HOME > 無二の設計コンセプト・建築に品と価値を > 設計テーマ別:住宅設計のアイデアとコツ > 木造の耐震住宅(SE構法・金物止め工法)の設計実例とポイント、耐震構造・制震構造・免震構造の違い

木造の耐震住宅(SE構法・金物止め工法)の設計実例とポイント,耐震・制震・免震構造の違い
                     建築家・設計事務所 大阪|家・注文住宅の住宅設計、リフォーム・リノベーション

私どもと創る住宅設計は、住み始めてから年月を経ると共に愛着がまし、暮らしの中で過ごす時間を楽しんで頂けると思います

SE構法・テックワン・ナットレス工法などの耐震住宅の設計

 実績例 | 金物止め工法(SE構法・テックワン、ナットレス工法など)を用いた住宅:柱・梁 組み立て

SE構法・テックワン・ナットレス工法などの耐震住宅の設計

無機質なコンクリート住宅ではなく、日本の気候や風土に適したあたたかみのある木造の家・住宅がほしい。
しかし従来の木造在来工法では、体力壁量の制約、熟練大工の不足、技術力のばらつきなどから、どうしても耐震性については劣ると言われておりました。

耐震とは「地震の力に対して構造体の力で耐える技術」です。
耐力壁を配置し筋交いなどを設けて構造を丈夫にすることで、建物の各部分が破壊しないだけの強度を確保します。

当建築設計事務所(建築家)は、性能基準の明確な耐震構法である木造金物止め工法(SE構法・ナットレス工法・テックワン工法など)を自邸や多くの耐震住宅に採用しています。

 耐震住宅実績例 | 地震対策に配慮した金物止め工法(SE構法など)を用いた住宅の屋根構造:上棟時

SE構法・テックワン・ナットレス工法などの耐震住宅の設計

地震に強い耐震住宅の設計:SE構法などの金物止め工法の概要

柱~梁の取り付け接合部

柱~梁の取り付け接合部

SE構法・木造金物止め工法は、接合部において断面欠損が少なく、従来の在来工法で無かった構造計算ができ、構造的裏付けによる耐震性が実証されるようになりました。
また大空間・大スパンが可能となり計画の柔軟性も高まっています。

強度・品質が安定し優れた「集成材」で構成された柱と梁を丈夫な「金物」接合し、構造計算プログラムで検証された揺るぎない強度の骨組みを実現しております。

工事現場での作業は最小限となり、柱・梁などの部材、接合部の精度が極めて高く、安定した品質の建物が確保されます。

メーカーが商品化している 金物止め工法 には、テックワン、SE構法、ナットレス工法などがあります。

 耐震住宅|金物止め工法(SE構法・テックワン金物工法、ナットレス金物工法など)の特徴

木造軸組の「継ぎ手」・「仕口」部分(アリ・カマ・ホゾ等)をアゴ掛け金具・ホゾパイプなどの金具に置き換え、ボルトとドリフトピンなどで緊結する接合金具などで構成します。

「金具接合工法」は、在来工法に比べて次のような特長があります。
  ●木材の加工欠損が少なく耐力が大幅にアップ
  ●寸法精度の向上。
  ●木材を落とし込んでピンを打つだけの簡単施工により、 現場の作業性が向上。
  ●金具が木材の中に納まるため、断熱材・パネルなどがスッキリと納まる。
  ●構造材の完全部材化も可能で、施工の合理化に貢献。

  • 耐震金物:柱に梁を取り付ける為の金物を取り付けた状態

    柱に梁を取り付ける為の金物を取り付けた状態

  • 柱に取り付けた金物を上部より見る

    柱に取り付けた金物を上部より見る

  • 金物に構造材を合わせる

    金物に構造材を合わせる

  • 金物に構造材を取り付けた状態

    金物に構造材を取り付けた状態

耐震住宅の設計:SE構法などの金物止め工法のメリット

 耐震住宅実績例 | 地震対策に配慮したSE構法:金物止め工法を用いた上棟に向けての作業状態

地震対策に配慮したSE構法:金物止め工法を用いた住宅構造

 - 地震に強い住宅:木造金物止め工法・木造SE構法 -

 

土台と基礎金物の取り付け

木造SE構法の土台の基礎連結金物を設置



阪神大震災の被害を受けて開発された、木造の耐震住宅。
金物止め工法・SE構法などで使用される集成材では素材となる木材の強度を1枚づつ測定して製造されているため、天然の木材の長所を持ちつつ、反りやねじれなどの欠点を克服し、強度と安定性を生み出しました。

土台で破壊される可能性が多い構造の弱点に対して、金物止め工法、SE構法などの柱脚用金物はコンクリートの基礎に柱を強力に結合させ、従来工法や2×4工法に比べ圧倒的な引つ張り破壊耐力を持っています。

