s造構造計算書(2)...
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1
S造構造計算書(2)
荷重、応力解析
計算結果チェック、応力値検証
●建物の平均重量をチェック
●応力値を概算計算でチェック
●結果を全体的に見る
2
注) 2010年6月1日より建築確認手続き運用改善で
従来必要だった構造概要書が廃止された。これ
に伴い目次や項目の名称変更が要求されている
詳細な記述必要
構造計算書1 目次
下記項目順に変更
(1)構造上の特徴
①上部構造
②基礎構造
(2)構造計算方針
1.計算方針
2.使用プログラム
3.計算上準拠した
指針・基準
4.計算ルート
(1)建物の概要
項目名変更
3構造計算書1 目次
4構造計算書2 荷重
図で確認できないので要注意
屋根
5
補正荷重 注)地震時の自重割増は別途
のインプット
構造計算書2 荷重
パラペット+ペントハウス重量
ペントハウス重量の梁中間荷重
庇重量
6構造計算書2 荷重
スラブで考慮されない床部分
7構造計算書2 荷重
基本計画時
85
111107
8
風荷重
(ⅰ) 評価方法
a)地域から基準風速(v0 m/s)、場所より地表面粗度区分(Ⅰ~Ⅳ)を定める。
b)基準風速(v0 m/s)と風速高さ係数(Er)及び動的効果を考慮したガスト影響係数(Gf)より速度圧(q N/m^2)を求める。
c)速度圧(q N/m^2)に風力係数(Cf)を乗じたものが風圧力(P N/m^2)で、これに受圧面積(A)を乗じたものが風荷重となる。
q = 0.6*E*V02 E = Er
2*G fEr = 1.7*(
ZG
H)α
P = Cf*q 風荷重= P*A
(ⅱ) 留意事項
●基準風速(v0 m/s)は平坦で開けた場所(地表面祖度区分Ⅱ)の高さ10mでの平均風速より定めたもので再現期間50年の値
●高さ(H)は建物高さと軒高さの平均
●ガスト影響係数(Gf)や係数( ZG,α)は地表面粗度区分(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)により表で与えられる。
●地表面祖度区分で(Ⅰ)は海岸、(Ⅱ)は田園、(Ⅲ)は住宅地、(Ⅳ)は市街地、通常(Ⅲ)が多い
●風力係数(Cf)は高さ方向に異なる外圧係数(Cpe)と建物内で一定な内圧係数(Cpi)の差
基礎知識 風荷重
9
速度圧:q(N/m2)=0.6・E・Vo2
速度圧
E=Er2・Gf
Er:平均風速の高さ方向の分布
Gf:ガスト影響係数
Vo:基準風速(m/s)
その地域の台風被害
等から全国で30~46
東京都23区は 34
Er=1.7( )ZbZG
α
Zb H
Er
Er=1.7( )HZG
α
Zb H
H H
注)Hの取り方
=0.5*空気密度
構造計算書2 荷重
10
地表面
粗度区分
Zb
(m)
ZG
(m)
α Gf
H≦10 10<H≦40 40<H
Ⅰ 5 250 0.10 2.0
直線補間
1.8
Ⅱ 5 350 0.15 2.2 2.0
Ⅲ 5 450 0.20 2.5 2.1
Ⅳ 10 550 0.27 3.1 2.3
告示 第1454号
構造計算書2 荷重
11
風力係数
風力係数:Cf=Cpe-Cpi
Cpe:外圧係数
Cpi:内圧係数
+ -
-
-
Cpe
Cpi
Cpe
0.8kz
-1.0
0.8kz
+0.8~-1.0-0.5
-0.4
-0.4θ
*θによる
12
Cpi
0, -0.2
0, -0.2
kz=1.0
Zb H
kz
kz=( )ZbH
2α
kz=( )ZH
2α
Zb H
13構造計算書2 風荷重
基本計画時
85
111107
建物高さ H = (10.9 + 11.5)/2 =11.2 m
ガスト影響係数 Gf = 2.5 -0.4*(H - 10)/30 =2.48
Er = 1.7*(ZG
H)α
= 1.7*(450
11.2)0 .2
=0.812
kz = (H
Zb
)2α
= (11.2
5)0 .4
=0.724
風力係数 Cf = 0.8*kz = 0.8*0.724 =0.58
速度圧 q = 0.6*Er2*Gf*v0
2 = 0.6*0.812
2*2.48*34
2 =1134 N/m
2
14構造計算書2 地震荷重
パラペット荷重+地震時自重割増
地震時自重割増
全体重量の10%強
15
地震荷重
(ⅰ)評価方法
b)支持地盤の種別(第1種、第2種、第3種)と建物固有周期(T)より振動特性係数(Rt)を設定
a)建物の1次固有周期(T)を建物高さ(h)より計算 T = h*( 0.02 + 0.01*α)
c)建物各階の重量wj(N)を基本に層せん断力分布係数(Ai)を求める。
Rt = 1 ( T<Tc ) Rt = 1-0.2*(Tc
T-1) Rt =
T
1.6*Tc ( Tc≦T<2*Tc ) ( 2*Tc≦T )
A i = 1+(αi
1-αi)*
1+3*T
2*Tα i =
W
W i
d)振動特性係数(Rt)と層せん断力分布係数(Ai)及び地域係数(Z)、ベースシア係数(C0)をかけ合わせたものが各層の層せん断力係数(Ci) Ci = Z*Rt*Ai*C0
e)地下震度(k)は地下深さH(m)と地域係数(Z)より計算 k ≧0.1*(1-40
H)*Z かつ k≧0.05*Z
(ⅱ)留意事項
●振動特性係数(Rt)計算時のTcは第1種(岩盤、硬質砂礫等)で0.4秒、第2種(1種、3種以外)で0.6秒、第3種(粘土等の沖積層)で0.8秒
●ベースシア係数(C0)は1次設計用で0.2(木造で地盤が軟弱な場合は0.3)、2次設計(必要保有耐力計算)用で1.0、この1.0は関東大震災クラスの大地震(地震加速度:300~400Gal)を想定
●地下の定義は階高の2/3以上、外周側面の75%以上が地盤と接しているもの。
●建物高さ(h)は地盤面から構造躯体の最高高さまで(m)
基礎知識 風荷重
16構造計算書2 地震荷重
パラペット荷重+地震時自重割増
地震時自重割増(5%程度)
T = 0.03*10.9=0.327
基本計画時
3500
3220
3220
全体重量の10%強
17
基本計画時
1990
平均重量をチェック
構造計算書2 地震荷重
18構造計算書2 計算条件
19構造計算書2 C , M0 ,Q
床荷重
スラブ自重(t=136) : 3.27
仕上げ等 : 0.55
大梁、小梁 : 0.6
フレーム用LL : 1.8
kN/m2
合計 6.22 kN/m2
w = 6.22*3.2 =19.9 kN/m
C = 12
w*L =
12
19.9*9.0 =134.
