ブレース構造｜斜材の位置が間取りを決める

ブレース構造は、柱と梁でつくる四角い骨組みに、斜めの鋼材を入れて変形を抑える構造。低層の軽量鉄骨住宅で多く採用される。

地震や風の力を受けると、ブレースには引張力や圧縮力が加わる。柱と梁だけでなく、ブレースと接合部を含めて一つの耐震要素となる。

ブレースが入る壁には、大きな窓や出入口を設けにくい。窓の拡大や壁の撤去を希望する場合は、別の位置へブレースを移すだけでは済まず、建物全体のバランスを再確認する必要がある。

完成後は壁の中に隠れるため、平面図だけでなく、ブレース位置が分かる構造図を確認したい。

ラーメン構造｜柱と梁の接合部で抵抗する

ラーメン構造は、柱と梁を変形しにくいように接合し、骨組み全体で地震や風の力に抵抗する構造。

ブレースに頼らない構面をつくれるため、大きな窓、広いLDK、ビルトインガレージなどを計画しやすい。間仕切り壁の位置も比較的変更しやすい。

ただし、柱を少なくすれば梁にかかる力が増える。梁が大きくなると、天井高、窓の高さ、設備配管の通り道へ影響する。

「重量鉄骨だから大空間にできる」のではなく、柱の間隔、梁の長さ、接合部、床の変形まで計算して成立させる。

鉄骨ユニット構造｜箱型フレームを工場でつくる

鉄骨ユニット構造は、柱と梁で箱型のフレームをつくり、内外装や設備の一部まで工場で組み込んで現場へ運ぶ方法。

複数のユニットを接合して一つの建物にするため、ユニット単体だけでなく、上下左右の接合部が構造上重要となる。

工場での作業範囲を増やしやすい一方、部屋の幅や天井高は運搬できるユニット寸法の影響を受ける。ユニット間の柱が重なる部分では、壁や柱型が厚く見える場合もある。

将来の増築や間取り変更では、ユニットの境界と接合位置を無視できない。一般的な鉄骨ラーメン構造と同じ感覚では変更できない。

ブレースで支えるか、柱と梁で支えるかを見る

最初に確認したいのは、軽量鉄骨か重量鉄骨かではなく、地震や風の力に何で抵抗するのか。

ブレース構造では、ブレースが入る壁の位置が窓や間取りを制限する。ラーメン構造では大きな開口をつくりやすいが、柱梁の接合部と部材寸法が大きくなりやすい。

同じ鉄骨造でも、両者では間取り変更の条件が異なる。構造伏図や軸組図で、ブレース、柱、梁の位置を確認する。

梁の長さと床のつくりを見る

柱の少ないLDKやビルトインガレージでは、梁が長くなる。

梁が長くなるほど、強度だけでなく、たわみや振動への配慮が必要となる。2階の床が軽い場合は、歩行や子どもの飛び跳ねによる振動が下階へ伝わりやすい。

確認したいのは、梁の太さだけではない。梁の間隔、床版の構成、床の厚さ、振動への検討方法まで見る。

鉄骨を断熱層の内側へ納められるかを見る

鉄は熱を通しやすいため、柱や梁が断熱層を横切ると熱橋になる。

室内側だけに断熱材を入れても、鉄骨が屋外側まで連続していれば、その部分から熱が逃げやすい。冬には鉄骨付近の表面温度が下がり、条件によっては壁内結露の原因となる。

外張り断熱で鉄骨の外側を連続して覆う方法や、柱・梁まわりへ専用の断熱処理を行う方法がある。断熱材の厚さだけでなく、鉄骨部分で断熱層が途切れていないかを断面図で確認する。

構造方式と部材寸法を図面に残す

「軽量鉄骨造」「重量鉄骨造」という名称だけでは、建物の構造は分からない。

構造図には、ブレース構造かラーメン構造か、柱と梁の位置・断面寸法・鋼材、ブレースの配置、柱梁接合部、柱脚の仕様を残しておきたい。

重量鉄骨であっても、細い柱を長く使えば変形しやすくなる。軽量鉄骨でも、ブレースと接合部を適切に配置すれば必要な性能を確保できる。軽量・重量は耐震性能の等級ではない。

溶接・ボルト・柱脚の検査方法を確認する

鉄骨造では、工場で行う溶接、現場で締めるボルト、基礎へ固定する柱脚が建物の強さを左右する。

契約前に、鉄骨を製作する工場、溶接部の検査方法、高力ボルトの締付け確認、アンカーボルトの位置確認をどのように記録するか聞いておく。

完成後は接合部が壁や天井に隠れる。鉄骨製作図、溶接検査記録、ボルトの施工記録、柱脚とアンカーボルトの写真を受け取れる条件を確認したい。

開口・設備配管・改修の変更条件を確認する

鉄骨の梁やブレースへ、設備配管のための穴を現場判断で開けることはできない。壁の中のブレースを移動したり、梁を切り欠いたりすれば、力の流れが変わる。

エアコン、換気設備、給排水管、大きな窓の位置は、鉄骨製作前に構造図と重ねて確認する。

引き渡し後の改修では、構造部材だけでなく、切断や穴開けによって失われる防錆処理・耐火被覆・断熱材の復旧方法まで決める必要がある。