2020年02月26日

これで良いのか2x4工法

長さ60cmの耐力壁
枠組の高さ245cmで、長さ60cmで腰壁や垂れ壁の無い耐力壁は、計算と実際の耐力が一致するだろうか。
反曲点高比0.5で計算し、金物は壁の脚部にしか取り付けない。上階の押さえ効果はあるものの数値的に検証していない。このような壁は、曲げで耐力が決まると思うが、何も検証しない。RC造の耐震診断では、壁の評価を曲げと剪断を比較して小さいほうを採用する。
『これで良いのか2x4工法』
https://www.youtube.com/watch?v=6-63uwbzwhI


posted by TASS設計室 at 17:16| 2x4工法

軸方向変形

中層以上の木造建築の応力計算では、軸方向変形を考慮したほうが良いのではないだろうか。壁の耐力を剪断耐力だけで求めることにも異論がある。どう見ても、曲げで耐力が決まることもある。次の2つに注目しているが、現在使用している木造の構造計算プログラムでは、軸方向変形の計算ができない。軸方向変形を考慮すると、上層階の偏心率に大きく影響する。
耐力壁の曲げとせん断は、準備計算を行っておいて、直接耐力を入力すれば計算できる。
@軸方向変形
A耐力壁の評価(曲げとせん断の最小値)
posted by TASS設計室 at 01:40| 2x4工法

2020年02月20日

混構造4階はやめたほうが良い

小規模な混構造4階建ての相談をいただくが、規模が小さすぎることと、基本計画が不適切で成り立たないことがある。コストだけのことを考えて混構造を選択したと思うが、小規模な建物は鉄骨造が適している。もちろんラーメン構造である。
壁式鉄筋コンクリート造が成り立てば、4階建てでもルート1で設計できる。
鉄骨造4階建てはルート3になるが、混構造と比べると簡単である。
意匠設計者を見ていると、鉄骨造の設計が苦手な人が多いことが分かる。ディテールを知らないからだろう。
posted by TASS設計室 at 07:55| 2x4工法

2020年02月14日

架構の靭性

2x4工法で「架構の靭性」の検討を行うことがあるが、石膏ボードの倍率を0.8倍に低減して計算すれば済む。
本来なら剛性に基づいて水平力を配分し、壁の耐力をチェックするが、倍率で計算する人のほうが多い。
posted by TASS設計室 at 06:45| 2x4工法

2020年02月12日

2x4工法4階建て混構造

2x4工法4〜6階建て混構造はメリットがあるだろうか。
@1F RC/WRC/S, 2F〜4F 2x4工法
A1F RC, 2F〜5F 2x4工法
B1F〜2F RC, 3F〜6F 2x4工法
で計画することがあると思うが、1F RC,2F〜3F 2x4工法と比べて難易度が高い。

2x4工法だけの4階建てならコスト面で鉄骨造より優位に立つが、混構造になると疑問だ。
構造計算において、鉄骨造は計算が明快で分かりやすいが、混構造の接続部分の力の受け渡しが難しい。
混構造の1階は、ピロティとする計画が多く、1階をRCのラーメンで設計することになる。鉄骨造でも良いが、接合部が難しい。
その際、2x4工法の耐力壁の両端の短期軸力や終局時の軸力に対して、下部のRC造やS造の計算を行うが、上下が連動するソフトウェアーがない。
BUS-6で計算した時は、受け梁を全て大梁として入力し、大梁に対する特殊荷重として短期軸力を考慮した。上部からの軸力で、終局時に梁端部にヒンジができるとは思わないが、補足計算が煩雑になるので、1階は終局時の応力に対して、短期許容応力度以内とした。不経済な設計になった。
2x4壁式や2x4壁式3は、WRC造と2x4工法をまとめて計算できるが、短期軸力や終局時の軸力に対して受け梁の計算を行うことができない。ヒンジの形成を確認する方法は良く分からない。Ds算定時と保有耐力時のヒンジを確認することが必要だが、Dsは塑性率から決めつけてしまうので、その時のヒンジになると思う。
壁の塑性率の違いで、同一階の同一方向でDsが0.3と0.35が混在することがあり、Ds=0.35で計算するともったいないので、Dsを加重平均しても良いと考えているが、まだ、そのような計算で適合性判定に持って行ったことがない。
そもそも枠組壁工法建築物構造計算指針は、保有水平耐力計算や混構造に対する記述が少ないので、設計者がチャレンジしているのが現状だろう。

