2014年11月05日

2x4工法の4階建て

 時々、2x4工法の4階建ての相談が入る。
規模が小さすぎると設計が難しいが、ある程度の大きさなら、設計は可能である。
その目安は、大雑把に言って建築面積 50u である。延べ床面積 150〜200u 程度の大きさである。
3階の屋上を利用する場合、4階の面積を小さくすることがあるが、偏心率や3階の耐力壁の配置を睨みながら計画する。

 4階建ての場合は、保有水平耐力計算を行うが、シンプルなプランなら、手計算でも対応が可能である。荷重拾いや一次設計をkizukuri-2x4で行い、その結果を用いてエクセルで続きの計算を行うという方法もある。
3階建て+搭屋1階として kizukuri-2x4で荷重を拾い出すこともできるだろう。

 東京デンコーの 『2x4壁式』 を使うと便利だが、利用者は少ないようである。
木造専業の構造設計事務所の中には、2x4工法の構造設計を専門に行っている事務所も多いが、保有水平耐力計算を行うことのできる事務所は、20社に1社もないようである。

 当社は RC/SRC/S を中心に構造設計を行っているが、木造軸組工法や2x4工法の構造設計も行っている。
当社のHPでは2x4工法の構造設計についてのみ宣伝しているが、2x4工法専業の設計者は守備範囲が狭く、木造軸組工法と2x4工法を別物として扱っているので、あえて2x4工法を前面に出し、2x4工法の構造設計を行っていることをアピールしている。
一般の構造設計では、保有水平耐力計算を行うことは当たり前、混構造やスキップフロアの設計は応用の範囲である。

 2x4工法専業の構造設計者でも、許容応力度計算Uの計算ができない人もいる。いわゆる高倍率の壁を倍率に換算して計算しているようだが、本来の計算方法で計算したほうが良いのではないだろうか。
この計算ができれば、保有水平耐力計算も行うことができるようになる。

■ 構造的に無理のない計画なら、2x4工法の耐火構造はコスト的なメリットがある。

posted by TASS設計室 at 20:40| 2x4工法

2014年11月02日

長屋と共同住宅の違い

 準耐火構造で設計可能な場合、建築基準法上、長屋は一戸建ての住宅と同じ45分準耐火構造、共同住宅は60分準耐火構造となる。ところが、条例により長屋の場合も60分準耐火を要求する行政庁があるので、注意が必要である。
共同住宅は60分準耐火、長屋と一戸建ての住宅は45分準耐火と思い込まないほうが良い。

posted by TASS設計室 at 17:12| 2x4工法

2014年10月30日

2x4工法の設計者の皆さん、次はWRC造

 2x4工法の設計者の皆さん、次はWRC造ですよ!!
どちらも壁式構造なので、応力計算が似ているので、なじみやすいと思う。

 木造軸組工法にもチャレンジしてもらいたい。
そうなると、鉄骨造に対する興味がわいてくる。

posted by TASS設計室 at 20:01| 2x4工法

2014年10月29日

下町の住宅密集地の耐火構造

 下町の住宅密集地の耐火構造が注目される。
2x4工法の耐火構造も可能だが、RC造やS造も視野に入れて計画すると良いと考えている。
狭小地で支持層が深い場合が多いので、杭基礎は避けられない。

posted by TASS設計室 at 22:06| 2x4工法

2014年10月24日

告示1540号の見直しはできるのか

 告示1540号の見直しはできるだろうか。ハウスメーカーの人たちだけで議論しているので、技術的な詰めが甘い。枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年)には立派なことが書かれているが、計算例の数字を追いかけきれないところがある。

 K’zをベースにした簡易計算プログラムも開発されているが、利用者は限られるだろう。私は東京デンコーの『2x4壁式』に注目している。『2x4壁式』は、計算内容は良いのだが、入出力に不満がある。ユーザー数が少ないので、開発元は作り直しを考えていないと思うが、BUS-5 や HOUSE-WL のような入出力になると使いやすくなる。

