左端・右端

左端・右端とは何かと聞かれた。
東から見て左は、西から見れば右になる。構造の軸組図を意匠図の立面図に合わせている図面を見たことがある。軸組図は意匠図の立面図と合わせない。
構造設計はx-y座標の第一象限で示すので、X軸もY軸も原点に近いほうが左端となる。
立体座標は、右手座標系で示す。６つの自由度があり、回転力は軸の正方向に対して右ネジの方向が正となる。

都心の狭小地の建物

都心の狭小地の建物は鉄骨造が適していることが理解されている。意匠設計者の技量が上がると、この分野の業務が増加する。
ところが住宅専業の設計者は木造しか設計して来なかったので、なかなか鉄骨造に手が出ない。しかも木造の設計者は、軸組工法と2x4工法の両方を設計する人が少ない。何故だろう。
軸組工法は分かるが2x4工法は分からない、2x4工法は特殊だという人もいる。どちらも木造ではないか。
鉄骨造は架構・床・ALC壁のディテールさえ分かれば設計できる。構造設計事務所に依頼すれば内装や設備も含み解決する。意匠設計者には施主の要望を図面に示すことに専念していただく。
実施設計で構造と設備の摺り合わせを行うが、配管ルートや梁貫通スリーブは設備設計と構造設計の間で調整している。
コストを下げたいなら、設計者も施工者も一人一人の守備範囲を広げ、無駄な打合せや調整に要する時間を省くことである。この時間を集計すると、相当な時間になる。そんなことに時間を使うよりも、設計者が考えることに時間をつかうことである。机に向っている時だけが仕事ではない。寝て起きた時に、考えが変わることもある。夜遅く図面を描いたが、翌日になって描き直すこともある。

高さを決める図面

平面図は分かりやすいが、断面図になると寸法の記入がぐちゃぐちゃになる人がいる。
平面図は壁芯をはっきりさせることである。壁厚が異なるため、上下階で壁芯が異なる場合は、最も外にある壁芯を採用する。高さは構造階高と意匠の階高は異なるので、構造図で構造階高を明確に示す。意匠設計者に構造階高を意識させることが目的である。
計画の最初の段階で構造設計を先行し、高さ関係の図面を関係者に配布する。矩計図と階段詳細図は意匠図と構造図の兼用とする。矩計図と構造詳細図を並べて作成した建物もある。矩計図は断面詳細だけではなく、基準階の平面詳細図と全体の立面図も同じ紙面に描く。用紙の大きさはA2あるいはA1とする。
この描き方は分かりやすいと思う。

保有水平耐力計算

保有水平耐力計算は、柱よりも基礎梁を強くすることがポイントである。ラーメン構造で基礎梁にヒンジができると、そこで耐力が頭打ちになる。壁式構造も同様で、壁の脚部の耐力に見合う基礎梁の耐力が必要である。
工事費を下げたい一心で、基礎梁成を小さくしたがる人がいるが、無理に梁成を小さくして鉄筋を増やすことは得策だろうか。考え方が許容応力度計算の段階で止まっており、接合部のヒンジについて考えられていない。
壁式構造で基礎梁成を小さくするなら、応力が生じない無開口の壁の直下の梁を壁厚と同じ幅にして逆梁にする。施工性を考えると、打ち継ぎ高さはキリのよい高さにしたい。
施工するために設計しているのだから、なるべく施工しにくい設計を避ける。ポイントは鉄筋である。
配筋図を描いてみると施工のしにくさを説明することができる。

リノベーション

リノベーションに伴う構造設計の需要がある。
耐震診断・耐震改修の評定を取得するものだけではなく、改修工事の構造設計である。このような案件は直ぐに工事に取りかかることができるので、設計事務所よりも建設会社に持ち込まれることのほうが多い。
改修工事の場合、設計者が頻繁に現場に行き、状況を見ながら調整する。現場監督も経験豊富で知恵のある人が望まれる。このような仕事が出たら、まっ先に思い浮かぶ会社がある。
相手も同様に考えてくれていると思う。
できない理由を並べる人は相手にしない。

今日は施工図作成

施工図を描かない（描けない）現場がある。鋼製建具の製作図が出てくるのは遅くなると思われるので、構造図に注意書きを加え、とりあえず標準的な断面を書き加える。躯体が打ちあがってから、鋼製建具の製作図が出てくることもある。鉄骨階段は、階段があるという程度の意匠図である。現場監督が優秀だから、その程度でもまとめることができていたのだと思う。
建設会社は、設計よりも現場のほうが優秀な人材が目に付く。そうでなければ、やっていけない。設計者は現場から追いまくられているが、そのくらいがちょうどよい。

