構造計算プログラムのデザイン

構造計算プログラムの入出力のデザインは重要である。
後発の会社が2x4工法で使いやすいプログラムを出したら使いたい。僕が計算したものはエクセルで補足計算を行っているが、その計算も一貫計算に盛り込むことができたら作業効率が上がる。
斜め軸がある建物は、2x4工法に適している。斜め軸・混構造・保有耐力計算の３点セットの構造設計の需要がある。

ニッチな分野の構造計算プログラム

RC/SRC/Sの構造計算プログラムは落ち着いているが、それ以外の構造は様々な開発会社が手を出している。
スチールハウスは極一部の人たちが行っている2x4工法を薄板軽量形鋼に置き換えた構造である。合板の耐力壁を用いた鉄骨造である。どういう訳か、鉄骨造に分類される。2x4工法では、タルキや床根太にスチールハウスの部材を使うことができる。それでも木造、2x4工法である。そんなことを言い出したらキリがないが、RC造に鉄骨小梁やQLデッキも使う。

以下の構造は、壁麻呂、kizukuri、kizukuri-2x4から始まっている。木造は最初は数が少ないので手計算で行ったが、次第の需要が増え、構造計算プログラムが使われることが一般化した。ルート１の計算が圧倒的多数である。
�@壁式鉄筋コンクリート造
�A木造軸組工法
�B2x4工法
�C壁式ラーメン（RCとWRCの良いとこ取り）
WRCでは成り立たず、RCラーメンにしても、ほとんどが耐震壁になる建物の計算を開発元が異なる２つのプログラムを併用して行ったが、１つのプログラムで計算出来たら作業効率が上がる。

今年は軸組工法と2x4工法の両方で、
�D４号建築の廃止に伴う木造2階建ての構造検討
�E３階建て高さ16mに対応した木造の構造計算
の２つが注目される。裾野が広いので、どこの会社が先に出るか注目する。
不思議に思うことは、軸組工法と2x4工法の両方を設計する人が少ないことである。2x4工法はハウスメーカーが設計するものと思っている人がいることである。リフォームに関しても、2x4工法に手を出さない設計者がいる。骨が分からないから設計できないだけではないか。と言うことは、骨を理解すれば設計できるということである。

WRCで杭基礎

WRCは規模が小さいので杭基礎（支持杭）で設計することは少ないが、たまに杭基礎の計算を行う。
BUS-6・BUS基礎やNBUS7のように連携していないので、上下分けて計算するが、杭頭モーメントの曲げ戻しや芯ズレ100mmの考慮などは手計算で行わなくてはならない。１フレームのエクセルのシートを作成すれば、使いまわしができる。この程度の計算だから、一貫計算に加えられないものだろうか。
WRCの構造計算プログラムは、東京デンコーの「壁麻呂」が先で、構造システムやユニオンシステムが追従し、先駆者を超えるプログラムが出来た。しかし、杭基礎と連動するものは知らない。

構造計算プログラムの優劣は入出力にあり

構造計算プログラムの優劣は入出力にある。計算の中身は応力計算と断面算定であり、海外のプログラムをサブルーチンとして使っているものもあった。そのほうがコストが安いと開発元は言っていた。
現在はCAD的な入力が当たり前だが、昔はテキスト入力で、建物形状や配筋を入力していた。
TTL /
BLD /
というやつである。

壁式構造など、ニッチな分野に注目している開発会社があるが、ユーザーがついてこられれば東京デンコーの「2x4壁式」「木三郎」は良いプログラムである。木造はこの２本以外に使えるプログラムはない。
これらが業界標準にならないのは、ユーザーのレベルが低いからである。はっきり言う。
機能は「木造軸組工法住宅の許容応力度設計」「枠組壁工法建築物構造計算指針」を網羅している。
後発の開発会社が、ニッチな構造に手を出すなら、ユーザーの技量を熟知してプログラムを開発することである。

