JP4610098B2

JP4610098B2 - Column base strength judgment system

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Publication number: JP4610098B2
Application number: JP2001033320A
Authority: JP
Inventors: 丈史槙枝; 哲也菅野; 正裕鈴木
Original assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Current assignee: Asahi Kasei Construction Materials Corp
Priority date: 2001-02-09
Filing date: 2001-02-09
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2021-02-09
Also published as: JP2002236707A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建物の鉄筋コンクリート構造に柱を接合する際に使用する柱脚の耐力判定システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
建物が高層の鉄骨構造等、柱脚が下部の鉄骨鉄筋コンクリート構造に接合される場合は、耐震性に影響を与える問題は生じにくいが、建物が比較的低層である場合には、下部が鉄筋コンクリート構造であることが多く、柱脚部が異種構造の接点となるため設計上の種々の問題はもとより施工上の問題も生じ易い。
【０００３】
１９９５年に発生した兵庫県南部地震では、露出柱脚に特に被害が多く見られ、その被害の殆どがアンカーボルトの損傷であり、それらはアンカーボルトの破断、基礎コンクリートからの抜け出し、伸び等であったことが報告された。
【０００４】
従来、露出柱脚では、比較的固定度が小さいと見なせる形状のものについては、柱脚をピンとして骨組みの構造計算を行ってきた。しかしながら、完全なピン柱脚はあり得ないことから、このように設計した柱脚は、該柱脚に発生する曲げモーメントを無視したものであり、上部構造に対しては安全側であるが柱脚部に対しては危険側の設計をおこなってしまう虞が有る。
【０００５】
柱脚の耐力に関して、従来は日本建築センターから発行された「建築物の構造規定（１９９７年版）」に示された柱脚の設計フローに従って、手作業で計算して判定していたものであるが、人為的なミスが発生し易く、判定に手間と時間がかかるという問題があった。これ等の問題を解決するために、最近では柱と柱脚の仕様を入力することにより、自動計算を行うと共に柱と柱脚の耐力曲線を描画表示し、更に柱脚に生ずる力を入力することにより、その耐力曲線図上に前記柱脚に生ずる力をプロットして描画し、耐力曲線に対するプロットの位置関係がプロット形状により判断可能とした柱脚耐力判定ソフトが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の従来例では、柱脚検討時に必要とされる多くの検討事項の一部にしか対応しておらず、その柱脚耐力判定ソフトにより柱脚の検討が完了するものではなかった。特に、設計ルートの選択、柱脚の保有耐力接合条件の判定が無く、常に同種の検討しか行えないという問題があった。
【０００７】
本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、柱脚耐力判定計算の簡略化及び省力化を図り、多様な判定項目及び手順を備えた柱脚の耐力判定システムを提供せんとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明に係る柱脚の耐力判定システムの代表的な構成は、建物の鉄筋コンクリート構造に柱を接合する際に使用する柱脚の耐力判定システムであって、地震に対する安全性の確認に関する要求項目及び手順を選定する設計ルート選定手段と、柱の仕様を選定する柱選定手段と、柱脚の仕様を選定する柱脚選定手段と、柱脚に生じる軸力、モーメント、剪断力を入力する入力手段と、前記柱選定手段、前記柱脚選定手段、前記入力手段により選定或いは入力された各情報を用いて前記設計ルート選定手段により選定或いは入力された情報によって決定する要求項目及び手順に基づいて地震に対する安全性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、設計ルート選定手段により設計ルートを容易に選定することが出来る。また、柱選定手段及び柱脚選定手段により柱や柱脚を容易に選定することが出来、入力手段により柱脚に生ずる軸力、モーメント、剪断力を入力することで、判定手段が入力手段により選定或いは入力された各情報に基づいて柱脚の地震に対する安全性を判定することが出来る。