 - 狭小敷地(小さい敷地・土地)の狭小住宅(小さい住宅)の設計に対応 -

狭小敷地で空間を広く利用する為、躯体を最小限に抑えるには、強度が確保された金物止め工法、SE構法が効果的です。

今までは狭小敷地でオープンな間取りを取るには木造の在来工法だと壁や筋交いがデメリットとなり、鉄骨造が多く用いられていましたが、当建築設計事務所では、金物止め工法、SE構法などを採用して構造計算による強度の裏付けを提示しています。プランによっては従来の在来工法に比べ相当に壁面積を減らすことができます。

当建築設計事務所(建築家)は、金物止め工法・SE構法などの設計実績が多く、予算や敷地条件、ご家族の要望などに合わせて、適した工法で大中小(狭小)住宅の設計をしています。

 - オープンな間取り(プランニング~設計の自由度が高い) -

 

 

木造SE構法:軸組の構造

 

例えば、SE構法で用いる集成材は無垢材の1.3倍、接合部で用いるSE金物は、接合部1か所あたり13トンの強度があります。強度と構造計算で裏付けされた高い住宅性能で、木造住宅ながら大スパンが可能となりました。

木の感性と日本的な木組みを生かし、大きな開口部から自然光があふれる、おおらかな住宅をデザインします。

 - デザイン設計が広がる家 -

 

 

柱と梁の接合金物

木造SE構法:柱・梁の建て方



自然素材の木の長所を活かしながら、地震に強く、従来の木造住宅では叶えられなかった大空間のある住宅。

当建築設計事務所では、性能が明確な集成材と剛性のある独自の金物を接合部に用いて構造計算を行い、強度とオープンな空間を確保できる木造金物止め工法:SE構法を採用し設計力を活かしデザインします。

 - 人と環境に優しい住まいの設計 -

環境に優しい、持続や再生可能な木の魅力を最大限に生かした 「新しい時代の木の家」

精神を安定させ、ストレスから心を守ってくれる木の生み出すヒーリング効果。

古来から木という素材を好み、木の質感が見え、触れることで癒される日本人の心を大切にします。

 - 衝撃を受け止める力強さ:木骨構造 -

 

柱と梁の接合金物

木造SE構法:柱~梁の接合部分

 

木造で強度を高めるために多用される筋交いは、大きな力が瞬間的にその部分にかかりはずれたり折れる事があります。

金物止め工法・SE構法などのシステムで作られた接合部は、それ自体がある程度の剛性をもち、耐力壁の高性能と相乗して、衝撃をやわらかく受け止められる鉄骨造に劣らない強さを持っています。

集成材や金具の接合部は隠さずに、デザインの一つとして空間に取り入れる事で、見た目の力強さを生み出します。

 - ローコスト -

 

木造住宅としてはコストはかさみますが、同じ程度の強度を保つ鉄骨造の住宅に比べるとローコストです。
また鉄骨造にくらべ荷重が低い為、基礎に対する考慮が少なくて済む分、ローコストが図れます。

 - 省エネ -

 

SE構法・金物止め工法を用いた住宅の屋根材として使用される事が多いサンドイッチ断熱パネルは、構造パネルで断熱材をはさんでいるため、家の強度を高めるだけでなく、工期の低減、省エネルギーを図る事ができます。

 - 長く住み続けられる家・住宅 -

 

金物止め工法・木造SE構法などで設計された住宅は、家族のライフスタイルの変化にも柔軟に対応出来ます。
当建築設計事務所では、大きな空間に子供の数が増えれば間仕切りを入れて新たな部屋を作り、子供が成長し独立すれば
元に戻す、そんなフレキシブルな家づくりの住宅設計を提案しています。

耐震住宅の構造 ① SE構法 の詳細と施工状況

自然素材の木の長所を活かしながら、地震に強く、従来の木造住宅ではかなえられなかった大空間のある家・住宅の設計。

金物止め工法・木造SE構法を導入した家・住宅の設計は、性能が明確な集成材と剛性を持たせた独自の金物を接合部に用い、構造計算をきちんと行う事で、木造住宅ながら強度とデザイン豊かな空間を確保できます。