構造計算プログラムはマニュアルとサポートが勝負

構造計算プログラムはマニュアルとサポートが勝負だ。木造の構造計算プログラムの場合は、更に教育が必要になる。Ｑ＆Ａを整備し、検索することで解決することが相当ある。
かなり使い込んでも、プログラムの機能に不具合がある場合もある。開発者が予想しない使い方をするユーザーもいれば、裏技的なテクニックでそれを回避することもある。
RC/SRC/S/WRCの構造計算プログラムは、耐震診断も含み完成の域に達しているが、木造（軸組工法・2x4工法）は構造計算指針に対応する構造計算プログラムが少ない。指針では壁の剛性で計算する方法が載っているが、相変わらず壁倍率でしか計算できないプログラムが多数である。保有水平耐力計算に関しても、計算できるプログラムは僅かである。せっかく多様な計算方法が示されているのだから、それを使わないのは無駄ではないか。
それらの計算方法は本の飾りでしかない。問題集で基本問題は手を付けるが、応用問題を飛ばすようなものである。
住木センターやツーバイフォー建築協会は、表向きは中層木造建築を普及させたいらしいが、それが末端まで浸透していない。せめて４階建ては誰でも普通に設計できるようにしたら如何だろうか。

NBUS7 Ver.3 使うしかないでしょ

使うしかないでしょ
https://www.kozo.co.jp/program/kozo/km/nbus7/index.html?gclid=CjwKCAiAp5qsBhAPEiwAP0qeJmiiChx_F23StqEtI8WbcBvjeoOnXPABRmvj1Pan0No_6nFPIksqRBoCRFEQAvD_BwE
NBUS7を使う場合、KT-SUBは不要になった。

一貫計算に二次部材の計算を含めることが当然のこととなる。杭や基礎の計算も一連の計算で行うことは既に行われている。
ここで問題が１つある。ますます手計算が不要になる。右手座標系を意識して杭頭モーメントの曲げ戻しを行うことが出来なくなってしまう。

マニュアルを完備すれば「2x4壁式」が使えるか

マニュアルが完備されれば「2x4壁式」「木三郎」が使えるか。
親切とは言えないマニュアルだが機能は理解できる。裏技的な使い方を知ると便利な使い方ができる。
多くのユーザーは kizukuri-2x4 の次に使うと思うが、一般的なRC造の構造計算プログラムや「壁麻呂」のユーザーなら容易に使えるだろう。
いきなり「2x4壁式」は難しいと思うが、時間をかけて使ってみることから始めることである。入力項目を理解し、計算結果を追跡すると理解できる。「木三郎」も同様で、耐力壁の計算を理解すると使えるようになる。
壁倍率で計算せず、壁の剛性で計算することは２つのプログラムに共通することである。

NBUS7（構造システム）

今までは BUS-6 で計算し、そのデータで NBUS7 をまわす程度だったが、慣れるためにシンプルな建物からNBUS7で計算する。10,000節点を超える軽量鉄骨造の計算を NBUS7 で計算したところ計算時間が短くなったことが分ったが、日常の計算は、そこまでの速さは必要ない。
https://www.kozo.co.jp/program/kozo/km/nbus7/index.html?gclid=CjwKCAiAp5qsBhAPEiwAP0qeJmiiChx_F23StqEtI8WbcBvjeoOnXPABRmvj1Pan0No_6nFPIksqRBoCRFEQAvD_BwE

構造設計者が使う木造の構造計算プログラム

木造軸組工法：木三郎4（kizukuriは機能不足）
2x4工法：2x4壁式3（kizukuri-2x4は機能不足）
入力項目が多いことに慣れている構造設計者なら違和感なく使うことができるが、木造専業の構造設計者は、購入しただけで使っていない人がいる。
木造専業のユーザーが使えるプログラムが出ると、木造４階が普及する。４階建てがルート１で計算が可能になると、無責任だけど、世の中が面白くなる。

構造計算プログラムの難易度

構造計算プログラムの難易度を上げないため、あえて平面的斜め軸を設定しないプログラムがある。ユーザーは斜め軸を雁行する壁に置き換え、出来る範囲で設計している。
基礎の計算を分離していることも、計算を複雑にしない理由だろう。支持杭を用いる杭基礎は想定しない。
木造3階・塔屋1階の計算ができるので、塔屋を4階に見たてて4階建ての計算を行う人もいる。剛性率と偏心率の計算を補足すれば、ルート２の計算として体裁が整う。
おそらく、客先の求めに応じて、4階建ての計算ができるものもあると思う。
中高層の木造建築が話題になるものの、木造は3階建てまでがほとんどで、4階建て以上は一部の会社が設計しているだけである。
木三郎と2x4壁式は木造専業ではない構造設計者が使っている。これらが木造専業の構造設計者に行き渡るか、興味深く見ている。新たな開発元が、使い勝手の良いプログラムを出すと、一気に普及する土壌はできていると思う。もうひと息のような気がする。