 日本ツーバイフォー建築協会の会員の中に『2x4壁式』のユーザーが多いと思われるが、『2x4壁式』が話題になることは皆無に等しいのが現状である。

posted by TASS設計室 at 05:46| 2x4工法

2014年09月12日

4階建て混構造の1階はRCラーメン

 2階〜4階を2x4工法とした4階建て混構造の1階はRCラーメンが良い。
2階〜4階の2x4工法は保有水平耐力計算を行うので、1階も保有水平耐力計算を行うことになる。

 壁式鉄筋コンクリート造(WRC造)を採用する場合は、層間変形角を 1/2000以下にしなければならないので、壁が少ないWRC造は成り立たない可能性がある。その他、構造計画上WRC造には制約があるので、安易に壁式を採用しない方が良い。WRC造は2x4工法のように計画すると、当たらずと言えども遠からずの答えが得られる。

 ルート3の計算はS造にしてもRC造にしても、ラーメン構造のほうが適している。
1階をS造にすると、木造部分のアンカーボルトやホールダウン金物の納まりが難しいので、1階はRC造のほうが納まりが良い。

 1階〜2階をRC造とし、3階〜4階を2x4工法にすることも考えられる。
1階〜2階を店舗あるいは事務所とし、3階〜4階を住宅にする場合は、このような計画もあり得る。
そうなると、欲を出して5階建てにしたくなる。
狭小地の場合、クレーンのブームを振り回すことが難しいので、人海戦術が使えるRC造や木造が適している。

posted by TASS設計室 at 21:43| 2x4工法

2014年09月11日

2x4工法に適した構造計算ソフト

 2x4工法の構造計算を行う際に利用する道具は、
・kizukuri-2x4
・2x4壁式
・手計算
ではないだろうか。

 大規模な2x4工法建築物の場合で、保有水平耐力計算を行うか、壁倍率によらない計算を行う場合は、
・2x4壁式
・手計算
で行われている。
いわゆる高倍率の壁を倍率に換算して kizukuri-2x4 で計算する場合もあるが、その場合は換算倍率の上限を7倍にすることが多いようだ。分かりやすさでは kizukuri-2x4 が優れている。

 手計算は分かりやすいが、計算を修正することを考えると、何らかのプログラムを使いたい。
開口部の位置や寸法の変更に対応するためには、2x4壁式が使いやすい。kizukuri-2x4 は、開口端部にグリッドを設定しなければならないが、2x4壁式は無開口の壁に開口部に関するデータを配置するだけである。

 1階を WRC造、RC造、S造で設計する場合は、分離して計算する。2x4壁式は、1階をWRC造とした混構造の計算も行うことができるが、私は、その機能を使っていない。

posted by TASS設計室 at 14:44| 2x4工法

仕様規定で設計するにも、力学的考察が必要

 仕様規定で設計するにも、力学的考察が必要である。個別の案件で仕様規定に適合するかどうか質問をいただくが、仕様規定の工学的な意味合いを理解して判断していただくと良いと思っている。
許容応力度設計ができないから仕様規定に頼ることは分かるが、その段階から脱出しないと気の利いた設計者にならない。
荷重を拾い出してみることから始めると、建物の力学的な状態が理解できるようになる。

posted by TASS設計室 at 12:25| 2x4工法

2014年09月08日

話す内容が整理されていない人の発言

 話す内容が整理されていない人の発言は聞きにくい。アルコールが入ると流暢に話すのだが、会議では遠慮がちに話す人がいる。
準備不足と言うよりも、発言に自信がないのだろう。自分で判断することを避ける生活を長く続けていると、次第に反射的に判断することを避ける発言を行うようになる。会社勤めの人には、このような人が少なくない。
仕事をしているように見えるが、先に進んでいない。仕事をしているように見せることが得意なのかもしれない。

posted by TASS設計室 at 12:02| 2x4工法

2014年09月07日

2x4工法は軸組工法と違う?

