木造4階建て構造設計WEBセミナー：設計例計算書の構成説明・作成方法

(1)

- 設計例計算書の構成説明・作成方法 -

(2)

-

第3部設計例計算書の構成説明・作成方法

-

第1部

midas iGenの操作学習

第2部

各種パラメータの計算解説

1

(3)

session 1.

設計例計算書の作成とポイント

1

各章と各節のポイント編

session 2. MIDAS製品紹介

session 3.

設計例計算書の作成とポイント

2

midas iGenにおける追加操作編

session 1.

設計例計算書の作成とポイント 1

各章と各節のポイント編

3

(4)

今回のセミナーで作成した設計例計算書は、

設計例モデルに合わせて作成した計算書である。

審査機関とって分かりやすい計算書にするための工夫などを記載した箇所があるが、確認申請が問題なく通ることを保証するものではない。

また、設計例のため、記載を省略した箇所がある。

上記をご理解いただき、以降の説明をご参照ください。

設計例計算書について

はじめに...

設計例計算書の作成とポイント

1 1章一般事項

2章使用構造材料および接合部等の許容耐力 3章荷重および外力

4章準備計算

5章解析モデルの入力情報

設計例計算書の構成とポイント

7章上部構造の断面検定 8章基礎構造の検討 9章その他の検討

10章層間変形角、剛性率、偏心率の確認 11章総合所見

木造：接合部性能や面材せん断性能などの算出過程を記載木造：木質材料や接合部の性能などを記載

木造：ベース金物や土台などの検討木造：各種検討結果を記載

5

(5)

1章一般事項

2章使用構造材料および接合部等の許容耐力 3章荷重および外力

4章準備計算

5章解析モデルの入力情報 6章解析モデルの結果情報

設計例計算書の構成とポイント

7章上部構造の断面検定 8章基礎構造の検討 9章その他の検討

10章層間変形角、剛性率、偏心率の確認 11章総合所見

12章付録

iGen：自重や地震荷重などの

木質材料や接合部の性能などを記載

iGen：入力情報や応力図などは全て手作業にて出力

iGen：構造芯位置や剛域の設定情報を記載

iGen：各種検討結果を記載

1

技術基準解説書

2015年版の6.6.2節に記

載のフローをもとに作成した。

1章一般事項

1.5節構造計算フローチャート

ルート1やルート3の場合のフローをルート2以外の構造計算ルートにて設計する場合には、当該フローの書き換えが必要となる。

※ 当該図をダブルクリックすることで編集作業可能

7

(6)

基礎梁がRC部材のため、RC造物件と同様の情報を記載した。

※ 当該節の表は全て、ダブルクリックで編集可能

※ 黄色セルが入力セル、白色セルは自動計算セル

2章材料および接合部等の特性値

2.1節コンクリート、鉄筋の許容応力度等

1 RC部材の材料特性表と同様の情報を記載した。

※ 柱梁部材の入力セルはリスト形式での入力

※ 別シートを編集することでリストの選択可能項目を追加可能

2章材料および接合部等の特性値

2.2節木材の許容応力度等

9

(7)

設計例の特徴であるラーメン架構接合部の各特性値を記載した。

2章材料および接合部等の特性値

2.3節接合部の許容耐力

設計例では、ピン接合部は既製品を使用することとしている。このように既製品をりようする場合には、メーカ名や既製品名、耐力などを記載する必要がある。

接合効率とは、接合部曲げ耐力の母材曲げ耐力に対するの比率のこと。引きボルト形式柱梁接合部の場合は

20%前後となり、母材断面

寸法を大きくすると

15%程度まで下がる。

※引きボルトをGIRやLSBに変更すると接合効率が高まる

1

第2部で説明した通り、面材のせん断性能は釘配列などにて変化する。そのため、当該節では面材の各特性値を記載した。

2章材料および接合部等の特性値

2.4節面材のせん断性能

11

(8)

