木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか

09 cc0333 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか 建築設計 ソフト


木造の壁量計算ソフトで最大のパフォーマンスを!

木造建築の設計の中でも、法律や品質に直接かかわってくるのが構造計算です。

jwwを始めとしたソフトを活用した構造計算は、設計時間や部材の無駄を省くことにつながり、コストカットや省エネにも非常に有効と言えるでしょう。

jwwを含め、木造建築の壁量計算ソフトの種類はとても多く、どれを使っていいかわかりにくいです。
情報集めだけでも一苦労、という方も多いのではないでしょうか。
何しろ、木造n値計算・木造壁量計算・木造構造計算・耐震等級計算・偏心率計算・軸組計算・4分割法・積雪荷重などのソフトウェアやExcelのシステムツール、おすすめテンプレートが沢山あるため、無理もありません。

そこで、このページでは、フリーソフト・有料ソフトを含めた、木造のN値計算・壁量計算ソフトや木造n値計算・木造壁量計算・木造構造計算・耐震等級計算・偏心率計算・軸組計算・4分割法・積雪荷重などのソフトウェアを紹介していきます。
Excelのシステムツールや無料のアプリ、jwwもあるので、ぜひダウンロードしてみてください。
無料のアプリでも比較ランキングに入るような人気のものもありますよ。


また、この記事の後半では、木造の壁量計算ソフト導入前の企業の問題点、壁量計算ソフトを導入したメリットなどについて説明しています。

それでは、木造 N値計算・壁量計算フリーソフトの紹介です。
ダウンロードサイトから、目的のソフトやエクセルテンプレートを見つけてください。
木造 N値計算・壁量計算のソフトを活用して、コストカットに繋げましょう。


  1. 木造の壁量計算ソフト
    1. 簡易木造建物偏心壁量計算書作成
    2. 方づえ Kさん
  2. 木造のN値計算ソフト
    1. これ簡単! 木造N値計算
    2. NcalcW
  3. 木造の構造計算ソフト
    1. 木造住宅耐震診断/精密診断法1・EXCEL計算シート
    2. 一般診断法/精算法・wee結果支援(耐震診断)計算シート
    3. 梁calcW
    4. 木造柱の設計
    5. 軸組み計算プログラム
  4. 木造の壁量計算ソフト ダウンロードサイト
    1. HOUSE-ST1(株式会社構造システム)
    2. STRDESIGN(株式会社構造ソフト)
    3. KIZUKURI(システムハウス福知山)
  5. 木造の壁量計算ソフト、導入前と導入後の問題点
    1. HOUSE-ST1 : 工務店A
    2. KIZUKURI : アトリエ系設計事務所B
  6. 木造の壁量計算ソフト、問題の解決策
    1. HOUSE-ST1
    2. KIZUKURI
  7. まとめ/木造の壁量計算ソフトはコストカットにつながる
    1. 壁量計算ソフトはコストカットにつながります
    2. 無料ソフトがいいか、有料ソフトにすべきか
  8. 木造の壁量計算・N値計算にソフトやエクセルを導入する際のポイント
    1. 木造構造計算を耐震等級計算で行うための壁倍率と耐力壁の基本
    2. 耐力壁の量や配置を木造壁量計算・4分割法・偏心率により計算する
    3. ソフトを利用して木造壁量計算をする際の壁倍率の注意点
    4. 筋かい耐力壁の量や配置を木造壁量計算・4分割法・偏心率により計算する
    5. ソフトに面材耐力壁を入力する際の注意点
    6. 木造構造計算、耐震等級計算における面材耐力壁の張り方
  9. 木造の壁量計算正確化のためのN値の計算方法とソフト導入のすすめ
    1. 木造構造計算を耐震等級計算で行う際の木造N値計算
    2. 木造構造計算や軸組計算でのN値の計算方法
      1. 平屋の柱・2階建ての2階の柱の場合
      2. 2階建ての1階の柱の場合
    3. 木造壁量計算や耐震等級計算で壁倍率が5を超える場合
    4. 木造構造計算における軸組計算でのN値と筋かいの向き

