(57)【要約】【課題】石膏ボードを張った耐力壁において、石膏ボードに亀裂を発生させることなくドリルねじの配置間隔を細かく施工でき、壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させる。【解決手段】２枚の石膏ボード３、４を重ねて薄板軽量形鋼からなる枠材１に当てがい、ドリルねじで止めつける石膏ボード耐力壁１０において、各石膏ボード３、４の表面からそれぞれ構造用ドリルねじ５、５ａを枠材１に打設するもので、かつ、２枚目の石膏ボード４の表面から打設する前記ドリルねじ５ａは、１枚目の石膏ボード３に打設の前記ドリルねじ５の中間に向けて打設する。【選択図】　図１
2004044311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板軽量形鋼の枠材に２枚の石膏ボードを重ねて当てがい、１枚目の石膏ボードの表面から枠材に打設するねじと、２枚目の石膏ボードの表面から枠材に打設するねじの２種類のねじにより前記２枚の石膏ボードを前記枠材に止めつけてなる石膏ボード耐力壁において、１枚目の石膏ボードの表面から枠材に打設した、該石膏ボードの荷重を負担する構造用ドリルねじと同様の構造用ドリルねじを用いて、２枚目の石膏ボードの表面から前記１枚目の石膏ボードを貫通させて枠材に打設し、かつ、１枚目の石膏ボードの表面から打設してある構造用ドリルねじの中間に増し打ちすることで、壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させたことを特徴とする石膏ボード耐力壁。
【請求項２】
前記１枚目と２枚目の石膏ボードに打設するドリルねじの太さは、少なくとも４．２Φであり、かつ、１枚目と２枚目の石膏ボードに打設するそれぞれのドリルねじの打設間隔は、いずれも１００ｍｍ〜１５０ｍｍを確保しているとともに、１枚目の石膏ボードを貫通する相互のドリルねじ間隔は少なくとも４０ｍｍ〜７５ｍｍを確保していることを特徴とする請求項１記載の石膏ボード耐力壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スチールハウス、木造住宅その他の建築物における石膏ボードの耐力壁に関するものである。ここでスチールハウスとは、板厚０．６〜２．３ｍｍの薄鋼板をロールフォーミングで成形した薄板軽量形鋼による枠材と、構造用面材とをドリルねじで止めつけて構築する鉄鋼系パネル構造をいう。
【０００２】
【従来の技術】
建築物における内壁は、耐火性能に優れた石膏ボードが使われることが多く、この場合、通常は石膏ボード１枚張りで施工することが多い。一方、スチールハウス等の低層建築における４５分準耐火や、６０分準耐火構造の耐力壁では、ドリルねじで組まれた薄板軽量形鋼による躯体枠材に２枚の石膏ボードを重ねて当てがって構成され、内外の各石膏ボードは、それぞれ個別にねじを打設して前記枠材に留めつけられる。前記の２重耐力壁においては、２枚目の石膏ボードは構造材としてカウントされていない。すなわち、枠材側にある１枚目の石膏ボードは構造材としてカウントされ、それ故、１枚目の石膏ボードには、地震等の外力に抵抗できるようにするために枠材に強固に固定することができる（以下、これを「荷重支持機能」と称する）構造用ドリルねじが用いられる。これに対し２枚目の石膏ボードは火事の際、火炎が構造材である１枚目の石膏ボードに達するのを遅らせる機能が専ら期待されており、このため常温時の構造材としてはカウントされていない。それ故、２枚目の石膏ボードを枠材に止めるドリルねじは、専ら２枚目の石膏ボードを１枚目の石膏ボードに押し付ける機能だけが期待されており、したがって、２枚目の石膏ボードに打設されるねじは、構造用ドリルねじよりも安価な非構造用ドリルねじが使用されている。非構造用ドリルねじは、メッキ厚が薄く耐久性に乏しいことから長期にわたって荷重支持機能を有しているねじとはいえない。
【０００３】
図４（ａ）〜（ｄ）によって説明すると、住宅の骨組みを構成する薄板軽量形鋼からなる枠材１の室内（Ａ）側に位置する一方のフランジ２に１枚目の石膏ボード３と２枚目の石膏ボード４の２枚の石膏ボードを当てがう。さらに、枠材側（１枚目）の石膏ボード３は、該石膏ボード３の荷重支持機能を有するドリルねじ（構造用ドリルねじという）５を用いて該石膏ボード表面から打設され、前記枠材１に留めつけられる。これに対し室内（Ａ）側に位置する２枚目の石膏ボード４を止めるねじは、この石膏ボード４を１枚目の石膏ボード３に押し付ける機能だけを有するドリルねじ（非構造用ドリルねじという）６を用いて、該石膏ボード４の表面から打設され枠材１に留め付けられる。