【００１０】
また、本発明に係る柱脚の耐力判定システムの他の構成は、建物の鉄筋コンクリート構造に柱を接合する際に使用する柱脚の耐力判定システムであって、地震に対する安全性の確認に関する要求項目及び手順を選定する設計ルート選定手段と、柱の仕様を選定する柱選定手段と、柱脚の仕様を選定する柱脚選定手段と、柱脚に生じる軸力、モーメント、剪断力を入力する入力手段と、前記柱選定手段、前記柱脚選定手段、前記入力手段により選定或いは入力された各情報を用いて柱脚の保有耐力接合条件を判定する保有耐力接合判定手段と、前記柱選定手段、前記柱脚選定手段、前記入力手段により選定或いは入力された各情報を用いて前記設計ルート選定手段により選定或いは入力された情報によって決定する要求項目及び手順に基づいて地震に対する安全性を判定する判定手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成によれば、保有耐力接合判定手段が入力手段により選定或いは入力された各情報に基づいて柱脚の保有耐力接合条件を判定することが出来る。
【００１２】
ここで、柱脚の保有耐力接合条件とは、柱脚の耐力が、これに接合される柱の耐力に係数を乗じた値を上回ることを判定するものである。
【００１３】
また、柱の仕様を表示する柱仕様表示欄と、柱脚の仕様を表示する柱脚仕様表示欄と、柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に柱脚に生ずる力を、該柱脚に生ずる力と該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状でプロット表示する耐力グラフ表示欄と、柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄とを一覧表示する表示手段を有する場合には、該表示手段により柱脚の耐力判定に必要とされる検討事項を一覧することが出来る。
【００１４】
また、柱の仕様を表示する柱仕様表示欄と、柱脚の仕様を表示する柱脚仕様表示欄と、柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に柱脚に生ずる力を該柱脚に生ずる力と該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状でプロット表示する耐力グラフ表示欄と、柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄と、柱脚の１次設計の判定を表示する１次設計判定表示欄と、地震に対する安全性の確認に関する要求項目及び手順を選定する設計ルートに基づいて柱脚の保有耐力接合条件の判定結果を表示する保有耐力接合判定表示欄とを有する場合には、１次設計判定結果や保有耐力接合判定結果も併せて視認することが出来る。
【００１５】
また、柱の仕様を選定する柱仕様選定欄と、柱脚の仕様を選定する柱脚仕様選定欄と、柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に柱脚に生ずる力を該柱脚に生ずる力と該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状でプロット表示する耐力グラフ表示欄と、柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄とを一覧表示する表示手段を有する場合には、表示手段により表示された各選定欄を利用して柱や柱脚の仕様を選定し、且つ各検討事項を視認することが出来る。
【００１６】
また、前記耐力グラフ表示欄に前記各情報により選定或いは入力された情報に基づいて定まる軸力制限を領域として表示した場合には、軸力制限領域を視認することで軸力制限の検討が容易に出来る。
【００１７】
また、柱脚に生ずる軸力が前記軸力制限に抵触した場合に警告を表示する場合には、その軸力制限領域内に柱脚に生ずる力がプロット表示された場合に軸力制限に抵触することを警告することが出来、柱脚の使用に関する注意を視覚的に認識することが出来る。
【００１８】
また、前記柱選定手段が、柱の形状を図形表示すると共に、その表示した柱の形状を選定するアイコンを有する場合には、該アイコンを操作することにより柱の選定作業が容易に出来る。
【００１９】
