特集
鉄骨下地（リップ溝形鋼にふき材を留め付け）における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験 その１
一般社団法人 日本金属屋根協会 技術委員会

１. はじめに一般社団法人 日本金属屋根協会 技術委員会においては、昨年度に引き続き「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験を実施した。

試験体を対象に実施した（試験実施日：2021.12.06 ～ 09、試験実施場所：建材試験センター 中央試験所）。
また今年度は野地板のパラメータ（硬質木毛セメント板、昨年度は木造（住宅含む）を想定した木下地［木製垂木

硬質木片セメント板、またそれらの開孔の有無など、野地+ 構造用合板 t=12mm］の構造用合板に「木下地用板金ね

板そのものの空気の流通性について明確な差異を持たせたじ」でふき材を直接留め付けた試験体による試験を実施もの）を数種類用意し、さらに「ふき材（かん合形立平ぶき）」したが、今年度は鉄骨造を想定した鉄骨下地［JIS G3350：と「野地板」との “ すき間 ” の気圧測定など従来は計測

リップ溝 形 鋼（以下 C 形 鋼）t=2.3mm + 各種 野地 板 ］のされていない部位の詳細挙動にも注目 ･ 観察している。

C 形鋼に「鉄骨下地用留め付けねじ」でふき材を留め付けた“ すき間 ” の気圧測定に関しその概念図を図 1 に示す。

1), 2)

1. ふき材（かん合形立平ぶき）
2. 下ぶき材（ルーフィング、ビニルシート）
3. 野地板（高圧木毛セメント板、硬質木片セメント板）

試験機
（減圧）

設定減圧
“すき間” 圧1“すき間” 圧2
大気圧

試験体フレーム（母屋含む）

図1“ すき間 ” の気圧測定に関する概念図

1

２. 試験体
試験体図を図2 に示す（試験体製作日：2021.12.02 ～03）。

メータを、比較のための昨年度のパラメータと共に、表 1に示す。

ふき材は「かん合形立平ぶき」t=0.4mm、留め付け部材

ふき材は母屋に留め付け部材にて留め付けた。留め付は「鉄骨下地用留め付けねじ」( 商品名 : シンワッシャー

けピッチは［働き幅 @333mm × 流れ方向（母屋ピッチ）

φ5mm)、母屋は C 形鋼 t=2.3mm とし、下ぶき材および野@606mm］とした。野地板に開孔を設けた場合において地板には 4 種類のパラメータを用意した。各試験体のパラは開孔の径をφ90mm、開孔ピッチを［幅方向 @455mm

157.5 333

333

1,980
333

端部：桟木（下葺材押え）

333

端部：桟木（ドブ押え）333 157.5

かん合式立平ぶき

384
990

455

1,980
307.5

157.5 333

535

333

1,980
333

910

333

硬質木片セメント板（センチュリーボード）t=18

端部：ビス固定

C-100×50×20×2.3 @606

2C384

端部：桟木（下葺材押え）
かん合式立平ぶき

As ルーフィング 940

333 157.5硬質木片セメント板（センチュリーボード）t=18
シンワッシャーφ5C-100×50×20×2.3 @606535

端部：ビス固定
図22シンワッシャーφ5606

455990500455500307.5240

990

1,980

606

500990240

As ルーフィング 940

試験体図157.5

特集●鉄骨下地（リップ溝形鋼にふき材を留め付け）における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験

その１×流れ方向 @500mm］とした。ふき材と野地板との間にとしてはこのような端部拘束により最終破壊耐力が向上す

気密ビニルを設けた場合においては、気密ビニルがふき材るとされているが、その詳細は現状ではまだわかっていなの自由な挙動を拘束しないように「たるみ」を設けた。

い部分も多い。端部拘束の効果およびその程度の解明につまたふき材の端部（試験体周辺部）については木片にていては今後の課題である。

端部（けらば方向、流れ方向、共に）を拘束した。この拘束状態は昨年度の試験 1), 2) 時と同様である。一般的な知見
表1

各試験体のパラメータ

試験体のパラメータ
ふき材

試験体 No.

