ラーメン構造とは?コンテナハウスもラーメン構造、メリットや特徴を解説!

編集長 松浦
コンテナハウスは骨組みの構造に「ラーメン構造」を用いることで建築基準法をクリアしています。
コンノ
ラーメン・・・食べるラーメンのことですか?
編集長 松浦
ここでいう「ラーメン」は食べ物のラーメンではなく、ドイツ語で「枠」という意味なんですよ(笑)。それではラーメン構造について詳しく説明していきますね。

ラーメン構造とは

剛接合を用いた長方形の骨組み

ラーメン構造とは剛接合という接合方法を用いて立体的な格子状(長方形)の骨組みをつくる構法です。接合部が変形しないほどの強度を生み出すためには、柱と梁は非常に頑丈で太いものである必要があります。

ラーメン構造のメリット

敷地や空間を広く利用ができる

強度が高いラーメン構造のメリットとして大きいのは、間仕切りのない広い空間を作ることができる点です。

ラーメン構造は柱や梁などの「枠」だけで建築物を支える構造のため、筋交いや耐震壁が不要になりコンテナ内の空間を区切る必要がなくなります。

開口部の設置が自由

また筋交いが必要なくなることで壁が必要なくなると同時に、コンテナ内の様々な場所に開口部を設置することができます。

筋交いとは建築用語で「柱や梁に対して斜めに交差させて取り付けられた部材」です。

ラーメン構造の強度の理由

ラーメン構造に欠かせない剛接合

剛接合とは横から力が加わっても接合部分が変形しない強固な接合方法のことです。部材が変形してしまっても接合部分は変形することがないため強度が高い接合方法になります。

部材同士が一体化するように工場では溶接接合、現場では高力ボルト接合が行われます。剛接合について種類や詳しい説明は下の記事で解説しています。

剛接合とは?コンテナやラーメン構造で使われる強固な接合方法

2017年6月13日

剛接合される部材が抗力を発揮

ラーメン構造における強度は接合に使われている部材が抗力を発生し、全体で強度を構成しています。

このためラーメン構造の一部が破壊されても力の再分配が行われ、部材が曲がるだけで構造自体が崩壊してしまうことはありません。ただしラーメン構造も、よほど多くの箇所が破壊された場合には崩壊に至ります。

ラーメン構造の鉄骨部材・寸法

部材はH形鋼などを使用

ラーメン構造の柱や梁として用いられる重量鉄骨は、H形鋼(梁)や角形鋼管(柱)などです。溶接は事前に工場で行われ、接合済みの部材が建設工事現場に運ばれ取り付けられます。

一般的に300mm~900mm程度

一般的なラーメン構造の建築物の柱の寸法は、300mm角~900mm角です。

300mm角=「300mm×300mmの寸法の角材」という意味です。

一般住宅建築のラーメン構造例

トヨタホームの「パワースケルトン」

一般的な住宅建築の例として、トヨタホームの独自のラーメン構造をご紹介したいと思います。

トヨタホームが用いる「パワースケルトン」という独自のラーメン構造にも、溶接で接合部分を一体化させる剛接合は必要不可欠です。

トヨタホームの鉄骨の寸法

トヨタホームのパワースケルトンというラーメン構造では、一辺が125㎜・厚み3.2mmで中が空洞になっている中空構造を用いています。

一般的な寸法に比べると細いと思うかもしれませんが、1本の鉄骨柱では18.2トンの力に耐えることができます。パワースケルトンで用いられている鉄骨柱は業界トップクラスの125mm角と言われています。

ラーメン構造が欠かせないコンテナハウス

ラーメン構造を用いた建築用コンテナ。開口部をあけていても強度に問題はない

当サイトで紹介しているコンテナでもラーメン構造は必要不可欠になっています。というのもコンテナハウスはラーメン構造を用いた「建築用コンテナ(ISOコンテナ)」が使用されるからです。

建築用コンテナについては下の記事で詳しく解説しています。

建築用コンテナとは?建築基準法に則った建築用コンテナはISO海洋輸送コンテナとは別物だった

2017年6月12日

シンプルで自由度の高い設計

このラーメン構造を用いているため、シンプルな構造でもコンテナは崩壊しないだけの強度を持ち建築利用が可能となっています。

そのためコンテナは壁にあたる部分に開口部を設けても強度に問題がなくなりました。窓を開けても出入り口を開けても強度に問題はありません。

コンテナを組み合わせる場合

ただし必ずしもラーメン構造だけが用いられるとは限りません。

建築用コンテナをそのままの形で組み合わせたりせず単体で使う場合にはラーメン構造のみになりますが、コンテナをいくつか組み合わせた設計にする場合はピンブレース構造といったラーメン構造以外の構造も必要になることがあります。

ラーメン構造のまとめ

編集長 松浦
今回はラーメン構造について解説してきました。ラーメン構造について理解していただけたでしょうか。
コンノ
ドイツ語でラーメン=枠というのは意外でした。ラーメン構造はコンテナも含め、鉄骨構造の建築で定番な骨組みの構造だったんですね。
編集長 松浦
はい、コンテナハウスにおいてラーメン構造は必要不可欠と言えます。ラーメン構造は近代建築において最も一般的な構造形式となっているので、ぜひ覚えておきましょう!!