木造の壁量計算ソフト

簡易木造建物偏心壁量計算書作成

簡易木造建物偏心壁量計算書作成0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造建築物の軸組配置の検討を行うフリーソフトです。平成12年6月1日に改正・施行された「木造建築物の軸組の配置」に対する検討について、作業を簡単で正確にそして短時間に行うためのスクリプトです。平家から3階建てまでに対応しています。平面図をJW_CADで作図している意匠設計事務所などにおすすめです。手軽に簡単に計算および検討を行い方にはおすすめのソフトです。

方づえ Kさん

方づえ Kさん0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造方づえを有する構面の等価壁量・壁倍率を計算するフリーソフトです。木造方づえを有する構面の等価壁量・壁倍率の計算だけではなく、方づえの断面検定も行うことができます。柱材種は、「すぎ」、「つか」、「ひのき」、「べいまつ」、「からまつ」から選ぶことができ、ヤング係数、曲げ基準強度、断面係数低減率を自動で表示。また、計算仮定もプログラム上に表示されています。

木造のN値計算ソフト

これ簡単! 木造N値計算

これ簡単! 木造N値計算0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造N値計算が計算できるシェアソフトです。普通であれば複雑で間違いも多いN値計算ですが、誰でも簡単に検討を行うことができます。エクセルでプログラムは作成されていますが、エクセルの知識がなくても取り扱うことができるのも特徴です。超簡単入力で複雑な計算を誰でも簡単に検討することができるので、N値計算が必要な場合はぜひ利用したいツールだと言えるでしょう。

NcalcW

NcalcW0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造住宅のN値計算を行うソフトです。数値入力が一切不要な、簡単操作が特徴です。通り一面の軸組を設定することで、各柱に対するN値計算及び金物の自動選定が一括して可能となります。柱の位置や筋かいの向き及び種類、面材の倍率など軸組の状態を確認しながら、コマンドボタンをクリックするだけで設定できます。なお、1つのファイルに20通りまで計算が可能です。


木造の構造計算ソフト

木造住宅耐震診断/精密診断法1・EXCEL計算シート

木造住宅耐震診断/精密診断法1・EXCEL計算シート0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
精密診断法のエクセル(耐震診断)計算シートです。フリーソフトとなっています。計算は、2012年改訂「木造住宅耐震診断・補強方法」に準拠した形です。基礎の部分や補強による変更、金物補強などによる接合部補強の変更といった部分が扱いやすくなっているため、各検討が比較的簡単に行うことができます。シェアソフトに比べると手間はかかりますが、気軽に使うツールとしては十分です。

一般診断法/精算法・wee結果支援(耐震診断)計算シート

一般診断法/精算法・wee結果支援(耐震診断)計算シート0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造住宅の耐震診断の支援ソフトです。2012年に改訂された「木造住宅耐震診断・補強方法」に準じています。計算は、日本建築防災協会の一般診断法計算プログラム「Wee2012」の計算結果を転記して「精算法」で表示します。また、多雪区域の「無積雪時の評点と積雪時の評点の両者を求め、低いほうの評点を当該建物の耐震診断評点とする。」(耐力の診断の概要から)にも対応。

梁calcW

梁calcW0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造住宅における梁に対する計算を行うソフトです。在来軸組構法の梁の計算行えます。スパンと荷重程度の数値入力だけで、他の条件設定はコマンドボタンをクリックするだけです。また、計算過程は計算書として出力されますので、計算方式を確認するのも簡単です。少ない入力の簡単操作で素早く計算を行いたい時には、活用してみたいソフトウェアと言えるのではないでしょうか。

木造柱の設計

木造柱の設計0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造柱の座屈・めり込み耐力の断面計算を行うソフトです。在来工法およびツーバイフォー工法に対応していて、構造用製材、枠組壁工法構造用製材、構造用集成材、構造用単板積層材について使用が可能です。風圧による曲げ・せん断応力を指定することにより,
考慮することができます。なお、通常の印刷出力のほか、印刷ページ毎にクリップボード転送を行うことができるようになっています。

軸組み計算プログラム

軸組み計算プログラム0 - 木造の壁量計算・N値計算は、エクセルを使うか、有料ソフトにすべきか
木造2階建て用の軸組み計算を行うフリーソフトです。プログラムを起動して「新規作成」を開くことで、計算したいプロジェクトを作成することができます。床面積や軸組の長さなどを指定して計算を実行することで、計算が可能となっています。インストーラーを必要としないプログラムとなっているので、ダウンロードして解答すれば、すぐに使えるのも魅力的なソフトだと言えるでしょう。