 2x4工法は軸組工法と違うのだろうか。2x4工法の設計者の中には、軸組工法の情報を遮断してしまう人がいる。2x4工法という名称を頭につけないと、受け入れないようである。こんなことを言っているから進歩しない。大工に関しても、2x4工法にだけ都合の良い大工を望んでいる。

 『2x4工法の設計者のための鉄筋コンクリート構造』とか、『2x4工法の設計者のための構造力学』と言うと少しは近づくかもしれない。その前に『2x4工法の設計者のための数学』『2x4工法の設計者のための物理』が必要だ。
基本的な三角関数や比例計算すら満足にできない人がいることは嘆かわしい。
設計者にしても大工にしても、基礎ができているから応用ができるのである。

posted by TASS設計室 at 15:58| 2x4工法

4号建築の仕様規定に基づく長期優良住宅の是非

 4号建築の仕様規定に基づく長期優良住宅の是非を論じよう。
その前に建築基準法施行令第46条の第2表および第3表の見直しが必要である。
本来なら、簡易計算は許容応力度計算より厳しい基準でなければならない。詳細に計算せず、略算で設計するのだから、許容応力度計算よりも厳しくなくてはならない。

 施行令第46条を基準にして、地震時の水平力を割り増したところで、他の許容応力度計算の結果と整合性がとれていない。鉄筋コンクリート造のマンションの場合は最初から許容応力度計算を行っているので、耐震等級を2あるいは3 にする場合は、許容応力度計算における外力を割り増して計算する。
ルート判別表における壁量や柱量を割り増しているわけではない。そんな数値は最低基準であり、単なる参考でしかない。

 したがって、木造(軸組工法、2x4工法)2階建てで長期優良住宅を望むなら、許容応力度計算を行うべきである。加えて、2x4工法の場合は、応力計算の結果と断面算定の結果に整合性をもたせることが必要である。

 注意しなければならないことは、壁量に余裕のない建物である。雑壁の耐力を余力として考慮する場合は、雑壁の剛性や耐力を計算に考慮した偏心率を求めることも必要ではないだろうか。
コンピュータで計算しているのだから、RC造のように、雑壁を考慮した偏心率と雑壁を無視した偏心率を求め、両者のうち不利な方で Fes を求めることを考えても良いのではないだろうか。

 2x4工法の設計者は、少なくとも kizukuri-2x4 くらいは使えなくてはならない。ちょっと勉強すれば、意匠設計者にも使えるソフトだと思うが、なかなか難しいようである。kizukuri-2x4 は使えなくても、K’zを使うことができる人はいるようだ。

posted by TASS設計室 at 09:58| 2x4工法

大工不足について考える

 大工不足を解消することを目的とした小冊子を受け取ったので、宮大工の棟梁に渡してきた。この小冊子はハウスメーカー側の目論見であり、一方的にハウスメーカーの都合で書かれたものである。
こんなことをやっていたのでは、根本的な対策にならない。
ハウスメーカーは、能力不足で使いものにならない社員を見直すほうが効果的でないだろうか。


posted by TASS設計室 at 00:33| 2x4工法

簡易計算で長期優良住宅

 仕様規定に基づく簡易計算で長期優良住宅の設計を行う方法を好む人がいる。
仕様規定に基づく壁量を許容応力度計算を行って検証すると壁量が不足することがある。
 長期優良住宅は許容応力度計算を基本にすべきではないだろうか。仕様規定に基づく壁量を 1.25倍あるいは 1.5倍にしたところで、本来の目的とはちょっと違うのではないか。
甘い基準を 1.25倍あるいは 1.5倍にしたところで信頼性がない。

 新耐震以降で2000年以前の建物でも、地震により倒壊する可能性がある建物の比率が 80% 程度あるということがニュースになっていた。軸組工法の建物を追跡調査した結果らしいが、仕様規定に基づく設計なら、2x4工法の建物の場合も同様である。

