(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
枠材に薄鋼板からなる帯板状の筋交いを取り付けてなる耐力壁パネルにおける前記筋交いに用いる筋交い部材であって、
板幅ごとにタッピンねじを打つべき位置に予め印付けがされており、
前記タッピンねじを打つべき位置は、筋交いの軸方向に斜め方向の配置とすると共に、その傾斜角度を最前列のタッピンねじ位置に関して、最前列のタッピンねじ位置と結ぶ線分と、筋交い幅方向両端の最前列タッピンねじ位置から筋交い側端に至る筋交い軸線に直交方向の線分を結んでなる破断線に沿った破断耐力が筋交いの降伏耐力以上になるように設定され、次列との間隔が次列位置の最初のタッピンねじ位置を含む破断線に対して軸部降伏耐力から最前列タッピンねじ耐力を控除した荷重に対して同様の検討し定まった間隔と、使用されるタッピンねじによって定まる最小タッピンねじ間隔との大きい方で設定されていることを特徴とする筋交い部材。
【請求項２】
筋交い部材が長尺の部材からなり、タッピンねじを打つべき位置の印付けが筋交い部材の全長に亘ってなされていることを特徴とする請求項１に記載の筋交い部材。
【請求項３】
請求項１または２に記載の筋交い部材を用いて構成されたことを特徴とする耐力壁パネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスチールハウスを構成する耐力壁パネルの構成部材として枠材に取り付ける筋交いを構成するための筋交い部材および該筋交い部材を用いた耐力壁パネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
薄板軽量形鋼製を用いたスチールハウスにおいては、薄板軽量形鋼製の枠材に面材または筋交いを取り付けて耐力壁パネルが構成されている。
このような耐力壁パネルのうち帯板状の筋交いを取り付ける場合には以下のようにされている。
縦枠材と横枠材の接合部となるコーナ部において、その外側面に矩形板状のガセットプレートをタッピンねじにより固着する。そして、ガセットプレートのさらに外面に筋交いの端部を当接して、外側から複数のタッピングねじによって固着する。
【０００３】
耐力壁パネルに取り付けた筋交いには、必要な設計耐力以上の降伏耐力性能が要求されるが、筋交いの降伏耐力は、設計耐力以上であればいくら大きくてもよいというわけではない。なぜなら、筋交いの降伏耐力が必要以上に大きすぎるとその耐力壁パネルが設置される部位の柱の強度や耐力壁パネルを固定する基礎ボルト等をその筋交いの降伏耐力に見合った強度にしなければならないことから、柱や基礎ボルトなどを必要以上に高強度にしなければならず、不経済な設計になるからである。
【０００４】
このように、筋交いの降伏耐力は設計値に近くなるようにする必要がある。なお、筋交いの耐力は材質が決まれば、筋交いの幅と板厚で決定される。すなわち、板厚を厚くすれば板幅を狭くする必要があるし、逆に板厚を薄くすれば板幅を広くする必要がある。
【０００５】
また、筋交いの取り付けに関しては、筋交いの軸部（タッピンねじが配設されない中央部分を指す）の降伏前に筋交いの端部および接合部が破断しないようにする必要がある。
この必要性を満たすための工夫をしたものとして以下のものがある。
筋交い軸部が降伏する荷重（Ａ）と、筋交いとガセットプレート間におけるタッピンねじが配設される接合部の筋交い材の破断耐力（Ｂ）をＢ＞Ａの関係に構成すべく、前記筋交い端部のタッピンねじ配設領域における幅Ｌを中間部の幅Ｌ1 より大に設け、前記幅Ｌに沿って複数のタッピンねじを打込むことで前記Ｂ＞Ａに構成する（特許文献１の請求項１参照）。
また、特許文献１には、タッピンねじ配設領域のみを幅広にするのではなく、筋交い全体の板厚を薄くして、筋交い全体の板幅を広くし、これによって上記Ｂ＞Ａの関係を実現することも示されている（特許文献１の[００３３]参照）。
【特許文献１】特開平９−２７３２４８号公報（請求項１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１においては、タッピンねじによる接合部の筋交い材の破断耐力（Ｂ）を筋交い軸部が降伏する荷重（Ａ）よりも大きくするために、筋交い端部のタッピンねじ配設領域における幅Ｌを筋交い中間部の幅Ｌ1より大きく設定している。
しかしながら、筋交いの端部の幅を広くするような加工をするには、費用がかかる。また、筋交いの端部を幅広に加工するとすれば、耐力壁パネルごとに所定の長さの筋交いを準備しなければならず、汎用性に欠けるという問題もある。
【０００７】
この点、特許文献１の他の例に示されたように筋交いの板厚を薄くして、筋交い全体の板幅を広く設定することも考えられる。
