(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合する方法であって、
該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．８０以上１．１３以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を４．８０以上７．２０以下とし、
接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を０．３６以上０．７２以下とし、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下とすると共に、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を３．２０以上４．５０以下として、
前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合することを特徴とする建築部材の接合方法。
【請求項２】
建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合する方法であって、
該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上０．９２以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上５．８２以下とし、
接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を１．０以上２．０以下とし、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．２７以上０．３８以下とすると共に、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を１．６０以上２．３０以下として、
前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合することを特徴とする建築部材の接合方法。
【請求項３】
建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合する方法であって、
該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上１．１３以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上６．８０以下とし、
接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ1／ｐ）が３．２未満のとき、前記タッピンねじの１本あたりの接合部耐力を前記板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）の一次関数で設定し、前記（ｔ1／ｐ）が３．２以上のとき、前記接合部耐力を一定として評価し、
前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合することを特徴とする建築部材の接合方法。
【請求項４】
建築物を構成する鋼製部材と木製部材をタッピンねじで接合する方法であって、
木製部材から鋼製部材に打ち込む前記タッピンねじの首下長さを前記木製部材の厚さの２倍以上の長さとし、該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とすると共に、前記鋼製部材の板厚ｔ2と前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下とし、かつ、前記木製部材の厚さを木材の圧縮強度と鋼材の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚で３．２〜４．５ｍｍとしたことを特徴とする建築部材の接合方法。
【請求項５】
建築物を構成する鋼製部材と木製部材をタッピンねじで接合する方法であって、
鋼製部材から木製部材に打ち込むタッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とすると共に、前記鋼製部材の厚板ｔ1と前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ1／ｄ）を０．２６以上０．５４以下とし、かつ、前記木製部材の厚さを木材の圧縮強度と鋼材の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚で４．０〜６．０ｍｍとしたことを特徴とする建築部材の接合方法。
【請求項６】
形鋼又は角形鋼管からなる柱部材に、形鋼若しくは鋼板成形品からなる胴縁又は取付金物を、請求項１に記載の接合方法によって取付けたことを特徴とする建築構造物。
【請求項７】
形鋼からなる梁部材に、形鋼若しくは鋼板成形品からなる横架材又は該横架材の取付金物を、請求項１に記載の接合方法によって取付けたことを特徴とする建築構造物。
【請求項８】
形鋼からなる梁部材に、ボルト、溶接又は請求項１に記載の接合方法等により取付金物を取付け、該取付金物に形鋼又は鋼板成形品からなる横架材を請求項２に記載の接合方法で取付けたことを特徴とする建築構造物。
【請求項９】
形鋼又は角形鋼管からなる柱部材又は梁部材に、木材からなる受木を請求項４に記載の接合方法によって取付けたことを特徴とする建築構造物。
【請求項１０】
