2024年01月27日

簡単に混構造の計算を行う

上部構造は基礎を除き、土台から上の木造部分を計算する。
構造図も、RCのことを気にせず、1階のスラブ上に立上りがあれば、そこから上を構造図としてまとめる。
1階のWRCの計算を行い、1階の層重量を求め、上部構造の構造設計者にその数値を渡す。
上部構造の計算を行う際は、一次固有周期とAi分布の計算を行い、Ai分布を直接入力し、上部構造の構造計算を行う。風圧に関しては、風圧より地震時の水平力のほうが大きければ、風圧力による計算を省くことができる。
木造の壁あるいは柱の脚部の軸力を、下部構造の2階梁に対する長期および短期の特殊荷重として入力して計算を行う。
このように上下を分離して計算することで、ルート1なら、上部の木造は軸組工法でも2x4工法でも、木造専業の構造設計者が行うことができる。外部鉄骨階段がある場合でも、鉄骨階段は誰が設計したものであっても組合わせることができる。
このような設計では、中心となる構造設計者は木造の構造設計者となる。
posted by TASS設計室 at 14:43| 木造の構造計算

混構造は構造設計から

混構造で計画した建物の図面が送られて来る。計画を見て、構造図を先行するしかないと思うものがある。
それにコンクリート施工図を加える必要がある。構造設計料の見積りは、そこまで考慮したものとする。
エレベーターや階段、車庫が付く建物は、矩計図も構造設計図の一部として作成する。意匠図は1/100なのに、構造図は1/50の縮尺である。規模が大きい場合、構造図は1/200か1/300で作成するが、木造は1/50にしないと無理のようだ。木造の構造図を1/100としても、構造設計図書としてまとめることはできる。その情報で施工図を作成することができる。
posted by TASS設計室 at 01:07| 木造の構造計算

2024年01月24日

木造の耐震補強

木造の耐震診断と補強設計は、2つのプログラムを利用している。
最初に HOUSE-DOC で耐震診断を行い、次に HOUSE-ST1 または 木三郎(東京デンコー)で補強設計を行う。2つのプログラムを使う理由は、補強設計で梁の計算を行うことにある。面材の耐力壁を使う場合は、木三郎で計算する。保有水平耐力計算を加えると構造計算書として格好がつく。
耐震診断ではN値計算で金物の計算を行うが、終局時の耐力は保有水平耐力計算を行って比較することができる。
通常は許容応力度計算で補強設計を行う。
posted by TASS設計室 at 13:22| 木造の構造計算

2024年01月19日

ホールダウン金物の接着工法

耐震補強で使うボンドエンジニアリングの鉄骨の枠付ブレースは、周囲のRC柱梁に接着する。
同様にホールダウン金物を柱(軸組工法)あるいはスタッド(2x4工法)に接着を併用すると、木材のたて割れが起きにくいのではないか。集成材は木材を接着したものだから、木材と金物を接着しても良いのではないか。
鉄骨で言えば、高力ボルトと溶接を併用するようなものである。この場合は、溶接で歪が起きるので、高力ボルトを締め付けた後に溶接する。
木は溶接できないので、接着することを考える。

posted by TASS設計室 at 09:30| 木造の構造計算

2024年01月18日

ロッジポールパイン

ロッジポールパインが入手できる商社のグループ企業である大手ハウスメーカーなら使えるが、一般には手に入らない。SPF(スプルース・パイン・ファー)のパインとは材料強度は大きく異なるので、ロッジポールパインの代わりに集成材を使うしかない。
https://kinomemocho.com/sanpo_banksiana_contorta.html
posted by TASS設計室 at 10:06| 木造の構造計算