木造の壁量計算ソフト ダウンロードサイト


こちらの記事では、さまざまな壁量計算ソフトの無料ダウンロードサイトを紹介しています。木造壁量計算・耐震等級計算・偏心率計算・軸組計算・4分割法など、さまざまなソフトウェアやツール、おすすめのテンプレート、jwwなどがありますよ。

リンク先ではそれぞれのソフトの特徴が記載されています。
きっとソフト導入の参考になるはずです。
お探しのソフトがきっと見つかりますよ。

HOUSE-ST1(株式会社構造システム)

【特徴】
・老舗メーカーによる初心者向けソフトで、詳しいヘルプ機能やサポート体制もあり
・平屋~2階建木造住宅に強い、シンプルで合理的な作りのソフト
・非常に安価な価格構成で、高価なソフトと比較すると半額ほどの場合もあり

STRDESIGN(株式会社構造ソフト)

【特徴】
・大規模建築にも対応する多機能・高性能なソフト
・数値を入力するとそのまま計算書や図面まで完成する手軽さ

KIZUKURI(システムハウス福知山)

【特徴】
・木造構造計算ソフトの代名詞的存在で、サポートも充実
・直感的な操作が可能で、初心者にも安心
・帳票の見やすさ、チェックのしやすさに定評あり


木造の壁量計算ソフト、導入前と導入後の問題点


では実際に、木造の壁量計算ソフトを使用した企業の導入前の課題、そして使用してみて出てきた問題点についても見ていきましょう。

HOUSE-ST1 : 工務店A

・ソフト導入前の課題
経験の浅いスタッフが多いため、初心者にでもミスなく壁量計算ができる仕組みを作りたい。

・使用して感じたメリット・効果
一番良かったのはマニュアル無しで直感的に操作できたことです。
アイコンにカーソルをかざすだけで説明文が出てきます。
画像付きのヘルプ画面があったりと初心者にも安心の操作感でした。
壁量計算まで指導している余裕はないので、ソフトの活用で業務的にも楽になりました。
品確法の耐震等級にも対応しているので、工務店には重宝するソフトです。

・問題点
1. 「見付面積」の入力画面では、自動計算機能はないのでしょうか。
2. 柱接合部の算定計算において、計算結果「柱頭柱脚の接合部」でNGが出て、接合部記号が表示されません。
3. 算定計算と検定計算も違いがわかりません。

KIZUKURI : アトリエ系設計事務所B

・ソフト導入前の課題
複数名で同一物件の壁量計算をすることも多く、他のスタッフとの計算過程の共有方法を模索していました。

・使用して感じたメリット・効果
構造設計事務所に委託するほどでもない木造住宅や小規模店舗の設計に最適の内容です。
操作も非常にわかりやすくスタッフにも好評です。
壁量や部材などの計算過程を画面で確認しながら作業できます。
その場の入力ミス防止やスタッフ間の情報共有に役立てています。
屋根や金物など、複数案件で使う項目については、テンプレート機能を利用して入力の手間がカットできます。

・問題点
斜め壁に対応していないのがネックです。
斜め壁のプランでの壁量計算には、結局無料のエクセルフリーソフトを使ってしまいます。


木造の壁量計算ソフト、問題の解決策


では実際に、それぞれのソフトを実際に使用して浮上した問題点について、解決策を見ていきましょう。

HOUSE-ST1

1. 見付面積の自動計算
見付範囲を入力することで、見付面積の自動計算ができます。
「見付入力」メニューの「X軸方向(Y面)」「Y軸方向(X面)」で投影面の見付面積範囲を指定できます。
そうすると、投影面からの各種面積を自動計算してくれます。
範囲は、基本的に立面図をなぞることで指定が可能です。

2. 柱脚柱頭接合部について
必要引張耐力が30kNを超えている、またはN値による計算では5.6を超えているため、このような現象が起きています。
柱頭柱脚接合部にデータを追加するか、接合部の引き抜き力が小さくなるように、壁の配置を見直す必要があります。

3. 算定計算と検定計算
梁の算定計算では、入力した梁の材や幅、部位をもとに、設計用応力に対しての許容応力以内かつ必要最低限の梁せいを計算しています。
一方で検定計算では、設計用応力に対して許容応力以内におさまります。
さらに「たわみ」が制限値以内となるかをチェックしているのです。
また、柱頭柱脚の接合部計算においては、金物を配置した際にその配置が安全かどうかを検証しています。
金物の配置が無い場合には、入力された金物から必要最低限の金物を選択する算定計算を行う仕組みとなっています。

