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2.耐震へのこだわり

■柱を国産桧4寸にこだわる理由

土台と柱は標準で国産の無垢の桧4寸角を使用しています。4寸角(12cm×12cm)は一般住宅に使用されている3.5寸角(10.5cm×10.5cm)と比較すると0.5寸(1.5cm)の違いなのですが、断面積では1.3倍、耐久力は1.7倍にもなります。柱の3.5寸角と4寸角のこの違いは実際には見た目以上の大きな差になります。これにより、耐震・耐久性の高い家を提供することができるのです。
 
■全棟耐震等級3
「耐震等級」とは、建築基準法の耐震基準と比べて、どれぐらい強い耐震性があるか?を3段階でわかりやすく示した基準で、耐震等級3が最高等級となっています。
建築基準法では、極めてまれに(数百年に一度程度)発生する地震による力が定められており、この力に対して倒壊しない程度のものを「等級1」としています。
その「等級1」の1.5倍の耐震性を持つのが「等級3」で、消防署や警察など防災の拠点となる建物がこの基準に相当します。
杉森建設では、全棟「耐震等級3」を標準採用しています。
 

 
1.木造トップクラスの耐震構造

柱や梁などの軸材を組んで骨組みを校正する軸組み工法に、耐力壁としてのパネルを組み合わせてつくる、木造軸組み工法+パネル工法を採用しています。

軸材と軸材の間に耐力壁の役割を果たすパネルを張り付けるため、強度は一段と増し、地震や台風などによる外圧に対して、より頑丈な構造体をつくり上げることができるのが大きな特徴になっています。

軸組み工法の良さの一つである設計の自由度を活かしながら、パネルによる壁式工法で高い気密性の住まいも実現してくれる、木造ではトップクラスの工法です。

 

2.超高耐震ベタ基礎採用

杉森建設では外周だけの布基礎ではなく、耐震性に優れ、不動沈下防止に効果を発揮する強固なベタ基礎を標準採用しています。

ベタ基礎は地盤と基礎が一体化しているためベース面積が広く、布基礎に比べ安定感に優れています。建物自重・積載荷重を分散し、均一に受ける構造なので地盤への負荷を軽減します。
また、布基礎のように床下が土ではなくコンクリート一体型仕上げなのでシロアリ被害を防止することができます。

配筋は太さ13mmの鉄筋を150m間隔で施工しています。
さらに立ち上がりのコンクリートは、建築基準法の定める基礎立ち上がり幅120mmを上回る150mmにすることにより基準以上の強度を確保しています。
優れた強度で地震、台風などの外的衝撃を基礎全体で分散、吸収し家が傾く原因の不同沈下を防ぎます。
建物には台風や地震によりねじれの力がかかり、このねじれを基礎は受け止めます。
特に、基礎コーナー部分は強い力を受けます。
基礎のコーナー部分に斜めのコーナーハンチ(三角)を造り、基礎の剛性を高めています。
家は建物が強くても基礎がしっかりしていなければ安心できません。大切な家だからこそ、杉森建設は家のもととなる基礎にこだわりをもって造っています。

 

3.背割れなしの国産桧の柱
木材に含まれる水分量を表す指標として、「含水率」というものがあります。原木から製材したばかりの木材は水分をたくさん含んでおり、乾燥が進むにつれ変形や収縮、曲り、反り、割れが生じます。そのため生材の状態のまま使用して住宅を建築した場合には、後に自然乾燥してきた際、この変形や収縮の度合いが大きい為に家の構造に歪みが起きる可能性が高くなります。
これを防ぐため、人工的に柱の芯まで適度な深さの溝を施す「背割れ」を行うことが一般的です。背割れを芯まで入れておくことで内部まで均一に乾燥させ、曲がりや反りを防ぐことができます。

一般的な住宅の柱に使われる無垢材は「背割れ有り、含水率20%以下」の木材が使用されることが一般的です。
しかし、昨今の高気密住宅においてはエアコンなどの空調により室内が極めて乾燥するため、含水率20%では反りや割れなどが生じることが多々あります。


そこで杉森建設では「背割れなし、含水率15%以下」の含水率のバラつきが少ないハイクオリティな国産無垢材の桧を採用しました。
無垢材を背割れなしでしっかり乾燥させることは手間がかかります。しかし、柱は建物全体を支える大事な部材ですし、一度建てたら交換が出来ない部分だからこそ背割れのない丈夫な柱を使い、何世代も受け継ぐことができる家を造りたいと考えております。

