中層大規模木造建築設計支援情報

中層大規模木造建築設計支援情報
Ki
東京大学生産技術研究所
NPO法人 team Timberize
腰原幹雄
設計
大規模木造建築
非住宅
設計者
木造建築
小規模設計事務所
工務店
大規模建築、公共建築
組織事務所
ゼネコン設計部
構造システム
中大規模木造
ふたつの木造
た
木造
木造住宅の技術の延長
鉄骨造、RC造の技術
（建築の共通言語）
築
構造計画
壁量計算
製材、中断面集成材
プレカット
補強金物
構造計画
許容応力度計算
ア ド ウッド
エンジニアード・ウッド
NC加工
接合金物
構造システム
中大規模木造
ふたつの木造
た
木造
木造住宅
木造建築
壁量計算
製材、中断面集成材
プレカット
補強金物
構造計画
許容応力度計算
エンジニアード・ウッド
NC加工
接合金物
特定の施主に提供
不特定多数の人に提供
構造システム
中大規模木造
ふたつの木造
た
木造
木造住宅
木造建築
補強金物
接合金物
PL-2.3、3.2
曲げ加工
電気メッキ
PL-6、9
溶接
亜鉛メッキ
中高層木造
コスト＋生産システム
建築コスト
建築コスト
大量生産・規格品・オープンシステム
部材断面
105、120
平面モジュール
910
建築コスト
一品生産・特注品
鉄骨造
建築コスト
木造住宅用部材寸法
中大規模木造用部材寸法
大断面集成材
ハイブリッド部材
.
線材
105
120
シリーズ
180,210,240
シリーズ
シリ
ズ
（樹種別）
面材
建物モジュ ル
建物モジュール
3×6（910×1820）
4×8（1200×2400）
接合部
構造システム
確認申請に使用できる技術情報
【課題】 寸法、樹種の多様性
→ 部材断面の標準化、構造性能
都市木造
中大規模木造用部材寸法
断面規格 燃えしろ設計対応
製材
150 × 360、450
集成材
150、180、210、240（120×２）
× 450、600、750、900
LVL
150
× 450、600、750、900、1050、1200
樹種 規格
樹種・規格
集成材
E65F225（スギ）
E105F300、E95F270（カラマツ）
LVL
60E（スギ） 120E（カラマツ）
60E（スギ）、120E（カラマツ）
平面モジュール
1200 4×8板、4×10（壁）
構造システム
確認申請に使用できる技術情報
【課題】 寸法、樹種の多様性
→ 部材断面の標準化、構造性能
建築コスト
製材︖
中大規模木造用部材寸法
大断面集成材
ハイブリッド部材
重ね梁
計算法が複雑
性能が︖
↓
既製品（木質建材） 180,210,240
シリーズ
シリ
ズ
仕様、スパン表
（樹種別）
4×8（1200×2400）
Mokuzai-kaikan 2009
建築コスト
建築コスト
大型木造用部材
デイサービスセンター かがやき
群馬県邑楽町 2005年
地上1階建 675㎡ 木造
設計 栽花建築設計事務所
設計︓栽花建築設計事務所
構造設計︓稲山正弘
小断面集成材による平行弦トラス架構を用いてスパン１５ｍの広い空間を実現。
建築コスト
設計支援情報
実験
規準書1
規準書2
設計者A
HP
資料
コストと時間
がかかる
計算書
雑誌
理論式だけ
では不安
建物A
設計支援情報
実験
規準書1
規準書2
設計者A
HP
資料
コストと時間
がかかる
建物A
計算書
理論式だけ
では不安
雑誌
建物B
規準書1
規準書2
計算書
設計者B
設計支援情報DB Ki
設計者C
計者
実験
HP
資料
雑誌
23
建物C
トラス
トラス
トラス
大型木造用部材
木造住宅の技術
製材＋プレカット 郊外型店舗、コンビニエンスストア
建築コスト
中層 高層 大規模木造の新たな生産システム
中層・高層・大規模木造の新たな生産システム
標準形 → 発展形
生産システム ≠ 構造システム
中高層木造
構造設計
木造建築の構造設計
