層不整形建物の設計例題1 スキップフロア Easy Fast Reliable Tutorial

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1 層不整形建物の設計例題1 スキップフロア Easy Fast Reliable Tutorial
Low-rise structure design total solution

2 Contents 層不整形建物の設計例題1 スキップフロア 01. チュートリアル概要 02. モデリング 03. 計算機能の設定
　01. チュートリアル概要 3 　02. モデリング 4 建物概要 モデルの作成 層グループの指定 単一部材の指定 計算ルートの設定 構造階高の計算方法の設定 　03. 計算機能の設定 14 計算条件 設計条件 解析/設計 　04. 結果の確認 20 3D結果 2D結果 ルート判定表、メッセージ一覧 　05. 構造計算書 24 出力設定 必要事項の記入 構造計算書出力

3 01. チュートリアル概要 1. チュートリアル概要 Tutorial
　簡単なスキップフロア構造物の設計例題を通してスキップフロアに対応したeGenの計算機能の内容や設定方法について学習します。スキップフロアのように層の構成が不連続な建物（層不整形建物）では、柱や筋交いなどの鉛直材がどの層に寄与するかに応じて層に関連する計算を対応をする必要があります。eGenでは層不整形建物の計算に対応するために、層を構成する部材を任意にグルーピングできる層グループという概念を導入しています。 　本チュートリアルでは、層グループの設定方法や層グループに関連する計算処理の方法を中心に学習します。スキップフロア構造の層不整形に関連する主要な計算項目は以下の4つとなります。 　① 計算ルート 　② 地震力計算 　③ 層間変形角 / 剛性率 / 偏心率 　④ 必要保有水平耐力 / 保有水平耐力 層グループの定義と単一部材指定 1F 2F 3F 4F 5F RF 5層 4層 3層 1層 2層 ※ 1F 2F 3F RF 3層 （中間層） 2層 1層 ※ スキップフロアを全層独立して考慮 スキップフロアを中間層として考慮 ※単一部材指定 　５層のスキップフロアから構成されるRCラーメン構造をモデルとして学習します。スキップフロア構造の建物は、水平荷重時の架構性状に応じて全フロアを層として定義するか、一部の層を中間層として定義するかの２つの方法が考えられます。本チュートリアルでは、全てのフロアが層として独立的に挙動するスキップフロア構造を想定しています。

4 02. モデリング 1. 建物概要 モデル 伏図 プロジェクト概要 NOTE Tutorial 作成モデルについて確認します。
　1. 建物概要 Tutorial 作成モデルについて確認します。 スキップフロア全層を独立した層として考慮した場合の設計例について学習します。 モデル 1F 2F 4F RF 5層 4層 3層 1層 2層 5000 4000 3000 3F 5F 伏図 8000 6000 14000 X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 部材 サイズ [mm] 柱 700×700 梁 400×600 地中梁 400×1000 スラブ 150 プロジェクト概要 建物用途 住宅 位 置 東京都千代田区 層別情報 地上 5階 構造情報 特 徴 鉄筋コンクリート/ ラーメン構造 スキップフロア 階 高 (mm) 1層 ：3000 2,5層　 ： 5000 3,4階 ： 4000 eGenでは、さまざまな方法でモデリングを行うことができます。 　　・CAD図を基にモデリング 　　・グッリド線を使ってモデリング 　　・座標によるモデリング NOTE

5 02. モデリング 2. モデルの作成 1) 新規プロジェクトを開く 1 1 2) 名前をつけて保存 2 2 3 4 3 5 4 5
Tutorial 新規プロジェクトを開いて、名前をつけて保存します。 1) 新規プロジェクトを開く 　　　　新規ファイル 　　・新規プロジェクトを開きます。 　　　ファイルメニュー 　　・eGenのロゴマークをクリックします。 　　 名前を付けて保存 　　　ファイル名 　　・保存先を選択して、ファイル名を 　　 入力します。 　　　保存 1 1 2) 名前をつけて保存 2 2 3 4 3 5 4 5

