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木造建築物の構造を強くするために使われる部材のひとつが「筋かい(すじかい)」です。 筋かいは、柱と柱の間に斜めに入れる部材で、地震や風で建物が横に揺れるのを防ぎます。 木材は縦方向に強いので、筋かいとして使うのは理にかなっています。
■住宅用と非住宅用の違い 住宅用筋かいは断面が細いため、地震時に「圧縮の力」がかかると「座屈(ぐにゃっと折れるような壊れ方)」をしてしまうことがあります。 この場合、壊れ方が急で、粘り強さ(靭性)が不足します。 非住宅用の筋かい(学校や大規模木造建築など)は、必要な耐力が大きいので断面も非常に太くなっています。 断面が大きいと座屈しにくく、より安定した耐力を発揮できます。 ■接合部の工夫 住宅用の筋かいでは、引っ張りと圧縮で性能が違うため、接合金物の設計で補正が必要です。 大規模建築で使う筋かいは「鋼板+ドリフトピン接合」を使うことが多く、引っ張りでも圧縮でもほぼ同じ耐力を出せます。 そのため、壊れ方が接合部できれいに決まるので、構造設計者にとって挙動が予測しやすいという利点があります。 この接合方法ではボルトやピンの配置ルールにより接合部が大きくなり、その結果として筋かい自体も大きくなる傾向があります。 ■β割増しの規定 「設計ルート2」で筋かいを使う場合は、「β割増し」という安全係数を考慮する必要があります。 もともと鉄骨造の筋かいを対象に靭性を確保するために作られた規定ですが、木造の筋かいにも適用されます。 仕様規定にある「壁倍率の耐力壁」は靭性も含めて評価されているため、β割増しは不要です。 ■研究上の課題 現在の接合方法(ドリフトピン接合など)を使った筋かいの実験データはまだ十分ではありません。 そのため、今後は実験結果を集めて「どのくらい割増しが必要か」をより正確に決めていくことが望まれています。 <まとめると> ・住宅用の細い筋かいは壊れやすく、大規模建築用の太い筋かいは壊れにくい。 ・接合部を工夫して強さを揃え、壊れ方を予測しやすくしている。 ただし、安全係数(β割増し)をどう扱うかはまだ研究課題です。
次回は、高耐力壁と柱脚金物について、お話します。
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