中大規模木造
ふたつの木造建築
た
木造建築
木造住宅
木造建築
壁量計算
許容応力度等計算
令46条第2項
令
6条第 項
許容応力度計算
（１次設計）
（
次設計）
限界耐力計算
（損傷 安全）
（損傷・安全）
保有水平耐力計算
（ 次設計）
（２次設計）
限界耐力計算
（損傷・安全）
構造設計
設計法と使用材料
壁量計算
無等級材
JAS構造用
製材
構造用
集成材、
LVL等
新しい
木質材料
○
○
○
○
○
○
許容応力度等計算
限界耐力計算
○
○
○
時刻歴応答解析
○
○
○
※壁量計算
量計算
戸建住宅を前提。延床面積500m2以下。
○
木造住宅の解析
解析モデル
FEM Analysis
曲げ要素
・ 剛棒要素と回転バネ要素から
なる要素群
・ 回転バネにより曲げ変形と曲
げ破壊を表現
(柱梁) 軸力要素
• 両端ピン
• 弾性軸剛性
筋かい(軸力要素)
• 圧縮筋かいと引張筋
かいを二重に配置
• 圧縮筋かいは圧縮変
形時、引張筋かいは
引張変形時にのみ耐
力を有する
圧縮筋かい
材端バネ要素
• 変形・破断が生じる接合
部に配置
• x(材軸)方向には所定の
復元力モデル、y,z方向
は剛相当
362cm
728
728cm
z
x
y
引張筋かい
引張筋
モデル図提供︓日本システム設計
構造解析
構造設計
構造計画
構造解析
木造住宅の解析
解析モデル
FEM Analysis
難しい︖ 簡単︖
曲げ要素
・ 剛棒要素と回転バネ要素から
なる要素群
・ 回転バネにより曲げ変形と曲
げ破壊を表現
(柱梁) 軸力要素
• 両端ピン
• 弾性軸剛性
筋かい(軸力要素)
• 圧縮筋かいと引張筋
かいを二重に配置
• 圧縮筋かいは圧縮変
形時、引張筋かいは
引張変形時にのみ耐
力を有する
圧縮筋かい
引張筋かい
引張筋
材端バネ要素
• 変形・破断が生じる接合
部に配置
• x(材軸)方向には所定の
復元力モデル、y,z方向
は剛相当
362cm
728
728cm
z
x
y
設計支援情報
組
組立工法
法
接合部の性能＝建物の性能
接合部の評価が重要
ピン接合、剛接合
半剛接合
線形
非線形
スリップ（がた）
情報さえあれば・・・
設計支援情報
中層大規模木造設計支援情報
（林野庁補助事業）
Ki
h //
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ki ki i f /
日本集成材工業協同組合
日本合板工業組合連合会
全国LVL協会
JBN
ドット・コーポレーション
NPO法人 team Timberize
設計支援情報
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設計支援情報
設計支援情報
都市木造
設計支援情報
柱梁接合部
設計支援情報
柱梁フレーム（ラーメン）
設計支援情報
耐力壁
都市木造
CN75@50 2列
40kN/m
設計支援情報
設計支援情報
都市木造
柱脚金物の標準化
構造特性
接合部
構造システム
中大規模木造
ふたつの木造建築
た
木造建築
↓
木造建築
木造住宅の技術の延長
鉄骨造、RC造の技術
（建築の共通言語）
構造計画
壁量計算
製材、中断面集成材
プレカット
補強金物
構造計画
許容応力度計算
ア ド ウッド
エンジニアード・ウッド
NC加工
接合金物
木造建築
倫理研究所 牧野富太郎記念館
木造建築
木組接合
金物接合
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（林野庁補助事業）
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日本集成材工業協同組合
日本合板工業組合連合会
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材料
構造
防耐火
内装