猫活に最適！キャットウォークを兼ねた格子の耐震壁

明り取りと猫の遊び場としてのスペースの格子状耐震壁です


「耐震リフォーム」というと、壁を増やして部屋のスペースが狭くなりがちなイメージですが、「格子」を選択する事も可能です。
今回は、格子状の耐震壁を部屋の中央に設け、明かりを確保しながら「猫」の遊ぶスペースとして有効利用した例をご紹介します。



通常の耐震壁は筋違や合板を設置し、「壁」で仕切られるイメージです


こんな感じで合板で仕切られてしまいます




格子の耐震壁にしてみました


角材を相欠きにして直行に組み合わせています




内装を仕上げた状態


部屋の真ん中に耐力壁があっても威圧感がありません
明るさを損ねる事もなく部屋にマッチしています




裏側にキャットウォークを設置してみました



更に「置き畳」を設置してネコ・スペースを充実






耐震リフォームも工夫次第で楽しいスペースが実現できます。
猫活を充実しながら、明かりも確保しつつ、地震に備えられ一石三鳥の耐震リフォームでした。

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「早見表」柱の負担面積５㎡の制約で広い開口を取る方法

早見表を使った場合は柱の負担面積が５㎡以下に制約されますが
工夫次第で大きな開口を取る事も可能です


木造建築物における省エネ化等による建築物の重量化に対応するための必要な壁量等の基準の見直し（案）等の概要（令和５年１２月版）の説明会が開催され、特に柱の座屈に関する大幅な変更がありました。
「早見表」を使った方法が手っ取り早いと思われますが、柱の負担面積が５㎡以下という制限がかかります。



「早見表」を使った設計を行う場合、柱の負担面積が５㎡以下の制限がかかります


開口部は外周部で2.7ｍ（9尺）以下、内側で1.35ｍ（4.5尺）以下という制限がかかります（梁間が2間の場合）。
が、それは理論上の話です。
実際には、２階や小屋（屋根）梁が設けられ、その方向と力のかかり具合を調整すれば、意外に開口がとれます。
今回はその手法を２点ほど紹介します。
　

①受梁を入れる方法

開口部に受梁を設けて、そこで力を分散させます。この方法で２間（3.6ｍ）まで開口を広げられます。



受梁を入れる方法


この場合注意しなければならないのは、２間開口をとった両側は1間以内に柱を設ける制限に変わったという事です。
９尺の間口を２ヶ所とれるところを、受け梁を使う事で、２間１ヶ所、＋１間２ヶ所と形を変えたわけです。

②床梁の方向を変える方法（６ー３ー６の方法）

床梁の方向を変えて、そちらに力を分散する手法です。



床梁の方向を変える方法

実質、5㎡÷0.9ｍ＝5.5ｍとなり、最高5.5ｍまで間口を伸ばすことが可能です。
構造としては、床梁は最初の１本目は６尺飛ばしですが、２本目は３尺という制限がかかり、その次は６尺、次は３尺・・というふうに６－３－６の繰り返しになります。
なので、６－３－６の方法と名付けました。

部屋の真ん中に梁を受ける柱が立つので、ここに制限がかかってしまいます。
ここは間仕切り壁として、６帖が二間取れる形でもいいのですが、部屋の真ん中に柱を二本表しにして、全体で２０帖の広間も提案が可能となってきます。



６－３－６の手法を使えば開口を大きくとった明るい広い部屋も実現可能です



部屋の中央に柱を２本設けてカウンターを作った例

丸柱を挟んだ机 - べんりや日記

構造の視点から設計を行えば可能性が広がります

以上のように、柱の負担面積が５㎡の制約を受けても、工夫をすれば色々な事が可能となってくるわけです。
「表計算ツール」を用いた自由度のある設計をするのか、「早見表」を用いた制限のある仕様の中で工夫をするか・・
または「構造計算」で完全な自由設計とするか。
どの選択をするかは、設計士、工務店の考え方次第でしょう。

いずれにせよ、「ゆきぐに木造住宅設計法」には色々な手法を入れていこうと思っています。

柱の小径の計算に関する見直し（令和５年１２月版）を解析しました　 - べんりや日記

柱の座屈のオイラー式による検証　（令和５年１２月版） - べんりや日記

新しい壁量等の基準（案）に対応した表計算ツール　を作ってみる（令和５年１２月版） - べんりや日記

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新しい壁量等の基準（案）に対応した表計算ツール を作ってみる（令和５年１２月版）