形鋼からなる梁部材に、ボルト、溶接又は請求項１に記載の接合方法等により取付金物を取付け、該取付金物に木材からなる横架材を請求項５に記載の接合方法で取付けたことを特徴とする建築構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築部材の接合方法及び建築構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建築基準法による鋼構造建築物の構造部材の接合は、溶接、ボルト、リベットを用いることが規定されており、ドリリングタッピンねじ（以下、タッピンねじという）は、建築物の構造部材の接合には用いられていなかった。しかし、近年、鉄鋼メーカーが中心になり、板厚１ｍｍ前後の表面処理鋼板と、呼び径４〜５ｍｍのタッピンねじを用いたスチールハウス建築物が開発され、建設大臣の特別認定を経て住宅分野で実績をあげつつある。
【０００３】
タッピンねじを用いたスチールハウス建築物の接合部は、板厚０．８〜１．６ｍｍ程度の鋼製部材（以下、鋼材という）を重ね合わせ、ねじ呼び径４．２ｍｍ又は４．８ｍｍのタッピンねじを用いて接合している。接合部のせん断力は、接合部の有効断面積による耐力、タッピンねじ自身のせん断耐力のほか、鋼材の板厚、タッピンねじのねじ呼び径、鋼材強度の関数で与えられた設計式から求めた耐力の最小値としている。
一方、鋼材と木製部材（以下、木材という）との接合については、鋼材を添え板とした場合の釘、木ねじ、ボルトの耐力計算式が、社団法人  日本建築学会発行の「木質構造設計基準・同解説」（以下、規準という）で与えられているけれども、木材と鋼構造建築部の主要構造物との直接接合は、必ずしも想定していない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
鋼材と鋼材との接合において、スチールハウス建築物で用いる板厚より厚い鋼材を用いた組み合わせでは、それに合わせてタッピンねじのねじ呼び径を大きくする必要があるが、その場合、タッピンねじのねじ込み時の抵抗が大きくなり、通常ねじ込みに用いられる電動ドリルドライバーでは、ねじ込みが困難あるいは不能となることがある。
【０００５】
タッピンねじのねじ込みが不能の場合は、インパクトドライバーなど、より大きなねじ込みトルクの得られる工具を使用することになるが、ねじ込み時のトルク管理が難しく、ねじ頭の破断が発生しやすい、ねじ込み時の騒音が大きい等の問題がある。一方、ねじ込みが可能であった場合でも、施工速度が遅く、また、ねじ込み終了時にタッピねじに過大なねじりモーメントが残留するため、接合部に力が加わったときにタッピンねじの早期破断を誘発する場合があり、それに伴う接合部の耐力の低下やばらつき等の問題が生じる。
【０００６】
接合部のせん断耐力は、接合する鋼材の板厚が厚くなると概ねタッピンねじ自身のせん断耐力で決定されるが、ねじ頭側の鋼材の板厚が薄い場合は、ねじ穴部分の支圧破壊で計算耐力が決定されることがある。しかし、タッピンねじに過大なねじり応力が残留している場合は、本来の破壊形態とは異なり、支圧破壊以前にねじ頭が破断することがあり、きわめて危険である。
【０００７】
構造実験によって接合部の許容耐力を決定する場合、実験結果の標準偏差σから求める耐力下限値（通常、平均値−２σから−３σの間で設定する）に対して安全率を設定して求める方法がある。この場合、ばらつき、すなわち標準偏差σが大きくなると接合部の許容耐力は小さくなり、必要な接合部耐力を得るためには必要とするタッピンねじの本数が多くなってしまうという問題もある。
【０００８】
また、木材と鋼材からなる柱や梁との直接接合は、鋼材の板厚を３．２ｍｍ〜４．５ｍｍとした場合、木ねじや釘を直接鋼材に打ち込むことは不可能であるため鋼材に先穴をあけておく必要があり、さらに、先穴との関係上、打ち込む方向は鋼材側から木製部材側に限定されるため、鋼管柱に木製胴縁（受木）を直接取り付けることは不可能であり、また、鋼製梁の上面に木製根太を直接取り付ける場合は、梁のフランジに先穴を設け、木ねじ又は釘を上向きに打つ形態になる。
【０００９】
この作業は、作業姿勢が悪いため危険で手間がかかるばかりでなく、接合部にかかる力の向きを考えた場合、破壊形態は木材へのめり込みではなく引き抜き型になり、強度的にも不利になる。そのため、必ず取付金物を介して接合する必要が生じ、コスト負担が増加する。この場合、取付金物には当然先穴をあけておかなければならない。また、ボルト接合の場合は、鋼材、木材の双方に貫通穴を設ける必要があり、加工と精度管理の手間、ナット、座金を設置する手間が発生する。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、鋼構造建築物において、鋼材どうし又は鋼材と木材を所定の条件下でタッピンねじを用いて接合することにより、コストを低減し、作業性を向上することのできる建築部材の接合方法及び建築構造物を得ることを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明は、建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合する方法であって、該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．８０以上１．１３以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を４．８０以上７．２０以下とし、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を０．３６以上０．７２以下とし、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下とすると共に、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を３．２０以上４．５０以下として、前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合するようにしたものである。