6 02. モデリング 2. モデルの作成 3) 3Dウィザードによる簡単なモデルの作成 1 1 2 3 2 4 5 3 4 5 6 7 6 7
Tutorial 3) 3Dウィザードによる簡単なモデルの作成 3Dウィザード機能で、簡単にモデルを生成します。 主体構造 　　　　[ 情報＞モデル制御 ] 　　　・RC造を選択します。 　　　　[モデリング＞3Dウィザード] 　　　X座標入力 　　　・距離：「8」ｍ 入力 ⇒ [追加] 　　　・距離：「6」ｍ 入力 ⇒ [追加] 　　　Y座標入力 　　　・距離：「6」ｍ 　　　・繰返し：「2」 入力 ⇒ [追加] 　　　高さと地上階数入力 　　　・高さ：「2」ｍ 　　　・地上階数：「5」 入力 　　　　⇒ [追加/修正] 　→ 距離： 　　　　スパンの長さを入力します。 　→ 繰返し： 　　　　スパン数を入力します。 1 1 2 3Dウィザード 3 2 4 5 3 4 5 6 Tutorial 3Dウィザード機能で、グリッドを設定し、部材を配置します。 　　　　[フレーム/スラブ] ・　　[小梁] ⇒ チェック [フレーム生成] ⇒ クリック 　→ 略伏図で割当てを確認できます。 （線が実線になります） 　　　[確認] ⇒ クリック　　　 7 6 7 8 8 9 柱，梁をクリックすることで モデルの調整ができます。 ※構造材料や部材（柱・梁・スラブなど）はデフォルト設定されています。 新規に生成することもできます。 ※3Dウィザードで生成するモデルの構造種別は、「情報＞モデル制御」で選択された種別に対応します。 NOTE 9

7 02. モデリング 2. モデルの作成 4) 層別情報修正 1 2 1 3 2 3 4 4 NOTE NOTE Tutorial
建物層情報を修正します。 4) 層別情報修正 　　　[情報＞層別] 　　　層別情報修正 　　　・５F階高：「3000」入力⇒ [Enter] ・1F階高：「3000」入力⇒ [Enter] 　　　[確認]　 1 2 1 3 層別情報入力時に該当層の階高のみ入力すれば累積階高は自動計算されます。 NOTE 2 入力 3 Tutorial 作成モデルを確認します。 　　　[モデルビュー] に切り替え 4 NOTE 層別ビュー： 　　層別に表示してモデルを確認することができます。 モデルビュー： 　　モデルを全体表示で確認することができます。 4

8 02. モデリング 2. モデルの作成 5) モデル修正① 1 2 2 3 1 4 5 3 4 4 5 NOTE Tutorial
モデルを修正します。 5) モデル修正① 　　　　ビューナビ ⇒ [Front] 　　　部材選択 & 削除 　　　・選択「右→左」 ⇒ [Delete] 　　　回転ビュー　 　　 ・「Ctrl」 + [ホイルマウス] 押す 　　　　ホイルを押しながら回転操作 　　　部材別選択 　　　・[All off] ⇒ [梁選択] 　　　・選択「左→右」 ⇒ [Delete] 1 2 2 3 1 4 5 3 回転ビュー 4 4 5 NOTE 部材のみ選択 　　選択された部材のみモデル編集 　　が可能です。ex) Move, Delete.. 部材と節点を同時選択 　　選択された節点に取り付いた部材の全てがモデル編集されます。

9 02. モデリング 2. モデルの作成 6) モデル修正② 1 2 1 1 3 4 2 5 6 4 3 5 4 5 6 NOTE
Tutorial 屋根の勾配をモデリングします。 6) モデル修正② 　　　節点選択 　　 ・ [梁選択] + [節点選択] 　　　部材 & 節点選択 　　 ・選択「左→右」 節点を含んで部材選択 　　　[モデリング＞移動] 　　　基準点指定 　　　移動先選択 最上部の柱の中点を選択します。 　　　モデルの確認 1 2 1 1 3 4 2 5 6 4 3 5 4 5 6 NOTE コマンド 移動ー　⇒ M 移動する際、距離を直接入力して複製先を設定することもできます。 　　　例）　0 , 0 , -3000 　＊必ずカンマで区切ってください。

