2018年06月17日

座屈理論

設計規準に従って複雑な形状の鋼材の座屈の計算を行うと、実験値と異なる結果になり、かなり不経済な設計になる。
設計規準はH形鋼や角形鋼管をモデルにしているので、そのような結果になると思う。有限要素法を用いて計算し、実験結果と大きな違いがないことを示し、今後は有限要素法を用いて計算することを考えている。
週末は、一週間のまとめを行い、今後の課題を整理する。


posted by TASS設計室 at 08:47| 構造設計

2018年06月08日

CFTに注目

CFTで計画することが増えそうだ。
10階建ての1階をSRC造にした時、柱を2本だけCFT、その上はS造とした。
マンションの耐震改修で、外付けフレームの柱にCFTを採用した。
倉庫や大スパンなど、軸力が大きい建物にCFTを採用する。

posted by TASS設計室 at 17:34| 構造設計

デザイン性の高い構造

デザイン性の高い構造が増えた。
構造形式としては、RC/SRC造、S造に加え、木造が少しで、平面的な異種構造も含む。
posted by TASS設計室 at 10:16| 構造設計

2018年05月25日

SRC造の設計は構造詳細図が基本

SRC造の設計は構造詳細図が基本である。
鉄骨と鉄筋の納まりを決めることから始める。
4階建て鉄骨造のビルのコア部分をSRC造にして補強する計画である。
もともと1階の柱はSRCで設計されている。RCの耐震壁は補強効果が高い。
posted by TASS設計室 at 17:42| 構造設計

杭先端の支持力係数

杭先端の支持力係数αは、認定工法の杭では大きな値が採用できる。
α=341 などというものがあり、高強度が得られる杭を採用する傾向にあり、昔ながらのアースドリルやBH工法、PHC杭で設計することは皆無に等しい。
posted by TASS設計室 at 09:54| 構造設計

混乱している参考書

余計なことを書いて混乱している参考書がある。
「薄板軽量型鋼造建築物設計の手引き 第2版」P.204の(2)耐力壁ブレース置換法 の項目である。
梁のたわみを考慮して耐力壁の耐力を低減する計算だが、ロッキングによるまぐさの中央変位に関する計算が含まれておらず、見る人によっては、理解できないようだ。
ここでは、ブレース置換法に関する記述がメインだが、短期許容せん断力に対する変形角を 1/300 と決めつけてしまっているので、許容せん断耐力と変形角は比例しているものとして計算すれば良い。
次のページ P.205で、剛性低下率 0.75 として計算例が示されているが、その部分だけが一人歩きしているようで、何も検討せずに 0.75 あるいは 0.7 としている人もいる。
posted by TASS設計室 at 09:14| 構造設計

2018年05月22日

式の成り立ちを理解する

構造計算は式の成り立ちを理解する。
鉄骨部材の強度を少し上げることを指示したら、応力計算からやり直さなければならないと言った人がいる。
断面二次モーメントとヤング係数は変わらないので、応力計算は、やり直す必要がない。
また、建築物ではないが、JISで風力係数を0.6倍にすることができる構造があり、作用する風圧を0.6倍にする際、骨組みに作用する風圧のみを0.6倍とし、屋根面に作用する風圧は1.0倍と判断した人もいる。
速度圧を求める式に 0.6 という数字があり、それを上記の 0.6 と勘違いしていた人もいる。
こうなったら、一貫計算プログラムを作り、数値入力だけを行うようにするしかない。
こんな状態だから、監督官庁の技官と話しができないのである。
posted by TASS設計室 at 03:52| 構造設計

2018年05月13日

細い部材の接合部の設計

細い部材の接合部が原因で障害が起きているかもしれない。
太陽光パネルの積雪による事故が日経電子版に出ていたが、応力や変形の他に、接合部が原因かもしれない。
どのような構造にも言えることだが、縦方向や横方向の不連続部分の設計が難しい。剛性が急激に変化するからだ。
植物工場の栽培棚も細い部材で設計されるが、全体が軽量で、建物内に設置するため、風圧を受けないことが幸いである。
減反政策の改正で、減反の補助金が廃止されるらしいので、農業が活発になる気配を感ずる。都心に輸送するので、群馬県・栃木県に注目する。
細い部材と言えば、軽量鉄骨造、木造軸組工法、スチールハウスや2x4工法も同様で、建物の規模拡大に向けて研究されている。木造の構造計算プログラムは、柱の軸方向変形を考慮した応力解析ができることが必須条件になる。
posted by TASS設計室 at 08:39| 構造設計

