北海道内の鋼構造建築物の実態調査と部材リユースの模索佐藤1．序論
鋼構造建築物の解体後，鋼材はほぼ 100％リサイクルされるが，鋼材を再生する過程は，新材の生産ほどではなくとも，大量の CO2 を発生させ，大量のエネルギーを必要とする。もし，代わりに，鋼材をリユースする方策を確立できれば，CO2 の排出機会は大幅に減り，環境負荷を削減できる。リユース対象として、加工量が集中し、全重量に占める割合が大きく、比較的解体しやすいと思われる、柱に注目した。図 1 に示すように，複層分の一体化部品として製作される柱を、ここではクリスマスツリーと呼称する。
多くの鋼構造建築物に転用できる、汎用性が高いクリスマスツリーを選定できれば、リユースを推進する具体的方策を立てられると考えて，鋼構造建築物の現状を把握するための実態調査を行った。北海道で，過去 10 年内に用いられた，構造計算適合性判定資料を基に，鋼構造建築物の規模や構法，寸法，部材等の情報を収集し，共通性を分析した。
2．調査方法
調査対象は，地方独立行政法人 北海道立総合研究機構
建築研究本部建築性能試験センターが審査した，構造計算適合性判定書類であった。これは，2007 年に始まった，構造計算適合性判定制度に伴う手続きによるもので，2 階以上で延床面積が 500 m2 以上，または平屋で延床面積3,000 m2 以上で，高さが 60 m 以下の建築物に適用される1）。同センターと北海道科学大学工学部建築学科と共同で，2021 年 9 月から 12 月にかけて，合計 53 物件を調査した。この 53 物件は，2010 年から 2020 年にかけて審査されたものである。
調査項目は，➀基本情報（階数や主要用途，構造種，新築・増築の別，延床面積，最高高さ），②部材長（階高や梁上端間距離，柱芯々距離，柱継手や梁接手の位置），③
部材断面寸法と鋼材種，④柱梁接合部，⑤柱脚接合部，⑥構造計算結果（層間変形角や構造特性係数，各階重量）であった。④では，柱に梁がつく向きと本数，柱芯と梁軸線の偏心の有無を調査した。

3．調査結果調査物件の内訳は，角形鋼管柱を用いたラーメン構造の連層建物が 33 件，平屋大空間建物が 3 件，連層大空間建物が 8 件，純ラーメン構造でない建物が 1 件であった。基
準階の床面積が 2,000 m2 以上の大空間建物は，柱芯々距離が 10 m を超え，部材寸法が連層建物と大きく異なるために，特に区別した。また，H 形鋼柱を用いた建物が 8 件あり，そのうち，一方向が山形または片流れラーメン構造で，もう一方向がブレース構造の建物が 7 件，両方向ラーメン構造の平屋大空間建物が 1 件であった。本梗概では，角形鋼管柱を用いた連層建物 33 件のみを述べる。
図 2 に，33 件について，階数と基準階床面積を示す。
階数は 2 から 14 階で，6 階までの中低層が多かった。基
準階床面積は，200 から 800 m2 が多かった。図 3 に，33件の全建物階（総数 403）について，階高の分布を，1 階とその他に分けて示す。2 階以上の階高は，3 から 4.2 mが多かった。基準階の階高が 4.0±0.1 [m]の建物は 6 件あった。ロビーが入る場合が多い 1 階の階高は，3 から 6mまで，幅広く分布した。
図 4 に，クリスマスツリー（総数 1,120 本）の層数分布を、最下段とそれ以外に分けて示す。最下段は 2 層が多く，それ以外は 3 層が多かった。最下段以外で 1 層や 2 層のものは，最上階に用いられた場合が多い。4 層は，2 物件で用いられ，13 階建てで，4 層部品が主体で建物が構成された場合と，10 階建ての最上段で階高が 3.6m の部分で用いられた場合であった。
柱継手は，確認できた 27 件のうち 17 件で，床から 1,000mm の位置に設置された。柱脚形式は，連層建物 33 件のうち，23 件が露出型，４件が根巻型，2 件が埋込型，4 件が地下の SRC 構造に連続する型式であった。
図 5 に，クリスマスツリーごとの柱幅の分布を示す。ここでは，クリスマスツリーの各層で柱幅が一致しているもの（総数 1,120 本のうち 1,032 本）だけを示す。柱幅は，200 から 750 mm に分布し，400 mm と 550 mm に多かった。表 1 に，図 5 のクリスマスツリーのうち，接合する梁せいの差が 20 mm 以下で、かつ上フランジ高さで一致
60401200
800

