(株)細井建設／(有)阪根宏彦計画設計事務所
2. 2

2. 2. 2実証事業の概要
実証事業名：山の手の集合住宅新築工事の設計・建築実証建築主等／協議会運営者：（株）細井建設／（有）阪根宏彦計画設計事務所

２．実証事業の目的と設定した課題
山の手の集合住宅新築工事を現代の先端技術である、CLTとS造によるハイブリッド構法の建築で、実現する機会を得た。建築実証ではCLT建築の外装に新たな工法を想定し協議会での検討を行い、鉄骨造のアウターフレームがCLT建築を包む構成を採用した。寒冷地での鉄骨造の熱橋を無くし、積雪荷重（0. 85m）や地震力はCLTを介して鉄骨に伝達するディティールとした。設計時、ガラス外装のユニットでの建て方も採用へ向けて検討し、高層建築への技術的な発展を目指した。これまでに同技術の複数の実践で、本事業での報告を重ねている継続的な実証を、更なる合理化の追求とCLTとS造によるハイブリッド構法で展開する。本計画は2階建ての集合住宅（建築基準法規定：長屋）で、比較的薄い120mmと72mmの檜の床、壁、屋根CLTで内部を包む空間を実現する。そのためには、S造とCLTによるハイプリッド構法の建方を、これまでと同様、鉄骨工事業者による全面的な施工と建方を進める。本件も工種の一元化と合理化を見越した設計で、実現する。CLTの接合部はその過半が全て、ハーフラップジョイントで、2023年に要素試験で実証報告を同チームで行い、その発展をこの計画で実践する。これにより、寒冷地の軽井沢の地で、気密・水密性の高い床・壁・屋根が構成される。もちろん、内部空間はCLTの檜材を現しである。総合的なコストの低減効果を主軸に、従来コスト高で乖離しやすい先端性と普及性に対し、特に小規模索件のコストを縮減する。工費縮減を促進し、CLT+S造によるハイブリット構法を小規模な2階建てから大規模な中高層建築への普及を目指す。 (表1) •榊法と構造について：主体構造は鉄骨造（溶融亜鉛メッキ）とし、X・Y両方向とも純ラーメン構造とする。長手方向14. 7m、短手方向6. 3m（柱芯間）の矩形平面形状を持つ2階建て鉄骨造である。X・Y両方向とも純ラーメン構造とする。ただし1階建物内部の柱は鉛直荷重のみを支持するピン柱とする。各階床面および屋根面の構造はCLTにより構成する。小屋組は無く直接120mmのCLTで構成する。CLTは勾配屋根版（無築構造+ハーフラップジョイント）である。勾配屋根版はハーフラップジョイントとすることで、約6. 3mの柱芯スパンに対して120mm厚で実現可能である。CLTと鉄骨の接合は、切板とビスのみによるシンプルな方式により、一般的な技術水準のファブリケーターで十分に対応可能である。 •ビス施工の確認（施工手順、作業時間（施工性）、施工精度）:本建物はCLTと鉄骨のハイプリットド構造で、CLT の屋根や壁は、全数73部材のCLTのパネル加工を極力減らし施工の合理化を図る目的で、検討を進め、全て（CLT部材間、鉄骨とCLT間）ビス接合を採用している。鉄骨のアウターフレームの桁梁と上り梁を外周に、軒先を1. 4m近く水上と水下に跳ね出すCLT屋根架構とし、ハーフラップ接合で一体とする。 3．協議会構成員（設計監理）（協議会運営者）
(施工管理) (株)組井建設　細井武夫　細井裕介(標造設計) (株)村田龍馬設計所村田龍馬(木質標造設計指導)（株)木質環境建築川原重明（木質＋硝子外装設計）千葉文彦(材料) (株)サイプレス•スナダヤ　砂田基太郎　山本治彦(鉄骨+CLT施工) (株)炭邦製作所古賀道夫古瀬幸一実証コスト比較表1応募時の全体イメージ Fig.1図1 4．課題解決の方法と実施工程S造とCLT造のハイブリット構法の総合図を有限会社阪根宏彦計画設計事務所:阪根宏彦が、フレーム解析、総合的な構造設計を株式会社村田龍馬設計所:村田龍
馬、が行った。
•外装検討：CLTにダイレクトに木質サッシュを大判ペアガラス6+12A+6で構成し外装の水密・機密性能を確保し断熱性能を高め、工事工数を極力減らす検討を進めた。 •施工手順検討:鉄骨アウターフレームを先に高い精度で建方を行い、床や屋根のCLT部材は、鉄骨部の梁等を避けることのできる、かつ、工数を減らすための最大サイズとし、壁は2人で重機で揚重しつつ壁部にも施されたハーフラップジョイントを突き合わせることのできる90kg／1部材を目標に、製品図を確定し、工事に臨んだ。2階建て150 ㎡規模の建物の施工性、意匠性及び経済性に留意しながら最適条件を決定した。 (図1)
