2018年03月05日

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

2018年02月25日

シンプルな構造

RC造は無開口の耐震壁とラーメン構造の組合せの耐震性が高い。余計な壁は無いほうが良い。
乾式の壁を用いて、純ラーメンにしてしまうという構造計画は、高層マンションなどと同様だ。
posted by TASS設計室 at 07:15| 構造設計

2018年02月23日

柱が邪魔

既存の鉄骨造5階建て駐車場の3階の柱が邪魔なので、柱を移動したいという相談があった。
2階はテナントが入っているので、鉄骨の仕口を作り直すことはできない。
そこで、柱を曲げることにした。足元で45度曲げ、1m程度逃がしたところで垂直にし、再び元に戻す。
規模が大きいので、部分的に柱の耐力が下がっても、水平力の伝達には支障ない。軸力に対して十分な耐力を得るため、ビルトボックスの柱を提案した。
posted by TASS設計室 at 11:21| 構造設計

2018年02月22日

RCの柱梁接合部の検討

一次設計でRCの柱梁接合部の検討を行う場合、柱梁のどちらが先行降伏するか判断できないが、次のように考えるそうだ。
・上下ともに柱が接続する(中間層) → 【梁降伏型】として計算
・上下何れか一方の柱が接続しない、かつ左右ともに梁が接続する(最上階、最下階の中間スパン) → 【柱降伏型】として計算
・上下何れか一方の柱が接続しない、かつ左右何れか一方にのみ梁が接続する(最上階の外端) → 何れで降伏するか不明なため、【梁降伏型】と【柱降伏型】の両方を計算する。
一貫計算で行うことができるが、厳密に計算したり、大雑把に略算を行ったり、何かしっくりこない。
一次設計で強度型の設計を行っている場合、柱梁接合部の検討は必要ないのではないかと考えている。でも、検討しなければならなくなった。
http://www.kozosoft.co.jp/gijyutu/qa201001_1.html
posted by TASS設計室 at 16:49| 構造設計

2018年02月20日

D16 と D19 の使い分け

細い鉄筋を使いたいことは分かるが、あえて D19 を使うことがある。
D16 の重ね接手より、D19 を圧接するほうがきれいに納まる。
だいぶ昔のことだが、壁式鉄筋コンクリート造のマンションの構造設計を行ったとき、梁筋をD16で設計したが、作業所長は D19 にしたほうが良いと言う。
確かに、スターラップの納まりが良い。

posted by TASS設計室 at 21:44| 構造設計

ハイブリッド構造

RC,SRC,S は、ミックスして設計することがある。
SRC柱に梁S は良く見かけたものだ。コア部分をRCあるいはSRCとし、まわりをS にすることもある。
RC柱に梁S も建てられている。
下階をSRCとし、上階をS とするのは当たり前で、安定感のある建物になる。
RC と S の平面的な混用も悪くない。
そこで、RC と 木造の平面的な混用が普及しても良いのではないかと考えている。

posted by TASS設計室 at 21:28| 構造設計

2018年02月07日

壁式鉄筋コンクリート造には、ルート2の計算がない

壁式鉄筋コンクリート造には、ルート2の計算がないのは何故だろう。
設計規準や設計施工指針に書いてあるから、という答えはナシですよ。
スチールハウスの計算でも、ルート2が存在しない。
強度型の設計を行う場合、ルート2の設計は合理的ではないだろうか。
諸々の規準や指針では、すぐにルート3の計算に導かれるが、果たしてルート3の計算、即ち、保有耐力計算は物理学的理論として完成したものだろうか。細かく計算している割に、エイヤーと決めているところがあり、玉石混合のような気がしてならない。
今後は動的解析に向かうのではないかと考えている。
posted by TASS設計室 at 14:16| 構造設計

軽量鉄骨造も鉄骨造

軽量鉄骨造も鉄骨造、スチールハウスも鉄骨造というのは、実情に合わない。
軽量鉄骨造は認定工法としている大手ハウスメーカーもあるが、応力的には、木造軸組み工法と大差ない。スチールハウスは2x4工法と全く同じではないか。
posted by TASS設計室 at 14:02| 構造設計

2018年02月01日

小梁と大梁の区別

小梁と大梁は積載荷重が異なる。小梁は床用の積載荷重とするが、小梁と大梁を区別せず、全てを大梁として計算することもある。混構造の下部構造を計算する場合、上部の短期荷重を考慮するには、大梁として計算するほうが、一貫計算プログラムを使う場合に適している。上部架構を受ける梁だから、大梁として計算してしまう。

小梁の積載荷重を、床用の積載荷重と架構用の積載荷重の平均とする場合もあるが、僕は今のところ採用したことがない。
posted by TASS設計室 at 01:01| 構造設計

2018年01月28日

工場の改修工事

工場の設計では、経済性を考慮して、ブレース構造で設計することが多い。
ところが、生産ラインの変更で、ブレースを取り外さなければならないことがある。
同じ通りで、ブレースの位置を変更することがあるが、絶対数を減らしたいことがある。
そのような場合はブレースの断面積を増大するが、鉄筋コンクリートあるいはCLTの壁を耐震壁とすることも考えられる。
RC柱・S梁という設計もあれば、S造でRC耐震壁という設計もある。
posted by TASS設計室 at 12:23| 構造設計