意外と知らない?建物構造の種類について詳しく解説!

建物構造には、たくさんの種類があることをご存知でしょうか?

建物の構造によって、建築費はもちろん、耐震性や建物寿命、管理のしやすさ、税金などでも違いがあります。 すべてを覚える必要はありませんが、気になる物件があれば、建物構造の種類を調べてみましょう。

木造

基本的に、木材によって建物を建築する工法の総称です。

木材は、鉄やコンクリートに比べて軽いため、建物全体の重量が軽く、基礎を小さくできるという特徴があります。加工が容易で、ある程度自由な間取りやデザインにも柔軟に対応できます。

デメリットとしては、湿気に弱く、通気が十分でないと腐ってしまったり、害虫の被害を受けやすく、火に弱い点です。

木造軸組工法(従来工法)

コンクリートの基礎の上に土台を置き、それに柱と梁を組み合わせて建物を建築する工法です。

各個の部材をつなぐため、仕口や接手などの工夫がされていて、現代では取り付け金物を併用して、より強度を増しています。

しかし、水平方向の力に弱く、壁には筋かい、土台・梁・桁には火打などの斜め材を入れて安定させ、こうした軸組に屋根をかけ、床を組んで壁を作る工法で、日本家庭の伝統的工法として古来より使用されているので、「従来工法」とも呼ばれています。

窓などの開口部を比較的自由に配置でき、部分的な修繕・改築をおこなうこともできるのが、最大のメリットです。建築に関しては、熟練した職人の技術が必要になります。

プレカット工法

基本的には、木造軸組工法と同じで、部材の長さや仕口継手をあらかじめ工場で加工し、現場でそれぞれの部材を組み合わせて建物を建築する工法です。

部材の加工精度の向上、工期の短縮、木材資源の節約などのメリットがあります。

木質耐力壁工法

建物の全荷重を、木質の耐力壁で支える工法です。パネルで6面体を形成しているため、気密性が高いのが特徴です。

また、地震や台風などの大きな力は、木造軸組工法では部材の接合部分に集中してしまいますが、木質耐力壁工法では、面で力を受け止めるため、剛性が強く、長い接合部から基礎に力を伝達・分散させることができます。

2×4工法(軸組壁工法)

2×4インチ、あるいはその正数倍の断面を持つ木材と合板を、釘打ちによって接合します。

柱や梁のかわりに壁・床・天井・屋根パネルを構成し、それぞれを組み合わせて箱状の空間をつくって、建物を建築する工法です。

アメリカやカナダで開発利用されている「バルーンフレーム工法」を基に、均一の木材を使用することで、技術を標準化しています。

経済性・施工性・気密性・地震に対する耐久性に優れている反面、気密性が高すぎて通気性が悪いのが難点です。

木質パネル工法

木材をベースにしたパネルを工場でつくり、木造軸組工法の軸組に内外壁として取り付けて建物を建築する工法です。

木造軸組工法の自由性と、2×4工法の剛性・気密性を併せ持ち、断熱性・耐火性に優れ、工期をある程度短縮することができます。

鉄骨造(S造)

基本的に、鉄骨またはその他の金属によって建物を建築する工法の総称です。

鉄骨は、木材に比べて強度が大きく、コンクリートよりも単位重量が小さいので、高層建築物や長いスパン(柱間)をとる建物に使用されます。

一般的には、腐食したり、耐火性能に劣っているため、表面塗装・別材料を使用した被膜の生成・換気システムによる防腐などの対策が不可欠になります。

鉄骨軸組工法

木造軸組工法の構造材を、鉄骨に置き換えた工法です。

木造軸組工法の筋交いにあたるプレースで補強し、パネルを耐力壁として構造強度を補って建物を建築します。一般的に、設計の自由度が高く、剛性・地震や台風に対する耐久性に優れていますが、建築費用が高価になります。

鉄骨軸組工法は、大きく分けて軽量と重量の2種類があり、軽量鉄骨は一般住宅、重量鉄骨は工場・事務所の建設に向いています。

軽量鉄骨造

薄い鋼材を折り曲げてつくられた細めの鉄骨を、柱や梁に使用して建物を建築する工法です。軽量の鉄骨材を使用することによって、重量とコストを抑え、かつ耐久性を高めています。

窓などの開口部を広く取れるなど、設計にある程度の自由度がありますが、鉄骨材の太さや厚み、形状などにより差がでます。鉄骨が薄いので、使用する鋼材が少なくてすみます。

重量鉄骨造

厚みのあるH鋼などを柱や梁に使用して、建物を建築する工法です。

鉄骨自体に強度があるので、柱の本数や筋交いなどの補強が少なくてすむため、設計の自由度が高いのですが、重量が重く、基礎が頑丈である必要があります。軽量鉄骨造に比べてコスト高です。

鉄骨ユニット工法

部屋単位で分割し、構造的に独立した鉄骨構造のユニットを複数個現場で組み立てて、建物を建築する工法です。

完成度が高く、工期が大幅に短縮できるメリットがありますが、大きなユニットの搬入手段・搬入経路・クレーン車の操作スペースなどを確保する必要があります。

鉄筋コンクリート造(RC造)

