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311月/13Off

地震大国、日本(2)

架構式の構造体の、梁と柱を接合するときに用いられる方法に「ピン接合」と「剛接合」があります。

 ピン接合とは、部材と部材の節点が滑節点、つまり、自由に回転できる節点になっています。接合部がある程度動く柔軟な結合方法をいいます。これに比べて、剛接合とは、部材と部材の節点が剛節点であるため、回転が拘束された節点になっていて、接合部がいっさい動かない接合方法のことをいいます。

この剛節剛は別名「ラ-メン構造」とも呼ばれています。

 ピン接合は、接合部が柔軟なので、この部分で、たわもうとする梁の力をある程度吸収することができ、これにつながる柱には曲げようとする力がかからないので、上からの力を伝達するだけでいいので、あまり太い柱は必要としないということになります。しかし、ピン接合は、接合部が少し動くことから架構全体に歪みが生じるため、それに対処するのに用いられるのが筋違などの斜め材であります。

 これに対して、剛節剛の場合は、梁をたわませようとする力が、そのまま柱を曲げようとする力として伝達されるので、太い柱が必要になってきます。

 建物の構造的な強さを検証する科学的な方法に「重心」と「剛心」とのバランスを見るという方法があります。

 重心とは、建物の重さの中心となる点のことで、柱1本1本に加わる力と、柱の位置から重心がどこにあるかを計算します。

 一方の剛心は、建物の強さの中心で、耐力壁(筋違などが入った強い壁のこと)の位置から計算します。

 重心と剛心の位置をそれぞれ求め、2つの位置関係がどうなっているかを見ます。位置関係が近ければ近いほど、構造的に安定した家だということが分かります。逆に、両者が離れている場合は、強い地震などで力が加わった場合に、壁の弱い部分から壊れてしまうおそれがあります。

 この計算は比較的簡単な計算で求められますので、施工業者にその算出をしてもらうことができます。(CADを使っているところなら画面上にすぐに答えがでてきます。)