2017年12月22日

グリッドの弊害

2x4工法の主要な構造計算プログラムは、
・2x4壁式
・kizukuri-2x4
の2本だが、その使い勝手は大きく異なる。
前者は無開口の壁に任意の開口部(窓)を設けることができるが、後者は通り芯を決めてから開口部を配置する。
計算結果を作図してしまえば同じことだが、データを入力する手間を考えると2x4壁式に軍配が上がる。
RC造やWRC造の計算を行っている人は、2x4壁式のデータ入力を好む。木造専業の人には馴染みのない入力方法だが、開口端の寄り寸法を示し、開口のWとH、腰高hを示すと、一目瞭然で分かりやすい。

木造の設計者は KIZUKURI という爆発的に売れたプログラムに慣れているので、そこから抜け出すことが難しいようだ。
posted by TASS設計室 at 11:04| 2x4工法

2017年11月16日

靭性による低減係数Kd

枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年)P.83 に記載されている靭性低減係数kd が、Kd は塑性率から決まる数値であるため、建物の階や方向により異なる場合がある。構造計算プログラムでは、階別、方向別に考慮することが必要である。
また、Kd は、一次設計では考慮するが、保有水平耐力時は降伏せん断耐力をそのまま用いることができる。
よって、一次設計、保有水平耐力時を別々に設定する必要がある。
また、考慮しない場合には、ワーニングメッセージを出すことが必要である。


posted by TASS設計室 at 20:09| 2x4工法

2017年11月07日

構造特性係数 Ds=0.7 で設計

2x4工法で、構造特性係数 Ds=0.7 で設計している建物があることを知った。
スチールハウスは、薄板に合板をビスで止めるので、そのくらいの値になる。
1Gと大して変わらない。鉄骨造の平屋では、1Gで許容応力度計算を行った経験はある。
固定荷重が軽いので、不経済な設計にはならなかった。
2x4工法の Ds=0.7 に話しを戻すが、塑性率が1.5なら、そんな値になる。
ほとんど変形能力がないと思わなければならないのだろうか。
木造軸組工法で、合板の耐力壁を用いる場合は Ds=0.25 も有り得るらしいが、良く分からない。

posted by TASS設計室 at 03:01| 2x4工法

2017年10月27日

2x4工法の保有水平耐力計算

2x4工法やスチールハウスの保有水平耐力計算の方法は、許容応力度計算と大きな違いはない。
部材種別や保有耐力時の崩壊系を判断することなく、耐力壁の反曲点高比を1.0として計算し、終局時の壁の耐力は、短期の耐力の1.5倍である。
判断材料は、壁の塑性率から求める構造特性係数のみである。
この計算要領なら、kizukuri-2x4で計算できる。
1Gの水平力で、全ての部材が、許容応力度以内なら良い。この方法は、平屋の鉄骨造で経験した。
構造方法による構造特性係数Dsの最大値を、一次設計の標準せん断力係数として計算しても良い。
RC造の場合、 Co=0.55 で各部材が許容応力度以内なら保有水平耐力を満たすことに等しい。
RC造の純ラーメンの場合は Ds=0.3 なので、Co=0.3 として各部材が許容応力度以内なら良いと思うが、それはダメだそうだ。安全側の判断には違いないが、納得のできる説明が見当たらない。
鉄骨造の場合、βu=0 の場合、Dsの最大値は 0.4 であり、ブレース構造の場合の Dsの最大値は 0.5 になるので、Co=0.5 として許容応力度計算を行えばよいのだろうか。
posted by TASS設計室 at 16:31| 2x4工法

2017年10月11日

ミッドプライシアウォールの計算

ミッドプライシアウォールの計算は、許容応力度計算Uで行うことが出来るようになったらしい。
合板と釘のデータを用いて計算するが、釘が2面せん断になる他は、通常の許容応力度計算Uと同じだ。
「2x4壁式」で計算することができるが、残念ながら「kizukuri-2x4」では計算することができない。
posted by TASS設計室 at 23:08| 2x4工法

