体育館S造鉄骨ブレース構造のメリットデメリット

敷地の制約から、地下に屋内プール、地上に体育館を重箱の様に重ねた配置の昭和女子大学の「西体育館」の計画は、古橋建築事務所様が設計監理を行い、当方は意匠の設計監理を担当させていただきました。

構造の選択

地下の屋内プールの鉄筋コンクリート造の上に載る 地上の体育館の骨組み構造の検討は、

  • 大空間を支える柱と柱の距離が遠く離れている(長いスパン)
  • 体育館の上には さらに建物が載らない
  • 建物の重さを軽くしたい

ことから、鉄骨造が選択されました。

鉄骨造の耐震構造

鉄骨造の骨組みを地震に耐えるモノにするには、2つ方法があります。

(1)部材と部材の接合部を頑丈に固定する(ラーメン工法)
(2)筋交いや耐震壁を挿入して柱と梁が折れ曲がらないようにする(ブレース工法)

があります。

(1)部材と部材の接合部を頑丈に固定する「純ラーメン工法 」は、柱と梁の鉄骨部材が大きくなります。柱やブレース材が無い広い空間が確保出来るので、間取りプランの自由度が求められるときに採用されます。

(2)筋交いや耐震壁を挿入して柱と梁が折れ曲がらないようにする「ブレース工法 」は、柱と梁の鉄骨部材が小さくなります。ただし耐震材である「ブレース(筋交い)」が必要部分に配置されるので間取りプランに制限が出ることがあります。

地上の体育館では、より広く、材料の合計も小さくして工事費を抑えるために、柱や梁が小さくなる効果を期待して、鉄骨ブレース構造が採用されました。外壁面や屋根面に筋交いブレースを埋め込ませることを前提として設計されました。

ブレース工法のメリットデメリット

ブレース工法による耐震骨組みは、地震の揺れを、斜めの部材=筋交いブレース材に担わせるので柱と梁の接合は繊細で、柱も梁も小さな断面積の部材になるメリットがあります。

しかし、筋交いブレース部材は耐震のために内部の柱間にも設ける部分があるので、扉や通路などが柱と柱を貫く部分については、良くよく検討した上で筋交いブレースの位置を定めなければなりません。慎重な設計が必要です。

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