BUILD.一貫VI 【一貫構造計算ソフト】 Page4/6（計算）

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一次設計（許容応力度計算）の主な特徴

●応力解析

立体解析により、鉛直荷重時、地震時、暴風時、積雪時の応力計算を行います。曲げ、せん断変形、剛域を考慮し、柱の軸方向変形の考慮はユーザーの方の指定によります。
応力解析の結果、引張ブレース（引張のみ有効と指定したブレース）の軸力が圧縮になった場合、そのブレースの軸剛性をゼロとして再度応力解析を行い、軸力が圧縮になる引張ブレースがなくなるまで繰り返し計算します。
ブレース、耐震壁、剛域は、水平荷重時のみ解析モデルに考慮することができます。
支点の浮き上がりを考慮した応力計算をすることができます。水平荷重時応力計算の結果、支点が浮き上っている場合は支点を自由にして再度応力計算をします。再計算した浮き上がり耐力分の力を作用させ結果の支点条件が仮定した支点条件と一致するまで計算を繰返します。浮き上りが収束するまで再計算を繰り返します。

パネルゾーンのせん断変形を考慮した応力解析を行うことができます。
大梁の水平面内剛性、ねじり剛性を考慮した応力解析を行うことができます。ねじり剛性計算では、RCとSRC梁のスラブの精算も可能で、水平面内方向のせん断変形用形状係数κも精算します。
柱のねじり剛性を考慮した応力解析を行うことができます。

●層間変形角、偏心率、剛性率等の計算

層間変形角は、各階で最大の水平変位となる位置の値から算定します。層間変形角計算用階高は、直接入力で補正することができます。
剛性率を計算する際の層間変形は、剛心位置の層間水平変形とします。重心位置については、鉛直荷重時の柱軸力から計算します。剛性率と偏心率は、フレーム外の壁やフレーム内でも開口に挟まれた壁等（非耐力壁）を考慮した値と無視した値を出力し、デフォルトでは安全側の結果を与える方の値で評価します。
剛心位置の計算方法は、「改良理論法」「従来理論法」「建築物の構造関係技術基準解説書」の3つの方法から選択することができます。

●断面計算

柱、大梁、耐震壁、ブレースの断面計算を行います。また、片持ち大梁の断面計算と水平ブレースの断面計算も行うことができます。
RC造、SRC造では、断面検定と断面算定の2種類の計算を行うことができます。S造では、断面検定を行います。
断面検定とした場合は、柱と梁において、入力された主筋とせん断補強筋が満足するかどうかを計算します。断面算定とした場合は、主筋は径、せん断補強筋は本数と径を入力しておけば、主筋に必要な本数、せん断補強筋に必要なピッチを計算します。また、SRC造の場合は、断面算定で鉄骨断面の板厚を求めることが可能です。
柱の断面形状は、柱頭・柱脚で個別に入力でき、断面計算位置は柱頭・柱脚の2箇所とします。なお、柱頭・柱脚の応力採用位置は梁フェイスや節点位置等から選択することができます。
梁の断面形状は、左端・中央・右端で個別に入力できます。断面計算位置は、S造で左端・左ハンチ端・左継手位置・中央・右継手位置・右ハンチ端・右端の7箇所とし、RC造とSRC造で左端・1/4端・中央・3/4端・右端の5箇所とします。なお、左端と右端の応力採用位置は柱フェイスや節点位置等から選択することができます。また、ハンチの指定がある場合は、左継手位置・右継手位置左端・1/4端・3/4端の代わりに左ハンチ端と右ハンチ端とします。