 仕様規定に基づく設計の場合、壁量計算を行い引抜金物は求めるが、短期許容応力度計算を行っているわけではないので、短期荷重時における梁やマグサの検討は行っていない。
住宅産業の人たちは、計算方法は何でも良く、『長期優良住宅』という看板だけが欲しいのだろう。
仕様規定に基づいて設計された耐震等級2あるいは3の建物でも、許容応力度計算を行うとNGが出るに違いない。
耐震等級3のほうが危うい場合もある。その理由は、地震時の水平力を割増しして設計しているにも関わらず、短期荷重時における梁やマグサの検討を行っていないからである。
梁やマグサにヒンジができたときの水平力から標準せん断力係数を逆算すると、その建物の耐震性能を把握することができる。

 また、意味もなく引抜金物を耐力壁の上下に取り付けることも考え直したほうが良い。反曲点高比と現実の建物が一致していない状態で計算しても無意味ではないだろうか。
木造住宅の業界には構造設計に関して議論する体制が整っていない。RC造やS造など他工法と比べると、研究者の数が極端に不足しており、工学的に疑問のある指針などが存続する結果となっている。
業界に有利な基準が望まれていることは、原発の業界と類似している。

posted by TASS設計室 at 00:26| 2x4工法

2014年09月03日

どこで切っても半分

 吹抜けがある場合の水平構面は、どこで切っても床を半分残すよう計画する。X方向を切っても、Y方向を切っても床を半分残すのである。階段は水平構面が存在しないものとみなし、吹抜けと同じ扱いとする。ただし、階段の荷重は床荷重として考慮する。もちろん積載荷重も考慮する。
『どこで切っても半分』である。
床の水平構面の連続性が少なく、建物が2分される場合は、ゾーニングを行って検討する方法もある。

posted by TASS設計室 at 07:46| 2x4工法

2014年09月02日

構造計画は荷重の伝達を考える

 構造計画は荷重の伝達を考えることである。意匠設計者は意匠を考えたら、それが構造的に成立するかをチェックし、ダメなら計画を修正することが必要である。
2x4工法は告示1540号という有難く迷惑な決まり事があるので、都合よく利用することを考えると良いだろう。

 基本は壁線区画であり、壁線上の開口が壁線の 3/4 を超えず、4m を超えないようにするだけで良い。雁行する耐力壁線は、壁式鉄筋コンクリート造設計施工指針を参考にして 2m のズレまでは許容する。

posted by TASS設計室 at 14:52| 2x4工法

2014年09月01日

壁線区画

 2x4工法の設計は壁線区画がポイントである。雁行する壁でも良いから、とにかく壁線上の開口を、壁線の長さの 3/4(4分の3)以下、且つ 4m 以下にする。これだけで良い。

 なぜ、わざわざ 3/4(4分の3)と書いたかと言うと、2分の1を 2/1 、5分の4を 5/4 と書く人がいたからである。

posted by TASS設計室 at 23:05| 2x4工法

2014年08月30日

弱点は施工精度

 2x4工法の弱点は躯体の施工精度である。緻密な設計をするデザイナーで、2x4工法を嫌っている人がいる。
彼の意見を聞くと、彼の経験に基づく判断に納得する。
2x4工法を採用するなら、仕上げも2x4工法に適したディテールにすべきである。それが気に入らないなら2x4工法は採用すべきではない。

 2x4工法のメリットは、ズバリ、躯体工事費の安さにある。円安になっても木材は安い。パネル化すると割高になるが、熟練した大工が不足している今は、パネル化も必要だろう。

