SE構法は耐震性の高さ、設計の自由度、コストパフォーマンスの良さ、ワンストップサービス等で高い評価を受けており、さまざまな大規模木造の実績が増えています。

　SE構法は単純に「剛性のある木質フレーム」というだけではなく、さまざまな利点を追求し、大規模木造で求められる大空間・大開口などを可能にして、意匠設計者の創造性を活かせる設計の自由度を提供しています。

　SE構法では構造に関する標準ディテールは確立しておりますが、敷地条件や設計与条件などにより特殊な対応が求められる場合、条件次第で対応することができます。

　このコラムでは大規模木造におけるSE構法の構造設計の特殊事例について解説します。

 

＜このコラムでわかること＞

・大規模木造に最適なSE構法の構造設計のポイント

・大規模木造向けSE構法の特殊事例：梁の途中分割

・大規模木造向けSE構法の特殊事例：既存のSE金物を応用

・大規模木造向けSE構法の特殊事例：鉄骨フレームレスのEVシャフト

・大規模木造におけるSE構法の施工の全体プロセス

・SE構法へのお問合せ、ご相談について

・まとめ

 

SE構法は全棟構造計算を行い、その安全性を確認するようにしています。構造計算は立体解析で行い、SE構法の接合部等の性能を忠実に反映できる構造システムです。

SE構法の構造計算は許容応力度計算を行い、その構造計算書の出力結果は検定値一覧として安全性をカラー表示して、視覚的に理解することができます。

関連記事：大規模木造から生まれたSE構法を徹底解説（システム編）

SE構法の構造設計プロセスは、「構造計画」「構造設計」「構造計算」の３ステップで進めていきます。

関連記事：【解説】SE構法の構造設計が大規模木造で評価される理由

木造は鉄筋コンクリート造や鉄骨造と比較すると、スパンや高さ、壁量などの構造のスペックに限界があることも事実です。そのため、計画の初期段階から意匠設計と構造設計を並行して進めることが、大規模木造の設計のポイントになります。

設計の初期段階（スケッチやエスキース段階）から、「SE構法だったら、どんな木構造が可能なのか」という視点でお気軽にご相談ください。NCNの構造設計スタッフが、意匠設計者のニーズを汲みとりながら、最適な構造計画をご提案します。

関連記事：「中大規模木造でコストダウンできる構造計画、構造躯体の考え方」

SE構法は構造に関する標準ディテールは確立しておりますが、設計与条件などにより特殊な対応が求められる場合、オリジナルなディテールを提案することができます。

その一例をお伝えします。

 

SE構法による大規模木造で「梁の途中分割」を行なった事例です。

＜設計与条件＞

・敷地周辺の道路が狭く、4ｔトラックまでしか搬入できない敷地

・設計でスパン11ｍの大空間があり、単純梁であれば敷地に搬入ができない

・単純梁が不可の場合、トラスなどを組む必要があるが、意匠設計が登り梁となっている

 

＜SE構法の構造テクニックによる課題解決＞

・特別に製作した金物を利用して、登り梁の中間で梁を接合させるディテールで対応

・分割して登り梁を納品することで、４ｔトラックでの搬入を可能にする

・施工は現場で地組みを行い、一本の登り梁とした状態で施工

※計画によっては実現できないケースもあるため、ご注意ください。

大規模木造で様々な設計に対応できることがSE構法の強みです。

その理由の一つは独自のSE金物が、集成材、耐力壁、床合板それぞれの強さを活かしているからです。

一般的な木造は、接合部に柱や梁をホゾ継ぎするため、地震時に断面欠損をまねき構造材本来の強度を低下させてしまいます。

そこでSE構法は、大きな揺れに対して接合部が破損しない技術を追求し、独自にSE金物を開発しました。

SE金物のメリットとしては、設計内容に応じて特注金物が作れることです。平面斜辺用、大断面部材用など、さまざまなディテールに対応可能です。

関連記事：耐震構法SE構法は斜辺やR壁の平面計画に対応可能

SE構法では一般的に流通している中断面の構造用集成材と鋼材ロッドを用いて張弦梁を構成することで、大断面の特注材を用いるよりもコストダウンを実現し、軽快な印象の大空間を実現できます。

