3DCGにおける鉄筋コンクリート(RC)の建物とラーメン構造の基本

ここで、学校や公共施設などのRC建築物を作る際の基本知識をまとめておく。

鉄筋コンクリート(RC)とは

RCはReinforced Concreteの略で、補強されたコンクリートのこと。

以下のように互いに弱点を補っている。

鉄筋


上から下の力(圧縮)に弱い
下から上の力(引っ張り)に強い

コンクリート


上から下の力(圧縮)に強い
下から上の力(引っ張り)に弱い

鉄筋コンクリート


鉄筋コンクリートの構造の種類

鉄筋コンクリートの作りは、主に
  • ラーメン構造
  • 壁式構造
がある。

ちなみに鉄骨造だと
  • ラーメン構造
  • ピンブレース構造
に分けられるが、これはまた別の機会に。


ラーメン構造(柱梁構造)

ラーメン構造の概要

ラーメンの意味は、食べるラーメンではなく、ドイツ語でフレーム(枠)の意味「Rahmen」。

柱(はしら)+梁(はり)+スラブ
で構成される。

「スラブ(slab)」とは、建築において 床や天井(または屋根)を構成する水平な板状の構造部材のこと。

ラーメン構造の特徴

柱と梁が、建物の骨組み(フレーム)となって荷重を支える。

壁の位置は自由度が高い(非耐力壁なので取り外せる)。

窓を大きくできる(連続窓・ガラス壁なども可)。

学校(高校)、オフィス、病院、マンション、商業施設などに多い。

壁式構造(耐力壁構造)

壁式構造の概要

壁式構造は、「かべしき」と読む。

壁(耐力壁)+スラブ
で構成される。

そのため、壁そのものが荷重や地震力を受け持つ(柱や梁は使わない)。

壁式構造の特徴

壁を抜けない(耐力壁なので移動・改修が難しい)。

壁に穴をあけるため、窓が小さくなりがち。

低層アパート、小規模学校(保育園・分校など)、集合住宅などに使われる。

シンプル・施工が早く、コストも安いが、間取りの変更がしにくく、開放的な空間が作りにくい。

よって、基本的に高校などの校舎はラーメン構造をイメージして作れば良い。

鉄筋コンクリートの材料や各部の名称

上から順に。

パラペット


屋上やバルコニーの縁にある腰高の立ち上がり壁。

通常 90cm〜120cm 程度(転落防止・意匠による)。

屋上防水層を立ち上げる場所として使われる。

ラーメン構造も壁式構造も共通。

スラブ

屋根スラブ

屋根スラブは、屋上の構造床のこと。

パラペット(立ち上がり壁)で囲まれている
防水処理(アスファルト防水、塗膜防水など)が施されている。

ラーメン構造も壁式構造も共通で、屋根スラブ配筋が設置されます。

床スラブ

構造床のこと。

ラーメン構造も壁式構造も共通で、床スラブ配筋が設置されます。

柱はラーメン構造のみ。

柱主筋と帯筋で構成される。

柱主筋


柱主筋(はしらしゅきん)は、ラーメン構造のみ。

帯筋(フープ)


帯筋(おびきん)または別名フープ筋は、柱主筋に対して横に一定間隔で繰り返される長方形や円形にぐるっと巻かれた配筋。

地震や風で柱に横から力がかかったときに柱のせん断破壊を防ぐ。

ラーメン構造のみ。

3Dモデリングにはあまり必要ないが、知識として知っておくと良いかも。

壁鉄筋


壁鉄筋は、壁に巡らせた鉄筋のこと。

ラーメン構造は梁で支えているため無い場合もある。

壁式構造の場合は必須で、その壁を耐力壁と呼ばれる。

3Dモデリングにはあまり必要ないが、知識として知っておくと良いかも。

梁はラーメン構造のみ。

梁は、端に存在する大梁と、それ以外の小梁がある。

横向きの梁主筋や、縦向きのあばら筋(スターラップ)がある。

あばら筋は、梁の断面をぐるっと巻くように、鉛直方向に繰り返し入る。



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