軸力を考慮した大梁の断面検定を行うことができます。
二軸曲げを考慮したS造大梁の断面検定を行うことができます。
ねじりモーメントに対するRC造大梁の断面検定を行うことができます。
二軸の曲げ及びせん断を考慮した柱の断面検定を行うことができます（S造柱は常に二軸曲げを考慮）。
S部材については、計算ルートに応じて変形能力確保のための規定に関する検討（幅厚比、仕口部の破断強度、継手部の破断強度、梁の横補剛）を行います。
S大梁では、鉄骨継手部のボルト本数及び添板厚さを指定し、検討を行うことができます。また、SCSS-H97による梁継手（定形Ｈ形鋼）の呼称を入力することで検定を行うことも可能です。
鉄筋の付着の計算方法をRC規準2018年版、RC規準2010年版から選択することができ、引張鉄筋による曲げ付着応力度τa1による検討式、引張鉄筋による平均付着応力度τa2による検討式、τa1とτa2の両方で検討しどちらかが満足する方法のいずれかで行うことが可能です。
鉄筋の定着の計算方法をRC規準2018年版、平成23年国土交通省告示第432号から選択することができます。また、水平投影定着長さ、鉛直投影定着長さの直接入力に対応し、場所打ち杭のあるＬ形接合部を対象とした杭基礎梁内水平投影定着長さも直接入力できます。
耐震壁の開口補強筋の検定・算定を行うことができます。計算方法はRC規準2010年版となります。

●柱脚の計算

一般露出型柱脚の検討として、アンカーボルト引張降伏耐力のチェック、基礎コンクリートの圧縮応力度の検討、ベースプレートの検討（板厚の算定も可能）、リブプレートの検討、保有耐力接合の判定を行います。また、保有耐力接合を満足する、しないに関わらず、基礎コンクリートの破壊防止の検討を行います。
一般露出型柱脚の許容および終局せん断耐力の計算でアンカーボルト全本数を用いる計算を行うことができます。
一般露出型柱脚のベースプレートの検討でアンカーボルトの引抜力に存在応力を用いる計算を行うことができます。
根巻型柱脚の検討として、根巻鉄筋コンクリート部分の許容曲げ耐力の検討、根巻鉄筋コンクリート部分の許容せん断耐力の検討、軸力の検討を行います。
埋込型柱脚の検討として、埋込部の許容曲げ耐力の検討、埋込長さの検討を行います。検討方法は、SRC規準と鋼管構造設計施工指針から選択することができます。

●横補剛の検討（ルート1-2、2）

S大梁の横補剛の検討では、「はりを全長にわたって均等間隔で横補剛を設ける方法」を満足しない場合に「主としてはり端部に近い部分に横補剛を設ける方法」を自動で検討することができます。
指定により床組に配置された小梁を横補剛に有効な部材として横補剛間隔を計算します。

●付着割裂破壊の検討（ルート1、2-1、2-2）

付着割裂破壊の検討は、靭性保証型設計指針、RC規準2018年版、RC規準2010年版から選択して検討することができます。
付着割裂破壊の検討を行う大梁の対象を、全てのRC梁とするか、カットオフ筋があるRC梁のみとするかを選択することができます。

●その他

RC造の接合部の検討は、許容応力度計算時には、RC規準によるRC造柱梁接合部の大地震動に対する安全性の確保のための検討、「建築物の構造関係技術基準解説書」よる検討、（社）公共建築協会発行｢建設大臣官房官庁営繕部監修・建築構造設計基準及び同解説平成9年｣による検討から選択できます。SRC造の接合部の検討は、SRC規準による許容応力度設計を行い、接合部のパネル板厚を算出します。
「2018年版冷間成形角形鋼管設計・施工指針マニュアル」に対応し、応力割増しや建物の崩壊形の判定を行います。
（一社）日本建築構造技術者協会「構造スリット設計指針」に対応し、大梁の剛性にスリット付き垂壁・腰壁を考慮することができます。
ひび割れを考慮した許容応力度計算を行うことができます。
S造合成梁の鉛直面内剛性を略算、精算（全断面有効とした正曲げ時の剛性）、精算（正曲げ時・負曲げ時の平均の剛性）から選択できます。

二次設計（保有水平耐力計算）の主な特徴

●部材の剛性・耐力

RC・SRC部材の剛性には、鉄筋・鉄骨を考慮します。
各部材の終局耐力は、「建築物の構造関係技術基準解説書」によるほか、（一社）日本建築学会「建築耐震設計における保有耐力と変形性能」または各種基規準・指針による計算方法に準拠して計算を行います。袖壁付き柱、腰壁、垂壁付き梁の耐力を自動計算します。
RC・SRC部材ではひび割れを考慮して、部材の弾塑性剛性はTri-linear型を採用しています。

