2018年03月15日

杭の変更に絡む軽微変更

http://www.bureauveritas.jp/newsletter/101210/20101210-2.pdf

適用の条件に、「部材の強度または耐力が減少しないこと」「許容応力度以下であること」という2つの類似した 表現が多数使われていますが、前者は安全率が低下しない事(検定比の変化が微小であるなど)を、後者は 耐力上の問題がない事(許容応力度以内であるなど)を意味しています。
posted by TASS設計室 at 20:28| 構造設計

耐震性の評価

繁華街に建つワンスパンのRC造のビルの耐震補強だが、両側の隣地側は無開口の壁なので、柱の計算をする際、ある程度の範囲のRC壁を曲げに対して有効とする計算を考えている。奥行方向は十分な壁があるので、スパン方向のみが問題になる。使うことができるあらゆる知見を駆使して計算する。
鉄骨造のビルを連結して耐震強度を上げたこともある。エキスパンションを設けるだけが設計ではない。
分離するよりも、一体化したほうが良い場合もある。

posted by TASS設計室 at 18:10| 構造設計

2018年03月12日

新耐震から37年

新耐震から37年が経過した。
生まれた時から新耐震で、学校で学んだのも新耐震しかないという人も多いと思う。
あと数年で、設計基準に変化が起きるかもしれない。
木造は相変わらず壁量計算という昭和な設計をやっている。何とかしましょうよ。
posted by TASS設計室 at 22:37| 構造設計

高さ45mは1度だけ、たまに31m、普段は20m以下

https://aosawa.wordpress.com/2012/01/10/高さ制限値45%EF%BD%8D・60%EF%BD%8Dの由来-2/
工法別に適した高さがあるのではないだろうか。
木造軸組工法、2x4工法、スチールハウス、軽量鉄骨造は、3階建て、軒高9m、最高高さ13mの範囲が妥当だが、軒高9mをやや超える計画もある。住宅系なら3階で9mでも良いが、事務所や商業施設、福祉系の建物では窮屈だ。軒高11m、最高高さ15mは欲しいところだ。鉄骨造のルート1−1もそうだが、高さの制限が緩やかになったら有難い。
ルート2あるいはルート3で設計すれば良いが、RCやWRCは高さ20mまでルート1が選択できるが、鉄骨造の制限が厳しいことに違和感がある。
posted by TASS設計室 at 17:24| 構造設計

立体解析で浮き上がりを考慮する

立体解析で浮き上がりを考慮して計算すると、浮き上がりを拘束した時と比べて、偏心率が大きく異なることがある。立体で「ねじれ」を計算しているからではないかと思う。偏心率は初期剛性で計算したほうが良いと思う。
しかし、立体解析が当然のように行われているので、今後は立体で「ねじれ」を考慮することが良いのかもしれない。その前に、ねじれない構造計画を心掛けることは当然だ。
posted by TASS設計室 at 14:04| 構造設計

2018年03月11日

小規模鉄骨造

理論的で安心できる建物は鉄骨造だ。
小規模鉄骨造を増やしたいと考えている。
設計はパターン化しているので、一度経験すれば、意匠設計者にも難しくない。
構造計算プログラムも、BUS-6 や SS-7 など、最先端のものを使うことができる。
当方は BUS-6、SS-3、MIDAS iGen および eGen を使っている。
FAP-3、MED-3、DAP を併用することもある。
posted by TASS設計室 at 14:13| 構造設計

2018年03月06日

構造計算は納まってから絞る

構造計算は、成り立ってから絞ってゆく。
偏心率は極力ゼロに近づけるよう耐震要素の配置を考える。
バランスが良いと、柱や梁に無駄な力がかからず、極端に大きな断面を必要としない。
posted by TASS設計室 at 22:05| 構造設計

2018年03月05日

数値の意味を理解する

構造計算を行う際は、数値の意味を理解すると判断できるようになる。
1対1で照合することは誰でもできるが、数値を切り上げて設計することもある。
例えば、杭を設計する際は、その後の計算で多少の誤差が生じても、耐力が不足しないよう余裕をみる。
フーチングは、柱や基礎梁と重なるが、重なりを考慮せずに終了を拾い出すことで余裕をみる。
最後に不足したら、その重量をひねり出すこともできる。
地震時の水平力はAi分布から求めるが、構造特性係数Dsは、0.35 とか 0.40 などと、0.05単位に変化する。
小数点以下3桁まで計算したり、0.05刻みだったり、玉石混合している。そんな時、数字の意味が分かれば、誤差について説明することができる。