【００１３】
（２）本発明は、建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合する方法であって、該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上０．９２以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上５．８２以下とし、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を１．０以上２．０以下とし、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．２７以上０．３８以下とすると共に、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を１．６０以上２．３０以下として、前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合するようにしたものである。
【００１４】
（３）本発明は、建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合する方法であって、該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上１．１３以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上６．８０以下とし、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ1／ｐ）が３．２未満のとき、前記タッピンねじの１本あたりの接合部耐力を前記板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）の一次関数で設定し、前記（ｔ1／ｐ）が３．２以上のとき、前記接合部耐力を一定として評価し、前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合するようにしたものである。
【００１５】
（４）また、本発明は、建築物を構成する鋼製部材と木製部材をタッピンねじで接合する方法であって、木製部材から鋼製部材に打ち込む前記タッピンねじの首下長さを前記木製部材の厚さの２倍以上の長さとし、該タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とすると共に、前記鋼製部材の板厚ｔ2と前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下とし、かつ、前記木製部材の厚さを木材の圧縮強度と鋼材の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚で３．２〜４．５ｍｍとしたものである。
【００１６】
（５）本発明は、建築物を構成する鋼製部材と木製部材をタッピンねじで接合する方法であって、鋼製部材から木製部材に打ち込むタッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とすると共に、前記鋼製部材の厚板ｔ1と前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ1／ｄ）を０．２６以上０．５４以下とし、かつ、前記木製部材の厚さを木材の圧縮強度と鋼材の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚で４．０〜６．０ｍｍとしたものである。
【００１７】
（６）また、本発明に係る建築構造物は、形鋼又は角形鋼管からなる柱部材に、形鋼若しくは鋼板成形品からなる胴縁又は取付金物を、上記（１）に記載の接合方法によって取付けたものである。
【００１８】
（７）また、形鋼からなる梁部材に、形鋼若しくは鋼板成形品からなる横架材又は該横架材の取付金物を、上記（１）に記載の接合方法によって取付けたものである。
【００１９】
（８）また、形鋼からなる梁部材に、ボルト、溶接又は上記（１）に記載の接合方法等により取付金物を取付け、該取付金物に形鋼又は鋼板成形品からなる横架材を上記（２）に記載の接合方法で取付けたものである。
【００２０】
（９）また、形鋼又は角形鋼管からなる柱部材又は梁部材に、木材からなる受木を上記（４）に記載の接合方法によって取付けたものである。
【００２１】
（１０）また、形鋼からなる梁部材に、ボルト、溶接又は上記（１）に記載の接合方法等により取付金物を取付け、該取付金物に木材からなる横架材を上記（５）に記載の接合方法で取付けたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を実施した建築構造物の概要を説明するための斜視図である。図において、１はコンクリート基礎で、その上面には形鋼からなる土台３がアンカーボルト２により固定されている。１６は土台３上に立設され、溶接により固定された断面四角形の鋼管柱（角形鋼管）、４は土台３及び鋼管柱１６に溶接接合されたブラケットである。なお、鋼管柱１６及びブラケット４は取付金物を使用し、又は直接ボルトにより土台３及び鋼管柱１６に固定してもよい。
【００２３】
１７はリップ溝形鋼からなる鋼製胴縁で、そのウェブを鋼管柱１６に当接し、それぞれタッピンねじ１１で接合されている。２８は木製胴縁（受木）で、同様にして鋼管柱１６にタッピンねじ１１で接合されている。２８ａは土台３上に設置され、タッピンねじ１１で接合された受木である。２９は土台３上に設置された木製根太で、一方の辺がボルト、溶接又はタッピンねじ１１により土台３に固定されたＬ字状の取付金物２４の他方の辺に当接され、タッピンねじ１１により接合されている。
