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一貫構造計算で木造設計しませんか

よくある質問から学ぶ木造設計



取り組みへの不安



鉄骨造の構造計算はできますが、木造は未経験です



WOOD-STを使うと、木造を一貫構造計算して設計できます


一貫構造計算といえば建物の材料として鉄骨、鉄筋コンクリートを扱いますが、WOOD-STを使うと木材を扱うことができます。
木造建物をルート1、ルート2の計算ルートで設計することは、木造軸組工法、ツーバイフォー工法よりも大スパンで高さが高い木造建築を可能にする手法として注目されています。

WOOD-STを使うと
WOOD-STは鉄骨造と同じ立体フレーム解析で許容応力度計算を行います。はり、柱、床などの部材を入力するだけでモデル化、自重、地震力、風圧力などを自動計算し、構造計算書を出力します。
入力したデータは、任意形状応力解析プログラムのFAP-3、SNAPへ転送してモデル化した解析モデルを確認できます。鉄骨造の設計者であれば、部材接合部の扱いなどは勉強する必要はありますが、計算方法を新しく覚える必要はありません。
構造計算した結果は、応力図、変位図、検定比図で確認できます。

鉄骨造建物を木造化
WOOD-STを使って、鉄骨造建物モデルを木造化して設計しました。


鉄骨造建物を木造化

WOOD-STの出力例

応力図
応力図
変位図
変位図


木造集成材等建築物の一貫構造計算
WOOD-ST

木造の接合部や金物について教えてくれる人がいません



木造設計のコミュニティ「木構造テラス」が学び・出会いの場です


『(一社)木質構造の設計情報を共有する会』(通称:木構造テラス)は木造に関わる各社と構造計算ソフトメーカーが連携して、会員向けに様々なサービスを提供しています。
金物/建材/プレカットメーカーが参加していますので、非住宅木造建築の実務に即した相談をすることができます。

会員向けサービス

  • 1.実務に直結した年間6回程度の定期講習の開催
  • 2.設計情報のアーカイブ化
  • 3.物件相談の受付

木構造テラス


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店舗や事務所の木造化は建設コストが高いと聞きます



鉄骨造よりもコストダウンを図ることが可能です


コスト面で有利に木造化を進めるポイントとして、構造材に一般流通材を用いる(コスト高となる特注材を使わない)ことや、既製品の接合金物を使うこと、プレカットの仕組を最大限利用することが挙げられます。

木造と鉄骨造の建設コスト比較
建物の計画条件、内外装仕上げを同一として木造と鉄骨造のコストを比較した結果、上部構造は鉄骨造の方が安価、基礎構造は木造の方が安価になり、全体としては木造の方 がコスト的に有利になりやすい結果になりました。
基礎構造は同じ地盤であれば、木造は軽量であるため基礎を小さくすることができる一 方で、鉄骨造は重量に応じて基礎が大きく地盤がよくない場合は地盤改良工事、杭工事が必要になるため、基礎構造のコストが大きくなることがその要因となっています。

【注】下表のコストは建築工事に係る直接工事費のみで、実際には設備費・諸経費が必要です。また、比較時期や諸条件により変動します。



店舗プラン 平屋建/180m²


店舗プラン

木造 鉄骨造
地盤改良工事 0 3,600,000
基礎工事 3,067,000 3,772,000
上部構造(木工事) 8,383,000 0
上部構造(鉄骨工事) 0 6,885,000
仮設・屋根・外壁・内壁等 10,234,000 10,234,000
合計 21,684,000 24,491,000

店舗プランのコスト差

事務所プラン 2階建/331m²


事務所プラン

木造 鉄骨造
地盤改良工事 0 6,301,000
基礎工事 2,989,000 4,860,000
上部構造(木工事) 19,059,000 0
上部構造(鉄骨工事) 0 17,175,000
仮設・屋根・外壁・内壁等 19,130,000 19,096,000
合計 41,178,000 47,432,000

事務所プランのコスト差


(出典)鳥取県中規模建築物木造化ガイドブック




心地よい空間



なぜ、木材に触れるとぬくもりを感じるのですか



木材特有の触りごこちがストレスを軽減させます


木材は顕微鏡レベルで見ると、中空のパイプ状の組織が並列に配列したハニカム構造を持っており、このことが木材特有の触り心地を生み出しています。

異なる温度の材料に手を触れたときの血圧変化の比較
血圧はストレスがかかると上昇することが知られています。
木材、および他材料への接触が血圧に及ぼす影響について調べたところ、木材は他材料と比べて、生理的なストレス状態を生じさせにくいとする研究結果が得られています。
アクリルなどの人工物と比べて木材への接触においては、室温での血圧上昇は小さく、低温時には血圧上昇をもたらしませんでした。