20400001クリスマスツリー

1階2～14階1600
件数

基準階床面積 (㎡)

2000

図1史都

図2357 9 11 13 15
階数

階数と基準階床面積23

図3

45 6 7
階高 (m)

89

階高の度数分布

Survey of Steel Buildings in Hokkaido and Exploration of Possible Reuse Strategies
SATO Fumito

本数

300

300

最下段
最下段以外

100
1000

図40012 3 4 5層数
クリスマスツリーの層数

100 250 400 550 700 850
角形鋼管柱幅 (mm)
図 5 角形鋼管の柱幅A

梁せい[mm]

800
750
700650角形 600鋼 550
管500の柱 450
幅 400[mm]350300
250200計

B

柱400/梁450C

計0372231882226416161432133655

56

154

1811864740
322110736

101621020482062228 20 53 44 14 140 61 60

側柱

中柱

柱550/梁700

D

角形鋼管柱幅と梁せいの分布

200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

200200

表1最下段
最下段以外

本数

400

0 20 424

角柱

偏心無し

柱550/梁600

柱400/梁600

偏心１

柱と梁の断面二次モーメントしているもの（424 本）について，接合する梁せいと柱幅の分布を示す。柱幅 550 mm と梁せい 700 mm，柱幅 550mm と梁せい 600 mm，柱幅 400 mm と梁せい 600 mm，
柱幅 400 mm と梁せい 450 mm の組み合わせが，その近傍と併せて，全体の 67％を占めた。
図 6 に，柱幅が 500 から 550 mm で，梁せいが 650 から 700 mm の 111 本、550 から 600 mm の 60 本，柱幅が350 から 400 mm で，梁せいが 550 から 600 mm の 53本と 450 から 400 mm の 59 本の 4 範囲について，柱と梁の断面二次モーメントの分布を示す。柱が□-550×550×40 で梁が H-700×350×19×28 の組合せ A、柱が□550×550×32 で梁が H-600×300×19×25 の組合せ B，柱が□-400×400×28 で梁が H-600×250×12×25 の組合せ C，柱が□-400×400×16 で梁が H-450×300×11×18 の組合せ D は，近傍の範囲をほぼ包含でき，それぞれ表 1 に示すクリスマスツリーの 27%，14%，12%，14%を代替できるので，リユースを推進する対象に適している。
図 7 に示すように，柱梁接合部は，柱の平面位置（中柱・側柱・角柱）と，梁の偏心の有無で分類される。図 8に，図 5 以降でみたクリスマスツリーの柱梁接合部（総数2,480 個）の分類を示す。側柱，中柱，角柱の順に多く，中柱では，全梁が柱芯を通る場合，側柱では，向かい合う梁が同じ方向に偏心する場合，次いで全梁が柱芯を通る場
合，角柱では，どの梁も偏心する場合，次いで全梁が柱芯を通る場合が多かった。
4．リユースの可能性
上述の分析により，柱が□-550×550×40，梁が H-700×350×19×28，階高が 4 m の 3 層クリスマスツリーは，全数の 3%を，柱が□-550×550×32，梁が H-600×300×19×25、階高が 3.2 m の 3 層クリスマスツリーは，全数の 3%を包含できることを見出した。次いで，柱が□-400×400×28，梁が H-600×250×12×25，階高が 3.6 m の偏心2

図 7 接合部パターン
600
3 層クリスマスツリー
偏心無し
は，全数の 2%を，柱が偏心１偏心２□-400×400×16，梁400が H-450×300×11×18，階高が 3.6 m の，200
3 層クリスマスツリー
は，全数の 3%を包含0できる。この 4 つの組
中柱
側柱
角柱
合せは、調査したクリ接合パターン
スマスツリーの全数
図 8 柱と梁の接合パターンの 11 %を包含できるので、現状で用いられる組合せの中でも、汎用性が高い。
こうした汎用性が高いクリスマスツリーを、積極的に活用する認識を共有化できれば、解体される建物から部品を採取し，近隣で施工される新設建物に再利用できる可能性が高まる。部品の入手性が，重量を最適化するメリットを超えれば、リユースを推進する大きなきっかけとなり得る。
個数

図65．結論北海道内に、過去 10 年間に計画された，53 件の鋼構造建築物について，図面調査を行い，鋼構造建築物の現状を把握した。その調査結果をもとに，部材リユースの対象候補を、4 種類のクリスマスツリーに絞り込んだ。今後さらに分析を進めて、部材リユースの具体的方策を立案する。
参考文献
1) 国土交通省国土技術政策総合研究所・建築研究所：建築物の構造関係技術解説書<2020 年版>，全国官報販売協同組合，
2020 年