その中で、保有水平耐力計算を行うことが出来る唯一の計算ソフト、東京デンコーの「2x4壁式3」がある。
ソフトウェアーの開発会社はソフトウェアーを開発するが、構造計算指針を勝手に手直しすることはできない。日本ツーバイフォー建築協会との二人三脚で研究することが必要ではないだろうか。
木造の業界は、技術者の交流が少なすぎる。軸組工法・2x4工法・非木造の設計者や研究者が集結することが必要と考えている。しかし、それそれが勝手に意見を言い出すと、何年経っても収束しないだろう。
僕はツーバイフォー協会で、テクニカルアドバイザーをやっていた時、日本建築構造技術者協会(JSCA)との交流を提案したが、名刺交換だけで終わってしまった。
東京デンコーは、日本建築センターとプログラムの認定について打合せを進めていたが、ツーバイフォー協会の協力が得られなかったため断念したと聞いている。
きっと、2x4工法は三井ホームが独占したいのだろう。木造建築は、軸組工法と壁式工法の2本立てとして、建築基準法に定義されたら良いと考えている。この考えを僕が最初に聞いたのは、2x4工法の研究者からであった。
posted by TASS設計室 at 07:35| 2x4工法

2020年02月11日

2x4壁式3 について

東京デンコーの「2x4壁式3」は、混構造と保有水平耐力計算ができる唯一のプログラムである。
1〜2階WRC造、3〜6階2x4工法というものも一発で計算できるが、計算できる規模は拡大したが、プログラムの中身は従来のものと変わらない。
枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年、2018年)の見直しを含め、整備したほうが良いのではないかと思う。WRC造の計算や基礎の計算が貧弱である。基礎はオプションになっているので、使わない人もいると思うが、満足できるものではない。
構造システムの BUS-6 と BUS基礎 の組合せを経験してしまうと、余計貧弱に感じてしまう。混構造6階建てになると、直接基礎で設計できることは稀で、杭基礎のほうが多くなる。しかも、外周部は偏心した杭基礎になることが多い。
posted by TASS設計室 at 19:17| 2x4工法

2020年01月31日

反曲点高比0.5について考える

2x4工法の応力計算で、反曲点高比0.5について考える。
何故、反曲点高比0.5で良いのだろう。応力図は描けるが、その応力でマグサの断面検定を行っていない。
計算の辻褄が合わないが、壁の脚部の金物を決めるための計算に過ぎないという人もいる。それなら、それなりの説明を構造計算指針に書いていただきたい。審査機関は、応力図と断面検定に整合性がないと指摘したら面白い。
壁式鉄筋コンクリート造の応力は完結している。軸組工法も同様に完結している。スチールハウスも納得できる計算である。
論理的に破綻しているのは2x4工法だけである。さて、どうするか。
作文でも良いから、説明を書いてみたら如何でしょうか。
posted by TASS設計室 at 00:12| 2x4工法

2020年01月25日

2x4壁式3は、地上7階建ての2x4工法

2x4壁式3は、地上7階建ての2x4工法の計算が出来るが、3階建ての延長でしかない。
構造計算指針の内容が変わり映えしないので仕方ないことだと思うが、気になっていることがある。
@保有水平耐力計算で、崩壊形を判断するための計算を行っていない。梁の上に耐力壁が載る場合、梁が先行破壊しないよう、短期許容応力度以内に納めていると思うが、終局時の崩壊形を求めるほうが良い。
AWRCに2x4工法が載る場合、RCの梁を含め、終局時の計算が出来たら良い。
Bタイロッドを用いる場合、スタッドの反力計算は出来るらしいが、その機能は利用したことがない。
C壁の短期荷重時の軸方向変形の計算が出来たら良い。連層耐震壁の場合、全体で曲げ変形になることがある。
DRCの梁に耐力壁が載る場合、壁端部の軸力に対して梁の検討ができたら良い。
E杭の計算で、杭頭曲げを基礎梁に戻す計算ができたらよい。
Fフーチングの計算が出来ないだろうか。
G壁端部のスタッドに、404や406を加えることができないか。
posted by TASS設計室 at 01:27| 2x4工法

2020年01月20日

木造中層建築

木造中層建築を実現するなら、2x4工法と鉄骨を組合わせることではないだろうか。
鉄骨造で外壁をALCにすると、ALCは耐力壁ではないので、鉄骨だけで建物の荷重や地震力を負担しなければならない。ところが、鉄骨骨組に、2x4工法の耐力壁を加えると、外壁下地を兼ねた耐力壁になり、鉛直荷重と水平力を負担することができる。床は床根太を210として構造用合板を貼ることで水平構面を構成することができる。
このような方法なら、建物全体を軽量化することができ、鉄骨量も純粋な鉄骨造より少なくなる。6階建て、高さ20以下なら、出来そうな気がする。
鉄骨造の耐震壁として2x4工法の壁を使うと考えても良い。主体構造は鉄骨造になり、2x4工法は脇役になる。
将来、建物をスケルトンにして改修工事を行うことを考えると、石膏ボードを多用した耐火構造の床や壁は始末に困る。
しかし、これからの木造は、鉄骨と組合わせたハイブリッド構造に向かうのではないかと考えている。
posted by TASS設計室 at 20:56| 2x4工法