2024年01月13日

木造住宅の耐震

木造住宅の耐震を考えるなら、ルート1の計算ではなく、偏心率と剛性率の検討を加えたルート2の計算を行い、鉄骨ブレース構造に倣いβ割増しを考慮するとよい。
標準せん断力系係数は鉄骨造のルート2に倣いスジカイを用いる場合はβ割箸を1.5とし、0.2x1.5=0.3にしたらどうだろう。針葉樹合板を用いた面材の耐力壁を用いる場合は塑性率が大きいのでそのままとするが、パーティクルボードの場合は、それらの中間になる。
最も考慮すべきは偏心率である。Re<0.3ではなく、Re<0.15で判定する。
木造ルート1:標準せん断力係数0.3
木造ルート2:スジカイのβ割増し1.5を考慮、Re<0.15



posted by TASS設計室 at 09:04| 木造の構造計算

混構造の1階をWRC

混構造の1階を壁式鉄筋コンクリート造にすることがあるが、その際の構造計画は2x4工法の壁線区画に倣うと無難に納まる。壁線の4分の1を耐力壁とし、開口幅の上限を4mとする。
posted by TASS設計室 at 01:45| 木造の構造計算

2024年01月06日

混構造の需要

住宅系木造建築でも、1階をピロティにすると、木造では成り立たないことがある。設計方法は2つある。1階をRC/WRC/Sとする混構造にすることが定番の方法だが、木造に鉄骨フレームを加え、平面的な異種構造とすることもある。必要なところだけに鉄骨フレームを入れるので、木質ラーメンフレームを併用する方法と大きな差はない。
素直に鉄骨造がよいが、鉄骨は工事費が高いと思われている。
posted by TASS設計室 at 20:29| 木造の構造計算

2024年01月04日

混構造の階高

1階をRCとし、2階〜3階が2x4工法の場合の構造階高は、2階のスラブ天端をSLとする。2階床は土台の上に構造用合板を貼り、プラットフォームを形成する場合も、コンクリートのスラブ天端をSLとする。
2x4工法に注目すると、2階の床も合板上端をSLとしたくなるものだが、構造階高は最も質量が集中する高さとする。
耐力壁は枠組高さで剛性が決まるので、枠組高さは階別に設定する。枠組高さが変化すると壁の剛性が変化する。壁倍率で計算する場合、壁の剛性は考慮されず倍率の比率で水平力が配分される。

posted by TASS設計室 at 15:02| 木造の構造計算

2024年01月03日

木造の耐震補強を伴う改修工事

木造の耐震補強を伴う改修工事に確認申請が必要になることがあるらしい。
スケルトンにして補強するなら、構造に関する対応は難しいものではないが、構造以外の既存遡及が気になる。
案件別に条件を整理し、設計方針を決めることで、作業量を決めておきたい。
posted by TASS設計室 at 22:28| 木造の構造計算

はじめての4階

1986年、「はじめてのMS-DOS」という本があり、PCを使う際に必須であったMS-DOSを理解することができた。
当時でも、MS-DOSのレベルで使うことができる人と、ただ使うだけの人がいた。
木造3階は、kizukuri と kizukuri-2x4 があれば計算できるが、4階建てになると手が出ない人も少なくない。壁倍率で計算するだけの人は、kizukuri で計算し、剛性率と偏心率の計算を補足している。壁の耐力が不足するので、1階にダブル壁を採用する。
2x4工法の4階は、保有水平耐力計算が必要になるので、一気にハードルが高くなる。木造4階の計算をするが、軸組工法のみという人も少なくない。木造に強いという設計事務所である。

混構造になると、下部構造の設計が出来なくてはならない。木造はWRCと組合わせることが定番の設計だが、まれにRCラーメン、Sラーメンの場合もある。支持杭を用いた基礎を設計することもある。当然、下部構造の計算もルート3になるので、RC/WRC/Sの保有水平耐力計算を行うことになる。

そのようなことから、木造4階は一気にハードルが高くなる。WRCなら4階建てでもルート1で計算できる。
木造、特に kizukuri から建築構造設計に参入した木造専業の構造設計者は、この差を埋めないと4階建てや混構造に手が出ない。
木造専業でも構造設計一級建築士を取っている人がいるのだから、もうひと息ではないかと思う。適合性判定の審査費用と同額で、適判に対する対応をサポートしている。アドバイザーとして対応する。

