2018年04月30日

住宅産業は認定構法がお好き

住宅産業は認定構法が好きだ。
告示や法令の改正に影響力のある業界団体が、ハウスメーカーの集まりであるため、互いに牽制し合っている。
計算で求めることができることでも、確認申請機関では審査できず、適合性判定や評定の手続きを必要とするものがある。
施行令や告示で決められたことを審査するのであるから、告示に手を加えることで、設計の自由度が増す。
いつまでも壁量計算や壁倍率という計算方法が幅を利かせているようでは技術は進歩しない。
許容応力度計算くらいは出来るようになろう。基礎の設計も、スパン表に頼らずに設計しよう。


posted by TASS設計室 at 09:57| 木造の構造計算

2018年04月29日

連休中の仕事は、ほとんど全ての構造が関係している

連休中の仕事は、ほとんど全ての構造形式が関係している。
・RC造
・WRC造
・S造
・軽量鉄骨造
・木造軸組工法
・2x4工法
木造軸組工法以外は保有耐力計算を行っている。
「建築技術」の特集記事を読み、改めて平均せん断応力度法と壁式構造の保有耐力計算を見直している。
この考え方は、そのまま2x4工法やスチールハウスに応用できる。

posted by TASS設計室 at 13:24| 閑話休題

2018年04月28日

月間建築技術の壁式鉄筋コンクリート造の特集記事

月間建築技術の壁式鉄筋コンクリート造の特集記事は、断片的な知識をつなぎ合わせるには最適な記事である。ここに書かれている知見は、壁式鉄筋コンクリート造に限らず、2x4工法やスチールハウスにも応用できる。
もっとも、2x4工法の応力計算は、壁式鉄筋コンクリート造の計算そのものである。ところが、2x4工法のマグサの端部の応力に対する断面検定は行われていない。上からの押さえ効果があるから、マグサ端部のモーメントは処理できるそうだが、それは壁式鉄筋コンクリート造でも同じだ。
スチールハウスの構造計算は2x4工法と同様の方法だが、壁の反曲点高比は 1.0 としている。スチールハウスは、標準せん断力係数を 0.3 としているので、2x4工法の3倍の水平力になる。
スチールハウスは鉄を使うから鉄骨造で、鉄骨造のルート1は標準せん断力係数が0.3だから0.3を採用するそうだ。2x4工法と大して変わらないのに、こんなにも違う。
大きな違いとしては、耐力壁の靭性ではないかと考えている。薄板にビス止めは、強度の高いビスを使えば、せん断強度は上がるが、地震で繰り返し力が加えられると、穴が広がって耐力が下がることは想像に難くない。スチールハウスは、保有水平耐力計算には適さない。耐力壁の靭性を高め、Ds=0.3以下で計算出来ないものだろうか。塑性率の高い壁を考えると良い。

posted by TASS設計室 at 18:59| 閑話休題

2018年04月27日

RC造の耐震補強は、ハイブリッド構造

RC造の耐震補強は、ハイブリッド構造である。
外付けフレームで補強設計を行った際、外付けの柱の軸方向変形が無視できないことを知り、角形鋼管の中にコンクリートを詰め、CFT構造とした。この考え方は、木造の中高層建築にも使えると思う。
RCの柱梁の間に鉄骨ブレースを入れることもハイブリッド構造だが、最初は、この方式には異論が出ていたそうだ。耐震診断は1968年に日米共同研究から始まったそうで、当時の研究者の講義を受けたことがある。
木造の高層化に伴い、中低層の構造にも、ハイブリッド構造が増加するに違いない。RC造と木造、S造と木造の接合部の設計、両者の剛性の違いの評価が設計のポイントになる。
posted by TASS設計室 at 18:26| 構造設計