小さな建設会社で、一級建築士事務所を登録している会社があるが、廃止する会社もある。社長に聞くと『役に立たなかった』という。建設会社が登録する一級建築士事務所は、多くの現場を抱え、基本計画から始まり、仮設や躯体工事と構造計算が必要になる。相談役としても構造設計者が必須である。構造設計者がいる会社は機能している。
構造設計部門の拡充を考えている建設会社がある。これが実現すると、受注に有利になる。ところが、何度言ってもそのことを理解できない役員がいる。最初の1人を探すことができないのだろう。業務内容と顧客を分析できていない。

杭と上部構造の分離モデル

杭と上部構造を分離モデルとするか、一貫計算で通して行うか、再計算して微調整する手間を考えれば後者が適している。分離する場合は、柱の軸力と基礎に作用する水平力を杭のメーカーに送り、杭の計算を行ってもらい、杭頭モーメントを節点モーメントとして入力する。この計算は出来るようにしておくほうがよい。
構造計算プログラムにデータベースが入っていれば、杭の設計も含み、一貫計算が行える。だからデータベースに入っているメーカーの杭は使いやすい。
支持力と引抜力に関しては、メーカーの計算結果を用いる。

固定荷重のコストに及ぼす影響

固定荷重のコストに及ぼす影響を関数にして示す。
固定荷重が変化すれば、層重量・地震時水平力・直接基礎の接地圧または杭の軸力が変化するので、それらの関係を示す。
床をＱＬデッキにするか、ＡＬＣにするか、更に簡易な床にするか悩んでいる人に送る。当然、対応する見積りを作成して比較する。工数と施工日数にも影響する。施工会社なら、統計的にコストを把握していると思われる。僕はスーパーＥデッキを提案した。
関連する部分に影響があるので、それらも比較表に加える。大梁の接合部のスプライスプレート上部の納まりにも影響する。耐火被覆も関連する。軽量鉄骨造は梁端をピン接合にするので、フランジの上にボルトが出ることがないが、重量鉄骨の場合は、フランジの上端に出っ張りがある。
合成床板を使わない場合は水平ブレースが必要になる。
このようなことは意匠設計者が調整するのだが、会社のトップから何か言われると過剰反応し、そのことを最優先する傾向にある。優先するなら、その根拠を示すことである。
エクセルで、計算を含む表にすると分かりやすい。
部分の単価で比較するだけでは済まないことなので、全てを数値化しないと比較したことにならない。

ビルの改修工事の設計

東京と大阪で、ビルの改修工事の設計の需要が高まっている。
耐震診断と補強設計が絡むので、構造設計者主体の設計になる。それらの建設会社は一級建築士事務所を登録している会社や、登録していた会社があるが、構造設計者がいないため、受注業務とのミスマッチが生じていた。はっきり言って無理だった。
定年後の現場の所長を管理建築士にしている会社もあるが、飾りものになっている。構造設計者は、新築は設計できるが、改修工事になると手が出ない人も少なくない。営業段階の企画立案を行い、概算工事費を出すことができないと先に進まない。
見栄えの良いプレゼンテーションを行うより、的確な提案を行うことである。

総合的に判断する

建物の形は決まったが、工事費の調整で右往左往している建物がある。
鉄骨造の建物の各部分の費用の問題だが、トップからの指示で世代が分かる。耐震診断でお目にかかる昭和40年代の建物の発想である。指示された社員は、合理的な説明資料を作成することができるだろうか。
堂々巡りしているので、矩計図と構造詳細図を一緒にした図面を作成して関係者に送る。
レイヤーを分け、構造詳細図に仕上げを加えれば矩計図になる。平面・断面・立面を1枚にまとめる。この描き方に慣れると表現力と説得力が増す。住宅専業の意匠設計者は意匠図の描き方に柔軟性がない。特に代願事務所と言われる人は、仕事に対する熱意が感じられない。できないことを、できないまま放置しているのではないか。しっかり考えたらよい。
その点、ゼネコンやアトリエ系といわれる事務所の意匠設計者はスキルが高い。構造設計にまわってくる図面のレベルが違う。入念に検討していることが伺える図面が出てくる。
シンプルに納めて工期短縮を図るか、部分の単価は安いが工数を増やす設計がよいか、判断するための資料を作成する。

理詰めで考える

思考が堂々巡りする人を見ていると、しっかり詰めていないと感じる。巡り巡ってダメなところに再び戻ってくる。そのループから脱すると答えに近づく。
そんな時は発想の転換を行う。攻め方を変えるのである。
工事費を下げるには設計のグレードを下げることも考える。ＶＥというが、世間には、やるべきことをやらないＶＥとは言えないＶＥもある。