また、柱脚に生ずる長期及び地震時の力から終局軸力、終局モーメント及び終局剪断力を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された力と柱脚の終局耐力を比較判定する耐力判定手段とを有する場合には、算出手段により終局軸力、終局モーメント及び終局剪断力を算出することが出来、耐力判定手段により終局耐力の判定が出来る。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図により本発明に係る柱脚の耐力判定システムの一実施形態を具体的に説明する。図１は本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート１を示すフローチャート、図２は柱、柱脚を選定する様子を示すフローチャート、図３及び図４は本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート２を示すフローチャート、図５及び図６は本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート３を示すフローチャートである。
【００２１】
図７は設計ルート１を選択した状態を示す表示画面図、図８は柱の仕様を選定する様子を示す表示画面図、図９は選定された柱仕様に対応した柱脚が表示され、柱脚の仕様を選定する様子を示すと共に、選定された柱と柱脚の耐力曲線が描画表示された様子を示す表示画面図、図10（ａ）は耐力グラフ表示欄に設けられた軸力制限領域を示す図、図10（ｂ）は柱脚に生ずる軸力が軸力制限領域にある場合に注意を喚起するメッセージを表示した様子を示す図である。
【００２２】
図11は柱脚に生ずる力を入力して判定が「×」になった様子を示す図、図12は柱脚に生ずる力の入力を図11から変更して判定が「〇」になった様子を示す図である。
【００２３】
図13は設計ルート２を選択して柱や柱脚の仕様を選定し、柱脚に生ずる力を入力して保有耐力接合条件の判定を行う様子を示す表示画面図、図14は保有耐力接合条件の判定が「ＮＧ」になった様子を示すと同時に、終局（降伏）耐力（γ倍）の表示欄が変化した様子を示す表示画面図である。
【００２４】
図15は設計ルート３を選択して保有耐力接合条件の判定が「ＯＫ」になった様子を示す表示画面図、図16は設計ルート３を選択して保有耐力接合条件の判定が「ＮＧ」になった様子を示す表示画面図である。
【００２５】
本発明に係る柱脚の耐力判定システムは、コンピュータシステムを利用して構築されており、建物の鉄筋コンクリート構造に柱を接合する際に使用する柱脚の耐力判定に適用される。
【００２６】
図７に示すように、地震に対する安全性の確認に関する要求項目及び手順に応じて設計ルート１，２，３を選定する設計ルート選定手段となる設計ルート選択ボタン４が表示手段となる一覧表示画面５に設けられている。
【００２７】
設計ルート１の計算が適用される建物は、比較的規模の小さいものに限定され、設計ルート２の計算が適用される建物は階数が多くなるなどによる影響から柱脚の回転剛性を計算し、その回転剛性を使って構造計算を行い、その結果算定された生ずる力に対して上部構造及び柱脚のチェックを要するものである。設計ルート３の計算が適用される建物は保有水平耐力の検討を要するものである。
【００２８】
一覧表示画面５には柱の仕様を選定する柱選定手段となる柱の形状を図形表示すると共に、その表示した柱の形状を選定入力する柱形状アイコン６が設けられており、更には柱の鋼種やサイズ、板厚が予め記憶された選択リストから選択出来る柱仕様選定欄を兼ねる柱仕様選択ボタン７が設けられている。
【００２９】
柱形状アイコン６及び柱仕様選択ボタン７により選択された柱仕様は柱仕様表示欄８にその内容が表示される。
【００３０】
また、一覧表示画面５には柱脚の仕様を選定する柱脚選定手段となる予め記憶された選択リストから選択出来る柱脚仕様選定欄９ａが設けられており、該柱脚仕様選定欄９ａでポイントして選定された柱脚の型式名が表示され、柱脚仕様選定欄９ａが柱脚の仕様を表示する柱脚仕様表示欄９の一部を兼ねている。
【００３１】
また、一覧表示画面５には建物の設計仕様に応じて柱脚に生ずる長期軸力Ｎ、長期曲げモーメントＭ、長期剪断力Ｑ及び地震力による軸力Ｎ、地震力による曲げモーメントＭ、地震力による剪断力Ｑを入力する入力手段となる入力欄10が設けられており、該入力欄10に入力された数値がそのまま表示され、入力欄10が柱脚に生ずる長期軸力Ｎ、長期曲げモーメントＭ、長期剪断力Ｑ及び地震力による軸力Ｎ、地震力による曲げモーメントＭ、地震力による剪断力Ｑの各数値を表示する表示欄を兼ねている。
【００３２】