 工事には誤差がつきものである。誤差を誤差として認め、仕上げを行うときに誤差を吸収することの可能なディテールを採用し、仕上げの手順を考慮する。逃げのないディテールは採用しないほうが良い。

posted by TASS設計室 at 14:14| 2x4工法

2014年08月17日

2x4工法で設計できる耐火構造、設計できない耐火構造

 2x4工法で設計できる耐火構造、設計できない耐火構造がある。告示1540号を見ながら判断するが、偏心率が 0.15 以内であることを確認しなければらないルートになってしまったら難易度が高くなる。
階高の範囲で傾斜する壁は何とかなるが、腰折れの壁になったら物理的に金物が納まらない。腰折れの壁を非耐力壁にしても、他に壁があり、設計が可能なら何とかなる。
 このような計画の場合、鉄骨系プレファブメーカーでも設計が難しいので、素直に変形した建物を設計するしかない。柱は175角のBCR295とすることが標準的な設計である。

 2x4工法で設計が可能な耐火構造は、上下階の壁のバランスが良く、ある程度の壁量を確保することが可能な計画に限られる。建物の固定荷重が重くなり、壁端部のスタッドの本数も多くなり、引抜金物の納まりに注意を要する。壁倍率5倍を限度とした計算では限界があり、壁の剛性で計算する許容応力度計算Uを採用することも視野に入れて計画する。枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年)には載っていない計算方法で、簡易的に倍率に換算して計算することもあるが、その場合は壁倍率を7倍を上限とすることが多いようである。

posted by TASS設計室 at 19:13| 2x4工法

2014年08月10日

相変わらず2x4工法は特殊

 相変わらず2x4工法は特殊な工法であると言う人がいる。構造設計者ではなく、4号建築を設計している意匠設計者が言うのである。
構造に関して殆んど考えていない人が言うから滑稽である。壁量計算は何が違うのだろう。
間取りしか考えていないのではないだろうか。せいぜい告示1540号の構造規定を理解する程度で、2x4工法の設計ができる。

 ビルダーに関しても同様に2x4工法は特殊だと言う人がいるが、軸組工法の場合、骨組みはプレカット会社に丸投げではないだろうか。小規模な建物でも、コンポーネント会社が躯体工事をまとめることができれば、街の工務店は、躯体工事をコンポーネント会社に依頼することができる。

 プレファブ会社の下請けに甘んじていたため、内装工事しかできない大工が多くなってしまったが、サブコンとして2x4工法の躯体専門の会社が定着すると私は考えている。躯体は丸ごとサブコンに依頼するのである。
このほうが効率的な施工ができる。
金物の取付けも含め、サブコンに依頼することになるが、問題は基礎の施工である。適切な位置にアンカーボルトを入れることができなくてはならない。

 日本ツーバイフォー建築協会の会員数は、平成23年は764社、平成24年に786社であったものが、平成26年には820社に増えた。保険や耐火構造の需要が増加したため、新規の会員が増えたのかもしれないが、退会する会社数と入会する会社数の差がプラスになっていることが分かる。
 何か劇的なメリットができれば、1,000社を突破するかもしれない。
因みにJSCAの正会員は3,909名であり、構造士は2,189名である。
http://www.jsca.or.jp/vol5/p1_about_jsca/jsca_member.php
http://117.120.50.124/vol3/meibo/index.php
2x4建築協会の会員は会社単位ゆえ、人数に換算すると、820社に所属する技術者の数ということになり、820の何倍かの数になると思う。

posted by TASS設計室 at 10:25| 2x4工法

2014年07月31日

構造計算指針は完成された?

 2x4工法の構造計算指針は完成されたものかもしれない。誰一人として応力計算条件に疑問をもたず、緑本に書かれていることが守り続けられている。
保有水平耐力計算になると、反曲点高比を1.0として計算するが、タイダウン金物を用いて壁を上から押えると、反曲点は変化すると思う。

 耐力壁の耐力は、せん断壁として計算されるが、上限に連層する壁の場合は、プロポーションによっては曲げ壁になることもあるのではないだろうか。 Q = min(Qsu , Qmu)という考え方を加えても良いのではないだろうか。

posted by TASS設計室 at 17:37| 2x4工法