5．課題解決の方法と実施工程
建設実証は2つのフェーズで進める。1.基礎着工から建方までに、接合部の詳細を総合施工図（鉄骨＋CLT+外装）でまとめる。2.実際のCLT+Sの建設に際し、部材精度の高いCLT (およそ±1.5mm 未満でも屋根のハーフラップジョイント連結部の倍数で、端部では15mm～30mm 近くの水平方向のズレも想定し端部から一方向に設置（中央から振り分けを検討したが、鉄骨アウターフレームの±3mm程度のズレも目違いとして拾うこともわかっており、端部からハーフラップジョイント連結部を突きつけで施工する方針で進んだ。結果、平面的には屋根の先端も10mm以内の増部の出寸法の変形と屋根面携みも同寸法近くで収まった。約11日間のCLTとS造によるハイブリット構法の建て方を詳細の工事写真で記録し実証できた。
＜協議会の開催＞
令和５年 6月：第1回開催、問題点洗い出し、外装検討案の方針確定 ７月：第2回開催、新外装構法の実施方針の検証　８月：第３回開催、CLT+Sの総合的な構法の検討　12月：第４回開催、基礎打設、現場での重機設置位置やCLT+Sの具体的な構法の検討令和6年1月：第5回開催、建方　外装設置による建設実証：実証事業の取りまとめ検討催、実証事業の取りまとめ実証事業の取りまとめ
〈施工〉
令和5年12月: 12月5日箸工9月~11月:CLT+S製品加工　1月:CLT+鉄骨ハイプリッド構造建方　令和6年1月末:CLT+鉄骨ハイプリッド構造建方完了外装工事完了
6．本実証から想定される課題
本事業で得られた超短工期のデータは小規模から大規模建築の建方の工程、工事想定に活用することができる。CLT+鉄骨ハイブリッドパネル構法の施工の合理化をさらに工夫し、総合的なコスト縮減を進め、外装のユニット化も工夫を要する。CLT+鉄骨躯体の精度の差に対し、外装は同様に木質材料とすることで、仕口の現場加工やビス接合部の再施工により調整できた。小規模から大規模建築まで、地域施工者の普遍的な技術で、今後もCLT+鉄骨ハイブリッド構法は展開出来ると思われる。 (Fig2.3 水平力を受けるラチストラスはブラケットに変更 左応募時:右実証時） 8.コスト比較CLT+鉄骨ハイブリッドパネル構法は、CLT無梁構造で、檜の現しであることから、同様の (6.3m   12m  無柱空間を CLT＋集成材逆梁構成で室内に CLT が現しとなる）設計検討を行った場合との木質部分の2階フロアーを抽出して、工事費比較を検討した。 (上記：表 1）建物の鉄骨による軽量化が今回の設計では有効であった。CH＝2200～3400 と居住空間では十分な天井高で、本設計での、CLT現しの有効性が確認できた。 (Fig12) 9．実証により得られた成果鉄骨+CLTパネルハイブリッド構造によって、本実証により得られた成果を以下に示す。 (1) 11日の超短工期でCLTの73部材と鉄骨部材の工教でもCLT+Sの建方が確認された。 (2) 無梁CLT屋根の内部現し仕上げによりコスト縮減が確認された。 (3) 外装硝子ファサードや屋根の直接取り付けの効果で概算値でU値0.83 W/  (m・K)  (この地域のZEH U値0.5 W/ (m・K)には不足）で大開口に一定の効果があることを確認した。
(基礎構造)
1.3 構造計算方針
(荷重・外力)
1.概要
1.1 計画概要
(許容応力度計算)
1.2 構造設計方針