ここで、「長期」とは、建物の自重等、長期的に構造物にかかる力であり、「地震力」とは、地震時に一時的に加わる力である。また、以下に後述する「短期」とは、「長期」±「地震力」という計算式で求められるものであり、地震等が起こった際に構造物に生ずる総合の力である。具体的には数十年に一度程度の頻度で起こる中程度の規模の地震を想定しており、その建物自身が建っている間に１〜数回遭遇すると予想される。尚、「短期１、２」とあるのは地震時は建物が両方向に揺さぶられるためである。
【００３３】
また、同じく後述する「終局（降伏）」とは、建物が建っている間に一度遭遇するかしないかという大地震を想定した場合に建物の部材に生ずる力、若しくは建物の部材が保有する耐力である。
【００３４】
設計ルート選択ボタン４により選定された各設計ルート１，２，３に基づくと共に、柱形状アイコン６、柱仕様選択ボタン７等の柱仕様選定欄からなる柱選定手段、柱脚仕様選定欄９ａからなる柱脚選定手段、入力欄10からなる入力手段により選定、入力された各情報に基づいてコンピュータシステムにより構成される判定手段が地震に対する安全性を判定する。
【００３５】
また、同様にコンピュータシステムにより構成される耐力判定手段が柱脚の保有耐力接合条件を判定し、更にコンピュータシステムにより構成される算出手段が柱脚に生ずる長期及び地震時の力から終局軸力、終局モーメント及び終局剪断力を算出し、コンピュータシステムにより構成される耐力判定手段が該算出手段により算出された力と柱脚の終局耐力を比較判定する。
【００３６】
尚、保有耐力接合条件とは、柱脚の耐力が、これに接合される柱の耐力に係数を乗じた値を上回ることを判定するものである。
【００３７】
また、一覧表示画面５には柱形状アイコン６、柱仕様選択ボタン７及び柱脚仕様選定欄９ａにより選定入力された柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に、柱脚に生ずる力を該柱脚に生ずる力と、該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状で判定結果をプロット表示する耐力グラフ表示欄11が設けられている。
【００３８】
耐力グラフ表示欄11には、図９に示すように、設計ルート１を選定した場合には、柱の長期許容耐力曲線ａ、柱の短期許容耐力曲線ｂ、柱脚の長期許容耐力曲線ｃ及び柱脚の短期許容耐力曲線ｄが表示され、図13及び図16に示すように、設計ルート２，３を選定した場合には、柱の長期許容耐力曲線ａ、柱の短期許容耐力曲線ｂ、柱脚の長期許容耐力曲線ｃ及び柱脚の短期許容耐力曲線ｄに加えて柱の終局耐力曲線ｅ及び柱脚の終局（降伏）耐力曲線ｆが表示される。
【００３９】
また、一覧表示画面５には柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄12、設計ルートに基づいて柱脚の保有耐力接合条件の判定結果を表示する保有耐力接合判定条件表示欄13が設けられている（図13、図15参照）。
【００４０】
そして、設計ルート２，３において、表示手段となる一覧表示画面５に、柱仕様表示欄８、柱脚仕様選定欄９ａを含む柱脚仕様表示欄９、耐力グラフ表示欄11、耐力判定表示欄12及び保有耐力接合判定条件表示欄13が一覧表示出来るように構成されている。
【００４１】
また、耐力グラフ表示欄11には入力手段により選定或いは入力された情報に基づいて定まる軸力制限領域ｇが表示されており、柱脚に生ずる軸力Ｎが該軸力制限領域ｇに入った場合に図10に示すような警告が表示されるようになっている。
【００４２】
更に一覧表示画面５には柱脚の保有耐力接合条件の総合判定結果を表示する保有耐力接合総合判定表示欄14が設けられて一覧表示されるようになっている。
【００４３】
先ず図１及び図２並びに図７〜図12を用いて設計ルート１を選定した場合の判定フローについて説明する。尚、設計ルート１を選定した場合には、入力欄10に入力する長期軸力Ｎ、長期曲げモーメントＭ、長期剪断力Ｑ、及び地震力により生じる軸力Ｎ、曲げモーメントＭ、剪断力Ｑは、全てＣｏ≧０．３として構造計算を行った結果、算出された値である。
【００４４】
前記Ｃｏとは、「標準剪断力係数」といい、構造計算における水平力算出時に建築物の荷重に乗ずべき係数である。
【００４５】
設計ルート１の場合は、Ｃｏ≧０．３として構造計算を行う。Ｃｏ≧０．３として構造計算を行うと、Ｃｏ≧０．２として構造計算を行った場合よりも算出される「柱脚に生ずる力」は大きくなり、安全側の検討とすることが出来る。
【００４６】
図１において、パーソナルコンピュータ等にインストールされた柱脚の耐力判定プログラムシステムを起動すると（ステップＳ１）、図７に示す初期画面が表示される。そして、設計ルート選択ボタン４に表示された設計ルート１，２，３から対応する設計ルートのボタンをクリックして選択する（ステップＳ２）。
【００４７】