posted by TASS設計室 at 20:33| 構造設計

構造計算プログラムを使い倒す

構造計算プログラムには適用範囲があるが、それを無理やり拡大して使うことも考えられる。
荷重拾いや外力を計算することに始まり、応力計算までを一貫計算で行うと、作業効率が上がる。
計算概要を理解することで、プログラムを部分的に使うことが可能になる。

posted by TASS設計室 at 17:11| 構造設計

ハイブリッド構造

設計の自由度と経済性を考えると、ハイブリッド構造が選択肢に入る。
特に木造建築では、積極的に鉄骨を取り入れても良いのではないだろうか。
部分的にCLTを利用することも考えたい。
その前に、難解なCLTの計算を理解しなければならない。
posted by TASS設計室 at 12:14| 構造設計

2018年03月04日

Q−δ図を見ると負の変位をする階がある

Q−δ図を見ると負の変位をする階がある
これは、たまに起こる。
Q−δ図で出力している層間変位(δ)は各階床の重心位置の変位から求めて
います。平面的に剛性,耐力が遍在する建物では平面的なねじれが生じるため
重心位置の層間変位が負となることがあります。このような場合も計算結果は
問題ないと思われますが、このような現象を止めるには、解析モデルを平面フ
レームとします。
posted by TASS設計室 at 21:02| 構造設計

壁式構造の保有水平耐力計算(2x4壁式他)

壁式構造の構造計算は、下記の(  )内のプログラムを用いて計算する。
壁麻呂と2x4壁式の応力計算は、平均せん断力法によるものであり、両者は極めて良く似ている。
保有水平耐力計算の方法は互いに類似しているので、スチールハウスの保有水平耐力計算は「2x4壁式」を使うことを考えたい。部材の終局耐力を設定することで計算が可能と考えている。
その昔、BUS-2で構造計算を行っていたとき、保有水平耐力計算はBUS-U2というプログラムで計算した。
http://www.kozo.co.jp/support/bus-u2/bus-u2qa.html
一次設計を終わらせた上で、改めて二次設計を行っていた。プログラムの設定条件の可能な範囲で、やりくりして計算することができそうだ。
2x4壁式は、多少の機能を追加することで、2x4工法だけではなく、スチールハウスやCLT構造にも適用可能になるのではないかと考えている。こんなことが出来るのは、東京デンコーくらいしかない。
我々ユーザーとしては東京デンコーに協力し、少しでも使いやすいプログラムになるよう、寄ってたかって注文をつけることである。
2x4工法の構造設計者は、kizukuri-2x4に慣れ過ぎているので、いまひとつ2x4壁式に手が出ない人が多い。Steel House Checker も、kizukuri-steel や kizukuri-2x4 の延長線上にあるプログラムのため、それらのユーザーは2x4壁式のようなデータ入力に慣れていない。自分で計算すれば分かるが、2x4壁式でなければ、複雑な構造に対応できないことが理解できる。
・壁式鉄筋コンクリート造(壁麻呂)(HOUSE-WL)【主要各社にあり】
・2x4工法(2x4壁式)【保有水平耐力計算ができるプログラムは、これだけ】
・スチールハウス(Steel House Checker)【最新版は、これしかない】
・汎用的な面構造を解析(MIDAS iGen)【難しい】
東京デンコーがスチールハウスやCLTのプログラムを作ることは難しくないと思う。
posted by TASS設計室 at 17:27| 構造設計

2018年03月03日

構造コストを追及する

構造コストを追及すると、設計規準の壁に突き当たる。
類似する構造形式に関する知見を拡大解釈して判断するが、その判断には幅がある。
事なかれ主義に陥ると、次第にスペックが上がるが、こちらとしては真の値が分からない。
ルート3で計算するが、下層の偏心が上層に及ぼす影響を求めるとなると、立体で振動解析しなければ分からない。Fe による割増しは、偏心が生ずる階のみに適用される。しかし、1階の偏心が大きく、2階以上の階の偏心が小さい場合、2階以上の階に1階の偏心によるねじれの影響が及ぶことが想像できる。
そのうち、何らかの指針が出てくると思うが、別の解析方法が現れるかもしれない。
・許容応力度等計算
・保有耐力計算
・限界耐力計算(使われているのだろうか)
・時刻歴応答解析
今後は時刻歴応答解析に向かう建物が増える気がする。軽い建物で、短期荷重時の外力が風圧で決まる場合でも、時刻歴応答解析を行うらしい。納まりやすそうだが、何か良く分からない。

