2018年03月07日

風の便りで聞いた難しい設計

風の便りで、難しい構造設計の話しを聞いた。
鉄骨造2層の上に、2x4工法の4層を載せた建物の構造設計である。
面白そうだが、やりたくない設計だ。地震時の外力は時刻歴応答解析で求め、許容応力度計算にしたほうが良いのだろうか。いずれにしても難しい。
木造では、RCやSRCのように、コンクリートを打って一体化することもできなければ、溶接することもできない。接合部の設計が難しいのは、スチールハウスも同様だ。

posted by TASS設計室 at 20:59| 2x4工法

読書の時間

第28話 近代日本黎明期のアーキテクト
http://femingway.com/?p=3217
posted by TASS設計室 at 17:26| 閑話休題

危険な建物

午前中は危険な建物を見て来た。
1階のテナントが出て、スケルトンになった状態を見たが、明らかに水平力に対する強度が低い。
今なら補強できる。現状の図面がないので、意匠設計者が図面の復元作業から始めることになる。
その図面を利用して構造図に仕立てる。


posted by TASS設計室 at 14:23| 閑話休題

2018年03月06日

構造計算は納まってから絞る

構造計算は、成り立ってから絞ってゆく。
偏心率は極力ゼロに近づけるよう耐震要素の配置を考える。
バランスが良いと、柱や梁に無駄な力がかからず、極端に大きな断面を必要としない。
posted by TASS設計室 at 22:05| 構造設計

2018年03月05日

数値の意味を理解する

構造計算を行う際は、数値の意味を理解すると判断できるようになる。
1対1で照合することは誰でもできるが、数値を切り上げて設計することもある。
例えば、杭を設計する際は、その後の計算で多少の誤差が生じても、耐力が不足しないよう余裕をみる。
フーチングは、柱や基礎梁と重なるが、重なりを考慮せずに終了を拾い出すことで余裕をみる。
最後に不足したら、その重量をひねり出すこともできる。
地震時の水平力はAi分布から求めるが、構造特性係数Dsは、0.35 とか 0.40 などと、0.05単位に変化する。
小数点以下3桁まで計算したり、0.05刻みだったり、玉石混合している。そんな時、数字の意味が分かれば、誤差について説明することができる。

posted by TASS設計室 at 20:33| 構造設計

構造計算プログラムを使い倒す

構造計算プログラムには適用範囲があるが、それを無理やり拡大して使うことも考えられる。
荷重拾いや外力を計算することに始まり、応力計算までを一貫計算で行うと、作業効率が上がる。
計算概要を理解することで、プログラムを部分的に使うことが可能になる。

posted by TASS設計室 at 17:11| 構造設計

ハイブリッド構造

設計の自由度と経済性を考えると、ハイブリッド構造が選択肢に入る。
特に木造建築では、積極的に鉄骨を取り入れても良いのではないだろうか。
部分的にCLTを利用することも考えたい。
その前に、難解なCLTの計算を理解しなければならない。
posted by TASS設計室 at 12:14| 構造設計

混構造(木造)

木造を含む混構造は、次のように考える。
斜面地や地下室、地下車庫と組合わせる場合
・(下層)耐震壁付きRCラーメンまたは壁式鉄筋コンクリート造、(上層)木造
店舗や車庫などを設ける場合
・鉄骨ラーメンフレームを平面的に混用

下層を鉄骨造、上層を木造とすることは、お勧めしない。ディテールが難しい。
2階建て、せいぜい3階建てを限度とする。
いずれにしても、混構造の計画は、意匠設計の初期段階から、構造設計事務所に相談していただくほうが良い。混構造にするくらいなら、全てを鉄骨造にしてしまうことを考えよう。


posted by TASS設計室 at 02:16| 木造の構造計算

壁式構造プログラムの比較

壁式構造関係のプログラムの計算内容を比較したい。
・HOUSE-WL
・壁麻呂
・壁式診断
・2x4壁式
・kizukuri-2x4
・kizukuri-steel
・Steel House Checker
いつの間にか、壁式構造だけで、これだけ使っていた。
後半の3本は計算方法が同じだが、新しいプログラムは、使い勝手が向上している。
最も入出力のインターフェイスが優れているのは、構造システムの HOUSE-WL である。
壁麻呂・壁式診断・2x4壁式は、慣れるまでが大変だと思う。
posted by TASS設計室 at 00:18| コンピュータ

