ラーメン構造

ラーメン構造とは

ラーメン構造とは、柱と梁を剛に接合し、骨組み全体で荷重や地震・風の力に抵抗する構造形式です。「ラーメン」はドイツ語の Rahmen（枠、骨組み）に由来し、英語では rigid frame や moment-resisting frame と呼ばれます。接合部が剛であるため、柱と梁の間で曲げモーメントが伝達され、骨組みが一体となって変形に抵抗します。

鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造のいずれにも採用される構造形式です。壁やブレース（筋かい）に頼らずに水平力に抵抗できるため、開放的な空間や自由な間取りを実現しやすい点が特長です。一方で、柱と梁の接合部には大きな力が集中するため、接合部の設計と施工の品質が極めて重要になります。

ブレース構造との違い

水平力に抵抗する別の方法に、ブレース構造があります。ブレース構造は、柱と梁で囲まれた構面に斜材を入れて、軸力で水平力を負担します。柱と梁の接合部はピンに近い形式とすることが多く、開口部を設けにくい反面、剛性を確保しやすい形式です。これに対してラーメン構造は、斜材がなく自由な開口を確保できます。ただし同じ水平力に対する変形はブレース構造より大きくなりやすいため、柱や梁の断面が大きくなる傾向があります。実際の建物では、ラーメン構造とブレースを併用する例も多くあります。

鉄骨造のラーメン構造の施工

鉄骨造のラーメン構造では、柱に角形鋼管、梁にH形鋼を用いる例が多くあります。柱梁接合部は、梁のフランジを柱のダイアフラム（ダイアフラム）へ溶接し、梁のウェブを高力ボルトで接合する形式がよく見られます。大梁と柱を剛に接合するため、完全溶込み溶接が重視されます。溶接の品質管理には、溶接管理技術者（溶接管理技術者）や溶接技能者（JIS溶接技能者）の関与が重要です。溶接部の検査には、超音波探傷試験（UT検査）が用いられます。

現場の建方では、柱を立ててアンカーボルトで固定し、ベースプレートの位置を確認します。その後に梁を取り付け、仮ボルトで固定し、建て入れ精度を確認します（建入精度）。ラーメン構造は柱梁の接合部が剛であるため、精度のずれが後工程の溶接や接合に影響します。建て入れ直し（建て入れ直し）の方法や順序は、事前に施工計画書で検討します。

鉄骨造では、建方中の骨組みの安定にも注意が必要です。本接合が完了する前の骨組みは、ラーメン構造としての剛性を発揮できません。風や作業荷重で変形する可能性があります。そのため、仮ボルトの本数、ワイヤーによる固定、仮設ブレースなどで安定を確保します。こうした仮設材の計画は、仮設鍛冶工事（仮設鍛冶工事）の重要な役割の一つです。