建築物の構造概論

建築材料について

密度（比重）

• 鋼材＞アルミニウム＞板ガラス＞タイル・コンクリ＞木材＞硬質ウレタンフォーム
• アルミニウムの比重は、鋼材の約1/3である。

熱伝導率

• アルミニウム＞鋼材＞タイル・コンクリ＞板ガラス＞木材＞硬質ウレタンフォーム

構造材料

コンクリート

• 硬化時に収縮亀裂が生じやすい。
• コンクリートの水セメント比は、40-65％程度である。
• コンクリートを構成する砂と砂利の容積は、全体の約70％を占める。
• コンクリ－トの性質を改良するためのものとして混和材料がある。
• 高流動性コンクリートは、ＣＦＴ構造や自己充填コンクリートに用いられる。
• AE剤は、モルタルやコンクリートの中に多数の微小な空気泡を均一に分布させるために用いる。
• コンシステンシーは、流動に対する抵抗性の程度で表されるフレッシュコンクリートの性質である。

• セメントペーストは、水とセメントを練り混ぜたものである。
• セメントペースト（水、セメント）に砂を練り混ぜたものがモルタルである。
• コンクリートは、セメント、水、砂、砂利を混合し、練り混ぜて固めたものである。

• ブリージングは、コンクリート打設後、ペースト中のセメントや骨材が沈降して、分離した水が浮く現象である。
• レイタンスは、打設したコンクリートの硬化時に、石灰岩や骨材の微粒粉が表面に層状になったものである。

• 軽量コンクリートの密度（質量）は、約2.0ｔ（2000kg）/㎥
• 普通コンクリートの密度（質量）は、約2.3ｔ（2300kg）/㎥
• 重量コンクリートの密度（質量）は、約3.0ｔ（3000kg）/㎥

木材

• 木材の引火点（出火危険温度）は240-260℃程度
• 木材の発火点は400-490℃程度
• 木材は、養分、湿気、空気及び温度の4要素があると腐りやすい。

• 木材の気乾状態の含水率は12-15％、通常時は40-100％
• 木材は使用前に気乾状態まで乾燥させる必要がある。
  • 気乾状態：木材を普通の状態で大気中に放置し、平衡に達した状態。

• 合板は、薄い板を繊維方向が交差するように接着剤で重ね合わせたもの。
• 集成材は、挽（ひき）板を繊維方向を揃えて積層した軸材である。
• LVL（単板積層材）を、単板を繊維方向を揃えて積層した軸材である。
  • 柱や梁などの構造材料として用いられる。
• CLT（直交集成板）は、挽（ひき）板を繊維方向が直交するように積層した板材である。
  • 床、壁、屋根などの構造材料として用いられる。

• 木材のシロアリなどによる虫害対策として、木材表面の被覆又は薬剤処理をする。
• 木材の強度は、繊維方向>半径方向>接線方向の順となる。
• 構造材料として用いられるのは主に針葉樹である。
• 火災時における強度の低下度合いの小ささ（力学的耐火性）は、鋼材より優る場合がある。

鋼材

• 鋼は展延性に富み、加工しやすい。
• 鉄鋼の線膨張係数は、コンクリートとほぼ等しい。
• ステンレス鋼は、鉄にクロム、ニッケル等を含む特殊鋼で、耐食性、耐熱性を高めている。
• 鋼板に亜鉛メッキはトタン
• 鋼板にスズメッキはブリキ（ブリキの鈴）

• 鋼材の応力－ひずみ曲線において、最大荷重時の応力度を引張強度という。
• ＪＩＳによる鋼材の材質で、SN400Bの場合、記号中の数値は引張強度を示している。
• 鋼材の引張試験において、破断したときのひずみ度を伸びという。

• 鋼材のヤング係数は、鋼材の種類にかかわらずほぼ一定である。
• 建築構造用鋼材は、降伏点又は耐力の上限と下限が規定されている。

• 鋼材は炭素量が大きいほど強度は増すが、靭性（粘り強さ）、溶接性は低下する。
  • 極軟鋼の炭素量：0.12％以下
  • 軟鋼の炭素量：0.12～0.30％（主に軟鋼が建築の躯体に利用される。）
  • 硬鋼の炭素量：0.30～0.50％
  • 最硬鋼の炭素量：0.50～0.90％

• 高強度鋼は、建設現場において重要な溶接性が低下すること、伸びが小さく、降伏比が大きくなる傾向があることからあまり用いられない。

• 降伏比とは、降伏強さの引張強さに対する割合をいう。
• 降伏比の大きい鋼材は、靭性に優れない。
• 降伏比が小さい鋼材を用いた建築物ほど、想定外の荷重が作用しても、完全に破壊するまでの余力がある建築物とみなすことができる。

仕上げ材料

石材

• テラゾは人造大理石で、床の仕上げ材として使用される。

金属材料（アルミ）

• アルミ材は軽いのでカーテンウォールに用いられる。
  • カーテンウォールは、建築物の耐力壁にはならない。
• アルミニウムは、他の金属やコンクリート等と接触すると腐食する。

ガラス

• 板ガラスは不燃材料である。
  • 板ガラスは、部分的に加熱されると破壊しやすい。
• 網入板ガラスは、フロート板ガラスに比べて、火災時に破片の飛散防止効果がある。

• 合わせガラスは、数枚のガラスをプラスチックフィルムで貼り合わせたものである。
  • 合わせガラスは、破損による飛散を防ぐ。

• Low-Ｅガラスは、ガラス表面に特殊金属膜をコーティングしたものである。
• 2枚の板ガラスを一定の間隔を保って密閉したものは、複層ガラスである。
• 強化ガラスは、一般ガラスに特殊な熱処理を施して、表面に圧縮応力を生じさせたものである。

合成高分子材料

• 合成高分子材料は、合成樹脂、合成ゴム、合成繊維に大別される。

断熱材料

• グラスウールは、高温で溶融したガラスを遠心法により繊維状にした材料である。
  • 断熱材は熱伝導率が低い。

防水材料

• シート防水層は、一般的に合成ゴム系・プラスチック系の材料で作られる。
• アスファルトルーフィング（防水紙）は、合成繊維などの原板にアスファルトを含浸、被覆した材料である。

無機質系材料

• プラスタは、石膏などの無機質の粉に水を加えて練り混ぜ、塗装をする材料の総称である。
• しっくいは、消石灰にのり、すさ、水を加えて練った左官材料である。
• せっこうボードは、耐火性に優れるが、水分や湿気に弱い。