2018年03月04日

Q−δ図を見ると負の変位をする階がある

Q−δ図を見ると負の変位をする階がある
これは、たまに起こる。
Q−δ図で出力している層間変位(δ)は各階床の重心位置の変位から求めて
います。平面的に剛性,耐力が遍在する建物では平面的なねじれが生じるため
重心位置の層間変位が負となることがあります。このような場合も計算結果は
問題ないと思われますが、このような現象を止めるには、解析モデルを平面フ
レームとします。
posted by TASS設計室 at 21:02| 構造設計

米国は、日本の建設市場を決してあきらめていない

米国は、日本の建設市場を決してあきらめていない。
重要な部分を本文から抜粋した。
(虚事12)米国は日本の建設市場には入って来ないだろう
というものである。実際、これまでベクテルをはじめとした米国の大手建設会社は、日本の市場に参入することを失敗し続けてきた。
しかし、米国は、日本の建設市場を決してあきらめてなどいない。そもそも日本の建設市場は、これだけの不況の中においてすら、米国を除く世界中の国々の中で、最大の市場規模を誇るものである。だから米国は、これまで日本の建設市場への参入を画策し続けてきているのである。
そもそも日本の商習慣であった建設談合が法的に取り締まられるようになったのは、日本政府の自主的な判断によるものではない。米国からの「要求」でそうなったのである。そして、米国がそういう要求をし続けてきたのは、米国の建設関連企業が、日本に参入するために、日本特有の談合をはじめとする様々な商習慣が「邪魔」であったからなのだ。そもそも独占禁止法が強化され、公正取引委員会の権限が大幅に強化されてしまったのは、米国の様々な企業の日本市場への参入を促したい米国政府の強力な圧力に、日本政府が屈してしまったからなのである。
こうした背景の下、日本の建設市場のルールが近年、大幅に改変させられてきたのだが、かといって、米国の建設企業は日本の市場に大幅に参入してきてはいない。これは要するに、未だ日本の建設市場に参入するには、米国企業にとっては様々な「障壁」があるからに他ならない。いわゆる「談合」はほとんど無くなったものの、様々な業者が受注できるように「発注ロットサイズ」は諸外国に比べて小さく設定されている。だから、米国企業が参入してぼろ儲け出来るほどの大規模な発注は未だ限定的である。それに加えて、いわゆる「トンネル発注」(元請けが受注した仕事の大半を、下請けに回すことが禁止されている)が規制されていたり、施工管理技術者制度など日本固有のルールがいくつも存在している。
そもそも、各国の建設産業は、最も特殊な産業であり、それぞれの国に様々なルールがあるのが当たり前であり、だからこそ、簡単に進出することは容易ではないのである。
しかし、米国の狙いは、
「日本市場を、完全に米国市場と同じものに改変し、それを通して、豊かな経済大国日本で米国企業が簡単に商売ができるようにする」
という状態を作り出すことである。つまり「日米の市場を一体化させること」そのものが米国の狙いなのであり、その狙いが実現するまで、米国は日本に対する市場開放要求を止めることはないのである。そして、その目論みの餌食にされてきたのが、「農業」であり「医療・保険」なのであるが、それらの市場に対する「侵攻」が終われば、すぐさま、最大の市場である「建設」にまで、米国の触手が伸びてくるであろうことは火を見るよりも明らかである。言うならば、「建設市場」こそ、米国の日本への経済侵攻から日本を守る「最後の砦」なのである。
