パプアニューギニア、ポートモレスビーのCBC鉄骨構造オフィスビル設計

CBC 鉄骨構造オフィスビル設計（パプアニューギニア、ポートモレスビー）- 構造設計、分析、市場への適用性

パプアニューギニア・ポートモレスビーのお客様向けに、CBC鉄骨造建築システムを採用したオフィスビルの主要構造設計をQ&A形式でご紹介します。これには、詳細な構造設計パラメータ、構造解析、フィリピン、チリとペルー、トンガ、南アフリカ、インドネシアの市場における設計の適用可能性の分析と、対応する調整提案が含まれています。

 

Q1: ポートモレスビーのクライアント向けに設計されたオフィスビルの基本的な全体的なパラメータは何ですか?

A1: オフィスビルは CBC (Customized Building Company) の鉄骨造建築システムを採用しており、基本的な全体パラメータは次のとおりです。建物の全長は 80 メートルで、スパンの組み合わせが 5.71 メートル + 11.43m + 11.43m + 11.43m + 11.43m + 11.43m + 11.43m + 5.71m) の 8 つのセクションに分かれています。両端の幅 5.71 メートル-の 2 つのセクションは階段とトイレに割り当てられ、中央の 6 つのセクションは独立したオフィスエリアです。建物の全幅は 25 メートルで、南側の幅 1.5-メートル-の廊下が含まれています。各階の高さは 4 メートルです (特定の階数はクライアントのニーズに応じて調整でき、構造設計は 3-} 5 階に対応します)。建物の周囲には幅 0.5- メートル-の軒が付いています。屋根は片流れ屋根、南壁は全面ガラスカーテンウォール、北壁（建物背面）には大型ガラス窓を設け、床デッキは現場打ちコンクリート付CBC1mm鋼デッキを採用、外壁・内壁はすべて現地中空レンガを採用しています。

 

Q2：今回のオフィスビルの設計にCBC鉄骨造建築システムが選ばれた理由は何ですか？

A2: CBC 鋼構造建築システムは、主にポート モレスビーの設計要件と現地の建設条件に基づいて選択されます。その主な理由は次のとおりです。

1. 高い構造効率:CBC システムは、鋼製柱、複合梁、鋼製デッキを統合しており、軽量、高強度、優れた耐荷重能力を備えており、構造物の自重を軽減しながら、現場打ちコンクリート床デッキや中空レンガ壁の荷重に効果的に耐えることができます。{{3}

2. 柔軟なスペース適応性:このシステムの柔軟なノード設計は、8 セクションのスパンの組み合わせ (特に両端の特別な 5.71 m スパン) や階段、トイレ、独立したオフィスの機能分割にうまく適応でき、スペース利用要件を満たしながら構造の完全性を確保します。

3. 施工効率：CBC 鋼製コンポーネントのプレハブ加工度は高いため、現場での建設サイクルを短縮でき、ポート モレスビーの比較的厳しい建設スケジュール要件に適応できます。{0}

4. 現地の材料との適合性:このシステムは、現地の中空レンガ (壁) や現場打ちコンクリート (床デッキ) に完全に適合し、コストと材料輸送の困難さを軽減します。{0}{1}

5. 耐久性: 鋼部品の亜鉛メッキ処理により耐食性が向上し、ポートモレスビーの高温多湿な海洋気候に適応します。

 

Q3：オフィスビルの柱格子や主要鉄骨部材（柱、梁）のデザインはどのようなものですか？

A3: 柱格子と主要な鋼製コンポーネントは、スパンの組み合わせと機能要件に従って設計されます。具体的には次のとおりです。1. 列グリッドのレイアウト:柱格子は長さ方向（80m）に8分割スパンで配置され、幅員方向（25m）は1.5m（南廊下）+ 22m（執務エリア）+ 1.5m（北側）の3スパンに分割され、長さ方向の柱間隔は5.71mまたは11.43mで、それぞれ独立した執務エリアと機能エリア（階段、トイレ）を確保しています。明確な柱グリッド境界があります。

