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2012年度卒業論文 狭小地における住宅として

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2012年度卒業論文 狭小地における住宅として

  1. 1. 法政大学 デザイン工学部 建築学科 平成24年度 卒業論文狭小地における住宅として“木質ラーメン構法”は有効か 建築構法・施工研究室 浅沼 健人 09N1005
  2. 2. ◆首都圏における「狭小住宅」-狭小地の特徴-・間口が狭い・奥行きが深い・隣接住宅と近接・前面道路が狭い…etc 一方で…近年では内装・住計画にこだわった“狭小住宅”が注目を集める。(→狭い家でも快適に 暮らしたいという考えが普及)
  3. 3. ◆狭小住宅と木質ラーメン構法→従来は共同住宅やオフィスビルが中心→近年,一般住宅の分野にも進出→狭小住宅への活用が見込まれる しかし…
  4. 4. ◆接合部設計のむずかしさ現行の木質ラーメン(半剛接架構)は…・実大実験による抵抗特性の特定が多い。・接合部の設計/評価法の理解を深めるための資料や 技術情報がそれほど普及していない。→ どのような設計手法があるのか?→ 部材の断面性能(寸法)はどの程度になるか? 建物・荷重・接合形式等を設定し 実際に解析を行うことで,その理解を深める。
  5. 5. ◆種々の条件設定○建物条件の設定 一般的な狭小住宅の規模○荷重条件の決定○接合形式・仕様の決定 (一般に普及している接合形式を選択) →「鋼板挿入型ドリフトピン接合」 →「引きボルトを利用したモーメント抵抗接合」
  6. 6. ◆鋼板挿入型ドリフトピン接合
  7. 7. ◆引きボルトを利用したモーメント抵抗接合
  8. 8. ◆解析方法 『木質構造接合部設計マニュアル』(2009) (社)日本建築学会 著 〇鋼板挿入型ドリフトピン接合 →接合具の強度・変形異方性を 考慮したモーメント抵抗接合の設計法 〇引きボルトを利用したモーメント抵抗接合 →合力と変形のつり合い条件による 中立軸(圧縮側と引張側の境)の算定 を元にした設計法
  9. 9. ◆解析の手順-許容耐力設計による解析を行う-①:接合部の設計 …回転剛性,降伏耐力の算出②:解析ソフトを用いた架構(フレーム)の解析 (フレーム解析プログラム「RSTAB」) …回転剛性別の最大モーメント・変位の算出③:接合部耐力の算出結果(①)とフレームの解析結果(②)の照合 部材断面性能を算出!
  10. 10. ◆鋼板挿入型ドリフトピン接合主な剛性の増減要素→ドリフトピンの数・位置
  11. 11. ◆引きボルトを利用したモーメント抵抗接合主な剛性の増減要素→引きボルトの距離
  12. 12. ◆①接合部耐力の解析 すべり係数の算定 降伏耐力の算定 回転剛性の算定
  13. 13. ◆②解析ソフトを用いた架構(フレーム)の解析 最 大 モ ー メ ン ト モーメント図 グラフ化
  14. 14. ◆③解析結果 断面寸法(短辺×長辺㎜) 回転剛性 スパン:4m スパン:6m No. 柱 梁 (kN・m/rad) 接合部の降伏 層間変形角 接合部の降伏 層間変形角 1 130×176 130×176 494.9 NG NG NG NG 2 130×220 130×220 1003.7 NG NG NG NG 3 130×232 130×232 1779.3 NG NG NG NG鋼 4 130×264 130×264 1789.4 NG NG NG NG板 5 130×288 130×288 4487.7 NG NG NG NG挿 6 130×290 130×290 3608.3 NG NG NG NG入 7 130×348 130×348 6432.3 NG OK NG NG型 8 130×352 130×352 4281.5 NG OK NG NG 9 130×360 130×360 9100.5 NG OK NG NG 10 130×432 130×432 16222.9 OK OK NG OK 11 130×464 130×464 15395.9 OK OK NG OK 12 150×150 150×350 791.5 NG NG NG NG 13 150×150 150×500 1937.1 NG NG NG NG引 14 180×180 150×350 812.3 NG NG NG NGき 15 180×180 150×500 1968.8 NG NG NG NGボ 16 210×210 150×350 820 NG NG NG NGル 17 210×210 150×500 1974.7 NG NG NG NGト 18 240×240 150×350 824.6 NG NG NG NG型 19 240×240 150×500 1976.4 OK NG OK NG 20 270×270 150×350 828.7 NG NG NG NG 21 270×270 150×500 1978.3 OK NG OK NG
  15. 15. ◆結果の整理少なくとも今回採用した二接合形式では…・スパン4m,6mいずれの場合でも厳しい耐力を要する。・柱・梁せいが300~400㎜にも及び,在来工法の105,120角に比べ, はるかに部材は大きくなる。・スギ集成材のように基準強度の低い(抵抗特性の劣る)材料では 接合部剛性が低く,フレームの変形にも対応できないため不向き。 劣:スギ集成材 →等級 3 (ヤング率: 6570 N/㎟) 優:カラマツ集成材 →等級 1 (ヤング率:12000 N/㎟) 木質ラーメン構法のフレームには, 総じて高い部材寸法・性能が求められる
  16. 16. ◆計画上の工夫葛西 潔 「木箱仕口212」フレーム数を増やし,応力を軽減することで部材断面を小さくしている。
  17. 17. ◆まとめ一、狭小住宅の手法として,木造の選択肢を広げたかに見えた木質 ラーメン構法も,正しい判断のもとで設計されない場合には思わぬ 空間の制約を被る場合がある。一、一方で接合部への配慮あるいは計画上の配慮によって,部材断面 を極力小さくしながらも建物としての耐力を確保する手法があること も理解する必要がある。 上記のようなリスクと対策を “設計に携わるヒトが正しく理解しておくこと” が今後の開発を促進させる上で大事!

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