非住宅の建築といえば、これまでは鉄筋コンクリート造・鉄骨造で建てることが前提でした。近年は、社会的ニーズの高まりや建築基準法改正などの影響で木造が取り組みやすくなったこともあり、さまざまな規模や用途の木造非住宅建築が増えました。

発注者が知っておきたい事実としては、世界一の地震大国・日本でこれから建てる大規模木造は、しっかりと耐震性を確保することが最重要課題であるということです。

地震に強い木造建築は柱や壁が多いイメージがあるかもしれませんが、現在の日本では耐震性にすぐれた木造の構法が開発されていますので、そうした構法を採用すれば内部に柱や壁の少ない大空間の木造建築を建てることもできます。

このコラムでは、発注者が知っておきたい大規模木造の耐震性に関してわかりやすく解説します。

 

＜このコラムでわかること＞

・発注者が大規模木造で特に重要視すべきは耐震性

・大規模木造で鉄筋コンクリート造や鉄骨造と同等の耐震性は可能

・発注者が信頼できる大規模木造はSE構法である理由

・大規模木造にSE構法が最適な理由

・SE構法は設計の自由度が高く大規模木造の可能性が広がる

・SE構法へのお問合せ、ご相談について

・まとめ

 

 

これから大規模木造を建てる発注者にとって、「耐震性」は必要不可欠な条件です。 

地震大国・日本で、安心して大規模木造を建てるためになくてはならない重要ポイントは「構造計算」です。

発注者においても、地震から建物を守る工法について詳しく知っておく必要があります。

現在、大規模木造で採用される主な構法は、在来軸組構法や枠組壁構法（ツーバイフォー工法）、集成材構法、CLT構法等があります。

住宅に近い小中規模案件の場合（～300㎡程度）であれば在来軸組構法や枠組壁構法（ツーバイフォー工法）でも対応できることも多いので、結果としてコストパフォーマンスは向上します。

大スパン・大空間が求められる大規模案件（500㎡～）では、固定荷重や積載荷重も大きくなり、住宅規模の応力とは異なるため、それに応じた部材寸法を選択する必要があることから、集成材構法等でないと構造的に対応できないケースが増えます。

木造で非住宅に求められる大きな空間を実現するには、金物や集成材を使った構法を利用することが現実的です。

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

 

 

木造は構造体に木材を使用することもあり、木造は鉄筋コンクリート造や鉄骨造と比較して強度が低い印象があるかもしれません。

鉄やコンクリートと木材では材自体の強度も違いますし、部材同士の接合部も一般的な木造では鉄骨造ほど強固なものには技術的に対応できません。

一方で法的に定められている耐震性能レベルは、構造種別に関わらず同じです。

建築の耐震性を決めるのは、使用する部材を決め、複数の部材をどう組み合わせ、構造体を作り上げるかという構造設計です。

各部材の強度を前提に地震や風の揺れに対する安全性を構造計算を基に検証していきます。

自然素材でもある木材でも、構造用集成材やCLTなどのように建築部材として安全性、安定性も増してきたため、そうした材の強度に基づく構造計算による検証も可能になっています。

鉄筋コンクリート造や鉄骨造と比較して、地震の揺れに対して逆に木造が有利と言える点は「木造の構造体そのものの荷重が軽い」ということです。

地震の揺れによって構造体が受ける外力は、建築物の重さと揺れの加速度で決まります。

鉄筋コンクリート造や鉄骨造など荷重の重い建築物ほど、大きな外力を受けることになります。

木造は建物重量に占める構造体の割合が小さいため、効率よく耐震性能を上げやすいことに加え、耐震性能を向上のためのさまざまな手法もあります。

大地震など想定外の大きな揺れに見舞われたとき、大きな外力を受けるリスクは、重量の軽い木造のほうが小さくて済みます。

 

 

大規模木造を計画する発注者が知っておきたいことは、「耐震性の高い大規模木造を建てられる建築実務者は限られている」という事実です。

「大規模木造の耐震性を確保」するために実務で重要となるのは、建築物の構造の安全性を計る構造計算です。

延べ面積が500平方メートル以上の木造建築には、鉄筋コンクリート造・鉄骨造と同様に構造計算を行い、すべての項目で基準値以上の安全性の検証が求められています。

大規模木造の構造設計においては、意匠計画と並行して構造計画を検討することが重要であり、構造計画は工学・技術的な側面と法令上の基準をクリアすることの両立が求められます。