2. 鉄骨柱:H-形鋼柱を採用し、スパンと荷重に応じて断面寸法を調整しており、11.43mスパンエリア（中央オフィスエリア）の柱断面はH400×200×8×12、5.71mスパンエリア（両端の階段・トイレ）の柱断面はH350×175×7×11（荷重が比較的小さいため、断面を適切に縮小）としています。柱の高さは 1 フロアあたり 4 メートルで、柱の脚は構造の横方向の剛性を高めるために固定支持として設計されています。

3. 鉄骨梁:CBC 複合梁が採用されており、鋼製梁と現場打ちコンクリート スラブ（1 mm 鋼床版と組み合わせる）で構成されています。{0}{1}{0} 11.43m スパンの梁の断面サイズは H450×200×9×13、5.71m スパンの梁の断面サイズは H350×175×7×11 です。廊下部分の梁（スパン1.5m）はH250×125×6×9を採用。梁-の接続ノードには剛接続（CBC システムのコア設計）が採用されており、曲げモーメントとせん断力を効果的に伝達し、構造の安定性を確保します。

 

Q4: 床デッキ、壁、軒、片勾配屋根のデザインは何ですか?

A4: 各コンポーネントの設計は、機能要件と構造的安全性を組み合わせて行われます。具体的には次のとおりです。

1. フロアデッキ:厚さ 1 mm の CBC 鋼床版を採用し、その上に C30 現場打ちコンクリートを配置しています（床床床の総厚さは 120 mm）。これにより、オフィスの荷重要件（2.5kN/m² 以上）を満たすことができます。--鋼製デッキはせん断スタッドを介して複合梁と接続され、鋼とコンクリートの共同作業を実現し、床の支持力と剛性を向上させます。

2. 壁:すべての外壁と内壁には局所中空レンガ（厚さ200mm）が採用されており、壁の安定性を確保するために壁接続ピース（アングル鋼L50×50×5）を介して鋼製柱と接続されています。中空のレンガ壁と鉄骨構造の間の隙間に断熱・遮音材を充填し、オフィスの断熱・遮音性能を向上させます。

3. 軒：軒周囲は幅0.5m、母屋鋼板(C120×50×2.5)、カラー鋼板(厚さ0.5mm)を採用し、軒幅0.5mの構造となっています。軒は屋根の梁や鉄骨柱と結合して一体構造を形成し、防水や日よけの役割を果たすだけでなく、建物全体の美観を高めます。

4. 単一の傾斜屋根:{1}屋根勾配は5度（水はけに便利）に設計し、1.2m間隔で配置した鋼製母屋（C140×60×3.0）を採用し、屋根パネルにはカラースチールサンドイッチパネル（厚さ50mm、EPS芯材）を採用し、断熱性能に優れています。屋根は南から北に傾斜（南側が高く、北側が低い）しており、南側のガラスカーテンウォールと北側の大きなガラス窓と調和しており、排水システムは雨水の滞留を避けるために北側の軒に配置されています。

 

Q5：両端のスパン5.71mエリアの階段とトイレのデザインはどうなっていますか？

A5: 両端の5.71mスパンエリアの階段とトイレは、安全性と実用性を確保するためにCBC鋼構造システムと組み合わせて設計されています。

1. 階段：幅1.2m、段差高さ150mm、踏ざん幅300mmの鉄筋コンクリート階段を採用。階段スラブはCBC合成梁で支持し、階段手摺は亜鉛メッキ鋼管（φ50×3.0）で階段スラブと鋼柱を接続し安定性を確保しています。

2. トイレ: 床はCBC鋼デッキ+現場打ちコンクリートとし、その表面に漏水防止のため防水層(ポリウレタン防水塗装、厚さ1.5mm)を施してあります。トイレの壁は間仕切り用の地元の中空レンガ（厚さ100mm）であり、トイレ設備（シンク、トイレ）はコンクリートの床に固定されています。トイレ上部には排気ファンが設置されており、排気管は建物の外観に影響を与えないよう鉄骨柱に沿って配置されています。

 

Q6：オフィスビルの構造設計ではどのような荷重計算が考慮されていますか？

A6: ポート モレスビーの立地 (高温多湿な海洋性気候、中程度の地震活動、時々発生する台風) とオフィスビルの用途を組み合わせて、構造設計では次の荷重計算が考慮されます。

1. 死荷重:鉄骨構造のコンポーネント（柱、梁、スチールデッキ）、現場打ちコンクリート床、中空レンガ壁、屋根パネル、軒、階段、トイレ、その他の恒久的な荷重の重量を含みます。{0}{1}

