように評価した。図９は、面内せん断性能を評価するために作製した試験体Ｖ−１を示す。試験体Ｖ−１は、桁１１、土台１２、右柱１３、左柱１４及び母屋１５を備える枠組み３００を有する。桁１１の大きさは、１０５×１０５×３５００ｍｍである。土台１２の大きさは、１０５×１０５×２８２０ｍｍである。右柱１３及び左柱１４の大きさは、それぞれ１０５×１０５×２８９５ｍｍである。桁１１及び土台１２には、右柱１３及び左柱１４の両端がそれぞれ大入れ蟻掛けで固定されている。さらに桁１１と土台１２との間に、桁１１の長手方向に長手方向が平行になるように母屋１５が固定されている。母屋１５の大きさは、１０５×１０５×１７１５ｍｍである。
【００４１】
躯体に相当する枠組み３００には、２枚の屋根パネルＰ１及びＰ２が留付部材１６によって固定されている。留付部材１６はタルキックＩＩ（ＴＫ５×１５０ＩＩ、シネジック社製）である。屋根パネルＰ１は、垂木１７と、面材ａ１と、面材ｂ１と、面材ｃ１と、を備える。垂木１７は、４５×９０×２０００ｍｍの大きさである。垂木１７は５本あり、４５５ｍｍの間隔で長手方向が平行になるように配置される。面材ａ１、面材ｂ１及び面材ｃ１は、面積がそれぞれ１８２０×９１０ｍｍ、１８２０×６３５ｍｍ及び１８２０×４５５ｍｍで、厚さはいずれも１２ｍｍである。
【００４２】
面材ａ１、面材ｂ１及び面材ｃ１は、垂木１７の長手方向に継いで、垂木１７に固定されている。面材ａ１、面材ｂ１及び面材ｃ１は、垂木１７の長手方向にそれぞれ１２５又は１５０ｍｍ、１３７．５又は１５０ｍｍ、及び９５又は１５０ｍｍの間隔で、釘（不図示）で垂木１７に固定されている。当該釘はＣＮ５０釘（１５０ｍｍ）である。
【００４３】
屋根パネルＰ２は、垂木１８と、２枚の面材ａ２と、を備える。垂木１８は、４５×９０×１０００ｍｍの大きさである。垂木１８は５本あり、４５５ｍｍの間隔で略平行に配置されている。面材ａ２は、面積が１８２０×９１０ｍｍで、厚さが１２ｍｍである。面材ａ２は、垂木１８の長手方向に継いで、垂木１８の上面に固定されている。面材ａ２は、垂木１８の長手方向に１４０又は１５０ｍｍの間隔で、屋根パネルＰ１と同様に釘で垂木１８に固定されている。
【００４４】
屋根パネルＰ１は、留付部材１６で、土台１２に一端が留め付けられ、他端が母屋１５に留め付けられている。屋根パネルＰ２は、留付部材１６で、桁１１に一端が留め付けられ、他端が母屋１５に留め付けられている。屋根パネルＰ１と屋根パネルＰ２とは、垂木１７及び垂木１８の長手方向に継いで、５本の垂木１７と５本の垂木１８とが母屋１５の面上でそれぞれ合わさるように配置されている。図９に示すように、屋根パネルＰ１が土台１２に留め付けられた箇所から母屋１５に留め付けられた箇所までの、垂木１７の長手方向における距離は２０００ｍｍである。
【００４５】
試験体Ｖ−１に加え、試験体Ｖ−２及びＶ−３を試験体Ｖ−１と同様に作製した。桁１１、土台１２、右柱１３、左柱１４、母屋１５、垂木１７及び垂木１８の材質はスギ（ＫＤ材）とした。試験体Ｖ−１〜Ｖ−３におけるスギの密度は０．３６〜０．５３ｇ／ｃｍ３で、含水率は平均９．３〜２０．７％であった。面材ａ１、面材ｂ１及び面材ｃ１には、特類２級構造用合板（針葉樹）を使用した。特類２級構造用合板の密度は０．４５〜０．５０ｇ／ｃｍ３で、含水率は平均７．７〜１１．８％であった。
【００４６】
図１０は、試験体Ｈ−１を示す。以下では試験体Ｈ−１について、試験体Ｖ−１と異なる点を中心に説明する。試験体Ｈ−１は、桁２１、土台２２、右柱２３及び左柱２４を備える枠組み４００を有する。桁２１の大きさは、１０５×１０５×３５００ｍｍである。土台２２の大きさは、１０５×１０５×３０００ｍｍである。右柱２３及び左柱２４の大きさは、それぞれ１０５×１０５×２６２５ｍｍである。
【００４７】
躯体に相当する枠組み４００には、２枚の屋根パネルＰ３及び屋根パネルＰ４が留付部材１６によって留め付けられている。屋根パネルＰ３は、垂木２５と、面材ａ３と、面材ｂ３と、面材ｃ３と、を備える。垂木２５は、４５×９０×２０００ｍｍの大きさである。垂木２５は５本あり、４５５ｍｍの間隔で長手方向が平行になるように配置される。面材ａ３、面材ｂ３及び面材ｃ３は、面積がそれぞれ１８２０×９１０ｍｍ、１８２０×６３５ｍｍ及び１８２０×４５５ｍｍで、厚さはいずれも１２ｍｍである。
【００４８】
面材ａ３、面材ｂ３及び面材ｃ３は、垂木２５の長手方向に継いで、垂木２５の上面に固定されている。面材ａ３、面材ｂ３及び面材ｃ３は、それぞれ垂木２５の長手方向に１２５又は１５０ｍｍ、１３７．５又は１５０ｍｍ、及び９５又は１５０ｍｍの間隔で、釘で垂木２５に固定されている。
【００４９】
