在来金物工法住宅への小屋組トラス化のご提案

在来金物工法住宅への小屋組トラス化のご提案在来金物工法住宅への小屋組トラス化のご提案日本木質トラス協議会技術部会作成

ご提案の背景 • 木造住宅の今日 • 現場施工の合理化 • プレカット化と在来金物工法の急伸 • 小屋組みの施工合理化の遅れ • 時代が求めるロングライフ住宅

木造住宅建築の今日 長年良質の住宅は良質の職人による技術・経験が支えてきた。良質の職人の絶対数の不足欠陥住宅などがクローズアップされた品確法・シックハウス法など周辺環境の整備経済環境が悪い中で均質で良質な住宅が強く求められている優良な資材の開発と現場施工の合理化が急務

現場施工の合理化 • 施工の合理化=工期短縮がもたらすメリット現場を管理する期間が短い。工程が予定通り消化される。 1)現場管理が楽 2)直接経費の削減足場、トイレ、養生品などレンタルや回転品のコスト削減 3)間接経費の削減資金負担期間の短縮 4)雨仕舞までの期間短縮乾燥材を濡らさない。クレーム防止 5)環境への配慮廃材、騒音の削減全てコストダウンに繋がる重要なFactorである

プレカット化と在来金物工法の急伸 優良職人技術の衰退と絶対数不足乾燥材の普及 Softの発達金物工法へと進化、普及。仕口加工と現場施工の合理化プレカット材の普及木材加工機械の進歩関係法の施行現場合理化=工期短縮の認識普及

小屋組の施工合理化の遅れ • 物件毎に違う形状、組合せ。 • 小屋形状の複雑化。 • 部材の三次元加工。 • 熟練に頼ってきた。作業、部材の標準化が難しい小屋組だけが合理化から取り残され、現場施工に頼っている。下部構造施工の合理化が進んでいくにつれてクローズアップされる。

時代が求めるロングライフ住宅 住宅資材、設備の耐久性向上。リフォームの技術の進歩、業界の熟成住宅の高寿命化求められる住宅とは？住まう人のライフサイクルの変化に対応出きる住宅間取りの変更が自由に出来るフレキシビリティー

住宅先進国北米に学ぶ住宅 • 日本では26年と言われている住宅寿命。 • 北米の住宅寿命は50～60年。 • 住宅は資産価値を持った長寿命商品 • 中古住宅市場が確立されている。住まう人の変化に対応出来る住宅が充実している。

これからの住宅における小屋組 • 施工の合理化=工期短縮=コストダウン • 長寿命に対応するフレキシビリティー • 信頼出来る裏付けを持った構造部材 • 環境への配慮工場生産された高付加価値部材の活用ネイルプレートトラスの利用

ネイルプレートトラスとは? • トラスとは • ネイルプレートとは • トラスがもたらすメリット • 施工事例

トラスとは？その① • 構造の安定を図る三角形の秘密トラスは部材どうしを三角形のユニットで組み合わせることによって曲げ応力を軸力に変換し、力の安定を図ります。これにより、部材断面を小さくすることが出来ます。

トラスとは？その② 構造物の進化の過程で人類は石や木材を「梁」として使用していました。しかしローマ時代にはアーチ形に石を積むことでより長いスパンを渡すことができる事を知っていました。このアーチ状に積まれた石は圧縮の力でつりあっています。木材を図のようにアーチ状に組めば互いに支柱とすることができます。この両木材は足元が開かない限り圧縮材です。

アーチを形成する際に足元が離れようとする作用をアーチを形成する際に足元が離れようとする作用を止めるためにつなぎ材を設ければ、このアーチとつなぎ材で自己安定作用が働きます。この構造を「トラス」と呼びます。トラスはこのような三角形の組み合わせで構成されます。この三角形が自己安定作用を生み出し、四角形の構成に比べれば安定した形状となります。トラスはこのような進化を経て小屋組みに用いられるようになりました。

ネイルプレートとは 木造トラスの接合に用いられるネイルプレートは一般的には亜鉛鉄板を打ち抜いて作られたもので、1950年代に米国で発明されました。プレートの種類毎に鉄板の厚み、釘の形状などに違いがあり、それぞれ許容応力が決められています。構造用に用いるためにはプレート、トラス毎の構造計算が必要です。詳しくは各ネイルプレートトラス製造工場へお問い合わせください。

トラスがもたらすメリット フリープラントラスはスパン6mを超えても基本的には外周両端二点支持で設計されるため、内部壁には荷重を落としません。このため、トラス中間下には耐力壁、支持壁を必要とせず、自由な間取りが可能です。将来の自由度外周壁以外は構造的な耐力壁、支持壁を不要とするため、将来の間取りの変更も自由自在です。