図１では設計ルート１が選択された場合のフローチャートを示す。設計ルート選択ボタン４の設計ルート１のボタンをクリックすると、ステップＳ３に進み、ここで、柱仕様を決定する。
【００４８】
柱仕様の決定は、詳しくは図２に示すフローチャートに従って、図８（ａ）に示すように、柱形状アイコン６により所望の柱形状を選定すると（ステップＳ301）、図８（ｂ）に示すように、柱仕様選択ボタン７の鋼種の選択リストには選択した柱形状に適合した柱鋼種のみが図示しないデータベースから抽出されて表示される（ステップＳ302）。
【００４９】
そして、鋼種の選択リストに表示された中から所望の鋼種を選択すると（ステップＳ303）、柱仕様表示欄８にＦ値、角形鋼管を選択している場合にはコーナー部のＲ（曲率半径）が表示され（ステップＳ304）、図８（ｃ）に示すように、柱仕様選択ボタン７の柱サイズの選択リストには選択した柱形状及び鋼種に適合した柱サイズのみが図示しないデータベースから抽出されて表示される（ステップＳ305）。
【００５０】
尚、前述のＦ値とは、鋼材等の基準強度のことであり、鋼材では降伏点強度の下限値である。
【００５１】
図８（ｃ）では、鋼種としてBCP325が選択されたため、適合する□３００（３００mm角)以上の柱のみが表示されている。
【００５２】
そして、柱サイズの選択リストに表示された中から所望の柱サイズを選択すると（ステップＳ306）、図８（ｄ）に示すように、柱仕様選択ボタン７の柱板厚の選択リストには選択した柱形状、鋼種及び柱サイズに適合した柱板厚のみが図示しないデータベースから抽出されて表示される（ステップＳ307）。
【００５３】
そして、柱板厚の選択リストに表示された中から所望の柱板厚を選択すると（ステップＳ308）、図９に示すように、柱仕様表示欄８にＺ及びＺｐが表示され（ステップＳ309）、図９のＡに示すように、柱仕様に適合した柱脚のみが図示しないデータベースから抽出されて柱脚仕様選定欄９ａに表示される（ステップＳ310）。
【００５４】
尚、前述のＺとは、鋼材等の弾性範囲において該鋼材等の曲げ耐力を決定する断面の形状により定まる係数である。また、Ｚｐとは、鋼材等の全塑性時（断面全体が降伏する状態）の曲げ耐力を決定する断面の形状により定まる係数である。
【００５５】
そして、柱脚の選択リストに表示された中から所望の柱脚を選択すると（ステップＳ４）、柱脚仕様表示欄９に柱脚タイプ、その柱脚の回転剛性値、その柱脚仕様に必要とされるコンクリート強度が表示される（ステップＳ401）。
【００５６】
更に図９のＢに示すように、選択された柱（鋼種；BCP325、450mm角、板厚19mmの角形鋼管)と柱脚（NT45-19FX3）の耐力曲線が耐力グラフ表示欄11に表示される（ステップＳ５）。
【００５７】
尚、図９の耐力グラフ表示欄11に表示された耐力曲線は、縦軸が軸力、横軸がモーメントで表され、柱の長期許容耐力曲線ａ、柱の短期許容耐力曲線ｂ、柱脚の長期許容耐力曲線ｃ、柱脚の短期許容耐力曲線ｄが表示されている。
【００５８】
本システムでは、剪断耐力は一つの柱脚仕様につき一つの値に定められており、長期、短期、終局（降伏）、Ｘ方向、Ｙ方向の何れの場合においてもＢＱａ（柱脚剪断耐力）という一つの値としている。
【００５９】
一覧表示画面５に設けられた耐力曲線表示・非表示切り換えボタン15をポイントすることで、耐力グラフ表示欄11に表示された各耐力曲線毎に表示／非表示を切り換えることが出来るようになっている。
【００６０】
次に入力欄10に、柱脚に生ずる長期軸力Ｎ及び地震力による軸力Ｎを入力すると共に（ステップＳ６）、長期曲げモーメントＭ及び地震力による曲げモーメントＭを入力し（ステップＳ７）、更に、長期剪断力Ｑ及び地震力による剪断力Ｑを入力する（ステップＳ８）。
【００６１】
ステップＳ６，Ｓ７，Ｓ８において入力された長期軸力Ｎ及び地震力による軸力Ｎ、長期曲げモーメントＭ及び地震力による曲げモーメントＭ、長期剪断力Ｑ及び地震力による剪断力Ｑに基づいて、耐力判定表示欄12に示される短期１の軸力Ｎは（長期軸力Ｎ）＋（地震力による軸力Ｎ）により自動計算され、短期２の軸力Ｎは（長期軸力Ｎ）−（地震力による軸力Ｎ）により自動計算される（ステップＳ９）。
【００６２】
同様に、短期１の曲げモーメントＭは（長期曲げモーメントＭ）＋（地震力による曲げモーメントＭ）により自動計算され、短期２の曲げモーメントＭは（長期曲げモーメントＭ）−（地震力による曲げモーメントＭ）により自動計算される（ステップＳ10）。
【００６３】
また、短期１の剪断力Ｑは（長期剪断力Ｑ）＋（地震力による剪断力Ｑ）により自動計算され、短期２の剪断力Ｑは（長期剪断力Ｑ）−（地震力による剪断力Ｑ）により自動計算される（ステップＳ11）。
【００６４】