KIZUKURI

斜め壁プラン時の計算としては、一旦ダミーの柱を立てて、そのダミーにかかる力を実在する柱に振り分けることで可能となります。

例えば、実在する柱が【X3-Y2】【X4-Y1】、
ダミーの柱を【X3-11】【B-Y1】【B-11】
の3つ立てたとします。

ダミーのある状態で一旦計算をして、
計算結果欄、「3.1.2(1) 固定荷重(G)」の数値を確認します。
【X3-11】がx(kN)、【B-Y1】がy(kN)、【B-11】がz(kN)という数値が出たとして、
次はそれらのダミー荷重を使い

ダミー柱にマイナス荷重をかけて荷重ゼロにする
 ↓
ダミーの荷重の平均値を、実在の柱に均等に「追加荷重」として振り分ける

という作業を行います。
計算用の荷重は以下の通り。
(x+y+z)/2(実在の柱の本数)×1000(kNをNにするため)

このように、一度斜め壁を直線壁の組み合わせと見立てて計算しています。
また、途中地点の仮想の柱への荷重を平均して分散させて計算してみましょう。
そうすれば、デフォルトの機能だけでも十分に壁量計算を行うことができますよ。


まとめ/木造の壁量計算ソフトはコストカットにつながる

壁量計算ソフトはコストカットにつながります

機能性の高いソフトであればあるほど初期費用は高くなります。
しかし、それでも壁量計算ソフトはコストカットにつながります。

木造2階建などもシンプルな建物に構造計算を外注するのは勿体無い話ですよね。
だからと言って、その都度手計算をしていたのでは人件費の観点からもナンセンスです。

壁量計算ソフトを使うことで、単純作業に近い形で壁量計算とN値計算を済ませてくれます。
これらの費用縮減に加え、部材のムダなどの物質的なコストカットにもつながります。
木造壁量計算・耐震等級計算・偏心率計算・軸組計算・積雪荷重の計算なども比較的簡単に作業できるので、今までの作業と比較してみてください。

無料ソフトがいいか、有料ソフトにすべきか

無料ソフトと有料ソフトのどちらが良いかは、ユーザーのスキルにより異なります。

壁量計算・N値計算・4分割法の手計算に自信のある方は、エクセルを加工して作られたフリーソフトを使ってみてもよいでしょう。
ただしその場合、計算結果に誤差が出るケースも少なくありません。
あくまで補助的なツールとして活用することをお勧めします。

なお、ここで紹介した有料ソフトはユーザー数の多い有名なものばかりです。
出力した帳票を見慣れている人も多いので、出された申請をチェックする側もスムーズに手続きが進められると言われています。

慣れないスタッフがいる場合や数やスピードを重視する方には、有料ソフトの活用がおすすめです。
まずは、木造壁量計算・耐震等級計算・偏心率計算・軸組計算・4分割法・積雪荷重などのソフトウェアやテンプレート、Excelのシステムツール、jwwなどダウンロードして試して、今までの作業と比較してみてください。
ランキングに入るような人気のアプリも多数ありますよ。

木造の壁量計算・N値計算にソフトやエクセルを導入する際のポイント

木造構造計算を耐震等級計算で行うための壁倍率と耐力壁の基本

木造構造計算や耐震等級計算では、積雪荷重などの荷重による軸組計算の他に、木造N値計算、木造壁量計算を行います。木造壁量計算の際は建物のバランスを崩さないよう壁を配置する必要があり、4分割法や偏心率計算により確認します。これらの計算は電卓で行うと手間がかかるため、エクセルを使用したソフトウェアなどのシステム、ツールを使用することが一般的です。ソフトウェアは有料のものもありますが無料のフリーソフトをダウンロードすることもできます。ソフトウェアの中にはjwwなどのCADと組合せて使用できるものもあります。ネット上には有料、無料合わせて多くのソフトウェアやエクセルを用いたテンプレートがあります。比較ランキングサイトなどで人気のアプリを探すとよいでしょう。
これらのエクセルアプリやシステム、ツールを利用するためには積雪荷重などの荷重による軸組計算の他に、木造構造計算、耐震等級計算の基本である木造N値計算、木造壁量計算に使用する壁倍率や耐力壁についてよく理解する必要があります。