無二建築設計事務所:建築家の設計力を活かして、「これからの木の住まい」をかなえます。

  耐震住宅実績例 | SE構法:地震時に強い耐震住宅

地震対策に配慮したSE構法:金物止め工法を用いた住宅構造
  • SE構法:土台金物①

    土台金物①

  • SE構法:土台金物②

    土台金物②

  • SE構法:土台~柱脚金物①

    土台~柱脚金物①

  • SE構法:土台~柱脚金物②

    土台~柱脚金物②

  • SE構法:土台金物に柱を立てる

    土台金物に柱を立てる

  • SE構法:柱・梁の接合

    SE構法:柱・梁の接合

  耐震住宅実績例 | SE構法:柱・梁組み立て状態状況

SE構法:柱・梁組み立て状態

  上棟時:実績例 | SE構法:火打ち金物 取り付け状態

地震対策に配慮したSE構法:金物止め工法を用いた住宅構造

SE構法を用いた耐震住宅の設計実績例

  【中庭のある自然素材住宅:天井の高いリビングがある住まい】 

SE構法を用いた住宅の設計・施工事例
SE構法を用いた住宅の設計・施工事例
  • 柱~梁の接合金物

  • 梁に管柱を接合

  • 竣工時

  金物止め工法(SE構法)を用いた住宅:柱・梁・床板の組み立て 

SE構法・テックワン・ナットレス工法などの耐震住宅の設計

 

耐震住宅の構造 ② テックワン金物工法、ナットレス金物工法の詳細と施工状況

在来軸組工法の弱点を補うために開発された接合金物です。

木材の欠損部を極力減らし、『継手』、『仕口』部分を金具で接合・緊結することで高い精度と安全性を実現しています。

  • 梁仕口は単純なスリットとピン穴加工

  • 取り付け金具に梁を設置

  • 設置した梁にピンを挿入

【 テックワン金物工法 《 ㈱タツミ 》 】

  • 耐震住宅:木造金物止め構法の柱~梁の接合部

    柱~梁の接合部

  • 耐震住宅:木造金物止め構法の梁の接合部

    水平部材の接合部

    資料提供 : ㈱タツミ

  テックワン金物止め工法を導入した設計実績例:施工中の状態

  • 梁材を固定金具に落とし込む

    梁材を固定金具に落とし込む

  • 設置された梁材の穴に、固定金具のピンを挿入する

    設置された梁材の穴に、固定金具のピンを挿入する

【 ナットレス金物工法 《 ㈱タナカ 》】

  • 耐震住宅:木造金物止め構法の柱~梁の接合部

    柱~梁の接合部

  • 耐震住宅:木造金物止め構法の梁の接合部

    水平部材の接合部

    資料提供 : ㈱タナカ

  ナットレス金物止め工法を導入した設計実績例:施工中の状態

  • 大梁に取り付けられた金物に小梁を取り付ける

    金物に梁を取り付ける状態

  • 柱~梁を接合する金物にピンを取り付ける

    取り付けた梁をピンで固定する

テックワン金物工法を用いた耐震住宅の設計実績例

  【地震に強い木造平屋建て狭小住宅】 

金物止め工法を用いた住宅の設計・施工事例
金物止め工法を用いた住宅の設計・施工事例
  • 耐震住宅:木造金物止め構法の柱~梁の接合部

    柱~梁の接合部

  • 耐震住宅:柱~梁の軸組の建て方工事中

    建て方

  • 竣工時

 テックワン金物工法:柱・梁 組み立て 

テックワンの耐震住宅の設計

ナットレス金物工法を用いた耐震住宅の設計実績例

 【外張り断熱の高気密高断熱住宅:制震住宅・太陽光発電】

ナットレス工法などの耐震住宅の設計
ナットレス工法などの耐震住宅の設計
  • 耐震住宅:木造金物止め構法の柱~梁の接合部

    接合金物に梁を取り付け

  • 耐震住宅:柱~梁の軸組の建て方工事中

    ドリフトピンを打ち付け

  • 竣工時

 ナットレス金物工法:柱・梁 組み立て

ナットレス工法などの耐震住宅の設計

金物止め工法のメーカーとの建築構造技術 検討会

 当建築設計事務所と、㈱タツミ(建築金具工法を広める先駆けとなった全国シェア約50%のメーカー: 引用2015-2-14 日刊木材新聞)および、木材会社との合同技術検討会。

耐震構法




耐震構法のメーカーとの継手・仕口の確認 ①

梁を柱・梁に取り付けたアゴ掛け金具に取り付ける状態の確認。

耐震構法



耐震構法のメーカーとの継手・仕口の確認 ②

柱に各方面よりの梁を取り付けピン穴に固定ピンを取り付ける確認。

制震構造の制震住宅の設計:概要とメリット

制震とは、地震動をエネルギーとして捉え、建築物自体に組み込んだエネルギー吸収機構により、地震がおこっても抑制する技術です。
建築物の揺れを抑え、構造体の損傷が軽減されるため、繰り返しの地震に有効です。

現在では、耐震補強技術の一環として、一般戸建住宅や中規模の建築物を対象とし、多種多様な規格化された制震パーツが開発されています。オイルダンパー・金属ダンパーなどの制震機構を組み込んだ筋交いや高層ビル用制振装置に用いられる粘弾性体(ブチルゴム系)など、比較的簡易に取り付けられるものがあります。

