特集
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・技術委員会

１. はじめにに達する際、次の 3 種の破壊モードが考えられる。

一般社団法人 日本金属屋根協会 機関誌「施工と管理2021 年 2 月号」の『特集』（以下「前報」）において、標・破壊モード1 : 葺き材かん合部の「はずれ」
・破壊モード2 : 葺き材と留め付けねじ部接合部の「 鋼板端切れ」

題の圧力箱試験およびその結果概要を示した。
本報ではさらに同試験についてやや詳細な分析と考察を・破壊モード3 : 野地板からの留め付けねじの「引き抜け」加える。また今回の圧力箱試験と同時に各種留め付け部材( 木下地用板金ねじ、コーススレッド、スクリュー釘 ) とかん合形立平ぶきの終局時の 3 種の破壊モードを模式的各種野地板 ( 構造用合板、OSB 材、杉板 ) との引張り試験に図 1 に示す。これらの 3 種の破壊モードの内、最も弱を実施し、これらの留め具および野地板における引抜き強いモードにてかん合形立平ぶきは終局に達する。なおここ度についても確認したので、これらの結果についても本報で野地板を含む下地（垂木、母屋など）は未だ終局には至にて詳報する。

らないだけの十分な耐力が確保できているものとする。また本報では詳細に触れないが、横ぶき等の他の金属ぶき材

2. 破壊モードについてについても同様の考え方が適用できる。全体系内の荷重の伝達経路の中で、異なる材との取り合い部（つまりは接合かん合形立平ぶきの葺き材が風による負圧を受けて終局

図１部）がそれぞれ破壊モードの起点となり得る。

かん合形立平ぶきの終局時の破壊モード

1

端あき距離[mm]

端切れ対象鋼板

留付けねじ頭による引き裂き面
留付けねじ頭径
留付けねじ軸径

鋼板が留付けねじ頭のへりに、押さえつけられた状態

端切れ対象鋼板
図２

試験状況（1）破壊モード 1 : 葺き材かん合部の「はずれ」
前報掲載の表 1 試験結果に示すように今回の板厚0.4 [mm] の試験体においては、ホットメルト有り試験体では -8,000 [Pa] にてかん合部の「はずれ」が観察された。
一方、ホットメルト無し試験体では -8,500 [Pa] においてa. 5mmも同「はずれ」は観察されなかった。ホットメルト接着剤

写真１b. 10mm
端あき距離 [mm] と端切れ状況

使用状況の概念については前報の図 3 を参照されたい。このホットメルト接着剤は本来かん合部の防水性を高める目あき強度試験」から図と写真を転載し、図 2 および写真 1

的で考案され、近年市中で広く見かけるようになってきてにそれぞれ示す。このように鋼板を垂直に引き上げた場合

おり、防水性向上のみならず更にはかん合部の強度の向上

では、留め付けネジ頭の「ヘリ」部を起点とした「鋼板引をも期待する向きもあるが、今回は逆の結果となった。こき裂き」により鋼板破断することから、端あき距離 [mm]の結果はホットメルト接着剤の入れ方にも左右されるものおよびヘミングの有無は破断強度に影響を与えない。端あと考えられるが、「ホットメルト有り」が即かん合部強度

き距離 [mm] およびヘミング有無と最大破壊荷重 [kN] との向上に必ずしも繋がらないことが確認できた。今回の試の関係をグラフ 1 に示す。
「鋼板端切れ」耐力は端あき距

験体のかん合部の成型「形状」は丁寧に管理されており、離 [mm] およびヘミングの有無に関わらず、(≒ 1.5[kN/ 本 ])かん合部強度の試験結果は全体的にいずれも高いレベルに≒ 1,500 [N/ 本 ] の一定値を示すことがわかる。一方、今あったが、かん合部強度を高いレベルで維持するためには、回の 3 体の内の最大の終局荷重 -8,500 [Pa] を留め付けね

やはり実運用時のかん合部形状の崩れに対してこそ十分な

じ 1 本あたりに換算すると、注意を払うべきであり、いたずらにホットメルト接着剤に強度を期待、あるいは依存する考え方は危険であることが改めて確認されたと考えている。

（2）破壊モード 2 : 葺き材と留め付けねじ部接合部の「鋼板端切れ」-8,500 [Pa（N/㎡）] ×（0.333 [m]（働き方向ピッチ）×0.455 [m]（流れ方向ピッチ））≒ -1,287 [N/本]となる。

今回の結果では、この破壊モードは観察されなかった。

MSRW に示した「鋼板端切れ」耐力 ( ≒ 1,500[N/ 本 ])しかし、「MSRW2014 鋼板製屋根 ･ 外壁の設計 ･ 施工 ･は、今回の圧力箱試験における最大の終局荷重時の留め付保全の手引き（以下、MSRW）」の類似試験からこの破壊モー

けねじ 1 本あたりの荷重 (1,287[N/ 本 ]) を上回るため、モードについて考察する。MSRW 付録 5.5「留め付けねじの端ド 2 は観察されなかったものと考えられる。

