2018年04月23日

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

2018年04月17日

細い・安い・強い

吉野家の牛丼は『早い・安い・美味い』だが、特に軽量鉄骨造は『細い・安い・強い』を追求する。
解析技術が進めば進むほど、精度の良い計算ができるが、そのモデル化を理解して判断したい。
フレームの解析は分かりやすいが、面材の解析は難しい。2x4工法やスチールハウスの設計では、壁式構造、フラットスラブ、マットスラブ、ボイドスラブなどを参考にしてFEMで解析すると良いかもしれない。
ボイドスラブで有名な会社とスチールハウスの構造設計には接点がある。それに気づいている人は、何人いるだろう。
posted by TASS設計室 at 11:30| 構造設計

2018年04月16日

マットスラブの基礎

マットスラブの基礎が使えるようになると、設計や施工の自由度が増す。
フラットスラブを上下逆にしたものも考えられ、それは設計の経験がある。
仕様規定によると、基礎梁がなくてはならないので、厚いスラブを設けても、梁が必要になる。しかし、十分な厚さのスラブなら、基礎梁は不要である。壁式鉄筋コンクリート造でも、開口部の上部に梁があれば、壁と床が接する部分全てに梁がなくても良い。
合理化できるところは合理化してみるのも良いのではないだろうか。
posted by TASS設計室 at 23:52| 構造設計

枠組足場のような構造

枠組足場のような構造に取り組んでいる。
軽量鉄骨造よりも更に軽量化し、極限まで部材を細くする。
昔、間伐材を利用した75角の柱の2階建て住宅の試設計を行ったことがある。
木造でもトラスを用いたり、柱もトラス(ラチス)構造とすることもある。
大空間をローコストで実現することを考えるが、最後は基礎の設計がコストダウンの対象になる。
基礎梁をやめて、マットスラブの基礎とすることも考えられるが、仕様規定を満たさないので、法規上の裏付けが必要になる。そういえば、新築でも使える後施工アンカーがあることを知った。詳しく調べたい。
使用目的を限定すれば、十分な強度があるにもかかわらず、マットスラブや後施工アンカーが使えないことを何とかしたい。

posted by TASS設計室 at 22:46| 構造設計

Dsが大きい建物は、保有水平耐力計算に適さない

Ds(構造特性係数)が大きい建物は、保有水平耐力計算に適さない。
強度が高いのだから、ルート1あるいはルート2で計算するほうが理にかなっている。
実験結果を用いたら、Ds=0.7 になってしまうこともある。
軽い建物なら、1Gで許容応力度設計を行ってしまえば良い。平屋の防災倉庫で、そんな設計を行ったことがある。
保有耐力計算が立派なものとは思わない。
posted by TASS設計室 at 18:24| 構造設計

平面異形に対応

平面形状が三角形や台形の敷地で、平面異形に対応する構造形式は、何が良いだろう。
・鉄骨造
・壁式鉄筋コンクリート造
・2x4工法
・木造軸組工法
変形した敷地に対応した小規模な建物は、上記の構造で設計した。
この中で特に小規模な建物の場合は、鉄骨造が設計しやすい。
posted by TASS設計室 at 00:29| 構造設計

2018年04月15日

スチールハウスはビス止め鉄骨造

スチールハウスを鉄骨造と言うなら、ビス止め鉄骨造である。
工法としては、枠組壁工法である。
スチールハウスを普及することを目的とした組織がつくられ、構造計算プログラムも開発された。
2x4工法とスチールハウスは類似点や共通部分が多く、スチールハウスは2x4工法を意識しているが、互いに技術的な交流がない。
木造軸組工法は軽量鉄骨造と似ており、両者を組合わせることも考えられる。昔は、店舗の設計などで、大断面の集成材の代わりに、軽量鉄骨や軽量鉄骨で作ったトラスを、木造軸組工法の建物に使った。

2x4工法では、ミッドプライウォールを使うことができるようになったが、ミッドプライウォールは、木造軸組工法や軽量鉄骨造にも使えると考える。ミッドプライウォールは、フレームの中に入れる使い方のほうが、使いやすい。
posted by TASS設計室 at 02:00| 構造設計

2018年04月13日

混合構造

混合構造について過去の事例を調べている。
上下方向の混構造や平面的に異なる構造を組合わせることもある。
過去に、こんな設計を行った。
・1階SRC造(一部の柱はCFT)、2〜10階S造
・2x4工法に鉄骨フレーム併用
・木造とRC造をエキスパンション無しで接続
・S造2棟を連結し、耐震強度を上げる
ポイントは剛性の評価と接合部の設計である。
平面的にL形の建物は、45度方向からの地震力には強い場合がある。
木造の構造計算も、立体解析を行い、地震の方向を自由に変えて計算できるようになったら良い。
鉄骨造の構造計算プログラムを木造に転用することもできそうだ。
今後、木造の高層化が進むと、立体解析や軸方向の変形を考慮した計算を行わなくてはならない。
posted by TASS設計室 at 08:54| 構造設計

2018年04月12日

海外における混合構造

海外における混合構造
http://www.akira-wada.com/00_img/article/1995/9503r08_199501concrete.pdf
3.進め方の違い に注目です。
posted by TASS設計室 at 22:39| 構造設計

