立面混構造｜階によって構造を変える

立面混構造は、上下方向で構造を切り替える方法。

住宅では、1階をRC造または鉄骨造、上階を木造にする構成が多い。傾斜地に接する下階、地下車庫、ビルトインガレージ、浸水への備えが必要な低層部などへ非木造を使い、上部を軽い木造にできる。

構造が切り替わる床では、上階の耐力壁や柱から伝わる力を、下階の壁・柱・梁へ渡す必要がある。上階の壁と下階の構造がずれている場合は、境界部分の床や梁へ力が集中する。

「1階が強いRC造だから上階を自由にできる」という意味ではない。木造部分の耐力壁配置と、下階へ力を渡す位置をそろえて考える。

平面混構造｜同じ階の中で構造を分ける

平面混構造は、同じ階の中に木造部分とRC造・鉄骨造部分を並べる方法。

たとえば、階段やエレベーターを囲む中央部分をRC造のコアとし、その周囲を木造にする構成がある。木造部分が鉛直荷重を支え、RC造部分が地震や風による水平力を多く負担する計画も可能となる。

ただし、硬いRC造部分を建物の片側へ寄せると、地震時に建物がねじれやすくなる。木造部分の床には、地震力をRC造部分まで運べる水平剛性が必要となり、大きな吹き抜けや床開口が影響する。

平面図では、木造とRC造の境界だけでなく、床がどの方向へ力を伝え、どこで水平力を負担するのかまで確認したい。

部分混構造｜必要な架構だけ材料を変える

木造住宅の一部へ鉄骨梁を使って長い距離を飛ばす方法や、RC造のコアへ木造架構を接続する方法など、特定の架構だけ異なる材料へ置き換える構成もある。

柱の少ないLDK、吹き抜け、大きな窓、ガレージなどをつくりやすい一方、異種材料の接合部には力が集中しやすい。

木材は含水率によって寸法が変わり、鉄骨は温度変化の影響を受け、コンクリートには乾燥収縮がある。構造上安全でも、変形差によって内装のひび割れ、建具のずれ、防水層の損傷が生じることがある。

部分的に鉄骨梁を使うだけでも、梁端の接合方法、耐火被覆、結露対策、木材への力の渡し方まで設計する必要がある。

地震力をどの構造が負担するかを見る

最初に確認したいのは、どの材料を使うかではなく、地震や風の力をどの部分が負担するのか。

上階の木造部分から下階のRC造へ力を渡すのか、RCコアへ水平力を集めるのか、木造と鉄骨造がそれぞれ分担するのかによって、必要な床と接合部が変わる。

構造図では、耐力壁、柱、梁だけでなく、床面を通る力の経路と、基礎までのつながりを見る。

境界の接合詳細を見る

異なる構造の境界には、アンカーボルト、ベースプレート、接合金物、埋込み金物などが使われる。

確認したいのは金物の商品名より、どの力を、どの部材からどの部材へ渡す接合なのか。

木造の土台や柱をRC床へ固定する場合は、アンカーと鉄筋の干渉、木材とコンクリートの間の防水、基礎パッキンや気密層の納まりも必要となる。

外壁の構造が途中で変わる場所では、仕上げをそろえるだけでは足りない。構造間の変形差を吸収できる目地と、防水層の連続性まで断面図で確認したい。

重量差と基礎を見る

RC造部分は木造部分より重くなりやすい。同じ建物の中で重量が大きく変わると、地盤へ伝わる力にも偏りが生じる。

平面混構造では、重いRC造部分だけ沈下量が異ならないか、立面混構造では、下階と基礎が上部構造の重量を受けられるかを確認する。

国土交通省の資料でも、RC造と木造の平面混構造では、RC部分の重量と不同沈下への配慮が課題として挙げられている。

基礎形式だけでなく、地盤調査結果、基礎の厚さ、配筋、杭や地盤改良の配置まで、建物全体の重量分布と合わせて見る必要がある。

正式な構造構成と計算方法を確認する

「木造＋RC造」「一部鉄骨」といった説明だけでは、建物がどのように支えられているか分からない。

契約前に、どの階・どの範囲・どの部材が木造、鉄骨造、RC造なのかを図面へ明記する。あわせて、立面混構造か平面混構造か、地震力を負担する構造、採用する構造計算方法を確認したい。

木造部分だけを住宅会社、RC部分だけを別の設計者が確認するのではなく、建物全体と境界部分を誰が構造設計するのかを明確にする。

境界部分の図面と検査記録を残す

混構造では、完成後に見えなくなる接合部が建物全体の性能を左右する。

木造とRC造の境界なら、アンカーボルト、接合金物、土台、RC梁や床の配筋を一枚の詳細図で確認する。木造と鉄骨造の境界なら、ボルト、溶接、木部への接合、防錆、耐火被覆を分けずに記録する。

施工時は、コンクリートを打設する前のアンカー位置、配筋との干渉、金物の取付け、境界部分の防水と断熱が分かる写真を残しておきたい。

変更時に確認し直す範囲を決めておく

混構造では、一方の構造だけを変更したつもりでも、境界を通じて別の構造へ影響することがある。

上階の窓を大きくすれば耐力壁から境界床へ伝わる力が変わり、1階ガレージの開口を広げれば、その上の木造部分を受ける梁や柱も変わる。

契約後に間取りや開口を変更する場合は、意匠図だけで終わらせず、木造・鉄骨造・RC造を含む構造図と接合詳細を更新する条件を確認しておく。