【０００４】
前記構造用ドリルねじ５の径は、通常４．２Φのドリルねじが用いられ、非構造用ドリルねじ６は、３．５Φの太さのねじが用いられる。また、１枚面の石膏ボード３を留めつける構造用ドリルねじ５の間隔Ｌは、図４（ａ）のように約１５０ｍｍ間隔で打設される。さらに、２枚面の石膏ボード４を留めつける非構造用ドリルねじ６の間隔は約１５０ｍｍ間隔で打設され、かつ、前記１枚目の石膏ボード３に打設の構造用ドリルねじ５の中間に増し打ちされている。
【０００５】
構造用ドリルねじ５（非構造用ドリルねじ６も同じ）の頭部９には、図４（ｃ）のようにラッパ部分７が形成され、打設時に石膏ボード３に急激な衝撃を与えるのをできるだけ少なくして、石膏ボード３に亀裂が生じないように配慮されている。この構造用ドリルねじ５の頭部９は石膏ボード３の表面に出張らず、表面にめり込むように打設される。このとき頭部９のラッパ部分７が石膏ボードの肉厚内部で矢印（イ）の方向に押し広げ力が作用し、ドリルねじ５の打設の間隔が狭いとその押し広げ力で石膏ボード３に亀裂が走り破損することがある。ここにおいて、石膏ボード３を張った耐力壁の高強度化（せん断剛性と短期許容せん断耐力の向上）と、ドリルねじの配置間隔と、ドリルねじの種類の相互間に解決すべき問題が生じる。
【０００６】
この点を更に説明すると、一般に、石膏ボードを枠材に止めつけるドリルねじの配置間隔は、前述のように通常１５０ｍｍ前後で設定されている。石膏ボードを張った耐力壁の高強度化（短期許容せん断耐力の向上）を図るには、図４（ｂ）のようにドリルねじの配置間隔を細かくする方法が採られているが、配置間隔が細かすぎると前述のとおり石膏ボードを止めつける際、ドリルねじ５の頭部９のラッパ部分７の押し広げ力で石膏ボード３に、図４（ｄ）のような割れ８が発生するため、安定した壁のせん断耐力が得られない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記から石膏ボード耐力壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して上昇させるには、ドリルねじの通常配置間隔をより細かく、しかも、石膏ボードを割らずに施工することが必要となるが、従来のドリルねじによる留め付け手段ではその実現が難しかった。他方において、従来は構造材としての機能は専ら１枚目の石膏ボードに負担させ、２枚目の石膏ボードには専ら火炎が１枚目の石膏ボードに至るのを遅らせるという目的があり、かつ、その関係で２枚目の石膏ボードを止めるねじには構造用ドリルねじよりも安価な非構造用ドリルねじを用いるという固定観念が支配していた。
【０００８】
本発明者は、従来の問題点を研究した結果、次の知見を得た。すなわち前述のとおり従来は、２枚目の石膏ボードを支持する非構造用ドリルねじは長期に亘る荷重支持機能を有しておらず、専ら２枚目の石膏ボードを１枚目の石膏ボードに押し付けて保持する機能のみであることから、１枚目の石膏ボードの荷重支持に寄与しているとはいえない。このことから、１枚目の石膏ボードの支持強度を上げることで石膏ボード耐力壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を増すには、必然的に１枚目の石膏ボードの表面から打設する構造用ドリルねじの配置密度を上げる以外に方法が無いのであるが、しかし、そうすると前述のとおり石膏ボードを割らずに施工することは困難であるとの結論に達した。
【０００９】
本発明者は、従来の方法を改め、２枚目の石膏ボードの表面に打設するドリルねじにも、１枚目の構造用ドリルねじと同様に１枚目の石膏ボードの荷重支持機能を負担させる、そして、１枚目の構造用ドリルねじの中間にこのドリルねじを増し打ちすることで、１枚目の石膏ボードのドリルねじ間隔を細かくした。このようにすることでドリルねじの増し打ちの際、２枚目の石膏ボードのドリルねじのラッパ部分による押し広げ力が１枚目の石膏ボードには作用せず、結果、１枚目の石膏ボードを貫通するドリルねじの配置間隔が密であっても、１枚目の石膏ボードの割れを回避できるとの知見を得た。