基礎梁ヒンジを理解する

基礎梁成を低くすることだけを考えると、かえって無駄な設計になる。現場から山留について意見が出ると、一生懸命に山留を浅くしようとする。塔状比が４を超え、高さ30mを超えるRC造で、梁成を2.5mや2.7mにしたいという。ダメな計算を行い、比較して見せ、現場と話しをさせる。
高さ15ｍ程度の建物でも、建物の高さの5%程度の梁成は必要である。
基礎梁にヒンジができると、保有水平耐力が上がらないことを理解してもらう必要がある。

許容応力度計算の次に習得すること

許容応力度計算の次に習得することは、
�@保有水平耐力計算
�A耐震診断（木造以外）
�B支持杭の計算
�C杭頭モーメントの曲げ戻し
�D溶接の計算
木造以外の耐震診断を行うと相乗効果が得られる。

基礎の設計

基礎全般、杭や地盤に関して知識不足、勉強不足の設計者が多い。構造設計者が苦手とするところである。
杭基礎を見慣れていない設計者は、杭による地盤改良と杭頭モーメントを処理する杭基礎の区別がつかない人も少なくない。
基礎を小さくし、基礎の工事費を安くすることにしか目が向いていない。そんな相手には『適判に通らない』と言えば済む。内容を説明しても、どこまで理解されるか分からないが文章にして示すと、後で読み返してもらうことや、誰かに転送してセカンドオピニオンを得ることもできる。
自分の考えを示し、自分の回答をオープンにすることができる人でないと、話しをしてつまらない。
明後日は、互いに仕事を持ち寄り、一緒に仕事をする構造設計者（研究者）とランチタイムに打合せがある。

幼稚な設計

図面に記入された寸法で、設計者の技量が分かる。構造設計者も。
応力を含み、スケール感覚が身についていない。
そんなものと思い対応する。彼はそのうち理解できるようになるだろう。
上司から言われたことを、ダメと分かっていても、そのまま転送してくる。
ダメであることを説明する計算書を送った。

工事費の予算調整

構造コストは総工費の25%だが、明快に数値に出てしまうので減額の際に注目される。
斜面地利用は土地は安いが、建物の工事費が割高になる。敷地が小さすぎるとなおさらである。予算調整は理詰めで行い、いくら業者を選んでも限界がある。無理なら計画変更を行う。調整するには知恵が必要である。堂々巡りしている人は少なくない。

構造設計で隙間の分野は木造４階

構造設計で隙間の分野は木造４階、特に2x4工法の４階である。
木造だけで４階もあれば、混構造の４階もある。
混構造の１階をS造にしたがる人がいるが、難しいからやめたほうがよい。
北米にあるような規模の大きな建物で、１〜２階をS造の商業施設にして、３階から上を木造にすることは考えられる。しかし、全てをS造にすることが妥当である。
ルート２の審査ができる審査機関が多いので、木造軸組工法４階は壁倍率の上限を７倍にして設計しているようである。
2x4工法の場合はルート３が必須なので、手が出ない人が多い。
計算方法は本に書いてあり、構造計算プログラムがあるのだが、なぜ出来ないのだろう。これは木造専業の構造設計者ができないだけであり、保有水平耐力を理解している普通の構造設計者（判定員の資格をもつ構造設計一級建築士）なら出来ると思う。

杭基礎と直接基礎

地盤改良にスクリューパイルを使うくらいなら、支持杭と比較してみたらどうだろう。基礎まで一貫計算で行うことができるので、基礎形式を変えて計算して比較することができる。
一貫計算任せではなく、杭頭モーメントの曲げ戻しの計算に慣れることも必要である。たまにエクセルで計算すると勘を鍛えることができる。

今週は軟弱地盤の直接基礎

今週は軟弱地盤の直接基礎について勉強し、土曜日に教えてもらう。教えてもらうときは、自分でどこまで考えたかを示し、分からないところを教えてもらう。
杭基礎にすれば解決するが、パイルド・ラフトも視野に入れて設計方法を考える。ATTコラムも良さそうなので相談する。
それらのコストを比較する。杭基礎の設計は終わっており、見積りが届くのを待っている。
BUS-6とBUS基礎が連動しているので、杭基礎は容易に設計できる。液状化の検討も同時に出来る。
・直接基礎（地盤改良）
・摩擦杭
・支持杭【最も安心】
・パイルド・ラフト
・ATTコラム

意匠設計を補う構造設計

構図図に仕上げを加えると意匠図になり、目地と面木と開口部のアゴ形状を追記すると施工図になる構造図の要望がある。
鉄筋の組み方を具体的に作図し、無理のない納まりにする。これをやっておかないと、鉄筋屋から連絡が入る。ゼネコンの現場以外では、鉄筋の納まり図を作成する現場監督はほとんどいない。