耐力壁の量や配置を木造壁量計算・4分割法・偏心率により計算する

耐力壁とは、地震や台風などの力に抵抗をするための壁です。使用する材料は筋かい、石こうボード、構造用合板などがあります。耐力壁には、抵抗をする力の強さに応じて、いろいろな種類があります。また、この抵抗をする力の強さのことを壁倍率といいます。無料でダウンロードできるフリーソフトやシステム、ツール、アプリによっては使用する耐力壁の種類を選択することで自動的に壁倍率を求めることができるものもあります。人気のおすすめランキングを参考に比較し、自分にあったものを選ぶとよいでしょう。エクセルフォーマットやexcelテンプレートも便利です。
木造住宅に使用する耐力壁の量や配置は、建築基準法で制限値が決められています。耐力壁の量や配置は木造壁量計算や4分割法や偏心率計算により計算し、制限値を満足していることを確認します。また、耐力壁の幅や高さについては特に制限はありませんが、耐力壁の高さを高くしたり幅を狭くするなど縦に細長い形状とすると、柱脚や柱頭に大きな引抜力が発生することがあるため注意が必要です。
同じ耐力壁でも、筋かいと構造用合板などの面材では、高さと幅の関係が異なります。そのため、(財)日本住宅・木材技術センターの刊行する『木造軸組工法住宅の許容応力度設計』では、筋かいや構造用合板などの面材による耐力壁の必要幅や必要高さが載っています。
具体的な例で言えば、筋かいの幅はその高さの1/3.5以上としています。つまり、高さが4.0mであれば必要な幅は1.2m以上ということになります。また、面材の場合は、幅は高さの1/5以上としています。高さが4.0mであれば必要な幅は0.8m以上ということになります。 これらの必要幅は見逃しやすいので自動で知らせてくれるシステムやツール、アプリが人気です。おすすめランキングを見てよく比較するとよいでしょう。ネットではexcelテンプレートが無料でダウンロードできるものもたくさんあります。

ソフトを利用して木造壁量計算をする際の壁倍率の注意点

壁倍率とは、耐力壁の強さを表す数値のことです。壁倍率は、建築基準法に定められたものの他、定められた試験方法によって強度の確認を行い、国土交通大臣が認定したもの等があります。具体的な例として、壁倍率が[1]の場合、長さ1mにつき200kgf(1.96kN)の耐力があるということを表しています。言い換えると、壁倍率[1]とは200kgfの水平力を受けたときに、せん断変形角が1/120rad時のものをいいます。壁倍率[5]の耐力壁の場合、壁倍率[1]の壁の5倍の1,000kgf(9.8kN) の強さということになります。
なお、壁倍率には上限値があり、壁単独でも組合せた場合でも建築基準法施行令46条で壁倍率[5]が上限値です。従って壁倍率[3]の壁を2枚組合せても壁倍率は[5]となります。
無料でダウンロードできるフリーソフトを木造構造計算、耐震等級計算に使用する場合は、上限値を超えていないかよく確認が必要です。4分割法や偏心率計算も同様です。人気のアプリやエクセルテンプレートが掲載されている比較ランキングサイトを利用するのがおすすめです。

