カテゴリー: 建築構造

壁･柱直下率というのがあります。直下率というのは、2階建ての柱を例にとると、2階柱の総数に対する、直下に1階の柱がある2階柱の本数の割合です。指標のひとつとして、構造上無理のない設計をしているか否かの目安になります。それは、人の体でいえば、姿勢の良し悪しとよく似ていると思います。姿勢が悪いと肩こりや腰痛などの症状が現れてしまうように、直下に支えるものがなければ、常に梁などの横架材にも負荷が掛っている状態になり、建物の歪みや傾きなどの因子のひとつになりますし、抵抗するために横架材のボリュームを増やせば、その分コストも上がってしまいます。
また、梁上耐力壁となる場合は、地震などの水平力が加われば、耐力壁は回転しようとし、支えている梁は曲げ変形を起こしてしまいます。
以上のことからも、自由度を求めつつも直下率を意識したプランニングは、健全な建物を作る入口として主眼的なファクターだと考えています。

厚さ約50cmの盛土は、2階建ての木造住宅の固定荷重(住宅の自重)と同程度の重量になります。重くなればなるほど沈下傾斜障害などの原因になるばかりか、近隣の建物にも何らかの障害を及ぼしてしまうので、過大な盛土造成する際には細心の注意が必要です。特に粘性土地盤になると長い時間を要して沈下するため、建築後数年経ってから被害が出始めます。そのタイムラグから因果関係はないと思われがちですが、建物の築造や過度な盛土が主な原因となるようです。

●木造の建築物に物置等を設ける場合に階の床面積に加える面積を定める件(平成12年5月23日建告1351号)『建築基準法施行令第46条第4項の規定する木造の建築物に物置等を設ける場合に階の床面積に加える面積は、次の式によって計算した値とする。ただし、当該物置等の水平投影面積がその存する階の床面積の1/8以下である場合は、0とすることができる。』(抜粋)

ａ＝ｈ/2.1Ａ

ａ：階の床面積に加える面積
ｈ：当該物置等の内法高さの平均値(ただし、同一階に物置等を複数個設ける場合にあっては、それぞれのｈのうち最大の値をとるものとする)
Ａ：当該物置等の水平投影面積

要は、条件によっては筋かい等による必要耐力壁の割増があるということです。

●平成12年6月1日 建設省住指発第682号『小屋裏、天井裏その他これらに類する部分に物置等がある場合において、当該物置等の最高の内法高さが1.4メートル以下で、かつ、その水平投影面積がその存する部分の床面積の2分の1未満であれば、当該部分については階として取り扱う必要はないものであるが、近年このような物置等を設置する事例が増加してきていることを踏まえ、軸組等の規定を整備した。』(抜粋)

とあるように、天井高は最高でも1.40ｍ以下、面積は1/2未満です。それを上回ると階の扱いになるので注意が必要です。

先日築7年経過した木造住宅を調査したところ、2階外周部付近の部屋内の床と壁の間に地権者でも気がつくくらいの隙間があいていました。 1、2階の間取りから推測するに、大梁に掛る小梁の上に外周部の耐力壁が載っているようでした。原因としては、小梁のたわみに大梁のたわみ量が加算されたこと、梁上の柱から伝わる屋根荷重や筋かいの圧縮力が加わったことにより、目視でも分かるくらいに床が沈んでしまったのだと思われます。この手のプランはよくあり、絶対ダメだとまでは申しませんが、H12建告1459号のたわみはスパンの「1/250以下」や『木造軸組工法住宅の許容応力度設計2008年版』に記載されている「1/300かつ20㎜」の基準値よりもっと厳しくして検討する必要があると考えます。    

図(Ｂ)のように上下に2本重ねただけの梁を、(Ａ)の梁せいが2倍の梁と同じ強度があるものと誤った解釈をして使っている架構を多く目にします。
梁せい(ｈ)が大きくなれば、曲げ強度に影響する断面係数は２乗、たわみに影響する断面2次モーメントは3乗の効果があることからも、重ね梁はたわみ等によるトラブルの原因となりうるので注意が必要です。

柱材として一般的によく使われる杉は、桧に比べると芯材部分の含水率が高いため、機械による高温乾燥させると、芯材部分にもヒビが入ることがあります。したがって柱頭や柱脚と土台や梁などの横架材の仕口を『ほぞ差しこみ栓』にした場合、引張力が加わった時にほぞが割裂き破壊する恐れがあるので、高温乾燥材の杉柱を使用する場合は特に注意が必要です。

よく令46条表1((8)を除く)および昭和56建告1100号(第1第十二号を除く)に仕様と壁倍率が与えられた耐力壁の適用範囲の最小値(柱芯々距離)はいくらですか？という質問をいただきます。
「木造軸組工法住宅の許容応力度設計2008年版」によると、最小値は90cm以上とし、かつ、階高/幅は3.5以下。面材張り (昭和56建告1100号第1第一号~代四号) 耐力壁については60cm以上、かつ、階高/幅は5以下と明記されています。

施行令第3章3節の木造仕様規定では、筋かい等の耐力壁についてそれなりに明記されていますが、水平耐力に関しては「隅角には火打材を使用」としか記載されていません。一般的にも木造2階住宅程度のいわゆる4号建物では、水平耐力についてあまり重要視されていないようです。
しかし、やはり水平耐力は軸組の耐力壁と同じくらい重要です。壁がいくら強くても、水平剛性が脆弱だと地震力や風圧力等の横からの強い力に耐えることが出来ず、最悪の場合、建物のねじれによる崩壊をまねいてしまうからです。
イメージしやすいのは、蓋の無い箱に両側から力を加えると簡単に変形してしまいますが、蓋をかぶせた状態で力を加えると、なかなか変形しない(変形しにくい)という感じです。建物にすると、小屋梁の水平方向に合板を直張りする状態が蓋になります。
したがって、笑い話的になりますが「小屋裏に物置スペースをつくっても、そこには物を置かない」という矛盾した用途こそが、耐震には非常に有効であるといえます。

2、3階部分の筋かいなどの耐力壁端部の左右いずれか、または両方に下階の柱や壁がないものを梁上耐力壁といいます。梁上耐力壁になると、梁がたわむ影響から耐力の剛性が低下するので、耐力壁の耐力を低減して計算する必要があります。条件によっては耐力が半分以下になるので、小梁などのいわゆる2次梁以降の横架材に載る耐力壁を多く配置する建物で、施行令の仕様規定のみで検討される場合は、特に注意が必要です。

例えば、施工令の仕様規定による45×90の片筋かいの壁倍率は、圧縮側、引張側関係なく2.0ですが、許容応力度計算により耐力を算定する場合での等価壁倍率の数値は、引張り1.5、圧縮2.5と異なっています。数値からも分かるように、圧縮方向に作用する耐力の方が強いことから、建物の同一軸方向に対して、筋かいの留め付け向きは左右バランスよく配置することが大切です。