第1部にて公開したチュートリアルの「Ⅱ.モデリング」の

step16

に記載された荷重表の根拠が当該節の計算結果となる。

3章荷重および外力

3.1節床荷重

*：第1部にて公開したチュートリアルに誤りがありました。チュートリアルP.37の表(上記の表)の「EVピット」の「DL」の数値ですが、正しくは、構造計算書の計算結果である「20.3kN」となります。

1

第1部にて公開したチュートリアルの「Ⅱ.モデリング」の

step16

に記載された荷重表の根拠が当該節の計算結果となる。

3章荷重および外力

3.2節壁荷重

13

(9)

他社一貫ソフトとは異なり、iGenはデフォルトでは自重を考慮しないため、手動で設定することになる。そのため、単位体積重量としてどの程度の値を入力したかを明記する必要がある。

雪荷重についても自動計算しないため、入力した雪荷重の算出過程を記載した方が良い。

3章荷重および外力

3.3節柱梁荷重 / 3.4節積雪荷重

1 iGen

では、計算書を出力する機能がないため、

自動計算により求められた地震荷重がどの程度となっているのかが分からない。

そのため、設定した各種パラメータと各層の重量より、算出される層せん断力を記載した方が審査機関にとって分かりやすい計算書となる。

なお、自分で算出した各層の水平荷重が

iGen

の自動計算結果と一致しているかを必ず確認すること。

3章荷重および外力

3.6節地震荷重

15

(10)

「耐震設計規準の追加/変更」ダイアログの

「地震荷重の計算」ボタンをクリックして表示される「地震荷重の計算」ダイアログにて各層の重量などが確認できる。

3章荷重および外力

3.6節地震荷重

1

他社一貫ソフトでは、梁の構造芯レベルを自動的に算出するが、iGenでは設計者が決定する必要がある。そのため、梁天端レベルなどと構造芯レベルとの関係を明記する必要がある。

※ 今回の設計例ではラーメン方向の大梁・基礎梁の図心位置例として、基礎梁の構造芯レベルの算出式は下記の通り (構造芯レベル)=(+50：梁天端レベル)-1/2×(700：梁せい)=-300

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

17

(11)

右のような関係図や表形式に両者の関係をまとめることなどで、審査機関にとって分かりやすい計算書となる。

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

なお、「Ⅱ.モデリング」の

step03

にて入力

した

Z座標の根拠が右図の各数値となる。

1

柱の構造芯位置も梁部材の構造芯レベルと同様にどのように位置を決定するかを明記する必要がある。

※ 今回の設計例では直交梁部材の図心位置

※1.3節の設計方針にも算出方法を記載する必要あり

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

19

(12)

剛域についても、他社一貫ソフトとは異なり自動では設定されない。そのため、剛域を設定する場合も剛域端をどこにするのかを明記する必要がある。

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

特に、木造の場合は、RC造などと比べると、

設計者によって剛域端の設定が異なることが多いため、この点からも剛域端に関する説明を記載した方が審査機関にとって分かりやすい。

※ 今回の設計例では柱フェイス位置を剛域端

1

第2部にて説明した各接合部の接合部性能の計算結果を記載した。

4章準備計算

4.2節各接合部の接合性能

21

(13)

第2部にて説明した通り、設計例における耐震壁の仕様は「木造軸組工法住宅の許容応力度設計

(2017 年版)」の詳細計算法の適用範囲外

となる。そのため、当該詳細計算法に従ってせん断性能を算出する理由を具体的に明記する必要がある。

当該説明の後に耐震壁と床のせん断性能計算結果を記載した。

4章準備計算

4.3節面材のせん断性能とブレース置換

1

設計例では面材をブレース置換してせん断剛性を考慮した。そのため、最後にブレース置換の計算結果も記載した。

※必要に応じて置換式の決定過程を追加すること

4章準備計算

4.3節面材のせん断性能とブレース置換

23

(14)