筋かい耐力壁の量や配置を木造壁量計算・4分割法・偏心率により計算する

筋かい耐力壁とは鉄筋や木材等の軸材を使用した耐力壁のことです。建築基準法施行令45条では、筋かいの材料は鉄筋または木材を使用することとされています。また、構造耐力上主要な部分に使用する木材の品質は建築基準法施行令41条で、節、腐れ、繊維の傾斜、丸みなどによる耐力上の欠点がないものするよう規定されています。木材は鉄筋と異なり、品質がバラツキがあるため、設けられた規定です。
一口に木材といってもたくさんの種類があります。一般的に筋かいに使用される樹種には、スギ、ベイツガなどがあります。そのほかに、木から切り出された製材よりも品質や性能が安定している工業製品である構造用集成材や構造用単板積層材(LVL)を使用することもあります。
筋かいの壁倍率は、断面寸法によって値が異なります。具体的には、厚さ15mm以上、幅90mm以上の木材を使用した筋かいの壁倍率は[1]ですが、厚さ90mm以上、幅90mm以上の木材を使用した筋かいの壁倍率は[3]となり、壁倍率は3倍となります。つまり、厚さ90mm以上、幅90mm以上の木材を使用した筋かいは、厚さ15mm以上、幅90mm以上の木材を使用した筋かいよりも3倍強いということが言えます。
ただし、筋かいに、どんなに壁倍率の高い大きな断面の木材を使用したとしても、土台や柱と筋かいを釘や接合金物などで確実に固定しないと、本来の強度を発揮する前に接合部が壊れてしまいます。接合金物の接合方法は平成12年建設省告示1460号一号で定められた方法とします。jwwの図面を確認して間違いのないようにしましょう。
また、柱頭、柱脚の接合金物は告示で定められた接合方法の他に、木造N値計算によって接合方法を求めることもできます。木造N値計算が計算できるエクセルソフト、システム、ツール、アプリがあります。無料でダウンロードできるフリーソフトもあります。比較ランキングサイトなどを参考にすると、人気のあるおすすめソフトがわかります。さまざまなexcelシートのテンプレートもあるので比較してみましょう。

ソフトに面材耐力壁を入力する際の注意点

面材耐力壁とは構造用合板等の面材を使用した耐力壁のことです。面材耐力壁の壁倍率は、使用する面材の種類と仕様によって異なります。具体的には、面材に同じ12mm厚以上の石こうボードを使用した場合でも、真壁の受け材タイプは壁倍率[1.5]、真壁の貫タイプは壁倍率[1]ですが、大壁とした場合は壁倍率[0.9]となり、真壁より小さくなります。同じ面材であっても、壁倍率は大壁や真壁の受け材タイプと貫タイプでは異なるため、よく確認する必要があります。
木造構造計算、耐震等級計算のためのフリーソフト、システム、ツール、アプリを使用する際は面材だけでなく、壁仕様も確認して入力する必要があります。jwwの図面を確認して間違いのないようにしましょう。ソフトウェアはexcelシートのテンプレートを含めてたくさんの種類があり、どれを使っていいか迷ってしまいます。選ぶ際は人気のおすすめランキングを比較するとよいでしょう。

木造構造計算、耐震等級計算における面材耐力壁の張り方

面材耐力壁の壁倍率の性能を引き出すために、面材の厚さ・品質や使用する釘の種類・間隔は、建築基準法施行令46条および昭和56年建設省告示1100号の規定を守る必要があります。
大壁の面材の張り方は2種類あります。一つは土台から胴差まで1枚の3×9版を縦張りにします。もう一種類は3×6版の面材を縦と横で張りますが、面材の継目には、45×100mm以上の胴つなぎを入れ、釘を2列打ちます。
この他にも、大壁で床勝ちとなる耐力壁もあります。使用する面材は構造用石こうボードA種・B種と石こうボードの3種類です。床下地材の仕様は規定されていませんが、一般的には30×45mm以上の受け材をN75釘で間隔300mm以内に打ち付けます。面材はGNF40またはGNC40釘を間隔150mm以内に打ち付けます。
真壁には、受け材タイプと貫タイプがあります。受け材タイプは、面材を受け材などに釘打ちします。受け材は厚さ30mm以上とし、幅40mm以上の木材を柱・横架材にN75釘を用いて間隔300mm以内に打ち付けます。面材を打ち付けるのに使用する釘の種類は面材によって異なりますが、間隔は釘の種類によらず150mm以内とします。
貫タイプは、柱と柱の間に厚さ15mm以上、幅90mm以上の本材を用いて610mm以内の間隔で5本以上の貫を設け、そこに面材を張ります。釘の間隔は、受け材タイプと同様にいずれの面材も150mm以内であり、釘の種類は面材によって異なります。
木造構造計算、耐震等級計算、木造N値計算、木造壁量計算や積雪荷重を考慮した軸組計算、4分割法、偏心率計算ではこういった接合部の計算はあまり行いませんが、jwwやexcelテンプレートなどのフリーのアプリ・ソフトウェアがダウンロードできます。