posted by TASS設計室 at 22:35| 構造設計

木造に類似する構造形式

木造や木造に類似する構造形式
・木造軸組工法
・2x4工法
・スチールハウス
・軽量鉄骨
これらの構造に共通することは、荷重や外力が類似していることであり、基礎の設計が共通している。
優劣つけがたいが、4階建て以上になると、2x4工法が有利になる。
しかし、これらの建物は、ルート1の計算が成り立つ3階建て、軒高9m以下で設計することが妥当である。
しかも、準耐火構造で設計可能な範囲とする。
これらと組合わせる混構造は、RC造が適しているが、耐火構造で混構造にするくらいなら、全てを鉄骨造にしてしまうほうが良い。構造計算ルートは、迷わずルート3にする。保有水平耐力計算を行うが、鉄骨造のラーメン構造なら、難なく設計でき、冷間形成角形鋼管の柱梁耐力比も気にならない。
さて、皆さんは混構造にしますか、木造の耐火構造にしますか、それとも鉄骨造にしますか。
posted by TASS設計室 at 00:45| 構造設計

2018年02月27日

大梁を平面的に斜めにかける

意匠図を見ていると、大梁を平面的に斜めにかけたくなる計画がある。大梁を平面的に三角形に組むのである。全てではないが、一部に、そんなことをやってみたい計画だ。
大梁でトラスが形成されるので、水平ブレースが不要になる。
鉄骨造で、デッキプレートを載せる場合は、QLデッキを使い、焼抜き栓溶接を行うので、デッキ下の梁は直交している必要はない。スプライスプレートまわりの加工手間が少々余計にかかるが、難しいものではない。
RCのフラットスラブ構造は、柱を任意の位置に配置できるが、鉄骨造でも平面的に直交しない柱配置もあり得る。フラットスラブは、地上階の床に用いるだけではなく、基礎や土圧を受ける壁にも適用でき、そんな設計を行ったことがある。

posted by TASS設計室 at 23:31| 構造設計

構造計算のデータ

RC造の構造計算のデータを入力する際、壁芯を基準線として寄り寸法で柱や梁の位置を決める。
この方法が分かりやすいようだ。自分としては、柱芯を設定して計算したい。
骨組の計算は部材の中心で行うが、意匠図と見比べるには、そのほうが分かりやすい。
梁レベルに差がある場合は、低いほうの高さを階とし、逆梁として設定する。

posted by TASS設計室 at 02:48| 構造設計

地震波

地震波として、第二種地盤のTc=0.6秒のsin波を使ったらどうだろうか。
200ガルあるいは1000ガルのsin波で計算することも悪くないような気がする。
国際確認検査センターの柳田氏が執筆された『手計算で解ける やさしい建物の振動』を眺めていたら、そんなことを思いついた。この本はお勧めしたい参考書だ。
コンピュータで計算するなら、名城大学 村田研究室の『SPACE』(フリーソフト)を使わせてもらうと良い。
最近、名古屋に縁があり、時々行くことになる。先輩が岐阜にいるので、協力を頼むことができる。
posted by TASS設計室 at 00:55| 構造設計

2018年02月26日

Ai分布の精算

塔状比が大きい建物は、Ai分布を精算することがあるらしい。
時刻歴応答解析を行うと評定が必要になるが、Ai分布の精算なら、確認申請の審査機関が行うことができる。
しかし、水平力は大きく違うものではない。徒労に終わるが、勉強になる。
posted by TASS設計室 at 17:30| 構造設計

RC+W の高さ方向の混用

技術基準解説書(2015) P.712 に書かれていることの運用に温度差がある。
固有値解析を行い、Ai分布の精算を行った上で、略算によるAiが、精算したAiより小さいことを確認することを要求されることがある。この結果は微妙なところで、5階建てなら固有値を5次まで、6階建てなら6次まで計算してAiを精算する。
モード解析による外力分布は、Rt曲線を加速度スペクトルとして求めた層せん断力係数の2乗和の平方根としてAi'を求めるが、当方は構造システムの DAP Ver.2 で固有値と刺激係数を求め、エクセルで計算している。
この計算は、難しい計算ではないので、一貫計算に含めることもできそうだ。東京デンコーなら、やるかもしれない。「2x4壁式」は、RC 2層 + 木造 4層 の計算ができる。

posted by TASS設計室 at 10:06| 構造設計