現状把握

改修工事の設計は、現状を把握することから始める。
現行法規で計算し不具合をリストアップする。そこから改修工事の計算を始める。
当時と規準が異なり、構造設計者も異なるので、起点が異なることは致し方ない。
補強するわけだが、既存の建物に手を加えるので、資材の搬入から施工条件を考慮して設計する。構造設計というよりも、半分は施工計画である。

構造モデラー+基礎（旧BUS基礎）

「構造モデラー+基礎」でボーリング柱状図を入力する時、土質により異なる土の単位体積重量が自動で入るようになった。BUS基礎から進歩した。杭基礎に限らず、直接基礎の場合にも使うことができる。液状化の検討が必須になっているので、調査会社に依頼しなくても検討できる。
3軸圧縮試験の結果から粘着力と内部摩擦角を求める場合は、計算する人により結果が異なる。最小二乗法の計算に個人差が出る。土が相手なので、鉄のようにはきれいな結果にならない。最小二乗法で計算するよりも、睨んで線を引くほうが納得できる。

杭の引抜力

2階建てでも、スパンが小さいと杭に引抜力が発生する。
地盤改良を行いべた基礎にするか、小径のスクリューパールを用いるか、施工条件で判断する。
左側は木造2階建て、右側は杭基礎の鉄骨造に接している。

鉄筋の重ね接手

D19以上は圧接すると思い込んでいる人がいるが、重ね接手も可能である。
日本建築学会の重ね接手の全数接手設計指針(案)・同解説　1996年
ＲＣ規準17条で重ね接手が規定されている。
�@接手を相互にずらして設ける
�AD29以上の異形鉄筋に用いてはならない
�B接手は応力の小さい位置に設ける
小規模な建物で、梁の中央下端にD19を使うことがあるが、両端下端はD16とした重ね接手とすることもできる。
また、梁幅が200mmの壁式鉄筋コンクリート造では、D16の重ね接手ではなく、D19を圧接するほうが鉄筋がきれいに納まる。これはコンクリート打ち放しを極めた作業所長からのアドバイスである。コンクリートの色に関係するので、セメント量を気にして、各階のコンクリート強度を決める人である。コンクリート打ち放しというと、この作業所長を思い出す。

鉄骨造でRC小梁

床の納まり次第では鉄骨造でRC小梁とすることもある。スラブ段差が梁になる。梁端部の納まりを含み、臨機応変に設計する。
RC造でQLデッキや鉄骨小梁を使うこともある。耐火や水平剛性に影響がなければ木造の床も採用できる。
メゾネットになったら、内部は木造でしょう。

手計算の世代が消滅しかけている

手計算の世代が消滅しかけている。
審査機関の構造審査係にも手計算の計算がない人がいる。適判は年齢層が高いので、一般の構造審査係より理解がある。現在行われている構造計算の方法は手計算を前提としたものであり、モデル化を行って計算しているに過ぎない。自走式の駐車場で、階をまたぐ傾斜梁は、軸方向の耐力を無視し得る程度に下げ（0.001倍にするなど）、余計な力が入らないように計算しているにすぎない。そんなことを言うと、階段のササラ桁はブレースのようなものではないかと言われる。確かにそうだが、そこまで考えたら複雑になりすぎる。12x300のササラ桁を2-M20で取付けることは、確かにブレースである。RCの階段は更に複雑である。
入力データは伏図として電算出力に表現されるが、その形状が合ってさえいれば納得する審査係もいる。『建築構造問題快答集』を参考にして計算していた時代は過去のものになった。

評定のような評価の審査

確認申請でもなく、適合性判定でもなく、耐震診断評定でもない既存建物の評価の審査があるようだ。
建物を証券化するために必要な手続きらしい。因みに、検査済証は交付されている。

構造計算書が保存されていない建物で、竣工図のみ残された建物である。1991年のＲＣ規準で構造計算書の再現で、検定比が1.0をわずかに超えたものがあるが、確認申請時と異なる構造計算プログラムによる再計算ゆえ、計算結果は完全に一致することはない。

構造計算プログラムで計算できない計算

構造計算プログラムで計算できない計算の需要がある。
旧耐震の建物の耐震診断の他に、新耐震ではあるものの、2005年頃の設計の建物の改修工事もある。
旧耐震の頃から構造設計を行ってきた人は、旧基準を熟知しており、もちろん手計算もできる。構造計算プログラムが普及してから構造設計を始めた人は、プログラムがないと計算できない人もいる。
電気で言えば、真空管の時代から回路設計を行ってきた人と、集積回路から始めた人との違いのようである。