2017年10月06日

基礎梁の計算用のモーメント

基礎梁の計算用のモーメントは、耐力壁の脚部のモーメントを基礎梁芯まで延長して計算するが、略算的に反曲点高比を0.6として計算することがある。これは正確さに欠けるが、この計算方法は悪くはない。
この0.6という数値は、基礎梁のせいにより、適宜設定する。
しかし、今後のことを考えると、基礎梁芯までモーメントを延長して計算できるようにするほうが良い。
基礎梁で杭頭モーメントを処理する場合は、原則通りに計算する。
壁式構造で杭基礎を採用する場合は、杭と基礎梁はエクセルで計算するほうが分かりやすい。
建物の規模が大きいと、基礎梁の数が多いので時間がかかる。一貫計算で対応可能になることを期待している。
posted by TASS設計室 at 20:27| 2x4工法

2017年08月22日

日本ツーバイフォー建築協会に入会するメリット

日本ツーバイフォー建築協会に入会するメリットを感じない。
構造計算プログラムの開発元も、退会した会社がある。

posted by TASS設計室 at 09:02| 2x4工法

2017年03月02日

設計法の比較

壁の耐力の計算方法は、RC計算規準とRC耐震診断基準の2つに大別される。
RC造の壁の耐力は、剪断で決まる場合と、曲げで決まる場合があるが、それらに構わず平均剪断力法で計算することもある。前々から気になっているが、2x4工法の耐力壁は、60cm以上の長さがあれば、平均剪断力法で計算することができる。ところが、壁の耐力が「曲げ」で決まる場合は、平均剪断力法で求めた耐力ほど耐力が上がらない。
平均剪断力法だけではなく、壁の破壊形式を考慮した耐力の計算方法を採用したほうが良いと考えている。RCの耐震診断における壁の評価方法が参考になる。
2x4工法の場合、反曲点高比を 0.5 として応力計算を行っているが、その妥当性について、十分な説明が必要である。応力は求めたものの、断面検定が省かれている部分がある。
結果として、現在の構造計算指針で良いとするならば、それなりに解説することが必要である。
posted by TASS設計室 at 22:42| 2x4工法

2017年02月28日

混構造(WRC + 2x4工法)を一発で計算

2x4壁式は、混構造(WRC + 2x4工法)を一発で計算することができる。
プログラムの機能や使い勝手について注文したいところはあるが、許容応力度計算の範囲なら使える。
最初の構造計画が重要なので、意匠設計者が構造計画を理解してプランニングを行う必要がある。
600mm以上の長さの壁を耐力壁とするのではなく、主要な耐力壁は 1200mm あるいは 1350mm 以上とする。
金物が、どのように入るか考えながらプランを考えることである。
posted by TASS設計室 at 14:06| 2x4工法

2017年02月17日

2x4工法 6階建て ルート1

2x4工法 6階建ては、ルート1で計算しても良いのではないだろうか。
RC造は、高さ20m まで、ルート1で計算が可能だ。
反曲点高比を 1.0 とし、標準せん断力係数を 0.2 にした場合の許容応力度計算を基本に考える。鉄骨造のルート1のように、標準せん断力係数を 0.3 にするという手もある。
(一次設計)標準せん断力係数 0.2 、反曲点高比 0.5 、短期許容応力度、引抜力が半分になる
(一次設計)標準せん断力係数 0.2 、反曲点高比 1.0 、短期許容応力度、これが標準的な引抜力
(二次設計)構造特性係数 0.3 、反曲点高比 1.0 、終局耐力 = 短期許容応力度の1.5倍、終局時の引抜金物の耐力は短期の1.5倍
耐力の高い耐力壁の場合は、構造特性係数が 0.35〜0.5 くらいになる。