2018年04月10日

使える道具で計算する

構造計算は使える道具で計算する。
構造設計と構造計算とは異なり、リアルに計算できないところはモデル化する。
1つの建物を、異なる3つのプログラムで計算することもある。
昔は保有水平耐力計算は別のプログラムで計算することもあったが、再び、この要領で計算することを考えたい。
posted by TASS設計室 at 21:42| 構造設計

2018年04月09日

島根県の地域係数

島根県の地震地域係数は 0.9 だが、そもそも地震が起きたら揺れは同じではないだろうか。
水平力が東京の 0.9倍ということはあるまい。
http://www.structure.jp/columns/column13.html
posted by TASS設計室 at 08:26| 構造設計

2018年04月07日

やはり評定が必要

二転三転したが、評定が必要になったものがある。
構造計算指針が完備すれば、構造計算に乗せることができると思う。
耐震診断や耐震改修では評定が当たり前であり、個別の特殊事情に対応しやすくなる。
・軽量鉄骨造
・木造軸組工法
・2x4工法
・スチールハウス
の中で、保有水平耐力計算が難しいのがスチールハウスである。2x4工法と同じようなものだが、薄板にビス止めが災いしていると思う。2x4工法でも、壁の剛性で計算する場合は、ビスではなく釘を使う計算を行う。釘がぐにゃぐにゃ曲がりながら、地震のエネルギーを吸収する。釘には、粘り強さがある。
ビスは耐力は高いが、粘り強さがない。粘り強さがないということは、塑性率が小さくなり、構造特性係数Dsが大きくなる。だから、スチールハウスの保有水平耐力計算が難しい。
行き着くところは、塑性変形で、構造特性係数Dsがポイントになる。
5月はDsが大きい建物の設計を行う予定が入っているが、最終的には1Gの水平力で、許容応力度計算が成り立てば良い。RC造では、Ds=0.55として、許容応力度計算を行い、保有耐力計算に代えたこともある。

posted by TASS設計室 at 02:30| 構造設計

2018年04月06日

基礎の根入れ深さ

基礎梁のせいは、建物の高さの8%以上とすることが一般的で、基礎の根入れ深さは、建物の高さの6%以上とし、塔状比が2.5倍を超えるときは8%にする。
壁式ラーメン鉄筋コンクリート造 設計施工指針 に書いてあった。
基礎梁が弱いと、基礎梁にヒンジができてしまい、保有耐力が上がらないので、最低でもこのくらいだ。

posted by TASS設計室 at 12:22| 構造設計

混構造・平面異種構造の設計

今まで設計した木造を含む混構造・平面異種構造は、次のようなものがある。
1階がRC, WRC, Sで、2〜3階が2x4工法または軸組工法または軽量鉄骨造は定番である。
・1階RC + 2〜5階2x4工法
・RC造2階建てと軸組工法2階建てを、エキスパンションを設けずに接続
・2x4工法3階建ての1階の一部に鉄骨造の架構を組込む
・軸組工法2階建ての1階の一部に鉄骨造の架構を組込む
・S造3階建てとS造4階建てのエキスパンション部分を接続して耐震強度を上げる
・斜面地の雛壇状の建物
平面異種構造ときたら、直ぐにエキスパンションを設けるという考え方は短絡的すぎる。
これらの計算には、上部構造は東京デンコーの『2x4壁式』、下部構造は構造システムの『BUS-6』を使っている。
構造システムの『HOUSE-ST1』と『FAP-3』や『BUS-6』がリンクしたら便利になる。
posted by TASS設計室 at 09:33| 構造設計

2018年04月03日

混構造の計算に対応したプログラム

下部構造をRC/Sとする混構造の計算に対応したプログラムは、自分が所有するものでは BUS-6 と SS-3 である。2x4工法は大規模木造に適しているが、混構造になると、極端に難しくなる。1〜2階をWRC、3〜6階を2x4工法という建物もあるが、機能的に2x4壁式だけでは完結しないと思われる。WRC造は壁麻呂そのものなので、壁麻呂を引っ張り出して計算しているが、追加を望みたい機能が1つある。
耐力壁の端部の、地震時の正負加力時の圧縮力と引張力を、耐力壁を受ける梁に対する荷重として考慮したい。短期荷重時および終局時の両方に対応したものを望むが、短期に対応することができれば、終局時は容易だろう。ここまで出来ないと、混構造の計算には使えない。

下部構造をRC造/S造またはWRC造とする場合の上部構造は、軸組工法・2x4工法・スチールハウス・軽量鉄骨造・ログハウスを想定する。
BUS-6は特殊な使い方が可能であり、上部が軽量鉄骨造の場合には、全体をひとまとめにして計算することができる。2x4壁式は、形式上は下部WRC造、上部2x4工法という計算はできるが、短期荷重時および終局時の受け梁の計算に関して機能不足と思われるところがある。裏技的な使い方があれば良いが、開発者に教えてもらいたいところである。


posted by TASS設計室 at 23:27| 構造設計

SRCの設計経験者が少ない

高さ20mを超える建物でも、RCで設計することが多くなり、SRCを設計することが少なくなった。
ところが、耐震診断や耐震改修には、SRC造が多く存在する。SRC造を設計したことのある構造設計者は少なくなり、SRCの設計の経験のない人が耐震診断を行うことが増えている。
posted by TASS設計室 at 22:44| 構造設計