エンジニアードされた部材 トラスは物件毎に構造計算された上で用いられます。このため従来の勘や経験基づくものではなく、構造根拠をきちんと提示出来る部材です。フリーデザインあらゆる小屋形状に対応することが出来、ツーバイフォー工法は勿論、在来軸組み、コンクリート、鉄骨など下部構造の工法も問いません。精度確保工場生産されたトラスはその精度にも最大限の配慮がされています。施工者の熟練度に左右されること無く、均一の精度の小屋組施工が可能です。

工期短縮 住宅建方工事において一番手間を喰う小屋組施工を一気に短縮します。また、トラス施工は屋根面と同時に天井面の施工も行うこととなり、工期短縮に大きく寄与します。同時に雨仕舞いも早くなり、高所での作業時間短縮という安全面でも寄与します。環境への配慮工場生産されたトラスを用いることで、現場でのカットを不要とします。これにより、騒音や廃材を必要最小限にすることができます。また、トラスを使うことで必要最小限の材料で小屋組みを構成出来ます。これはムダな材料、ゴミ、騒音を減らすという環境にやさしい工法と言えます。

ネイルプレートトラスによる施工事例 • 切妻 • 寄棟 • L字型 • シザース(勾配天井)トラス • ボウストリング(R屋根)トラス • アティック(小屋裏)トラス

切妻屋根のトラス 一番シンプルな小屋形状で、同型のトラスが並んで構成されます。

寄棟屋根のトラス 近年最もポピュラーな小屋形状で、台形のトラスに隅トラス、配付けトラスを組合わせて寄棟を構成します。

L字型屋根 主屋根に直交する部分にガーダートラスを配し、ガーダートラスの下弦材に金物で主屋根のトラスを受けます。

シザース(勾配天井)トラス トラスの下弦材にも勾配を持たせ、勾配天井を構成します。部屋を広く見せる効果もあります。

ボウストリング(R屋根)トラス トラス上弦材を多角にしてRを構成します。トラスであればいとも簡単にRの屋根が施工出来ます。

在来軸組工法へのトラス採用事例 在来軸組み工法でのトラス採用事例は年々増加しています。桁周りの水平が確保しやすい金物工法であればよりトラス採用が容易と言えます。

在来金物工法小屋組へのトラス採用検証 検討物件の小屋伏図スパン9100、5460 勾配4.5寸軒の出450 屋根葺材-彩色石綿板積雪一般地50cm 在来工法の場合小屋伏図母屋伏図

トラス方式の場合小屋伏、トラス姿図

トラス方式３D図

在来方式3D図

トラス方式と在来方式の比較検討 トラス方式によりSAVE出来る材料火打ち材桁材建物内部に落とす荷重を減らすことによる部材削減。束材母屋材間取り自由度の向上と将来も変更可能な間取り設計図面/積算資料協力ネットイーグル株式会社 www.neteagle.co.jp/ 構造図、3D図、積算DATA、加工図等設計/製造の情報を簡略に入/出力出来ます。在来/2x4どちらの工法においても有力なSoftを提供しています。

二階天井面から上の構造材コスト比較 在来方式合計 \472,580.- トラス方式合計 \474,136.-

コスト比較の検証 ・見積価格ではあるが、材料費はほぼ同じ。・トラス方式でのメリットは荷重が落ちる部分が少ない=間取りの自由度向上・小屋部材の総材積はトラス方式にすることで1.114m3、約25%のSave。・材積が減る=小屋の軽量化が可能。と同時に廃材も相対的に減らすことが可能。・小屋組みの均質化が可能。＊検証した価格については仮定の下での算出/比較であり、実際の物件に対して何ら影響/強制を与えるものではありません。

在来軸組み工法小屋組へのトラス導入によるメリット在来軸組み工法小屋組へのトラス導入によるメリット • 工期短縮による現場施工の合理化 • 構造根拠を持った部材を使う社会的使命 • 環境への配慮 • 時代が求めるロングライフ住宅を可能にする直接/間接コストを大きく削減する重要なFACTORである。

ネイルプレートトラスに係わるお問合せはJWTC日本木質トラス協議会メンバー会員であるトラス製造会社へお問い合わせください。ネイルプレートトラスに係わるお問合せはJWTC日本木質トラス協議会メンバー会員であるトラス製造会社へお問い合わせください。メンバー製造会社のリストはwww.jwtc.orgからトラス製造工場会社のご案内をご覧ください。

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