混構造の計算

混構造の計算における下部構造の計算は、木造の脚部の応力を、下部構造に伝達する計算を行う。
今までは、荷重を平均化して計算していたが、それでは短期の軸力に対応できないので、細かく計算するようになる。RC梁に定着するアンカーボルトのコーン破壊についても検討するが、梁せいが小さいと、苦しい計算になる。そんな時は、木造の耐力壁の倍率を下げるか、耐力壁の位置を見直す。


posted by TASS設計室 at 15:34| 木造の構造計算

2018年04月26日

軸方向変形

中高層の建物では、柱の軸方向変形を考慮するが、2x4工法の場合は壁の軸方向変形は計算のやりようがない。立体解析するしかない。
高層のRC造は、施工途中のクリープを考慮するそうだが、2x4工法の場合も同様と思う。高さ方向の収縮が少なくなるような部材を使うことになるが、床の枠組の部分に集成材を使うことになり、コストが上がる。
posted by TASS設計室 at 17:19| 2x4工法

木造の設計者は委縮している

木造の設計者は委縮している。可能性を潰している。
昔の木造は、自由な設計が行われていた。
幼稚園の耐震診断で、曲面の外壁の桁にC形鋼、鉛直ブレースに16φの丸鋼が使われていた。大手設計事務所の代表が若い時に設計した建物であった。構造設計者は誰か分からないが、良い設計だ。
posted by TASS設計室 at 15:37| 木造の構造計算

外壁のALCが耐力壁

鉄骨造の建物で、外壁のALCを固定している場合、震度5程度の地震までは、外壁のALCが耐力壁になるようだ。
通常はロッキングかスウェイで設計するが、昔の建物は、完全に固定している。接合部が破壊するまでは、耐力壁として効果がある。
そういえば、H型鋼を使ったラーメンの弱軸方向に、構造用合板の耐力壁を設けたことがある。究極の経済設計だった。
posted by TASS設計室 at 09:44| 構造設計

2018年04月25日

鉄骨造の耐震診断

鉄骨造の耐震診断は、感覚がつかめないところがあり、そのデータを利用して新築として計算することにした。
その結果を踏まえて診断する。二度手間になるが、納得できる答えが出る。
構造システムの DOC-S で診断しているので、形状データは BUS-6 で読み込める。多少の修正は必要だが、立体解析ができる。
建設当時の応力計算は、固定法とD値法で計算されていたと思われるが、平面や立面形状が複雑なので、応力計算は苦労したに違いない。

posted by TASS設計室 at 12:37| 構造設計

2018年04月23日

日の字柱の建物

日の字柱の建物は、角形鋼管の柱の建物と比較すると、Is値が半分程度になる。
保有水平耐力は、それほど落ちなかった。カバープレートが効く方向のほうがIs値が大きく出た。
部材種別や、ヒンジのでき方を比較している。
補強は難しそうだが、枠付きブレースを入れることを考える。S造だが、1階はRCの耐震壁で補強するのも良いかもしれない。

posted by TASS設計室 at 23:16| 構造設計

挟み撃ち

1つの建物の構造計算を行う場合、何通りもシミュレーションすることがある。数学で真の値を直接求めることが難しい場合は、その前後の計算を行い、挟み撃ちにすることがあるが、その要領である。
構造計算とは、そんなことも行うので、単なる作業時間だけでは構造計算費用を決めることができない。
一発で答えが出れば良いが、そのような建物ばかりではない。
posted by TASS設計室 at 22:53| 構造設計

接合部の設計

鉄骨造の接合部の設計で、SCSS-H97 の仕様がデータベースに入っていたら良い。
データベースにできるところは、極力、データベースにできないだろうか。
SRCの鉄筋を自動配置するのも面白そうだ。鉄筋孔の自動作図は出来るらしいが、その腕前は見たことがない。
配管の立体的な作図は、プラントの図面で24年前に見たことがある。配管同士が当たらないよう計画するのは、なかなか難しいものだ。構造設計は、設備設計と一緒になって、梁貫通の位置を調整したものだ。

posted by TASS設計室 at 20:17| 構造設計

壁式構造に注目する

月刊誌「建築技術」の特集記事にあるので、壁式構造に注目する。
2x4工法やスチールハウス、CLT構造も壁式構造なので、WRCの知見を応用できないか考えたい。
WRCでは、5階建てまで設計したことがあるが、7階までは可能な気がする。
ホームページに載せている写真が、その建物である。
posted by TASS設計室 at 16:25| 構造設計