とりあえず、exlelで「表計算ツール」を作ってみました


木造建築物における省エネ化等による建築物の重量化に対応するための必要な壁量等の基準の見直し（案）等の概要（令和５年１２月版）の説明会が開催され、特に柱の座屈に関する大幅な変更がありました。
とりあえず、国交省で用意されたツールを自作してみました。


表紙：導入部



左：国交省のツール　右：自作表計算ツール
壁量計算の部分も再現しています。（オレンジ色の部分）







柱の負担面積を求めている部分



左：国交省のツール　右：自作表計算ツール
柱の負担面積（オレンジ色の部分）を比較すると、ほぼ同じ数値です


自作ツールを作る事で、「国交省の表計算ツール」の内部で、どういう計算をしているのかが分かりました。


まず気が付いたのは
①１階、２階の面積割合が変わっても同じ計算をしている。
②めり込みの検討で決まる可能性がある。

ということです。

①に関しては「下屋を支える１階の場合は軽減されない。」という事になります。



１階の柱は２階の床が載っていなくても同様に計算される


２階が載っているという前提で計算が進められるので、負担面積が小さく出てしまうわけです。
２階がどのように１階に載っているかも考慮しなければならない複雑な場合は個別に構造計算を行って確認する必要があるでしょう。
オーバーハングや梁の中央に２階の柱が載ってきている場合が考えられます。




②に関しては今後も検討が必要がありそうです。

柱120㎜の場合のめり込みとオイラー式による負担面積（㎡）の比較　

柱の部位	めり込み（㎡）	判定	オイラー式（㎡）
２階外周部の柱	21.1	＜	29.49
２階内部の柱	29.07	＜	40.73
１階外周部の柱	7.49	＜	9.53
１階内部の柱	10.53	＜	13.23

となり、柱のめり込みによる負担面積の方が小さい値を示すため、こちらの方が採用されていかないと長期的に柱が沈んでいく可能性が出てきます。

この自作ツールを魔改造して「雪国住宅型ツール」を実現させようと動いています。

柱の小径の計算に関する見直し（令和５年１２月版）を解析しました　 - べんりや日記

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柱の座屈のオイラー式による検証 （令和５年１２月版）

柱の座屈におけるオイラー式の見直しが行われました


木造建築物における省エネ化等による建築物の重量化に対応するための必要な壁量等の基準の見直し（案）等の概要（令和５年１２月版）の説明会が開催され、特に柱の座屈に関する大幅な変更がありました。
国交省で用意されたツールを使っていけば良いのですが、どういった内容なのかを把握しておく必要もあると思い、計算式の解析を行ってみました。


柱の座屈の検証は新たなオイラー式を用いる事となりました



この式は、今まで見た事の無い式なのですが、①と③については現行の座屈の計算式を変形させたものだということが分かりました。
（更に②の式は何度検算しても合わないと思っていたら「横架材間距離L」が「１」にミスプリントされていたのでした。表計算ツールの解説にはちゃんとした式が載っていましたが・・）


①の式の解析




③の式の解析



②の部分は二次曲線となり、新たな式によって検討する事となります。
「柱の小径de」を求める形になっているのですが、このままだと使いずらいので「柱の負担面積Ae」を求める形に変形しておきます。


②の式は、このままだと使いずらいので「柱の負担面積Ae」を求める形にしておきます。



実は、表計算ツールの解説部分に掲載されている式と同じ形です。（なかなかそこまで見る人って居ないんでしょうけど・・・）
どこから導いてきたかを把握しておけば、今後の検討に有効なツールとなります。
以降は、この式を用いて雪国仕様に魔改造をしていこうと思います。

新しい壁量等の基準（案）に対応した表計算ツール　を作ってみる（令和５年１２月版） - べんりや日記

柱の小径の計算に関する見直し（令和５年１２月版）を解析しました　 - べんりや日記

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柱の小径の計算に関する見直し（令和５年１２月版）を解析しました