【００１０】
本発明は、前記の知見に基づいて提案されたもので、その目的は、石膏ボードを割らずに、ドリルねじの配置間隔を細かく施工でき、壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させることができる石膏ボード耐力壁を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。
【００１２】
第１の発明は、薄板軽量形鋼の枠材に２枚の石膏ボードを重ねて当てがい、１枚目の石膏ボードの表面から枠材に打設するねじと、２枚目の石膏ボードの表面から枠材に打設するねじの２種類のねじにより前記２枚の石膏ボードを前記枠材に止めつけてなる石膏ボード耐力壁において、１枚目の石膏ボードの表面から枠材に打設した、該石膏ボードの荷重を負担する構造用ドリルねじと同様の構造用ドリルねじを用いて、２枚目の石膏ボードの表面から前記１枚目の石膏ボードを貫通させて枠材に打設し、かつ、１枚目の石膏ボードの表面から打設してある構造用ドリルねじの中間に増し打ちすることで、壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させたことを特徴とする。
【００１３】
第２の発明は、第１の発明において、前記１枚目と２枚目の石膏ボードに打設するドリルねじの太さは、少なくとも４．２Φであり、かつ、１枚目と２枚目の石膏ボードに打設するそれぞれのドリルねじの打設間隔は、いずれも１００ｍｍ〜１５０ｍｍを確保しているとともに、１枚目の石膏ボードを貫通する相互のドリルねじ間隔は少なくとも４０ｍｍ〜７５ｍｍを確保していることを特徴とする。
【００１４】
【作用】
本発明に係る石膏ボード耐力壁によると、石膏ボードに亀裂を生じさせないでドリルねじの配置間隔を細かく施工できるので、壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１７】
図１本発明の実施形態に係る石膏ボード耐力壁の断面説明図である。
【００１８】
図１において、本発明に係る石膏ボード耐力壁１０は、２枚の石膏ボード３、４を重ねて薄板軽量形鋼からなる枠材１に当てがい、この枠材１側からみて１枚目の石膏ボード３と２枚目の石膏ボード４に、それぞれ構造用ドリルねじ５を打設して各石膏ボード３、４を枠材１に止めつけている。すなわち、本発明では、従来のように２枚の石膏ボード３、４を構造用ドリルねじと非構造用ドリルねじを分けて施工するのではなく、１枚目の石膏ボード３の荷重を負担して該石膏ボード３を薄板軽量形鋼の枠材１に止めつける構造用ドリルねじ５と同様のドリルねじ５ａを用いて、２枚目の石膏ボード４を枠材１に対して止めつけ、かつ、前記１枚目の石膏ボード３に打設のドリルねじ５の中間に増し打ちすることで、耐力壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させている。
【００１９】
前記１枚目と２枚目の石膏ボード３、４に打設するドリルねじ５、５ａの太さは、少なくとも４．２Φであり、かつ、１枚目と２枚目の石膏ボード３、４に打設するそれぞれのドリルねじ５とドリルねじ５ａのそれぞれの配置間隔は、いずれも１００ｍｍ〜１５０ｍｍを確保している。
【００２０】
本発明では、特に１枚目の石膏ボード３の荷重を負担して枠材１に止めつけるドリルねじの機能を、該１枚目の石膏ボード３に打設する一方のドリルねじ５のみに負担させず、２枚目の石膏ボード４の表面から打設する他方のドリルねじ５ａにも分担させており、なおかつ、１枚目の石膏ボード３におけるドリルねじの配置密度は、構造用ドリルねじ５、５ａのトータルで見た場合、壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させることができる。
【００２１】
しかも、ねじ頭部のラッパ部分７がボード表面を直接抑えることになる石膏ボード３のドリルねじ５の配置間隔Ｌは、亀裂の発生を防ぐ上で必要な間隔である１００ｍｍ〜１５０ｍｍを確保しており、石膏ボード３に亀裂は発生することがない。すなわち、２枚目の石膏ボード４の上から構造用ドリルねじ５ａを増し打ちする際、該ドリルねじ５ａのラッパ部分７による押し広げ力が１枚目の石膏ボード３には作用せず、このため、結果的に１枚目の石膏ボード３を貫通する各ドリルねじ５、５ａの配置間隔が密であっても、石膏ボード３に割れ、亀裂が発生するおそれを回避できる。