木造の壁量計算正確化のためのN値の計算方法とソフト導入のすすめ

木造構造計算を耐震等級計算で行う際の木造N値計算

木造構造計算や耐震等級計算を行う際は、積雪荷重等による軸組計算の他に、柱頭、柱脚部の接合部の設計が必要です。木造住宅の柱頭、柱脚の接合金物の設計は、2階建て以下の場合、告示1460号の「木造の継手及び仕口の構造方法を定める件」によることができます。同告示の二号に具体的な接合方法が示されていますが、この方法は上下階で同じ仕様の耐力壁が使用されることを前提としているため、実際の架構よりも安全側に評価しています。
ただし、例外として、同告示には「当該仕口の周囲の軸組の種類及び配置を考慮して、柱頭又は柱脚に必要とされる引張力が、当該部分の引張カを超えないことが確かめられた場合においては、この限りでない」とあります。言い換えると、同告示による仕様でなくても、構造計算にて安全であることを確認できれば、その仕様でよいということになります。しかし、木造住宅のような小さな規模の建物でそのような検討を行うことはあまり一般的ではありません。そのため、より簡単に耐力壁の壁倍率から接合部を設計する方法が、木造N値計算です。木造N値計算で接合部を設計すると、先程示した告示1460号の仕様とするよりも、経済的な設計をすることができます。具体的には、ホールダウン金物の数を減らすことができたり、耐力のより小さな接合方法に変更することができます。N値計算はエクセルを使用したソフトウェアなどのシステム、ツールを使用することが一般的です。ソフトウェアは有料のものもありますが無料のフリーソフトをダウンロードすることもできます。ソフトウェアの中にはjwwなどのCADと組合せて使用できるものもあります。ネット上には有料、無料合わせて多くのソフトウェアやエクセルを用いたテンプレートがあります。ランキングサイトなどで人気のアプリを探すとよいでしょう。
木造N値計算では、柱に発生する引張力を、その柱の左右に配置されている耐力壁の壁倍率の差から算定します。検討する柱の位置が平屋または2階建ての2階の柱の場合と、2階建ての1階の柱の場合で計算式が異なります。計算においては、柱の両側の壁倍率の差などを考慮し、筋かいを使用する際は補正値を加えます。
筋かいは、圧縮と引張で効き方が異なるため、補正値を考慮する必要があります。同じ筋かいでも、柱頭部分に接合される筋かいは、柱脚部分に接合される筋かいより高い耐力があるため、柱脚部にはより大きな引張力が発生します。
一方、木造壁量計算で構造用合板や構造用パネルなどの面材を使用した場合や、たすき掛けの筋かいは、片筋かいのように圧縮と引張での方向性がないため、補正値を考慮する必要はありません。
軸組計算では、これらを考慮して算定したN値から、柱頭および柱脚の接合部仕様を決定します。無料でダウンロードできるフリーソフトやシステム、ツール、アプリによっては使用する耐力壁の種類を選択することで自動的に補正値を考慮できるものもあります。人気のおすすめランキングを参考に比較し、自分にあったものを選ぶとよいでしょう。エクセルフォーマットやexcelテンプレートも便利です。

木造構造計算や軸組計算でのN値の計算方法

N値は下式により求めます。

平屋の柱・2階建ての2階の柱の場合

N ≧ A1 × B1 – L
ここで、N:接合部倍率の数値
 A1:柱の両側に取り付く軸組の壁倍率の差。筋かいの場合は補正値を考慮。
 B1: 出隅の場合0.8、その他の場合0.5
 L:出隅の場合0.4、その他の場合0.6

2階建ての1階の柱の場合

N ≧ A1 × B1 + A2 × B2 – L
ここで、N、A1、B1:①と共通
 A2: 柱の直上の2階柱の両側に取り付く軸組の壁倍率の差。筋かいの場合は補正値を考慮。
 B2: 出隅の場合0.8、その他の場合0.5
 L: 出隅の場合1.0、その他の場合1.6
これらの検討は無料でダウンロードできるソフトウェア・アプリやエクセルを利用したフリーソフトのツールを活用すれば、簡単に行うことができておすすめです。
無料でダウンロードできるフリーソフトや、有償で販売されているシステムがあるので、導入前に比較検討する必要があります。おすすめのランキングサイトなどを参考に人気のあるものを選ぶとよいでしょう。