ステップＳ９において、短期１、２の軸力Ｎの自動計算に基づいて引っ張り軸力Ｎが０．２Ｎｙを超えた場合に図10（ｂ）に示すように、「軸力が適用限界を超えています」等の警告メッセージを表示する（ステップＳ12）。具体的にはプロットが軸力制限領域ｇに入った場合に前記警告メッセージが表示される。
【００６５】
尚、前述のＮｙとは、「柱に引っ張り力のみがかかった場合に、その柱が耐え得る最大の値」であり、その２割以上の引っ張り力が柱脚に生ずる場合、その柱脚仕様の使用に関して注意を喚起することとしている。
【００６６】
次にステップＳ13において柱脚の許容耐力計算を行い、柱耐力曲線が表示されている場合にはステップＳ14において柱の許容耐力計算を行う。そして、ステップＳ15において柱と柱脚の夫々の許容耐力計算値を比較して小さい方を許容耐力として耐力判定表示欄12に表示する。
【００６７】
また、ステップＳ10で自動計算された短期１、２の曲げモーメントＭの計算結果と、ステップＳ15で計算された許容耐力とを比較して判定を耐力判定表示欄12に表示する（ステップＳ16）。
【００６８】
ステップＳ16において、判定が「〇」の時、耐力判定表示欄12の判定のセルに「〇」がプロットされ（ステップＳ17）、判定が「×」の時、耐力判定表示欄12の判定のセルに「×」がプロットされる（ステップＳ18）。
【００６９】
また、ステップＳ11で自動計算された短期１、２の剪断力Ｑの計算結果と、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）とを比較して判定を耐力判定表示欄12に表示する（ステップＳ19）。
【００７０】
そして、ステップＳ16の判定結果とステップＳ19の判定結果を総合し（ステップＳ20）、全てが「〇」であれば、許容耐力総合判定欄16に「ＯＫ」を表示し（ステップＳ21）、「×」が有れば、許容耐力総合判定欄16に「ＮＧ」を表示する（ステップＳ22）。
【００７１】
図９の許容耐力総合判定欄16は、１次設計（許容耐力の確認）の判定結果を示している。柱脚を選択した直後は図９の耐力判定表示欄12に入力されている力が全て「０」なので必ず「ＯＫ］となる。その後、各力を入力すると逐一判定が更新される。具体的には長期、短期のプロットが全て夫々の柱と柱脚の耐力曲線中に入ると「ＯＫ」となる。
【００７２】
図11は柱脚に生ずる各力を入力した様子を示し、短期１は長期＋地震力、短期２は長期−地震力で自動的に計算される。図11では短期１のＸ方向に生ずる曲げモーメントＭが１２００［kN・m］で、許容耐力８２５［kN・m］を上回ってしまっているため判定欄に「×」がプロットされた一例である。
【００７３】
また、短期１のＸ方向に生ずる曲げモーメントＭの判定が「×」になった結果を受けて図11のＣで示すように耐力グラフ表示欄11のプロット形状も「×」に表示され、許容耐力総合判定欄16に「ＮＧ」が表示される。この場合、柱脚或いは柱の再検討が必要である。
【００７４】
図12は図９で「×」になった判定を仮に「〇」にするために、入力欄10でＸ方向における地震力による曲げモーメントＭの値を１１００［kN・m］から６８０［kN・m］に入力し直した様子を示す。これにより、短期１、２の曲げモーメントＭが自動計算により再計算されて短期１のＸ方向に生ずる曲げモーメントＭが７８０［kN・m］となり、許容耐力８２５［kN・m］を下回って判定欄に「〇」がプロットされる。
【００７５】
そして、短期１のＸ方向に生ずる曲げモーメントＭの判定が「〇」になった結果を受けて図12の耐力グラフ表示欄11のプロット形状も「●」で表示され、許容耐力総合判定欄16に「ＯＫ」が表示される。許容耐力総合判定欄16は、長期、短期のプロットが全て夫々の柱と柱脚の耐力曲線内側に入ると「ＯＫ」となる。設計ルート１の場合、入力欄10に全ての力を入力し終わった段階で許容耐力総合判定欄16に「ＯＫ」が表示されていれば柱脚の検討は終了する。
【００７６】
次に図３及び図４並びに図13〜図15を用いて設計ルート２を選定した場合の判定フローについて説明する。尚、設計ルート２を選定した場合には、入力欄10に入力する長期軸力Ｎ、長期曲げモーメントＭ、長期剪断力Ｑ、及び地震力により生ずる軸力Ｎ、曲げモーメントＭ、剪断力Ｑは、全てＣｏ≧０．２として構造計算を行った結果、算出された値である。
【００７７】
尚、前記設計ルート１と同様に構成されるものは同一の符号を付して説明を省略する。図３のステップＳ２において、図13の設計ルート選択ボタン４で設計ルート２が選定されると、前述した設計ルート１と同様にステップＳ３〜ステップＳ20が実行される。
【００７８】
図13の一覧表示画面５に示すように、設計ルート２では、設計ルート１の際の許容耐力総合判定欄16が柱脚の１次設計の判定を表示する１次設計判定表示欄となる１次設計総合判定欄16′に変化し、耐力判定表示欄12に併せて保有耐力接合判定条件表示欄13及び保有耐力接合総合判定表示欄14が表示される。