【００２４】
このように、本発明においては、鋼構造建築物を構成する鋼材と鋼材、又は鋼材と木材とを、ボルト、釘、木ねじ等を使用することなく、接合する部材に対応した構造のタッピンねじを用いて接合するようにしたものである。
以下、それぞれの実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
［実施の形態１］
本実施の形態は、鋼構造建築物における鋼材と鋼材との接合に関するもので、図２に示すように、溝形鋼からなる鋼材１２のウェブを溝形鋼からなる鋼材１３のウェブ（以下、鋼材１２を上部鋼材、鋼材１３を下部鋼材ということがある）に当接し、両鋼材１２，１３をタッピンねじ１１により一面せん断形式で接合してモデル化したものである。
このとき、接合する鋼材１２，１３の合計板厚ｔは３．９〜６．８ｍｍであり、タッピンねじ１１には、図３に示すような、ねじ呼び径ｄ（以下、単に呼び径ｄという）が６．０ｍｍ、ねじ山ピッチｐ（以下、単にピッチｐという）が１．０ｍｍのものを使用した。
【００２６】
また、比較のため、上記と同じ鋼材１２，１３を、図４に示すような、呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．８ｍｍのタッピンねじ１１ａにより一面せん断形式で接合した（以下、比較例という）。
【００２７】
そして、本発明及び比較例における一面せん断接合部のせん断試験を行った。試験結果による最大荷重の変動係数Ｖ（ばらつき）の比較を表１に示す。なお、上記の変動係数Ｖは、それぞれの各試験体グループごとの最大荷重平均値ｍで各試験体の最大荷重を割り、各試験体グループごとに平均値１のサンプル集団を作り、それら全体をサンプルとして標準偏差を計算したものである。
【００２８】
【表１】
0003982113.tif 000002
【００２９】
表１から明らかなように、本実施の形態においては、耐力のばらつき（変動係数Ｖ）が小さくなるため、接合部の許容耐力を高く設定することができる。ここに、接合部の許容耐力を、例えば、最大荷重平均値ｍ×（１−３Ｖ）／安全率αで求めた場合、比較例では０．５０３ｍ／αであるのに対し、本実施の形態では０．９２２ｍ／αとなり、最大荷重平均値ｍと安全率αが等しいと仮定しても（実際には早期破断の場合もあり、一般的には比較例の値はさらに低くなる）、本実施の形態においては、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１を用いたことにより、比較例の１．８倍の許容耐力が設定できることになる。また、本実施の形態によれば、ねじ込み抵抗が減少するため、ねじ込みが容易で施工性が向上する。
【００３０】
上記の結果から、本実施の形態においては、タッピンねじ１１の呼び径ｄとピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する鋼材１２，１３の合計板厚ｔとタッピンねじ１１の呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上１．１３以下とし、かつ、接合する鋼材１２，１３の合計板厚ｔとタッピンねじ１１のピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上６．８０以下とすることにより、上述の効果を得ることができた。
【００３１】
［実施の形態２］
図２において、板厚ｔ1が１．６ｍｍ及び２．３ｍｍの上部鋼材１２と、板厚ｔ2が３．２ｍｍ及び４．５ｍｍの下部鋼材１３とを組合わせて、両鋼材１２，１３を図３に示すような、呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１により、実施の形態１の条件下で接合し、一面せん断接合部のせん断試験を行った。試験結果に基づく試験体グループごとのタッピンねじ１本当りの許容耐力算定例を表２に示す。
【００３２】
【表２】
0003982113.tif 000003
【００３３】
この範囲では、特に破壊モードが計算上ねじ破断になり、かつ、早期破断に対して安全性が向上しているのでばらつきが小さくなり、ばらつきを考慮した耐力下限値（ｍ−３σ）がほぼ等しくなる。これは表２によっても明らかである。
このことから、タッピンねじ１本あたりの許容耐力をほぼ等しくしても実用上差支えなく、この範囲での接合部の耐力は、タッピンねじ１１の本数にのみ依存するため、設計、管理が容易になる。
【００３４】
上記の結果から、本実施の形態は、実施の形態１の条件下において、接合するねじ頭側の上部の鋼材１２の板厚ｔ1と、ねじ先端側の下部鋼材１３の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を１．０以下とし、ねじ先端側の下部鋼材１３の板厚ｔ2と、タッピンねじ１１の呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下とし、かつ、ねじ先端側の下部鋼材１３の板厚ｔ2とタッピンねじ１１のピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を３．２０以上４．５０以下とすることにより、上述の効果が得られた。
【００３５】
［実施の形態３］
図２において、板厚ｔ1が２．３ｍｍ及び３．２ｍｍの上部鋼材１２と、板厚ｔ2が１．６ｍｍ及び２．３ｍｍの下部鋼材１３とを組合わせて、両鋼材１２，１３を図３に示すような、呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１により実施の形態１の条件下で接合し、一面せん断接合部のせん断試験を行った。試験結果に基づく変動係数Ｖを表３に示す。