柱の小径の計算について大きな見直しがありました。
①柱の座屈におけるオイラー式の見直し
②柱の小径基準の見直し
で、ここまで解析をしてるのは初めてのケースだと思います。


木造建築物における省エネ化等による建築物の重量化に対応するための必要な壁量等の基準の見直し（案）等の概要（令和５年１２月版）の説明が開かれました。
2025年までまだ期間がありますが、どうしても外せない部分なので、この解析を行ってみました。


●座屈の理論式による検証（P4～P5）

今回の目玉の一つである「オイラー式」の改定が行われています。
現行で使われているオイラー式も同様の形をしています。
　①λ≦30
　②30≦λ≦100
　③100≦λ
の３ヶ所に分けて、それぞれを近似式にて代用していましたが、今回は②の部分が変わっています。





式のままだと分かりずらいので、グラフにしてみます。
赤線が新たに発表された式となります。





既存のオイラー式の②が直線で補完しているのに対し、今回の②の式は二次曲線でより精密に近い値を出せそうです。
この式は、柱の一つ一つに掛かる荷重の「負担面積（Ae）」を図面より拾い出して、より精密に計算する場合に用います。
解説にもある通り、通常の構造計算を行う場合は現行のままで良いとされています。

②の式を「負担面積Ae」を求める形にしておくと使いやすいです。（下記で行っています）
柱の座屈のオイラー式による検証　（令和５年１２月版）


●必要な柱の小径の基準の見直し（Ｐ４）

目玉の二つ目である柱の小径の基準の見直しを解析してみました。





この式はどこから出て来たのかと戸惑った構造設計士の方も多く居られると思います。
上記のオイラー式が新しくなったので、ここから導きだしているのかと散々式をこねくり回しても、なかなか出てきません。
それもそのはずです。
ここでは現行の座屈の検討の式が形を変えているだけなのでした。
まさかと思ってやってみたら、ビンゴでした・・・


現行の座屈の検討




新しい柱の小径の基準



新しい柱の小径の基準では「負担面積（Ａｅ）」を５㎡として限定し、樹種も「杉の無等級　17.7N/ｍ㎡」としています。
それ故、１階、２階も同様に５㎡しかないので、外周の開口は2.5ｍ（9尺間口）、内側の開口は1.1ｍ（4.5尺間口）という制限が加えられてしまいます。（２間の梁間の部屋とした場合）



柱の負担面積が5㎡に制約されます

（５㎡の制約があっても工夫次第では大きな開口を取る事も可能です）
「早見表」柱の負担面積５㎡の制約で広い開口を取る方法

自由度を求めたい場合は、前述のオイラー式を使った方法で面積を計測する方法を選択した方が良いと思われます。
（国交省では、そのための表計算ツールを用意しています。下記のサイトを参照してください）
新しい壁量等の基準（案）に対応した設計支援ツール（案）の公開｜公益財団法人日本住宅・木材技術センター（公式ホームページ）

この式の解析を始めたのは、屋根雪に関して「積雪荷重は含まない。」という一文が加えられたためです。
雪国の場合の安全を確かめる上でも、基本式の内容を熟知する必要があったわけです。


いずれにせよ、この他に「めり込み」の検討も吟味しなければなりません。
まだまだこういった作業が続きそうです。

柱の座屈のオイラー式による検証　（令和５年１２月版） - べんりや日記

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ゆきぐに木造住宅設計法

積雪を考慮した住宅の設計基準がようやく整いました


2025年より住宅も法改正が施行され、省エネルギー基準や確認申請時の制度が大幅に改変します。
木造住宅においては、４号特例の廃止によって確認申請時に提出する図面が大幅に増えます。
ZEHや長期優良住宅の普及に伴って、木造の設計の見直しが進みましたが、「積雪については関知しない」という結論となり、多雪地域では独自に積雪に関しての検討を行わなければならない事態になってしまいました。
それは、建てる側・・設計する側も重要なのですが、審査する側も何らかの基準が無ければ安全かどうかの判断がつかなくなるわけです。

当社は新潟県のワーキンググループに所属し、何度か意見交換を行いました。
現在は３月には国交省の方針も固まるようで様子見をしている状態ですが、それから積雪についての技術指針を検討するには遅い気もします。