しかし、TPPに日本が加入すれば、日本の国内市場の最後の砦である、日本の建設市場への米国の「侵攻作戦」のお膳立ては、完全に整うことになってしまう。
そうなれば、日米間にあるあらゆる制度上の相違が、「日本市場の閉鎖性」として非難され続けることとなる。そして、自由主義経済をあらゆる社説の基本に据えている日本の大手メディアも全て、その論調に同調することとなる(過去20年間、どれだけメディアが建設業界を叩いてきたのかに思いを馳せれば、この点については容易にご理解いただけるのではないかと思う)。そうなれば、日本の建設業界は、米国のみならず、日本国内のマスコミ世論によっても総攻撃を受け、日本の建設市場を米国に完全に開放せざるを得ない状況に追い込まれるようになるだろう。
そうして日本の建設市場における「発注ロットサイズ」は早晩、米国並みに引き上げられ、中小の建設業者が受注することが厳しくなってしまうだろう。そもそも、米国には、よほどの事情がない限り中小の建設業者はあらかた「淘汰」されてしまっているのであり、日米の市場の同質化が進めば、日本に於いても多くの中小の建設業者が「淘汰」されることになるのは避けがたい。
さらには、現在は規制されているいわゆる「トンネル発注」もまた、認められることとなるだろう。そうなると、現地の事情に詳しくない米国企業が受注し、それを、現地の事情に詳しい国内の建設企業に下請け発注するという事が横行することとなろう。そうなれば、発注額の一部が米国に流出していくと共に、国内の建設企業の収入はさらに減少していってしまうこととなろう。
そして何より、TPPにおいて進められる「資本の自由化」によって、デフレ不況で傷ついた国内の建設企業の「買収」が進むこととなろう。そして、米国の大企業の系列化が進み、受注額の一部が、米国に吸い上げられ続ける仕組みが創出されることとなろう。さらには、「弱肉強食」を当然のことと見なす「アメリカ型の経営方針」が日本国内においてますます採用されていくこととなり、日本の建設業界内の様々な習慣が、ますますドライで、アメリカ的なものとなっていくことだろう。そして、多くの建設関係の労働者が解雇され、中小の建設業者はあらかた潰されていくこととなるだろう。アメリカ企業というものは、日本人の普通の感覚では全く理解できないほどドライであり、社員の雇用を守り、社員の家族の暮らしを守るために事業を続けるという多くの日本人が抱いている当たり前の感覚をほとんど持っておらず、仕事上の長い付き合いを大切にするという風習も持ち合わせてはいないのである。
最後にもう一つ付言するなら、TPPに加入すれば、これまで以上に「安い」建設案件も建設コンサルタントサービス案件も、国際競争入札案件になるであろうことがほぼ確定的である。そうなれば、米国企業の日本市場への進出は、さらに進んでしまうこととなる事は避けられないだろう。
この様に、米国の何十年にもわたる「日本市場の開放作戦」は、TPPへの日本加入によって最終段階に至り、「最後の砦」であった建設市場もまた、米国の大企業達によって侵攻されてしまうこととなるのである。そして、日本の中小の企業はあらかた潰されていくことになっていくのである。
その一方で、もしも日本の建設会社が米国市場に参入できるのならば、それで五分五分ということになるのかもしれないが、残念ながら、そのような未来は絶対に訪れない。
http://trans.kuciv.kyoto-u.ac.jp/tba/archives/141
posted by TASS設計室 at 18:48| 閑話休題

壁式構造の保有水平耐力計算(2x4壁式他)