表３から明らかなように、本実施の形態によれば早期のねじ破断が少ないため、変動係数Ｖのばらつきを小さくできるので許容耐力を高く設定することができる。
【００３６】
【表３】
0003982113.tif 000004
【００３７】
本実施の形態は、上記の結果から、実施の形態１の条件下において、接合するねじ頭側の上部鋼材１２の板厚ｔ1と、ねじ先端側の下部鋼材１３の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を１．０以上とし、ねじ先端側の下部鋼材１３の板厚ｔ2とタッピンねじ１１の呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．２７以上０．３８以下とし、かつ、ねじ先端側の下部鋼材１３の板厚ｔ2とタッピンねじ１１のピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を１．６０以上２．３０以下とすることにより、上述の効果を得ることができる。
【００３８】
［実施の形態４］
図２において、板厚ｔ1が１．６ｍｍ、２．３ｍｍ及び３．２ｍｍの上部鋼材１２と、板厚ｔ2が１．６ｍｍ、２．３ｍｍ、３．２ｍｍ及び４．５mmの下部鋼材１３とを組合わせて、図３に示すような呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１により実施の形態１の条件下で接合し、一面せん断接合部の耐力下限値を求めた。試験結果を表４及び図５に示す。なお、図５は横軸に上部鋼材１２と下部鋼材１３の板厚ｔ1，ｔ2の比を、縦軸に試験体の耐力下限値を示す。
【００３９】
【表４】
0003982113.tif 000005
【００４０】
接合部の耐力計算式は、上部鋼材１２の板厚ｔ1と下部鋼材１３の板厚ｔ2との比の一次関数で表わされるが、図５から明らかなように、上部鋼材１２の板厚ｔ1とタッピンねじ１１のピッチｐとの比（ｔ1／ｐ）が３．２以上（ここでは、下部鋼材の板厚ｔ2によらず、上部鋼材１２の板厚ｔ1が３．２ｍｍのもの）では、タッピンねじ１１の１本あたりの接合部の耐力がほぼ一定であることがわかった。
【００４１】
本実施の形態においては、上記の結果から、実施の形態１の条件下において、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とタッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ1／ｐ）が３．２未満のとき、タッピンねじの１本あたりの接合部耐力を板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）の一次関数で設定し、（ｔ1／ｐ）が３．２以上のとき、接合部耐力を一定として評価することができるので、設計、管理が容易である。
【００４２】
［実施の形態５］
本実施の形態は、鋼構造建築物における鋼材と木材との接合に関するもので、例えば図６に示すように、板厚ｔ2が３．２ｍｍ及び４．５ｍｍの鋼材１３上に、厚さｔ3 が４５ｍｍの米つが材からなる木材１４を載置し、図７に示すような、呼び径が６．０ｍｍ、ピッチｐが１．８ｍｍ、首下長さが１００ｍｍのタッピンねじ１１ｂを木材１４側から打ち込んで接合したものである。この場合、タッピンねじ１１の首下長さＬは、木材１４の厚さｔ3 の２倍以上であることが望ましい。
鋼材１３の引張り強度は４３．５〜４６．７ｋｇｆ／ｍｍ2、木材１４の圧縮強度は３４０〜４１０ｋｇｆ／ｃｍ2である。そして、厚さｔ3が４５ｍｍの木材１４の圧縮強度と鋼材１３の引張り強度から鋼材の板厚に換算した木材１４の相当板厚を求めると、３．２〜４．５ｍｍの範囲内となる。
【００４３】
上記のような鋼材１３と木材１４との組合わせにより耐力試験を行ったところ、良好な結果が得られた。試験体の破壊モードが、類似の接合部である鋼材と木材とのボルト接合に関する、規準のボルト接合部耐力算定式によって概ね評価できることからも、ボルト接合に代えてタッピンねじを使用しうることが確認された。このため、先穴加工を施すなど、ボルト接合による諸問題を解決できるので、コストを低減でき、かつ、同等の性能を有する接合部を得ることができる。
【００４４】
本実施の形態においては、木材１４側から鋼材１３にタッピンねじ１１を打込んで接合するにあたり、タッピンねじ１１の首下長さＬを接合する木材１４の厚さｔ3の２倍以上の長さとし、タッピンねじ１１の呼び径ｄとピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とし、かつ、接合する鋼材１３の板厚ｔ2とタッピンねじ１１の呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下として、木材１４の厚さｔ3を、木材１４の圧縮強度と鋼材１３の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚を３．２〜４．５ｍｍとしたことで、上述の効果を得ることができた。
【００４５】
［実施の形態６］
本実施の形態は、図８に示すように、厚さｔ3が４５ｍｍの米つが材からなる木材１４上に、板厚ｔ1が１．６ｍｍ又は３．２ｍｍの鋼材１２を載置し、図７に示すような、呼び系ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．８ｍｍ、首下長さＬが６０ｍｍのタッピンねじ１１ｂを鋼材１２側から打込んで接合した。
木材１４の圧縮強度は３４０〜４１０ｋｇｆ／ｃｍ2、鋼材１２の引張り強度は３３．６〜３７．９ｋｇｆ／ｍｍ2程度であり、木材１４の厚さｔ3を、木材１４の圧縮強度と鋼材１２の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚を求めると４．０〜６．０ｍｍの範囲内になる。
