1.基礎

1.基礎

 基礎は、建物の最下部の地盤に接する部分で、建物の全重量を受け、また外力を支え、これを地盤に伝えるとともに建物が沈下したり、傾いたりしないための構造部分である。地業というのは基礎から下で地盤を強化するために設けた部分である。一般に基礎ということばで使われているのは基礎と地業の総称である場合が多い。

 基礎は、建物の荷重や外力を支えるためのものであるから、十分堅固に設けなければならない。また地盤は建物の荷重を支えるだけの耐力が必要である。

 この地盤のもっている耐力を地耐力という。すなわち基礎がいかに堅固にできていても地耐力が不十分である場合は、建物は地中に沈下したり、また地耐力が均等でない場合は、建物は不動沈下して傾いたりする。地耐力が弱いところでは、地耐力が十分得られるような方法、たとえば、くいを打ち込んだり、地耐力が得られる深さまで掘り下げてその上に基礎をのせる。

(1)割ぐり地業

 割ぐり地業は、根切り底に割ぐり石をこば立てに張りつめ、目つぶし砂利を散布し突き固める方法で、一般に広く用いられる事業である。

(2)くい地業

 一般にくい打ち事業と呼ばれている。地下の深いところに支持地盤がある場合には、くい打ちを行いその上に基礎をつくる。くいは機能の方から分けると支持ぐいと摩擦ぐいがあり、また材料及び製造方法から木ぐい、コンクリートぐい(工場生産ぐい、場所うちぐい)、合成ぐい、鋼ぐいなどがある。

(3)基礎の形式

 基礎は前述のような重要な役割を持っている。したがって十分な強さが要求される。基礎は特に軽微なもののほかは、一般に鉄筋コンクリート造で、次の形式がある。

 柱一本の荷重を一個の基礎板で受ける独立基礎、布基礎、地下室がある鉄筋コンクリート造の建物などに用いるべた基礎そのほか複合基礎などがある。

建築物の主要部分の名称

 建築物の構造耐力上主要な部分とは、基礎・柱・壁・横架材(はり・けたその他これらに類するもの)・小屋組・斜材(筋かい・方づえ・火打材その他これらに類するもの)・床材・屋根材で建築物の自重もしくは積載荷重、積雪、風圧、土圧もしくは水圧又は地震その他の震動もしくは衝撃を支えるものをいう。

 建築物を完成させるには以上のほか、内外仕上げ、屋根ふき、天井、階段、開口部、造作などがある。

4.鉄骨構造

4.鉄骨構造

 鉄骨は、山形鋼、みぞ形鋼、I形鋼、H形鋼、平鋼板などを素材として組み合わせてボルト接合又は溶接によって骨組を構成する架構式構造である。鉄骨造は、木造に比べて力学的構成法が同じでも、その素材の強度がきわめて強い鋼材を用いて、柱・はり・小屋組などをつくるので、大はり間の建築を施工することができる。

 普通形鋼は、一般に熱間加工によって成形されるが、最近は、薄鋼板を冷間加工によって成形する軽量形鋼を用いる(軽量鉄骨造)ことや鋼管を用いる(鋼管構造)ことも多くなってきた。

 鉄骨造の基礎は、一般に鉄筋コンクリート造とする。柱は単一材を用いる場合と、山形鋼・溝形鋼・鋼板を組み合わせてつくる組立て柱とがあり、けた・はりも同様に単一ばりと組立てばりとがある。

 鋼材は曲げ加工が容易で、接合はリベット接合・ボルト接合・ピン接合・溶接接合などによって強固にできるから、形は木造にくらべて自由につくることができる。

 壁は石綿スレート張り又は鉄網モルタル塗り、ALC板(気泡軽量コンクリート板)などを用いることが多い。また組立てや解体が比較的たやすく、鋼材は量産できるからプレハブ建築のように建築生産の工業化の構法としては最も適している。

 鉄骨造の最大の欠点は、高熱に対する耐火性がなく、空気中でさびることである。この欠点を補うために耐火材料で被覆したり、適当な保護をすることによって耐火性・耐久性が得られる。