屋根パネルＰ４は、垂木２５と、面材ａ４、面材ｂ４、面材ｃ４と、を備える。屋根パネルＰ４の垂木２５は３本で、屋根パネルＰ３と同様に配置されている。面材ａ４、面材ｂ４及び面材ｃ４は、面積がそれぞれ９１０×９１０ｍｍ、９１０×６３５ｍｍ及び９１０×４５５ｍｍで、厚さはいずれも１２ｍｍである。面材ａ４、面材ｂ４及び面材ｃ４は、屋根パネルＰ３の面材ａ３、面材ｂ３及び面材ｃ３と同様に垂木２５に固定されている。
【００５０】
屋根パネルＰ３は、留付部材１６で、土台２２に一端が留め付けられ、他端が屋根パネルＰ４の垂木２５に留め付けられている。屋根パネルＰ４は、留付部材１６で、桁２１に一端が留め付けられている。屋根パネルＰ３と屋根パネルＰ４とは、右柱２３の長手方向に継いで固定されている。
【００５１】
図１０に示すように、屋根パネルＰ３及びＰ４が右柱２３に留め付けられた箇所から左柱２４に留め付けられた箇所までの、垂木２５の長手方向における距離は２０００ｍｍである。
【００５２】
試験体Ｈ−１に加え、試験体Ｈ−２及びＨ−３を試験体Ｈ−１と同様に作製した。桁２１、土台２２、右柱２３、左柱２４及び垂木２５に用いたスギ（ＫＤ材）の密度は０．３６〜０．９６ｇ／ｃｍ３で、含水率は平均９．７〜２４．０％であった。面材ａ３、面材ｂ３、面材ｃ３、面材ａ４、面材ｂ４及び面材ｃ４には、特類２級構造用合板（針葉樹）を使用した。特類２級構造用合板の密度は０．４３〜０．５０ｇ／ｃｍ３で、含水率は平均４．０〜９．０％であった。
【００５３】
面内せん断性能試験として、「木造軸組工法住宅の許容応力度設計１  ２０１７年版」（（公財）日本住宅・木材技術センター発行、ｐ．２８９〜２９９）に準じて柱脚固定式試験法を採用した。図１１に示す実大壁せん断試験機（試験機フレーム：鷺宮製作所製、オイルジャッキシステム：理研機器社製、容量押し  ５００ｋＮ、引き  ２５０ｋＮ）を用いて、上記試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の面内せん断性能を評価した。試験は、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３の土台１２又は試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の土台２２を試験機フレームに緊結して、桁１１又は桁２１をロードセルオイルジャッキシステムにより水平方向に加力することで行った。
【００５４】
垂木１７の長手方向が水平方向に対して鉛直方向になるように試験体Ｖ−１〜Ｖ−３を試験機フレームに設置した。一方、垂木２５の長手方向が水平方向になるように試験体Ｈ−１〜Ｈ−３を試験機フレームに設置した。試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の変位を計測するために、図１１に示す位置に変位計＃１（ＳＤＰ３００Ｄ、東京測器研究所製）、＃２（ＣＤＰ２５、東京測器研究所製）、＃３及び＃４（ともにＣＤＰ５０、東京測器研究所製）を設置した。加力は正負交番繰り返し加力とし、繰り返し履歴は見かけのせん断変形角が１／４５０ｒａｄ、１／３００ｒａｄ、１／２００ｒａｄ、１／１５０ｒａｄ、１／１００ｒａｄ、１／７５ｒａｄ及び１／５０ｒａｄの正負変形時、繰り返し回数は１回とした。加力は最大荷重に達した後、最大荷重の８０％に荷重が低下するまで、あるいは見かけのせん断変形角が１／１５ｒａｄ以上に達するまで実施した。
【００５５】
試験結果より試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の特性値を求めた。各特性値は、「木造軸組工法住宅の許容応力度設計１  ２０１７年版」（（公財）日本住宅・木材技術センター発行、ｐ．２９９〜３０４）に準じて、試験荷重と見かけのせん断変形角（γ）の関係に基づいて完全弾塑性モデルにより算出した。なお、見かけのせん断変形角は、変位計＃１の測定値Ｍ１、変位計＃２の測定値Ｍ２及び標点距離Ｈとして以下の式で算出した。
γ＝（Ｍ１−Ｍ２）／Ｈ
ここで、Ｈは、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３の場合は３０００ｍｍ、試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の場合は２７３０ｍｍとした。
【００５６】
上記試験では、見かけのせん断変形角が１／１５ｒａｄを超えても最大荷重の８０％以下の荷重に低下しなかったため、見かけのせん断変形角が１／１５ｒａｄまでの荷重とせん断変形角の関係より各特性値を算出した。
【００５７】
（結果）
算出した試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の特性値をそれぞれ表１及び表２に示す。短期基準せん断耐力Ｐｏとして、試験体Ｖで４．４３ｋＮ、試験体Ｈで４．５６ｋＮが得られた。なお、壁倍率（参考値）は低減係数αを考慮していない。
【００５８】
【表１】
2019105103.tif 000003