壁式構造の構造計算は、下記の(  )内のプログラムを用いて計算する。
壁麻呂と2x4壁式の応力計算は、平均せん断力法によるものであり、両者は極めて良く似ている。
保有水平耐力計算の方法は互いに類似しているので、スチールハウスの保有水平耐力計算は「2x4壁式」を使うことを考えたい。部材の終局耐力を設定することで計算が可能と考えている。
その昔、BUS-2で構造計算を行っていたとき、保有水平耐力計算はBUS-U2というプログラムで計算した。
http://www.kozo.co.jp/support/bus-u2/bus-u2qa.html
一次設計を終わらせた上で、改めて二次設計を行っていた。プログラムの設定条件の可能な範囲で、やりくりして計算することができそうだ。
2x4壁式は、多少の機能を追加することで、2x4工法だけではなく、スチールハウスやCLT構造にも適用可能になるのではないかと考えている。こんなことが出来るのは、東京デンコーくらいしかない。
我々ユーザーとしては東京デンコーに協力し、少しでも使いやすいプログラムになるよう、寄ってたかって注文をつけることである。
2x4工法の構造設計者は、kizukuri-2x4に慣れ過ぎているので、いまひとつ2x4壁式に手が出ない人が多い。Steel House Checker も、kizukuri-steel や kizukuri-2x4 の延長線上にあるプログラムのため、それらのユーザーは2x4壁式のようなデータ入力に慣れていない。自分で計算すれば分かるが、2x4壁式でなければ、複雑な構造に対応できないことが理解できる。
・壁式鉄筋コンクリート造(壁麻呂)(HOUSE-WL)【主要各社にあり】
・2x4工法(2x4壁式)【保有水平耐力計算ができるプログラムは、これだけ】
・スチールハウス(Steel House Checker)【最新版は、これしかない】
・汎用的な面構造を解析(MIDAS iGen)【難しい】
東京デンコーがスチールハウスやCLTのプログラムを作ることは難しくないと思う。
posted by TASS設計室 at 17:27| 構造設計

2018年03月03日

構造コストを追及する

構造コストを追及すると、設計規準の壁に突き当たる。
類似する構造形式に関する知見を拡大解釈して判断するが、その判断には幅がある。
事なかれ主義に陥ると、次第にスペックが上がるが、こちらとしては真の値が分からない。
ルート3で計算するが、下層の偏心が上層に及ぼす影響を求めるとなると、立体で振動解析しなければ分からない。Fe による割増しは、偏心が生ずる階のみに適用される。しかし、1階の偏心が大きく、2階以上の階の偏心が小さい場合、2階以上の階に1階の偏心によるねじれの影響が及ぶことが想像できる。
そのうち、何らかの指針が出てくると思うが、別の解析方法が現れるかもしれない。
・許容応力度等計算
・保有耐力計算
・限界耐力計算(使われているのだろうか)
・時刻歴応答解析
今後は時刻歴応答解析に向かう建物が増える気がする。軽い建物で、短期荷重時の外力が風圧で決まる場合でも、時刻歴応答解析を行うらしい。納まりやすそうだが、何か良く分からない。

posted by TASS設計室 at 22:35| 構造設計

木造に類似する構造形式

木造や木造に類似する構造形式
・木造軸組工法
・2x4工法
・スチールハウス
・軽量鉄骨
これらの構造に共通することは、荷重や外力が類似していることであり、基礎の設計が共通している。
優劣つけがたいが、4階建て以上になると、2x4工法が有利になる。
しかし、これらの建物は、ルート1の計算が成り立つ3階建て、軒高9m以下で設計することが妥当である。
しかも、準耐火構造で設計可能な範囲とする。
これらと組合わせる混構造は、RC造が適しているが、耐火構造で混構造にするくらいなら、全てを鉄骨造にしてしまうほうが良い。構造計算ルートは、迷わずルート3にする。保有水平耐力計算を行うが、鉄骨造のラーメン構造なら、難なく設計でき、冷間形成角形鋼管の柱梁耐力比も気にならない。
さて、皆さんは混構造にしますか、木造の耐火構造にしますか、それとも鉄骨造にしますか。
posted by TASS設計室 at 00:45| 構造設計