2. 活荷重:執務エリアの活荷重（2.5kN/㎡以上）、廊下の活荷重（3.0kN/㎡以上）、階段の活荷重（3.5kN/㎡以上）、屋根の活荷重（0.5kN/㎡以上）を含みます。

3.風荷重:パプアニューギニアの地方建築基準によれば、ポートモレスビーの基本風圧は0.75kPaであり、風荷重は建物の高さ（1階あたり4m）と形状係数（ガラスのカーテンウォールや軒の影響を考慮）に基づいて計算され、構造の安定性を確保するために耐風対策（横筋交い、剛節）が講じられています。{2}

4. 地震荷重:ポートモレスビーは中程度の地震帯に位置しており、震度は 7 度に従って設計されており、CBC 鋼構造システムの優れた延性と耐震性能を利用して地震の影響を軽減しています。

5. その他の負荷:ガラスカーテンウォールや大型ガラス窓の風圧負荷、温度変化による熱応力負荷（フレキシブルノードにより適応）、屋根上のメンテナンス要員の負荷など。

 

Q7: オフィスビルの構造安定性と安全性はどのように確保するのですか?

A7: 建物全体の安定性と安全性を確保するために、構造設計には複数の対策が採用されています。

1. 横方向の剛性強化:柱の足は固定サポートとして設計されており、梁-の接続ノードは安定したフレーム システムを形成するために剛性の高い接続を採用しています。横方向の風荷重や地震力に耐えるため、建物の縦横方向に水平筋交い（両端の階段吹き抜けと中央の執務エリアに配置）を設置しています。

2.コンポーネントの強度保証:鋼製の柱と梁の断面サイズは、厳密な荷重計算と構造検査を通じて決定され、各コンポーネントの支持力、剛性、安定性が設計要件を満たしていることが保証されます。鋼部品には優れた機械的特性を備えたQ355Bグレードの鋼を採用しています。

3. 接続ノードの安全性:梁{0}}柱の堅固な接続ノードと、鋼製コンポーネントと非鋼製コンポーネント（中空レンガ壁、鋼製デッキ、階段）の接続ノード（-）は、CBC システム仕様に従って設計されており、接続には高強度ボルトと溶接が使用され、堅固で信頼性の高いノードが確保されています。-

4. 特殊な負荷への適応性:ガラスのカーテンウォールと大きなガラス窓には、台風や地震による損傷を避けるために、防風性と耐震性を備えた接続部品が取り付けられています。{0}{1}{0}片勾配屋根は、雨水の蓄積や屋根の倒壊を防ぐために、適度な勾配と排水システムを備えて設計されています。鋼製コンポーネントは高温多湿な海洋気候での腐食に耐えるために亜鉛メッキされており、構造物の耐用年数を延ばします。

5.床の安定性:CBC 鋼デッキと現場打ちコンクリートの協働により、床の剛性と完全性が向上し、使用中の床の振動や変形が回避されます。

 

Q8：ガラスカーテンウォールや大型ガラス窓の構造設計のポイントは何ですか？

A8: ガラスカーテンウォール（南壁）と大型ガラス窓（北壁）は、建物の構造安全性と利用効果に影響を与える重要な要素であり、以下の点に重点を置いて構造設計が行われています。

1. 接続設計:ガラス カーテンウォールは、アルミニウム合金プロファイルと高強度ボルトを介して鋼製の柱と梁に接続されています。接続ノードは、風荷重や地震荷重による鋼構造の変形に適応する柔軟な接続として設計されており、ガラスの破損を回避します。{0}大きなガラス窓は防水シールストリップで鉄骨フレーム（鉄骨柱と梁に溶接）に固定されており、強固な接続と防水性能を確保しています。

2. ガラスの選択:強化中空ガラス（6mm+12A+6mm）を採用しており、耐衝撃性、断熱性、遮音性に優れ、ポートモレスビーの高温多湿な気候に適応し、オフィスの快適性を確保します。強風によるガラスの損傷を避けるために、ガラスの厚さは風荷重の計算に従って決定されます。

3. 耐風性と耐震性：ガラス カーテンウォールと大きなガラス窓は、局所的な風荷重と地震荷重に従ってチェックされ、接続プロファイルとボルトの断面サイズが最適化されて、ポート モレスビーの最大風速と地震強度に確実に耐えることができます。ガラスと鋼構造の間の隙間には弾性シーラントが充填され、構造の変形を吸収します。

 

Q9: 設計されたオフィスビルはフィリピン市場に適用可能ですか?またどのような調整が必要ですか?