この差を埋めるための参考書があってもよいと考えているが、講習会のテキストのように、その場限りのものではなく、その後の見直しにも対応する必要があるので、印刷した本では対応しにくい。
kizukuriとkizukuri-2x4のユーザーが「木三郎4」「2x4壁式3」が使えるようになるまでの参考書を書くことを考えている。どこで引っかかるかは、人それぞれである。壁の剛性で計算する方法が理解できない人、ヒンジで引っかかる人、梁の終局せん断耐力の計算でつまづく人など様々である。普段RC/SRC/Sの保有水平耐力計算を行っている人には当たり前に理解されていることでも、木造から構造設計に参入した人にはなじみがない概念がある。
東京デンコーのプログラムは、マニュアルが不備だと言い、2x4壁式が組み込まれている福井コンピュータのほうがサポート体制が整っていると言った人がいる。そのレベルの人が多いことがよく分った。2x4壁式は別の方向で進化しているようだ。
木造専業の人たちが使えないと、機能が豊富な構造計算プログラムが活かされない。マニュアルと教育、サポートが重要なことが理解できる。この段階の人は、受け身の勉強の人が多く、独学できる段階に達している人が少ない。

posted by TASS設計室 at 11:12| 木造の構造計算

2024年01月01日

合板の耐力壁

構造用合板を使う耐力壁は、
@合板を木に釘止め
A合板を木にビス止め
B合板を薄板軽量形鋼にタッピングビス止め
C合板を枠内に入れて周囲を拘束
DRC架構内に合板の耐力壁を入れる
@〜Bを比較すると、@が最も塑性率が大きい。だから保有水平耐力計算を行う場合はAとBは用いず、@で計算する。
2x4工法の計算で、反曲点高比1.0としてDs=0.3で計算するということは、反曲点高比1.0として標準せん断力係数0.3で計算することと同様である。一次設計だけでもよいではないか。
2x4工法で、反曲点高比0.5に固執する理由は何だろうか。応力図とマグサの断面算定が一致していない。マグサは両端 pin で計算している。


posted by TASS設計室 at 11:03| 木造の構造計算

2023年12月31日

木造の構造設計はRC/Sから

木造の構造設計はRC/Sの次に行う。最初から木造では構造の基礎を素通りすることになる。
支持杭の計算、杭頭モーメントの曲げ戻しなどは、昔は手計算で行ったが、今は一貫計算と連動して計算する。しかし、適用範囲から外れたら手計算が必要になる。
木造とは言っても、基礎はRCである。混構造の場合はRC/WRC/Sと組合わせる。
posted by TASS設計室 at 19:26| 木造の構造計算

木造は追及する所が多数

木造は軸組工法も2x4工法も追及する所が多数ある。
両者に共通するところは、建築学会の木質構造設計規準・同解説−許容応力度・許容耐力設計法も含め、共通化したらよいのではないか。いつまでも告示1540号にしておくこともない。輸入住宅のままではないですか。
今までの指針では、頑張って6階建てがいいところで、しかも規模が大きくないと成り立たない。
現実に設計する段階になると、RC造かS造になる。工事全体の施工管理はゼネコンが行うことになり、木造住宅の会社には難しい。
小規模な5〜6階建てはS造が適しており、木造は4階まででしょう。
posted by TASS設計室 at 17:36| 木造の構造計算

2023年12月30日

壁の剛性に基づく計算

壁の剛性に基づく計算は、ほとんど利用されていない。
パーティクルボードはせん断耐力が大きく、値段が安いので使いたがる人が多いが、塑性率の試験結果が公表されていないので、保有水平耐力計算を行うことができない。Dsは0.3より大きな値になるだろう。
塑性率に関係なく、せん断耐力だけで計算するルート2なら、パーティクルボードを使うことができる。しかし、個人的には使いたくない材料である。
針葉樹合板は値段が高く手に入りにくいという理由で、安易にパーティクルボードに変更することは見直していただきたい。昔と比べれば改善されたというものの、水や湿気に弱く、外壁に使うと問題が起きないとも限らないことを理解し、納得した上で使っていただく。
posted by TASS設計室 at 12:31| 木造の構造計算