【００７９】
そして、図３のステップＳ20において、耐力判定表示欄12の判定欄において全てが「〇」であった場合には、１次設計総合判定欄16′に１次設計（許容耐力の検討）が「ＯＫ」と表示される（ステップＳ31）。
【００８０】
また、ステップＳ20において、耐力判定表示欄12の判定欄に「×」があった場合には１次設計総合判定欄16′に「ＮＧ」が表示される（ステップＳ32）。
【００８１】
ステップＳ31で１次設計が「ＯＫ」と判断された場合には、次に保有耐力接合の判定が行われる。先ず、終局（降伏）１の軸力Ｎが長期軸力Ｎ＋γ×地震力による軸力Ｎにより自動計算され、終局（降伏）２の軸力Ｎが長期軸力Ｎ−γ×地震力による軸力Ｎにより自動計算される（ステップＳ33）。
【００８２】
そして、同様に終局（降伏）１の剪断力Ｑが長期剪断力Ｑ＋γ×地震力による剪断力Ｑにより自動計算され、終局（降伏）２の剪断力Ｑが長期剪断力Ｑ−γ×地震力による剪断力Ｑにより自動計算される（ステップＳ34）。尚、上記γは、例えば、γ＝２等の定数で適宜設定される。
【００８３】
一般に中低層の鉄筋造建築物では保有水平耐力時のベースシャー係数と１次設計時のベースシャー係数の比は、平均で２．０強である。従って、１次設計において地震力によって生ずる軸力Ｎ、曲げモーメントＭ、剪断力Ｑを夫々γ（＝２）倍程度にすることにより建物の崩壊メカニズム時に柱脚に生ずる応力（軸力Ｎ、曲げモーメントＭ、剪断力Ｑ）を推定することが出来る。
【００８４】
そして、ステップＳ33で自動計算された結果からＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）が算出されると共に（ステップＳ35）、αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じたもの）が算出される（ステップＳ36）。尚、αは柱の鋼種によって設定される。
【００８５】
そして、ステップＳ35で自動算出されたＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）と、ステップＳ36で自動算出されたαｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じたもの）に基づいて、ステップＳ37でＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）と、αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じたもの）とを比較する。
【００８６】
また、前記ステップＳ34で自動計算された終局（降伏）剪断力Ｑと、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）とを比較する（ステップＳ38）。
【００８７】
そして、ステップＳ37におけるＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）と、αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じたもの）との比較結果、及びステップＳ38における終局（降伏）剪断力Ｑと、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）との比較結果に基づいて保有耐力接合条件の判定を行う（ステップＳ39）。
【００８８】
そして、ステップＳ39において、ＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）＞αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じたもの）で、且つＢＱａ（柱脚剪断耐力）＞終局（降伏）剪断力Ｑであった場合には、保有耐力接合条件の判定は「ＯＫ」となり、柱脚の検討を終了する（ステップＳ40）。
【００８９】
また、ステップＳ39において、ＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）＞αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じたもの）で、且つＢＱａ（柱脚剪断耐力）＞終局（降伏）剪断力Ｑの条件以外であった場合には、柱脚終局（降伏）耐力（γ倍）の確認を行う（ステップＳ41）。
【００９０】
更にγ倍１の曲げモーメントＭが長期曲げモーメントＭ＋γ×地震力による曲げモーメントＭにより自動計算され、終局（降伏）２の曲げモーメントＭが長期曲げモーメントＭ−γ×地震力による曲げモーメントＭにより自動計算される（ステップＳ43）。