先立って、今までの説明資料や許容応力度設計を見直しながら設計法を検討する作業を行いました。
その成果としての「ゆきぐに木造住宅設計法」がようやく完成しそうです。

内容としては

　①屋根雪荷重の考え方（壁量計算の方法をまとめた）
　②間取りと柱の考え方（部屋と柱の配置の方法をまとめた）
　③構造材の考え方（スパン表の導入）

が主な指針となり、おそらくこれを基にして「仕様基準」を作る方向となるのでしょう。
要は、この仕様書を「確認申請時に添付」すれば済むようにすれば、提出する側も審査する側も作業の簡素化が進み、木造住宅の普及につながるわけです。

柱の小径の計算に関する見直し（令和５年１２月版）を解析しました　 - べんりや日記

柱の座屈のオイラー式による検証　（令和５年１２月版） - べんりや日記

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３×９パネル（サンキュー・パネル）

３×９パネルの特徴


１　通気性
外部パネルに通気層を設けているので、乾燥した新鮮な空気で柱が長持ち！
　
２　耐震性　耐風性
従来の筋違（4.5㎝×12㎝）の1.25～2.5倍で壁量計算ができ、さらに面構造なので耐震性、耐風性に優れています
　
３　防湿、防温、防音
グラスウール100㎜を使用し、音も寒さもシャットアウト！！
内壁も２重貼り（合板＋石膏ボード）なので従来のボードのみの壁に比べて保温性もアップしています
外壁も２重構造（石膏ボード＋通気層＋外壁材）になっているので、保温性、防音性、耐火性に優れています
　
４　増改築が容易
在来木造の柱構造をそのまま利用しているので、壁を解体して増築するのに複雑な計算無しに対応できます
　
５　どこでもクギが打てる
時計や額など下地の位置を気にしないで設置できます
　
６　現場での工期短縮
直接お客様には関係ありませんが、工場でパネルを製造できるので現場で作業する期間が少なくて済みます。結果として製品精度の向上、品質の安定化、現場での残材の少量化が図れます。
　
在来軸組構造（筋違）とパネル構造（面構造）





筋違
　在来軸組構造は、基礎に固定する　”土台”
　　　　　　　　　鉛直荷重を支える　”柱”
　　　　　　　　　横荷重を伝える　”はり、桁”
　　　　　　　　　横荷重を支える　”筋違”　
　からなり、地震や強風などの横からの力は　”筋違”　が受け持ちます。
　部材どうしの結合部分にしっかりした金物（Ｚ金物等）を使って確実な施工をすればかなりの地震でも耐えることができます。

　我が社では、この筋違には米松の４．５㎝×１２㎝を用いて壁量計算をして安全かどうかを判断してきました。壁量計算では２倍、ダブルに入れると４倍の壁量になり、建物に必要な壁長さを確保します。
　在来軸組工法は２×４工法や軽量鉄骨構造に比べて”増築”が容易にでき、将来の住空間の拡張に有効です。




パネル構造
　パネル工法は在来軸組工法の”筋違”の部分がパネルになり、横からの力を受けます。
　関西地震では２×４工法の建物の倒壊が皆無であったのをきっかけに”面構造”が有効であるという考えが広まりました。
　（在来軸組工法でも、しっかりした施工さえしていれば倒壊しなかったのですが．．）従来の軸組構造に面構造を取り入れる”パネル工法”が多く見られるようになったのもこの頃からです。 　
壁倍率も片面に合板を貼ったものは２．５倍、両面の場合は５倍になります（５倍が最高値）。
　パネル工法は、在来軸組工法を使用しているので長所はそのまま引き継いでいます。増築が容易にできるのもその一つです。工場で生産すれば現場での工事期間も短縮でき、コストダウンにもつながります。（材料費は上がりますが．．）



通気パネル
　我が社では独自の”３×９パネル”を開発しました。
　特徴としてはパネル内で通気層を設けているところです。
　木材を乾燥する場合、立て掛けておくと下から上がってくる空気によって自然に乾燥していきます。
　建物の中でも同様に通気層を設ければ、下から入った空気が壁内の湿気を吸収しながら上昇し、外部へと逃がしていく．．壁内の材料が乾燥していれば耐久性が向上します。



　以上の仕様は我が社の大工と一緒にアイディアを出し合って開発したものです

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