木造の構造計算プログラムは、カスタマイズの時代

以前から行われているが、木造の構造計算プログラムは、会社別にカスタマイズする時代になった。
自分で下準備して、マスターデータを整備すれば済むことだが、与えられた道具で作業することしか考えていない人が多いので、使いやすくするほうがよい。
入力項目は kizukuri, kizukuri-2x4 を見倣うと、多くのユーザーに受け入れられる。
posted by TASS設計室 at 09:36| 木造の構造計算

2023年12月29日

3階建て、最高高さ16m

3階建て、最高高さ16m・・・・・この16mは何に使うか。
日影や他の高さ制限を考えなければ、軒高11mに小屋裏利用を目的として小屋組み5mとし、ルート1の計算で4層の建物ができる。
階高を4mにして3層とすると、各階にロフトを設けることができる。住宅系の用途では、このくらいのことができる。木造の事務所や店舗も考えられるが、そちらは鉄骨造でしょう。
全ての構造形式に対応するので、木造が無理ならRCかS、あるいはWRCにする。
posted by TASS設計室 at 01:38| 木造の構造計算

2023年12月28日

プレカットは4階建てが限界

木造軸組工法のプレカットは4階建てが限界である。
3階以下が圧倒的多数で、滅多に4階建てが出てこないのだから、それでよいが、4階建ては120角の柱で建てることができる。添え柱を加えることで軸力やめり込みに対応できる。2x4工法のスタッドをまとめて6-206にするようなものである。まれに120x180などという断面の集成材の柱を使うことがある。
構造計算はシミュレーションだから、計算しながらエスキースを作成する。意匠図はスケッチ程度で、その段階で計算してしまい、自動作図で構造図を作成し、それを基に意匠図を作成しても良い。
柱の位置さえ決めてしまえば、後は建具やユニットバスなどのデータを張り付けるだけである。構造計算先行も悪くない。
posted by TASS設計室 at 20:14| 木造の構造計算

部材の交点で力のやり取りをしない立体トラス

節点で力のやり取りをしない立体トラス・・・・・というと気づく人がいると思うが、まだ誰も解析出来ていないことが分った。趣味の世界の人たちのやることだが、実験を併用して評定を取得することを提案したことがある。

posted by TASS設計室 at 06:05| 木造の構造計算

2023年12月27日

木造4階建て

kizukuriで木造4階建ての計算を行う人がいる。なぜ「木三郎4」「2x4壁式3」を使わないのだろう。
使用頻度が低いので、新たにプログラムを購入することをためらっているように思える。軸組工法より2x4工法が少ないのは、保有水平耐力計算というハードルがあるからとみている。
タイダウンを使わない場合でも、意匠設計の段階で、金物を上下に通すことを意識して基本計画を行うとよい。各階を別人が設計しているようにみえる建物も少なくない。断面、軸組を意識し、立体で考えてもらいたい。
耐力壁が上下に通らないと、耐力壁を梁で受けることになる。終局時の軸力を梁で受けるので、梁断面が相当大きくなり、既製のLVLの梁では間に合わず、2-614 などとしなければならないこともある。主要な壁を上下階で通すくらいのことは、基本計画の段階で考えるものである。
陣取り合戦的プランニングは卒業しよう。
プランがぐちゃぐちゃなら、鉄骨造を勧める。架構を決めてしまえば、後は好きなように設計できる。
内部の間仕切り壁は、均しの荷重で考慮し、マンションの内装のような感じで設計してもらえる。
建築のことがよく分かっていない意匠設計者に会った時、普段はどのような仕事をしているか聞いたことがある。コンビニの内装の設計を行っているとのことだった。
その点、ビルものの設計に慣れている意匠設計者が、たまに木造の設計を行うと、構造計画がしっかりしている。


posted by TASS設計室 at 11:08| 木造の構造計算