【００４６】
この範囲では、タッピンねじ１１の破壊状態が釘、木ねじによる接合部の場合とほぼ等しくなり、接合部の耐力も同様に評価することができる。したがって、これにより釘、木ねじ接合部の諸問題を解決できるばかりでなく、同等の性能の接合部を得ることができ、コストを低減できる。
【００４７】
本実施の形態においては、鋼材１２側から木材１４側にタッピンねじ１１を打ち込んで接合するにあたり、タッピンねじ１１の呼び径ｄとのピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とし、接合する鋼材１２の板厚ｔ2とタッピンねじ１１の呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．２６以上０．５４以下として、木材１４の厚さｔ3を、木材１４の圧縮強度と鋼材１２の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚を４．０〜６．０ｍｍとしたので、上述の効果を得ることができる。
【００４８】
［実施の形態７］
本実施の形態は、図９に示すように、梁部材１５（以下、梁という）に溶接組立Ｈ形鋼（ＢＨ２５０×９９×４．５×４．５）、柱部材１６（以下、柱という）に角形鋼管（□７５×７５×３．２）を用いた鋼構造建築物に、軽量形鋼、例えば、リップ溝形鋼（Ｃ−１００×５０×２０×２．３）からなる鋼製胴縁１７を、そのウェブ面を柱１６に当接し、鋼製胴縁１７から柱１６に向って、図３に示すような、呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１を、上下方向に４５５ｍｍ間隔で、実施の形態２の条件下で直接打ち込んで両者を接合したものである。この場合、柱１６及び鋼製胴縁１７には先穴加工は施されていない。なお、上記の柱１６には角形鋼管に代えて形鋼を用いてもよく、また、鋼製胴縁１７には鋼板成形品を用いてもよい。さらに、本実施の形態は、上記部材あるいは外装材を取付けるための取付金物の取付けにも実施することができる。
【００４９】
接合された鋼製胴縁１７の室内側フランジには、室内壁地下材として、ポリエチレンシートからなる防湿層１８を介して厚さ９．５ｍｍの石膏ボード１９が取付けられ、屋外側フランジには、金属サイディング等の外装材２０が取り付けられており、壁の中には断熱材としてグラスウール（図示せず）が充填されている。
このような一方向で先穴加工不要の接合は従来の鋼構造建築物ではなされておらず、本実施の形態によれば、コストが低減され、作業性を向上することができる。
【００５０】
本実施の形態は、形鋼又は角形鋼管からなる柱１６に、形鋼又は鋼板成形品からなる胴縁１７、あるいは取付金物を、実施の形態２の方法によりタッピンねじ１１で直接接合するようにしたので、上述のような効果を得ることができる。
【００５１】
［実施の形態８］
本実施の形態は、図１０に示すように、例えば実施の形態７の梁１５と同じ構造の二階小屋梁１５のフランジ上に、ハット状に形成した鋼板成形品（例えば、上フランジ４５ｍｍ、せい：４５ｍｍ、下フランジ：４５ｍｍ、板厚：３．２ｍｍ）からなる床根太２２を、開断面を下向きにして直交して設置し、床根太２２の下フランジから梁１５に、図３に示すような、呼び径が６．０ｍｍ、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１を、実施の形態２の条件下で直接打ち込んで接合したものである。２３は床根太２２の上フランジの上に取付けられて床を構成する構造用合板からなる床下地材である。なお、本実施の形態は、床根太２２に代わる鋼板成形品からなる天井根太、小屋梁、垂木、屋根トラス等の横架材、あるいはこれら横架材の取付金物の接合にも実施することができる。
【００５２】
タッピンねじ１１による梁１５と床根太２２の接合にあたっては、これらに先穴加工を施す必要がなく、また、床根太２２の取付けはすべて下向き作業によって行うことができるので作業性が向上し、その上先穴加工が不要なので、現場での急な設計変更にも容易に対応することができる。
【００５３】
本実施の形態は、形鋼からなる梁１５に、形鋼又は鋼板成形品からなる床根太、天井根太、小屋梁、垂木、屋根トラス等の横架材、あるいは前記横架材の取付金物を、実施の形態２の方法によりタッピンねじ１１で接合するようにしたので、上述の効果を奏することができる。
【００５４】
［実施の形態９］
本実施の形態は、図１１に示すように、例えば、実施の形態７の梁１５と同じ構造の二階小屋梁１５の上フランジの上に、一方の片がボルトによって固定されたＬ字状の垂木取付け用の取付金物２４（板厚ｔ4が３．２ｍｍ）の他方の片に、二階小屋梁１５上にこれと直交して設置したリップ溝形鋼（Ｃ−７５×４５×１５×２．３）又は鋼板成形品からなる鋼製垂木２６のウェブを当接し、図３に示すような、呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．０ｍｍのタッピンねじ１１を、実施の形態３の条件下で取付金物２４側から直接打ち込んで両者を接合したものである。なお、取付金物２４の二階小屋梁１５のフランジへの取付けは、実施の形態２の条件の下にタッピンねじ１１を用いてもよい。２７は鋼製垂木２６の上フランジに取付けた構造用合板からなる野地板である。
【００５５】
二階小屋梁１５に固定された取付金物２４へのタッピンねじ１１による鋼製垂木２６の接合にあたっては、これら部材に先穴加工を施す必要がないので、加工工数を低減することができるばかりでなく、現場での急な設計変更にも容易に対応することができる。なお、本実施の形態においては、上述の鋼製垂木２６のほか形鋼又は鋼板成形品からなる床根太、天井根太、小屋梁、屋根トラス等の横架材の接合にも実施することができる。
