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セキスイハイム『ラーメンユニット構造』ってどんな構造?

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建築物の構造形式の1つ

ーメン構造は、建築物の構造形式の1つになります。

柱と梁(はり)からできた構造体の接合部を、溶接など一体化させるように接合(剛接合)することで、強靭な「枠」を形成した構造の建築物を呼びます。

語源はドイツ語の「Rahmen(額縁の意味)」からきています。

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*なお、日本の伝統的な工法のひとつ「在来軸組工法」の木造住宅は、剛接合とは言えません。筋交いなどの斜め材が入っており、ブレース工法と同様の工法と言えます。

 

構造形式とは?

建築に加わる二つの力のこと。構造とは基本的にその二つの力に対抗する骨格のことです。
二つの力とは、第一に

※鉛直力(えんちょくりょく)

|建築の自重と建築が載せる荷重で、人や荷物や家具、あるいは車という場合もあります。自然現象としては雪などがあげられます|

第二に※水平力(すいへいりょく)

|日本では台風と地震がありますよね?厄介なのはこの水平力なんです|

いずれも自然現象なので、その現象は巾がありますが、備えておかないと建築の安全が保たれないということなんです。

また自重水平力の関係をいえば、台風(風圧力)に対しては自重が重いのが有利で(屋根に重しを載せるのがその例)あり、地震(加速度)に対しては自重が軽いのが有利ということがいえます。

※垂直方向に作用する力(荷重や外力)のこと。住宅などの建築構造物に重力方向に作用する固定荷重や積載荷重、積雪荷重、縦揺れ地震などを指している。

 

※水平方向に作用する力(外力)のこと。住宅などの建築構造物に対して、床面に平行に作用する(横揺れ)地震力や風圧力などを水平力という。

 

工法

その水平力に対抗するためにいろいろな工法がとられているので、それを大まかに整理していきます。

 

ラーメン構造

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太い柱と梁を頑丈につなぎ対抗する。プランニングでは自由度も高く、柱及び耐力壁以外は間仕切り、窓の配置も自由になる。

中高層の鉄筋コンクリート造のマンションや鉄骨造のオフィスビルでよく用いられています〜

 

ブレース構造

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いわゆる筋交(すじかい)構造のこと。柱と梁に囲まれた面に斜めに材を渡して水平力に対抗。筋交のある面を一定間隔で配置しなければならないのでプランニングに制約がある。

日本伝統の木造軸組工法や低層の鉄骨造でよく用いられます

 

壁構造

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柱と梁ではなく、丈夫な壁で構成する。壁は水平力に対して強い。それは柱梁という線的な部材ではなく、壁という面材で支えるので、力が分散され結果的に強いものとなるからです。

ブレース構造のブレース以上に構造壁の配置が重要となり、かつその壁は開口などは制限される。

2X4工法(ツーバイフォー)や低層の鉄筋コンクリート造でよく用いられます〜 

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材料により、木造・鉄骨造・鉄筋コンクリート造・組石造、という区分があります。

 

 

地震が発生した場合の力の流れ

地震には横揺れと縦揺れがありますが、最も多い横揺れについてみてみましょう!

ラーメン構造

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剛接合は変形しないよう建物全体で支え、限界がくると柱や梁が破壊されます

ラーメン構造では、梁と柱が一体化して建物全体で地震力に耐えようとします。そのため、想定以上の地震力が加わった場合、強度が弱い部材の負荷が多くなり破断する恐れがあります。

 

フレーズ構造

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ピン接合が変形して水平力をブレースに流す。柱や梁などの部材は壊れにくくブレースが耐えます

一方、ブレース構造は筋交いなどの「ブレース」と呼ばれる斜め部材が地震力を負担します。そのため、真っ先に柱や梁が破断することはありません。

 

まとめ🍀

1|ラーメン構造とは、剛接合を用いた長方形の骨組みのこと。

2|ラーメン構造のラーメンはドイツ語の「枠」という意味からきた。

3|メリットは敷地や空間を広く利用ができるための開口部の設置が自由。

4|ラーメン構造の強度の理由はラーメン構造に欠かせない剛接合によって剛接合される部材が抗力を発揮する。