学生時代にFORTRANでプログラムを書き、パンチカードを打ってIBM370で計算したことが始まりで、その後はPC-9801を使いBASICでプログラムを書いていた。PC-9801が出る少し前にSEIKOの16bitPCを実務に使っていた人もいるが、その頃は手が出なかった。FUJITSUの8bitPCでいいプログラムを書いて出版してた人がいるが、グラフィックは難しくて真似ることができなかった。
単純に計算し、英文字のテキストで出力することから初めた。
耐震改修で古い建物の構造計算書を見ることがあるが、英文字だけの応力計算があると懐かしさを感ずる。
当時の杭の計算は、多層地盤や収れん計算は縁がなく、先端の支持力で計算を行っていた。地盤の水平方向反力試験を行わず、Ｎ値の７倍、７Ｎで略算を行っていた。
現在はプログラムを組むことはなく、手計算はエクセルで行っている。先月は久しぶりに固定法で地下車庫の計算を行った。

氷の強さ

氷の強さ
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.jstage.jst.go.jp/article/zogakusi/605/0/605_KJ00001778134/_pdf/-char/en
5cmくらいの氷の厚さがあれば、人が乗っても大丈夫のようだ。昔、水田に張った氷の上を自転車で走ったことがある。
カナダのアイスロードは、冬季にトラックが走る。

小屋組のモデル化

次第にリアルな形状で計算するようになった。
ダミー階を設け、梁端部をピンにしたり、剛性低下倍率を0.001としたりするのだから、主たる架構に荷重を考慮したものと変わらない。結局は点と線である。
モデル化を説明するより、リアルに形状を入力するほうが分かりやすい。形状を照合するには都合がよい。
天井面と小屋組では、荷重の方向や積載荷重・積雪荷重が異なる。RC造やS造の計算よりも、木造の計算で必要な機能である。東京デンコーのプログラムでは、かなり以前から小屋組の計算データを入力することができたが、この機能はほとんど使っていない。

立体駐車場の計算

NBUS7の立体駐車場の計算例は、スキップフロアの計算の計算例でもある。
自走式の駐車場よりも、スキップフロアの計算に使う機会がある。
このような機能を有する木造の構造計算プログラムはないが、スキップフロアは木造や壁式鉄筋コンクリート造のほうが設計する機会が多い。
ダミー層も階としてAi分布を求めると、異なる答えになる。

モデル化を理解する

モデル化を理解することは抽象的なことを理解することである。
形状を比較することはできても、構造計算モデルを理解することは難しいようである。
存在するものは存在するように、ダミー部材や荷重伝達のために便宜的に設けた部材は、存在しないものとして示すことが必要である。結果は同じだが、誰が見ても分かるようにする必要がある。
書いてあることを照合することはできるが、その根拠を理解し、自分の言葉で第三者に説明することができない人がいる。だから右から左に転送するだけで要件が足りるような資料が必要になる。
ここで言う『自分の言葉で』ということが重要で、理解していなければ自分の言葉で話すことができない。

RC規準1999年以前は別物

RC規準1999年以前は別物と考えるほうがよい。
2010年とは大きく異なる。現在は2018年の規準である。よく分からないけど。
RC耐震診断は2017年改訂版に移った。
RCは難しい。

設計の実務を知らない建築構造技術者？

設計の実務を知らない建築構造技術者は少なからず存在する。
こんな質問してくるか、と思うような質問を恥ずかしげもなく送って来る。
性格の悪さもあるだろう。人の上げ足をとることに生きがいを感じているひねくれた性格かもしれない。もう少し深く考えることができればよいだろう。
実務を十分経験することなく管理職になり、その立場を全うした人に違いない。管理職になろうが、役員になろうが、技術を捨てなかった人は技術が染みついている。
木造専業の構造設計者は論外で、それだけやっていたのでは進歩がない。
数学・物理・構造力学・鉄筋コンクリート造・鉄骨造の5つが建築構造の基本である。その中に多くの知見が含まれる。