木造の構造計算プログラム

木造の構造計算で、機能が豊富な構造計算プログラムは、
軸組工法：木三郎
2x4工法：2x4壁式
である。
壁の剛性に基づく計算ができるものは、この他に知らない。基礎や二次部材の計算も、別のプログラムを立ち上げることなく計算することができるが、どうせやるなら、二次部材の計算に荷重を引き継いでもらいたい。
杭基礎（支持杭）になると手計算で基礎梁の計算を行わなくてはならないので、杭頭モーメントの曲げ戻しに慣れていない人には難しい。これも、シームレスにつなげてもらうと積極的に杭基礎が採用されるだろう。
この２本が使えると、木造４階の設計ができる。
意外とハウスメーカーの構造設計で使われていない。kizukuriで４階建ての構造計算を行っている会社もある。使う気のある人は、資料を取り寄せたり、プログラムの試用を申し込む人もいると思うが、今まで木造しか設計してこなかった人にはハードルが高い。
その差を埋めるためのマニュアルを開発元が作成する必要がある。この２本のプログラムのマニュアルが分かりにくいという人と話しをしたが、確かにプログラムを使い込むための情報は少ないと思う。

後発の構造計算プログラム

後追いで構造計算プログラムを開発する会社は、他社のプログラムを研究することである。国内の自動車工場に行った時、ベンツやＢＭＷの残骸が無造作に片隅に置かれていたのを見たことがある。
構造計算プログラムも同様に、他社のプログラムを解析しているのではないか。入力・モデル化・計算・出力は各社の個性があり、スタイルが統一されている。使いにくさも統一されている会社もあるが、計算の部分だけはしっかりしている。
計算部分は電卓とエクセルで追うことしかできないが、複数の開発元のプログラムで計算すると違いが分かる。シンプルな純ラーメン構造なら、大きな差は見られなかった。
入力と出力に関しては、ユーザーとして気になるところであり、注文をつけることがある。

木造の構造計算プログラムの開発者はユーザーを観察する

木造の構造計算プログラムの開発者はユーザーの特徴を観察する。
�@壁倍率計算から離れられない
�A座標系を理解せず、節点を意識しない
�B基礎の計算が苦手
�C杭基礎、杭頭モーメントの曲げ戻しの計算の経験がない
�D一貫計算の結果を鵜呑みにする
�E構造計算指針を読んでいない

だから4階建てを増やすなら、従来のkizukuri、kizukuri-2x4で計算できる方法にするしかない。
ルート１、許容応力度計算である。そのうち kizukuri4、kizukuri4-2x4 が出てくるかもしれない。
壁の剛性で計算する方法は理解されないので、仕様規定で高倍率の壁を設定し、現在の上限7倍を10倍にしたら使えるようになる。しばらく上限7倍でやってきたのだから、10倍を上限にしてもよい頃だろう。
壁の剛性と耐力で計算した結果を倍率に換算する方法は、昔、行われていたことがある。

構造計算プログラムのサポート

構造計算プログラムのサポートに不満のあるユーザーが多いことが分った。
サポートに問い合わせるまでもなく、必要なことが検索できるプログラムもある。それでも分からなければサポートに問い合わせる。僕が使っている構造計算プログラムでは、構造システムが最も使いやすい。
東京デンコーの「2x4壁式」はアーキトレンドに組み込まれており、福井コンピュータからサポートを受けられるそうで、そのほうが対応が良いという話しを聞いた。
マニュアルが親切ではないという意見もあるが、採用されている計算式と規準が示されていれば、計算プログラムとしての機能は満たしていると考えてよい。
屋根形状の入力など、後から機能が追加されたものもあり、つぎはぎだらけという印象はある。しかし、屋根の形状は複雑でも、荷重の伝達を考慮し、適当な節点に荷重が配分されればよいので、適宜モデル化してデータを入力すれば済むことである。意匠図のように複雑な屋根形状を入力したがる人の気持ちは分からないでもないが、荷重の伝達の方向を考え、特殊荷重を使いながらデータを入力することで対処できる。
意匠図のようにデータを入力して計算することを望む人がいるようだが、節点に荷重が集まるのだから、節点に荷重を集めることを考えればよい。それもモデル化の考え方のひとつである。
皆さんkizukuriは簡単なマニュアルで使っているではありませんか。機能が少ないからマニュアルも簡単になるだけにすぎない。

