ノウハウ2023年11月15日

テーブルのような形をしていたらラーメン構造!?成り立ちや材料について理解しよう

私たちの身の回りには、さまざまな構造の建築物があります。
その中でも、柱と梁で建物を支えるラーメン構造は、住宅や商業施設、公共施設など、さまざまな建築物に採用されています。

本記事では、ラーメン構造についてご紹介します。

ラーメン構造の特徴

ラーメン構造とは、柱と梁で建物を支える構造のことです。
柱と梁は溶接やボルトなどによって剛接合されており、一体化された骨組みを形成しています。
ラーメン構造は、ビルやマンションなどの高層建築物や体育館や工場などの大規模な建築物によく用いられます。
また、近年では住宅にもラーメン構造が採用されるケースが増えています。

ラーメン構造の主な特徴には以下が挙げられます。

ラーメン構造の梁

ラーメン構造は、柱と梁で建物を支える構造ですが、横棒を加えるとさらに強度や耐震性を高めることができます。
横棒は、柱と柱を剛接合することで、建物全体を一体化させます。
そのため、地震の揺れや風圧などの荷重を建物全体で受け止めることができ、倒壊を防ぐことができます。
また、横棒があることで建物の歪みを抑えることができるため、建物の安定性を高め、耐震性を向上させることができると考えられています。

ブレース構造

ブレース構造は、柱と梁を直角につなぐ梁のことです。
ブレースは、建物に水平方向の力を加える地震や風圧などの荷重を支える役割を担います。
筋交いとも呼ばれており、三角形を作ることで直角を保つことができます。
ブレース構造を用いることで、柱や梁を細くしたり直角が崩れないようにしたりすることが可能です。
特に、軽量鉄骨造で用いられることが多いです。

大梁・小梁

ラーメン構造は、柱と梁で建物を支える構造です。
大梁は、柱と柱をつなぐ大きな梁のことです。
重要な部材であり、建物の骨組みを形成しています。
小梁は、梁と大梁の間に架け渡す小さな梁のことです。
大梁の上に架け渡され、床や壁などの荷重を支える役割を担っています。

大梁と小梁の違いは、大きさや強度です。
大梁は小梁よりも大きく、強度が高いのが特徴です。
大梁は、建物の骨組みを形成する重要な部材であり、建物の強度や耐震性に大きく影響します。
小梁は、床や壁などの荷重を支える補助的な役割を持っています。

ラーメン構造のメリット

ラーメン構造の主なメリットは、以下のとおりです。

耐震性が高い

ラーメン構造は、柱と梁が剛接合されているため、地震などの水平方向の力に強く、耐震性が高いというメリットがあります。
柱と梁が一体化することで建物全体が強固になり、地震の揺れや風圧などの荷重を支えることができます。

自由度が高い

ラーメン構造は、自由に柱と梁の配置ができるため、さまざまな形状の建物の建設が可能です。
そのため、吹き抜けや大きな窓、L字型やU字型の間取りなど、さまざまな間取りを実現できます。

施工がしやすい

ラーメン構造は、部材を現場で組み立てるだけなので、施工がしやすいです。
柱と梁を接合する方法は溶接やボルト接合などがあり、工場で部材を組み立てて現場に運び込むこともできます。
そのため、工期を短縮することができます。

ラーメン構造の注意点

ラーメン構造を作る際に、柱の位置を揃える必要があるとされています。
ラーメン構造は、柱と梁で建物を支える構造のため、柱の位置が揃っていないと梁の強度が低下し、建物にかかる荷重を支えきれなくなる可能性があります。
また、柱の位置が揃っていないと建物の歪みが生じ、耐震性が低下する恐れもあります。

たとえば、梁の上に柱を置くと、梁を曲げようとする力がかかります。
梁が壊れないようにするためには、大きくて特殊な針を使用しなくてはいけません。
こうしたことを避けるため、柱の上に柱があるのが基本とされているのです。
設計段階では、建物の強度や耐震性、施工性などを考慮し、柱の位置が決定されます。

曲線や三角形の床でも作ることは可能

ラーメン構造は、柱と梁で建物を支える構造です。
柱と梁は通常は直線ですが、曲線や三角形の梁を用いることで曲線や三角形の床を支えることができます。
デザイン性が高く、空間を有効に活用できるなどのメリットがあります。
ただし、曲線や三角形の床のラーメン構造は通常のラーメン構造よりも設計や施工が難しく、コストも高くなるなどのデメリットもあります。
しかし、デザイン性や空間の有効活用に優れているため、近年では住宅や商業施設などの建築物に採用されるケースが増えているといわれています。