型枠の中に鉄筋を組み、コンクリートを打ち込んで、柱・壁・梁・床をつくり、建物を建築する工法です。

圧縮力に強いコンクリートと、引張力に強い鉄筋を組み合わせた工法で、耐久性・耐震性・耐火性・遮音性に優れています。

また、基礎から一体化してつくられるため、頑丈で安定感がありますが、建築費用が非常に高く、工期も長くなります。

ラーメン構造

鉄筋コンクリートで形成された柱と梁を枠状にしっかり固定し、そこに床板を組み合わせながら、建物を建築する工法です。

間仕切りや開口部の大きさ・位置が自由に設計できますが、柱の位置や本数には、経済性と構造上の両面から制限を受けてしまいます。

鉄筋コンクリートの柱と梁がしっかりと剛接されていますので、荷重に対して非常に強く、接合面が変化しない特徴があります。

壁構造

鉄筋コンクリートで形成された壁と床板を箱状にしっかり固定し、その区画同士を組み合わせながら、建物を建築する工法です。

ラーメン構造の柱と梁の代わりに、耐力壁によって荷重を支持します。ラーメン構造に比べて強度が多少落ちるため、建物の高さ・階層等には制限が加えられます。

コンクリートパネル構造

コンクリートパネルを組み合わせて建物を建築する工法です。一般に、パネルのみでの構造体形成はせず、鉄骨・木軸・RCなどと結合させて建築します。

パネルは建物の引張力に耐えうるように、特殊接着セメントや、ハイテンションボルトなどで接合し、その隙間にモルタルやコンクリートを充填して一体構造とします。

また、壁同士の接合には、さらにT型・L型の金物を使用して強化します。このコンクリートパネルは、工場生産されるため非常に制度が高く、工期も短縮でき、同一規格の住宅を大量につくる場合に適しています。

PC造(プレキャストコンクリート造)

工場生産したコンクリートパネルを面材として、建物を建築する工法です。

このプレシャスコンクリートは、金型にコンクリートを流して製造されるため、複雑な形状でもつくることができますが、コストが高いので、繰り返し使用できるような大規模な建築物でないと採算が合いません。

PC板のみで構造体を建築することはできず、必ず何らかの軸と組み合わせる必要があります。

この場合、鉄筋コンクリート造の枠にPC板を接合させたものをPC造、重量鉄骨(H鋼)にPC板を接合させたものをHPC造といいます。

ALC造(オートクレーブト・ライトウェート・コンクリート造)

オートクレーブトは気泡、ライトウェートは軽量を意味します。このコンクリートを使用して、工場生産した鉄筋コンクリートパネルを面材として建物を建築する工法です。

PC造と同じく、工場生産されたコンクリートパネルですが、このパネルは基本的に、サイズが規格化されているので、PC板よりも安価なため、中低層建築物に使用されることが多いです。

また、ALC板だけで構造体を建築することはできず、何らかの軸と組み合わせる必要があります。

ALCは、通常のコンクリートに比べ、軽量で耐火性・防音性・断熱性に優れていますが、吸水性が高く、水分を吸ってしまうと防音性・断熱性が低下するので、外壁などに使用する場合には、シーラーを張るなど、何らかの対策をしなければなりません。

鉄骨鉄筋コンクリート(SRC造)

鉄骨で骨組をつくり、その周囲に鉄筋コンクリートをかぶせて主要な構造体を作成します。この構造体に床や壁をはめ込み、建物を建築する工法です。

鉄骨の剛性・コンクリートの圧縮に対する強さ・鉄骨の引張力に対する強さを兼ね備え、抜群の強度を持ち、耐久性・耐震性にも大変優れています。

さらに、非常に強固なので、設計の自由度も高く、柱の間隔を広くできるので、開口部を大きくとることが可能になりますが、構造体の重量は大変重くなり、基礎は大きくなります。

また、工期が長くなるほか、建築費用も高価になるので、高層建築物などに使用されます。

地盤調査

建物を建てる際には、地盤調査が必要になります。

地盤が弱いところに、重い建物を建てると、時間が経つにつれて地盤沈下が起こります。最悪のケースでは、建物を取り壊して、建て替えが必要になることもあります。

同じ敷地内でも、地盤の強弱がありますので、事前に調査することをお勧めします。調査方法には、さまざまな種類があります。

ボーリング式(標準貫入試験)

ボーリング調査とは、地層構成の調査や土の採取および標準貫入試験などをおこなうための孔を掘ることです。おもりを落下させ、その衝撃によって、地盤の強度を調査します。

また、標準貫入試験は、土の硬軟や締まり具合を判別するためのN値と、土の種類や地層構成を調べる試験です。採取した地質試料を観測記録し、各層の代表的資料を容器に納めて地質標本とします。

ボーリング調査と標準貫入試験は併せて行われ、一般的にボーリング調査というと、この両方の調査をいいます。このデータをもとにして、基礎の種類やコンクリートや鉄筋の量を決めます。

スウェーデン式サウンディング試験

先端にスクリューをつけたロッドにおもりをつけ、回転させながら貫入させ、その時の貫入に要する荷重と回転数から抵抗値を測定します。

この試験方法は、装置の操作が容易で、迅速に測定ができるため、最もポピュラーな地盤調査法です。

地盤が弱かったらどうしたらいい?

地盤調査の結果、地盤が弱いことが判明した場合、改良が必要になることがあります。地盤改良をおこなう場合には、安くても建築価格の数%かかります。

土地購入前には地盤調査を行い、地盤改良が必要であれば、その分の予算も含めた資金計画を立てましょう。

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