板厚[mm]

野地板
ホット
メルト
接着剤

0.40s32020 年度
木下地（ふき材は構造用合板に留め付け）

90φ

標準

33.5

3.7-9,250

かん合部はずれなし

s2 - s4
通気孔の有無37.0

4.1-8,500

かん合部はずれ

アスファルト
高圧木毛セメント板
ルーフィング
t=25[mm]940なし

s2 - s3
野地板差異

36.1

5.7-8,250

かん合部はずれ

硬質木片セメント板
t=18[mm]

90φ

s1- s4
下ぶき材差異36.6

3.2-8,650

かん合部はずれ

w1

37.5

2.1-8,500

ねじの引き抜け

38.5

1.3-8,250

かん合部はずれ

39.0

1.7-8,000

かん合部はずれ

立平ぶき

s4なし

破壊時

通気孔下ぶき材

硬質木片セメント板
t=18[mm]s2

かん合式（ふき材はC形鋼に留め付け）-5,000[Pa] 時

2021 年度
試験体の比較趣旨

ビニルシート（気密用）

s1
2021 年度
鉄骨下地

試験結果

0.40

除荷後
最大変位
破壊荷重
最大残留変位
[mm]
[Pa]
[mm]

破壊モードなし
w20.35

w30.40ビニルシート
（気密用）
あり

構造用合板
t=12[mm]90φ-3３. 試験状況
変位計および ” すき間 ” 圧の測定位置を図 3 に示す。試上の保持時間を設けた一方向漸増載荷の過程において、験体 No. [s3] の状況を写真 1 に示す。載荷ステップを図 4-1,000 [Pa] の増加ステップごとに一旦除荷し、ふき材の残に示す。この載荷ステップは昨年度の試験留変形を確認した。

1), 2)時と同様である。

また、変位計保護のため -5,000 [Pa] 除荷時に変位計を減圧速度を -100 [Pa/ 秒 ] とし、-250 [Pa] 毎に 60 秒以②12 3③303 200②③取り外し、以降は破壊に至るまで一方向漸増載荷とした。

①屋内側

屋外側

1, 2, 3

L = 240

変位方向
（−）
（＋）

姿図

鉛直断面図

屋外側

⃝及び変位計記号は変位測定位置、
数字は変位測定番号を示す。
●及び矢印は圧力差測定位置を示す。
○数字は圧力差測定番号を示す。
①は装置内、②は葺材と下葺材間、③は下葺材と野地板間を測定した。
屋内側※寸法は実測値

図34

変位計および ” すき間 ” 圧の測定位置

写真 1

試験体 No. [s3] の状況

特集●鉄骨下地（リップ溝形鋼にふき材を留め付け）における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験その１４. 試験結果
試験結果一覧を表 1 に示す。

さらにそれぞれの破壊荷重は -8,000 ～ -9,000 [Pa] とな

鉄骨下地のいずれの試験体も -5,000 [Pa] 時の最大変位

り、破壊モードはいずれもふき材の「かん合部はずれ」で量≒ 33 ～ 37 [mm] 程度、また同除荷後の最大残留変位量あった。比較のため昨年度の木造下地試験結果も表 1 に同は 3.2 ～ 5.7 [mm] 程度であった。各部に構造耐力上有害時に示す。

又は使用上の支障となる残留変位は認められなかった。

ステップ 1ステップ 2ステップ 3ステップ 4ステップ 5ステップ 6

圧力（Pa）

時間

破壊まで⃝変位の零点調整●残留変位測定●変位計取外し
図4

各圧力保持時間：60秒以上
昇圧速度：100Pa/ 秒

載荷ステップ5５. 考察
全ての試験体において全体的に高いかん合部強度（絶対値くおおよその変形を図 6 にプロットする。ここでの方眼マス

8,000 [Pa] 以上）が確認された。これは昨年度の木造下地試

目は 10mm × 10mm を示している。この変形を仮に「円弧」

験においてもほぼ同様の結果となっている。これらのかん合と仮定すると円弧の長さは直線距離（働き幅：333[mm]）に強度は、「MSRW2014 第2章 2.9 平板ぶき屋根の参考試験」