2020年01月18日

壁の曲げ変形

塔状比が4に近くなると、壁の曲げ変形で耐力壁の耐力が決まることがある。
いくら壁の剪断耐力を上げても、保有耐力が上がらない。
これは、幅60cmの耐力壁の部分についても言える。腰壁や垂れ壁があれば、剪断耐力で壁の耐力が決まるが、両側に高さの高い開口がある場合は、曲げが支配的になるのではないだろうか。
壁の最小長さを60cmとするだけではなく、WRC造のように「隣接する開口高さの0.3倍」を加えたらどうだろうか。
曲げ耐力と剪断耐力の両方を求め、それらの最小値を壁の耐力にする方法もある。RC造の耐震診断では、そのような計算が行われている。
ひとり言です。
posted by TASS設計室 at 22:48| 2x4工法

2019年08月30日

RC+木造 の混構造は、固有値解析の必要なし

5階建て混構造(RC + 2x4工法4層)は、剛性率による水平力の割り増しは必要ないと、技術基準解説書の記述から読める。ところが、日本建築センターの適判の審査担当は、固有値解析を行い、それを照明しろと言う。
3次モードまで計算したところ、5階建てだから5次モードまで固有値計算を行うべきと言う。DAPで計算したが、微妙に数値が変化する。ゼネコンの構造設計者に聞いたら、3次までやっておけば十分で、せいぜい4次まで計算すればよいのではないかという返事をもらった。
20階建ては、20次モードまで固有値を求めるのだろうか。3次か4次で傾向が決まる。
5次まで計算すると、Ai分布の計算結果と前後するが、かなり近い値になる。
技術基準解説書の剛性率による水平力の割り増しが必要ないと言うページの計算例は、層重量を大雑把に拾い、傾向を示している。そのような傾向にあるから、剛性率による水平力の割り増しが必要ないと言っている。
技術基準解説書は、鈍い人でも分かるような記述にしたほうが良かったのではないだろうか。
posted by TASS設計室 at 20:32| 2x4工法

2019年08月07日

中高層2x4建築

中高層2x4建築は、次の設計ができないと設計できない。
@ 許容応力度計算U(壁の剛性と耐力を分けて計算する)
A 杭基礎の計算
B 杭基礎の際の基礎梁の計算
C タイロッドの計算
D 保有水平耐力計算
タイロッドを用いる計算は、緩み止めが特殊であることに加え、プレストレスコンクリート造に類似するところがある。
緩み止めを使わずに済ませたい。軸組工法では使わない部品であり、各層の縮みに対する設計を見直す。
各層が縮まなければ、緩み止めは必要ない。

posted by TASS設計室 at 13:47| 2x4工法

2019年07月26日

木造3階専業の構造審査係りは勉強しよう

相変わらず、理解不足の構造審査係りがいる。
余計なことで時間を使う。
4倍の壁455mmと5倍の壁455mmが一直線上に続く場合、耐力壁の長さが600mm未満だから耐力壁にならないと言う。この程度のアタマの人が審査することは迷惑だ。
耐力壁としては910mmある。
4倍910mm < 4倍455mm+5倍455mm < 5倍910mm である。
このような場合は、加重平均とする。
壁式鉄筋コンクリートで異なる壁厚が一直線上に続く場合と同様に考える。
posted by TASS設計室 at 12:34| 2x4工法

2x4工法の業界は進歩していない

2x4工法の業界は進歩していない。
構造計算プログラムにおいても、相変わらず初期段階のプログラムが定番として続いている。
枠組壁工法建築物構造計算指針が改定されたものの、軸組工法と比べても、見劣りする内容である。
その原因は、鉄筋コンクリート造や鉄骨造の研究者や実務者が、規準の見直しに参加していないことである。他工法の知見も取り入れ、時代に合ったものにすることが必要ではないか。
耐力壁の評価に関しても、長さの短い壁など、耐力が曲げで決まるものもあるが、全てせん断壁として評価している。隣接する開口高さの影響を考慮することも必要だ。
2x4工法の応力計算は、壁式鉄筋コンクリート造から学ぶべきことがある。2x4工法は、まぐさ端部の短期のモーメントの処理が行われていないが、それでも良いなら、何らかの説明を加えたら良い。どう考えても、まぐさの両端はピン構造だ。
posted by TASS設計室 at 10:22| 2x4工法

2019年06月01日

スチールハウスは鉄骨造か

時々、問題提起するが、スチールハウスは鉄骨造か。
スチールハウスは枠組壁工法である。
それを鉄骨造に当てはめ、標準せん断力係数 0.3 としてルート1-1 の計算を行っている。
耐力壁は構造用合板の面材をビス止めする。枠材や床根太は薄板形鋼である。
2x4工法では、床や小屋組にスチールハウスの部材を使うことが出来る。
これは大変有効なことで、スチール部材は変形増大係数を考慮せず、そのままの「たわみ」で良いというメリットがある。スチール部材は木材のようなクリープによる たわみ が無いからである。

