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木材と鋼材の組み合わせで美しく合理的な空間を得る

─木材と鋼材を組み合わせる場合、構造設計上の注意点はありますか？

それぞれの特性をよく知ったうえで、組み合わせ方や接合部を考えることです。生物材料である木材はそもそもバラツキが大きいので、基準強度は安全をみて低く算定されています。また方向性があり、繊維方向に強くて縮みにくく、直交方向には柔らかく縮みやすいです。この異方性をコントロールしながら設計することが重要です。また、温湿度が高い環境では腐りやすく、シロアリ被害に遭いやすいです。そのほかには、一定規模以上になると防火・耐火のために区画割りや燃え代設計、被覆などが必要となります。一方、鋼材は剛性と強度が木材より高く、経年変化がほとんどなく安定した材料です。木材とは異なり、長期にわたり鋼材に荷重がかかっても、クリープは生じません。

特性が異なるこうした材料を組み合わせるとき、たとえば、建物の竣工時と経年後では鋼材と木材が負担する荷重の割合が変わることがあります。そのようなことが想定される場合は、より大きな荷重条件で各部材を設計するなどの対応が必要になるでしょう。

[事例２]は、美しい島々を見渡せる高台に建つレストランです。眺望を室内に取り込むため、外壁はすべてガラスのカーテンウォールにする計画でした。この眺望を構造体が妨げないことが求められ、極小の部材で構造体を構成しています。柱と桁の下部構造は、極力細くなるように44㎜角のスチール無垢鋼材で梯子状のフィーレンデール［※］を構成し、上部構造は地元の45㎜角のマツを主体として組み合わせたトラスにしています。部材が細いため、木材どうしの接合部分の加工が難しくなりましたが、家具用のプレカットを導入することで高い精度を確保しています。フィーレンデールの束と木造トラスの束は、縫い付けるようにビスで一体化しています。　

─木材と鋼材の組み合わせ方にはさまざまな方法があるのですね。意匠設計で注意すべき点を改めて教えてください。

ここに挙げた事例でも、当初から鋼材を入れることを考えていたわけではありません。中途半端に鋼材を入れると、部材や接合部の納まりが汚くなり、目立ってしまうおそれもあります。意匠設計者との話し合いで、「何のために鉄骨を使うのか」が理解できないと、なかなか前に進むことはできません。木材に鋼材を加えると施工の工種が増え、コストや手間もかかります。こうした不利な点を超えるメリットが得られるのなら、鋼材を入れるべきだと考えます。

最近では、木材と鋼材を組み合わせた部材やシステム工法も、メーカーから出ています。構造設計で求められるのは、第一に安全性です。プロジェクトに応じてその都度細かく設計しなくても、システム工法は安全性が担保されるので導入しやすいと思います。これからも木材と鋼材の組み合わせを用いて、木材だけでは得られない空間や見せ方に挑戦していきたいですね。