杭頭変位

杭頭付近のN値の違いで杭頭変位が大きく異なる。
7Nの略算よりもLLTを行うほうがよい。それでも収れん計算が必要なことがある。

ボーリングデータのN値の欠落

古い建物の構造図で、ボーリング柱状図の深さ5〜6mあたりでN値が欠落しているものがある。
これは孔内水平載荷試験（LLT）を行ったためと思われる。LLTの試験結果がないので、杭の計算ではその深さの近辺のN値を元に7Nで計算したところ、計算結果が図面とほぼ一致した。
これから構造図を作成する場合は、LLTの深さと結果を柱状図に記載しておくとよい。構造計算書や地盤調査資料が保存されていない場合でも、増改築の計算の際に役に立つ。

杭頭モーメントの曲げ戻し

一貫計算では杭の計算も一貫して行うことが主流だが、木造の構造計算プログラムで杭頭モーメントを基礎梁に配分する計算ができるプログラムはない。木造でも5階建てや6階建てになると支持杭を採用することがあり、杭頭モーメントの曲げ戻しが必要になる。昔ながらの方法で手計算の要領でエクセルで計算するので、数値の修正や繰り返しの計算は楽である。
木造で6階建てまで基礎の計算を含む一貫計算が可能なプログラムがあるのだから、杭基礎に対応するものが有っても良いのではないか。その前に木造の構造設計者が杭基礎について学ぶことが必要だが、木造の参考書では、基礎や杭の計算が例示されているものを見たことがない。そもそも基礎の設計が苦手な人がいるようで、例のサブプログラムだけで基礎の計算を行っている人も少なくない。それで4階建てまで計算しているのだが、それが5階建てや6階建てに拡大するのでは心配である。
3階建て＋塔屋の塔屋を4階に見立てて4階建ての計算を行う人がいる。計算要領は許容応力度計算で同じだが、4層として偏心率や剛性率の計算ができないので補正が必要だ。
中層木造建築を望むなら、それなりの知識と道具を揃えたら如何だろうか。

4階〜6階建て

都市部の狭小地は4階〜6階建てが多い。
それらをルート3を避けて計算すると、どのような方法があるだろう。
�@S造：ルート2
�ARC造：耐震壁付きラーメン高さ20m以下 ルート1、高さ31m以下 ルート2
�BWRC造：5階建て高さ16m以下 ルート1
�C木造軸組工法：ルート2
�D2x4工法：ルート2
�E下部構造を�@〜�Aとする混構造：ルート2
�F下部構造を�Bとする混構造：ルート2
WRC造はルート1かルート3で計算していた。
並べてみると、�Aと�Bはルート1で計算できるルートがある。
�Cと�Dの木造と�BのWRC造の違いは、偏心率の計算にある。剛性率は多くの場合は満足する。
ルート2は限りなくルート1に近い計算であり、ルート2の審査ができる確認機関なら適判は必要ない。
木造専業の構造設計者の中には、構造設計一級建築士の資格を取っていない人が多いが、誰かに見てもらえば済むことである。木造専業の構造設計一級建築士が重宝される。

平面的異種構造

小規模建築で平面的異種構造にすると合理的に設計できることがある。
木造でラーメンフレームを採用することがあるが、それを鉄骨架構にすることができる。
また、RCのコアを設け、耐震要素を建物のコアに集中することは、事務所ビルの計画で行われていることだが、その小規模版も考えられる。木造専業の構造設計者は木造に固執することなく、自在に組み合わせることを考えたら如何だろうか。
構造計算指針に具体的な平面的異種構造の設計要領が紹介されると、設計しやすくなる。中構造木造建築は、鉄骨とのハイブリッド構造が多いことからも理解できる。

木造は安いという錯覚

木造は安いという錯覚をお持ちの方がいる。
ペンシルビルを計画し、木造で出来ないかという相談がある。2x4工法の耐火構造ができるからと言って、2x4工法なら出来ると思うというか、その人は木造で設計したかっただけ、木造しかできなかったのである。
こんな話は１つや２つではない。木造が無理だと言うと、軽量鉄骨では出来ないかという。軽量鉄骨も木造もブレース構造なので、同じようなものである。
結局鉄骨造のラーメンに落ち着く。
木造4階〜6階を計画中の人もいるようだが、小さすぎる建物は良く考えたほうがよい。最終的には鉄骨造なら実現可能になる場合も少なくない。木造で計画して挫折し、鉄骨造に流れてくる案件がある。壁式鉄筋コンクリート造という手もあるが、それは共同住宅のような耐力壁の配置の建物に限ると思うほうがよい。