10 02. モデリング 3. 層グループの指定 1) 層グループの割り当て 1 1 2 5 4 3 4 5 3 2 NOTE Tutorial
層グループ機能で、簡単に層グループを編集します。 1 　　　　全部材を選択　⇒ [All On] 　　 [情報ツリー＞層情報＞2F] 　　　ドラッグアンドドロップで指定　　　 　　　[情報ツリー＞層情報＞3F] 　　　[情報ツリー＞層情報＞4F] 　　　[情報ツリー＞層情報＞5F] 1 2 5 4 3 4 5 3 Drag and Drop 2 ※層グループのデフォルト設定は、「情報＞プロジェクト情報＞層別情報」で入力した層の高さの範囲で区分されます。情報ツリーの各層をダブルクリックすると、デフォルト設定された層グループに属されている部材を確認することができます。 NOTE

11 02. モデリング 3. 層グループの指定 2) 層グループの確認 1 2 1 3 4 2 3 4 NOTE Tutorial
設定した層グループをビュー上で確認します。 2) 層グループの確認 　　　　[ビュー＞ディスプレイ] 　　　 ショートカットキー：[CTRL]+E 　　　 部材タブクリック 　　 ・所属層表示「Check On」 ・層別色表示「Check On」 　　 [確認]　 　　　層グループ結果確認 1 2 1 3 4 ※層グループの色表示は、「情報ツリー＞層情報」を右クリックして“層別色表示/非表示”でも選択できます。 ※層グループの計算内容への考慮方法は『層不整形建物の計算に関する技術資料』を参照して下さい。 NOTE 2 3 4

12 02. モデリング 04. 層グループの指定 4. 単一部材の指定 1 2 1 3 2 グルーピングツリー 3 例) Y1通り JCr10
Tutorial 単一部材指定機能を用いて、単一部材指定を行います。 　　　　[設計条件＞設計詳細制御 　　　＞共通＞単一部材指定]　　　 　　　自動指定で、[追加] ・手動で直接部材を指定すること 　　　　も出来ます。グループ名称な 　　　　ども直接設定できます。　　 　　　 指定された単一部材を確認 　　　・グルーピングツリー＞単一部材 　　　　→対象を[ダブルクリック] 　　　・ディスプレイ＞設計詳細＞共通 　　　　＞単一部材指定　　 1 2 1 3 ※材料、断面サイズ、層グループなどの属性の異なる部材は、あらかじめ属性を同一にしてから単一部材指定する必要があります。 NOTE 2 ※モデル上、複数の要素に分節された柱や梁、壁は、単一部材指定機能により、一部材として扱うことができます。一部材としての部材長により、配筋区間が分けられます。断面検定や、耐力・部材種別の計算は単一部材を１つの部材として行います。(下図参照) NOTE グルーピングツリー 3 例) Y1通り JCr10 JCr4 JCr7 JCr1 [ダブルクリック] ディスプレイ

13 02. モデリング 04. 層グループの指定 5. 計算ルートの設定 6. 構造階高の計算方法の設定 1 1 2 2 eGen ヘルプ
Tutorial 計算ルートや構造階高の計算方法の設定を行います。 　　　　[情報＞モデル制御]　　　 　　　・本チュートリアルでは「ルート3」 　　　　を選択します。　　 　　　 [情報＞モデル制御 　　　＞構造階高計算用距離]　　 　　　・本チュートリアルでは「梁のレベ 　　　　ル毎に区分」を選択します。　　　 1 1 6. 構造階高の計算方法の設定 2 2 eGen ヘルプ 層不整形の計算及び対象方法 ○　構造心移動 層不整形の構造物において合理的な解析モデルを作るためには、中間部材や傾斜部材に対し繊細な構造心移動が必要となります。MIDAS eGen では、層と関係なく各梁のレベル毎に構造心移動距離が設定可能です。また、傾斜部材の構造心移動も考慮しています。（下図参照） a) 層別に一括適用した場合 梁 hB1：梁B1の高さ h1：1Fレベルにある節点の構造心移動距離 H2：0.5Fレベルにある節点の構造心移動距離 柱 b) 梁のレベル毎に区分 h1 h2 h1

