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提供:株式会社オノコム

日本初の2階建て3Dプリント住宅「Stealth House」

後藤 尚哉

本プロジェクトは、3Dプリントによるモルタル型枠を採用した、日本初の2階建て住宅施工プロジェクトです。新工法ゆえに、構造設計から施工手順に至るまで、従来工法の常識にとらわれない緻密なアプローチが求められました。

【技術的アプローチと施工の工夫】
型枠と外装材を兼ねる3Dプリントモルタルは、その特性上、引張強度が小さいという課題があります。そのため、設計段階から「どう吊り上げるか(揚重方法)」や「どの順序で積み上げるか」といった施工計画を同時並行で検討し、構造計算を行ったモルタル型枠の厚みを決めて先行して構築しました。
内部には、地上で組み上げた「鉄筋かご」を上部から落とし込む手法を採用し、複雑な形状を維持しながら施工効率を最大化させることに成功しました。

【確実な法規対応】
建築確認申請においては「構造計算ルート1」を適用。前例のない工法ゆえに生じる数多くの懸念事項に対し、粘り強い調整を重ねることで、建築基準法への適合と技術的妥当性を両立させました。

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概要

【建物概要】
建築名:Stealth House
プロジェクト名:(仮称)O-house in Tsukidate
所在地:宮城県栗原市
建築主:個人
主な用途:一戸建ての住宅
敷地面積:344.81㎡
延べ床面積:49.92㎡ (1F:30.52㎡ , 2F:19.40㎡)
最高高さ:約6.3m

【担当】
3DCPプリンタ機械・オペレーション: 株式会社 築/ 五十嵐
設計・監理・施工: 株式会社 オノコム/ 那須・渡邊
設計・ジオメトリエンジニアリング・ビジュアライゼーション: ZKIdesign/ 塩月
構造設計・監理: 株式会社構造計画研究所/ 後藤・朴
意匠+設備3D詳細検討・設計 技術協力: 白矩/ 押山・高橋・梅田

提供:株式会社オノコム

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3Dプリント型枠とRC構造による役割分担と施工検討

本建物では、3Dプリントによるモルタル外壁を型枠として利用し、その内部に鉄筋コンクリートを打設する構造としています。

モルタルは非構造材として扱い、構造性能は内部のRCで担保する計画としました。

提供:株式会社オノコム

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施工プロセスに応じた構造計画と揚重方法の工夫

本プロジェクトでは、壁を先行して3Dプリントにより構築し、その後に鉄筋かごを上部から挿入する施工手順を採用しています。

このため、一般的な型枠工法とは異なる配筋・打設条件に対応する必要がありました。

また、モルタル型枠は引張に弱いため、部材の移動は吊り上げではなく下部から支持して搬送する方法とし、型枠への負担を低減しました。

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床スラブのプレキャスト化と接合ディテール

2階床スラブは、施工時の重量や施工性を考慮し、プレキャストスラブよる置きスラブ方式を採用しました。

現場で楊重できるように下半分を隣の空き地で打設し、吊り込みおよび設置後にコンクリートを打設し一体化することで、構造性能と施工性の両立を図っています。

また、スラブと梁の接合部にはダボ筋を設け、水平力の伝達が可能な構造とするとともに、剛床の成立を確保しました。

提供:株式会社オノコム

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新工法における実務課題と設計監理上の対応

本計画では、3Dプリント建築という新しい工法であることから、建築確認申請においても対応可能な審査機関の選定から検討を要しました。

また、3Dプリント施工においては気温条件が材料の強度や硬化性に大きく影響するため、施工時期や環境条件も重要な設計条件となります。今回は、実際のモルタル型枠が設計時で考慮した所定の強度を有しているか、プリントを行うごとに試験体を同時に作成し、強度確認試験を実施しました。

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