2x4工法の保有水平耐力計算は、反曲点高比 1.0 として応力計算するだけで、DS=0.3 の場合は、許容応力度計算と変わりない計算になる。しいて言えば、終局時の鉄筋強度は短期の 1.1倍なので、基礎梁の検討が異なる程度だ。外力が 1.5倍、耐力が 1.1倍なので、検定比 1.1/1.5=0.7334 以内にすることと、基礎梁の端部にヒンジが生じないことを確認することが加わるだけだ。
保有水平耐力時の外力を、短期許容応力度以内で満足してしまえば、それも良い。
極論すれば、1G の水平力を加え、短期許容応力度以内なら、構造特性係数について論ずる必要もない。低層の鉄骨造や軽い建物なら、こんなことも可能だ。

posted by TASS設計室 at 22:09| 2x4工法

2017年02月12日

2x4工法の計算は『2x4壁式』でしょう

2x4工法の構造計算は『2x4壁式』でしょう。
枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年)の計算ができるのは『2x4壁式』しかない。
私は、多種多様な構造計算プログラムを使っているので、それらの機能を見比べ、
追加してもらいたい機能の追加を開発者にお願いしている。
ユーザーが少ないため、使い込みが不足している。
kizukuri-2x4 で、保有水平耐力計算を行っている人もいるが、かなり無理している。
posted by TASS設計室 at 18:18| 2x4工法

枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年)改定予測

枠組壁工法建築物構造計算指針(2007年)改定予測
軸組工法と比較すると、2x4工法も下記の計算を、しっかり行うことになるかもしれない。
・水平構面の検討
・梁の上に耐力壁が載る場合の、壁耐力の低減
・偏心率の計算
・引き抜き金物の検討
・反曲点高比0.5 に関する説明
・耐力壁の壁長を開口端部までとすることができる

posted by TASS設計室 at 02:35| 2x4工法

2017年02月11日

緑本と新グレー本

通称緑本、枠組壁工法建築物構造計算指針と新グレー本(軸組工法許容応力度設計)を比較すると、検討内容にズレがある。一定の条件の下で、検討を省くことができるが、厳密に適用されていない場合もある。
注目すべきは、下記の各項目だ。
・水平構面の検討
・梁の上に耐力壁が載る場合の、壁耐力の低減
・偏心率の計算
・引き抜き金物の検討
コンピュータを用いることが前提となるが、2x4工法でも、これらの検討を省かなくても良いのではないだろうか。
木造建築、軸組工法や2x4工法の業界は、2x4工法以外の構造技術者が参加することが必要だ。
軸組工法と2x4工法を棲み分ける必要もないので、両方まとめて木造とし、
・木造軸組工法
・木造壁式工法
という2つのカテゴリーにすれば良いのではないか。
軸組工法でも、面材の耐力壁を用いるので、両者を区別する意味合いが薄くなる。
2x4工法の反曲点高比 0.5 という部分を見直し、応力計算と断面算定の整合性を図ることも必要だ。
posted by TASS設計室 at 21:48| 2x4工法

2016年11月10日

kizukuri-2x4の計算方法が2x4工法の標準

実質的にkizukuri-2x4の計算方法が2x4工法の標準になっている。
現状では kizukuri-2x4 Ver 4.7 r05 が最新だが、Ver 4.3 でも不都合はない。
この計算が最適とは言えず、他にも計算方法が存在する。
特に基礎梁の計算に不満がある。
日本ツーバイフォー建築協会が発行している枠組壁工法建築物構造計算指針があるが、その指針に忠実にプログラミングされた構造計算プログラムは、東京デンコーの『2x4壁式』のみである。
ご存知の方も多いと思うが、『2x4壁式』は、WRC構造の『壁麻呂』がベースになっている。
2x4工法の応力計算は、壁式鉄筋コンクリート造の計算方法が基本になており、基礎梁の計算に関しても同様である。
posted by TASS設計室 at 17:12| 2x4工法

2016年11月08日

壁の剛性で計算

耐力壁の計算で、剛性で計算する方法があるが、剛性と耐力を倍率に換算している人を見かける。
そのように計算すると、層間変形角が過大に計算されるようだ。
剛性の計算は、倍率に換算せず、素直に剛性を計算したほうが良いのではないだろうか。
posted by TASS設計室 at 09:11| 2x4工法