新規のプログラムが売れないと言われる

新規のプログラムが売れないと言われる。だから木造の構造計算プログラムに参入する会社がある。
kizukuri、kizukuri-2x4のように敷居を低くすると売れる。kizukuriでさえ、エラーメッセージがたくさん出て使えないという人がいた。
そんなことに構わず、簡単に計算ができると言って売ってしまえばよい。有料サポートとオンラインあるいは会社の会議室で塾を開くとよい。
「何を」「どのように」計算しているか理解していない人がデータを入力しているが、そこから勉強を始めればよい。計算ができたとして、次の問題は確認申請に提出して指摘事項に答えられるかということである。確認はクリアしたとしても適判には手が出ない人もいる。
プログラムの作り方次第で、簡単に計算できるようになるのではないか。昔ながらの使いにくいプログラムと使いやすい最新式のプログラムの差を理解すると、新たな発想が生まれる。
木造の耐震診断プログラムの要領で、何でも計算できるようにすることは可能と思う。マニアックな人は、自分で作っている。販売するとサポートが面倒だから、趣味の世界として楽しんでいると思う。

構造関係の法改正

2025年の法改正で、軒高9m、最高高さ13mの規定が、高さ16mとなる。
軒高・最高高を区別せず、高さ16mとなることに伴い、構造計算ルートは、どのように変化するだろう。
計算方法が変わることはないと思うが、ルート判別が変わる。構造計算プログラムで、ルート判別表を出力するものがあるが、計算方法が変わらなければルート判別表はコメントを追記すれば済む。
鉄骨造のルート１の範囲が広がってもよいと思う。
https://www.mlit.go.jp/jutakukentiku/build/r4kaisei_kenchikukijunhou.html

https://www.ncn-se.co.jp/large/wooden_structure/%E6%9C%A8%E9%80%A0%E3%81%A6%E3%82%99%E3%82%82%E9%AB%98%E3%81%9516m%E4%BB%A5%E4%B8%8B%E3%81%A6%E3%82%99%E3%81%82%E3%82%8C%E3%81%AF%E3%82%99%E9%98%B2%E8%80%90%E7%81%AB%E8%A6%81%E6%B1%82%E7%84%A1

構造計算プログラムの出力

構造計算プログラムの出力は、伏図と照合しやすいものがよい。
計算の内容よりも、整合性をチェックする人向けに配慮することを優先する。
�@ルート判別表
�A部材配置
�B断面検定のNGチェック
�C基礎の接地圧
�D計算終了メッセージ
階段をモデル化する際に、荷重伝達用として適当な断面の小梁を入れることがあるが、その説明として、リアルに形状を略伏図に出すほうがよい。
出力項目は極力少なくする。
層重量は階高の中央から上下に分けるが、見た目が階段になるような表現のほうが分かりやすい。木造の耐震診断のプログラムは、そのような表現のものがある。荷重伝達用のダミー部材を配置すると、その説明が必要なことがあるが、審査担当者がプログラムを使ったことがある人なら理解が早い。
dummy、kaidanという名称で梁や床を配置すると、略伏図にkaidanと表示されるので見やすくなる。
床の配置は水平構面の計算と連動しているので、階段の床は剛床から外すデータの入力方法とする。

梁上端を下げる

梁上端を上げることはできても、下げることができないプログラムがあれば、上げることも下げることもできないプログラムもある。点と点を結んで剛域を考えることから始まっているので、昔ながらのプログラムを理解する。部分的に階高方向にも節点を移動することは出来るが、それでは階高が統一できない。
CADのように自由に梁レベルや床レベルを変えることができ、説明に手間取らないプログラムがよいと思うが、最初にモデル化の説明を入念に記述するしかなさそうだ。

手計算ができないと、構造計算プログラムが使えない

手計算ができないと、構造計算プログラムが使えない。
モデル化が理解できないと思われる人は、手計算を経ていない人に多い。手計算ができないと、特殊な計画の場合の計算ができないのではないかと思う。
構造計算プログラムによっては、手計算の時代に開発されたものもあり、見慣れていない人には難しいらしい。

旧式の構造計算プログラム

ユーザーが多い旧式の構造計算プログラムは、kizukuriとkizukuri-2x4だろう。
木造の許容応力度計算の標準になっている。相変わらず壁倍率で計算している。
法改正で3階建て16mになっても使われると思うが、壁の高さが高くなっても、耐力壁の最小長さは変わらないのだろうか。法改正に伴い、構造に関する規定の見直しが行われると思う。
壁倍率で計算している旧式の構造計算プログラムで対応できるだろうか。