【００５９】
【表２】
2019105103.tif 000004
【００６０】
試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３における荷重と見かけのせん断変形角との関係をそれぞれ図１２及び図１３に示す。
【００６１】
短期許容せん断耐力を評価するために、次のように低減係数αを定めた。まず屋根構面の用途に伴う影響を評価する係数α１を検討した。屋根構面の適用範囲によると、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３を屋外側下地材として用いる場合は防水紙等の材料で被覆するため、面材ａ１等が直接風雨に曝されることはないが長年の使用における面材ａ１等の劣化が懸念される。構造用合板を用いた耐力壁の研究より、このような使用環境における実用的なα１として０．９５が提案されている。
【００６２】
次に、屋根構面の耐久性の影響を評価する係数α２を検討した。留付部材１６として使用したタルキックＩＩは防錆、防食機能を有する表面処理が施されており、耐久性が高いと判断される。また、面材ａ１等は、日本農林規格に規定される構造用合板で、屋外又は常時湿潤状態となる場所において使用することを目的とした接着の程度の要件を満たすため、耐久性が高い。以上より、α２を１．０とした。
【００６３】
続いて、屋根構面の施工性の影響を評価する係数α３を検討した。試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３は、面材ａ１等が垂木１７又は垂木２５にあらかじめ固定されており、現場において横架材に留め付けられる。よって、施工のばらつきが懸念される、現場で面材ａ１等を垂木１７又は垂木２５に固定する現場施工よりも、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の製作精度は高いと判断される。よって、α３を０．９０とした。
【００６４】
α１〜α３以外に、その他工学的判断を加える必要はないため、その他工学的判断により必要と定める係数α４を１．０とする。
【００６５】
以上により、次式から算出されるαは、０．８５である。
α＝ｆ（α１，α２，α３，α４）＝ｍｉｎ（α１，α２）×ｍｉｎ（α３，α４）
【００６６】
以下の短期許容せん断耐力Ｐａを求める式により、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３のＰａは３．７６ｋＮ、試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の幅のＰａは３．８７ｋＮであった。
Ｐａ＝Ｐｏ×α
【００６７】
試験体Ｖ−１〜Ｖ−３の幅（母屋１５の長手方向の幅）が１８２０ｍｍで、試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の幅（垂木２５の長手方向の幅）が２０００ｍｍである。単位長さあたりの短期許容せん断耐力は、Ｐａを試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の各幅で除することで求められる。その結果、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３の単位長さあたりの短期許容せん断耐力は、それぞれ２．０ｋＮ／ｍ及び１．９ｋＮ／ｍであった。従来の屋根パネルの標準的な単位長さあたりの短期許容せん断耐力は、０．２〜１．９６ｋＮ／ｍであるため、試験体Ｖ−１〜Ｖ−３及び試験体Ｈ−１〜Ｈ−３は、十分な単位長さあたりの短期許容せん断耐力を有することが示された。
【００６８】
よって、屋根パネルＰ１、屋根パネルＰ３及び屋根パネルＰ４は、垂木１７又は垂木２５の長手方向において２０００ｍｍの間隔で横架材（躯体）に留め付けても十分な強度が得られる。
【００６９】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。
【符号の説明】
【００７０】
１  垂木材
２、６、ａ１、ｂ１、ｃ１、ａ２、ａ３、ｂ３、ｃ３、ａ４、ｂ４、ｃ４  面材
３  固定具
４  躯体
５、１６  留付部材
１１、２１  桁
１２、２２  土台
１３、２３  右柱
１４、２４  左柱
１５、４１  母屋
１７、１８、２５  垂木
６１、６２  目印
１００、１００ａ、１００ｂ、２００、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  屋根パネル
３００、４００  枠組み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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