建物に使われている構造の種類はご存じでしょうか？建築の構造は、建物の広さや高さによって用いられている種類が異なります。構造にはそれぞれ特徴があるため、建物を建てる際は知っておくとよいでしょう。本記事では、ラーメン構造の特徴やその他の構造について紹介します。
目次
ラーメン構造はドイツ語の「Rahmen（額縁）」が由来
マンションで主に用いられる構造は、ラーメン構造と壁式構造の2種類です。本記事では、ラーメン構造について説明していきます。ラーメン構造と聞いて、すぐに形を想像できる方は多くないでしょう。ラーメン構造の由来は、ドイツ語のRahmenから来ています。Rahmenは額縁・枠の意味で、ラーメン構造は柱と梁から成る枠のような構造です。
ラーメン構造の柱と梁の接合方法は、一体化させて接合する剛接合です。剛接合は溶接して接合するやり方や、コンクリートを流し込むやり方があります。また、木造建築でも銅板やボルトで強力に接合する場合は、剛接合と呼ばれています。剛接合は接合部分が強固に繋がっているため、建物の骨組みが変形しても接合部分は変形しないのが特徴です。
そもそも柱と梁の違いは何でしょうか？柱は建物を支える垂直の部材です。それに対して梁は、柱同士を水平につなぐ部材です。梁には屋根を支える働きや、地震の揺れやねじれから建物を守る役割があります。
ラーメン構造は柱と梁から作られており、斜めの部材が使われていません。そのため他の構造に比べて、地震の横揺れによる負荷は逃がしにくい傾向です。接合部分が強固なため、一定の揺れまでは建物全体で耐えることができます。ただし、限界を超えると建物が崩壊する危険性もあるでしょう。
ラーメン構造と壁式構造のどちらが耐震性に優れているかは、一概には決められません。建物の耐震性は、地盤と耐震強度によって決まります。つまり、構造のみが耐震性を左右するわけではないのです。ラーメン構造の建物でも、地盤や耐震強度が強ければ耐震性が高いといえます。
ラーメン構造の特徴
ここでは、ラーメン構造の特徴を見ていきます。完成したマンションの構造を知りたいときは、これらの特徴に当てはまるかをチェックしてみましょう。
柱とは梁で作る長方形の構造
壁ではなく柱と梁で建物を支えるのが特徴です。そのため、壁の配置に制限がなく、空間を自由に設計できます。また、壁式構造に比べてリフォームの選択肢も広がります。
柱や梁が出っ張る
柱や梁があることで、室内の空間に凹凸が生まれるのも特徴です。壁式構造では、柱の出っ張りが生じません。空間の凹凸が気になる方は、予め間取り図で確認しておくとよいでしょう。ただし、間取り図によっては細かい凹凸が記載されていないこともあるため注意が必要です。
高層マンションが建てられる
一般的に、6階以上のマンションはラーメン構造で建てられることが多いです。建築基準法により、壁式構造で建てられるのは5階までと定められています。ラーメン構造は低層マンションも建てられるため、幅広い設計が実現できます。
ラーメン構造のメリット・デメリット
高層マンションにも用いられるラーメン構造ですが、メリット・デメリットは何があるのでしょうか？ここでは、ラーメン構造の建物に見られるメリット・デメリットを紹介します。建物の構造を選ぶ際は、ぜひ参考にしてみてください。
メリット
建物をラーメン構造で建てるときのメリットを4つ紹介します。１つ目は、間取りを自由に決められることです。壁式構造のように壁の位置に制限がないため、間取りの自由度が上がります。大きい建物も建てられる構造なので、広い部屋を作る際や高い建物を建てる際にも用いられます。
2つ目のメリットは、リフォームがしやすいことです。子供が小さい時期は部屋数を多くして子供部屋を作り、将来的には壁を無くして広い部屋にすることも可能です。また、老後にバリアフリーを導入するのもよいでしょう。壁式構造では、耐震性に関わるため自由に壁を撤去できません。リフォームで間取りを変える予定がある方は、将来を見据えた設計にする必要があります。
3つ目のメリットは、設計の自由度が高いことです。柱と梁で建物の構造を作るため、天井が高い建物や吹き抜けのある建物も設計できます。吹き抜けがあるオフィスビルやショッピングモールも、ラーメン構造で建てられるでしょう。また、壁式構造では設置できない大きさの窓を作ったり、ガラス窓を設置したりすることも可能です。
4つ目のメリットは、工事が比較的スムーズに行えることです。他の構造に比べて、ラーメン構造は設計がシンプルです。そのため工期も短くなり、スムーズに工事を進められます。
デメリット