A9: 設計されたオフィスビルは基本的にフィリピン市場に適用可能ですが、現地の気候、建築基準、市場の需要に応じて調整が必要です。具体的には次のとおりです。

1. 適用性分析: フィリピンは、高温多湿の海洋性気候、頻繁な台風、穏やかな地震活動を持ち、ポートモレスビーに似ています。 CBC 鋼構造システムの軽量、速い建設速度、優れた耐食性は、オフィスビルに対するフィリピン市場の需要と一致しています。機能区分（独立したオフィス、階段、トイレ、廊下）もフィリピンのオフィスビルの用途ニーズと一致しています。

2. 対応する調整:

a) 風荷重調整:フィリピン（特にマニラ）はポートモレスビーより基本風圧（0.8～0.9kPa）が高いため、耐風性を高めるために鋼製の柱、梁、母屋の断面サイズを大きくする（例：柱H400×200×8×12をH450×220×9×14に調整）必要がある。横方向の剛性を向上させるために、水平方向のブレースの数が増加しています。

b) 耐食性の調整:フィリピンの海洋性気候は湿気が多く、腐食しやすいため、鋼部品には単一の亜鉛メッキではなく、溶融亜鉛メッキ + 塗装コーティング（二重防食処理）を採用する必要があります。{{0}ガラスカーテンウォールのシールストリップには、耐食性のあるシリコンシーラントが採用されており、耐用年数を延ばします。{3}}

c) 建築基準法の調整:フィリピン国家建築基準 (PNBC 2015) を厳密に実装し、耐震設計強度を 7.5 度に高め、梁-ノードの設計を最適化して耐震性能を向上させます。

d) 機能調整:オフィスビルに対するフィリピン市場の需要に応じて、トイレの数を適切に増やしたり、暑い気候の冷房ニーズを満たすために北側の壁に空調プラットフォームを追加したり（大きなガラス窓と組み合わせたり）することができます。

 

Q10: 設計したオフィスビルのチリとペルーの市場への適用可能性は何ですか?また、どのような調整が必要ですか?

A10: チリとペルーは太平洋地震帯に位置し、強い地震が頻繁に発生し、多様な気候 (沿岸部の高温多湿、内陸部の乾燥) があるため、現地の市場に適応するために設計を大幅に調整する必要があります。

1. 適用性分析: CBC 鋼構造システムの優れた延性と耐震性能は、チリとペルーの高地震強度地域に適しています。建設速度が速いため、効率的な建設に対する地元の需要を満たすことができます。柔軟な機能部門により、さまざまなオフィス用途のニーズに対応できます。

2. 対応する調整:

a) 耐震設計の調整:チリとペルーは地震強度が高い（8-9度）ため、構造システムを最適化する必要があります。垂直耐震ブレースを追加し、エネルギーを吸収する-梁-柱節点を採用して地震エネルギーを吸収します。鋼製の柱と梁の断面サイズを大きくし、高張力鋼（Q420B）を使用して耐震能力を向上させます。中空レンガ壁と鉄骨柱の接続をフレキシブル接続（衝撃吸収ゴムパッド使用）に変更し、地震時の壁倒壊を防ぎます。

b) 気候適応調整:沿岸地域（ペルー、リマなど）の場合、鋼部品は海洋腐食に耐えるために二重防食処理（溶融亜鉛メッキ + 塗装）を採用しています。-内陸の乾燥地域（チリのサンティアゴなど）では、昼夜の大きな温度差に適応するために、屋根と壁の断熱性能が強化されています（屋根には厚さ75mmのEPSサンドイッチパネルを使用）。

c) 風荷重調整:チリやペルーの沿岸地域は海風が強いため、基本風圧を0.85kPaに調整し、軒高を0.3mに短くして（風の抵抗を軽減）、ガラスカーテンウォールには厚めの強化中空ガラス（8mm+12A+8mm）を採用し、耐風性を向上させています。

d) 材料の調整:地域共通の中空レンガ仕様を使用して材料輸送コストを削減します。スチールデッキは、地域の建設習慣に応じて床の安定性を高めるために、厚さを1.2mmに調整できます。

Q11: 設計されたオフィスビルはトンガ市場にどの程度適用可能ですか?またどのような調整が必要ですか?