ダミー部材や置換部材が存在する場合には、

それに関する説明を記載する必要がある。

また、これ以降に記載する図の単位系を記載すると審査機関にとって分かりやすい。

5章解析モデルの入力情報

5.1節解析条件

1 5.2節以降の構成は今回の設計例に合わせた1

つの出力例であり、記載が必要な情報が何であるかは物件ごとに異なる。そのため、どの情報を出力するかは、最終的には、設計者が判断する必要がある。

5章解析モデルの入力情報

5.2節 ~

例としては下記のようなものがある。

・剛体連結

・節点質量

25

(15)

iGen

独特の表現についても説明をする必要がある。具体例としては、支点条件の「六角形マーク」や端部結合条件の「○マーク」がある。

5章解析モデルの入力情報

5.7節境界条件図

その他にも、表示されている数字が何を意味しているかについても悦明する必要がある。

※ 「六角形マーク」をPowerPointにて作成したファイルも公開しているためご活用ください

1

荷重については、種類ごとに荷重ケース別に出力すると審査機関にとって分かりやすい。

5章解析モデルの入力情報

5.8節荷重図

27

(16)

iGen

では応力値を表示させる方法が複数存在するが、設計例のように整形な建物の場合は

「結果＞結果＞断面力＞部材断面力図」にて表示させると

MNQ

が一度に表示されるため便利。今回の計算書でも当該機能にて表示された応力図を使用するものとした。

6章解析モデルの結果情報

6章全般

なお、どの数値がどの応力であるかが分かる凡例を記載する必要がある。

※凡例図はオンラインヘルプに記載

1

他社一貫ソフトと同様に組合わせ前の単体の荷重ケースごとの応力図を載せるのが一般的かと思われる。

組合せ荷重ケースを載せた方が審査機関によって分かりやすい場合は、適宜、追加すること。

6章解析モデルの結果情報

6.1節応力図

29

(17)

反力図も同様に、単体の荷重ケースごとに出力するのが一般的かと思われるが、設計者が適宜判断すること。

6章解析モデルの結果情報

6.2節反力図

1

他社一貫ソフトにて出力される構造計算書では変形図が出力されないことが多い。そのため、設計例計算書にも出力していない。

6章解析モデルの結果情報

変形図

しかし、iGenでは梁や床に対する使用上の支障防止の確認や層間変形角を自動計算しないため設計者が手計算にて確認する必要があり、

その計算根拠として変形図を求められることがあることに注意。

31

(18)

7章では、検定比図や各部材の断面検定、平12

建告第1459号の確認など必要な検定結果を記載することとした。

同様に、8章にて基礎や地盤の検定結果を記載することとした。

※ 設計例のため、当該検討は省略

詳しくは、木規準などの各種学会基規準を参照

7章上部構造の検討 / 8章基礎構造の検討

7章全般 / 8章全般

1

ベース金物と土台に対して、右に記載のような検討をする必要がある。

※ 上部構造などと同様に、設計例のため当該検討は省略

9章その他の検討

9.2節ベース金物の検討 / 9.3節土台の検討

33

(19)

下に記載の通り、弊社ではチェックリストを用意していません。必要な場合は、下記URL より入手できる「構造計算チェックリスト」

などを設計者判断にて適宜利用してください。

12章付録

12.1節チェックリスト

1 iGen

には、計算書用のエコーデータを出力する機能はないが、代わりとなる機能が2つある。

詳しくは下記参照だが、「テキスト出力」の場合は出力されない情報があるため今回は

「mgt」利用することとした。

※ 「mgt」をエコーデータとして利用する場合、

各項目の意味を説明する資料が別途必要となることに注意

「mgt」の詳細はオンラインマニュアルを参照

12章付録

12.2節エコーデータ

35

(20)

MIDAS製品紹介

session 2.

AUTODESKREVIT

midas iGen

37

(21)

構造図自動生成ソフト

図面生成 | 汎用CAD ST-Bridge

形式

ST-Bridge 形式

汎用構造解析ソフト

動的解析 | FEM解析 BIMソフト

・AUTODESKREVIT

・ArchiCAD

・GLOOBE

他社一貫ソフト

・SS7^＊1

・BUILD.一貫V

・SEIN La CREA

・SS3^＊2

・BUS6^＊1

midas Drawing

midas iGen

midas BIMコンバータ

＊1.当該ソフトからmidas BIMコンバータへのデータ変換は可能ですが、midas BIMコンバータから当該ソフトへのデータ変換はできません。

＊2.変換形式はCSVファイルとなり、当該ソフトからmidas BIMコンバータへのデータ変換は可能ですが、midas BIMコンバータから当該ソフトへのデータ変換はできません。

