水平構面とは？意味・役割と屋根・吹き抜けとの関係（木造の水平剛性）

この記事の要点

木造住宅で地震時に建物がねじれないためには、水平構面の剛性が重要だ。

屋根や床が水平力を耐力壁に均等に伝えられないと、一部の壁だけに力が集中する。

水平構面の役割と、吹き抜けがある場合の注意点を整理する。

補足：剛床の有無や吹き抜けによる水平構面の欠損が、構造設計上の重要な確認事項になります。

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水平構面（すいへいこうめん）とは、水平方向の平面骨組のことです。

木造構造物では一般床の「床組（ゆかぐみ）」、屋根の小屋組（こやぐみ）のことです。

床や屋根は、鉛直方向に作用する人や物の重さを支えるだけでなく、地震力や風圧力などの「水平力」を伝える役割があります。

なお、鉄筋コンクリート造や鉄骨造の床、屋根は「スラブ」にすることが多いです。スラブによる水平構面は剛性が高いため（剛床となることが多い）、剛床になるかどうかの検討は木造ほど神経質になることは無いです。

今回は水平構面の意味、役割、屋根、吹き抜けとの関係について説明します。関係用語として剛床（ごうしょう）、床組み、小屋組みの意味は下記が参考になります。

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水平構面とは？役割

水平構面（すいへいこうめん）とは、水平方向の平面骨組みのことです。簡単にいうと「床」または「屋根」です。木造では床の構造を「床組」、屋根の構造を「小屋組」といいます。

床組、小屋組は、鉛直方向に作用する人や物の重さを支えるだけでなく、水平方向に作用する「地震力」や「風圧力」を伝える（抵抗する）役割があります。床組、小屋組の詳細は下記をご覧ください。

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下図をみてください。２つの水平構面を上からみています。Aの水平構面は、柱・梁と床が配置されています。Bの水平構面は柱・梁だけです。

図　水平構面

Bは床が無いため、水平力に対して抵抗しにくい（変形しやすい）と分かるでしょう。一方、Aは床があるので、水平力に対して「床が抵抗」します。整理すると

・A　⇒　柱、梁、床で水平力に抵抗

・B　⇒　柱と梁だけで水平力に抵抗

となり、明らかにAの方が水平力に対して有利ですね。

ただし、単に「床があるだけ」では不十分です。地震力や風圧力を伝える（抵抗する）ためには、床の剛性が所定の水準を満たす必要があります。

なお、変形しないほど固い床のことを「剛床（ごうしょう）」といいます。鉄筋コンクリート造や鉄骨造の床は、ほとんど「スラブ（鉄筋コンクリート製の床）」です。

スラブは剛性が高いので、スラブによる水平構面は特別な処置をすることなく「剛床」になります（※ただし吹き抜けなどに注意）。

木造の床はスラブほど剛性が高くないため、必要に応じて床の剛性が満足するか確認が必要でしょう。剛床、スラブの詳細は下記が参考になります。

剛床（ごうしょう）とは？剛床仮定・剛床工法・木床とRC床の違い

スラブとは？意味・特徴・種類・遮音性・土間との違いをわかりやすく解説

水平構面と屋根、吹き抜けの関係

前述したように、屋根の小屋組みは水平構面の１つです。スラブで屋根をつくる場合、特別な処置をすることなく剛床となります。しかし木造の小屋組みは、所定の剛性を満足するような設計が必要です。

またスラブの場合でも「吹き抜け（ふきぬけ）」に注意します。吹き抜けとは、下図のように床が無い部分のことです。

図　水平構面と吹き抜け

吹き抜けの部分は床が無いので、水平力に抵抗できません。吹き抜けの分、スラブが足りないことを考慮して水平力が伝達できるか計算します。吹き抜けの詳細は下記が参考になります。

吹き抜けの図面表現・書き方とは？平面図・断面図の描き方

混同しやすい用語

水平構面

床・屋根面などの水平面で構成される骨組み。

水平力（地震・風）に抵抗する。

剛床

面内変形が生じないと仮定できる水平構面。

RC床は剛床とみなすことが多い。

床組

木造建築の床を構成する部材の集合体。

水平構面の一形式。

剛性の確認が必要。

小屋組

屋根を支える構造骨組み。

屋根面の水平構面として機能する。

水平構面を整理した表を示します。

項目	内容	備考
水平構面（床）	床組（木造）・スラブ（RC造）	水平力を伝達する
水平構面（屋根）	小屋組（木造）・スラブ（RC造）	地震力・風圧力に抵抗
吹き抜け	水平構面が不連続となる	剛床仮定が成立しない