建物の構造

建物にかかる力

・固定荷重
・積載荷重
・積雪荷重
・地震力
・風力
・気温変化

「応力」とは

荷重の力に対して、部材の内部で抵抗する力

応力

・引張力
・圧縮力
・曲げモーメント
・せん断力

弾性と塑性

・弾性 …力を除けば元の状態に戻ることができる性質
・塑性 …力を除いても元の状態に戻らない性質

「座屈」とは

細長い柱が、荷重に対して横方向にたわんで折れること

座屈が起こる要素

・圧縮力の大きさ
・細長比の大きさ
・断面の形による曲がりにくさ

「トラス」とは

部材を三角形に組み合わせ、それをいくつもつないだ形のもの。荷重がかかっても曲げが発生しないメリットがある。接合部分は完全には固定せず、回転に対して強い抵抗をしないようにしてある。

「ラーメン」とは

トラスに対して、部材の接合部分をしっかり固定させる構造のこと。あえて曲げを発生させ、荷重に耐える。部材の本数が少なくて済むメリットがある。三角形に組む必要はない。

剛構造と柔構造

地震に備えるための構造

・剛構造 …部材を強く固定し、建物自体は曲がらない
・柔構造 …地震の揺れに抵抗せず、少し揺れることによって力を軽減する

「制振構造」とは

建物の中に揺れを吸収する装置を取り付け、建物の揺れを少なくする構造

「免震構造」とは

地盤から伝わってくる地震の揺れを、なるべく建物に伝えないようにする構造

ビル風

・剥離流
・逆流
・吹き上げ
・後流

「熱膨張係数」とは

温度変化による材料寸法の増減

「エキスパンションジョイント」とは

複数の棟が連なっている建物の場合に、熱膨張や収縮、地震などによる振動に対して建物に応力が生じないようにするために用いる連結部

木造建築の工法

・在来軸組工法 …柱や梁などの骨組から構成されたつくり
・ツーバイフォー工法 …床と壁の面で構成されたつくり
・丸太組工法 …木材を横にして重ね上げて壁とするつくり
・ハイブリッド木造

ツーバイフォー工法のメリット

・ねじれが生じにくく、丈夫である
・工事が簡単で、熟練工を必要としない
・コストが安い
・完成が早い

ツーバイフォー工法のデメリット

壁の面積を少なくしたり、窓やドアなどを大きくとったりできない

鉄筋コンクリート構造を大別すると

・壁式鉄筋コンクリート構造
・鉄筋コンクリートラーメン構造

壁式鉄筋コンクリート構造の特徴

・板状の壁と床の部材だけで構成
・柱や梁などの凹凸がない
・窓やドアなどの開口部を大きくとることができない

鉄筋コンクリートラーメン構造の特徴

・棒状の四角い柱や梁で構成
・部材と部材がしっかり接合された、強くて変形しにくい構造
・比較的大きな開口部が取れる