躯体の構造・工法を決める
2017年12月20日「水曜日」更新の日記
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- 実際に設計作業を行う際には、プランニングと同時に躯体の構造方法とその工法を決めていきます。と言うのも、極端に広い部屋を設ける場合など、間取りの取り方によっては構造、工法が限られてくるからです。住宅の主な工法について触れておきます。 ただし、構造方式を決定する際には、予算、敷地の形状、地盤の状態など様々な要因が影響します。施主のこだわり以外の部分も総合的に判断しなければ、構造方式を決定することはできません。設計者のアドバイスを受けながら、最良の方法を選択してください。 木造住宅の代表的な工法には、「軸組工法」と「2×4工法」があります。 軸組工法は、柱と梁で構成される日本の伝統的な工法で、「在来工法」とも呼ばれています。 この軸組を「筋違」という斜材などで補強し、軸組全体で建物の強度を確保します。また、古来は各部材の接合部には釘や金物は使用されませんでしたが、現在は金物技術も発達し、補強部材として一般的に使用されています。 一方、2×4工法は北米の伝統的な工法で、2インチＸ4インチなどの部材を組み合わせて軸組みが造られています。さらに、床や壁を構造用合板などで固定して構造体が成り立っています。現場で壁体の枠組みを組み立てることから、「枠組壁工法」とも呼ばれます。 なお、木造以外の構造には、鉄骨造、鉄筋コンクリート造（ＲＣ造）、鉄骨鉄筋コンクリート造（ＳＲＣ造）などがあります。一般的には、木造より鉄骨造や鉄筋コンクリート造の方が割高になります。 また、変形敷地や極端に細長い敷地などでは、構造方式が制約されることがあります。さらに、地盤が弱くても杭工事などの予算がない場合は、建物重量の軽い木造を採用しなければならないケースも考えられます。 これらの構造方式についてよく質問されるのが、「どの方式が耐震性が高いのか？」ということです。結論から言えば、耐震性は構造方式や工法では決まりません。構造方式が違えば、それぞれ基本的な構成部材が異なるため、同じ条件で耐震性を比較できないからです。 また、躯体の構成部材自体もそれぞれ強度的な特徴が違います。例えば、鉄筋は引張力に強いが座屈に弱い、コンクリートは圧縮力には強いが引張力には弱い、鉄骨は粘りがあって引張力、圧縮力の双方に対応するが、コンクリートに比べて振動に弱いなどです。 それでは、地震に強い建物の条件とは一体何でしょうか。それは、地盤や地域特性、使用条件をもとに、建築基準法の基準値以上の設計がなされ、その設計どおりに施工された建物です。 建物を新築する場合、建築基準法を満たす構造強度で設計しなければなりません。建築基準法では、構造や工法ごとに、必要な構造部材の断面、接合の方法、建物全体の強度などを計算する根拠が定められています。つまり、どの構造方式を採用するにしても、建築基準法を守って設計されたものであれば、法的に必要な構造強度は満たしていると言えます。 建築基準法の設計強度を確保した上で、どのレベルまで強度を見込むのか、すべて構造設計者の、言い換えれば施主のポリシーにかかっているのです。 建物を支える基礎部分についてもよく質問されますが、一般には「布基礎」と「べ夕基礎」の2種類の工法がよく使われます。 布基礎は、建物の土台の下に連続して設けられる基礎で、立ち上がり部分と「フーチング」という底板とが一体になった鉄筋コンクリートで構成されます。一般的な木造2階建て住宅の場合、フーチングは幅36～45cm、厚さ12～15cmとし、凍結深度（冬に地盤が凍結する深さ）以下に施工します。また、立ち上がり部分の幅は、最低12cmで通常15cmとし、露出部分の高さは住宅金融公庫の高耐久性仕様の場合、地盤面から40cm以上とします。 一方、べ夕基礎は、建物の下部全面に鉄筋コンクリートの底板をつくり、その上に立ち上がり部分を設けます。底板の厚さは通常15cm程度、立ち上がり部分は布基礎と同様です。 一般的に、掘削する土量や鉄筋コンクリート量が多いべ夕基礎の方が割高です。ただ、どの基礎を採用するかは、地盤の状況や建物の重量、施主の意向によって異なります。基礎は建物の構造上、最も重要な部分の一つですから、設計強度に余裕を見込んで計画することをお奨めします。
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