しかし、この場合には、筋交い端部の板厚も薄くなるので筋交いを接合するために必要なタッピンねじの数が増える。そのため、端部でのガセットプレートが大きくなったり、タッピンねじの収まりが悪くなったりするという問題がある。
【０００８】
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、加工に費用を要さず、汎用性にも優れる筋交い部材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】
【０００９】
特許文献１に示された従来例では最前列のタッピンねじが筋交いの軸方向に直交方向に並べて配置することを前提にしているため、この最前列のタッピンねじに沿う断面すなわち筋交いの軸線に直交する断面の欠損割合が大きくなり、この断面に沿って破断が生ずる。
そこで、特許文献１においては、筋交い端部における筋交いの軸線に直交する断面を大きくするために筋交い端部を拡幅するようにしていた。
しかしながら、筋交い端部の幅を広げようとすると上述のような問題が生ずる。
そこで、発明者は従来例のように筋交いの端部の板幅を広げるという固定した考えを捨て、板幅を広げることなく筋交いの降伏前に筋交いの端部および接合部が破断しないようにするにはいかにすべきかを検討した。
【００１０】
筋交いをタッピンねじでガセットプレートに接合した場合、接合部におけるタッピンねじの最前列においてまず破断が生じないようにしなければならない。
そして、最前列で破断が生じないようにするためには、最前列における破断強度が降伏強度よりも大きくなるようにすればよい。
そのためには、最前列におけるタッピンねじの配置を工夫し、次列以降のタッピンねじ配置はこれにならった同等なパターンを繰り返す配置にすれば、筋交いの幅を広げることなく、破断強度を増すことができるとの知見を得た。
本発明は以上の知見に基づくものであり、具体的には以下の構成を備えたものである。
【００１１】
（１）本発明に係る筋交い部材は、枠材に薄鋼板からなる帯板状の筋交いを取り付けてなる耐力壁パネルにおける前記筋交いに用いる筋交い部材であって、板幅ごとにタッピンねじを打つべき位置に予め印付けがされており、前記タッピンねじを打つべき位置は、筋交いの軸方向に斜め方向の配置とすると共に、その傾斜角度を最前列のタッピンねじ位置に関して、最前列のタッピンねじ位置と結ぶ線分と、筋交い幅方向両端の最前列タッピンねじ位置から筋交い側端に至る筋交い軸線に直交方向の線分を結んでなる破断線に沿った破断耐力が筋交いの降伏耐力以上になるように設定され、次列との間隔が次列位置の最初のタッピンねじ位置を含む破断線に対して軸部降伏耐力から最前列タッピンねじ耐力を控除した荷重に対して同様の検討し定まった間隔と、使用されるタッピンねじによって定まる最小タッピンねじ間隔との大きい方で設定されていることを特徴とするものである。
【００１２】
なお、最前列のタッピンねじ位置とは、筋交い軸方向に複数列に配置されたタッピンねじ位置のうちで、筋交いを枠材に接合するために実際にタッピンねじを打つタッピンねじ位置のうち、各列において筋交いの長手方向中央に最も近い位置にあるタッピンねじ位置をいう。
【００１３】
（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、筋交い部材が長尺の部材からなり、タッピンねじを打つべき位置の印付けが筋交い部材の全長に亘ってなされていることを特徴とするものである。
筋交い部材を長尺の部材から構成すると共に筋交い部材の全長に亘ってタッピンねじを打つべき位置の印付けを行うことにより、筋交い部材を必要な長さに切断して筋交いとして使用する際にもタッピンねじ位置が明示されることになり、汎用性の高い筋交い部材となる。
【００１４】
（３）また、本発明に係る耐力壁パネルは、上記（１）または（２）に記載の筋交い部材を用いて構成されたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明における筋交い部材は、板幅ごとにタッピンねじを打つべき位置に予め印付けがされており、前記タッピンねじを打つべき位置は、最前列のタッピンねじ位置に関して、筋交いの軸方向に対して斜め方向の配置にすると共に、最前列のタッピンねじ位置を結ぶ線分と、筋交い幅方向両端の最前列タッピンねじ位置から筋交い側端に至る筋交い軸線に直交方向の線分からなる破断線に沿った破断耐力が筋交いの降伏耐力以上になるように設定されているので、板幅を広げることなく筋交いの降伏前に筋交いの端部および接合部が破断しないようにすることができ、加工に費用を要さず、汎用性にも優れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の一実施形態である筋交い部材を筋交いとして用いた耐力壁パネルの説明図、図２は図１の一部を拡大して示す拡大図である。図１、図２に基づいて本実施の形態を説明する。