【００５６】
本実施の形態は、形鋼からなる梁１５のフランジに、ボルト、溶接又は実施の形態２の方法で取付金物２４を固定し、該取付金物２４に形鋼又は鋼板成形品からなる垂木、床根太、天井根太、小屋梁、屋根トラス等の横架材を実施の形態３の方法により接合するようにしたので、上述の効果を奏することができる。
【００５７】
［実施の形態１０］
本実施の形態は、図１２に示すように、梁１５及び柱１６に、実施の形態７の梁１５及び角形鋼管からなる柱１６と同じ構造のものを用いた鋼構造建築物において、米つが材（１０５×４５）からなる木製の受木（胴縁）２８を、その長辺面を柱１６に当接し、受木２８側から柱１６に向って、図７に示すような、呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．８ｍｍ、首下長さＬが１００ｍｍのタッピンねじ１１を、実施の形態５の条件下で上下方向に４５５ｍｍの間隔で直接打ち込んで接合したものである。なお、タッピンねじ１１を直接打ち込むようにしたので、受木２８及び柱１６には先穴加工は施されていない。
【００５８】
そして、柱１６に接合された受木２８の屋内側には、室内壁下地材として、ポリエチレンシート等からなる防湿層１８を介して、厚さ９．５ｍｍの石膏ボード１９が取付けられ、屋外側には金属サイディング等の外装材２０が取付けられており、壁の中にはグラスウールの如き断熱材（図示せず）が充填されている。
このように、一方向で先穴不要の接合は、従来の鋼構造建築物では実施されておらず、現場における急な設計変更にも容易に対応することができ、先穴加工の不要と相俟ってコストを低減し作業性を向上することができる。なお、本実施の形態は、梁に受木を接合する場合にも実施することができる。
【００５９】
本実施の形態は、形鋼又は角形鋼管からなる柱１６又は梁に、木材からなる受木２８をタッピンねじ１１を用いて実施の形態５の方法により接合するようにしたので、上述の効果を奏することができる。
【００６０】
［実施の形態１１］
本実施の形態は、図１３に示すように、実施の形態７の梁１５と同じ構造の梁１５のフランジ上に、一方の片がボルト２５、溶接等によって固定された床根太取付用のＬ字状の取付金物２４（板厚ｔ4：３．２ｍｍ）の他方の片に、米つが材（７５×４５）からなり、梁１５上にこれと直交して設置された木製床根太２９の長辺面を当接し、図７に示すような呼び径ｄが６．０ｍｍ、ピッチｐが１．８ｍｍ、首下長さＬが６０ｍｍのタッピンねじ１１ｂを、実施の形態６の条件下で取付金物２４側から直接打ち込んで両者を接合したものである。なお、取付金物２４の梁１５のフランジへの取付けは、実施の形態２の条件下にタッピンねじを用いてもよい。２３は木製床根太２９の上面に取付けられた構造用合板からなる床下地材である。
【００６１】
梁１５に固定された取付金物２４へのタッピンねじ１１ｂによる木製床根太２９の接合にあたっては、これらの部材に先穴加工を施す必要がないので加工工数を低減することができ、その上現場での急な設計変更に対しても容易に対応することができる。
なお、本実施の形態は、上述の木製床根太２９のほか、木製の天井根太、小屋梁、垂木、屋根トラス等の横架材の接合にも実施することができる。
【００６２】
本実施の形態に係る建築構造物は、形鋼からなる梁１５のフランジに、ボルト、溶接又は実施の形態２の方法などにより取付金物２４を固定し、この取付金物２４に木材からなる床根太、天井根太、小屋梁、乗木、屋根トラス等の横架材を、実施の形態６の方法により接合するようにしたので、上述の効果を奏することができる。
【００６３】
【発明の効果】
（１）本発明に係る建築部材の接合方法は、建築物を構成する鋼製部材どうしをタッピンねじで接合するにあたり、タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する鋼製部材の合計板厚ｔとねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．８０以上１．１３以下とすると共に、合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を４．８０以上７．２０以下とし、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を０．３６以上０．７２以下とし、板厚ｔ2とタッピンねじのねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上の０．７５以下とすると共に、板厚ｔ2とタッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を３．２０以上４．５０以下として、鋼製部材どうしをタッピンねじにより一面せん断形式で接合するようにしたので、変動係数のばらつきが小さくなり、大きな許容耐力を設定することができる。また、タッピンねじのねじ込みが容易で、作業性を向上することができる。
【００６５】
（２）また、タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上０．９２以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上５．８２以下とし、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）を１．０以上２．０以下とし、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．２７以上０．３８以下とすると共に、前記板厚ｔ2と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ2／ｐ）を１．６０以上２．３０以下として、前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合するようにしたので、上記（１）と同様の効果を得ることができる。