2018年04月27日

RC造の耐震補強は、ハイブリッド構造

RC造の耐震補強は、ハイブリッド構造である。
外付けフレームで補強設計を行った際、外付けの柱の軸方向変形が無視できないことを知り、角形鋼管の中にコンクリートを詰め、CFT構造とした。この考え方は、木造の中高層建築にも使えると思う。
RCの柱梁の間に鉄骨ブレースを入れることもハイブリッド構造だが、最初は、この方式には異論が出ていたそうだ。耐震診断は1968年に日米共同研究から始まったそうで、当時の研究者の講義を受けたことがある。
木造の高層化に伴い、中低層の構造にも、ハイブリッド構造が増加するに違いない。RC造と木造、S造と木造の接合部の設計、両者の剛性の違いの評価が設計のポイントになる。
posted by TASS設計室 at 18:26| 構造設計

2018年04月26日

外壁のALCが耐力壁

鉄骨造の建物で、外壁のALCを固定している場合、震度5程度の地震までは、外壁のALCが耐力壁になるようだ。
通常はロッキングかスウェイで設計するが、昔の建物は、完全に固定している。接合部が破壊するまでは、耐力壁として効果がある。
そういえば、H型鋼を使ったラーメンの弱軸方向に、構造用合板の耐力壁を設けたことがある。究極の経済設計だった。
posted by TASS設計室 at 09:44| 構造設計

2018年04月25日

鉄骨造の耐震診断

鉄骨造の耐震診断は、感覚がつかめないところがあり、そのデータを利用して新築として計算することにした。
その結果を踏まえて診断する。二度手間になるが、納得できる答えが出る。
構造システムの DOC-S で診断しているので、形状データは BUS-6 で読み込める。多少の修正は必要だが、立体解析ができる。
建設当時の応力計算は、固定法とD値法で計算されていたと思われるが、平面や立面形状が複雑なので、応力計算は苦労したに違いない。

posted by TASS設計室 at 12:37| 構造設計

2018年04月23日

日の字柱の建物

日の字柱の建物は、角形鋼管の柱の建物と比較すると、Is値が半分程度になる。
保有水平耐力は、それほど落ちなかった。カバープレートが効く方向のほうがIs値が大きく出た。
部材種別や、ヒンジのでき方を比較している。
補強は難しそうだが、枠付きブレースを入れることを考える。S造だが、1階はRCの耐震壁で補強するのも良いかもしれない。

posted by TASS設計室 at 23:16| 構造設計

挟み撃ち

1つの建物の構造計算を行う場合、何通りもシミュレーションすることがある。数学で真の値を直接求めることが難しい場合は、その前後の計算を行い、挟み撃ちにすることがあるが、その要領である。
構造計算とは、そんなことも行うので、単なる作業時間だけでは構造計算費用を決めることができない。
一発で答えが出れば良いが、そのような建物ばかりではない。
posted by TASS設計室 at 22:53| 構造設計

接合部の設計

鉄骨造の接合部の設計で、SCSS-H97 の仕様がデータベースに入っていたら良い。
データベースにできるところは、極力、データベースにできないだろうか。
SRCの鉄筋を自動配置するのも面白そうだ。鉄筋孔の自動作図は出来るらしいが、その腕前は見たことがない。
配管の立体的な作図は、プラントの図面で24年前に見たことがある。配管同士が当たらないよう計画するのは、なかなか難しいものだ。構造設計は、設備設計と一緒になって、梁貫通の位置を調整したものだ。

posted by TASS設計室 at 20:17| 構造設計

壁式構造に注目する

月刊誌「建築技術」の特集記事にあるので、壁式構造に注目する。
2x4工法やスチールハウス、CLT構造も壁式構造なので、WRCの知見を応用できないか考えたい。
WRCでは、5階建てまで設計したことがあるが、7階までは可能な気がする。
ホームページに載せている写真が、その建物である。
posted by TASS設計室 at 16:25| 構造設計

ワイヤーを使うと経済的

建築物ではないが、細い部材を使った架台を BUS-6 で計算している.
このプログラムは適用範囲が広く、最も良く使うプログラムである。
建築面積が約1,200u、節点数が約8,000の2階建てだが、根本的な見直しが必要だ。
柱脚が浮上がっても、自重で元の位置に戻れば良い。浮上がると地震力が入らないので、浮上がらせる設計も有りだと思う。
建築業以外の業界から、構造計算を依頼されることがある。ディテールは建築らしくないが、良くできている。
posted by TASS設計室 at 01:31| 構造設計

2018年04月22日

現用の構造計算プログラム 2018年4月

現用の構造計算プログラム 2018年4月
■ 一貫計算
(01) BUS-6【RC・S・SRC 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) SS-3【RC・S 一貫計算 制限版】(ユニオンシステム)SS-7にバージョンアップせず
(04) midas eGen
(05) midas iGen
(06) midas Drawing
(07) HOUSE-WL【WRC 一貫計算、保有水平耐力含まず】(構造システム)
(08) 壁麻呂【WRC 一貫計算、保有水平耐力】(東京デンコー)
*何でいまだに壁麻呂か、と言われるが、捨てがたいプログラムである。
平均せん断応力度法で応力計算を行っている。これは壁式構造の基本。