ワイヤーを使うと経済的

建築物ではないが、細い部材を使った架台を BUS-6 で計算している.
このプログラムは適用範囲が広く、最も良く使うプログラムである。
建築面積が約1,200u、節点数が約8,000の2階建てだが、根本的な見直しが必要だ。
柱脚が浮上がっても、自重で元の位置に戻れば良い。浮上がると地震力が入らないので、浮上がらせる設計も有りだと思う。
建築業以外の業界から、構造計算を依頼されることがある。ディテールは建築らしくないが、良くできている。
posted by TASS設計室 at 01:31| 構造設計

2018年04月22日

壁式鉄筋コンクリート造の特集

壁式鉄筋コンクリート造の特集なので、久しぶりに「月間 建築技術」を注文した。
壁式鉄筋コンクリート造との混構造の可能性 という項目が目にとまった。
http://www.k-gijutsu.co.jp/products/detail.php?product_id=914
posted by TASS設計室 at 22:28| 閑話休題

現用の構造計算プログラム 2018年4月

現用の構造計算プログラム 2018年4月
■ 一貫計算
(01) BUS-6【RC・S・SRC 一貫計算】(構造システム)
(02) BUS-基礎【同上 基礎・杭の計算、液状化の検討】(構造システム)
(03) SS-3【RC・S 一貫計算 制限版】(ユニオンシステム)SS-7にバージョンアップせず
(04) midas eGen
(05) midas iGen
(06) midas Drawing
(07) HOUSE-WL【WRC 一貫計算、保有水平耐力含まず】(構造システム)
(08) 壁麻呂【WRC 一貫計算、保有水平耐力】(東京デンコー)
*何でいまだに壁麻呂か、と言われるが、捨てがたいプログラムである。
平均せん断応力度法で応力計算を行っている。これは壁式構造の基本。

■ 耐震診断
(09) DOC-RC/SRC【RC/SRC 耐震診断】(構造システム)
(10) DOC-S【S 耐震診断】(構造システム)
(11) DOC-3次診断(構造システム)
(12) 壁式診断【WRC 耐震診断】(東京デンコー)

■応力解析、振動解析
(13) DAP【質点系地震応答解析】(構造システム)
   全く使っていない。
(14) FAP-3【任意形状立体骨組応力解析】(構造システム)
   柱の中折れなど、BUS-5 で計算できない部分を検証することが目的。
   しかし、BUS-6ではモデル化できる範囲が広がった。
(15) SuperBuild FEM【FEM解析】(ユニオンシステム)
   スチールハウスの基礎の設計に使うことを考えている。
(16) Free Structure【平面・立体骨組応力解析】
   全く使っていない。
(17) SPACE(フリーソフト、研究用)(名城大学村田研究室)
http://wwwra.meijo-u.ac.jp/labs/ra007/space/index.htm

■ 二次部材、断面計算
(18) MED-3【RC/SRC/S造および木造集成材の断面計算】(構造システム)
   FAP-3 のデータを読み込んで計算する。
(19) KT-SUB【RC・S 二次部材、梁の横補剛の計算】(構造システム)
   二次部材の計算の主力プログラム
(20) RC二次部材【東京デンコーのRC二次部材の計算】(東京デンコー)
   コンパクトなプログラムで、出力が簡易

■ 木造・スチールハウス
(21) HOUSE-ST1【木造軸組工法】(構造システム)
   軸組工法の主力プログラム
   FAP-3 と連動する可能性あり
(22) HOUSE-DOC【木造 耐震診断】(構造システム)
   軸組工法・2x4工法・伝統工法の計算ができ、データの入力方法が面白い
(23) 2X4壁式【2X4 一貫計算、保有水平耐力、基礎、トラス】(東京デンコー)
   2x4工法の主力プログラム
(24) ★kizukuri-2x4 適用範囲が限られる
(25) ★kizukuri-steel(ガイアフィールド)
(26) ★Steel House Checker(ガイアフィールド/C-NET)
(27) ★KIZUKURI バージョンアップせず
★は機能に不満がある