他社一貫モデルから、

構造図を自動生成

プログラムだから作図スピードが速い

iGenとRevitとの間でデータ変換が可能

作成に時間のかかるRevitモデルを 使い慣れたiGenから作れる^＊1

＊1：移行できる情報には一部制限があります。 midasiGen AUTODESKREVIT

39

(22)

他社一貫 → Drawing のメリット

プログラムだからこその圧倒的なスピード計算書との不整合質疑を減らせる

Drawing 最大のメリット

追記情報を保持、蓄積できることこれにより本当の業務効率化を進められる

以前から図面自動生成ソフトは存在

最近では一貫ソフトのオプション機能として図面化機能が搭載される場合もある

使用機会が限られている

初期図面での利用にとどまっている構造モデルの変更は、全て手作業で反映

41

(23)

８月リリース予定

IT導入補助金対象プログラム

SRC部材対応

STBファイルのSRC部材の読込みと書出しに対応

その他機能改善

midas BIMコンバータ midas iGen：符号名称基準の変換対応

midas BIMコンバータ midas iGen：小梁を変換するかどうかを選択対応 midas BIMコンバータ midas iGen：剛性増減係数が変換対応

session 3.

設計例計算書の作成とポイント 2

midas iGen における追加操作編

43

(24)

入力・結果情報の各図出力

報告書作成機能

iGen

には、他社一貫ソフトのような計算書出力機能がありませんが、iGen内に

Word

を起動させて報告書作成をより便利に行うことができる機能がある。

当該機能

(報告書作成機能)

を用いて、ディス

プレイに表示される入力情報や応力図、反力図を

Word

で作成した計算書に貼り付ける方法を紹介する。

2 iGen

のディスプレイ表示のままで出力すると

「部材長さが不明」などといった質疑が多いようです。そのため、事前準備として「寸法線」機能を使用してディスプレイ上に寸法線が表示されるようにする。

図出力の準備

寸法線

45

(25)

図出力の準備

寸法線

下記の手順にて寸法線を登録

1：「モデル＞画面表示＞寸法線」をクリック 2：表示される「寸法線の読み込み」ダイアログにて

「読み込み」ボタンをクリック

3：登録したい寸法線情報があるdxfファイルを選択

4：「全てのレイヤー」にて登録したい寸法線が存在するレイヤーを選択し、「＞」ボタンをクリック 5：「寸法線名」に寸法線の名称を入力 6：「原点」にて原点位置を調整 7：「回転角度」にて回転情報を設定 8：「追加」ボタンをクリック

1

2

4

5

6

7

8

2 iGen

では、登録平面という機能があり、これを設定することで「X1通軸組図」や「3F平面図」などを1クリックで表示させることが可能になる。

また、後で紹介する「部材断面力図」はここで紹介する登録平面で登録した平面ごとに

MNQ

を一度に表示させることが可能。

図出力の準備

登録平面

47

(26)

図出力の準備

登録平面

下記の手順にて登録平面を実行

1：「モデル＞画面表示＞登録平面」をクリック

2：表示される「登録平面」メニューの「平面タイプ」にて、

登録したい平面のタイプを選択

(以下、例として「X-Y平面」を選択した場合の操作を記載) 3：「Z位置」欄をクリックし、登録したい平面の節点をクリック 4：「平面の名称」欄に適当な名称を入力

5：「追加」ボタンをクリック

1

2

4

5 3

2

「イメージ抽出」機能を使用することでディスプレイに表示された状態をイメージファイルとして

iGen

モデル内に保存することが可能になる。

各種情報の図出力

イメージ抽出

49

(27)

