NSJ住宅性能研究所

軸組と接合部シリーズ13

重ね梁、トラス梁、複合梁

■なぜ「ずれ止め（合成化）」が命か

梁を上下に重ねただけ（せん断連結なし）だと、鉛直荷重で重ね面が滑り、各材が別々の梁としてしか働きません（剛性・耐力が大幅ダウン）

せん断連結（合成）を効かせると、上下材が一体断面として働き、曲げ強度（Z）・剛性（I）が大きく向上します。

端部〜L/4区間はせん断が大きいので連結を密に、が基本。

■Z・Iの比較（同一総断面を想定した例）

例：b=105mm、h=300mm 相当を、上下150mm×2で重ねるケースで比較

断面形　｜　想定　｜　断面係数 Z (mm³)　｜　断面二次モーメント I (mm⁴)　｜　備考

単材 105×300　｜　基準　｜　1,575,000　｜　236,250,000　｜　基準値

重ね梁（非合成：105×150×2）　｜　各材が別々に働く　｜　2×393,750 = 787,500　｜　2×29,531,250 = 59,062,500　｜　Z=約50%、I=約25%に低下

重ね梁（完全合成：105×300相当）　｜　一体断面として働く　｜　 1,575,000 236,250,000　｜　単材と同等（実務上はわずかに低下あり）

集成梁（接着合成）　｜　ほぼ完全合成　｜　≒1,575,000　｜　≒236,250,000　｜　接着品質次第で安定して一体化


■計算根拠（基準式）

Z = b·h²/6、I = b·h³/12
105×300：Z=105×300²/6=1,575,000、I=105×300³/12=236,250,000
105×150：Z=105×150²/6=393,750、I=105×150³/12=29,531,250 → 非合成は×2


■トラス梁の効率（深さで効かせる）

深さが1.5倍（h: 300→450）になると I は (1.5)³=3.375倍。軽量でたわみ抑制に極めて有効。

ただし引張材（下弦材）と結節部の接合設計が支配的。


■具体ディテール（重ね梁のずれ止め）

・接着合成（最も理想）

構造用接着＋加圧で連続面接着。

製品としては集成梁が該当。

現場接着合成は養生・圧締管理が難しいので、原則は工場製作を推奨。

・ダボ／ビス／ボルトによる合成（部分合成）

端部〜L/4はピッチ細かく。


■目安（木造実務の感覚値）

・端部〜L/4：φ9〜12ダボ or コーチねじ等を@150〜200mm程度、千鳥配列

・L/4〜中央：@300〜450mm程度

・面圧確保のため座堀・座金、ナットの緩み止め必須（バネ座金・二重ナット等）

・割裂防止：端距離・縁距離を確保（端距離≥7d、縁距離≥4d目安／d=ダボ径）

・接着＋メカ連結の併用がベスト（滑り抑制と施工冗長性の両立）


■鋼材併用の複合梁

上下木材を束材（スペーサ）で離して鋼棒（引張材）で縛るタイドビーム的構成。

引張部の定着（アンカープレート・座金）と座屈止め（圧縮材側・束材）が要点。

長期クリープとプレストレス損失を見込む（定期締め直し計画）


■設計の勘所チェックリスト

・どの合成度か（非合成／部分合成／完全合成）をまず定義

・端部〜L/4の連結ピッチは十分か（せん断最大域）

・割裂防止寸法（端・縁距離、孔間隔）を満足

・湿潤・乾燥での滑り・緩みリスク対策（座金／緩み止め）

・通しダボの配置は千鳥で木口割れを回避

・防錆・防露（鋼棒・金物の腐食対策）

・長期たわみ（部分合成は I 有効が下がる→たわみ増に注意）

・施工順序と仮支持（組立中の安定）


■使い分けクイックガイド

・大スパンでたわみ管理厳しい → トラス梁（深さでIを稼ぐ）

・既存材の再利用・小径材活用 → 重ね梁＋確実なずれ止め

・寸法安定・性能安定 → 集成梁（工場品質で一体化）

・意匠的に薄く見せたい → 複合梁（鋼タイド）で張力負担

次回は、2階耐力壁と梁について、お話します。