調査方法編

外  壁
外壁とは、建築物の外部に面している壁をいい、骨組(※)により構成される垂直構面と外部仕上材を総称していう。
骨組とは、屋根や床の固定荷重(自重)及び積載荷重を小屋組、床組を通して鉛直荷重として基礎・地盤に伝える構造部分をいう。風や地震等の水平荷重に対しては床が水平構面として抵抗し、骨組を通して基礎・地盤に伝える役割をもつ。
外壁は、屋内と屋外を仕切るもので、構造安定性や防耐火性能が要求されるほか、防水性、耐候性、断熱性、遮音性等が要求される。
外壁は、基礎や地盤等建物を支える根幹の部分に近接しており、外壁の不具合事象が基礎の沈下等さらに重大な不具合事象を伴うものかを、初期の段階で判別することが重要である。そのため、居室・部位を中心に、住宅の構造体全般の状況を調査することが必要である。

骨組:柱、梁、筋かい等から構成される壁体の架構
(chord作成)
<骨組の種類>

1.鉄骨造の構造形式

外壁を構成する主要な部分である骨組は、次の(1)から(3)までの3種類の構造形式に大別され、建物はこの3種類の形式の組合せにより構成されている。
建物に作用する水平荷重(地震力、風圧力等)との関係に照らした各構造の特徴について、以下に整理する。
(1)
ラーメン構造
  • 線材である柱と梁だけで構成されており、柱と梁の接合部は基本的に剛接合となっている。
  • 水平荷重が加わると、フレームとしての曲げ剛性によって抵抗し、柱・梁には曲げモーメント、せん断力及び軸力が生じる。
  • 柱・梁の部材断面が小さいとフレーム全体の剛性も小さくなり、水平荷重に対し過大な変形が生じる。従って、柱・梁の部材断面を決定する場合は、耐力だけでなく変形に対しても十分な検討が必要である。

ラーメン構造の水平応力と水平変位(引用1)
引用1
  • 「建築知識 1995年2月」p58 塚田 良仁((株)建築知識 編集・発行)
(2)
筋かい(ブレース)構造
  • 柱と梁により構成されたフレーム内に、筋かいを組み込んだ構造であり、柱に対する梁・筋かいの接合部は基本的にピン接合となっている。
  • 水平荷重が加わると筋かいの軸剛性によって抵抗し、柱、梁及び筋かいには軸力しか生じない。筋かいには、引張り応力だけで抵抗する引張り筋かいと、引張り応力と圧縮応力の両方とも抵抗できる引張り・圧縮筋かいの2種類がある。
  • 軸組筋かい構造は水平荷重に対して変形が小さく、剛性・耐力を大きく取ることができる。

ブレース構造の水平応力(引用2)
(3)
筋かい付きラーメン構造
  • ラーメン内に筋かいが組み込まれた、ラーメン構造と筋かい構造の混合方式である。
  • 柱と梁の接合部は基本的に剛接合である。筋かいはピン接合であるが、筋かい材を使用する部材断面の種類によっては剛接合とする場合もある。
  • ラーメン構造の粘り強いフレームに、剛性・耐力の大きい筋かいが組み込まれているため、筋かいをバランスよく配置することによって、ラーメン構造よりも耐震面で有利なものとすることができる。
引用2
  • 「建築知識 1995年2月」p58 塚田 良仁((株)建築知識 編集・発行)

2.鉄鋼系プレハブ工法の構造形式(参考1)

(1)
パネル形式
鋼製枠にブレースを内蔵したパネル(以下「ブレースドパネル」という。)及び鋼製枠を面材(スキン)により補強したパネル(以下「スキンパネル」という。)に、水平荷重及び鉛直荷重、又は水平荷重のみを負担させる構造形式。
(2)
軸組・パネル併用形式等
柱・梁の軸組に鉛直荷重及び水平荷重の一部を負担させ、軸組に設置するブレースドパネル、スキンパネル及び筋かい(ブレース)に水平荷重の全部、又は一部を負担させる構造形式。
(3)
ラーメン形式等
ラーメン構造の軸組で構成される構造形式及びラーメン構造を筋かい(ブレース)又はブレースドパネル等で補強した構造形式。
(4)
ユニット形式
柱・梁の軸組がラーメン構造であるユニット(箱形状、その他これに類する形状のものをいう。以下、同じ。)により構成される構造形式及びユニットを筋かい(ブレース)、又はブレースドパネル等で補強した構造形式。
<外壁仕上工法の分類>
鉄骨造の外壁仕上工法は、湿式工法と乾式工法に大別される。
鉄骨造は鉄筋コンクリート造に比較して柔らかい構造であるため、地震等による架構の水平変形にも十分対応できるような配慮が設計に求められる。
湿式工法は、変位へ追従できるよう、施工を行う必要がある。
乾式工法は、工場生産された材料等を現場で組み立てる工法で、ALCパネル(※)、PC版、窯業系・金属系サイディング等が代表的なものである。
乾式工法の場合にも、変位への追従性に十分配慮した材、工法の選択や施工が要求される。鉄鋼系プレハブ工法において構造パネル面が外壁を兼ねる形式の場合は、外壁面(構造パネル面)のひび割れ等が構造パネル単位全体の取替えにつながるので特に注意が必要とされる。
参考1
  • 「低層建築物の構造耐力性能評定に関する技術規程(鉄鋼系)」ビルディングレター‘97.9((財)日本建築センター編集・発行)
ALCパネルは、その厚さにより、ALC厚形パネル(厚さ75mm以上200mm以下)とALC薄形パネル(厚さ35mm以上75mm未満)(参考2)に分類されている。
本資料集におけるALCパネルに関する記載は、ALC厚形パネルを対象としている。
<外壁仕上材の種類>
一般的な外壁仕上材として以下のものがあげられる。(外壁仕上工法の材料等との適合性により限られるものがある。)
  • 仕上塗材仕上げ(複層仕上塗材・厚付仕上塗材・薄付仕上塗材等)
  • 塗り仕上げ(モルタル塗り、プラスター塗り等)
  • タイル張り仕上げ
その他、外壁仕上工法の材料等にあらかじめ仕上げが施されたものがある。
参考2
  • 「JIS A5416:2016軽量気泡コンクリートパネル(ALCパネル)」((一財)日本規格協会)