木造壁量計算や耐震等級計算で壁倍率が5を超える場合

木造壁量計算での壁倍率の上限値は5とになっています。面材と筋かいを組合せた軸組の壁倍率は、8など大きな値となることがあります。この場合でも、木造壁量計算では壁倍率5として計算します。木造N値計算で壁倍率が5以上の倍率をもつ耐力壁の場合には、上限値と関係なく、実際の壁倍率で行う必要があります。木造壁量計算で壁倍率の上限値を5とするのは、壁の耐力が大きい場合に接合部も同様に大きな耐力が必要となり、過剰となることがあるためです。木造N値計算は、接合部に実際に発生する引張力を算定するため、壁倍率8の引張力が接合部に作用する場合は、その倍率で計算をしないと危険側の設計となってしまいます。上限値の規定は見逃しやすいので自動で知らせてくれるシステムやツール、アプリが人気です。おすすめランキングを見てよく比較するとよいでしょう。ネットではexcelテンプレートが無料でダウンロードできるものもたくさんあります。

木造構造計算における軸組計算でのN値と筋かいの向き

木造構造計算や耐震等級計算では積雪荷重等による軸組計算だけでなく、柱に作用する引抜力と筋かいの向きの関係性を理解することが、木造N値計算を行う上では重要です。
30mm×90mm以上の木材を筋かい材に使用した場合で、通し柱に取り付く筋かいの位置によって、以下の4ケースを考えてみます。
A.筋かいの下端がすべて通し柱に取り付くケース
B.筋かいの上端がすべて通し柱に取り付くケース
C.2階筋かいの下端と1階筋かいの上端が通し柱に取り付くケース
D.2階筋かいの上端と1階筋かいの下端が通し柱に取り付くケース
これらのケースのうち、最もN値が小さくなるのはA.筋かいの下端がすべて通し柱に取り付くケースで、柱脚のN値は0.6となります。一方、最も大きくなるのはB.筋かいの上端がすべて通し柱に取り付くケースで、2.2となります。
同じ30mm×90mmの筋かいを使用しても、このようにN値が大きく異なるのは、柱に発生する引抜力が、筋かいの向きによって大きく異なるためです。水平荷重の方向が、柱頭に筋かいの取り付く方向だと、筋かいの引張力によって柱脚には大きな引抜力が発生します。
また、筋かいの上端がすべて通し柱に取り付くケースでは、2つの筋かいによって通し柱に大きな引張力が発生するため、N値は非常に大きくなります。
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管柱は通し柱と比較して、N値は小さくなります。この理由は、胴差で柱が分断されていることによって、周囲の部材による拘束効果や鉛直荷重による拘束効果が発生するためです。また、管柱の場合は上下階でN値が異なります。
面材の場合は、水平力の方向による影響が無いため、筋かいと異なり補正値を考慮する必要はありません。そのため、木造壁量計算では4分割法や、偏心率計算により壁倍率の小さい面材耐力壁をバランス良く配置することで、N値を小さくすることができます。通し柱に面材耐力壁が取り付く場合、壁倍率の合計を上下階で2.5以下とすることで、N値は1以下となり、経済的な設計ができるとともに、施工性も高まります。
また、N値を0.65以下とすれば、柱頭、柱脚の接合部は長ホゾ差し込み栓打ちとすることができ、接合金物なしとできます。例えば、柱の両側に取り付く筋かいの向きを全てV型にする、耐力壁の壁倍率を全て2以下とし、柱の両側に取り付く壁倍率の差を小さくする、隅角部など引抜力が大きくなる箇所には壁倍率1.5の筋かい耐力壁を使用するなどの配慮を行えば、使用する接合金物の数を最小限とすることができます。jwwの図面を見て、このような対策が行えるか確認してみましょう。4分割法や偏心率計算を行うことも建物のバランスに重要です。
なお、通し柱を採用すると、構造計算や施工性において数多くのメリットがあります。ただし、通し柱は断面欠損があるため、補強を確実に行う必要があります。建築基準法施行令43条5項には、2階建て以上の建物の隅角部柱や引抜力が大きくなる柱は通し柱とすることとあります。このような柱を管柱とする場合には、実際に発生する引張力、積雪荷重等による圧縮力を求めて、それに耐えることができる金物を使用した補強を行うことが必要となるため注意が必要です。木造構造計算、耐震等級計算のためのフリーソフト、システム、ツール、アプリを使用する際は、このような点にも注意して入力する必要があります。jwwの図面を確認して間違いのないようにしましょう。ソフトウェアはexcelシートのテンプレートを含めてたくさんの種類があり、どれを使っていいか迷ってしまいます。選ぶ際は人気のおすすめランキングを比較するとよいでしょう。




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