梁継手はフランジ・ウェブとも高力ボルト接合を基本とする（一部の梁で現場溶接を用いる）。柱には継手を設けない。柱脚は既製品による露出型固定柱脚とする(ピン柱を除く)。各階床および屋根の荷重はCLTによって鉄骨梁に伝達する。基礎形式は直接基礎（べた基礎）で環境バイルS工法(防腐・防蟻処理木材による複合地盤補強工法)の地盤改良を行う。地震地域係数Z=1.0、基準風速Vo=30(m/s)、地表面粗度区分Ⅲ、垂直積雪量85cm .地盤は地盤調査結果により第2種地盤と判定し、1次固有周期は告示による略算式(T=0.03h)により算定すみ.強風時の層せん断力は、地震時と比較して小さいため、水平荷重計算は地震力にて行う(2.2 [風圧力]参照)。 (応力解析) .建築物の名称建設地.字坂下2146-506 :  山手の集合住宅(軽井沢の長屋) ：長野県北佐久郡軽井沢町大字長倉応力解析はマトリクス変位法による立体フレーム弾性解析を行う。 . : 108.198 m計算用構造スバンは各階の柱心間、構造階高は各階の大梁、基礎梁の梁心間の寸法とする。 .建築面積.延床面積: 148.73 m支持条件は、基礎梁位置でピン支持とする。 .最高高さ. . #高さ1階柱脚(ピン柱を除く)の固定度は、既製品のメーカー公表値（一連計算プログラムに組み込み）とする。 1階床面は基礎スラブによる剛床、2階床面および屋根面はCLT床版による剛床とする。 : 6.590 m . .階数:地上2階.構造種別ン構造：鉄骨造構造形式 ：純ラーメ長手方向14.7m、短手方向6.3m（柱芯間）の矩形平面形状を持つ2階建て鉄骨造である。X・Y両方向とも純ラーメン構造とする。ただし1階建物内部の柱は鉛直荷重のみを支持するピン柱とする。各階床壁、屋根面の構造はCLTにより構成する。標準せん断力係数(Co)は0.3とする。鉄骨部材の断面検定用応力は、鉛直荷重時水平荷重時ともに、1F柱脚は剛域端の応力、それ以外は節点応力を採用する。断面検定位置は、梁は両端・中央・ジョイント位置とし、柱は柱頭・柱脚とする。梁の曲げの設計においては、ウェブは考慮しない。 (共通事項)法第20条第1項第三号に該当する。   令第81条第3項に掲げる構造計算（ルート1-2）を行う。 (上部構造) (その他)使用上の支障に関する検討は、部材せいとスバンの比または部材のたわみを計算し、告示の規定を満足する。 .柱は円形鋼管（STK400）を用いる。梁は圧延H形鋼（SS400）を用いる。柱及び梁は告示(昭55建告第1791号第2)の幅厚比規定を満足するものとする。柱梁接合部は通しダイヤフラム方式(ピン柱を除く)とし、 1.4 準拠指針・規基準等建築基準法、同施行令及び関連告示版建築物の構造関係技術基準解説書」 「2020年構造解析モデル「鋼構造許容応力度設計規準」日本建築学会、2019年「銅構造接合部設計指針」日本建築学会、2012年「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」日本建築学会、2018年  「木質構造設計基準・同解説」日本建「2016年版 CLTを用いた建築築学会, 2006年物の設計施工マニュアル」日本住宅・木材センター、 2016年「小規模建築物基礎設計指針」日本建築学会、2008年「建築物荷重指針・同解説」日本建築学会、2015年「建築工事標準仕様書・同解説 JASS6 鉄骨工事」日本.建築学会、2018年「建築工事標準仕様書・同解説 JASS5 鉄筋コンクリ. ート工事」日本建築学会、2018年
1.5 構造計算プログラム
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Super Build／SS7 Ver.1.1.18a
2.1  CLT屋根
・CLT屋根は単位幅(1m)の等価な剛性と耐力を持つ単純梁(垂木)として断面算定を行う。

2.2 CLT床
•CLT床は単位幅(1m)の等価な剛性と耐力を持つ単純梁(根太）として断面算定を行う。 ・2 階床は実際には中央スバン2.8m、サイドスバン1.4mのはね出し単純梁である。安全側の検討として、スパン2.8mの単純梁として算定すvi ・1階床は実際にはスバン3.15m+2.8mの2スバン連続梁である。安全側の検討として、スパン3.15mの単純梁として算定する。

2.3 CLT接合部
①CLT屋根の接合部
