構造別構造計算プログラムの評価

独断と偏見に満ちた構造別構造計算プログラムの評価
次のプログラムを勧める
・RC/SRC/S：BUS-6
・木造軸組工法：木三郎４
・2x4工法：2x4壁式３
・WRC：HOUSE-WL、平均せん断力法は捨て難いので壁麻呂
・RC/SRC耐震診断：DOC-RC/SRC
・S耐震診断：DOC-S
・WRC耐震診断：壁式診断
・W耐震診断：HOUSE-DOC
上記プログラムには、基礎構造がオプションになっているものがあるので、必ずオプションも購入すること。並べてみたら、構造システムと東京デンコーになった。

一貫計算

一貫計算プログラムは慣れているBUS-6を使うことが多い。NBUS7もあるので、入力からNBUS7を使ってみることを考える。BUS-6でデータをつくり、NBUS7で計算してみたが、計算速度が速くなっている。
ユニオンシステムのSS-3は、使わなくなった。業界でトップシェアであるため、SS-7が出る前に購入したが使っていない。基礎や杭の計算と連動させることを考えると、BUS-6のほうが使い勝手が良い。
DOC-RC/SRC.DOC-Sとデータを共有するので、耐震診断のデータで許容応力度計算を行うこともできる。

木造は東京デンコーの木三郎４と2x4壁式３よりも高機能なプログラムは見当たらない。
ところが、審査機関に聞いてみると、木造は圧倒的に kuzukuri と kizukuri-2x4 が多いそうだ。
それで4階建ての計算を行っているとのこと。だから2x4工法は4階建てが少ないらしい。
2x4工法の計算は2x4壁式を使い始めたら、他のプログラムは使う気にならない。開口部のデータが独立しているので、通り芯と関係なく入力でき、グリッドを修正することなく開口部の大きさや位置を変更できるからである。壁荷データもマスターデータを整えておけば簡単に入力することができ、体裁が良い。

壁式構造の通り芯

2x4工法は壁式構造だが、壁式構造の構造計算プログラムは、kizukuri-2x4のように開口端部にも通り芯を設定するものは、データ入力や変更の際に手間がかかる。
壁を入力して、その後に開口部のデータを入力する方法がよい。RC造のラーメンでも、壁とは別に開口部のデータを入力することが主流である。
多スパンにわたる梁の範囲を指定する機能をもつプログラムもあり、連続梁を指定することができるものがある。この機能は、木造の構造計算プログラムにあったらよい。単純梁で計算すれば簡単ではあるが、連続梁とした時のモーメントのつりあがりや、地反力を受ける連続梁のモーメントが正確に求められないという欠点がある。
開発元に意見を言っても、マイナーなプログラムは売れていないので、よほどのことがない限り対応してもらえない。あまり機能を豊富にしても、ユーザーが混乱するので好ましくない。
我々ユーザーとしては、プログラムの癖を早く理解し、それなりの使い方を身につけることである。
最も多くの人に受け入れられているプログラムは、30年前と機能は変わらない。それでも、木造の参考書を見ると、FEMで解析しているものがある。そのギャップが大きすぎる。
保有水平耐力計算もままならないのに、FEMより先にやることがあるでしょう。ブラックボックスになってしまうFEMは、計算を補うためにはよいと思うが、それだけでは心配である。

杭と基礎梁の計算

RC/SRC/S造はBUS基礎で杭と基礎梁の計算ができるが、その他の構造の場合は分離して計算する。
WRC造や木造の場合、規模が小さいこともあり、地盤改良で地耐力を満たすことがほとんどである。ところが、敷地が狭く、地盤改良工事がやりにくい場合は、スクリューパイルを使いたい。コスト的にもスクリューパイルのほうがメリットがある場合も少なくない。
基礎に浮上りが生ずる場合は、スクリューパイルの引抜力で抵抗することができるので、狭小地の建物の場合は積極的に杭基礎で検討する。木造の参考書には杭基礎の計算例が見当たらない。木造の設計者が杭基礎の設計に慣れると、設計の守備範囲が広がる。
支持杭と地盤改良の杭は異なることを理解されたい。両者を混同している人を見かける。基礎梁の応力が異なる。