地震に強い家、耐震住宅・建物:建築家の設計

住宅の構造③  制震構造の制震テープ構法の詳細と施工状況

制震テープとは、高層ビル用の制振装置に用いられる粘弾性体(ブチルゴム系)を、制震住宅用として両面テープ状に加工したもので、通常のテープの2倍以上の粘着力を持ち、高い耐久性を備えています。

柱と面材(石膏ボードなど)を強力に接着させることができます。
軸材と面材の間に緩衝剤として制震テープを挟み込んで地震エネルギーを吸収し、地震に対して建物全体が粘り強くなる事で、制震住宅となります。

厚さ1mmの制震テープをこのズレる部位に挟むことによって粘弾性体がグニュグニュ揉まれることで振動エネルギーを熱エネルギーに変換し、住宅の揺れを低減させます。

                                                                                                           文献紹介:アイディールブレーン㈱より

  • 耐震住宅:外部に制震建材を施設する制震住宅

    外部:制震テープを張った上に合板を張る

  • 耐震住宅:外部に制震建材を施設する制震住宅

    外部:梁・筋違の上に制震テープを張る

制震テープを用いた住宅の設計・施工実例

  【耐震と制震を組み合わせたダブル工法を導入した住宅】 

耐震と制震を組み合わせたダブル工法を導入した住宅
  • 高気密高断熱の制震住宅:土台に制震テープを張る

    土台・柱に制震テープを張る

  • 高気密高断熱の制震住宅:柱に制震テープを張る

    柱・梁・間柱に制震テープを張る

  • 高気密高断熱の制震住宅:制震材の上に構造用合板を張る

    左写真の上に構造用合板を張る

耐震構造・制震構造・免震構造の違い

建築物の構造建築家が構造設計をする際、建物自体の耐震性を考慮し耐震構造、制振構造、免振構造を考えます。
それぞれの工法により、建築構造内容が異なります。下記にて大まかな説明とします。

耐震構造

 揺れに耐える。
 建築物の壁や柱などを強化したり、補強材を入れることで建物自体を堅くして振動に対抗する。広く取り入られている。

 

制震構造

 揺れを吸収する。

 建築物内にダンパーと呼ばれる振動軽減装置を設置し、地震のエネルギーを吸収し建物に粘りをもたせて振動を抑える。
 制振装置は、構造体である壁の中などに設置される為、建築プランや地盤(基礎)に対する制約が少ない。
 本震の後にくる余震などの繰り返しの揺れに対し効果がある。

 

免震構造

 揺れを伝えない。

 建築物と基礎の間に免震装置を設置し建物を地盤(基礎)から絶縁(又は、切り離す)ことで、建物に地震の揺れを伝えない。
 建築物と基礎を切り離す為、建物全体の揺れを大幅に軽減できる。
 建築物内の家財道具・什器類の転倒による事故や、損傷リスクも軽減できる。

 

耐震構造・制震構造・免震構造の住宅設計

耐震住宅・制震住宅・免振住宅の設計

耐震構造・制震構造・免振構造のマンション・ビルの設計

耐震構造・制震構造・免振構造のマンション・ビルの設計

不意の災害に対して

 

阪神大震災・東日本大震災や他の大震災で建築基準法に準じて建築した建築物が損壊・倒壊を受けた事例があります。
   人間が確認できない地盤深部で起こる地殻変動が建物に及ぼす影響を想定できないことは、認知して頂かないといけませんが、
   不意の自然現象にはできるだけの対処はすべきであると思います。

 

地震に強い住宅設計について もっと詳しくお知りになりたい方は下記もご参照ください

  • 耐震住宅・地震に強い家の基礎知識

    安心安全な地震に強い住宅設計

  • 長周期地震動について

     

  • 建築基準法の制定と、(新)耐震基準

    地震に強い家造りの設計

  • 耐震等級

    耐震等級について

     

 

設計事務所・建築家の住宅設計に求められる重要なことの一つには、家族が安全に暮らせること。

そのためにも、地震対策は大切な要件です。
新築はもちろんリフォームされる際にも、できるだけしっかりと対策される事をおすすめします。

当建築設計事務所では、構造設計士と共に創る多くの耐震住宅・制震住宅の設計実績と、長年の設計経験から、地盤への考慮を含め、ご予算やご要望に応じた地震に強い家・住宅の設計をご提案します。

大阪の建築家が創る家・住宅設計は、住み始めてからも愛着がまし、共に過ごす時間を楽しんで頂けると思います。
店舗設計、ビル・マンションの設計、家・住宅の設計でこだわりの建築を大阪の建築家:無二建築設計事務所と叶えてみませんか

 

お気軽にご相談(建築相談・設計相談)ください。