光と風をデザインします

一級建築士事務所　ヤオ設計

屋根（小屋組）の役割

・屋根は木造住宅の外観に大きな影響を与え、デザイン上重要視されます。しかし、雨や雪、厳しい太陽光から住まいを守る重要な役割をしています。積雪は大変大きな荷重がかかるので十分な屋根強度が必要です。登り梁構造は屋根裏空間が利用しやすいため昔から多い工法ですが、積雪荷重で棟木が下がると、架構が開き変形します。

・もう一つ大事なのは、床組とおなじく水平力を耐震壁に伝える役割です。床と同様、耐力壁に合わせて床倍率を確保する必要があります。

 

接合部の役割

・木造建築は接合部だらけの構造になるため、接合部の性能が建物全体の耐力を決めるといえます。木造住宅は、地震で大きな水平荷重が加わると、建物が変形しながら耐えようとがんばります。軸組・壁・床が変形しながら、しっかりと力を伝えていくには、それらをつなぐ接合部がその力や変形に耐えなければなりません。

・木造建築の接合部は「仕口」と「継ぎ手」に分けられます。仕口とは、柱と梁のように異なる方向の材が交差する部分をいい、つぎの３つに分類できます。

　「嵌合（かんごう）接続」は部材同士を咬み合わせる木造特有の接合方法で、めり込みで抵抗します。強度は低く変形しやすい接続ですが、大きな変形に追随して粘りに富んでいます。単純な仕口は機械化されていますが、伝統的な仕口は大工の技でつくられます。

　「接着接続」は金物＋接着剤で材をつなぐ方法で、強度・剛性が高い接続方法ですが、使用範囲は限れます。比較的大きな部材に適し、集成材の構造に多く使われています。

　「金物接続」は接合金物でつなぐ方法で、強度・剛性・粘りとも比較的よく、最近の木造住宅の主流になっています。近年は仕口加工が機械化され寸法精度が高くなっていますので、乾燥木材や集成材の使用が増えています。

・「継ぎ手」では材の強度が低下しますので、可能な限り少なくします。継ぎ手を設ける場合は、金物補強を併用しながら、応力が小さな場所（仕口に近い位置）を選びます。

 

木材の乾燥

・木材が乾燥収縮すると、仕口がゆるみます。伝統的な仕口にみられる「嵌合接続」の場合は締め直しで当初の強度に戻すことが出来ます。一方、強度・剛性が高い「接着接続」「金物接続」では、木材の収縮が発生すると仕口が変形し、金物に比べて強度の低い木材が破断する場合があります。

・住宅軸組に使用できる木材の含水率は15〜25％です。金物を多用する工法では20％以下の乾燥材を用いないと、接合部の強度が発揮できません。ここに乾燥が容易な集成材の使用が増加する理由があります。

・断面の大きな木材は乾燥に大変手間が掛かりますが、伝統的な仕口で造る場合は、最近入手できるようになった葉枯らし＋天然乾燥した材が適しています。中温(100度以下）での人工乾燥材や古材再利用もいいでしょう。高温で人工乾燥した乾燥材は木材内部で干割れが生し、接合強度にばらつきが生じる場合があります。

 

【参考文献】

山辺豊彦監修「住まいを守る耐震性入門」2006、風土社

国土交通省住宅局建築指導課監修「木造住宅の耐震診断と補強方法」2004、日本建築防災協会

丈夫な構造の家　（その３）