 プレハブ建築についてのべると、プレハブとは正確にはプレファブリケーション(Prefabrication)の略で、その言葉の意味は、「あらかじめつくられた部品などを組み合わせてつくる」ということである。つまりプレハブ建物とは、建築現場以外のところで、あらかじめ、柱・はり・床・壁などを制作し、現場に持ち込んで組み立てて建物をつくることである。プレハブ構造で一番大切なことは、つみ木のようにただ組み立てていくだけでは地震や台風によって容易に建物は壊れてしまうので、組み立てられた構造上の重要部材はしっかりと接合しなければならない。地震国であるわが国では、この接合部がプレハブ構造の最大の需要点で、設計・現場での施工に特に注意する必要がある。

3.補強コンクリートブロック構造

3.補強コンクリートブロック構造

 コンクリートブロックを積み重ねた建築物は、地震力に対して弱いため、鉄筋を適所に配置して補強したものが、補強コンクリートブロック造である。

 この構造は、補強筋を入れて積み重ねた壁体を、バランス良く配置すると同時に、基礎は布基礎として剛性をもたせ、各階の壁頂には鉄筋コンクリートのがりょうやスラブを設けて壁体と一体となるようにする。

 この構造は、工期が短縮でき、施工も容易で耐火性に富むが、施工の良否によって耐力、耐久性が左右されるので注意が必要である。

 補強コンクリートブロック造に用いるブロックは、空洞コンクリートブロックでJIS A 5406によって定められ、ブロック単体の強度によりA種、B種、C種の区別があり、建てられる階数、高さにも制限がある。

 補強コンクリートブロック造は、ブロックの縦横に鉄筋を入れながら、目地モルタルを敷いて積んでいくが、目地は縦横に通るようないも目地とした方がよい。構造において、地震などの水平荷重や鉛直荷重などを分担する壁のことを耐力壁といい、耐震上特に重要である。

 耐力壁は平面状つり合いよく配置し、上下階とも同じ位置に設け、囲まれた部分の面積は60㎡以下とする。また耐力壁の壁厚は15cm以上で、はり間方向、けた行方向ともに一定の長さ以上の壁量が必要である。

2.鉄筋コンクリート構造

2.鉄筋コンクリート構造

 鉄筋コンクリート造は、鉄筋とコンクリートのおのおのの特徴を組み合わせ、現場で、柱・はり・床はもちろん壁なども一体になるように打ち込んで作る構造をいう。

 この構造は、部材にはたらく圧縮力を圧縮に強いコンクリートにもたせ、引張力を生ずる部分には引張力に強い鉄筋にもたせるように力学的に組み合わせた構造である。

 このような2つの材料を組み合わせ、長所を発揮させると同時に互いに短所を補う。すなわち、コンクリートは鉄筋に防錆と耐火性を与え、鉄筋はコンクリートの引張りの強さを補う。さらにまた鉄筋とコンクリートは付着力が大きく、鉄とコンクリートは温度に対する膨張係数がほとんど一致しており、一定限度内で弾性係数が一定の比になるなどの特性がある。

 鉄筋コンクリート造は現場で型わくをつくって、柱とはりはもちろんスラブ、壁とも剛に結合するように施工する場合は、一体式構造となる。現在でも大部分の工事はこの形式をとっている。しかし、プレハブ建築のように、柱・はり・壁などの各部材を工場で生産しておいて、現場に運んで組み立てることがようやく盛んになろうとしている。この場合は架構式構造となる。

 鉄筋コンクリート造りに使用する鉄筋は、丸鋼と異形鉄筋があり、付着強度を要するときは異形鉄筋が用いられる。

 鉄筋は一般に径25mm以下を用い常温で加工する。鉄筋の継手はできるだけ応力の小さいところを選んで継ぐようにし、また鉄筋の末端部は必ず折曲げ(フック)をつけておかなければならないが、異形鉄筋を使用する場合にはフックをつけなくてもよい場合もある。

 鉄筋の定着部分の長さは、日本建築学会の建築工事標準仕様書JASS 5に定められている。また、鉄筋を継ぐには重ね継手と圧接継手の2つの方法がある。

 コンクリートは、セメントと骨材(砂利と砂)とを適当の割合に調合して水を加えて混練したものである。コンクリートは耐火、耐水、耐久性があり、圧縮強度も大きく、自由にいろいろの形がつくれるなどの長所をもっているが、欠点としては、引張りや曲げ強度が小さく、重量が大きく、乾燥収縮が大きい点などである。

 鉄筋コンクリートの鉄筋をさびさせないためと耐火のためには、コンクリートで完全に被覆する必要がある。これを鉄筋に対するコンクリートのかぶり厚さ(一般に鉄筋のかぶり厚さ)といい、建築基準法では、最小限のかぶり厚さを定めている。