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各種構法において床スラブを木造置換した際の有効性
  ~ハイブリッド構法による木材需要の増加を目指して~




                       法政大学デザイン工学部
                       建築学科建築構法研究室
                         08N1088 早川知宏
研究背景―日本の林業の現状
                       3000                                                                                 5000
                                                                                                            4500
                       2500
                                                                                                            4000




                                                                                             森林蓄積量 (百万m3)
                       2000                                                                                 3500
(万ha)




                                                                                                            3000
                       1500                                                                                 2500                                             人工林
                                                                                                            2000
                       1000                                                                                                                                  天然林・その他
                                                                                                            1500
                        500                                                                                 1000
                                                                                                             500
                          0
                                                                                                               0
                                S.41   S.51     S.61     H.7   H.14   H.19
                                                                                                                   S.41    S.51   S.61   H.7   H.14   H.19
                                         日本の森林面積の推移
                                                                                                                          日本の森林蓄積量の推移



                       140000                                            100.0                                            ・森林面積の増減はみられない
        供給量 (1000m3)




                       120000                                            90.0

                                                                                 用材自給率 (%)
                                                                         80.0
                       100000                                            70.0
                        80000
                        60000
                                                                         60.0
                                                                         50.0                                             ・森林蓄積量は年々増加している
                                                                         40.0
                        40000                                            30.0
                                                                         20.0
                        20000                                            10.0
                            0                                            0.0
                                                                                                                                         資源の余剰

                                                    年次

                                 用材           国産材        外材     用材自給率
                                       木材(用材)需要の推移
研究背景―日本の林業の現状

木材需要の用途拡大



オフィスビルや集合住宅などの中大規模の建築物の木造化



柱梁の接合部の標準化が困難



柱梁をRC、SRC、S造、 床スラブを木造
化


耐火、遮音の問題
                                中学校 Hauptschule Klaus –
                                       Weiler – Fraxern(W+S)
                        小学校 Triesenberg(W+RC)


                                    海外における
                                 ハイブリッド構造の事例
研究目的



・防火制限への対策
関連法律の整理し対象建築物の限定
防火対策の検討


・遮音性能の向上
床衝撃音への対策を施した実物大の床スラブを製作
集合住宅を想定した簡易な実大モデルによる床衝撃音遮断性能の測定


・床スラブの構造耐力の検討
床スラブの全荷重における床スラブのたわみ量の算定
たわみ量が1/300時のスパンの算出と検討
遮音性能から考える床設計
目標値の決定




                       建築物の遮音性能基準


                                              適用等級
建築物      室用途    部位      衝撃源
                                    特級     1級     2級        3級
                       重量衝撃源        L-45   L-50  L-55    L‐60,L‐65*
集合住宅     居室    隣戸間界床
                       軽量衝撃源        L-40   L-45   L-55     L-60
                       重量衝撃源        L-45   L-50   L-55     L-60
ホテル      客室    客室間界床
                       軽量衝撃源        L-40   L-45   L-50     L-55
                       重量衝撃源
 学校     普通教室   教室間界床                L-50   L-55   L-60     L-65
                       軽量衝撃源
試験体の製作


          パラレルラミナパネル 135m
           パラレルラミナパネル    m

           135mm
 無仕上床 A


                                         試験体前面

          ALCユカテック 36mm
           ALCユカテック
          グラスロンウール 25m  m
          砂利 50mm
           36mm
           グラスロンウール
          パラレルラミナパネル 135mm   25mm
           砂利              50mm
 乾式床 B     パラレルラミナパネル
           135mm



           木毛セメント板TSボード
          木毛セメント板TSボード 25m
          グラスロンウール 25mm
                          m
          砂利 50m
           25mmm

           グラスロンウール
          パラレルラミナパネル 135mm
                                25mm
           砂利              50mm
 乾式床 B'    パラレルラミナパネル                   緩衝層の敷設
           135mm



           モルタル
          モルタル 50mm         50mm
          グラスロンウール 25mm
           グラスロンウール
          砂利 50mm                25mm
           砂利              150mm
          パラレルラミナパネル 135mm
           パラレルラミナパネル
 湿式床 C     135mm
                                        モルタルの養生
バングマシンによる衝撃音の測定




                        タッピングマシンによる衝撃音の測定




重量床衝撃音(バングマシン)レベル測定結果    ゴムボールによる衝撃音の測定
軽量床衝撃音レベル測定結果    重量床衝撃音(バングマシン)レベル測定     重量床衝撃音(ゴムボール)レベル測定結
                 結果                               果
                              音源
                 軽量         重量(タイヤ)            重量(ゴムボー
                                                  ル)
 A              Lr-80以上          Lr-75            Lr-80
 B                 Lr-60         Lr-75            Lr-75
 B’                Lr-60         Lr-75             —
 C                 Lr-60         Lr-65            Lr-65
応用と可能性
木造床スラブ+RCラーメン構造




                  パラレルラミナパネルのモデル図
木造床スラブ+鉄骨フレーム構造




                  床モデル断面
各床スラブにおける重量の比較



   ㎏
 35000


                 610
 30000
         約40%減
 25000

                           約20%減
 20000   118                               鋼材
                                   2952
                                           砂利

         5760                              コンクリート
 15000           30551
                                           木材
                         5760


 10000
         9031                      18277
                         6400

  5000

         4320            4320
     0
         木+RC     RC     木+S         S
材料製造時のCO2排出量の削減



             ㎏
     18000

     15000

     12000
                   約30%減                 約70%減           13487.31
      9000
                            1651.56
                 320.45
      6000
                  6.34                   6.34
                 1986.85                1408.00
      3000                  6721.15
                 3488.93                3488.93          4020.89
         0
                 木+RC         RC        木+S                 S
     -3000
                  -7920                  -7920
     -6000

     -9000
                 木材CO2固定量   木材     生コンクリート       骨材・石材     鋼材



木材積×木材の絶乾比重×炭素含有率×二酸化炭素分子量÷炭素分子量
=1m3×0.45t/m3×0.5×44÷12=0.825t/m3=二酸化炭素の固定量
床スラブの木造化による計画上の利点




           重量の軽減による柱梁の断面の縮小化




         改修時におけるフレキシビリティーな空間構成
まとめ
床スラブ
                                               床スラブ


  まとめ

ⅰ 防火から考える床設計           断熱・配線
                       断熱・配線層

                           層
・ 薬剤の注入による強化
・ 燃え止まり層を設けることで床スラブの燃焼を防
ぐ                                              石膏ボード
                                                石膏ボード


・ 石膏ボード等による耐火被覆で耐火時間の確保         石膏ボードによる耐火被覆の概略図
ⅱ 遮音性能から考える床設計
改善点
・ 受音室の界壁が積層パネルであることによる衝撃音の界壁からの伝達
・ 試験体製造における施工精度の向上
・ 表面仕上げの工夫による軽量床衝撃音への対策



ⅲ 構造耐力の検討                              界壁の施工
・ 積層パネルの架構方向を限定することでの
  構造体力の強化(パラレルラミナパネル)
・ 厚み200mmで6m程度のスパンを加工することが可能




                                   積層パネルの曲げ破壊実験

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