14 03. 計算機能の設定 1. 計算条件 1 1 2 3 4 5 2 2 3 4 5 3 4 5 剛性計算条件 荷重計算条件 応力計算条件
Tutorial 1. 計算条件 計算条件を設定する項目です。 1 　　　計算条件 　　　剛性計算条件 　　　・壁計算 　　　・Ｉ，Ａ計算 　　　・剛域計算 　　　荷重計算条件 　　　応力計算条件 　　　計算詳細制御 　　　・フレーム剛性増減係数 　　　・耐震壁剛性増減係数 　　　・剛性/偏心率除外部材指定 ・耐震壁判定計算指定 1 2 3 4 5 2 　　 剛性計算条件 2 3 4 5 　　 荷重計算条件 3 　　 応力計算条件 4 　　 計算詳細制御 5 ※設計の方針に合わせて計算条件を適宜選択します。本チュートリアルではデフォルト設定とは異なる設定を行う項目は緑色の番号で表示しています。 NOTE

15 2. 設計条件 1 2 3 1 2 2 3 3 １次設計 ２次設計 NOTE Tutorial
設計条件（１次設計，２次設計）を設定する項目です。 1 2 3 　　　設計条件 　　　１次設計 　　　・断面算定条件 　　　・ＲＣ共通 　　　・RC（柱/梁） 　　　・RC（接合部） 　　　・S 　　　２次設計 　　　・ひび割れ 　　　・終局耐力 　　　・せん断設計 　　　・部材種別の判定 1 2 １次設計 2 3 ２次設計 3 ※設計の方針に合わせて計算条件を適宜選択します。本チュートリアルではデフォルト設定とは異なる設定を行う項目は緑色の番号で表示しています。 NOTE

16 2. 設計条件 4 4 Tutorial 設計条件の個別設定を指定する項目です。 設計詳細制御 （共通） ・応力割増 ・断面算定省略部材指定
　　　設計詳細制御 　　　 （共通） 　　　・応力割増 　　　・断面算定省略部材指定 　　　・断面算定位置直接指定 　　　・Fes/Ds/Qud 　　　・単一部材指定 　　　・水平ブレース指定 　　　（RC） 　　　・接合部形状指定 　　　・内部柱の指定 　　　・鉄筋強度直接指定 　　　・スラブ荷重方向指定 （S） 　　　・スラブの梁拘束 　　　・横補強配置（梁） 　　　・座屈長さ入力 　　　・継手部位置指定 　　　・接合部ダイアフラム形式指定 　　　・デッキ方向指定 　　　・デッキスラブ支持条件指定 　　　・露出柱脚位置指定 　　　・引張り専用ブレース 　　　・接合部パネル補強 　　　・スカラップ指定 　　　・梁に対する軸力考慮　　　 4 応力割増 横補強配置 断面算定位置直接指定 座屈長さ入力 継手部位置指定 Fes/Ds/Qud 露出柱脚位置指定 内部柱の指定

17 2. 設計条件 5 5 Tutorial 設計条件の鉄筋に関する情報を指定する項目です。 鉄筋入力情報 ・鉄筋情報
　　　鉄筋入力情報 　　　・鉄筋情報 　→ 配筋の使用材料 ・ dt ・ ピッチ等 　　　の標準値を設定します。部材毎直 　　　接指定することも可能です。 　　　・断面検定入力情報 　→ 部材の断面サイズや配筋情報を 　　　テーブル管理・編集できます。 　　　・鉄筋強度直接指定 　→ 使用鉄筋の強度を部材毎に個別 　　　指定できます。 5 鉄筋情報 断面検定入力情報 鉄筋強度直接指定

18 3. 解析/設計 1 2 1 2 3 5 4 5 3 6 7 4 6 7 NOTE NOTE Tutorial
静的増分解析の解析条件を設定する項目です。 1 　　　解析/設計 　　　荷重増分 　　　初期荷重で部材降伏時解析　 　　　中止をチェックオフ 　　　静的増分解析 加力方向 　　　X(+) のみチェックオン　 　　　 Ds算定時設定を確認 　　　保有水平耐力算定時 　　 ヒンジ定義 　→ 部材ヒンジプロパティをユーザー 　　　定義することができます。 　　　支点の復元力特性を設定するこ 　　　とも可能です。 2 1 2 3 荷重増分 Ds算定時 5 4 5 3 6 7 4 初期荷重で部材降伏時解析中止 ・ 静的増分解析が中断される原因の１つに、部材の初期荷重（常時荷重）による降伏が挙げられます。 ・ 初期荷重による部材の降伏を許容して解析を続行することで、原因となる部材の結果を確認することが出来ます。 NOTE 保有水平耐力算定時 ヒンジ定義 6 7 ・ セミナーでは解析時間の短縮のためX(＋)加力のみ実行します。 ・ Ds算定時保有水平耐力使用のチェックを外すことで保有水平耐力算定時の条件を指定できます。 ・ 2次予備設計を実行する場合、保 有水平耐力時に脆性破壊で解析 中止を選択すると、脆性破壊部材 の補強が実行されません。 NOTE

