2x4工法5階建て混構造(1)

2x4工法5階建て混構造(1)
2x4壁式3による構造計算要領について書き始める。
気まぐれに書くので、2回目はいつになるか分からない。
モデルとしては、1階WRC造、2〜5階2x4工法の耐火構造の共同住宅とする。
木造で2時間耐火も可能だが、1時間耐火までが妥当と考える。
外部に鉄骨階段を付けるが、鉄骨階段に作用する水平力は建物本体が負担する。
基礎は杭基礎とし、スクリューパール（e-Pile）を用いる。
タイロッドはPC鋼棒と座金方式とするが、なるべくタイロッドを用いない設計とする。
下枠のめり込みに対しては、D.Firで対応するが、更に効果的な方法を採用する。軸組工法の柱に用いるめり込み防止プレートの考え方を準用する。めり込みに関しては悩むところだ。
杭基礎は支持杭とするため、杭頭モーメントは基礎梁に曲げ戻しを行う。この計算は2x4壁式3ではできないので、エクセルで行う。2x4壁式基礎に追加してもらいたい機能の１つである。
ミッドプライウォールを使うよりも、両面合板の耐力壁にするほうが一般的であるため、ミッドプライウォールは採用しない。
この程度の計算ができれば、5階建て木造の計算が可能になる。

2x4工法4階を設計する前に

2x4工法4階を設計する前に

木造4階の相談を受けるが、構造設計の協力事務所の様子を伺うと、木造専業の人しかいない会社が殆どである。社内に構造設計などの技術部門を持たず、見積り部門だけで受注している。

鉄鋼メーカーが鉄骨架構を設計施工で工事を受注するように、木材の資材メーカーも構造体を設計施工で受注する。
2x4工法の4階建ての構造設計のできない意匠設計事務所や施工会社が主要な客だが、4階建て、あるいは5階建ての受注に力を入れたいのなら体制を整えることだ。
2x4工法に詳しい担当者はいるというが、アーキトレンドで構造図を作成し、kizukuri-2x4が分かる程度である。

そこまで話しを聞いて、こりゃダメだと思い、鉄筋コンクリート造と鉄骨造の構造設計の出来る人を集めるよう言った。
相手は疑問に思ったようだが、建築の基本は鉄筋コンクリート造と鉄骨造であり、それらの中に多くの知見が含まれることを説明した。
2x4工法の4階以上になると、1〜2階を鉄筋コンクリート造にすることや、外部鉄骨階段を付けることもある。それらをまとめて設計するのだから、木造しか知らない人には無理である。
2x4工法は4階建てになると急に難しくなる。構造計算ルートはルート３になり、保有水平耐力計算を行うことになる。
木造4階建てになると軸組工法に誘導する構造設計者がいるのは、軸組工法はルート２で設計できるからだろう。
2x4工法でも、3階建てで軒高9mを超える場合は、ルート２の設計も有り得る。確認申請はルート２の審査ができる審査機関に提出すれば、適判を避けることができる。店舗や事務所など、階高を高くする場合は、こんな方法がある。

社内に2x4壁式を２〜３本購入し、構造図を作成している人が使えるようになると良いのではないかと話した。壁式CADと併せ、自動作図を行うと、計画段階の積算に有効である。kizukuri-2x4以上2x4壁式未満の担当者には教育が必要になる。自分で勉強する人は少ない。

2x4工法が苦手、2x4工法の耐火構造や4階建て以上に手が出ない会社は多数あり、その市場を掘り起こすことができる。
客先となる意匠設計事務所と話しができ、施工を受注するのだから、見積りを行うにしても、設計のことが分からなくては話しができない。
多くの仕事は、施工図を受け取って木拾いすることだから、その段階の人では4階建ての見積りは無理に違いない。タイダウンを理解していないと見積りも難しい。
4階建てでも、木造2階建ての基礎しかイメージできないようで、アンカーボルトのコーン破壊も意識されていない。

2x4壁式で、e-PileやEAZETなどのスクリューパイルを使うことがあるので、杭頭モーメントを基礎梁に曲げ戻す計算がコンピュータで出来たらよい。杭基礎の際の基礎梁の計算ができる人は、木造専業の構造設計者にはいないだろう。杭と言えば地盤改良の杭と思っている人が大半である。

2x4工法4階建て、5階建て

2x4工法の4階建ての相談をいただくが、木造専業の構造設計者には構造設計は無理である。
計画図を拝見すると、3階建ての延長線上で、4階を載せた図面が出てくる。その程度の図面しか描けない人に4階建ては無理である。意匠設計者と言えども、構造計画は理解されたい。
断面図を見ると、3階建てと同じ基礎梁が描かれている。