関連記事：耐震構法SE構法では張弦梁を採用して軽快な印象の大空間を実現できる

大スパンの空間を計画するにあたり、単純梁の構造の場合だと、特注材製作による納期、搬入が可能かどうか、コストアップになるなどの問題で、現実的に単純梁を採用することができないことがあります。一つの選択肢としてトラスは有効な設計手法です。

関連記事：耐震構法SE構法によるトラスで大空間を実現する

 

SE構法による大規模木造で「既存のSE金物を応用」を行なった事例です。

＜設計与条件＞

・スパン10ｍの礼拝堂の計画

・屋根の切妻形状に合わせた勾配天井

・通常のSE構法による標準ディテールでは実現不可

 

＜SE構法の構造テクニックによる課題解決＞

・山型ラーメンのフレームを桁行方向に等間隔に設置し、大空間を無柱空間として実現

・構造を成立させるために、通常であれば方杖や開き止めのタイバー等による補強が必要で、専用の特注金物を製作する必要がある

・特注金物は、コストアップとなり、納期も通常より必要になる

・今回の計画では、補強部材の接合部に特注金物を使用せず、標準のSE金物である登り梁用の梁受け金物を利用した仕口を検討して、構造を成立させる

・その結果、コストダウンと納期短縮を両立させて大空間を実現

SE金物は、構造材の部材寸法や納まりに応じて、柱脚金物・梁受け金物・登り梁金物・Sボルト等の標準金物が開発されています。

SE金物は標準部材が数多く準備されているため、コストや供給体制が安定しています。

高性能なSE金物は、柱と梁とを単に接合するだけでなく、接合部そのものが地震や台風に抵抗する性能を持っています。

関連記事：【解説】大規模木造で様々な設計に対応できるSE構法の強さの理由はSE金物

 

SE構法による大規模木造で「鉄骨フレームレスのEVシャフト」を実現した事例です。

＜設計与条件＞

・木造4階建の共同住宅でエレベーター（EV）の設置が必須

・一般乗用エレベーターの場合、木造による昇降路ではエレベーター側の要求性能を満たせないので、鉄骨による昇降路を木造の骨組みの中に組み込む必要がある

・一般乗用エレベーターは、イニシャルコストもランニングコストも高いため、避けたい

 

＜SE構法の構造テクニックによる課題解決＞

・小規模建物用小型エレベーターを採用

・エレベーターメーカー様とのコラボレーションにより、大規模木造の昇降路内に鉄骨のフレームの無いエレベーターを設置

・SE構法の特徴である構造設計から施工までのワンストップサービスを活かして、計画段階からSE構法登録施工店、メーカー、NCNとの協働により実現

・エレベーターと木造躯体を接合する特注金物はNCNが設計・製造

※計画によっては利用できないケースもあるため、ご注意ください。

SE構法であれば、木造4階建てかつ木造耐火で求められるスパンの大きい空間にも対応できますし、架構をシンプルにすることが可能です。

SE構法は、独自のSE金物を使用した断面欠損の少ない構造によって柱と梁とを接合し、優れた耐震性能を実現しています。

SE構法は表面にネジ切り加工を施した通常のボルトの約2倍の強さを持つSボルトを木材にねじ込み、高強度のSE金物との組み合わせにより、耐震性の高いラーメン構造を実現しています。その構造スペックにより、荷重が重くなる木造の耐火建築物にも対応できます。

関連記事：木造４階建てのSE構法の事務所ビルの事例紹介「ヤマサ製菓ビルハピア豊橋」

木造4階建かつ耐火建築物である場合、建物重量がとても大きくなるため、通常の構造ディテールに加えて、標準材として準備されている「平角柱」を使うことで、コストを抑えた構造計画も可能です。