各種情報の図出力

イメージ抽出

下記の手順にて各図のイメージを抽出

1：解析実行

解析を実行せずともイメージ抽出機能は使用可能だが、

解析後のみモノクロでのイメージ抽出が可能

2：「表示＞ディスプレイ＞ディスプレイ」にて表示される

「ディスプレイ」ダイアログにて節点番号や断面名称などの表示させたい項目をチェックオン(詳細は次スライドを参照) 3：モデルの表示角度などを調整

4：「ツール＞生成＞イメージ抽出」をクリック 5：「名称」に適当な名前を入力

6：「モノクロイメージ」をチェックオン 7：「OK」ボタンをクリック

8：ツリーメニューの「報告書」タブにおいて、

「5」にて入力した名称が追加されていることを確認

4 2

5 6

7

8

2 入力情報の出力

各種情報の表示方法

「節点＞節点」は常にオン

51

(28)

入力情報の出力

5.7.1節支点条件図 5.7.2節端部結合条件図 5.7.3節剛域図

2 入力情報の出力

53

(29)

入力情報の出力

荷重情報表示における注意点

5.8.3節節点荷重図

解析後処理モード

(ポストプロセス)

では、

表示できる荷重がコントロール不可となり、

そのままでは常に

DL時の荷重しか表示でき

ない。

iGen

では、表示される各種結果の荷重ケースと同一の荷重が表示される仕様となっているためである。

2 入力情報の出力

荷重情報表示における注意点

表示させたい荷重ケースの荷重を表示する手順例は下記の通り

1：「結果＞結果＞反力」をクリック

2：「反力」メニューの「荷重ケース/組合わせ」にて表示させたい荷重ケースを選択

(ここでは、「LLforE」を選択)

3：「表示形式」枠内の「数値」、「凡例」を共にオフ 4：「表示形式」枠内の「矢印の倍率」に「0」を入力 5：「適用」ボタンをクリック

6：ディスプレイ上に意図した荷重が表示されているかを確認 7：イメージ抽出を実行

2

1

3

4 5

6

55

(30)

結果情報の出力

部材断面力図

iGen

の応力結果表示機能は、下記の2種類がある。

・3次元にて、1つの応力を表示

・2次元にて、MNQの全てを同時に表示計算書の出力枚数を少なくできるため、整形な建物の場合は、後者にて表示させた応力図をイメージ抽出することを勧める。

2 結果情報の出力

部材断面力図

部材断面力図の表示方法は下記の通り

1：「結果＞結果＞断面力＞部材断面力図」をクリック 2：「部材断面力図」メニューの「荷重ケース/組合わせ」にて

表示させたい荷重ケースを選択

3：「平面選択」にて「登録平面」を選択して、

表示させたい平面を選択 4：「小数点以下」欄に「0」を入力 5：「適用」ボタンをクリック

6：ディスプレイ上に意図した応力図が表示されているかを確認 7：イメージ抽出を実行

2

3

6

57

(31)

イメージ貼付け

報告書作成

下記の手順にて各図のイメージを抽出

1：「ツール＞生成＞報告書作成」をクリック 5：「名称」に適当な名前を入力

6：「モノクロイメージ」をチェックオン 7：「OK」ボタンをクリック

8：ツリーメニューの「報告書」タブにおいて、

「5」にて入力した名称が追加されていることを確認

4

5 6

7

8

最後に...

・設計例計算書に関する質問は、Kiではなく

MIDAS

にお送りください。

・設計例計算書の利用は、設計へ利用も含めて自由です。

・設計例計算書の利用による責任は負いかねます。また、再配布は禁止といたします。

・誤りがございましたら、その旨の連絡をいただきたい。

59

(32)

木造4階建て構造設計WEBセミナー：設計例計算書の構成説明・作成方法

- 設計例計算書の構成説明・作成方法 -

-

-

midas iGenの操作学習

1

session 1.

1

session 2. MIDAS製品紹介

session 3.

2

session 1.