比べ計算上≒ + 8 [mm] 程度伸長していることになる。これはの結果より若干大きな値となっている。昨年度と同様に全体鋼板そのものが伸長したわけではなく、ハゼ部などの開きやに高いかん合部強度が発現した理由としては、かん合形状がそれらの変形に伴う支点位置の変化による全体長さの伸長と丁寧に管理されており、かん合部形状の崩れなどに十分な注考えられる。ハゼ部などの開きや変形を図 7 のように仮定す意が払われていることなどが挙げられる。-5,000 [Pa] 載荷時

ると、全体変形は図 8 に示すものとなり、前述の≒ + 8 [mm]の最大変位量を比較すると、今年度の鉄骨下地より昨年度のの伸長と整合する。図 8 はあくまで変位計（CH1 ～ 3）のデー木下地のほうが若干大きい傾向がある。これは木下地の試験タのみを基に作成された架空図にすぎないが、おおよそこのでは合板にふき材を直接留め付けているため、合板そのものような変形をしているものと現時点では想像できる。将来的の変形量も変位計が拾っているためと考えられる。にはより多点の計測値の取得が精密な挙動解析に資すること

破壊モードは鉄骨下地の全ての試験体が「かん合部のはずを期待したい。

れ」にて破壊した。三つの破壊モードを図 5 に示す。昨年度-5,000 [Pa] 除荷後のおおよその残留変位量を図 9 にプロッの木下地では下地からの「ねじの引き抜け」も観察されたが、トする。全体のプロポーションの中で各部の残留変形はごくわ

鉄骨下地ではこの破壊モードは観察されなかった。鉄骨下地ずかであり、構造耐力上有害又は使用上の支障には該当しな（C 形鋼に留め付け）においては、ねじに十分な引き抜き耐いと評価できると考えられる。また除荷時にはこのように当初力が保持されていることがわかる。

形状にほぼ復元することから、図 7, 8 に示した載荷時の各部-5,000 [Pa] 載荷時の変位計（CH1 ～ 3）のデータに基づの変形もおおよそ弾性変形の範囲内であることがわかる。

葺き材
留付ねじ
負圧

負圧

野地板

C 形鋼

１

ふき材が風による負圧を受けた際、右の３種の破壊モードの内、最も弱いモードにて破壊に達する。

３２モード

モード

モード

ふき材の「かん合部のはずれ」

ふき材と留め付けねじ部との接合部の「鋼板端切れ」

図5CH1≒ 20 [mm]≒ 8 [mm]333＋三つの破壊モード
CH2CH3≒ 35 [mm]≒ 20 [mm]120120333 [mm]図66-5,000[Pa] 載荷時の変位計 (CH1 ～ 3) のデータに基づくおおよその変形図

下地からの「ねじの引き抜け」

特集●鉄骨下地（リップ溝形鋼にふき材を留め付け）における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験≒ 5 [mm]≒6][mm

図7≒ 9 [mm]≒＋1 [mm]≒＋4 [mm]≒ 13 [mm]-5,000 [Pa] 載荷時のハゼ部などの開きや変形の図

CH1CH2≒20 [mm]

CH3≒35 [mm]≒20 [mm]
支点の移動≒＋3 [mm]合計≒＋8 [mm]≒＋1 [mm]120120

図8-5,000 [Pa] 載荷時の全体変形図

CH1CH2≒2.5 [mm]333[mm]≒＋4 [mm]

CH3≒5 [mm]

120

図9その１

≒2.5 [mm]120-5,000 [Pa] 除荷後のおおよその残留変位量プロット図６. まとめ
本報では鉄骨下地 (C 形鋼に留め付け ) における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験の試験結果概要を示した。
次報では「ふき材（かん合形立平ぶき）」と「野地板」との “ すき間 ” の気圧測定など従来は計測されていない部
位の詳細挙動について分析および考察を詳報する。

【参考文献】
1) 一般社団法人 日本金属屋根協会・技術委員会「木下地（野地板に直接留め付け）における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験 その１」一般社団法人 日本金属屋根協会 テクニカルレポート2) 一般社団法人 日本金属屋根協会・技術委員会「木下地（野地板に直接留め付け）における「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験 その２」一般社団法人 日本金属屋根協会 テクニカルレポート

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