木造の構造計算プログラムの比較

４階建ての計算ができる構造計算プログラム
【軸組工法】
�@kizukuri（塔屋を４階として計算、手計算で補足）
�A木三郎4（ルート３可能）
�BASCAL
�CEXCELで手計算（規模の制限なし）
�DFAP-3とMED-3（規模の制限なし）
【2x4工法】
�@kizukuri-2x4（塔屋を４階として計算、保有水平耐力計算は手計算）
�A2x4壁式3（ルート３、混構造可能）
�BEXCELで手計算（規模の制限なし）

木造４階建てに軸組工法が多いのは、ルート２の審査ができる審査機関に提出すれば適判の必要がないからである。壁倍率７倍を上限としてkizukuriで計算している人が多いらしい。
2x4工法になると保有水平耐力計算が必要になり、適判にまわるので、ハードルが高いようだ。
木造の構造計算プログラムの内容では、東京デンコーが他社を大きくリードしているが、多くのユーザーはkizukuriのレベルで止まっている。ユーザーは、このレベルを超えたくないのかな。

構造別構造計算プログラムの評価

構造別構造計算プログラムの勝手な評価
（１）RC/SRC/S造は、同じデータで新築と耐震診断の両方ができ、任意形状の立体解析プログラムと連動し、杭の計算も一貫して行うことができるといえば、構造システムの BUS-6、BUS基礎、DOC-RC/SRC、DOC-Sである。
（２）2x4工法は東京デンコーの2x4壁式しかない。下階をWRCとする混構造も一貫して計算することができる。直接基礎なら、基礎迄一貫した計算を行うことができる。杭基礎になるとイマイチである。
（３）木造軸組工法も東京デンコーの木三郎がよくできている。合せ柱の計算もできるので、柱断面が不足する場合に、半柱を添わせることもできる。保有水平耐力計算も行うことができるので、ルート２で、偏心率や剛性率が収まらないときの最後の手段としてルート３にも対応できる。
（４）WRCは壁式ラーメンに移ると考えている。

鉄筋のデータ入力

配筋データの入力を、数字だけで行った。
上下の主筋径、1段筋、2段筋、スターラップ径、ピッチを
16201020 のように示す。
D16、1段筋2本、2段筋なし、St-D10 @200 の意味である。
昔の構造計算プログラムは、こんな要領でデータを入力したものがあった。
参考書を見ながら N88-BASIC でプログラムを書いた。
このように、数字を見るだけで意味が通じる書き方は分かりやすい。
スリーサイズも同様で、スタイルが良いか、デブか、直ぐに分かる。
RCの梁断面を表現する場合はBxD、H形鋼の場合はH-350x175というように示す。順番が狂うと意味不明になる。

データが飛ぶ現象

スパンを追加したり分割するとデータが飛ぶ現象が起きるプログラムがある。
計算をまとめる度に、データが飛んでいないかチェックすることが必要になる。
一貫計算を行う際にも、応力計算から保有水平耐力、基礎まで連続計算を指定すると、途中でフリーズする。計算する際に、先ず応力計算まで行い、次に断面計算、保有水平耐力計算などを段階的に計算するとフリーズしない。
これはPCのスペックが低いから起きる現象でもなく、Windows7 なら起きず、Windows10 では起きるようである。

電算とエクセルの両方で計算

答えがギリギリなので、電算とエクセルの両方で計算して比較する。
計算結果が微妙に異なるので、その違いの原因を追跡する。微妙なところは、こんな方法で納得するまで計算する。

利用者が少ない構造計算プログラム

利用者が少ない構造計算プログラムは、内容が揉まれていない。多くのユーザーが不具合を指摘し、改善を求めることでレベルアップする。ユーザーが多いRC/SRC/Sの構造計算プログラムや耐震診断プログラムも、随時修正が加えられている。木造の保有水平耐力計算を含む構造計算プログラムは、ユーザーが少ない。木造専業の構造設計者に保有水平耐力計算を教えると構造計算プログラムが売れる。
木造専業の構造設計者も、構造設計一級建築士を取っている人がいるが、最低限、適判の判定員のレベルは必要と思う。

構造計算結果に不自然なところがあったら、その部分を抜き出してエクセルで計算する。プログラムの開発者と考え方のズレがあったり、想定している使い方と自分の使い方が異なることもある。結局、電卓で計算するが、電卓の代わりにエクセルのシートを作っておくと、その後も何かに利用することができる。

