NSJ住宅性能研究所

架構計画シリーズ14

大空間

四角代表的な架構（6種類）

① トラス架構（トラス）

三角形を並べた骨組みで、軽くて強いのが特徴です。

・平行弦トラス：上下の梁が平行で、間を斜材でつなぐタイプ
・山形トラス：屋根の形に合わせて、斜めの梁（登り梁）を組むタイプ

●注意点：

・斜材などの引張（引っぱる力）が入る部材は、接合部が弱点になりやすい
・支える点（柱の上など）に大きな反力がかかるので、RC柱や鉄骨柱にする／控え壁をつける／柱もトラス状にするなどの対策が必要になる

② アーチ架構（アーチ）

梁を弓なり（円弧など）にして、主に圧縮（押される力）で耐える構造です。

曲げが小さくなりやすいのがメリットです。

●注意点：

支点に、外側へ広がろうとする力＝スラストが出るため、その力をどう受け止めるか（支点の処理）が重要です。

③ 吊架構（つり）

ケーブルで梁や屋根を吊り上げる構造です。

橋でよく使われます。

軽くて大スパンが可能です。

●注意点：

・ケーブル端部の固定方法
・風や雪などで片側だけに荷重が乗る偏荷重への対策

を検討する必要があります。

④ 折板架構（折り板）

紙を折ると硬くなるのと同じで、板に折り目（リブ）をつけて強くする構造です。

折り目を平行にしたり、放射状にしたりします。

●注意点：

折り目が開いて形が崩れないように、端部や周辺で広がりを押さえる仕組みがポイントです。

⑤ スペースフレーム架構（立体トラス）

格子梁を上下2層にして、交点を斜材でつないだ立体的な骨組みです。

強い一方で、部材も接合も多く複雑です。

●特徴：

接合箇所が多いので、一般的に金属の接合部品を使って組み立てます。

⑥ シェル架構（シェル・ドームなど）

曲面（シェル）をつくることで、構造を強くするタイプです。

ドーム、円筒、鞍型（サドル形）など様々な形があります。

HPシェル（ハイパボリック・パラボロイド）：
板の対角の2点を上げ、反対側の2点を下げてねじれた曲面をつくる方式です。

曲面によって、引張と圧縮がうまく分担されます。


■混合（ハイブリッド）型の考え方

一つの方式だけでなく、例えば

・アーチ＋吊りのように組み合わせる（例：サスペンアーチ）
・放射状にして、周囲に圧縮リングで力を回す

など、複数の原理を使って合理的に設計する場合もあります。


■大スパン架構の事例（イメージ）

●事例①：トラス屋根の体育館

・下部（柱など）：RC造でしっかり支える
・上部：木造トラス屋根を架ける
・棟（頂部）をピン接合にして、力の逃げ道をつくる
・トラスの脚はRCの片持ち柱で支持する
→ 木造の軽さと、RCの強さを組み合わせた例

●事例②：アーチ屋根の体育館

・ステージ・更衣室などをRC造のコア（固い箱）として両端に配置
・その上に集成材のアーチ梁を架ける
・アーチの端で出るスラストは、RCコアで処理する
→ アーチの弱点である支点の水平力を、RCコアで受けている

次回は、耐震・免震・制震について、お話します。