戸建て住宅、店舗、事務所、学校、保育施設、学校など、建物の用途や規模、地域の条件などに応じて様々な木造の工法があります。 工法によってコストや条件が変わってきます。木造でご検討している方は、ぜひ参考にしてください。
建物の構造
建物の構造の種類には、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、そして木造があります。 鉄筋コンクリートや鉄骨造に比べ、木造はその製造過程においてCO2の排出量が少ない、環境負荷を抑えて建設ができる構造です。
木造工法の種類
木造建築の構造は、柱と梁で構成される「軸組構法」、壁で構成される「枠組壁構法」「CLTパネル工法」、丸太を組積していく「丸太組工法」に大別されます。 戸建て住宅では「軸組構法」と「枠組壁構法」が特に多く採用されています。
軸組構法の要素
戸建て住宅を始め、非住宅建築でも多く採用されている「軸組構法」について、その３つの要素ごとに解説します。
柱と梁を繋ぐ接合
柱と梁の接合の仕方は、大きく3つに大別されます。
● 在来仕口工法
● 金物工法
● 半剛接合
それぞれイメージ図で解説します。
接合の種類
柱と梁の接合の仕方は、住宅や非住宅など建物の規模やデザイン、その他諸条件に応じて使い分けされます。
仕口工法と金物工法の作業性
仕口加工の在来工法はその接合に経験が必要ですが、金物工法は梁受金物にスリット加工した梁を差し込み、ドリフトピンで固定するだけで接合ができます。 金物工法の方がプレカット会社での加工時間を要しますが、熟練の大工人口が減少していく中、現場の作業効率を高めるために金物工法が増加しています。
水平力とは？
自重や積雪などの荷重を鉛直力といい、柱と梁で支えます。
暴風や地震などの揺れによる横からの力を水平力といいます。
下記２種類は水平力に抵抗する部位が異なります。
● 木造軸組構法
● 木造ラーメン構法
それぞれ詳しく見ていきましょう。
木造軸組構法
軸組構法は水平力には耐力壁で抵抗します。 耐力壁は 筋かいや構造用合板で構成されます。 建物の壁量計算を行い、開口面積の最大量と必要な耐力壁の壁倍率を算出します。 戸建て住宅や小規模な木造建築ほぼこの木造軸組構法で計画されます。 一般流通材の製材やサイズの小さな集成材で構成できるため、コストを抑えた設計ができます。 柱と梁の接合は、在来仕口工法や金物工法で行います。
木造ラーメン構法
木造ラーメン構法は接合部を強くすることで柱・梁だけで水平力に耐えるフレームを形成します。 柱と梁の接合は、金物工法や半剛接合で行います。 耐力壁がないため大きな開口や広い空間を木造で実現できますが、柱や梁のサイズが大きくなるため、軸組構法に比べて構造コストがアップします。 学校や体育館、庁舎など大型木造建築物で採用されています。
広い空間をつくる架構
木造建築でホールや運動施設など、柱の無い広い空間を計画した場合、２つの架構の仕方があります。
● トラス工法
● 大断面集成材
それぞれ詳しく見ていきましょう。
広いスパンを叶える架構の方法
トラス工法
トラスを構成する三角形は力学的に安定した形状です。 圧縮の力に対し、引張の力がかかり、自己安定性が働きます。 これを応用したトラスは強度が安定し、軽くて丈夫な構造を実現します。 一般流通材やSPF材など、安価な木材でトラスを組んで、広いスパンをつくります。
大断面集成材
物件ごとの構造計算に基づいた断面サイズで製造された集成材で広いスパンをつくります。
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