【００２２】
このように本発明に係る石膏ボード耐力壁１０によると、内外２枚の石膏ボード３、４に亀裂を生じさせること無く、ドリルねじ５、５ａの配置間隔を細かく施工できるので、耐力壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させることができる。
【００２３】
図２、図３を参照して、２枚重ねた石膏ボードの耐力壁に作用する荷重と、それによる変形量の関係を説明する。
【００２４】
図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、２枚重ねた石膏ボードの耐力壁におけるそれぞれドリルねじの配置密度の異なる３例の説明図、図３（ａ）は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３例における耐力壁に作用する荷重と変形との関係を示すグラフ、図３（ｂ）は、耐力壁１０に作用する荷重Ｐと変形量Δとの関係を示す説明図である。
【００２５】
図２（ａ）は、２枚の石膏ボード３、４を配置間隔１５０ｍｍで打設した４．２Φの構造用ドリルねじ５と、配置間隔１５０ｍｍで前記ドリルねじ５の中間に増し打ちした３．５Φの非構造用ドリルねじ６で止めつけた耐力壁の第１比較例を示す。図２（ｂ）は、２枚の石膏ボード３、４を配置間隔７５ｍｍで打設した４．２Φの構造用ドリルねじ５と、配置間隔１５０ｍｍで前記ドリルねじ５の中間に増し打ちした３．５Φの非構造用ドリルねじ６で止めつけた耐力壁の第２比較例を示す。図２（ｃ）は、２枚の石膏ボード３、４を配置間隔１５０ｍｍで打設した４．２Φの構造用ドリルねじ５と、配置間隔１５０ｍｍで前記ドリルねじ５の中間に増し打ちした４．２Φの構造用ドリルねじ５ａで止めつけた本発明の耐力壁の例を示す。
【００２６】
耐力壁に掛かる荷重と変形量の関係をグラフで示す図３において、図中▲１▼、▲２▼、▲３▼の曲線が、それぞれ図２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に対応する。図３のグラフにおいて、▲１▼、▲２▼よりも▲３▼の曲線が望ましい。つまり、耐震上、中規模地震に対して初期剛性が高く、大規模地震に対しては変形能力が大きいのが望ましいが、この点に関し、本発明は▲３▼の曲線であることから、比較例▲１▼、▲２▼に比較して前記の条件をより満たす点で優れていることを示している。
【００２７】
なお本発明は、図に示した構成を適宜設計変更して実施することは構わない。
【００２８】
【発明の効果】
本発明に係る石膏ボード耐力壁によると、石膏ボードを張った耐力壁の高強度化（短期許容せん断耐力の向上）を図るに際し、石膏ボードに亀裂を発生することなく、ドリルねじの配置間隔を細かく施工できるので、耐力壁のせん断剛性と短期許容せん断耐力を安定して向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る２枚重ねた石膏ボード耐力壁の断面説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、２枚重ねた石膏ボードの耐力壁におけるそれぞれドリルねじの配置密度の異なる３例の説明図である。
【図３】（ａ）は、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の３例における耐力壁に作用する荷重と変形量との関係を示すグラフ、（ｂ）は、耐力壁に作用する荷重と変形との関係を示す説明図である
【図４】（ａ）、（ｂ）は、従来の２枚重ねた石膏ボード耐力壁の断面説明図、（ｃ）は、石膏ボード耐力壁用いられるドリルねじの詳細図、（ｄ）は、そのドリルねじの配置間隔を密にすることにより石膏ボードに発生する亀裂の説明図である。
【符号の説明】
１　枠材（薄板軽量形鋼）
２　フランジ
３　石膏ボード
４　石膏ボード
５　構造用ドリルねじ
５ａ　構造用ドリルねじ
６　非構造用ドリルねじ
７　ラッパ部分
８　割れ（亀裂）
９　頭部
１０　耐力壁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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