※真壁和室のように柱が見える箇所は室内側に割れがおこらないよう、背割れ部分を裏側へ入れてあります。

 

4.桧の土台と大引き
柱以外に土台と大引にも標準で桧を使用しています。
土台と大引きは、共に床全体を支える木材です。このことから耐久性があって腐りにくい桧を採用しています。

桧はシロアリを寄せ付けない特性を持つことから、建築基準法では一定の条件を満たせば薬剤散布によるシロアリ駆除対策を講じなくても良いことになっています。湿気に強く耐久性があり、防虫効果のある桧を使った家こそ家族に本当の安心を与えてくれる家だと考えます。

大引きの間隔は910mm間隔で格子状に組まれます。この上に28mmの構造用合板パネルを使用して水平剛性を高めています。

 

5.制震を全棟標準装備

杉森建設では、金物で固定し強度を高めて揺れに耐える「耐震」に、地震の揺れを吸収する「制震」を併用した「耐震」+「制震」で地震への対策をしています。
「スマート制震工法」は、当社の強靭な桧の構造に「制震材」を軸材(柱・梁)と面材(壁材)の間に施工し、家全体をダンパーにした工法です。
1階だけでなく、強い地震力が加わる2階・3階まで粘弾性体をテープ状にして家全体に施工するので、地震の力が集中せず、柱や壁、壁材にも負担をかけません。そのため、近年起こった大地震と同じレベルの震度7の揺れでも壁紙が破れません。
兵庫県南部地震を何度も与えた実物大振動実験において、住宅の揺れを最大80%低減できることを確認しています。

 

■高層ビルの制震装置を木造住宅へ

制震材は高層ビルの制震装置に用いられる粘弾性体を、木造住宅用として両面テープ状に加工したもので、110年間以上の耐久性をもっています。高層ビル用に開発された粘弾性体は、耐久性とエネルギー吸収性に大変優れています。
粘弾性体を2枚の鋼板に挟んだビル用制震装置は、強すぎて一般住宅には不向きでしたが、この材料に注目した防災科学技術研究所・東京大学・清水建設の3者は、粘弾性体を両面テープ状に加工し、柱・梁と面材の間に挟み込むことで大地震時の損傷を極限まで抑える住宅用制震システムを開発しました。

 

■制震材の効果
イラストのように、大地震時に柱と梁が平行四辺形に変形するのに対し、面材は長方形のまま抵抗するため相互間にズレが生じ、釘が曲がったり折れたりします。そのため住宅全体が緩み、地震の度に変位はドンドン大きくなっていきます。

このズレる部位に厚さ1mmの制震材を挟むことによって、振動エネルギーが熱エネルギーに変換され揺れが軽減されます。

全ての外壁のパネルに貼り付けた制震材が揺れを吸収します。建物全体が制振機能を持つので、一般的な制振工法のように制震ダンパーを設けた部分だけに大きな負担が掛かりません。

 

■繰り返しの地震に強い

下のグラフのように、制震材を施工した住宅は、繰り返しの大地震を受けても住宅の揺れはほぼ同じ変位を保ちます。

※本実験は、独立行政法人防災科学技術研究所(旧文部科学省)、清水建設(株)、東京大学の共同実験によるもので、日本建築学会大会学術講演梗概集(2001.9)に掲載されています。

 

■最大80%揺れを低減

兵庫県南部地震を何度も与えた実物大振動実験に於いて、スマート制震を使用すれば、住宅の揺れ(層間変位)を最大80%低減できることを確認しています。
これは、制震材を全体にバランス良く配置し、住宅まるごとダンパーにしているからこそ為せる業です。

 

■1,000m以上を分散配置

一般的な制震装置は、「揺れを熱エネルギーとして吸収する素材(吸収材)」と「そこへ揺れを集める仕組み(伝達材)」の2つで成り立っています。
しかし、制震材は約1000mの吸収材を住宅全体に分散配置するので伝達材は不要になり、振動吸収のバランスも良く、大きな制震効果が期待できます。
これは一般的な制震住宅の10~100倍のエネルギー吸収材の量に相当します。

 

■110年後も十分な制震性能

劣化の三要素のうち制震材にとって問題となる熱劣化について、アレニウス法に基づく促進実験により、110年以上の間、粘着強度の変化率が0~-10%間を安定推移することが実証されました。

 

 

4 つ の こ だ わ り