A11: トンガは太平洋の島国で、高温多湿の海洋性気候、頻繁な台風、そして中程度の地震活動に恵まれています。設計されたオフィスビルには一定の適用性がありますが、台風への耐性を高めるために的を絞った調整が必要です。

1. 適用性分析: CBC 鋼構造システムの軽量さは、トンガ島の地質条件に適しています (基礎荷重の軽減)。建設スピードが速いため、トンガの災害後の復興とインフラ建設のニーズに適応できます。-機能分割はトンガのオフィスビルの利用ニーズに合わせてシンプルかつ実用的です。

2. 対応する調整:

a) 耐台風性の向上:トンガは強い台風（基本風圧1.0kPa）に頻繁に襲われるため、構造耐風設計が強化されています。水平および垂直ブレースの数を増やして、より安定したフレームシステムを形成します。梁-柱の接続ノードには強化された剛性接続が採用されています（補強プレートを追加）。屋根の損傷を避けるために、母屋の間隔は 1.0m に縮小され、屋根パネルは台風対策用セルフタッピングねじ（防水ガスケット付き）で固定されています。--ガラスのカーテンウォールと大きなガラス窓は耐衝撃性ガラス（10mm+12A+10mm）に置き換えられ、台風防止シャッターが装備されています。-

b) 基礎の調整:トンガ島の島地は支持力の悪いサンゴ土が多く、基礎の安定性を高めるために基礎は帯基礎ではなく杭基礎（コンクリート杭）を採用し、基礎の不等沈下に対応するため柱足も補強されています。

c) 耐食性の調整:トンガの海洋性気候は腐食性が高いため、鋼部品には溶融亜鉛メッキ + フッ素塗装コーティング（高耐食性）が採用されています。{0}中空のレンガ壁は、湿気や腐食を避けるために表面に防食コーティングが施されています。-

d) 機能調整:ガラスのカーテンウォールを簡素化し（ガラスの面積を減らし）、強固な壁の面積を増やして台風への耐性を向上させます。トンガの水不足問題に適応するために、屋根に雨水収集装置を追加します。

 

Q12: 設計されたオフィスビルの南アフリカ市場への適用可能性は何ですか?また、どのような調整が必要ですか?

A12: 南アフリカは多様な気候（南部は温帯海洋性気候、北部は高温で乾燥した気候）、適度な地震活動、成熟した鉄骨構造建設技術を持っています。設計されたオフィスビルは応用性が高く、わずかな調整のみが必要です。

1. 適用性分析: CBC 鋼構造システムの費用対効果と速い建設速度は、南アフリカ市場のオフィスビル需要と一致しています。-柔軟な機能部門により、さまざまな企業の使用ニーズに適応できます。地元の中空レンガや他の材料との適合性により、建設コストを削減できます。

2. 対応する調整:

a) 気候適応調整:南部の温帯海洋性気候地域（ケープタウンなど）では、冷涼で雨の多い気候に適応するために、壁と屋根の断熱性能が強化されています（屋根には厚さ75mmのEPSサンドイッチパネルを使用し、中空のレンガ壁に断熱綿を追加しています）。北部の高温で乾燥した気候地域（ヨハネスブルグなど）では、ガラスカーテンウォールに低-放射率（Low-E）中空ガラスを採用し、日射を低減し、室内の温熱快適性を向上させます。

b) 耐震調整：南アフリカの震度は6〜7度（ポートモレスビーより低い）であるため、鋼製の柱と梁の断面サイズを適切に縮小する（たとえば、H400×200×8×12の柱をH350×175×7×11に調整する）ことでコストを削減できます。水平ブレースの数は、地域の耐震仕様に従って削減されます。

c) 材料​​調整:南アフリカの標準的な鋼部品と中空レンガを使用して、現地の建築基準の要件を満たします。コストを削減するために、鋼製デッキの厚さを 0.9 mm に調整できます (局所的な荷重要件を満たす)。

d) 機能調整:南アフリカの豊富な太陽エネルギー資源に適応し、エネルギー消費を削減するために、片勾配屋根にソーラー パネルを追加します。{0}地元オフィスの使用習慣に適応するために、南側通路の幅を 2.0m に拡張します。

 

Q13: 設計されたオフィスビルはインドネシア市場に適用可能ですか?またどのような調整が必要ですか?