19 Tutorial 3. 解析/設計 解析/設計のオプション設定を選択する項目です。 　　　 解析及び設計条件 　　　・解析のオプションと設計のオプショ 　　　 ン選択を確認。 　　　 荷重組合せ 　　　・荷重組合せケースを確認。 　　　 一括解析実行 　　　 保有水平耐力計算をチェック 　　　・全ての計算がチェックされます。 　　　 実行をクリック 8 8 9 10 　　　解析及び設計条件 8 9 10 11 12 　　　荷重組合わせ 9 　　　一括解析実行 10 解析オプション 解析 応力解析、固定値解析（設定時のみ）を実行します。 自動配筋 断面選定対象になるRC部材の配筋を応力値から自動的に計算して配筋します。 ※ 高強度せん断補強筋の使用部材と単一部材の指定部材は自動配筋の対象外となります。 断面検定 通常の断面算定を実行します。 保有水平耐力計算 静的増分解析を行い、Qu を算定し、部材種別・ヒンジ状態から Qun を算定します。 11 ・ 固有値解析を選択実行することもできます。 ・荷重組合わせは自動生成されます。ユーザーが組合わせ係数を直接指定することが可能です。 NOTE 12

20 04. 結果の確認 1. 3Ｄ結果 1) 解析結果の確認 1 1 2 2 3 4 3 4 Tutorial
解析結果を中心に3次元で確認することが出来ます。 1) 解析結果の確認 1 　　　結果 　　　線形解析結果 　→ 反力図や変位図、応力図、層せん 　　　断力図を確認できます。 　→ テーブル確認はもちろん項目に 　　　よってはグラフでも確認できます。 　　　増分解析結果 　→ 増分解析結果の反力図や変位図 　　　応力図やヒンジ図を指定により 　　　ステップごとに確認できます。 　→ テーブルでも確認できます。 　　　保有水平耐力グラフ 　→ Q-δ曲線やQu-Qunをグラフで確 　　　認できます。 1 2 2 3 4 3 4

21 04. 結果の確認 1. 3Ｄ結果 2) 偏心率計算グループの結果確認 1 1 2 2 3 3 4 5 6 4 6 5 Tutorial
層グループに対応した、層間変形角、剛性率、偏心率の詳細計算結果を確認します。 2) 偏心率計算グループの結果確認 1 　　　部材別結果 　 偏心率計算グループ 　 層別計算結果 　→ 層ごとに層間変形角、剛性率、 　　　偏心率の結果が表示されます。 　　　層/部材種別選択 　　 ・2F「選択」 　　 ・柱「選択」 　　　偏心率計算グループ 　　 ・No.1「選択」 → 選択された偏心率計算グループは モデルビュー上で活性化されます。 偏心率計算グループ別計算結果 　→ 選択された偏心率計算グループの 　　　負担するせん断力、層間変位、 　　　部材の変面位置が確認できます。 1 2 2 3 4 3 5 6 4 6 5 1F 2F 3F 4F 5F RF 　　2Fの層グループ

22 04. 結果の確認 Tutorial 2. 2Ｄ結果 設計に関する結果を2次元で確認します。 1 　　　2D結果オプション 　→ ツリーメニューが“2D結果”に切替 　　　り、項目別に結果が確認できます。 　　　ツリーメニュー“2D結果” 　→ １次設計、２次設計の解析結果 　　　から各項目を確認できます。 　　　平面ビュー、立面ビュー 　　　・平面ビュー： 　　　　層定義している層を選択 　　　・立面ビュー： 　　　　設定しているフレームを選択 　　　ディスプレイオプション 　　　・結果表示に関する設定を指定 3 4 1 2 2 3 4 Tutorial 結果の変化を確認しながら断面を編集します。 5 　　　結果 　　　2次設計編集 　→ 断面の編集を行う機能です。 　　　2次設計編集メニューを選択して 　　　編集ダイアログを開きます。 　　　部材編集 　→ 断面を選択して配筋情報を編集 　　　します。 　　　計算 　→ 編集した情報で断面検定計算 　　　を実行します。 　　　臨時適用 　→ 編集した情報を臨時に適用します。 　　　初期化 　→ 編集内容を元に戻します。 　　　変更された部材断面更新 　→ 編集した部材の情報を適用し、部 　　　材の断面を更新します。 　→ 更新には臨時適用を設定して 　　　おく必要があります。 　　　設計編集初期化 　→ 編集した部材情報を初期化します。 5 6 7 6 11 12 8 7 9 10 11 12 10 8 9