設計例計算書の作成とポイント 1

各章と各節のポイント 編

3

設計例計算書について

1

1章 一般事項

2章 使用構造材料および接合部等の許容耐力 3章 荷重および外力

4章 準備計算

5章 解析モデルの入力情報

設計例計算書の構成とポイント

7章 上部構造の断面検定 8章 基礎構造の検討 9章 その他の検討

10章 層間変形角、剛性率、偏心率の確認 11章 総合所見

5

1章 一般事項

2章 使用構造材料および接合部等の許容耐力 3章 荷重および外力

4章 準備計算

5章 解析モデルの入力情報 6章 解析モデルの結果情報

設計例計算書の構成とポイント

7章 上部構造の断面検定 8章 基礎構造の検討 9章 その他の検討

10章 層間変形角、剛性率、偏心率の確認 11章 総合所見

12章 付録

1

2015年版 の6.6.2節 に記

1章 一般事項

1.5節 構造計算フローチャート

7

2章 材料および接合部等の特性値

2.1節 コンクリート、鉄筋の許容応力度等

1

RC部材の材料特性表と同様の情報を記載した。

2章 材料および接合部等の特性値

2.2節 木材の許容応力度等

9

2章 材料および接合部等の特性値

2.3節 接合部の許容耐力

20%前後 となり、母材断面

15%程度 まで下がる。

1

2章 材料および接合部等の特性値

2.4節 面材のせん断性能

11

step16

3章 荷重および外力

3.1節 床荷重

1

step16

3章 荷重および外力

3.2節 壁荷重

13

3章 荷重および外力

3.3節 柱梁荷重 / 3.4節 積雪荷重

1

iGen

iGen

3章 荷重および外力

3.6節 地震荷重

15

3章 荷重および外力

3.6節 地震荷重

1

4章 準備計算

4.1節 構造階高と剛域長さ

17

4章 準備計算

4.1節 構造階高と剛域長さ

step03

Z座標 の根拠が右図の各数値となる。

1

各章と各節のポイント編

1章一般事項

2章使用構造材料および接合部等の許容耐力 3章荷重および外力

4章準備計算

5章解析モデルの入力情報

7章上部構造の断面検定 8章基礎構造の検討 9章その他の検討

10章層間変形角、剛性率、偏心率の確認 11章総合所見

1章一般事項

2章使用構造材料および接合部等の許容耐力 3章荷重および外力

4章準備計算

5章解析モデルの入力情報 6章解析モデルの結果情報

7章上部構造の断面検定 8章基礎構造の検討 9章その他の検討

10章層間変形角、剛性率、偏心率の確認 11章総合所見

12章付録

2015年版の6.6.2節に記

1章一般事項

1.5節構造計算フローチャート

2章材料および接合部等の特性値

2.1節コンクリート、鉄筋の許容応力度等

2章材料および接合部等の特性値

2.2節木材の許容応力度等

2章材料および接合部等の特性値

2.3節接合部の許容耐力

20%前後となり、母材断面

15%程度まで下がる。

2章材料および接合部等の特性値

2.4節面材のせん断性能

3章荷重および外力

3.1節床荷重

3章荷重および外力

3.2節壁荷重

3章荷重および外力

3.3節柱梁荷重 / 3.4節積雪荷重

3章荷重および外力

3.6節地震荷重

3章荷重および外力

3.6節地震荷重

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

Z座標の根拠が右図の各数値となる。

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

4章準備計算

4.1節構造階高と剛域長さ

4章準備計算

4.2節各接合部の接合性能

4章準備計算

4.3節面材のせん断性能とブレース置換

4章準備計算

4.3節面材のせん断性能とブレース置換

5章解析モデルの入力情報

5.1節解析条件

5.2節以降の構成は今回の設計例に合わせた1

5章解析モデルの入力情報

5章解析モデルの入力情報

5.7節境界条件図

5章解析モデルの入力情報

5.8節荷重図

6章解析モデルの結果情報

6章全般

6章解析モデルの結果情報

6.1節応力図

6章解析モデルの結果情報

6.2節反力図

6章解析モデルの結果情報

7章上部構造の検討 / 8章基礎構造の検討

7章全般 / 8章全般

9章その他の検討

9.2節ベース金物の検討 / 9.3節土台の検討

12章付録

12.1節チェックリスト

12章付録

12.2節エコーデータ

iGenとRevitとの間でデータ変換が可能

プログラムだからこその圧倒的なスピード計算書との不整合質疑を減らせる