なぜ基礎と上部構造の計算を分離するのか

なぜ基礎と上部構造の計算を分離するのだろう。
データの転送ができないので不便ではないかと思う。
連続して計算できるプログラムは「2x4壁式」しかないが、ベタ基礎あるいは布基礎で計算する場合には便利なので、オプションで購入することを勧める。
壁端部のタテ枠は、壁あるいは開口の入力で、壁の両端あるいは開口の両端が同じ本数になるが、個別に変更できるようにしてもらうと補正が楽になる。

柱に金物を２つ取付ける

理解力のない審査機関を相手にしている。
・評価できる根拠
・メーカーに確認した資料
・根拠となる文献
を添付するよう指摘が届いた。
そんなもの物理と構造力学で判断できると言ったら、担当者が意地になってきた。木造２階建て、せいぜい3階建ての審査しか行っていない千葉に本社のある審査機関である。
Hi43を２つ取付けるが、柱サイズが105x210で対角線上に取付け、アンカーボルトはコーン破壊の検討も加えている。Hi43の試験データは、すぎ105x105で試験が行われていた。
適判にはまわらない建物だが、適判の判定員と話していた。そんな審査係がいて困ったものだ、という結論になった。

木造専業の審査機関は人材不足

木造専業の審査機関は人材不足である。
木造住宅専業の設計者が持ち込む審査機関よりも、大規模木造を扱う審査機関や、適合性判定機関の審査担当のほうが工学的判断に長けている。当然と言えば当然のことである。
審査は、ある程度設計の経験を積んでから行うもので、自分が設計した経験のある構造形式や規模が基本になる。だからゼネコン出身で、中途採用で審査機関にされる人や非常勤の審査担当のほうがスキルが高い。実務経験が豊富だからである。

ホームズ君は、耐震診断と許容応力度計算のデータは共通

ホームズ君は、耐震診断と許容応力度計算のデータは共通ですか
Google Gemini に聞いてみた。

はい、「ホームズ君 構造EX」と「ホームズ君 耐震診断Pro」の間で、物件データやCAD情報などの一部データは読み込み（相互活用）が可能です。

しかし、それぞれのソフトで計算に必要な項目や目的が異なるため、完全に共通のデータとしてそのまま利用できるわけではなく、読み込み後に調整が必要となります。

データ連携の概要
ソフト 計算内容 データ連携
構造EX 許容応力度計算、建築基準法、長期優良住宅など 耐震診断Proのデータを読み込み可能（調整が必要）
耐震診断Pro 木造住宅の耐震診断（2012年改訂版）、補強設計など 構造EXのデータを読み込み可能（調整が必要）
読み込みと調整が必要な理由
入力項目の違い:

例えば、「構造EX」にはあっても「耐震診断Pro」にはない項目や、その逆の項目が存在します。

計算ルートや基準が異なるため、読み込み後にそれぞれのソフト特有の入力項目について確認・修正を行う必要があります。

目的の違い:

**許容応力度計算（構造EX）**は、新築時などに建築基準法等に基づき建物の安全性を詳細に確認することを目的としています。

**耐震診断（耐震診断Pro）**は、主に既存住宅の現状の耐震性能を評価し、補強設計を行うことを目的としています。

したがって、入力したCAD情報などの基本データは相互に利用できますが、計算の種類に応じてそれぞれのソフトで必要な追加情報を入力したり、設定を調整したりする必要があります。

上部構造と基礎梁を分離して計算

木造の構造計算書を見ていると、上部構造と基礎梁を分離して計算している人がいる。
おそらく、別の構造設計者が基礎梁の計算を行っているものと思われる。たまに、混構造の下部構造や基礎の設計を依頼されることがあるので、状況は理解している。
これが杭基礎になると難しくなる。杭芯ズレ±10cmの計算をエクセルで行うこともある。
上部構造の応力（長期・短期・保有時）をBUS基礎に入力し、基礎梁と杭を連続計算する方法を考える。

木造専業の構造審査担当

木造専業の構造審査担当は視野を広めることが必要である。
木造だけではなく、鉄筋コンクリート造と鉄骨造を理解することで判断力を養うことができる。適判に勤めるかどうかに関わらす、判定員の資格を取得することを勧める。腕試しに行って来たらいかがですか。

木造の設計者は上部構造と基礎を分離して計算することが多い

木造では上部構造と基礎を分離して計算されている計算書を多く見かける。
上部構造の応力を受けて、基礎梁の終局節点モーメントを計算するので、分離しないほうが都合がよい。
木造以外では当たり前に行われていることが、木造では行われていない。ここで木造というのは、2x4工法と軸組工法の両方である。基礎梁にヒンジが出来ないようにする。

