東急建設株式会社（本社：東京都渋谷区、社長：寺田光宏、以下当社）が参画する「P&UA（※1）構法共同技術開発グループ」（※2）（代表：株式会社市浦ハウジング&プランニング）は、本構法を用いた二方向ラーメン架構に、耐力壁を併用した11階建て事務所のモデルプランで、一般財団法人日本建築センターの構造評定を2024年10月11日に取得しました。
評定を取得したモデルプランは、半剛接仕様のラーメン架構の仕口に用いる「GIUA（※3）」、「シアリング･コッター耐力壁」、「ローリング・コッター耐力壁」、梁に設けるスリーブ付き継手やラーメン架構の梁端仕口に用いる「炭素繊維によるせん断補強」などP&UA 構法の4つの要素技術を採用することで、高耐力・高剛性・高靭性の構造性能を実現しました。これにより壁が少なく広い空間を有する中高層木造建物を建設することが可能となります。
（※1）Panel & Unbonded Anchorの略称
（※2）技術開発者：㈱市浦ハウジング&プランニング、㈱織本構造設計、東急建設㈱、東レ建設㈱、戸田建設㈱、西松建設㈱、㈱長谷工コーポレーション、三井住友建設㈱
共同研究者：京都大学 五十田教授、近畿大学 松本教授、広島県立総合技術研究所林業技術センター
協力者 ：アルファ工業㈱、内田技建、㈱ウッドワン、エイコー㈱、㈱キーテック、轡製缶㈱、㈱河本組、桜設計集団、㈱中東、藤寿産業㈱、藤田K林産技術士事務所、本間興業㈱、銘建工業㈱（以上、五十音順）
（※3）Glued in Unbonded Anchorの略称
■モデルプランに用いた要素技術
当技術開発グループでは、2022年10月に、一方向ラーメン架構、他方向に耐力壁を配置した10階建て共同住宅のモデルプランで、一般財団法人日本建築センターの構造評定を取得しています。このモデルプランでは、「GIUA」、「シアリング･コッター耐力壁」の２つの技術を採用しました。このたび、新たに開発した「ローリング・コッター耐力壁」、「炭素繊維によるせん断補強」と「GIUA」を用いて、二方向ラーメン架構に耐力壁を併用した11階建て事務所のモデルプランで構造評定を取得しました。なお、耐力壁を用いない二方向純ラーメン架構にも適用できます。
①「GIUA」（㈱市浦ハウジング＆プランニングによる特許出願済）
「GIUA」（Glued in Unbonded Anchorの略称）は、中大規模木造で一般的な鋼棒挿入接着接合（GIR：Glued-in Rod)において、鋼棒をあえて接着させないアンボンド部分を設けた接合構法です。このアンボンド部分により、従来のGIRで生じていた脆性的な木材割裂を抑制し、大変形時でも木材を損傷させずに鋼棒が伸び縮みすることでエネルギーを吸収する機構となっています。
工場で柱・梁の木材端部にGIUAを施工し、現場ではこの柱・梁を鉄骨のパネルゾーン（柱梁のジョイント部分）に高力ボルトを用いて緊結するだけであり、施工の省力化が図れます。
②「シアリング・コッター耐力壁」（㈱市浦ハウジング＆プランニング、㈱織本構造設計による特許出願済）
VLやCLT等の木質パネルを上下に並べ、パネル間に設けた切り込みにL型に折り曲げ加工した鋼材（コッター）を組み合せ差し込んで接続した耐力壁で、耐力壁の上下は鉄骨梁としており、この鉄骨梁と耐力壁は鉄骨プレートとボルトにより接続します。
地震時には、建物に生じる水平力によって上下の木質パネルが左右にスライドしようとするため、パネル間に差し込んだ鋼製コッターが水平逆方向に変形し、地震力を負担することにより地震エネルギーを吸収します。
この構造により大変形時まで木質パネルを損傷させず、コッター部分が変形してエネルギー吸収する機構となっているため、一般の木質耐力壁に比較して優れた変形性能とエネルギー吸収性能を有しています。耐力壁に求められる必要なせん断耐力はコッターの数量によってコントロールすることができます。
③「ローリング・コッター耐力壁」（㈱市浦ハウジング＆プランニング、㈱織本構造設計による特許出願済）
鉄骨の枠柱の間にLVLやCLTなどの木質パネルを左右に並べ、鉄骨枠柱とパネル間及びパネル同士の間に設けた切り込みに、L型に折り曲げ加工した鋼材（コッター）を組み合せ差し込んで接続した耐力壁です。耐力壁の上下は鉄骨梁としており、この鉄骨梁と耐力壁は鉄骨プレートとボルトにより接続します。
地震時には、建物に生じる水平力によって左右に並べた木質パネルが回転してロッキング現象が生じるため、鉄骨枠柱とパネル間及びパネル同士に差し込まれた鋼製コッターが変形し、地震による力（地震エネルギー）を吸収します。
この構造により、大変形時でも木質パネルを損傷させず、コッター部分が変形してエネルギー吸収する機構となっているため、一般的な木質耐力壁に比べて優れた変形性能とエネルギー吸収性能を有しています。耐力壁に求められる必要なせん断耐力はコッターの数量によってコントロールすることができます。
④「炭素繊維によるせん断補強」（㈱市浦ハウジング＆プランニング、㈱織本構造設計、東レ建設㈱による特許出願済）
ラーメン架構の木梁端部の仕口や梁のスリーブ付き継手に炭素繊維板を貼付し、炭素繊維シートを巻き付ける補強を施すことで、木材の曲げ補強及びせん断割裂防止による急激な耐力低下の抑制を図ります。
梁のスリーブ付き継手補強においては、RC造のスリープ開口基準（梁せいの1/3まで）を上回る、梁せいの45%までのスリーブ開口を設けられることを構造実験で確認しており、RC造を超えてS造と遜色ないスリーブ開口の設置が実現可能です。
なお、炭素繊維補強については、耐火性能試験や実物大クリープ試験を実施しており、長期的な安全性も確認済みです。
■今後の展開
2030年度に向けた東急建設グループの長期経営計画では、戦略の軸として「脱炭素」「廃棄物ゼロ」「防災・減災」を３つの提供価値として掲げています。「脱炭素」の一環として、木造木質ブランド「モクタス」を展開し、中大規模木造木質建築を推進しています。
本構法は、中大規模木造建築物の設計施工を推進するうえで必要な技術であり、今回の開発により二方向ラーメンも「モクタス」ブランドのラインナップに加え、様々な用途への展開を進めてまいります。
2025年には、新耐震基準以前の建築が築45年を迎え、都市部における中小規模ビルの建替ニーズが高まると考えられ、国内での木材利用の促進・普及に向けた動きが求められるなか、昨今の環境配慮への社会意識の高まりから、木造木質化への建替需要の増加が想定されます。
当社は、今後お客様の期待にお応えできるよう、本構法の採用実績を積むとともに、木造・木質建築および木材利用の普及に向け取り組んでまいります。