次にラーメン構造で建物を建てるデメリットを3つ紹介します。1つ目は、室内に凹凸があることです。見た目が気になるだけでなく、室内が狭く感じる可能性もあるでしょう。とくに大きい建物は柱や梁が太くなり、家具が置きにくくなる場合もあります。入居前に間取りを見て、凹凸が邪魔にならないかを確認するとよいでしょう。置きたい家具が決まっている方は、寸法を図って置く場所を決めておくと安心です。
2つ目のデメリットは、コストが高めなことです。一般的に、鉄で作られる建物は木造に比べてコストが高くなります。ラーメン構造で広い建物や高さのあるマンションを建てる際は、強度を上げるために多くの鉄が使われます。鉄の使用量が増えると、建材費が高くなるでしょう。また、建物が重くなると、地盤改良が必要になるケースもあります。その場合はさらに工事費用がかかるため、結果的に木造建築よりも高コストになります。
3つ目のデメリットは、壁が薄い建物もあることです。ラーメン構造は壁の厚みがとくに定められていません。壁が薄いマンションは隣の部屋の音が聞こえやすく、声や物音がうるさいケースもあります。既に建っているマンションや中古マンションを購入する場合は、音が気にならないかを確認しておくと安心です。
柱と梁の材料は3種類ある
建物の構造は、柱と梁の材料でも分類できます。何を用いて柱を作るかで、建物の重さや耐震性が変化します。また、かかる費用や工期も変わってくるでしょう。柱や梁に用いられる材料は、以下の3種類です。
RC造
コンクリートに鉄筋の芯が入っている構成材です。鉄筋は引張（ひっぱり）に強く、コンクリートは圧縮力に強い特徴があります。両方の特性を生かした強度がメリットで、コンクリートを型に入れて作るため形の自由度も高いです。ただし、鉄筋の芯により重くなる注意点があります。
SRC造
RC造と同じ作り方で、支柱に鉄骨を用いた構成材です。しなやかさと強度があり、RCに比べて軽くなるメリットがあります。ただし、RC造よりもコストが高くなり、工期も長くなる傾向です。
S造
柱や梁の骨組みに鉄骨を用いる構成材です。コンクリートの使用量が少ないため、RC造やSRC造と比べて軽くなります。さらにコストも抑えられて、工期が短めな特徴もあります。ただし、他の2つよりも耐震性は劣るのが注意点です。高層マンションの建設では、RC造やSRC造と組み合わせて使われることもあります。
ラーメン構造以外にも様々な構造形式がある
建物に用いられている構造は、ラーメン構造の他にも複数あります。どのような種類があるのか、把握しておくとよいでしょう。ここでは、構造形式の種類を紹介します。
凹凸のないラーメン構造
ラーメン構造も工法によっては、空間の凹凸を目立たせない施工が可能です。ここでは、具体的にどのような方法があるのかを紹介します。
逆梁工法
床部分に梁がくるように設計する工法です。通常は天井に梁があるため、空間の凹凸が目立ちます。一方で床側に梁を持ってくれば、天井の空間は広々とした印象を与えます。天井を広く設計したいときに適した工法です。
逆梁アウトフレーム工法
さらに空間の凹凸を無くしたいときに用いられる工法です。柱と梁をバルコニーに作ることで、室内の凹凸を無くせます。バルコニーの梁の上に手すりを作るのが一般的です。梁の出っ張りがある分、バルコニーは狭く感じることもあります。また、小さな子供がいるご家庭は、子供が梁の上に乗らないよう注意が必要です。
壁式構造
建物を壁で支える構造です。鉄筋コンクリートの壁を用いるため、大きな窓が作れないなど設計に制限があります。また、大きい建物の場合は、耐久性のため室内に壁が必要なケースもあります。構造の特性上、6階以上の建物は建てられません。ただし、凹凸のない綺麗な空間が作れるため、内装の自由度は上がります。
ブレース構造
ピンなどで柱と梁を接合し、柱の間に斜めの部材を取り付ける工法です。斜めの部材はブレースと呼ばれ、建物の強度を上げる役割があります。一般的に、規模の大きくない建物を建てるときに用いられる構造です。ブレースがあるため間取りの自由度は低いですが、地震などの横揺れに強い特徴もあります。
トラス構造
部材をピンで三角形に接合し、その集合体で建物を建てる構造です。部材は鋼鉄や木材でできており、規模の大きい建物は鋼鉄を用いることが多いです。安定する構造なため、住宅の屋根や橋、ドームなども建てられます。注意点は、複雑な設計で施工費が高くなることです。
リノベーションを検討している方にラーメン構造はおすすめ
ラーメン構造は柱と梁から作られる長方形の構造です。壁で建物を支える壁式構造と異なり、間取りの自由度が高い特徴があります。また、後から壁を取り払ったり間取りを変えたりしやすいため、将来的にリノベーションを検討している方にもおすすめです。注意点は、室内に柱や梁の凹凸が生まれることです。室内の凹凸を目立たせたくないときは、逆梁工法を採用している住宅を選ぶのもよいでしょう。構造形態の特徴を理解して、将来を見据えた住まいの設計を行ってみてください。