N値計算

片スジカイは方向別に倍率が異なるが、壁量計算では平均の倍率で計算されている例が確認申請審査マニュアルP.45に記載されている。
N値計算では左右の壁倍率の差がある場合は補正値を考慮する。こんな面倒なことをせず、N値計算でも、1発で求められるようにできないだろうか。
電算出力を補正していて思ったことである。滅多に壁量計算は行わないが、需要があるのでHOUSE-ST1で計算している。

大規模木造の難易度

大規模木造の難易度に関する係数は、保有水平耐力計算を行うので通常の許容応力度計算の 1.5倍、構造設計一級建築士関与で 1.2倍という掛け率が一般的なようだ。杭基礎（支持杭）になると更に 1.2倍にすることができるが、杭の計算は手計算になるので、杭芯ズレ10cmを考慮した計算を行うと、エクセルでの計算に手間がかかる。
杭と基礎梁の計算をBUS基礎で行うことができれば、繰り返しの計算が楽になる。
5階建ての場合は杭基礎、4階建てなら直接基礎という設計が多いが、短辺方向が短く、塔状比が2.5を超えると浮上りの検討が必要になる。短期の地耐力が納まるか限界に近くなる。大地震で傾いたままになることが心配になる。

2x4工法4階建て混構造

2x4工法の4階建てがルート2で計算できるようになるらしい。木造軸組工法と足並みが揃う。
ルート2なら耐力壁は倍率で計算することができるので、計算が分かりやすくなる。
混構造で1階のRCをルート2で計算するには、耐震壁付きラーメンにしなければならない。1階を純ラーメンにするとルート3になり、全階をルート3で計算することになる。
1階をWRC造にすると、WRC造はルート1あるいはルート3となり、ルート2の選択肢はない。結局ルート3になる。
WRCの計算ルートはRCの耐震壁付きラーメンとは異なり、ルート2を設定しようがないからだろう。
混構造ではない2x4工法4階建ての設計がやりやすくなる。

木造専業の審査機関

木造専業の審査機関は新規採用が増加していると思われる。
初心者マークの審査係もいるが、その上司も同様である。非木造の審査も行い、木造も審査するという程度の人が最も審査係に適している。学ぶ順番はRC造とS造が先で木造が後である。RC造とS造には多くの知見が含まれており、それらを基にして木造を学ぶのである。

人通口の計算

木造住宅の基礎には、人通口というデブは通過できそうもない基礎の開口がある。
2x4壁式では、基礎梁の任意の位置に人通口を設ける計算ができる。抜き出して個別に検討する手間が省けて便利な機能である。基礎梁の検定計算に人通口という項目が追加され、検討結果が記載される。

木材の割裂

木材の割裂耐力
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.jstage.jst.go.jp/article/jwrs/64/3/64_94/_pdf
ＲＣ梁の付着割裂のような計算を行うようになるのだろうか。
適当に数値化して当てはめてみると、それらしい式になりそうだ。

鉄筋コンクリート造と鉄筋コンクリート

木造住宅の基礎は鉄筋コンクリートでよいらしいが、鉄筋コンクリート造と鉄筋コンクリートの違いが分からない。建築学会のRC規準に則った設計を行うことが鉄筋コンクリート造であり、計算外の規定も適用される。見落とされがちなのは、梁のせん断補強筋の間隔である。梁成300とすると、スターラップの間隔は@150になるが、意外と見落とされ、@200として設計されていることがある。
確認申請に提出する際、梁成300でも St.1-D10 @200 として提出して反応を見る。スラブ筋の間隔をX方向Y方向共にD13 @250としてみるという手もある。木造2階てだけではなく、3階建ても鉄筋コンクリートにできるか試してみる。最後に修正する。
何が鉄筋コンクリートか調べてみたいが、結局のところ、そんな区別はなく鉄筋コンクリート造に落ち着くだろう。付着割裂の検討は行わないことは確かである。

部品の構成を決めることが設計

部品の構成を決めることが設計らしい。
プレファブ屋、ファミレスなどと同様に、スキルの低い人でも設計できることが木造住宅の設計方針である。
それに乗じて材料メーカーが認定品を出し、自社の製品を売り込んでくる。構造部材に関しても、木造は資料が多い。
メーカーのカタログを整理して、使いやすくするとよいが、その段階にＡＩを利用している人がいる。勧められたので、今度会ったら教えてもらうことにする。