2

特集●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

ただし、
MSRW に示す「留め付けねじの端あき強度試験」

特に「鋼板の引上げ角度」は現状ではリアルな再現試験やは「類似試験」とはいえ、その試験条件は今回の試験条件

その観察が困難なものではあるが、今後の研究の進展に期とは厳密には様々な差異がある。主な差異を表 1 に示す。

待したい。

最大破壊荷重 [kN]2.52.0

ヘミングあり1.5ヘミングなし

1.00.50.005

グラフ１

表１1015

端あき距離 [mm]202530端あき距離 [mm] およびヘミング有無と最大破断荷重 [kN] との関係

MSRW に示す「留め付けねじの端あき強度試験」の試験条件と今回の試験条件との差異
MSRW

今回

備考

0.350.35、0.40

今回の方が「鋼板端切れ」耐力は高くなる。

ビス頭形状

シン
ワッシャー

ダンバ TM

ほぼ同条件と考えられる。
共に細ビス径に対し、頭径は大きい。

ヘミング有り無し

有り

ー端あき距離 [mm]5 〜 305 〜 10ー

鋼板引上げ角度

垂直？

今回の圧力箱試験では鋼板引上げ角度は不明。

鋼板板厚 [mm]3

（3）破壊モード 3 : 野地板からの留め付けねじの「引き抜け」
今回、最大破壊荷重 -8,500 [Pa] を示した試験体において野地板からの留め付けねじの「引き抜け」が観察された。
そこで、留め付けねじ単体の「引き抜き」強度試験を n 数=6 にて実施した。試験状況を写真 2 に、また試験結果を表 2 に示す。今回の圧力箱試験条件である「ダンバ TM」( ねじの突き抜け長さ 10mm 以上 ) の構造用合板 (t=12mm)
からの単体「引き抜け」耐力平均値は、Pmax.（平均）= 1,243.3 [N/本]となる。
一方、今回の圧力箱試験において留め付けねじの「引き写真２

表２4抜け」が発生した試験体の終局荷重 -8,500 [Pa] を留め付留め付けねじ単体の「引き抜き」強度試験状況

留め付けねじ単体の「引き抜き」強度試験結果

ねじ

ダンバ TM

コーススレッドスクリュー釘

呼び径×長さ5 × 38

3.8 × 38

2.77 × 38

野地板名

構造用合板

OSB 材

杉板

種類

2 級特類

JAS板厚 (mm)121112121112No.1

1180

1110

703

996

909

383

No.2

1170

931

565

964

1000

389

No.3

1190

887

715

1100

687

402

No.4

1130

852

712

1010

1110

269

No.5

1480

937

816

933

725

237

No.6

1310

900

741

873

670

279

Pmax 平均（N)1243.3

936.2

708.7

979.3

850.2

326.5

3級

構造用合板

OSB 材

2 級特類

JAS杉板

3級

特集●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

けねじ 1 本あたりに換算すると、その２る。安全率も考慮しつつ、ねじの数を増やす（ねじピッチを細かく、@455 → 303mm へ）などの強度 up 対策も考-8,500 [Pa（N/㎡）] ×（0.333 [m]（働き方向ピッチ）×0.455 [m]（流れ方向ピッチ））≒ -1,287 [N/本]慮に入れる必要がある。
さらに、「コーススレッド」「スクリュー釘」などの留め付け部材は「引き抜き」耐力が低下するだけでなく、破壊となる。

モード 2 の「鋼板端切れ」耐力も低下する恐れがある。ねじ頭径が小さく「頭抜け」「端切れ」の恐れが増大するた留め付けねじ単体の「引き抜き」強度試験結果（1,243.3めである。それぞれの留め付け部材の形状概念図を図 3 に[N/本]）は、今回の圧力箱試験における終局荷重時の留め示す。本来これらの留め付け部材は「板金留め付け」を目付けねじ 1 本あたりの荷重（1,287[N/本]) を下回るため、的として開発されたものではないため、採用を控えるかや

モード 3 が観察されたものと考えられる。

むを得ぬ場合においても実験データに基づき十分にねじの設計上のねじの引き抜けに対するいわゆる「安全率」の数を増やすことを検討する必要がある。

考え方には様々なものがある。一般には 2 ～ 3 程度が採最後に各留め付けねじの引き抜け荷重を野地板と留め用されているケースが多いと考えられるが、さらに大きな付けねじとの接触面積で除した値を表 3 に示す。ここで数値を採用するケースもある。設計者との十分な協議が重Pmax（平均）とは表 2 に示したものである。また、野地要となる。

板と留め付けねじとの接触面積について概念図を図 3 に示

また、野地板が「OSB」あるいは「杉板」の場合では留す。接触面積当たりの留め付けねじの耐力で見ると、やはめ付けねじ単体の「引き抜け」耐力は明らかに低下していり釘はねじに比べ耐力が大きく落ちることが確認できる。

頭径

比較的

頭径

大

比較的

板金留め付け用ねじ（ダンバ TM）

小コーススレッド
図３

頭径

比較的

小スクリュー釘それぞれの留め付け部材の形状概念図5

特集●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

表３

その２各留め付けねじの引き抜け荷重を野地板と留め付けねじとの接触面積で除した値

ねじ

ダンバ TM

野地板の板厚（mm）

コーススレッド

スクリュー釘12111212111215.7

15.7

15.7

11.9

11.9

8.7

野地板 - ねじの接触面積（mm ）

188.4

172.7

188.4

143.2

131.3

104.4

Pmax 平均／接触面積6.59945.42083.7615

6.83976.4774

3.1282ねじ径の周長（mm）π・R
2

ねじ径（公称径）[mm]

野地板と留め付けねじとの接触面積 [mm2]

野地板厚み [mm]

図４

野地板と留め付けねじとの接触面積

3. おわりにえた。
野地板への直接留め付けにおいては特に留め付けねじの前報に引き続き木下地 ( 野地板に直接留め付け ) におけ選定およびその強度確認が重要であり、実験データに基づる「かん合形立平ぶき」の圧力箱試験の試験結果について、き、安全率も考慮しつつ、ねじの数を増やす ( ねじピッチ

留め付けねじ単体の引き抜き強度試験結果も参照しながを細かく、例えば @455 → 303mm へ ) などの強度向上対ら、特にその破壊モードに注目しつつ分析および考察を加策も考慮に入れる必要がある。

6