この記事の要点
木造住宅の確認申請を出すとき、施行令の木造規定を条文から調べ直すことが多い。
土台の引き抜き、柱の小径、筋かいの接合など、細かな規定が散在していて一覧で把握しにくい。
この記事では建築基準法・施行令に規定される木造の構造方法の要点を整理する。
土台と基礎の接合・柱寸法・筋かいの規定を中心に解説する。
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木造の構造方法僕自身、木造建物を設計したことがありません。実は木造を構造設計する機会は思っている以上に少ない。木造住宅はそもそも構造設計をしないので。
そこで今回は、自分の勉強のためにも建築基準法にみる木造の構造方法を整理しました。
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土台とは基礎上に流す木部材のこと。この土台を基礎にアンカーボルトで緊結することで、土台に伝わる力を基礎まで伝達させます。
また柱を基礎に緊結させる方法もあります。これは、柱には金具で留め基礎にはアンカーボルトで緊結する方法です。構造的な意味は前者と変わりません。
木造の場合、柱の小径は1/20~1/30まで認められています。また座屈長さは150まで許容されます。鉄骨やRCよりも柱を細くできますが、木造の場合柱を細かいピッチでいれます。1本当たりの負担荷重が小さいことも理由の1つ。
また、小径を算出するときスパンは、支点間距離とします。構造力学の見地から支点になりえるか判断が必要です。例えば、柱の中央に横架材が入っているからといって、それが支点になるとは限りません。
木造は柱や横架材の接合部分で切欠きが発生します。また通し柱とした場合でも、横架材を差し込むので断面欠損が発生します。この欠損は1/3未満に抑えることが原則です。
さらに近年は柱断面が小さくなる傾向があるので、管柱として継手を用いる方が構造耐力で有利という指摘もあるようです。管柱の継手部は必ず通し柱の耐力より大きくすることが原則です。
ちなみに、ボルトなどの孔欠損に関しては問題ない、全断面で設計して良い見解です。
横架材には下側に曲げ応力が発生します。この横架材下側に欠き込みをすると、簡単に割れます。よって、横架材の下側に欠き込みはNGです。
基準法ではありませんが、建築学会の設計指針では欠きこみの大きさにより断面係数を低減数する方法があります。
欠きこみが1/3にもなれば、部材の断面係数は半分以下になることに注意。
混同しやすい用語
「木造(W造)」と「鉄骨造(S造)」
木造は主に木材を使った構造。
軽量・加工しやすい反面、耐火性・耐久性に注意が必要。
建築基準法で構造方法が定められている。
「軸組工法(在来工法)」と「枠組壁工法(ツーバイフォー)」
軸組工法は柱・梁・筋交いで構成する日本伝統の木造工法。
枠組壁工法(2×4工法)は規格化された木材パネルで壁・床を構成する工法。
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木造住宅の基礎と土台・柱の緊結方法を答えてください。
土台(基礎上に流す木部材)を基礎にアンカーボルトで緊結し、土台に伝わる力を基礎まで伝達させる方法と、柱を金具で留め基礎にアンカーボルトで緊結する方法があります。構造的な意味は両者で変わりません。
木造の柱の小径・座屈長さ・断面欠損に関する規定を答えてください。
柱の小径は1/20~1/30まで認められ、座屈長さは150以下とします(鉄骨・RCより細くできるが細かいピッチで入れる)。柱や横架材の接合部の断面欠損は1/3未満に抑えることが原則です。根拠:建築基準法施行令。
曲げ応力を受ける横架材(梁など)の欠き込みに関する規定を答えてください。
横架材の下端部分に欠き込みをしてはなりません。横架材の下側には曲げ応力(引張)が発生し、ここに欠き込みをすると簡単に割れるためです。建築学会の設計指針では欠き込み1/4以下で断面係数を正味断面係数の0.6倍、1/3以下で0.45倍に低減します。