エクセルと言えば、メガソーラーのコンサルを行っていた頃、架台メーカーがエクセルで構造計算書を作成したものに修正を加えていた。何人もの手を経てレベルアップしていていたが、そこで得た知識が役に立つ。優秀なエクセルの使い手による計算書だった。
相当なボリュームのエクセルの計算書である。FAPやBUS、MIDASでも計算した。東西、南北に面が傾斜している場合は、図法幾何で検討資料を作成した。図法幾何は僕の得意分野だ。

珍しい構造計算プログラム

�@壁式ラーメン
�AＣＬＴ
�Bボックスカルバート
�Cフラットスラブ
�Dスチールハウス
�E軽量鉄骨造
�Fトラス柱の鉄骨造
ＣＬＴは参考書に目を通したが、計算した経験はない。
スチールハウスは2x4工法と同じようなもので、貸与された構造計算プログラムがある。鉄骨造に分類されるが、スチールハウスは2x4工法そのものである。構造計算ルートは2x4工法と同じで良いと思う。
ボックスカルバートはエクセルで計算している。応力計算は固定法で、3層まで計算した経験がある。
�EはBUS-6で計算し、�Fはメーカーに依頼する。
この中で興味があるのはフラットスラブ構造である。地下外壁と耐圧スラブに用いたことがあるが、建物としては経験がない。

構造計算プログラム（RC/SRC/S）

構造計算プログラム（RC/SRC/S）の開発元から営業の電話がかかってくる。
https://www.kozosoft.co.jp/seihin/ik6/ik6.html
構造ソフトの星氏は、有益な情報を発信されており、読ませていただいている。
構造システムのBUS-6とBUS基礎に出来ないことがあるか、と言えば、そうでもない。

圧倒的にシェアが多いのはユニオンシステムのSS-7で、2番手はSUS-6である。3番手がBUILD.一貫である。
BUS-6の後継にはNBUS-7があるが、データ入力はBUS-6で行い、計算に使っている。計算速度は速くなったが、節点数が10,000を超える頃から威力が出る。

構造計算プログラムを新規に売り込むなら、教育と組合わせるとよいと話した。
手間はかかるが、木造から構造計算を始めた人たちに宣伝することも考えられる。
簡易な木造の構造計算プログラムの利用者に RC/SRC/S の構造計算プログラムを勧めたらどうだろう。
しかし、kizukuri 木三郎4、kizukuri-2x4 2x4壁式3 もままならない現状では難しい。

混構造の構造計算プログラム

混構造の構造計算プログラムの需要がありそうだ。地上5階建てまで計算出来れば十分と思う。地下1階を加えると6層になる。
何本もプログラムを買わずに、この範囲の建物の計算ができたらよいが、今は数本のプログラムで対応している。壁式構造とラーメンの組合せができるものがない。
唯一、東京デンコーの「2x4壁式3」がWRCと2x4工法の混構造に対応している。
上部を軸組工法とし、下層階をWRCにすることもあり、HOUSE-ST1とHOUSE-WLで計算したことがある。
上部を壁式にして1階をラーメンにすることもある。今は下層階の計算にBUS-6を使うので、荷重の受け渡しにひと手間増え、計算の一貫性が途切れる。

構造計算プログラムがシャットダウン

構造計算プログラムがシャットダウンしてしまうので、何か悪いことをやってしまったと思ったら、節点移動で、隣りの節点とくっついてしまっていた。
そんな時は、先に隣りの節点を少し移動しておき、目的の節点を移動する。
同一節点にすることができるプログラムがあるので、出来ると思っていた。節点を移動する時は注意が必要だ。
任意の斜め軸を設定することができるが、交点が合っていない意匠図を受け取ると、通り芯を引き直す。

基礎までシームレスに計算

構造計算プログラムは基礎・杭までシームレスに計算できるものがよい。
便利なものを使うと、昔のように杭の計算を行い、杭頭モーメントを手入力することを面倒に思うようになる。
上部構造がどのようなものであっても、汎用的に杭と基礎、基礎梁の計算ができるプログラムがあると便利である。BUS基礎で、そのような使い方ができるか試してみる。

