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よくわかる構造計算 木造編Understand

計算方法 木材 金物 アンカーボルト 参考書籍
基礎 全体計算 部分計算 梁・柱 耐力壁
壁量計算 N値計算 バランス 金物工法 ソフトウェア
よくわかる構造計算の木造編です。総合的な内容は本編をご覧ください。
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参考ページ
 木造3階建ての耐震診断・構造計算
 揺れやすい木造3階建て住宅
 木造3階建ての耐震補強事例

2017年に、木造構造計算のバイブル的存在の木造軸組構法住宅の許容応力度設計が改訂され、2017年版が発売されました。一部設計方法が変わりますが、基本的には同じです。より安全に設計できるように矛盾点をなくし、解説が増えたことが良い点です。今後普及していくと思います。構造設計をご依頼の場合、2017年版に対応していますか?とご確認ください。

計算方法

4号建物は簡易な計算方法
木造3階建ては構造計算が必要
アパートは要注意!

法的な木造の検討は、次の通りです。
1:壁量計算・N値計算・バランスの検討(四分割法・偏心率)
2:壁量計算・N値県産・バランスの検討・構造図
3:構造計算・構造図(グレー本)
4:構造計算・構造図(その他)
 1は、いわゆる「4号特例」で、木造2階建て住宅。大半はここになります。地震や風の安全確認として壁量計算、柱頭柱脚の金物の検討であるN値県産、建物の平面的バランスを検討する四分割法(もしくは偏心率)を行います。これらの計算は「簡易検討」のレベルで、最低限の計算です。あとわすれてはならないのは、建築基準法施行令と告示の木造の部分、計算以外も守らなければならないことは示されています。これらの検討でわかることは、地震に対しての最低限の検討であって、梁や柱、基礎の安全の検討は行われていないことです。一般的な古い形式の木造では問題になることは少なくても、形状が複雑だったり、大空間(8畳以上)は、問題になることもありますので、配慮して設計する必要があります。
 準耐火建築物の場合、層間変形角の検討が必要です。これは構造計算で確認しなければなりませんが、さすがに木造2階建てで求めるのは酷なので、壁量計算で所定の安全率を含めればOKという行政見解が多いです。
 2は、確認申請上の話しですが、アパート等の場合、構造図の添付が必要です。検討内容は1と同じです。
 3は、木造3階建て等の比較的大規模の住宅です。ルート1に相当する構造計算が必要です。ルート1ながら偏心率の検討が必要です。
 4は、中大規模の木造の構造計算です。3と同じ方法も採用できるものもありますが、壁量計算を除外できる46条2項ルートで、大規模なもの、スキップフロア、壁倍率が定められていない材料の採用などより柔軟で高度な計算方法もあります。
 壁量計算は、手計算で十分ですが、構造計算は柱梁の数が多いこともありかなり手間がかかるので構造計算ソフトを利用するのが現実的です。しかし構造計算ソフトではすべての必須項目を検討することは不可能で、その他の検討も必要になってきます。また入力しただけで計算書がでるような簡単なものではありません。構造的知識や経験が必須です。

主な構造計算ソフト

kizukuri シェアナンバーワンの扱いやすい木造構造計算ソフト。玄人好みで、常に我々を驚かす独自の機能を搭載してきます。非常に使い勝手が良く、習熟しやすいソフトです。
Strdesign 機能数では負けない構造図まで作成できるスーパー木造構造計算ソフト。見たままを入力できるので、モデル化する必要が減少しています。
HOUSE-ST1 比較的安価で初心者向けで操作性の良い木造構造計算ソフト。近年のバージョンアップで多機能化が図られ他のソフトに追いついてきました。
ASTIM より不整形な建物の構造計算にも対応した木造構造計算ソフト。同社のASTIMと組み合わせると混構造にもシームレスに対応できます。

木造2階建ては原則として構造計算をしなくてもいいが、当然やってもいい。もちろんやったほうがいい。木造2階建てが安全に配慮せず自由に設計して良いというのは大きな間違い。

構造計算すれば地震に強い建物が建つ、というのは幻想!あくまで安全確認の手段!!

木材

木は非常に強い!
実は燃えやすく燃えにくい
水分に弱く、方向によって強度が大幅に弱い
 工事中

木は特性を掴むのが難しい。計算通りにいかない

構造上は、木のぬくもり、なんて幻想は早めに捨てた方が無難。

金物

木造の弱点は仕口
弱点だからといって固く固めてはいけない
金物は諸刃の剣

 工事中

金物がなければ、強い耐力壁など無意味になる

間取りが適正であれば、無理な金物を取り付かない

アンカーボルト

アンカーボルトで木造の住宅と基礎を止めつける
工事中
工事中

高倍率の耐力壁を使うと、アンカーボルトの埋込み深さが深くなり、場合によっては施工不能になる。

木造では太さは2種類あるので間違えないように!

参考図書

木造もたくさんの参考書が必要
工事中
工事中

必携
・新グレー本(2017年に改定版が出ました)
・木質構造設計規準
 この2冊は必携です。
参考書

技術書


新グレー本、木質構造設計規準は必ず押さえておきたい

計算ソフトの入力ができれば、とりあえず構造計算書は作れる。ただし基本マニュアルを読まず構造も知らない建築士にあなたは計算を頼みたいですか??

基礎

基礎は大切
工事中
工事中

基礎の設計は考え方を間違いやすいので基礎をしっかり叩き込むこと!

木造2階建ては基礎の構造計算していないだけでなく、鉄筋量が不足している場合がほとんど。しかしそれで本当に危ないか?は、恐らく次の大地震がこないと本当のことはわからない。

ソフトウェア

他の構造と違ってほとんど本体だけで計算っできる
実務的に構造力学ができなくても計算が可能な場合もある
ただし基本的な構造を押さえておかないと、審査などで思わぬ苦戦に陥る

 木造構造計算は、柱梁等部材数が大きく入力工程が多い反面、初心者向けに作られている構造計算ソフトが多く、実務者も多いため、木造2階建て程度であれば、構造力学等知らなくても計算できてしまいます。
 ここでは、導入するソフトウェア毎にどのように揃えたらいいのか?をケース別に見ていきます。

HOUSE-ST1編
 HOUSE-ST1は基礎や二次部材の計算も含有しているので、整形な建物であればほとんどの計算を単体で行う事ができます。

STRDESIGN編
 木造住宅の構造設計においては一番多機能なソフトです。計算書のみならず、図枠付きの構造図も描けてしまいます。普通の建物は基本的にこのソフトだけで完結します。

KIZUKURI編
 非常にユーザー数の多い操作性に優れた構造計算ソフトですが、さすがに設計の古さがでてきました。まず基礎は別計算。2次部材も別計算です。自分で工夫してツールを作るユーザーが多いのですが、単体だけで計算すべてを簡潔!と思うと意外と苦戦します。


基礎の構造計算はRC造の構造計算を理解できないと難しいです。

最初はソフトを触りながらでもいいので、計算書の内容を理解できるようにして、どんなことを計算しているのかは最低限理解しておきましょう。

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