構造的に応力や荷重が集中する部分には、平角柱を用いることで、特注材を最小限に抑えることができます。

関連記事：SE構法による木造４階建共同住宅の計画・設計まとめ

木造4階建てまでは1時間耐火構造が要求されます。木造耐火構造を計画する場合、内部を石膏ボードで覆う必要があるため、空間の確保や、耐火被覆分のコストアップについて事前によく検討をしておく必要があります。

関連記事：​​木造でも耐火建築物は可能！大規模木造における耐火建築物まとめ

 

SE構法の施工の全体プロセスを、上記の画像の順に説明します。

1. 基礎工事
2. 基礎に柱脚金物をアンカーボルトで固定し、土台を配置します。
3. 柱を設置します。主柱はドリフトピンを打ち込んで、全て柱脚金物で基礎にしっかりと固定します。
4. 設置した柱に梁を組みます。
5. 梁の組み込みは、梁のスリット部に金物を差し込みます。
6. ドリフトピンを打ち込みます。
7. 1 階の骨組み完成後、床の構造用合板を梁に直接打ち付け、水平剛性を高めます。
8. 上階・小屋組へと柱と梁を組み上げていきます。
9. 柱・梁のフレームの完成。全ての構造材を剛接合した強靭な躯体が、システム化された施工で正確に実現されます。

関連記事：【解説】大規模木造で使いやすいSE構法の施工ポイント

 

大規模木造をSE構法で実現するための流れは下記となります。

 

1.構造設計

SE構法を活用した構造提案を行います。企画段階の無料の構造提案・見積りから、実施設計での伏図・計算書作成、確認申請の指摘対応等を行っております。また、BIMにも対応可能です。

 

2.概算見積り

SE構法は構造設計と同時に積算・見積りが可能です。そのため躯体費用をリアルタイムで確認可能で、大規模木造の設計において気になる躯体予算を押さえつつ設計を進めることが可能です。

 

3.調達

物件規模、用途、使用材料を適切に判断して、条件に応じた最短納期で現場にお届けします。また、地域産材の手配にも対応しております。

 

4.加工

構造設計と直結したCAD/CAMシステムにより、高精度なプレカットが可能です。また、多角形状、曲面形状などの複雑な加工形状にも対応可能です。

 

5.施工

SE構法の登録施工店ネットワークを活用し、計画に最適な施工店を紹介します。（元請け・建方施工等）

 

↓SE構法へのお問合せ、ご相談は下記よりお願いします。

https://www.ncn-se.co.jp/large/contact/

 

設計者、施工者には、木の材料特性を引き出し、流通する製材を活用して、都市部の建築の木造・木質化の実現が求められています。

SE構法の構造スペックをうまく活用すると、木造では実現が難しい高層化、木造耐火などを実現することができます。

都市部の厳しい敷地条件の中、鉄骨造ではコストや施工に問題がある場合においても、木造（SE構法）が有効な選択肢となります。

 

NCNは構造設計から生産設計（プレカット）までのワンストップサービスが強みです。計画段階からご相談いただくことで、木構造デザインの木造建築に関する知見をうまく利用していただき、ファーストプランの段階から構造計画を相談いただくことで、合理的に設計を進めていただければと考えております。

集成材構法として実力・実績のある工法の一つが「耐震構法SE構法」です。SE構法は「木造の構造設計」から「構造躯体材料のプレカット」に至るプロセスを合理化することでワンストップサービスとして実現した木造の工法です。

関連：「耐震構法SE構法」へのご相談はこちらです。

 

また構法を問わず、木造の構造設計から構造躯体材料のプレカットに至るスキームづくりに取り組む目的で「株式会社木構造デザイン」が設立されました。構造設計事務所として、「⾮住宅⽊造専⾨の構造設計」、「構造設計と連動したプレカットCADデータの提供」をメイン事業とし、構造設計と⽣産設計を同時に提供することで、設計から加工までのワンストップサービスで木造建築物の普及に貢献する会社です。

関連：「木構造デザイン」へのご相談はこちらです。

 

株式会社エヌ・シー・エヌ、株式会社木構造デザインへのご相談は無料となっておりますので、お気軽にお問い合わせください。