基礎構造計算プログラム

汎用の杭基礎構造計算プログラムがあると便利だ。
【上部構造】
�@ラーメン構造(RC,S)
�A壁式構造(WRC)
�B木造軸組工法
�C2x4工法
【基礎構造】
�D杭基礎
※ 地盤改良は直接基礎に含む
�@と�Dの組合せは BUS-6とBUS基礎の組合せで計算できる。
�Aと�Cは、東京デンコーのプログラムで計算できるが、自分が思うように設定できないので不満がある。
昔ながらの計算方法で、杭頭モーメントの曲げ戻しを行い、基礎梁の計算が出来ると便利である。
�Bは�Cと似たようなものなので、�A〜�Cと組合わせる基礎構造計算プログラムを作ることができないだろうか。
BUS基礎で、汎用的に杭と基礎梁の計算が出来ないものか試してみる。
木造でもスクリューパイルを使いたい場合がある。杭頭をピンにして計算しても良いが、杭頭固定にして杭頭モーメントを基礎梁に曲げ戻す計算を行いたい。
手計算で行うこともよいが、上部構造の計算結果を読込、自動計算ができると便利になる。
木造4階でスクリューパイルを使うことを考えていた。とりあえずエクセルで計算する。

万能な木造の構造計算プログラム

軸組工法、2x4工法共に東京デンコーの構造計算プログラムは機能が豊富だ。
うちの事務所が依頼される木造の構造設計は、ルート２あるいはルート３で計算するもの、変形したもの、スキップフロア、混構造などである。

木造３階建てまでの構造計算を行っている人が上記の構造に手が出ないのは、次のような理由と思われるが、意匠設計者にはそれが理解できない。
�@変則的な構造に対応するため、手計算で補足することができない
�ARC造、WRC造の構造設計ができない
�B構造設計一級建築士の資格は持っているが、保有水平耐力計算を理解していない
�C構造設計一級建築士の資格を持っていない
�D使用している構造計算プログラムに必要な機能が含まれていない
�E豊富な機能を使いこなせない
�F適判を避けている
�G混構造になると、RC造やWRC造の保有水平耐力計算が必要になることが多い
�Hルート３を避けて、ルート２に持ち込もうとする
�I技量不足

構造計算プログラムを使いながら知識を深めることが必要だ。
分からないことがあったら、自分で学ぶか、出来る人に聞くことである。

構造計算プログラムの機能の継ぎ足し

構造計算プログラムの機能の継ぎ足しが進み、継ぎはぎが多くなり使いにくくなる。
基礎の計算を後から加えたものは、どうもしっくりこない。データの入力にコツが必要で、教えてもらうことにする。他の開発会社には無いプログラムなので、慣れるしかない。

立体解析と平面骨組解析

いつも通り立体解析していたら、Ｘ方向の偏心率が0.156 となってしまい、ルート2の条件を満たさない。平面骨組解析にしたところ、偏心率が0.103 になり、0.15以下になった。Ｙ方向はルート1である。
改修工事の検証で、RC造4階建て、約1500�uの建物の計算で、ひと晩寝たら思いついた。
1983年に設計された建物で、大手設計事務所が作成した計算書の末尾に付いていた電算データを見ながら計算した。この頃はデータ数が少なくシンプルだった。僕が使っていたものとは異なるプログラムでも、だいたい似たようなものであり、当時のNTTのDEMOSが基本になっている。この当時は立体解析ではなかった。
当時僕が使っていた BUS の入力データはテキスト形式である。データはエディタで作成した。小数点とカンマの入れ違いで、エラーが出ることがあった。そのうちカンマが緑色で表示されるようになり、見やすくなった。

縦横無尽に何でも計算できるプログラム

WRCで計算していて、やっぱりRCラーメンかな、S造かな、2x4工法でもいけるかもしれない、なんて考え何でも計算できるプログラムができるかもしれない。
木造の耐震診断では、伝統工法・軸組工法・2x4工法の計算を１つのプログラムで計算することができる。
同じプランで軸組工法と2x4工法を同時進行で比較することができたら、仕事をひっくり返しやすくなる。やっぱり2x4工法のほうがコストが下がるでしょ、なんてシミュレーションができる。

構造計算規準を度外視すれば、何でも計算できる。