A13: イ​​ンドネシアは東南アジアに位置し、高温多湿な熱帯気候に恵まれ、台風や地震が多く、オフィスビルの需要が多い国です。設計されたオフィスビルは基本的に適用可能ですが、気候と地震条件に合わせて包括的な調整が必要です。

1. 適用性分析: CBC 鋼構造システムの軽量、速い建設速度、優れた耐食性は、インドネシアの熱帯海洋性気候に適しています。機能区分（独立したオフィス、階段、トイレ）はインドネシアのオフィスビルの使用ニーズと一致しています。局所的な中空レンガとの互換性により、材料コストを削減できます。

2. 対応する調整:

a) 地震と台風の二重保護:インドネシアは太平洋地震帯（震度7.5-8度）に位置し、頻繁に台風（基本風圧0.9kPa）に見舞われるため、構造設計が最適化されています。横方向の剛性と耐震性を高めるためにフレーム-ブレース構造を採用しています。鋼製の柱と梁の断面サイズを大きくし、エネルギー散逸ノードを使用して地震エネルギーを吸収します。-風の抵抗を減らすために屋根は緩やかな傾斜（3度）に変更され、屋根パネルは台風防止ネジで固定されています。-ガラスのカーテンウォールは耐衝撃性ガラスに置き換えられ、-耐風バッフルが装備されています。

b) 耐食性の調整:インドネシアの熱帯海洋性気候は湿気が高く、腐食性が高いため、鋼部品には溶融亜鉛メッキ + フッ素塗装が採用されています。{0}中空のレンガ壁は、カビや腐食を防ぐために防湿性および耐腐食性の素材で処理されています-。-ガラス カーテンウォールのシーリング ストリップには、高温-耐腐食性-のシリコーン シーラントが採用されています。

c) 気候適応調整:建物の換気・放熱性能を強化：北壁に換気ルーバーを追加（大型ガラス窓と組み合わせ）し、空気循環を促進。屋根には断熱カラースチールサンドイッチパネル（厚さ 75 mm）が採用されており、室内の温度を下げます。{0}ガラスカーテンウォールにはLow-中空ガラスを採用し、日射を遮断します。

d) 機能および材料の調整:インドネシアのオフィス習慣に従って、中間オフィスエリアの会議室の数を増やす（スパン11.43メートルの2つのエリアを統合）。輸送コストを削減するためにインドネシアの地元の中空レンガと鋼材を使用します。火災の安全性を向上させるために、インドネシアの消防法に従って消火設備（消火栓、消火スプリンクラー）を追加します。

 

Q14: 設計された CBC 鋼構造オフィスビルの主な利点と、さまざまな市場への全体的な適応性は何ですか?

A14:1. 主な利点:設計されたオフィスビルはCBC鋼構造システムを核としており、柔軟な空間分割、軽量、高強度、速い建設速度、地元の材料との良好な適合性、およびさまざまな気候や地質条件への強い適応性の利点を備えています。機能的なデザイン（独立したオフィス、階段、トイレ、廊下）はシンプルで実用的であり、さまざまな市場のオフィスビルの基本的な使用ニーズを満たすことができます。科学的かつ合理的な構造設計により、安全性と耐久性が確保されています。

2. 全体的な適応性: この建物は、ポートモレスビー (設計プロトタイプ)、南アフリカ (微調整)、フィリピン (部分調整) に非常に適用可能です。トンガ、チリ、ペルー、インドネシアにも一定の適用可能性があるが、現地の震度、風荷重、気候条件、建築基準法、市場需要（耐震性、耐台風性、耐食性、気候適応に重点を置く）に応じて的を絞った調整が必要である。対応する調整後、さまざまな市場のオフィスビルの使用要件を完全に満たすことができ、優れた市場促進価値があります。