異なる温度の材料に手を触れたときの血圧変化の比較

(出典)「科学的データによる木材・木造建築物のQ&A」,木構造振興株式会社,p.14 (2017)、「最新データによる木材・木造住宅のQ&A,木構造振興株式会社,p.42 (2011)

なぜ、自然の木目が好まれるのでしょうか



木材の表面で光が複雑に反射した光沢が視線を引き付けます


木材の表面には、無数の微細な溝が隙間なく並んでいます。
溝に当たった光は、鏡のように一様ではなく複雑に反射されるので、ギラツキの少ないまろやかな光沢を生み出します。

「照りの移動」は本物の木材ならではの意匠です
樹種によっては、材面を傾けながら、あるいは、照明の向きを変えながら観察すると、明るく、照り(光沢)のある部位が動いて見える「照りの移動」が現れることがあります。
この柄を精巧に再現した印刷シートでもなかなか再現できない照りの移動は、本物の木 材ならではの意匠といえます。


「照りの移動」は本物の木材ならではの意匠です

(出典)「科学的データによる木材・木造建築物のQ&A」,木構造振興株式会社,p.12 (2017)、「最新データによる木材・木造住宅のQ&A,木構造振興株式会社,p.42 (2011)


なぜ、木の香りをかぐとリラックスできるのですか



木材の香りは、血圧を降下させストレスを軽減します


木の香りはフィトンチッドと呼ばれる物質が作用して、ほとんどの樹種に快眠、ストレス軽減に作用する癒し効果があります。

スギチップの匂いの作用により血圧が低下したとの報告があります
男性被験者(20歳代、14名)に対し20秒間の安静の後、90秒間スギチップの匂いを呈示し血圧を計測した結果、吸入開始後に収縮期血圧が低下し、開始後40~60秒で吸入前に比較して有意な低下を示しました。
血圧が低下したということは、スギの匂いにより体が「リラックス」したことを表していると解釈されています。


スギチップの香り物質吸引による収縮期血圧の変化

(出典)「科学的データによる木材・木造建築物のQ&A」,木構造振興株式会社,p.4(2017)/恒次祐子ほか,木材工業,60,598-602(2005)


木の空間は作業効率が上がると聞きます



利用者の副交感神経が鎮静化される調査結果があります


木材のリラックス効果、断熱性、調湿作用などが複合的に働き、利用者の副交感神経が鎮静化され集中力を高めます。

内装の違いによる室内の湿度変化
実験により、外気の湿度変化と比較して、木材内装の部屋ではあまり湿度が変化していないのが分かっています。
木材は大気に比べて湿気を蓄える能力が著しく大きい特質があります、そのため、木材中から水分の出入りだけで、室内の湿度を十分にコントロールして安定した状態に保つことができます。


内装の違いによる室内の湿度変化

(出典)「科学的データによる木材・木造建築物のQ&A」,木構造振興株式会社,p.25 (2017)/則元京:木材研究・資料,11,17-35(1977)




環境・SDGs



なぜ、木造建築は環境にやさしいと言われるのですか



木造は他の構造より、建設時のCO2排出量が少なくて済みます


木材は鉄やコンクリート等と異なり、温室効果ガスであるCO2(二酸化炭素)を吸収し、貯蔵しています。このため、木材を建物に利用することは木材中のCO2を長期間にわたって固定することに繋がります。木造の建築を増やしていくことは、街にもう一つの森林をつくることと同様の効果があると言えます。

事務所建築における床面積あたりのCO2排出量推計値の構造別比較
建築工事による床面積当たりのCO2の排出量をみると、事務所の場合、木造は鉄筋コンクリート造の4割程度、鉄骨造の7割程度と少なく抑えられることが報告されており、建設時にも環境負荷の軽減に寄与しています。


事務所建築における床面積あたりのCO2排出量推計値の構造別比較

(出典)建物の内装木質化のすすめ「内装木質化した建物事例とその効果」,公益財団法人日本住宅・木材技術センター,p.66(2022)/「建物の LCA 指針」,日本建築学会,p.158(2006)


木材の利用は企業経営にどのような影響がありますか



「SDGs」「ESG投資」への取り組みとして評価されます


国産木材の利用は、森林や水源林の保全、建設時のCO2排出力の削減など、持続可能な開発目標「SDGs」の達成に複合的に貢献します。
環境・社会・ガバナンスに配慮した企業へ投資を行う「ESG投資」は、社会貢献、投資リスク低減を目的として評価され拡大しています。
SDGsとESG投資はターゲットや目標などで共通するものが多く、SDGsに取り組むことが企業価値を高めることに繋がります。


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