2016年10月05日

このページは、2x4建築協会のHPから来る人が多い

このページは、2x4建築協会のHPから来る人が多いので、2x4工法について書くことにする。
現用の構造計算プログラムは、次の2本が主流だが、機能的には大きな違いがある。
・2x4壁式(東京デンコー)
・kizukuri-2x4
後者は適用範囲が限定されるので、強引に使おうとすると、補足することが多い。
前者 2x4壁式 でも、補足しなければならないことも多々ある。
さらに midas, BUS-5, SS-3, HOUSE-WL を加えると、最強のツールとなる。
2x4壁式の前身は、『壁麻呂』であり、壁式鉄筋コンクリート造の計算で、平均せん断力法で応力計算を行い、保有水平耐力計算も行うプログラムである。
『壁麻呂』のユーザーにとって『2x4壁式』は分かりやすいプログラムであるが、kizukuri-2x4 のユーザーにとっては難しいようだ。
posted by TASS設計室 at 21:40| 2x4工法

大規模2x4工法

大規模2x4工法が注目されているが、基本設計の段階で、構造計画ができていないものが見受けられる。
ビルやマンションを設計している意匠設計者や壁式鉄筋コンクリート造に慣れている意匠設計者は、理にかなった計画を行っている。
上下関係を意識し、平面図を描きながら、常に頭の中は立体をイメージすることである。

耐力壁端部のスタッドの本数や めり込み耐力に関しては、3階建て住宅とは比べ物にならない応力が生ずるので、ディテールを工夫することが必要となる。設計者の判断で設計すれば良いのだが、合理的な考え方を示し、標準的な手法を公表しても良い。
壁式鉄筋コンクリート造と比較して考えると分かりやすい。平均剪断力法で計算するので、WRC も 2x4工法 も、応力計算までは同じ考え方である。2x4工法の場合、壁の高さと床組みの高さの合計が階高になるが、これをWRC造に置き換えると、厚さ 25cm の床を高さ 245cm の壁が支えているというイメージになる。
posted by TASS設計室 at 13:17| 2x4工法

2016年06月17日

壁倍率による計算の限界

壁倍率による計算の限界が見えてきた。
構造計算ツールとして K'z や kizukuri-2x4 だけでは用が足りないのではないだろうか。
「2x4壁式」を使うことを考えたほうが良い。
スキップフロアに関しては、剛床の仮定が成り立つことを確認できれば、同一床面として計算して差し支えないが、壁の高さによる剛性の違いを考慮し、段差部の水平力伝達や水平構面の検討を行う。
長さ60cmの壁を使いたがる人がいるが、壁の耐力は曲げ耐力が支配的なので、壁の耐力は、曲げによる耐力で決定されないだろうか。RC造の耐震診断基準を参考にして計算してみると分かる。長さ60cmの壁は、思いの外、耐力が低いことに驚く。
WRC造でもないのに、水平力に対する応力計算で、反曲点高比を 0.5 とすることにも疑問がある。
posted by TASS設計室 at 15:22| 2x4工法

2016年04月10日

2x4工法の高層化に伴う耐力壁の曲げ耐力

2x4工法の高層化に伴い、耐力壁の曲げ耐力が注目される。
一般に、壁の終局耐力を求める際
既存鉄筋コンクリート造建築物の 耐震診断基準・同解説
が参考になる。
壁のプロポーションによっては、壁の耐力は曲げに支配されることがあり、単純に剪断耐力では決まらないこともある。

この記事に興味をもたれた方は、構造を定性的に理解されているかたであり、単なるハンドブックエンジニアやオペレーターではないだろう。

posted by TASS設計室 at 10:14| 2x4工法

2016年04月05日

正20角形の建物を2x4壁式で計算

正20角形の建物を2x4壁式で計算している。
X方向5スパン、Y方向5スパンにすると、20の面ができ、節点の移動を行い、平面的な斜め軸をつくり、壁を配置する。
後でスパンを分割すると、節点を移動して斜め軸にしたところが、はじかれてしまうことがあり、やり直しが必要になる。
この点、BUS-5 のように、任意の斜め軸を設けることができたら嬉しい。
X方向に配置した壁はX方向の耐力壁となり、Y方向に配置した壁はY方向の耐力壁となるが、45°の壁は、両方向に配分したい。しかし、こんな計算を行うことは、きわめて希だろうから、無理な要求は出さないことにする。
しかし、地震力の加力方向を、直交座標のX方向とY方向だけではなく、任意の方向から加振することができたら良い。2x4工法は、任意形状の建物を設計するには有利な工法である。
posted by TASS設計室 at 01:28| 2x4工法