耐力壁パネル１は、薄板軽量形鋼製の横枠材３と、同じく薄板軽量形鋼製の縦枠材５からなる矩形の枠材に、接合部材７を介して筋交い部材９をタッピンねじ１０によって接合して構成されている。なお、この例では枠の中央部に間柱８が設置されている。
【００１７】
横枠材３は薄板軽量形鋼製の溝形鋼からなる。また、縦枠材５は薄板軽量形鋼製のリップ溝形鋼と、薄板軽量形鋼製の角形鋼（以下、「軽角形鋼」という。）からなり、軽角形鋼の片面にリップ溝形鋼の底面を接合して形成されている。
なお、薄板軽量形鋼は厚さ2.3mm未満の鋼板からなる部材をいう。
接合部材７には、図２に示すように、矩形状のガセットプレートが用いられている。
【００１８】
また、筋交い部材９は、帯板状の薄板軽量形鋼からなり、その端部が図２に示されるように、タッピンねじ１０によって接合部材７に接合されている。
筋交い部材９にはその両端部の所定範囲に予めタッピンねじを打つことが可能な位置に印付けがされている。
以下においては、筋交い部材９におけるタッピンねじ位置を示す印付けの位置について説明する。
【００１９】
図３は筋交い部材９の端部を拡大して示す図である。図３においては、タッピンねじを打つことが可能な位置を黒点で示し、実際にタッピンねじが打たれる部分にはタッピンねじを打ったときに形成されるタッピンねじ穴を白丸で示している。なお、タッピンねじを打つことが可能な位置の印付けの方法としては、印刷やエンボス加工によって行うことができる。
【００２０】
図３に示す例では、筋交いの軸方向に２列でタッピンねじを打つ例である。各列においてタッピンねじが打たれる先頭のタッピンねじ穴をａ、ｂとすると、タッピンねじ穴ａ、ｂは以下のように配置されている。
タッピンねじ穴ａ、ｂの中心を結ぶ線分ａｂと、タッピンねじ穴ａの中心から筋交いの一方の側端ｐに至る筋交い軸線に直交方向の線分ａｐと、タッピンねじ穴ｂの中心から筋交いの他方の側端ｑに至る筋交い軸線に直交方向の線分ｂｑの、３つの線分ａｂ、ａｐ、ｂｑを結んで形成される破断線に沿った破断耐力が筋交いの軸部降伏耐力以上になるようにタッピンねじ穴ａ、ｂが配置されている。
【００２１】
より具体的に説明する。
・筋交いの幅寸法：Ｗ
・筋交いの板厚：ｔ
・タッピンねじ穴径：ｄ
・線分ａｂの長さ：ｘ
・線分ａｐの長さ：ｙ
・線分ｂｑの長さ：ｚ
・筋交いを構成する鋼製帯板の降伏強度：Ａ
・筋交いを構成する鋼製帯板の破断強度：Ｂ
・安全率：α
とすると、下式が成立するようにタッピンねじ穴ａ、ｂが配置されている。
Ａ×α×ｔ×Ｗ≦Ｂ×ｔ×（ｘ+ｙ+ｚ-２ｄ）      ・・・・・    （１）
【００２２】
次にタッピンねじ位置の決め方を具体的な寸法を示して説明する。
まず、筋交いを取り付ける耐力壁パネルにおいて筋交いに必要とされる降伏耐力を決定する。決定された降伏耐力に基づいて筋交いの板厚および板幅を決定する。
この例では、板厚：0.9mm、板幅：55mmとした。
板幅および／または筋交い接合部材（ガセットプレート）の大きさを考慮して、筋交いの軸線方向におけるタッピンねじの列数を決定する。この例では、２列とした。
なお、使用するタッピンねじ径：4.8mm、タッピンねじ穴径：5mmとした。また、安全率α：1.2とした。
また、
筋交いを構成する鋼製帯板の降伏強度：Ａ＝280N/mm2
筋交いを構成する鋼製帯板の破断強度：Ｂ＝400N/mm2
である。
【００２３】
図４は図３の一部を拡大して示す拡大図である。図４に示すように、この例では、ｙ＝ｚ＝15mmと設定した。なお、ｙ、ｚの長さは板幅、タッピンねじの列数に応じて適宜に設定すればよい。
ｙ＝ｚ＝15mmと設定した場合において、ｘを何mm以上にしなければならないか求める。上記の（１）式に各数値を代入すると、下式になる。
280N/mm2×1.2×0.9mm×55mm≦400N/mm2×0.9mm×（ｘ+15mm+15mm-2×5mm）
この不等式をｘについて解くと、ｘ≧26.2mmとなる。
したがって、本例では、ｘ≧26.2mmになるようにタッピンねじを配置すればよいことになる。
【００２４】
ｘ≧26.2mmにするために、タッピンねじ穴ｂの位置をタッピンねじ穴ａの位置よりも筋交い軸方向端部側に何mm以上ずらせばよいかを求める。ずらす必要がある長さをLとすると、下式が成立すればよい（図4参照）。
（252+L2）1/2≧26.2mm
この式を解くと、L≧7.8mmとなる。