屋根CLTバネル1枚に作用する地震力を求める。屋根バネルの長さは、断面図より先端の仕上げを含んで、 (1.360+6.300+1.430)÷cos11.3°=8.91 mこれに単位荷重とバネル幅を乗じて、1枚あたりのバネル重量は、1.5×1.4×8.91=18.7 kN水平震度は一連計算より安全側に丸めて0.4とする。以上より、バネル１枚あたりの地震力は、 18.7×0.4=7.48 kN CLT屋根の鉄骨梁への接合は、バネリード鋼(PK8-90、以下ビスと呼ぶ)を使用する。ビス1本あたりの短期1面せん断耐力は、次頁より2.78 kNである。よって、バネル１枚あたりのビス必要本数は、7.48÷ 2.78=2.69本設計ビス本数は、接合部1か所あたり4本、バネル1枚あたり接合部4か所のため、16本OK
②１階CLT床の接合部
1階床CLTバネルの面積は最大で、1.61×5.79=9.33 m2水平震度0.3として、バネル1枚に作用する地震力は、0.3 ×9.33×(1.5+0.6)=5.88 kN必要ビス本数は、5.88÷2.78=2.12本設計ビス本数は、接合部1か所あたり2本、パネル1枚あたり接合部6か所のため、12本OK
③2階CLT床の接合部
2階床CLTバネルは、1通り〜4.5通り間、4.5通り〜5.5通り間、5.5通り〜9通り間の3つの区画に分けて検討する。 1通り〜4.5通り間のCLTバネルの面積は、5.6×5.6＝31.36 m2水平震度0.3として、この区間の床面に作用する地震力は、 0.3×31.36×(1.8+0.6)=22.58 kN必要ビス本数は、22.58÷2.78=8.13本この1/2の4.07本以上を、1通り・4.5通り・A通り・G通りにそれぞれ配置する。 1通りの設計ビス本数：接合部1か所あたり5本、接合部2か所のため、10本　OK A・G通りの設計ビス本数：接合部1か所あたり6本、接合部2か所のため、12本　OK 4.5通りの設計ビス本数: 350mmピッチで配置されるため、 5600÷350=16本  OK 5.5通り〜9通り間は上記と同様。4.5通り〜5.5通り間は、面積が半分で接合部数も半分のため、上記と同等である。なお、B1梁とCG1梁に配置するPK8-60によるCLT接合部は、部材の一体化を目的としており、水平力の伝達は期待しない。バネリード鋼(PK8-90)の1面せん断耐力（短期) ・木質構造設計規準、ラグスクリュー接合の許容せん断耐力(602.4)により算出する。 ・有効埋め込み長さは、ビス首下長さ90mmからG1梁のフランジ厚11mmを差し引いた79mmとして計算する。

剛床仮定の検討
屋根水平構面
・屋根水平構面に生じる面内せん断力を計算し、それが、屋根 CLT の母材やハーフラップジョイントのビス接合部の短期許容せん断力よりも小さければ剛床仮定が成立すると考える。水平構面に生じる面内せん断力の算定においては、Ｙ方向の水平力は１通りと９通りに流れるため、その２カ所を支点とした単純梁として算定する。・X方向とY方向を比較すると、Y方向の方が水平構面の奥行きが短く、かつ、スパン※1　Ai分布の数値は[一連計算書　4.7地震力　P30/194 ]より引用※2　基準せん断強度Fsは「2016年版　CLTを用いた建築物の設計施工マニュアル  P194-195」より引用※3　せん断力Q3は「単位接合部の設計用許容せん断耐力」の結果を引用2階床水平構面・剛床仮定が成立すると考える条件は屋根水平構面と同様とする。・2階床水平構面は1通り〜4.5通り、4.5通り〜5.5通り、5.5通りから9通りの3つに分かれる。 ・3つの中でスパンの大きい1通り～4.5通りについての検討を行う。 ※4　せん断力Q6は「単位接合部の設計用許容せん断耐力」の結果を引用・ハーフラップジョイントのピスの耐力をEYT式より算定する・木材の主材と側材による1面せん断とする・X方向とY方向の水平構面の奥行きとスパンはほぼ同じであるが、Y方向はハーフラップジョイントのビス接合部を介した応力伝達となるため、より不利である。そのため、Y方向に対しての検討を行い、X方向の検討は省略する。 Y方向の水平力は1通りと4.5通りに流れるため、その2力所を支点とした単純梁として算定する。 ・強風時の層せん断力は、地震時と比較して小さいため、地震時に対しての検討を行い、強風時の検討は省略する。
※1　Ai分布の数値は[一連計算書　4.7地震力　P30/194]より引用　※2　基準せん断強度Fsは「2016年版　CLTを用いた建築物の設計施工マニュアル  P194-195」より引用