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『技術屋の辛口コラム』

№10 建築物や擁壁築造物類の構造計算による

解析や判断結果は、一致しない理由。


『技術屋の辛口コラム』





地盤品質判定士  目黒碩雄

コンクリート診断士 目黒碩雄






№10 建築物や擁壁築造物類の構造計算による解析や判断結果は、
    一致しない理由。



建築物や擁壁等これらの構造物の構造計算の結果が作成の建築士によりマチマチであり、それで問題なしとしてすましている世界であり、いずれの計算結果も正しいとされ問題なしとされます。

このことは、誰が計算しても解析結果が一致する機械工学、電気工学、物理工学等を基盤とするこれらの分野の人から、「非科学的」であると揶揄されることがあります。

しかし、主に建築物の分野にはこの分野特有のそれなりの理由が存在し、何れの計算結果も合法で正しいと判定されます。


何故そうなるのか、理由を少し説明をしてみたいと思います。

①建築物は複雑な<三次元>の構造物であり、構造体である多くの梁・柱・スラブ・壁等で構成されています。

シンプルな解析法である<つり合い条件式>で解析できる<静定構造物>ではないこと。
つり合い条件式で解ける部材は、<二次部材>である小梁や根太程度であり、鉄筋コンクリート建物の場合にはほとんどありません。

このような場合、<不静定構造物>として解析しなければなりません。

しかし計算では、当然に全ての構造材の断面算定をする必要があります。
この<不静定構造物>の解析は理論的には可能でありますが、複雑すぎて現実的ではありません。

計算を可能にするため、いろいろの計算をする為の<モデル化>と<仮定条件>を導入する必要が、不可欠となります。
例えば、梁の断面を仮定してパソコンで計算をさせれば、必要鉄筋量等がいろいろ算出されます。


② ある構造物に対する解析方法に、いくつもの方法が存在すること。

解析するパソコンのソフトによっても、解析結果に相違が発生します。
仮定や設計条件等は、設計者に委ねられております。

建築設計の分野でも、<デザイン設計>や<建築法規>の分野では設計者は完全に関係法令に拘束されますが、<構造設計>の分野では設計者の判断に委ねられる部分が結構あります。

そのため、現実の客観的な<理論解>を求めようとするならば、E-ディフェンス(国立研究開発法人防災科学技術研究所が所管する、大型構造物の震動破壊実験を行う大規模実験施設。)による、実物大実験機によるによる解析しかありませんが、コスト的に現実的ではありません。

しかし、この実験も入力情報によりバラつきは発生します。
真実の値は、「神のみぞ知る」ところにならざるを得ません。

従って、設計者は対象構造物の<重要度>、計算それ自体の<経済性>、計算誤差の<リスクの判定>等を総合的に判断して解析し、結論をだすことになります。

ちなみに、鉄筋コンクリート建物のコンクリートの強度について、計算上は70㎏/で計算しますが、現実の設計強度は3倍の210㎏/~240㎏/の強度で実際の建物は建築してあります。
構造計算の強度の3倍の強度が、現実の建物にはある事になります。

従って個々の計算者の計算結果に若干のバラツキがあったとしても、その部分の誤差は安全率に吸収されてしまうことになり、不都合なことは理論上発生しないことになります。

「非科学的」であるというような、他の分野の人の主張は的を得た主張ではありません。


                                          以 上

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