【００２５】
このようにして、最前列のタッピンねじ穴ａ、ｂの配置が決まればタッピンねじ配置の傾斜角度が決まる。次の列の配置間隔については、図３に示すように、次列の先頭タッピンねじ位置ａ´として、軸部降伏耐力よりａ点のビス耐力を差し引いた荷重に対する破断線ｑ−ｂ−ａ´―ｐ´について同様の検討を行い位置を求め、さらにタッピンねじ径によって定まる最小タッピンねじ間隔と比べて、大きい方の間隔の位置に決定すればよい。簡便には、タッピンねじ穴ａ´の位置は、図３の線分ｑ−ｂを延長した線に対してａ点を対称に移動した点をａ´点とすれば、上記した関係を満足することは明らかであり好ましい。以降のタッピンねじ配列は最前列のタッピンねじ穴の配列のパターンを繰り返していけばよい。なお、必要なタッピンねじ数は筋交い部材の降伏耐力、タッピンねじの耐力、タッピンねじ径から決定される。
【００２６】
以上説明した方法によって、各板幅の筋交い部材について筋交い部材の全長に亘って予めタッピンねじを打つことが可能な位置を印付けしておけば、長尺の筋交い筋交い部材を必要な長さに切断した場合においても、タッピンねじを打つべき位置が容易に決定でき、非常に便利である。
【００２７】
以上のように、本実施の形態においては、最前列のタッピンねじ穴ａ、ｂを結ぶ線分ａｂと、筋交い幅方向両端の最前列タッピンねじ位置から筋交い側端に至る筋交い軸線に直交方向の線分ａｐ、ｂｑを結んでなる破断線（ｐ→ａ→ｂ→ｑ）に沿った破断耐力が筋交いの降伏耐力以上になるようにタッピンねじ位置を決定し、以降のタッピンねじ位置についてもこの条件を満足するように決定したので、筋交い部材の幅を広げることなく、筋交いの降伏前に筋交いの端部および接合部が破断しないようにできる。
また、タッピンねじ位置を予め印付けするようにしたので、筋交い部材をガセットプレートに接合する際に印付けされた位置にタッピンねじを打てばよく、施工性に優れる。
さらに、図５に示すように、筋交い部材をコイル状に巻いた長尺の帯板材とし、タッピンねじを打設可能な位置の印付けをその全長に亘って行うようにすれば、筋交い部材を必要とされる長さに切断して使用する際にもタッピンねじ位置が示されることになり、汎用性の高い筋交い部材となる。
【００２８】
なお、上記の実施の形態においては、筋交いの軸線方向にタッピンねじを２列配置する例を示したが、本発明はこれに限られるものではなく、筋交い部材の幅、接合端部の長さ等の関係から３列以上の配置にする場合にも同様の考え方が適用できる。
図６に３列配置の場合の配置例を示す。この場合には、下式が成立するように、最前列のタッピンねじ穴ａ，ｂ，ｃが配置されている。
Ａ×α×ｔ×Ｗ≦Ｂ×ｔ×（ｘ1+ｘ2+ｙ+ｚ-３ｄ）      ・・・・・    （２）
但し、
・Ｗ：筋交いの幅寸法
・ｔ：筋交いの板厚
・ｄ：タッピンねじ穴径
・線分ａｂの長さ：ｘ1
・線分ｂｃの長さ：ｘ2
・線分ａｐの長さ：ｙ
・線分ｂｑの長さ：ｚ
・筋交いを構成する鋼製帯板の降伏強度：Ａ
・筋交いを構成する鋼製帯板の破断強度：Ｂ
安全率：α
【００２９】
なお、次列以降の配置を決める破断の検討は、図６における、ｑ―ｃ―ｂ―ａ´―ｐ´の破断線に対して行われる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態である筋交い部材を取り付けた耐力壁パネルの説明図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す拡大図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る筋交い部材の端部の拡大図である。
【図４】図３の一部を拡大して示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る筋交い部材の説明図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る筋交い部材の他の態様の説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  耐力壁パネル、３  横枠材、５  縦枠材、７  接合部材、９  筋交い部材、１０  タッピンねじ。
【図１】
0004595858.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004595858.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004595858.tif 000006
【図６】
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