ここでは,木造の在来軸組工法の構造設計を行います。次のような仮想プロジェクトを考えます。

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Rhinoビューポート上でのモデリング

柱と梁のモデル化

まず,柱と梁をモデル化します。columnとbeamというレイヤに分けでモデル化することにしましょう。解析モデルが大規模になる場合は,column1F,column2Fのように,階ごとにレイヤを分けたほうが編集・管理がしやすい場合もありますが,今回対象とする構造物は小規模ですので,線材のレイヤ分けはcolumnとbeamの2つのみとしました。初期の材料番号はmat=0,断面番号は,sec=1としました。また,梁については図面では経済設計のために部材長さを4mに制限して継手を設けているので,モデル化も図面に合わせて4mで線材を区切っています。

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基礎梁のモデル化

木造であっても,多くの場合基礎は鉄筋コンクリート造です。基礎伏せ図に倣い基礎梁となる線分を追加しましょう。ここではレイヤーをbasebeamとしました。断面番号はsec=0, 材料番号はmat=1と設定しておきます。

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基礎スラブのモデル化

続いて,基礎スラブを面材でモデル化します。ここではslabというレイヤ名でモデル化しました。荷重は,コンクリートの自重だけでも$t=\textrm{200mm}$だと$4800\textrm{N/m}^2$あります。それに加え,仮に床仕上げを$900\textrm{N/m}^2$程度見込むことすれば,居室の積載荷重(架構用$1300\textrm{N/m}^2$,地震用$600\textrm{N/m}^2$)と合わせて床荷重は架構用$7000\textrm{N/m}^2$,地震用$6300\textrm{N/m}^2$となりますので,Sz=-7, Sz2=-6.3を属性ユーザーテキストに設定しておきます。

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床・屋根のモデル化

続いて,木造床・屋根を面材でモデル化します。ここではfloorというレイヤ名でモデル化しました。床・屋根面の剛性や耐力は床倍率で決まります。図面では,床倍率1.2の仕様となっていますので,K=1.2とします。また,床荷重は,仮に固定荷重を2F床で$700\textrm{N/m}^2$,屋根面で$850\textrm{N/m}^2$ほど見込むこととすれば,居室の積載荷重(架構用$1300\textrm{N/m}^2$,地震用$600\textrm{N/m}^2$)と屋根面の積載荷重(架構用$650\textrm{N/m}^2$,地震用$300\textrm{N/m}^2$※居室の半分で設定)と合わせて2F床荷重は架構用$2000\textrm{N/m}^2$,地震用$1300\textrm{N/m}^2$,屋根荷重は架構用$1500\textrm{N/m}^2$,地震用$1150\textrm{N/m}^2$となりますので,2F床にはSz=-2, Sz2=-1.3を,屋根面にはSz=-1.5, Sz2=-1.15を設定しておきました。

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壁のモデル化

最後に壁を面材でモデル化します。ここではwallというレイヤ名でモデル化しました。壁の剛性や耐力は壁倍率で決まります。図面では,1Fの壁は壁倍率5.0,2Fの壁は壁倍率2.5の仕様としていますので,それぞれK=5.0,k=2.5とします。本来は壁の重量は別で集計したほうがモデル化としては精細ですが,ここでは壁や間仕切りの重量はすべて前述の固定荷重にならし荷重として含まれているものとしましょう。