スチールハウスは、枠組壁工法として定義づけ、使用部材が薄板形鋼とした設計規準にすれば良いのである。
荷重や応力は、まさに2x4工法そのものである。
それを鉄骨造のカテゴリーにしていることに違和感がある。
2x4工法とスチールハウスは、統合すべきと考えているが、縦割りの業界団体だから、そんなことは無理だろうな。
posted by TASS設計室 at 11:06| 2x4工法

2019年05月21日

スチールハウスは鉄骨造か?

スチールハウスは鉄骨造か?
スチール = 鉄 だから鉄骨造に分類されるが、どう見ても「枠組壁工法」である。
2x4工法のスタッドを薄板形鋼に変えただけで、耐力壁は合板であり、荷重は同程度か木造より軽い。
枠組壁工法の中に、木造と薄板形鋼造を並べても良いのではないだろうか。
そうすると何が良いかというと、スチールハウスの2階建てを4号建築扱いできるのである。

鉄骨造として設計するなら、鉄骨骨組とスチールハウスの耐力壁を併用することを考える。
木造の耐力壁を2鉄骨造に用いることもできるだろう。軽量鉄骨造の鉛直ブレースの代わりに、面材の耐力壁を使うことも考えられる。剛性を適切に評価して組合わせれば、何でもできる。

posted by TASS設計室 at 10:57| 2x4工法

2019年04月11日

東京デンコーの「2x4壁式3」

様子を見ていたが、東京デンコーの「2x4壁式3」にバージョンアップした。
6階建てまで計算できるが、今までのプログラムの延長線上では面白くない。
5階建て、6階建ての計算を行う過程で、開発者にお願いしたいことが出てくる。

posted by TASS設計室 at 14:00| 2x4工法

2019年03月31日

高さの限界20m

RC造のルート1で設計可能な限界は20mだが、2x4工法の高さの限界も20mとして良いだろう。条件の良い構造計画で、頑張って6階である。このくらいが妥当と考えている。
スチールハウスは2x4工法と同様だが、耐力壁の塑性率が低く、構造特性係数(DS)が大きくなるので、4階建てでやめておくほうが良い。スチールハウスを「鉄骨造」のカテゴリーに入れていることが不自然であり、2x4工法と同様に枠組壁工法で良いと考えている。
無理に2x4工法やスチールハウスで中高層建築にチャレンジすることもない。普通に鉄骨造で計画し、耐力壁および鉛直荷重を支持する壁として、それらの壁を用いるほうが合理的な設計ができる。
H形鋼を用いた建物で、X方向を鉄骨のラーメン構造、Y方向を2x4工法の耐震壁とする計画が適切だろう。H形鋼は角形鋼管と比べ、材料のトンあたりの単価が安いので、H形鋼を柱に使うことだ。
鉄骨の軸心と耐力壁の軸がズレるので、偏心が生ずるが、対処可能な範囲と考えている。
ルート1で計算できるなら、耐力壁は耐力が出れば良いのだから、スチールハウスの耐力壁を組合わせることも考えられる。鉄骨造でCLTの耐力壁を用いたものもあるようだが、CLTではなく、2x4工法でもスチールハウスでも、どちらでも良い。
鉄骨造・軽量鉄骨造・スチールハウス・2x4工法・木造軸組工法をミックスした構造も良いではないか。
考え方としては、鉄骨造が主体で、弱軸方向の鉛直ブレースの代わりに2x4工法の耐力壁という構造である。
posted by TASS設計室 at 18:14| 2x4工法

2019年03月25日

2x4壁式3 

2x4工法の6階建ての需要が出てきたので、『2x4壁式3』にバージョンアップした。
ある程度の規模がないと難しいが、計画次第である。
2x4工法の耐火構造で計画を始めたが、RC造やS造になったものもある。
目安としては、延べ床面積 500〜1,000u が最小規模だろう。

http://www.denco.co.jp/
posted by TASS設計室 at 12:22| 2x4工法

2019年03月20日

2x4工法6階建て

木造枠組壁工法6階建ての構造計算を始めた。鉄筋コンクリート造や鉄骨造なら、普通に設計しているが、木造は未知のことが多い。
鉄骨なら溶接、鉄筋コンクリート造ならコンクリートを流し込んで一体化できるが、木造は、そんなことは出来ない。
柱梁の仕口部のみを鉄骨で作ることを考えている。材料の特性を活かしてハイブリッド構造にする。
posted by TASS設計室 at 13:04| 2x4工法