1〜2階を壁式鉄筋コンクリート造(WRC造)、3〜6階を2x4工法という相談も受けるが、壁式鉄筋コンクリート造は5階建てまでのため、壁式鉄筋コンクリート造を併用する場合は全階数が5階になる。1〜2階をRCラーメンにすれば実現できる。しかし、こんなことをやるなら、全階をRC造またはS造にすることだ。木造や軽量鉄骨造は躯体工事費が安いと思うようだが、それは3階建てまでの話しである。

鉄骨の材料費が高騰していることと、中高層の木造が推奨されていることから木造4〜7階建てが注目されているが、やめておくほうがよい。木造住宅専業の設計者には無理である。
その前に、2x4工法の4階建ての設計を習得することだ。
利用価値の高い構造計画は、1階をWRC造とし、2〜4階を2x4工法とする混構造である。敷地に高低差のある場合は特に適した構造計画である。

現用の構造計算プログラム 2022年4月

現用の構造計算プログラム 2022年4月
■　一貫計算
(01) BUS-6【RC/SRC/S 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) HOUSE-WL【WRC 一貫計算、保有水平耐力含まず】（構造システム）
(04) 壁麻呂【平均せん断力法による応力計算】（東京デンコー）
(05) NBUS7【BUS-6の後継プログラム】（構造システム）
(06) SS-3（ユニオンシステム）
(07) BF-1【同上 基礎・杭の計算】（ユニオンシステム）
■　耐震診断
(08) DOC-RC/SRC【RC/SRC 耐震診断】（構造システム）
(09) DOC-S【S 耐震診断】（構造システム）
(10) DOC-3次診断（構造システム）
(11) 壁式診断【WRC 耐震診断】（東京デンコー）
■応力解析、振動解析
(12) DAP【質点系地震応答解析】（構造システム）
(13) FAP-3【任意形状立体骨組応力解析】（構造システム）
(14) SuperBuild FEM【FEM解析】（ユニオンシステム）
(15) 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
(16) midas iGen
■　二次部材、断面計算
(17) MED-3【RC/SRC/S造および木造の断面計算】（構造システム）
(18) KT-SUB【RC・S 二次部材、梁の横補剛の計算】（構造システム）
(19) 木造トラスの計算（東京デンコー）
■　木造
(20) HOUSE-ST1【木造軸組工法】（構造システム）
(21) 2X4壁式３【2X4 一貫計算、保有水平耐力、基礎】（東京デンコー）
(22) HOUSE-DOC【木造 耐震診断】（構造システム）
■　地盤、擁壁、その他（EXCELのシェアウェア）
(23) 擁壁の構造計算（横浜市型）
(24) 小規模建築用地耐力および液状化の検討
(25) 梁のスリーブ開口補強の計算
※ kizukuri、kizukuri-2x4、kizukuri-steel は使用中止。

現用の構造計算プログラム 2022年4月

現用の構造計算プログラム 2022年4月
■　一貫計算
(01) BUS-6【RC/SRC/S 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) HOUSE-WL【WRC 一貫計算、保有水平耐力含まず】（構造システム）
(04) 壁麻呂【平均せん断力法による応力計算】（東京デンコー）
(05) NBUS7【BUS-6の後継プログラム】（構造システム）
(06) SS-3（ユニオンシステム）
■　耐震診断
(07) DOC-RC/SRC【RC/SRC 耐震診断】（構造システム）
(08) DOC-S【S 耐震診断】（構造システム）
(09) DOC-3次診断（構造システム）
(10) 壁式診断【WRC 耐震診断】（東京デンコー）
■応力解析、振動解析
(11) DAP【質点系地震応答解析】（構造システム）
(12) FAP-3【任意形状立体骨組応力解析】（構造システム）
(13) SuperBuild FEM【FEM解析】（ユニオンシステム）
(14) 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
(15) midas iGen
■　二次部材、断面計算
(16) MED-3【RC/SRC/S造および木造の断面計算】（構造システム）
(17) KT-SUB【RC・S 二次部材、梁の横補剛の計算】（構造システム）
(18) 木造トラスの計算（東京デンコー）
■　木造
(19) HOUSE-ST1【木造軸組工法】（構造システム）
(20) 2X4壁式３【2X4 一貫計算、保有水平耐力、基礎】（東京デンコー）
(21) HOUSE-DOC【木造 耐震診断】（構造システム）
■　地盤、擁壁、その他（EXCELのシェアウェア）
(22) 擁壁の構造計算（横浜市型）
(23) 小規模建築用地耐力および液状化の検討
(24) 梁のスリーブ開口補強の計算
※ kizukuri、kizukuri-2x4は使用中止。