●保有水平耐力の計算

保有水平耐力の計算は、剛床を仮定した立体モデルにより、不整形な建物の保有水平耐力も正確に求まります。
増分解析は荷重増分法とし、Newton-Raphson法により不平衡力の解除を行いながら計算を進めます。
M-N柱モデルでは柱は解析中に軸力の変動による曲げ耐力の変化を自動的に考慮します。M-M-N柱モデルでは、さらに2軸の曲げと軸力の相関関係を考慮することができます。斜め加力を受ける隅柱のような2軸曲げが重要になる場合に有効です。
外力の作用方向は、XとY基準軸方向だけでなく、任意分布方向の加力が可能です。
長期応力を「軸力のみを考慮する」または「軸力と曲げモーメントを考慮する」のいずれかを指定することができます。
Ds算定用の外力分布を入力して全体崩壊形を作り、Ds及び必要保有水平耐力を算定し、Ai分布にて保有水平耐力を算定して判定する処理を一連で行うことができます。
支点にはTri-linear型弾塑性の鉛直、回転、水平バネの設定をすることができ、基礎の浮き上がりを考慮できます。なお、Ds算定時には鉛直バネを無視し、保有水平耐力計算には考慮することも可能です。
破壊モードの判定方法は、「建築物の構造関係技術基準解説書」における余耐力法による方法（曲げ・せん断応力比を考慮する方法）、大臣認定プログラムにおける余耐力法による方法、保証設計の結果による方法が選択できます。
塔屋については、塔屋を解析モデルに含めるか、重量として考慮するかスイッチひとつで選択することが可能です。
保有水平耐力計算において、S造の物件で基礎梁にヒンジが生じた時に、RC造としてDs値を算出する選択をできます。
耐震壁のせん断ひび割れ耐力の計算は、靭性保証型設計指針による式、「2020年版建築物の構造関係技術基準解説書」の(付1.3-27)式、終局強度設計に関する資料の式から選択できます。

●横補剛の検討（ルート3）

S大梁の横補剛の検討では、「はりを全長にわたって均等間隔で横補剛を設ける方法」を満足しない場合に「主としてはり端部に近い部分に横補剛を設ける方法」を自動で検討することができます。
指定により床組に配置された小梁を横補剛に有効な部材として横補剛間隔を計算します。
横補剛を満足しない部材にヒンジが生じた時点で保有水平耐力を算出することができます。
横補剛検討時のモーメント分布について、実応力を用いるか、全塑性モーメントを用いるか選択することができます。

●付着割裂破壊の検討（ルート3）

付着割裂破壊の検討は、「2020年版建築物の構造関係技術基準解説書」（靭性保証型設計指針）、RC規準2018年版、RC規準2010年版、「2007年版構造関係技術基準解説書」の方法から選択して検討することができます。
付着割裂破壊の検討の有無を部材ごと指定することができます。

●その他

RC・SRC造において「建築物の構造関係技術基準解説書」に基づいた接合部の検討を行います。また、RC造接合部の検討における鉄筋の引張力Tuを梁・柱の終局耐力から算出するか主筋（とスラブ筋）の材料強度に基づいて算出するかを選択できます。
「2018年版冷間成形角形鋼管設計・施工指針マニュアル」に対応し、建物の崩壊形の判定を行います。もし柱崩壊となる層がある場合は、柱耐力を低減した保有水平耐力の再計算まで自動で行い、計算書には低減前と低減後の両方の結果を出力できます。
「建築物の構造関係技術基準解説書」の「付1-6.1ピロティ階での層崩壊形式を許容しない設計方針」の軸力制限（0.75Nmin≦N≦0.55Nmax）の検証を行います（ピロティ柱の自動判定は行わないため、検討の有無を柱毎に指定）。
ソデ壁付き柱のh0/DのDを柱個別指定、塑性ヒンジ位置の個別指定、保有水平耐力計算に考慮しない部材の指定等、細かい指定が可能です。
RC柱の部材種別判定におけるh0/Dの計算で、2M/QDを採用しない位置を個別指定できます。

