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。

BUS-6をデータ入力用として利用する

BUS-6をデータ入力に利用すると、木造の計算もできる。建物形状を入力する場合、FAP-3で座標入力するより　BUS-6 を利用するほうが楽に入力できる。
そのデータをFAP-3で読み込み、MED-3で断面検定を行う。

洗練された構造計算プログラム

洗練された構造計算プログラムは、大規模建築物に対応し、ユーザー数が多い RC/SRC/S造の計算プログラムに多い。それらと比べると、木造の構造計算プログラムの中にはイマイチのものがあり、作り直してもらいたいくらいである。
通り芯を決めて部材を配置するだけだが、開発会社により入出力のスタイルが異なる。
僕は構造システムのプログラムを好んで使っている。

構造計算プログラムの出来の良さは、通り芯の設定および追加、修正の機能にある。節点の移動や斜め軸の設定および変更の機能が重要である。その次は開口部の設定である。先ず最初に形状を入力するのだから、それらの機能が作業効率に大きく影響する。

現用の構造計算プログラム 2022年9月

現用の構造計算プログラム 2022年9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、保有水平耐力計算含まず】（構造システム）★
(04) 壁麻呂【WRC平均せん断力法、保有水平耐力計算】（東京デンコー）
(05) NBUS7【BUS-6の後継】（構造システム）
(06) SS-3【RC/S 一貫計算】（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) KT-SUB【RC・S 二次部材、梁の横補剛の計算】（構造システム）★
(18) MED-3【RC/SRC/S造および木造の断面計算】（構造システム）
(19) RC2次部材【RC二次部材】（東京デンコー）
■　木造
(20) 2X4壁式３【2X4 一貫計算、保有水平耐力、基礎、トラス】（東京デンコー）★
(21) 木三郎４【木造軸組工法】（東京デンコー）★
(22) HOUSE-ST1【木造軸組工法】（構造システム）
(23) 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）
(24) 擁壁の構造計算（横浜市型）
(25) 小規模建築用地耐力および液状化の検討
(26) 梁のスリーブ開口補強の計算
※ kizukuri、kizukuri-2x4、kizukuri-steel は使用中止
★ よく使うプログラム

フラットスラブ構造

長らくフラットスラブ構造を採用していない。
基礎や多層にまたがる地下外壁に使ったことがあるが、参考書にあるような標準的なフラットスラブ構造は設計したことがない。フラットスラブ構造の興味深いところは、柱の位置を任意の位置とすることができることである。
もう1つ、壁式ラーメン鉄筋コンクリート造は、紫色の本を眺めているだけである。

弾塑性地震応答解析（フリーソフト）

ストラクチャー社のＨＰを見たら、
弾塑性地震応答解析（Answer）がフリーソフトになっていました。
私は、一貫計算と連動させるので、構造システムのＤＡＰを使っていますが、Answer は使いやすいと思います。

http://www.structure.jp/program.html#kaju