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梁などもせん断で壊れることがありますが、せん断による破壊が致命的なのは、ボルトなどによる接合部まわりの破壊です。
以上の引張り、圧縮、せん断のほかに、木の強さでひじょうに重要なのは、曲げに対する強さです。
梁のように水平に架け渡された木材は、上からの重さによって曲げる力を受けます。
このとき、木材の中に圧縮力と引張り力が生じて、曲げに抵抗します。
したがって、曲げに対する強さは、圧縮または引張りに対する強さに比例します。
多くの場合、引張り側でちぎれますが、これが折れるという現象なのです。
以上の力のかかり方とそれに対する強さや壊れ方は、力が加わった瞬間に対するものですが、時間の要素を考えると別の問題があります。
それは「クリープ」というやっかいな性質です。
「クリープ」は英語で這うという意味です。
ある材料(部材)がある荷重を受けつづけた場合、這うようにじわじわと変形が増えていく現象です。
たとえば竣工直後は水平だった梁が、何カ月や何年ものうちにだんだんたわんできたり、ひどい場合には折れてしまうことがあります。
伝統構法では軒が下がってきたものが少なくありませんが、その理由のひとつはクリープによるたわみです。
すぐに不都合が顕在化せず、だいぶ時間がたってから事故をおこすので、それだけにやっかいな現象です。
現在では木造建築を設計するとき、クリープを見こんで計算することになっています。
これからいろいろな木質構造材料を紹介するのですが、まずその代表として製材について説明します。
木質構造材料という言葉は、集成材など二次加工した木材があらわれてからできた言葉なので、それ以前からある製材をその代表というのは、ちょっと違和感があります。
むしろ別格というところでしょうか。
製材は文字どおり木を木材として製造したものです。
丸太からさまざまな断面の木材をどう切り出すかを木取りといい、長年の経験にもとづくひじょうに高度な判断を要するものです。
とくに化粧材を兼ねた柱などのために、節のない木材を切り出すのは、神業です。
ベイツガやベイマツのようにひじょうに太い丸太から構造材を切り出すのは、みばえは重要ではないので、機械的に木取りします。
集成材など二次加工した木質構造材料が普及する前は、木造建築は製材だけで建てられていました。
いまも大部分の木造住宅は製材だけを使っています。
この製材のよしあしの評価は、四方無節(3ページ)に象徴されるように、みばえに重点がおかれていました。
それには日本の木造建築が真壁で柱が化粧材でもあったことが強く影響しています。
しかし、製材といえども構造材として使うからには、強さによって評価すべきです。
そのために、製材についても等級を、みばえによるものから強度によるものに変える方向にあります。
このような木材をMsR材（機械的等級区分材)と呼んでいます。
その規格など、基本的なことは決まっていますが、じっさいにはまだ十分に流通していません。
集成材は、丸太をいったん製材して板にしたものを、接着剤で貼り重ねて大きな断面にしたものです。
素材となる板のことをラミナといいます。
英語でLaminateは、貼り重ねるという意味です。
ラミナは何枚でも貼り重ねることができますから、断面の背(厚さ)のほうは、いくらでも大きくできます。
また、横幅の方向にも、臓矧ぎといって、ラミナを並べていけば、いくらでも幅の広いものができます。
つまり、原理的にはどんな大きな断面のものでもできます。
さらに、長さのほうも、ラミナを長さ方向につぎつぎと足していけば(もっともその継ぎ目は、重なりあった隣どうしでずらす必要があります)、これまたいくらでも長いものをつくることができます。
このように、集成材にすれば思いどおりの大径長大材がえられます。
集成材にする利点はほかにもあります。
まず、形状として湾曲したものができます。
一枚一枚のラミナは、厚さが二、三センチなので、容易に曲げることができます。
曲げた状態で貼り重ねると、湾曲した集成材ができます。
これを湾曲集成材といいます。
ちなみに、集成材には湾曲したものがありふれているので、まっすぐなものを、とくに「通直集成材」と呼ぶことがあります。
断面の大きい木材はなかなか乾燥しません。
乾燥が不十分なまま建物に使うと、つくるまでにも、また完成した後になっても、割れたりねじれたりして、安全性や居住性、あるいは美観を損なうおそれがあります。
その点、集成材は、薄いラミナの状態で乾燥させることができるので、そのような問題をほぼ解消できます。
最近の木造住宅でも、柱や梁を集成材にすることが多くなってきています。
狂いが少なく、お客さんのクレームが少ないというのがその理由とのことです。
構造材にはとうぜん強度が要求されますが、この点でも集成材は有利です。
ラミナをつくる段階で、節などの欠点を除くことができます。
また、ラミナの状態で一枚一枚の強度を推定することができるので、強いラミナを集成材の上下面に配することによって、曲げに強い集成材をつくることができます。
強度を推定する方法は、ラミナにかぎらず木材一般にも適用されるようになってきています。
その原理は、同一樹種の木材では、ヤング係数(材料の剛性をあらわす指標、伸び縮みのしにくさ、曲がりにくさ)と強さとのあいだに相関性があることを利用したもので、非破壊検査で強さが推定できます。
もっとも簡便な方法は、一定の間隔の支点間にその木材を載せ(力学では単純梁といいます)、中央に一定のおもりを載せて(あるいはぶら下げて)、そのときの中央でのたわみ量を測ることです。
あらかじめたわみ量と強度の関係を求めておけば、強度を推定することができます。
もちろん、木材は強度も剛性も少なからずばらつくので、厳密には確率統計的な検討が必要です。
和室はたいてい真壁で、構造柱が化粧を兼ねていますから、集成材を柱に使う場合、表面に突き板というひじょうに薄い化粧用の板を貼ります。
その厚さは1ミリ前後です。
天井板などに貼る突き板はもっと薄く〇・一五ミリくらいで、この岩波新書の紙の厚さとほぼ同じです。
それでも、木目を印刷した紙を貼るのにくらべれば、まだ木そのものである分だけましなのかもしれません。
集成材とならんですでによく使われている木質構造材料は、合板です(図)合板は、どく薄い板を貼り合わせたもので、一般にはベニヤ板と呼ばれています。
建築用語としてのベニヤとは、もともとはものの表面に貼る薄い板を意味しています。
転じて、貼り重ねることを前提とした薄い板のことをベニヤといい、単板と訳しています。
この単板のつくり方は、丸太をぐるぐると回しながら剥くのが一般的です。
合板をつくるためには、このベニヤ(単板)を繊維の方向がたがいちがいになるように重ねて接着剤で貼り合わせます。
多くのものは、貼り重ねるベニヤの枚数が奇数です。
仕上げ(化粧)用のものは、表面にきれいな薄い板を貼ります。
このようにしてつくつた合板は、製材では得られないような幅の広い、かつ方向性の少ないものなので、構造用・仕上げ用の面材(面状、つまり幅の広い薄い板)として、床・壁・屋根などに広く使われています。
合板の材料である丸太は、かつてはほとんどが南洋材のラワンでした。
「ラワン」は特定の樹種名ではなく、フタバガキ科ショレア属の木のフィリピンでの通称ですが、日本に輸入される太い熱帯材の総称になっています。
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