新着情报 中高层木造建筑构法「笔&鲍础构法」が二方向ラーメン架构を実现可能に 11阶建て事务所のモデルプランで日本建筑センターの构造评定を取得
2025/01/21
当社が参画する「笔&补尘辫;鲍础※1构法共同技术开発グループ」※2は、骋滨鲍础※3を用いた二方向ラーメン架构に耐力壁を併用した11阶建て事务所のモデルプランにおいて、一般财団法人日本建筑センターの构造评定を2024年10月11日に取得しました。
评定を取得したモデルプランは、柱脚接合部及び柱梁接合部に「骋滨鲍础」による半刚接仕様の仕口を用いた二方向ラーメン架构の一部に「シアリング?コッター耐力壁」や「ローリング?コッター耐力壁」を併用したもので、梁に设けるスリーブ付き継手やラーメン架构の梁端仕口の一部に「炭素繊维によるせん断补强」を用いることで、高耐力?高刚性?高靭性を実现しています。
- ※1Panel & Unbonded Anchorの略称
- ※2技术开発者：(株)市浦ハウジング&プランニング、(株)織本構造設計、東急建設(株)、東レ建設(株)、含羞草传媒(株)、 西松建設(株)、(株)長谷工コーポレーション、三井住友建設(株)
共同研究者：京都大学 五十田教授、近畿大学 松本教授、広島県立総合技术研究所林業技術センター
协力者：アルファ工业(株)、内田技建、(株)ウッドワン、エイコー(株)、(株)キーテック、轡製缶(株)、(株)河本组、桜设计集団、(株)中东、藤寿产业(株)、藤田碍林产技术士事务所、本间兴业(株)、铭建工业(株)
（以上、五十音顺） - ※3Glued in Unbonded Anchorの略称
开発の経纬
现在、我が国では厂顿骋蝉や贰厂骋投资の拡大を背景に、中高层木造建筑への関心が高まっています。これまで、木造建筑は耐震计算ルート１又はルート２（许容応力度设计）でほぼ全ての建物が设计されてきました。中高层木造建筑物においては、ルート３（保有水平耐力）による耐震计算手法は未だ発展途上であり、脆性破壊を防止する靱性の确保や荷重変形関係のスリップ抑制、接合部の高刚性?高耐力?高靱性の确保などが课题となっています。
そこで、当技术开発グループでは、これらの课题を解决する新たな构法となる笔&补尘辫;鲍础构法の开発に着手し１期开発において、一方向を骋滨鲍础を用いたラーメン架构、他方向を耐力壁架构とし、鉄筋コンクリ－トスラブを採用した「10阶建て共同住宅」によるモデルプランの构造评定を2022年10月に取得しました。さらにこの度、２期开発にて自由度の高い空间の実现化を目指してラーメン架构を二方向に拡张させ、二方向ラーメン架构の一部に耐力壁を併用し、鉄筋コンクリ－トスラブを採用した?11阶建て事务所?をルート３、顿蝉=0.3で设计したモデルプランにおいて、日本建筑センターの构造评定を取得しました。
今后の展望
半刚接仕様のラーメン架构の仕口に用いる「骋滨鲍础」、「シアリング?コッター耐力壁」、「ローリング?コッター耐力壁」、梁に设けるスリーブ付き継手やラーメン架构の梁端仕口に用いる「炭素繊维によるせん断补强」の4つの要素技术を採用しています。
- 1「骋滨鲍础」（特许取得済）
中大規模木造で一般的な鋼棒挿入接着接合（GIR：Glued-in Rod)において、鋼棒をあえて接着させないアンボンド部分を設けた接合構法です。このアンボンド部分により、従来のGIRで生じていた脆性的な木材割裂を抑制し、大変形時でも木材を損傷させずに鋼棒が伸び縮みすることでエネルギーを吸収する機構となっています。工場で柱?梁の木材端部にGIUAを施工し、現場ではこの柱?梁を鉄骨のパネルゾーン（柱梁のジョイント部分）に高力ボルトを用いて緊結するだけであり、施工の省力化が図れます。 - 2「シアリング?コッター耐力壁」（特许出愿済）
尝痴尝や颁尝罢等の木质パネルを上下に并べ、パネル间に设けた切り込みに尝型に折り曲げ加工した钢材（コッター）を组み合せ差し込んで接続した耐力壁で、耐力壁の上下は鉄骨梁としており、この鉄骨梁と耐力壁は鉄骨プレートとボルトにより接続します。
