NSJ住宅性能研究所

許容応力度計算（木造住宅）シリーズ10

鉛直荷重への特徴・方針

■鉛直荷重に対する特徴と考え方（木造軸組住宅）

木造軸組構法の構造性能は、大きく分けて次の2つで考えられます。

・鉛直荷重（上から下にかかる力）：自重・家具・人・積雪など
・水平力（横からかかる力）：地震・風など

このうち鉛直荷重に対する検討は、基本的には他の構造（鉄骨造など）と同じで、

・梁の曲げ（折れようとする）
・梁のたわみ（しなり）
・柱の座屈（細長い部材がくにゃっと曲がる）

といった項目を計算で確かめます。

ただし、材料が木材なので、木材ならではの性質が設計やチェック項目に影響します。代表的なのが次の2つです。

① 荷重継続（長く荷重がかかり続ける影響）

木材は、荷重をかけた瞬間だけでなく、同じ荷重を長期間かけ続けると影響が大きくなります。たとえば、

・時間が経つほど たわみが増える（じわじわ下がってくる）
・すぐには壊れなくても、後から 破壊に至ることがある

こうした、時間が効いてくる性質を考えるために、木造では次のような扱いが入ります。

●許容応力度が、荷重の継続時間で分かれている

木造では、積雪などを想定して、

・中長期（約3か月程度）
・中短期（約3日程度）

のように、荷重が続く時間に応じた許容応力度が用意されています。
（他構造より、時間の影響を強く意識した区分になっています）

●クリープたわみが大きいので、たわみを厳しめに見る

木材は、時間とともに変形が進む「クリープ」の影響が大きい材料です。

そのため、梁などのたわみについては、一般に変形増大係数 2.0を使い、長期的（例：50年）には、初期のたわみの約2倍になると見込んで設計します。

結果として、梁の断面は「強度」よりも、たわみを小さく抑えるために寸法が決まることがよくあります。

② 直交異方性（方向で強さ・硬さが大きく違う）

木材は、金属のようにどの方向でも同じ強さではありません。

木には繊維（木目）があり、

・繊維に平行方向：強い・硬い
・繊維に直交方向：かなり弱い・柔らかい

というように、方向によって性質が大きく変わります（これを直交異方性といいます）

そのため設計では、できるだけ、木目に直交する方向の力が、部材に強くかからない納まりになるよう工夫します。

ただ、実際の建物ではそれを完全に避けられない場面が多く、追加で、大正部分が大丈夫かをチェックします。

代表例が、土台のめりこみ（圧縮）の検定です。

柱からの力が土台に伝わると、木目に直交する方向に局部的な圧縮が生じ、土台がめり込む（つぶれる）可能性があるため、計算で確かめます。

次回は、水平力への特徴・方針について、お話します。