2018年03月02日

CLT構造とスチールハウス

CLT構造とスチールハウスが関連があるということではない。
どちらも、構造計算指針が良く分からないことが共通している。
CLTは、プレキャストコンクリート造の計算要領と同様に計算し、壁端部の金物の設計を行えば良いと考えている。ところが、指針は難しすぎて、見る気がしない。
スチールハウスは、鉄骨造に分類されるが、枠組壁工法に統一しても良いのではないかと思う。どうみても、鉄骨造とは言い難い。
しかし、両者共に、興味深い構造である。
CLTを使うのは、普通の建物ではもったいない。特殊な形状を面で構成したら良い。デザイナーがチャレンジするかもしれない。あるいは、耐震補強に使うこともできる。軽量で面のせん断耐力が高いことに利用価値がある。
スチールハウスは、重量鉄骨との組合せを考えたい。
posted by TASS設計室 at 21:00| 閑話休題

木造ラーメンフレーム

このところ何年も、木造のラーメンフレームを使った設計を行っていない。
鉄骨ラーメンと木造を、平面的に混用する設計は行った。
その中でも、基礎梁にも鉄骨を使い、アンカーボルトを省いたこともある。基礎をコンパクトに納めるためには、基礎梁も鉄骨にしてしまうほうが良い。
ラーメンフレームは、木造でも鉄骨でも、荷重に対する変形を求めれば同じことであり、接合部は工夫次第で自由に設計できる。鉄骨を嫌わず、うまくつきあうほうが、変化のある建物に適用できる。
木造と組合わせるには、RC造のほうが納まりが良い。アンカーボルトだけで力の伝達ができる。
壁式鉄筋コンクリート造と2x4工法の混構造なら、東京デンコーの『2x4壁式』で計算できる。
しかし、平面的な混構造となると、そうもいかない。別々に計算するか、RCの耐力を木造の耐力壁に置き換え、重量の差を特殊荷重で補正することになる。そんな計算もあり得るが、MIDAS を使ってみるのも良いかもしれない。試験的に計算してみなければ、勘所がつかめないので、今のところ何とも言えない。
posted by TASS設計室 at 01:29| 木造の構造計算

木造建築用の金物

日付が変わったので昨日ということになるが、大阪から金物メーカーの営業担当が来られた。
以前にも会っているが記憶になかった。共通の知人が何人もいることが分かった。
なるべく金物を使わない設計が、無理のない良い設計だと思うが、金物をうまく使うことも設計のうちである。
計算書のアウトプットを渡すから、それで金物の選定を行い、構造図に記載してくれないかとお願いした。
積算や発注にも使える。
横着しているようだが、実際に横着しているが、そのほうが間違いが少なく、無駄な発注や、発注ミスも防ぐことができると思う。金物に合わせて、アンカーボルトの位置も決めてもらえたら申し分ない。
上記のことは、今までの金物の話しだが、新たなアイディアも考えている。
目的は構造躯体の施工の効率化である。大きな耐力の金物を使わないことが、良い構造計画であることに変わりはない。金物メーカーに金物を少なくするような提案をしてしまうことになってしまう。
posted by TASS設計室 at 01:11| 木造住宅

2018年03月01日

アパートから福祉系建物へ

アパートから福祉系建物に移行している。
木造の場合、準耐火構造で建設可能な規模が経済的だ。
木造でも耐火構造の建築が可能だが、準耐火構造で建築可能な方法を考える。
木造は準耐火構造に限る。コストを比較すると一目瞭然、経済効果を考えよう。

posted by TASS設計室 at 22:20| 木造住宅

10人はいると思ったら、5人だった

特殊な2x4工法の構造設計を行っているのは、10人くらいいると思ったら、実働5人らしい。
あるメーカーの営業担当から聞いた話しだが、スチールハウスにも関与している会社にも、共通の知人がいた。
様々な特殊工法の設計に対応する組織的な事務所があるが、そこは除き、個人の事務所の話しである。
2x4工法の構造計算プログラムも、RC/SRC/S造の一貫計算プログラムのレベルに達すれば、少しは仕事がしやすくなる。しかし、それを開発元に求めることは酷である。バージョンアップしても、何十本売れるか分からない。
一貫計算の連携プログラムとして、サードパーティーのプログラムとデータの受け渡しができたらよい。現在はCSV形式ではき出すことはできても、双方向の受け渡しはできない。
posted by TASS設計室 at 15:48| 日記