構造計算はなんか難しそうって、避けていませんか？

過去には私もそう感じていました。

建築の学校を卒業している人は、最小限の構造計算を学びます。

でも、忘れている場合が多いです（笑）

そして、勘違いしないで下さい！

施工技術者・建設現場であっても「仮設物の設計」をしなければならないことを、例えばですが「外部足場の構造計算」というのがありますよね！

自分が詳細に計算出来なくても良い、ただ、これを理解しいないと「間違いに気づくハズがない」です（笑）

今回は、私の備忘録のために

簡単にですが、建物の柱寸法を概算で求める方法をご紹介いたします。

※要は「仮定（設計）した重量から力の流れを考慮して、部材（柱・梁）の安全性を確かめる作業

概略（実際の作業の流れ）

１．常時（字の如く常に支えるべき重量）の重量に対して
　　
　　建物の重量を求める→使用するコンクリートの設計強度を決める→断面算定

２．短期の荷重に対して

　　建物の重量と建物の高さ・種類から地震力を求める→断面算定

おおよその場合は「２」の地震力（稀に暴風時もあり）で決まりますので、短期荷重に対して検討するのが一般的になります。

そして、建物の重量ですが、鉄筋コンクリート構造の場合は、１m2（１ｍ×１ｍ）辺り「900～1200kg」ぐらいの重量を想定します。

この900kgから1200kgというのは一般的な数字ではあります。

ただし、実際に建物を耐震診断する場合は「固定重量並びに積載重量」を計算しなければ意味がありません。

ここで上記の重量を基に、上からの重量（長期荷重＝常に支える必要がある荷重））を支えると仮定し計算を進めていきます。

好きじゃなかった組体操の「人間ピラミッド」の最下段の人を想像して読み進めて下さい。

ここからが本題

この場合だと419mm→450mが一辺の寸法になります。

ただ、地震時や暴風時（短期荷重）の検討も必要です。

地震時の検討を考慮すると500mmが一辺の寸法になります。

通常、最上階以外は「短期荷重時の応力」で断面が決まりますので、長期荷重で検討することは稀です。

また、このように「仮定に荷重」に対して「断面」を求めないと

肝心の鉄筋の本数を求める事は出来ません（今回は説明を割愛）

では、必ず一辺を500mmにしなければならないのか？

実は違います。

鉄筋に「せん断力を負担させる」場合もあります。

全てではありませんが、ルールに従えば問題はありません。

どういうことかと言えば

全体の350KNから「コンクリートの分」450mm×450mm×1.46N/mm2=289,575Nを引いた

54,350Nを鉄筋に負担させます（あくまでも理論上の話です）

これの計算式が下図のようになります。

改めると「550mm×550mm」がほぼ正解になります。

では、先ほどの長期荷重はどうなるのか？

安全率が「0.52」になります。

でも、中に鉄筋が入っているので「断面を減らす必要がありますよね？」

ある程度理解できる人なら、こう思ったと思います。

しかし、実際は下記のような理由で考慮しません

私は、構造設計者では有りませんが「これくらいは理解できます」

そして「柱」は、下図の様に検討内容が多い

この知識が役立つのかは私にもよく解りません、ただ、知らないと恥ずかしいです。

これを詳細に解説すると面白くワクワクしますが、時間があれば作ろうと思います。