NSJ住宅性能研究所

鉛直荷重と局部荷重（木造住宅）シリーズ12

めり込みの検討

◎短期のめり込み許容値に注意｜木造住宅の柱と土台にかかる力をわかりやすく解説

■木造住宅では「柱が支える力」だけでなく「土台のめり込み」も重要

木造住宅では、屋根や床、壁などの重さが柱に集まり、柱を通じて下の部材へ力が伝わっていきます。

1階の柱であれば、力は主に土台へ伝わります。

2階の柱であれば、下にある梁・胴差し・桁などの横架材へ伝わります。

ここで注意したいのが、柱そのものが安全でも、柱を受ける土台や梁が安全とは限らないという点です。

柱から大きな鉛直荷重が集中すると、柱の下にある土台や梁が、上から押しつぶされるような状態になります。

これを木造構造では「めり込み」といいます。


■めり込みとは何か？

めり込みとは、簡単にいうと、柱が土台や梁に食い込むように変形する現象です。

たとえば、柔らかい机の上に細い棒を強く押しつけると、棒の先が机に少し沈み込むようなイメージです。

木造住宅でも同じように、柱に大きな荷重がかかると、下にある土台や梁が局部的に押されます。

このとき、木材が力に耐えられないと、柱の下部で土台や梁が変形してしまいます。

■なぜ木材はめり込みに注意が必要なのか？

木材には「繊維方向」と「繊維に直交する方向」があります。

木材は、繊維の方向には比較的強い材料です。

しかし、繊維に直角に押される力にはあまり強くありません。

土台や梁の上に柱が乗っている場合、柱からの力は土台や梁の繊維に対して直交方向に作用することが多くなります。

そのため、木材の弱い方向に力がかかり、めり込みの検討が必要になります。

つまり、木造住宅では、

柱が圧縮に耐えられるか

だけでなく、

柱を受ける土台や梁がめり込みに耐えられるか

も確認しなければなりません。


■柱の位置によって負担する荷重は変わる

すべての柱が同じ重さを支えているわけではありません。

たとえば、建物の中央付近の柱や、2階柱・小屋組・屋根荷重を受ける柱は、大きな鉛直荷重を負担することがあります。

一方で、開口部まわりや外周部の柱では、負担する荷重が小さい場合もあります。

そのため、構造計算では柱ごとに荷重を確認し、必要に応じて土台や梁のめり込みも検討します。

特に、大きな荷重を受ける柱の直下では、局部的に力が集中しやすいため注意が必要です。


■短期荷重時のめり込み許容値に注意

めり込みの検討では、長期荷重だけでなく、短期荷重時の許容値にも注意が必要です。

長期荷重とは、建物の自重や積載荷重のように、普段から継続的にかかる力です。

一方、短期荷重とは、地震時や台風時など、一時的に大きく作用する力をいいます。

木造住宅では、短期的な力が加わったときに、柱や梁だけでなく、土台や横架材のめり込みが許容範囲内に収まっているかを確認する必要があります。

特に、耐力壁の端部や大きな軸力が生じる柱では、短期的に大きな圧縮力が発生することがあります。

そのため、短期のめり込み許容値を見落とすと、柱脚部や横架材まわりの安全性を正しく判断できない可能性があります。


■めり込みが問題になるとどうなるか？

めり込みが大きくなると、次のような問題が起こる可能性があります。

まず、柱の下の土台や梁が局部的に変形します。

すると、柱の位置がわずかに沈み、建物の水平・鉛直のバランスに影響することがあります。

また、柱脚金物や接合部にも余計な力がかかりやすくなります。

結果、接合部の性能が十分に発揮されにくくなる可能性もあります。

つまり、めり込みは単なる「木材のへこみ」ではなく、建物全体の力の伝達に関係する重要な検討項目です。


■めり込みを防ぐための考え方

めり込みを防ぐには、柱から伝わる荷重を、土台や梁が安全に受けられるようにする必要があります。

主な考え方は次の通りです。

・柱にかかる鉛直荷重を正しく把握する
・柱を受ける土台・梁・胴差しの断面を確認する
・木材の繊維方向と荷重方向の関係を確認する
・めり込み許容応力度以内に収まるか検討する
・必要に応じて受け材や補強材を追加する

特に耐震補強設計では、既存建物の柱・土台・梁の状態を確認することも重要です。

腐朽や蟻害、欠損がある場合は、計算上の耐力だけでなく、実際の劣化状況も踏まえて判断する必要があります。

＜まとめ＞柱の安全性は「下で受ける部材」まで確認する

木造住宅の構造を考えるとき、柱の強度だけを見ていては不十分です。

柱にかかった力は、必ずその下の土台や梁へ伝わります。

そして木材は、繊維に直交する方向では強度が小さいため、柱の下でめり込みが起きないかを確認する必要があります。

特に、大きな鉛直荷重を受ける柱や、短期荷重時に大きな圧縮力が生じる柱では、めり込みの許容値に注意が必要です。

木造住宅の安全性を高めるには、柱が耐えられるかだけでなく、柱を受ける土台や梁が耐えられるかまで確認することが大切です。


次回は、土台のめり込み検討について、お話します。