2 2
M = 8
w*L =
8
19.9*9.0 =2010
2 2
Q = 2
w*L =
2
19.9*9.0 =89.6
基本計画時
C = 130 kN・m
基礎梁の自重は無視
20構造計算書2 C , M0 ,Q
1本あたりの小梁からの反力
p = 2
w*L =
2
19.9*9.0 =89.6
2本分 P = 2.0*p = 179.2
C = 8
P*L =
8
179.2*6.4 =143.4
M = 4
P*L =
4
179.2*6.4 =286.70
Q = 2
P =
2
179.2 = 89.6
21構造計算書2 解析条件
22構造計算書2 解析モデル
部材心寸法
高さ方向の寸法確認
基礎梁剛域
h = 4800 - 175 - 2
600 -
2
900 =38751
h = 3500 - 175 - 2
500 + 175 +
2
600 =35503
梁中心間距離
23構造計算書2 解析モデル
ベースパックの回転剛性
K = 2*L
E*n*A *(d + d )
BSb
b t c2
=2*450
2.05*10 *5*1140*(280 + 200)
5 2
= 2.99*10 N・mm/rad11
ベースパックの回転バネ
24構造計算書2 解析モデル
せん断剛度増大率
25
せん断剛度増大率
構造計算書2 解析モデル
26
マトリックス法 1)線材の部材剛性(端部自由度はu,v,θ,外力はP,H,M)
i j
u
v E:ヤング率
I:断面二次モーメント
L:材長
A:断面積
Pi
Hi
Mi=
対称
ui
vi
θi
uj
vj
θj
Pj
Hj
Mj
(15)2)座標変換(部材座標U,Vから全体座標X,Yへの変換)
θ
Y
X
uv
座標変換マトリックス部材変位から全体変位への変換
部材剛性から全体剛性への変換直交行列
基礎知識 応力解析
27構造計算書2 解析結果
外端曲げ M = 0.7*C = 0.7*132.8 =93.0L 内端曲げ M = 1.2*C = 1.2*132.8 =159.4R
中央曲げ M = M - 2
M + M = 199.2 -
2
159.4 + 93.0 =730
R L
外端せん断力 Q = 88.2 - 7.4 =80.8 内端せん断力 Q = 88.2 + 7.4 =95.6
基本計画時
ML = 91
MR = 156
28構造計算書2 解析結果
外端曲げ M = 0.7*C = 0.7*145.7 =102.0R
内端曲げ M = 1.2*C L = 1.2*145.7 =174.8
中央曲げ M = M - 2
M + M 0
R L
= 288.6 - 2
102.0 + 174.8 =150.2
外端せん断力 Q = 92.6 - 11.4 =81.2
内端せん断力 Q = 92.6 + 11.4 =104
基礎梁自重は無視
29
割合
(1.0)
(0.7)(0.5)
構造計算書2 柱軸力
30
1F中柱せん断力 Q = ( 9*1 + 6*0.6)
1926 =152.9c1
1F中柱柱脚曲げ M = 152.9* 3.875*0.6 =355.5cb1
1F中柱柱頭曲げ M = 152.9*3.875*0.4 =237.0ct1
1F外柱せん断力 Q = ( 9*1 + 6*0.6)
0.6*1926 =91.7o1
1F外柱柱脚曲げ M = 91.7*3.875*0.6 =213.ob1
1F外柱柱頭曲げ M = 91.7*3.875*0.4 =142.1ot1
構造計算書2 解析結果
31構造計算書2 解析結果
1F中柱せん断力 Q = ( 5*1 + 10*0.6)
1926 =175.c1
1F中柱柱脚曲げ M = 175* 3.875*0.6 =406.9cb1
1F中柱柱頭曲げ M = 175*3.875*0.4 =271.3ct1
1F外柱せん断力 Q = ( 5*1 + 10*0.6)
0.6*1926 =105.1o1
1F外柱柱脚曲げ M = 105.1*3.875*0.6 =244.4ob1
1F外柱柱頭曲げ M = 105.1*3.875*0.4 =162.9ot1
基本計画時
1階中柱せん断力:181
1階中柱柱脚曲げ:484
32構造計算書2 解析結果
33構造計算書2 解析結果
基礎設計用
フレーム用のLL
含基礎梁自重
34
基礎設計用
構造計算書2 解析結果
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