軽量鉄骨壁構造に使用される木材スタッドは、シアパネルエッジでのブロッキング、防火ブロッキング、軸荷重を受ける際の座屈抑制など、多くの理由で水平方向のブロッキングが必要になる場合があります。
Structural Blocking Purposes
スタッドの細長比を減らすためのブロッキング
American Wood Council’s National Design Specification for Wood Construction (NDS)のセクション3.7.1.4では、スタッドの細長比は、使用中の状態では50、建設中は75を超えてはならないとされています。 つまり、2xノミナル・ウッド・スタッドの最大許容弱軸無筋長さは、使用中の条件では6′-3″（50×1.5″）、建設中の条件では9′-4.5″（75×1.5″）ということになります。 しかし、このような間隔でスタッド間に無垢材のブロッキングを施しても、スタッドの弱軸方向のブレースが十分に行われているとは限りません。 屋内外の木質壁構造には、一般的に木質構造パネル（合板やOSB）や石膏ボードが使用されています。 一般的には、これらの下地材とそれらの木材スタッドへの取り付けは、スタッドの弱軸方向のブレースが十分に行われていると考えられており、スタッド間に無垢材のブロッキングをしなくてもNDSの細長比を満たすことができると考えられています。 しかし、建築中には、建築荷重を上から支えているにもかかわらず、まだ石膏ボード仕上げが施されていない内壁があるのが一般的です。
内壁には、2×6の上下プレートに2×4の木材スタッドを設置し、プレートの一方の端からもう一方の端までスタッドを交互に設置する「千鳥スタッド壁」というユニークな条件が存在します。
しかし、この場合、スタッドの外側の面だけが下地材や石膏の被覆材と接触しており、スタッドの内側の面はブレースされていません。
軽量鉄骨造のスタッド壁の少なくとも片面が適切に下地になっている場合は、スタッドの幅ではなく奥行きをle/d比の計算において最小の寸法とすることが認められます。
同様に、NDS 2015の図3Fでは、スタッド/柱の片面のみにブレースを施した場合の無筋柱の長さを示しています。
シースまたはクラッドされた軽量鉄骨壁システムの軸方向の耐力を決定する際に、細長比を計算する際の最小寸法としてスタッドの深さを使用することは、長い間行われてきました。 これまでの経験から、木質構造パネル、ファイバーボード、ハードボード、石膏ボードなどの下地材は、適切に固定されていれば、スタッドの厚さ方向に十分な横方向のサポートを提供することがわかっています。
木材スタッドの弱軸におけるスレンダネス比の限界を考慮することに加えて、荷重支持スタッドの座屈能力も考慮する必要があります。 これはNDSセクション3.7.1.5の柱の安定性係数で説明されています。
コードはこの弱軸座屈を抑制するための最小のブロック/ブレース容量を規定していませんが、一般的な実践では、標準的なファスナースケジュールを備えた上述のシースシステムのいずれか、またはスタッド間の無垢材ブロックは、弱軸座屈に抵抗するのに十分な容量を持っています。
せん断パネルの端部
木質フレームのせん断壁を使用する場合、ブロック化された壁として設計するのが一般的で、ブロック化されていないせん断壁よりもかなり高い許容せん断耐力が得られます。 ブロック構造で設計された場合、すべてのせん断パネルの端は共通の枠組部材に固定されなければなりません。共通の枠組部材とは、通常、垂直方向に配置されたスタッドと、スタッド間に配置された水平方向に配置されたブロッキングのことです。
Fire Blocking Purposes
国際建築基準法(IBC)には、木造壁の空洞のような可燃性の隠された空間での炎、煙、ガスの広がりを制限することを目的としたFire Blocking要件があります。 IBC 2015の718.2.2項には、天井と床の垂直方向、および10フィートを超えない間隔での水平方向に防火区画が必要であると記載されています。 また、IBC 718.2.3項では、水平方向と垂直方向の空間の接続部に防火区画を設けることで、壁から床へ、または床から接続部への火炎、煙、ガスの侵入を防ぐことが求められています。 壁や天井の仕上げ材が関連するフレーム部材に密着して取り付けられ、プラットフォーム・フレーム構造が採用されている従来の軽量鉄骨木造建築では、壁のトッププレートが防火ブロックの役割を果たします。 この考え方は、IBC 718.2.3項のコード解説でも確認されています。 しかし、バルーンフレームの壁やドロップソフィットの天井のような状況では、壁の中に追加の防火ブロックが必要な場合があります。 2015年のIBC解説からその例を以下の画像でご覧ください。