混構造5階建て

木造の商業ビルで、1〜2階がRC、3〜5階（共同住宅）が2x4工法という計画がある。
1階をRC、2〜5階を2x4工法で設計したことがあるが、前者のほうが2x4工法の設計に無理がなく、通常の耐火構造3階建ての要領で設計できる。全層をRC造にするよりも、コスト的にメリットがある。2x4工法の共同住宅は難しくない。あるいは全層をS造にするという手もあるが、2x4工法のほうが階高を低くしても有効天井高さがとれる。
地震時の水平力はAi分布によるので、地べたに建つ3階建てより大きくなる。
山菱工業のLD-190Yの使用条件に合わせて、引抜金物を選定すると、タイロッドを使わなくて済む。コア部分の耐力壁の耐力を上げることがコツである。ビルのコア部分の耐震壁と同様である。
LD-190Yの終局耐力は289.1kNである。（たて枠 … SPF集成材　E120-F375）
https://www.yamabishikogyo.co.jp/product/detail/1325/
下層をWRC造、上層を2x4工法にすると、2x4壁式3を使って一発で計算できるが、杭基礎を採用する場合はRCラーメンのほうが設計しやすい。
RCの配筋とホールダウン金物のアンカーボルトの位置関係を示すため、最初に配筋図（現寸図）を作成する。RC造の梁の外端の定着に定着板を使うと納まりがよい。特に出隅が重要になる。

木材の利用とは言うものの・・・・・

木材の利用とは言うものの、パーティクルボードは木屑を接着して板にしている。
固めているので強度は高いが靭性に乏しく湿気に弱い。現在は改良されているらしいが、面材の耐力壁は針葉樹合板を使いたい。
合板耐力壁で保有水平耐力計算を行う場合は針葉樹合板に限る。

木造軸組工法の計算はルート３を避けている

WEB講習を聴いていて、木造軸組工法の計算はルート３を避けていることが分かる。
高強度の面材耐力壁を用いると、μがいくつになるか知らないが、構造特性係数(Ds)が大きくなり、保有水平耐力計算を行うメリットが薄れることが理由と思われる。
でも、できるようにしておいたほうが、設計の選択肢が増えてよいのではないか。いつまでも倍率計算を行っているのではなく、耐力壁の剛性に基づく計算を行うほうが変形に関しても、より詳細に検討ができる。
混構造で下層をＲＣラーメンにすると、否応なしにルート３になる。耐震壁付きラーメンという、制限のある設計を行わなくて済む。鉄骨造でスパン6mということもあるまい。
比較する5階建ての構造は『鉄骨造』である。角形鋼管の柱サイズは250角から300角、スパンを飛ばすなら350角だろう。木造の柱が 210x210 で、多くの耐力壁を入れるなら、鉄骨造のラーメンを僕は第一に考える。
木造の設計の様子が分かったWEB講習であった。

木造5階建ての上下分離モデル

高耐力耐力壁活用マニュアルの試設計で紹介されている5階建ての計算では、上部３層と下部２層に分離して計算している。重要度を考えると、下部の計算が肝になる。
細かいことを言うようだが、上下に分けるなら上部２層と下部３層に分けるほうがよいのではないかと考える。
あるいは中間階をダブらせ、上から３層と下から３層の計算を行うのである。
木三郎４を使うなら、上部１層と下部４層に分ける。あるいは、中間層をダブらせ、上から４層と下から４層を計算するという方法もある。接続部分の検証がやりやすい。
木造ではないが、平面的に長い建物の計算でゾーンに分けて計算する際、ダブらせて計算した経験がある。

もう１つ、気になることを付け加える。基礎梁ヒンジについて明言することが必要である。壁の脚部の終局耐力を担保するため、基礎梁にヒンジができないことを確認すると言えば、ひと言で済むのではないか。
基礎梁がショボすぎると保有水平耐力が出ないので、ルート２の計算でも同等の検討を加える。

上下階で柱断面が異なる場合の面合わせは、どうしましょう。同じ断面にすると不経済になる。

木造５階建ては2x4工法でしょう

木造の高耐力耐力壁のWEB講習を聴いているが、試設計の説明を見ると、軸組み工法よりも2x4工法のほうが良いのではないかと思った。2x4工法でも主要な耐力壁は206を使うことになる。
計算例では、５階建てを上部３層と下部２層に分けて計算している。これなら kizukuri や HOUSE-ST1でも計算できる。５階建てよりも４階建てのほうが多いと思うが、その場合は　木三郎４　を使うと便利である。その際は壁倍率によらない計算を行うほうがよい。ルート２で計算する。
もちろん2x4工法の4階建てあるいは5階建ての計算はルート３になる。