吹き抜けをつくると構造は弱くなる?水平構面(床倍率)と火打ち梁・面材の考え方(令第46条第3項)
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ルート君
吹き抜けのある家にしたいんだけど、構造的に弱くならない?梁や火打ちって必ず要るの?
吹き抜けのある家にしても、適切に設計すれば構造が弱くなるわけではありません。
ただし吹き抜けは、床という水平構面に開口を設ける行為です。
床は地震力・風圧力を各階の耐力壁へ伝える役割を持つため、吹き抜けでこれが途切れると力の伝わり方が偏ります。
吹き抜けで構造上問題になりやすいのは、壁の量よりも、地震力を耐力壁へ伝える床(水平構面)が途切れることです。
そのため吹き抜けの周囲は梁で囲み、隅角の火打ち材か床の面材でつなぎ、大きな吹き抜けでは床の強さ(床倍率)を確かめます。
建築基準法施行令 第46条第3項(床組・小屋ばり組の緊結)
床組及び小屋ばり組には、木板その他これに類するものを国土交通大臣が定める基準に従つて打ち付け、小屋組には振れ止めを設けなければならない。
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吹き抜けは構造のどこに効くのか(水平構面)
木造の床や屋根面は、鉛直荷重を柱・梁へ伝えるだけでなく、地震力・風圧力を各階の耐力壁へ分配する水平構面として働きます。
床がひとつの面としてつながっていると、地震力は建物全体の耐力壁へバランスよく流れます。
吹き抜けは、この床面に開口を設けることになります。
開口が大きいほど水平構面は分断され、力が回り込めずに一部の耐力壁へ集中しやすくなります。
令第46条第3項は床・小屋組に何を求めているのか(火打ち材か面材か・告示第691号)
令第46条第3項は、木造の床組・小屋ばり組に「木板その他これに類するものを大臣が定める基準に従って打ち付け」、小屋組に振れ止めを設けることを求めています。
この「大臣が定める基準」が平成28年国土交通省告示第691号で、次の2通りが定められています。
| 方法 | 内容 |
|---|---|
| 火打ち材による方法 | 床組・小屋ばり組の隅角に火打材を配置する(構造用合板等の釘打ちを火打材とみなす場合を含む) |
| 面材の打ち付けによる方法 | 火打ちを設けず、根太・はり(間隔500mm以下)に厚さ30mm以上・幅180mm以上の板材をN90の釘で打ち付ける等、同等以上のせん断耐力とする |
火打ち材の設置と、面材を打ち付ける方法のいずれでもよく、火打ちだけが唯一の方法ではありません。
床組・小屋組の部材構成そのものは、木造の床組・小屋組で扱っています。
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吹き抜けに梁や火打ちは必ず必要なのか
「吹き抜けをつくると梁や火打ちは必ず要るのか」は、吹き抜けの大きさによります。
吹き抜けの周囲には、床面のふちを固める胴差し・梁が回ります。
この周囲の梁で囲んだうえで、隅角に火打ち材を入れるか、床に構造用合板などの面材を張って水平構面をつなぎます。
小さな吹き抜けであれば、周囲の梁と火打ち材・面材で水平構面を確保できます。
火打ち材は告示第691号の面材による方法に置き換えられるため、意匠上見せたくない場合は面材(剛床)で対応する設計も一般的です。
吹き抜けの大きさ・位置で構造への効き方はどう変わるのか(床倍率)
吹き抜けが構造に与える影響は、大きさと位置で変わります。
- 大きさ:吹き抜けが大きいほど水平構面の連続性が失われ、床の強さを確保しにくくなります。
- 位置:建物の端に寄せた大きな吹き抜けは、中央にある場合より力の伝達が偏りやすくなります。
床の強さは、許容応力度計算や品確法の耐震等級では存在床倍率が必要床倍率以上かで確かめます。
四号特例(新2号建築物)で構造計算をしない場合でも、令第46条第3項の仕様規定は満たす必要があります。
大きな吹き抜けやスキップフロアでは、仕様規定だけで安全とはいい切れないため、床倍率の検討をしておくのが安全側です。
なお、壁の量と配置のバランスは別の規定で、必要壁量と4分割法で確かめます。
試験・実務で問われやすいポイント
- 水平構面の位置づけ:床・屋根面は地震力・風圧力を耐力壁へ分配する水平構面で、吹き抜けはこの床面に開口を設ける行為。壁量よりも床の連続性が論点になる。
- 令第46条第3項と告示第691号:床組・小屋ばり組の水平構面は、火打ち材か面材の打ち付けのいずれかで確保する。火打ちは必須ではない。
- 吹き抜けの対応:周囲を胴差し・梁で囲い、隅角の火打ち材か構造用合板等の面材で水平構面をつなぐ。
- 大きな吹き抜け:仕様規定だけでなく、存在床倍率が必要床倍率以上かで確認する。四号特例でも令第46条第3項は満たす。
仕様規定は、学科試験でも問われやすい分野です。効率よく学べる講座は、建築士講座の費用の比較で確認できます。
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一問一答
Q. 吹き抜けをつくると、構造上まず問題になるのは何か。
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床という水平構面の分断。床は地震力・風圧力を各階の耐力壁へ分配する役割を持つため、吹き抜けで開口が大きくなると力が回り込めず、一部の耐力壁へ集中しやすくなる。
Q. 令第46条第3項で床組・小屋ばり組の水平構面を確保する方法を答えよ。
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平成28年国土交通省告示第691号により、①床組・小屋ばり組の隅角に火打ち材を使用する方法、②火打ちを設けず根太・はりに所定の板材(厚さ30mm以上・幅180mm以上等)を打ち付ける面材の方法、のいずれかで確保する。
Q. 吹き抜けに火打ち梁は必ず必要か。
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必ずではない。告示第691号は構造用合板等の面材を打ち付ける方法も認めており、火打ち材は面材(剛床)に置き換えられる。ただし吹き抜けの周囲を胴差し・梁で囲い、水平構面をつなぐ措置は必要で、大きな吹き抜けでは床倍率で確認する。
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参照
- 建築基準法施行令 第46条第3項(床組・小屋ばり組の緊結/水平構面)
- 平成28年国土交通省告示第691号(床組及び小屋ばり組に木板その他これに類するものを打ち付ける基準)
- 建築基準法施行令 第46条第4項(木造の必要壁量・軸組の設置)