23 04. 結果の確認 3. ルート判定表，メッセージ一覧 1 2 3 1 2 2 3 3 NOTE Tutorial
設計ルート判定の根拠、計算結果からワーニングメッセージを確認できます。 1 2 3 　　　結果 　　　ルート判定表 　→ 適用可能なルートが確認できます。 　　　メッセージ一覧 　→ 仕様規定や設計条件を満足しな 　　　い場合にワーニングメッセージを 　　　出力します。 1 2 　　　ルート判定表 2 3 　　　メッセージ一覧 3 ※メッセージ一覧の内容は構造計算書に出力されるメッセージと同様です。 NOTE

24 05. 構造計算書 1. 出力設定 1 1 2 2 3 3 4 4 5 6 5 7 6 7 NOTE Tutorial
構造計算書の出力のための設定を行います。 1 　　　結果 　　　構造計算書 　　　出力タイプ 　　　・構造計算書 　　　・予備設計報告書 　　　・基礎構造計算書 　　　設定 　　　・フォントの設定 　　　・A4/A3用紙選択 　　　軸組図レイアウト設定 　　　・フレームごとに図の出力方向と 　　　 分割方法を設定 　　　伏図レイアウト設定 　　　・伏図ごとに図の出力方向と 　　　出力項目詳細設定 　　　・計算書の出力項目の選択 1 2 2 3 3 4 4 5 6 5 7 6 ・構造計算書 構造計算書の一式が出力されます。 ・予備設計報告書 構造計算書の概要に加えてNG部材の集計や躯体の概算数量が出力されます。 ・基礎構造計算書 基礎設計オプションを使用した時に、 基礎構造の計算書を出力します。 NOTE 7

25 05. 構造計算書 2. 必要事項の記入 1 1 2 2 Tutorial 必要事項を入力、編集し構造計算書に反映します。 表示 一般事項
　　　表示 　　　・『建物名称』 　→ 「メニュー＞情報＞建物情報」で 　　　入力したプロジェクト名が表示さ 　　　れます。 　→ 編集も可能です。 　　　・『構造設計事務所』 　→ 必要事項を入力します。 　　　一般事項 　　　・『建物位置』 　　　選択した建設地が表示されます。 　→ ここで編集も可能です。 　　　・『用途』、『建物高さ』など 　→ 「メニュー＞情報」の各項目の 　　　情報が表示されます。 　→ 活性化（白色）項目の編集が可能 　　　です。 1 2 2

26 05. 構造計算書 3. 構造計算書出力 1 2 3 4 4 5 5 6 7 8 6 7 8 NOTE Tutorial
構造計算書の出力のための設定を行います。 　　　構造計算書 　　　出力タイプ 　　　・構造計算書 　→ 構造計算書一式が出力されます。 　　　・予備設計報告書 　→ 構造計算書概要に加えてNG部材 　　　の集計や躯体の概算数量が出力 　　　されます。 　　　出力項目 　→ 各出力項目の設定が行えます。 　　　計算書出力 　→ 構造計算書を画面上出力します。 　　　印刷 　→ 計算書の印刷を実行します。 　　　計算書表示 　→ 表示の拡大，縮小を指定できます。 　　　ページ送り 　→ 章ごと、または１ページずつ送る 　　　ことができます。 　　　出力設定オプション 　→ 印刷項目を指定できます。 1 2 3 4 4 NOTE 5 5 6 7 8 6 7 NOTE 8 ページ送りはツリー表示の項目をダブルクリックすることでも直接表示させることが可能です。 NOTE