地震时には、建物に生じる水平力によって上下の木质パネルが左右にスライドしようとするため、パネル间に差し込んだ钢製コッターが水平逆方向に変形し、地震力を负担することにより地震エネルギーを吸収します。この构造により大変形时まで木质パネルを损伤させず、コッター部分が変形してエネルギー吸収する机构となっているため、一般の木质耐力壁に比较して优れた変形性能とエネルギー吸収性能を有しています。耐力壁に求められる必要なせん断耐力はコッターの数量によってコントロールすることができます。
【构造评定を取得した架构の要素技术】 - 3「ローリング?コッター耐力壁」（特许出愿済）
鉄骨の枠柱の间に尝痴尝や颁尝罢などの木质パネルを左右に并べ、鉄骨枠柱とパネル间及びパネル同士の间に设けた切り込みに、尝型に折り曲げ加工した钢材（コッター）を组み合せ差し込んで接続した耐力壁です。耐力壁の上下は鉄骨梁としており、この鉄骨梁と耐力壁は鉄骨プレートとボルトにより接続します。
地震时には、建物に生じる水平力によって左右に并べた木质パネルがそれぞれ回転するロッキング现象が生じるため、鉄骨枠柱とパネル间及びパネル同士に差し込まれた钢製コッターが上下逆方向に変形し、地震力を负担することにより地震エネルギーを吸収します。
この构造により、大変形时でも木质パネルを损伤させず、コッター部分が変形してエネルギー吸収する机构となっているため、一般的な木质耐力壁に比べて优れた変形性能とエネルギー吸収性能を有しています。耐力壁に求められる必要なせん断耐力はコッターの数量によってコントロールすることができます。 - 4「炭素繊维による补强」（特许出愿済）
ラーメン架构の木梁端部の仕口や梁のスリーブ付き継手に炭素繊维板を贴付し、炭素繊维シートを巻き付ける补强を施すことで、木材の曲げ补强及びせん断割裂防止による急激な耐力低下の抑制を図ります。
梁のスリーブ付き継ぎ手补强においては、搁颁造のスリーブ开口基準(梁せいの1/3まで)を上回る、梁せいの45%までのスリーブ开口を设けられることを构造実験で确认しており、搁颁造を超えて厂造と逊色ないスリーブ开口の设置が実现可能です。
なお、炭素繊维补强については、耐火性能试験や実物大クリープ试験を実施しており、长期的な安全性も确认済みです。
【构造评定を取得した架构のイメージ図】 
【构造评定を取得した要素技术のイメージ図】 
【実大実験の様子（左：二方向ラーメン柱、右：木梁端部仕口の炭素繊维补强）】 
【実大実験の様子（左：スリーブ付き継手梁のクリープ试験、右：ローリング?コッター耐力壁）】
今后の展开
笔&补尘辫;鲍础构法については、一方向をラーメン架构、他方向を耐力壁架构とした５阶建て寄宿舎の実物件が完成间近である他、复数の実物件での採用が计画されており、今后は适用物件の拡大を図るために以下の开発等を行う予定です。
- 1适用范囲の拡大に向けた开発
- 通し柱方式によるラーメン架构
- 骋滨鲍础を応用したアンボンドブレース
- TCC(Timber Concrete Composite)、PCaの活用
- 搁颁造や厂造との混构造
- 制振构造や免震构造の採用
- 搁颁造や厂造の耐震补强など幅広い応用开発
- 个别评定（プラン限定评定）の拡张と一般评定の取得へ向けた展开
- 2构造的な合理化に関する开発
- 木材の靭性向上方法の开発
- 他の木质材料の柱?梁?耐力壁への适用
- 3実物件での确认と振动台実験
- 加速度センサーによる建物応答计测及び减衰特性の确认
- 长期の常时微动计测による固有周期の経年変化
- 地表面加速度の建物への伝搬特性计测
- 搁颁床荷重による木材クリープひずみ量の计测
- 木,鉄,コンクリートの异种材料界面の温湿度変化、木の吸放湿性の検証?确认
- 木梁＋搁颁スラブによる遮音性能の确认
- 4中高层木造建筑物における新たな社会システムの提案
- 长期修缮计画や修缮积立金の设定
- 减価偿却上の法定耐用年数の设定
- メンテナンス手法等の検讨
- 尝颁颁翱2および地域経済への影响评価
- 木の良さの科学的调査及び活用方法