木造の構造設計は、RC造・S造より難しい?
構造設計の基本的な流れは、①応力解析 → ②断面算定 → ③構造図作成という順序で進めるのが一般的です。
しかし、RC造やS造に慣れた設計者が木造に取り組むと、いくつかのポイントで戸惑うことがあります。
ここでは、その違いを比較しながら解説します。
このコラムでわかること
構造設計の基本的な流れ
応用解析
この段階は、RC造やS造の設計者にとって大きな負担にはならないと思います。
ただし、木造には次の特徴があります。
●接合部の剛性が低い
RC造は一体成形、S造は溶接により全剛接合が可能です。
しかし、木造は一体成型が難しいので、「剛接合」にはならず、基本的にピン接合または半剛接合になります。
断面算定
ここで木造特有の難しさが現れます。
●荷重ケースが細かい
RC造・S造は「長期・短期」の2ケースで良いのですが、木造は長期・中長期・中短期・短期の4ケースを検討する必要があります。
●接合部で性能が決まる
RC造・S造は材の断面を当たれば良いのですが、木造は接合部+材の両方を検討する必要があります。
●接合形式が多様
半剛接合にする場合、曲げ抵抗型が必要で、以下の種類があります。
○嵌合接合(木のめりこみ接合など)
○曲げ降伏型接合(鋼板挿入型ドリフトピンなど)
○軸抵抗型(ラグスクリューボルト、グルードインロッドなど)
●破壊モードが複数ある
耐力設定は単純ではなく、異方性(繊維方向)も考慮が必要です。
構造図作成
RC造やS造では納まりが基準でほぼ決まっていますが、木造は違います。
●プレカットが必要
木造は工場加工(プレカット)が前提で、工場ごとに加工制限があります。
→ 同じ図面でも、工場によって「簡単・安価」か「手加工が必要」か変わります。
→ 設計段階でプレカット工場との連携が不可欠です。
まとめ
木造は
●荷重ケースが多い
●接合部で性能が決まる
●プレカットを考慮する必要がある
このため、RC造・S造とは構造計画の流れが異なります。
「木造は接合部で決まる」という意識を持つことが重要です。
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