「2020年版建築物の構造関係技術基準解説書」対応項目

剛性率の計算用いる層間変形角を重心位置と剛心位置で選択できるようにしました。
柱脚の基礎コンクリートの検討において、摩擦によるせん断耐力がアンカーボルトによるせん断耐力を上回る時に、「立ち上げ部側面のせん断力によるコンクリートの剥落防止の検討」「コーン状破壊耐力の検討」を省略できるようにしました。
柱脚の基礎コンクリートの検討において、「コーン状破壊耐力の検討」を全本数のアンカーボルトで算定できるようにしました。
RC造柱梁接合部の最小せん断補強筋比を0.2％から0.3％に変更しました。
RC造柱梁接合部の検討において、定着長さが柱の2/3未満の場合に警告メッセージを出力するようにしました。
保有水平耐力計算時の壁開開口補強の検討において、設計用せん断力をせん断保証設計時のせん断力を用いるように変更しました。

準拠する基規準、参考文献等

建築基準法・同施行令・同関連告示
国土交通省住宅局建築指導課他監修：「平成19年6月20日施行改正建築基準法・建築士法及び関係政省令等の解説」
国土交通省国土技術政策総合研究所他監修：「2020年版建築物の構造関係技術基準解説書」
国土交通省国土技術政策総合研究所他監修：「2015年版建築物の構造関係技術基準解説書」
国土交通省住宅局建築指導課他監修：「2007年版建築物の構造関係技術基準解説書」
国土交通省住宅局建築指導課：「2001年版建築物の構造関係技術基準解説書」
（一財）日本建築センター：「2018年版冷間成形角形鋼管設計・施工マニュアル」
（一財）日本建築センター：「建築物の耐震基準・設計の解説」1996
（一社）日本建築学会：「鋼構造設計規準 -許容応力度設計法-」2005
（一社）日本建築学会：「鋼構造設計規準」2002
（一社）日本建築学会：「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」2010
（一社）日本建築学会：「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」1999
（一社）日本建築学会：「鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」1991
（一社）日本建築学会：「鉄骨鉄筋コンクリート構造計算規準・同解説」2001
（一社）日本建築学会：「鋼構造塑性設計指針」2010
（一社）日本建築学会：「鋼管構造設計施工指針・同解説」1990
（一社）日本建築学会：「鋼構造接合部設計指針」2012
（一社）日本建築学会：「建築耐震設計における保有耐力と変形性能」1990
（一社）日本建築学会：「各種合成構造設計指針・同解説」2010
（一社）日本建築学会：「鋼管コンクリート構造計算規準・同解説」1980
（一社）日本建築学会：「鉄筋コンクリート造建物の靭性保証型耐震設計指針･同解説｣1999
（一社）日本建築学会：「コンクリート充填鋼管構造設計施工指針｣2008
（一社）新都市ハウジング協会：「コンクリート充填鋼管（CFT）造技術基準・同解説の運用及び設計令等
（一社）日本建築学会：「鉄筋コンクリート終局強度設計に関する資料1987
（一社）公共建築協会：建設大臣官房官庁営繕部監修「官庁施設の総合耐震計画基準及び同解説平成8年版」
（一社）公共建築協会：建設大臣官房官庁営繕部監修「建築構造設計基準及び同解説平成9年版」
（一社）建築研究振興協会：「既存建築物の耐震診断・耐震補強設計マニュアル 2003年版」
（一社）日本建築構造技術者協会：「構造スリット設計指針」
静岡県県民部建築確認検査室：「静岡県建築構造設計指針・同解説 2009年版」
（一財）日本建築センター：「評定・評価を踏まえた高層建築物の構造設計実務」
（一財）建築構造技術支援機構：WEB 講座-02「AIJ靱性保証型耐震設計指針6.8.3項による2段筋RC 梁の付着信頼強度の問題点と対策」
（一財）建築行政情報センター：WEB「構造関係基準に関するＱ＆Ａ」