■ 地盤、擁壁
(28) 地盤改良および円弧すべりの計算(フォーラム8)旧バージョン
(29) 擁壁の構造計算(横浜市型)
(30) 小規模建築用地耐力および液状化の検討
EXCELのシェアウェアを改良して使っている。

posted by TASS設計室 at 15:56| 構造設計

保有耐力計算と耐震診断

RC造の保有耐力計算と耐震診断を日常的に行うと、応用範囲が広がる。
木造(2x4工法、スチールハウスを含む)専業の構造設計者の多くは、使っている構造計算プログラムが古いので、精密な計算には適さない。
その割りに、構造計算指針に紹介されている計算例は、難しいものが載っている。しかし、その詳細は記述されず、再現することは難しい。合板の耐力壁を、どのようにブレース置換するか、計算過程も示してもらいたい。
水平構面の計算でも、開口の縁の応力を考慮して計算されていると思うが、数値を追いかけきれないところがある。その理由は、簡易な計算に慣れ親しんでいる人がほとんどであり、詳しく追及する人が少ないことにある。それに加え、木造の業界はハウスメーカーが主体なので、互いにけん制しあい、情報交換を行わないことにある。
素人向けの宣伝では、いかにも素晴らしい構造だと言わんばかりのものを見かけるが、外力に対する安全率を高めれば、どのような構造体でも実現する。

木造の構造計算プログラムの作り直しが必要である。
軸組工法なら、BUS-6 や SS-7 に木造のオプション機能を追加することもできると思う。BUS-6は軽量鉄骨造にも対応しているので、木造の機能を追加することは容易だろう。立体解析を行い、軸方向の変形にも対応した計算を行うことができると、木造の高層建築に対応可能になる。SS-3 では、CSV形式のデータを使って、他社のプログラムと連携しているものがあることを聞いた。

2x4工法やスチールハウスは、壁式鉄筋コンクリート造を参考にして計算しているが、私は壁式ラーメンに注目している。紫色の厚い本を眺めている。

posted by TASS設計室 at 10:30| 構造設計

2018年04月21日

中高層木造建築はハイブリッド化に向かう

今のままでは中高層木造建築は絶望的であり、ハイブリッド化を推進することが必要である。
平面的に異種構造を組合わせ、水平力に対する強度を確保することが必要である。
非耐力壁なら、軽鉄の1時間耐火で良いことを考えると、あえて木造の耐力壁にして2時間耐火にする意味があるだろうか。
RCコアの周辺に木造フレームとするほうが良いのではないだろうか。あるいは、木造のフレームの一部に、鉄骨および座屈補剛ブレースを配置するなど、強度と靭性を考慮した設計も考えられる。
いずれにしても、純粋な木造では、限界があると考えている。
建設コストを考えると、大断面の集成材の柱やCLTを多用することは不利になる。
posted by TASS設計室 at 23:01| 木造の構造計算

スリップフォーム工法

スリップフォーム工法は、煙突の施工に使われると思っていたが、高層ビルの施工に使われており、この工法が主流であることとが分かった。
https://www.jfe-civil.com/infra/tokkou/slide.html
posted by TASS設計室 at 22:00| 構造設計

高層木造の施工

昨日のセミナーで、心棒構造の概要を受講した。僕は超高層には縁がないが、鉄筋コンクリート造のコアの周囲に鉄骨造の架構を配置する計画は、低層の建物にも応用できる。
40年近く前に、スライディングフォームで煙突を施工した現場の設計室にいた。専門の会社が施工したが、施工中の煙突に工事用のリフトで登ったことがある。
今は、スライディングフォームで先行してコア部分を施工することが定番の施工方法だそうだ。
制振構造を併用し、地震時の応答を少なくするそうだ。

スライディングフォームを2x4工法に置き換えたらどうだろう。何段でも積み重ねることができる。その外側に架構を配置すると、無足場で高層木造建築の施工が可能になる。

https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%B9%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%83%87%E3%82%A3%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%BC%E3%83%A0%E5%B7%A5%E6%B3%95&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ved=0ahUKEwiG7ZSI18raAhVBFJQKHeDLD9kQsAQIJw&biw=1280&bih=570
posted by TASS設計室 at 15:15| 閑話休題