材料を上⼿に組み合わせ、価値ある空間を提供することが意匠設計者（設計事務所や建設会社）の仕事で、構造設計者は安⼼と安全、⽊質の雰囲気を楽しめる形態を⽬指しています。

大規模木造の構造設計において実務的な課題は主に下記です。

・大規模木造に対応できる構造設計者が少ない

・鉄筋コンクリート造・鉄骨造の計画を木造に変更することには性能的に限界がある

・大規模木造の構法や構造材により、性能や価格の差が大きい

このような現状や課題を考えると、下記のような仕組みが求められます。

・大規模木造の耐震性を高められる構造躯体のシステム

・大規模木造の構造設計を担える実力・実績のある会社

・大規模木造の構造設計から構造材供給までをワンストップで提供できる会社

上記の仕組みを具現化できるのが、耐震構法SE構法です。

SE構法は、大規模な木造建築物の技術を基に開発された技術です。

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構法は構造計算された耐震性の高い木造建築を実現する独自の建築システムです。

SEはSafety Engineering（Engineering For Safety）の略で、「工学的に安全な構法」という意味です。

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・大開口を可能にして、建築デザインの創造性を活かせる設計の自由度を提供しています。

SE構法は「木造の構造設計」と「構造躯体材料のプレカット」そして施工という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。

その合理的なシステムが、設計・施工のプロセスにおいて納期や工期の短縮につながります。

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構法専用に開発された「SE-CAD」は、プレカット加工情報や接合部情報（ドリフトピン・SE金物）をすべて立体データで処理できるCADとなっております。

SE-CADは梁サイズと接合金物の組合せ等を自動で判定するなど、合理的なCADシステムになっています。

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：耐震構法SE構法は全棟で立体解析による構造計算を実施

 

 

発注者にとってSE構法で大規模木造を計画するメリットは、木造では構造的に実現が難しいと思われる建築物を実現できることです。

代表的なポイントが下記です。

1.耐火建築物

耐火建築物は、建築基準法上、最高水準の防火性能を有する建築物です。たとえ消火活動が実施されなかったとしても、想定される火災で建物が燃えた後も崩壊せず、自立し続ける性能をもつのが耐火建築物です。木造で耐火建築物を建設することは可能です。

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

 

2.準耐火建築物

木造は準耐火建築物であれば、建築基準法改正による優遇や、耐火建築物と比較してコストパフォーマンスが向上するなどのメリットが大きくなります。

関連記事：広がる木造準耐火の可能性！大規模木造における準耐火建築物まとめ

 

3.木造4階建て

都市部の厳しい敷地条件の中、4階建ての計画において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。

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」

 

4.混構造（木造+鉄筋コンクリート造）

全てを木造で成立させることが難しい場合、木造と鉄筋コンクリート造を組み合わせた混構造として、それぞれの構造の長所を併せ持つ建築物を建設することが可能です。

関連記事：木造と鉄筋コンクリート造の混構造を徹底解説

 

5.大スパン（トラス）

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多いです。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

 

6.大スパン（張弦梁）

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

 

7.大空間、大開口

SE構法を構造スペックをうまく活用することで、木造の在来工法では実現が難しい大空間、大開口、大スパン、木造耐火などを実現することができます。

関連記事：SE構法による大開口、大空間、大スパン、木造耐火の事例まとめ

 

 

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）

 

6.非住宅版SE構法構造性能保証

業界初の非住宅木造建築に対応した構造性能保証により安心安全を担保し、中大規模木造建築の計画の実現を後押しします。

 

↓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/

 

 

SDGs、脱炭素社会、ESG投資への対応が求められる時代になり、木造化・木質化が急速に進んでいます。

大規模木造（SE構法）の構造躯体の強みを活かした構造設計により、コスト減、納期短縮、施工性向上を実現することができます。

 

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、構造設計から材料調達までを考慮した合理的な計画が可能です。

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、ウッドショックでお困りの方もお気軽にお問い合わせください。