■ 耐震診断
(09) DOC-RC/SRC【RC/SRC 耐震診断】(構造システム)
(10) DOC-S【S 耐震診断】(構造システム)
(11) DOC-3次診断(構造システム)
(12) 壁式診断【WRC 耐震診断】(東京デンコー)

■応力解析、振動解析
(13) DAP【質点系地震応答解析】(構造システム)
   全く使っていない。
(14) FAP-3【任意形状立体骨組応力解析】(構造システム)
   柱の中折れなど、BUS-5 で計算できない部分を検証することが目的。
   しかし、BUS-6ではモデル化できる範囲が広がった。
(15) SuperBuild FEM【FEM解析】(ユニオンシステム)
   スチールハウスの基礎の設計に使うことを考えている。
(16) Free Structure【平面・立体骨組応力解析】
   全く使っていない。
(17) 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

■ 二次部材、断面計算
(18) MED-3【RC/SRC/S造および木造集成材の断面計算】(構造システム)
   FAP-3 のデータを読み込んで計算する。
(19) KT-SUB【RC・S 二次部材、梁の横補剛の計算】(構造システム)
   二次部材の計算の主力プログラム
(20) RC二次部材【東京デンコーのRC二次部材の計算】(東京デンコー)
   コンパクトなプログラムで、出力が簡易

■ 木造・スチールハウス
(21) HOUSE-ST1【木造軸組工法】(構造システム)
   軸組工法の主力プログラム
   FAP-3 と連動する可能性あり
(22) HOUSE-DOC【木造 耐震診断】(構造システム)
   軸組工法・2x4工法・伝統工法の計算ができ、データの入力方法が面白い
(23) 2X4壁式【2X4 一貫計算、保有水平耐力、基礎、トラス】(東京デンコー)
   2x4工法の主力プログラム
(24) ★kizukuri-2x4 適用範囲が限られる
(25) ★kizukuri-steel(ガイアフィールド)
(26) ★Steel House Checker(ガイアフィールド/C-NET)
(27) ★KIZUKURI バージョンアップせず
★は機能に不満がある

■ 地盤、擁壁
(28) 地盤改良および円弧すべりの計算(フォーラム8)旧バージョン
(29) 擁壁の構造計算(横浜市型)
(30) 小規模建築用地耐力および液状化の検討
EXCELのシェアウェアを改良して使っている。

posted by TASS設計室 at 15:56| 構造設計

保有耐力計算と耐震診断

RC造の保有耐力計算と耐震診断を日常的に行うと、応用範囲が広がる。
木造(2x4工法、スチールハウスを含む)専業の構造設計者の多くは、使っている構造計算プログラムが古いので、精密な計算には適さない。
その割りに、構造計算指針に紹介されている計算例は、難しいものが載っている。しかし、その詳細は記述されず、再現することは難しい。合板の耐力壁を、どのようにブレース置換するか、計算過程も示してもらいたい。
水平構面の計算でも、開口の縁の応力を考慮して計算されていると思うが、数値を追いかけきれないところがある。その理由は、簡易な計算に慣れ親しんでいる人がほとんどであり、詳しく追及する人が少ないことにある。それに加え、木造の業界はハウスメーカーが主体なので、互いにけん制しあい、情報交換を行わないことにある。
素人向けの宣伝では、いかにも素晴らしい構造だと言わんばかりのものを見かけるが、外力に対する安全率を高めれば、どのような構造体でも実現する。

木造の構造計算プログラムの作り直しが必要である。
軸組工法なら、BUS-6 や SS-7 に木造のオプション機能を追加することもできると思う。BUS-6は軽量鉄骨造にも対応しているので、木造の機能を追加することは容易だろう。立体解析を行い、軸方向の変形にも対応した計算を行うことができると、木造の高層建築に対応可能になる。SS-3 では、CSV形式のデータを使って、他社のプログラムと連携しているものがあることを聞いた。

2x4工法やスチールハウスは、壁式鉄筋コンクリート造を参考にして計算しているが、私は壁式ラーメンに注目している。紫色の厚い本を眺めている。

posted by TASS設計室 at 10:30| 構造設計

2018年04月21日

スリップフォーム工法

スリップフォーム工法は、煙突の施工に使われると思っていたが、高層ビルの施工に使われており、この工法が主流であることとが分かった。
https://www.jfe-civil.com/infra/tokkou/slide.html
posted by TASS設計室 at 22:00| 構造設計

2018年04月20日

3通りの計算を行って、最も不利な結果を採用

3通りの計算を行って、最も不利な結果を採用することがある。
別に、3通りでなくても良いが、想定する複数の条件で計算し、最も不利な結果を採用することは、分かりやすいが不経済だ。弱点の出方が異なるので、弱点を追及して更に詳細に評価する。
コンピュータにデータをぶち込めば答えが出るような建物ではないものは、工学的さじ加減が必要だ。計算仮定に含めていない余力を数値化することを考えたい。
posted by TASS設計室 at 12:36| 構造設計