【００６６】
（３）また、タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を６．００以上６．４０以下とし、接合する前記鋼製部材の合計板厚ｔと前記ねじ呼び径ｄとの比（ｔ／ｄ）を０．６５以上１．１３以下とすると共に、前記合計板厚ｔとねじ山ピッチｐとの比（ｔ／ｐ）を３．９０以上６．８０以下とし、接合するタッピンねじのねじ頭側の鋼製部材の板厚ｔ1と前記タッピンねじのねじ山ピッチｐとの比（ｔ1／ｐ）が３．２未満のとき、前記タッピンねじの１本あたりの接合部耐力を前記板厚ｔ1とねじ先端側の鋼製部材の板厚ｔ2との比（ｔ1／ｔ2）の一次関数で設定し、前記（ｔ1／ｐ）が３．２以上のとき、前記接合部耐力を一定として評価し、前記鋼製部材どうしを前記タッピンねじにより一面せん断形式で接合するようにしたので、設計管理が容易になる。
【００６７】
（４）また、建築物を構成する鋼製部材と木製部材をタッピンねじで接合するにあたり、木製部材から鋼製部材に打ち込むタッピンねじの首下長さを木製部材の厚さの２倍以上の長さとし、タッピンねじのねじ呼び径ｄとねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とすると共に、鋼製部材の板厚ｔ2とねじ呼び径ｄとの比（ｔ2／ｄ）を０．５３以上０．７５以下とし、かつ、木製部材の厚さを木材の圧縮強度と鋼材の引張り強度から鋼製の板厚に換算した相当板厚で３．２〜４．５ｍｍとしたので、先穴加工を省略することができてコストを低減できると共に作業性を向上することができ、しかも、ボルト接合の場合と同等の性能を有する接合部を得ることができる。
【００６８】
（５）さらに、鋼製部材から木製部材に打ち込むタッピンねじのねじ呼び径ｄと、ねじ山ピッチｐとの比（ｄ／ｐ）を３．３０以上とすると共に、鋼製部材の厚板ｔ1とねじ呼び径ｄとの比（ｔ1／ｄ）を０．２６以上０．５４以下とし、かつ、木製部材の厚さを木材の圧縮強度と鋼材の引張り強度から鋼材の板厚に換算した相当板厚で４．０〜６．０ｍｍとしたので、先穴加工を省略することができてコストを低減することができると共に作業性を向上することができ、しかも、釘、木ねじ接合の場合と同等の性能を有する接合部を得ることができる。
【００６９】
（６）本発明に係る建築構造物は、形鋼又は角形鋼管からなる柱部材に、形鋼若しくは鋼板成形品からなる胴縁又は取付金物を、上記（１）に記載の接合方法によって取付けるようにしたので、一方向で先穴加工不要の接合を行うことができ、コストを低減し、作業性を向上することができる。
【００７０】
（７）また、形鋼からなる梁部材に、形鋼若しくは鋼板成形品からなる横架材又は横架材の取付金物を、上記（１）に記載の接合方法によって取付けるようにしたので、先穴加工を施す必要がなく、また、横架材の取付けはすべて下向き作業によって行うことができるため作業性を向上することができ、その上現場での急な設計変更にも容易に対応することができる。
【００７１】
（８）また、形鋼からなる梁部材に、ボルト、溶接又は上記（１）に記載の接合方法等により取付金物を取付け、取付金物に形鋼又は鋼板成形品からなる横架材を上記（２）に記載の接合方法で取付けるようにしたので、これら部材に先穴加工を施す必要がないためコストが低減され、作業性を向上することができ、その上現場での急な設計変更にも容易に対応することができる。
【００７２】
（９）さらに、形鋼又は角形鋼管からなる柱部材又は梁部材に、木材からなる受木を上記（４）に記載の接合方法によって取付けるようにしたので、一方向で先穴不要の接合を行うことができる。また、現場における急な設計変更にも容易に対応することができ、先穴加工の不要と相俟って、コストを低減し、作業能率を向上することができる。
【００７３】
（１０）また、形鋼からなる梁部材に、ボルト、溶接又は上記（１）に記載の接合方法等により取付金物を取付け、取付金物に木材からなる横架材を上記（５）に記載の接合方法で取付けるようにしたので、上記（９）と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した建築構造物の概要を説明するための斜視図である。
【図２】実施の形態１〜４の鋼材どうしを接合する場合の説明図である。
【図３】本発明に使用するタッピンねじの説明図である。
【図４】実施の形態１の比較例の使用するタッピンねじの説明図である。
【図５】実施の形態４の試験結果を示す線図である。
【図６】実施の形態５の鋼材と木材を接合する場合の説明図である。
【図７】実施の形態５に使用するタッピンねじの説明図である。
【図８】実施の形態６の鋼材と木材を接合する場合の説明図である。
【図９】実施の形態７を説明するための斜視図である。
【図１０】実施の形態８を説明するための斜視図である。
【図１１】実施の形態９を説明するための斜視図である。
【図１２】実施の形態１０を説明するための斜視図である。
【図１３】実施の形態１１を説明するための斜視図である。
【符号の説明】
１１  タッピンねじ
１２，１３  鋼材
１４  木材
１５  梁
１６  角形鋼管（柱）
１７  鋼製胴縁
２２  床根太
２４  取付金物
２６  鋼製垂木
２８  受木（胴縁）
２９  木製床根太
【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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