【００９１】
また、終局（降伏）剪断力Ｑの入力値と、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）とを比較して耐力判定表示欄12に判定結果を表示する（ステップＳ44）。
【００９２】
また、前記ステップＳ41で自動計算された柱の終局（降伏）耐力と、ステップＳ42で計算された柱脚の終局（降伏）耐力とを比較し、小さい方を終局（降伏）耐力として耐力判定表示欄12及び保有耐力接合判定条件表示欄13に表示する（ステップＳ45）。
【００９３】
そして、ステップＳ46において、ステップＳ45で採用された小さい方の終局（降伏）耐力と、ステップＳ43で算出された終局（降伏）曲げモーメントＭとを比較して判定する。そして、耐力判定表示欄12に「〇」或いは「×」を表示する（ステップＳ47）。
【００９４】
そして、ステップＳ48において、前記ステップＳ44における判定結果と、ステップＳ46における判定結果とを総合して、終局（降伏）耐力の判定を全て考慮し、耐力判定表示欄12の全ての判定欄が「〇」である場合には終局（降伏）耐力確認欄18に「ＯＫ」を表示し（ステップＳ49）、柱脚仕様の検討を終了する。
【００９５】
また、ステップＳ48において、耐力判定表示欄12の何れかの判定欄に「×」がある場合には終局（降伏）耐力確認欄18に「ＮＧ」を表示し（ステップＳ50）、柱脚仕様の再検討が必要であるとする。
【００９６】
図13では設計ルート選択ボタン４で設計ルート２が選定されており、１次設計総合判定欄16′に１次設計の判定結果が「ＯＫ」と表示されている。保有耐力接合判定条件表示欄13には保有耐力接合の判定を行うための終局（降伏）の軸力Ｎ、剪断力Ｑを入力する入力手段となる入力欄17が設けられている。尚、設計ルート２では入力欄17には自動計算された値が表示されるのみである。
【００９７】
保有耐力接合判定条件表示欄13は、１次設計総合判定欄16′で１次設計の判定が「ＯＫ」になると現れる。終局（降伏）の軸力Ｎ、剪断力Ｑは、前述したように設計ルート２の場合、長期軸力Ｎ±γ×地震力による軸力Ｎ、長期剪断力Ｑ±γ×地震力による剪断力Ｑにより自動計算される。
【００９８】
そして、保有耐力接合判定条件表示欄13の各Ｘ，Ｙ方向における終局（降伏）１、２では、自動計算された各軸力Ｎに応じてＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）、αｃＭｐ（柱全塑性曲げ耐力に係数を乗じたもの）が自動計算され、ＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）がαｃＭｐ（柱全塑性曲げ耐力に係数を乗じもたの）よりも大きいと曲げモーメントＭの判定欄に「〇」が表示される。
【００９９】
同様に、自動計算された各剪断力Ｑと、柱脚の選定により一定値に決まるＢＱａ（柱脚剪断耐力）とを比較し、各剪断力ＱがＢＱａ（柱脚剪断耐力）よりも小さいと剪断力Ｑの判定欄に「〇」が表示される。
【０１００】
そして、保有耐力接合判定条件表示欄13の判定が全て「〇」であれば、保有耐力接合総合判定表示欄14に「ＯＫ」が表示され、「本柱脚の検討は終了です。」等のメッセージが表示される。また、保有耐力接合判定条件表示欄13の判定で一つでも「×」があると、保有耐力接合総合判定表示欄14に「ＮＧ」が表示される。
【０１０１】
図14では保有耐力接合総合判定表示欄14に「ＮＧ」が表示され、「地震力をγ倍し、柱脚降伏耐力を超えないことを確認してください。」等のメッセージが表示された場合であり、設計ルート２においてこのような表示になった場合は柱脚終局（降伏）耐力の確認が必要となる。
【０１０２】
そして、図14のＤに示すように保有耐力接合判定条件表示欄13が非表示となって、耐力判定表示欄12にγ倍１、２の耐力判定表示欄12ａが追加表示されてγ倍時の終局（降伏）耐力を確認出来るようになっている。そして、終局（降伏）耐力確認欄18に終局（降伏）耐力の確認結果が表示され、終局（降伏）耐力確認欄18に「ＯＫ」が表示されれば、検討終了となり、終局（降伏）耐力確認欄18に「ＮＧ」が表示されれば再検討が必要である。
【０１０３】
次に図５及び図６並びに図15及び図16を用いて設計ルート３を選定した場合の判定フローについて説明する。尚、設計ルート３を選定した場合には、設計ルート２と同様に入力欄10に入力する長期軸力Ｎ、長期曲げモーメントＭ、長期剪断力Ｑ、及び地震力により生じる軸力Ｎ、曲げモーメントＭ、剪断力Ｑは、全てＣｏ≧０．２として構造計算を行った結果、算出された値である。
【０１０４】
尚、前記設計ルート１，２と同様に構成されるものは同一の符号を付して説明を省略する。図５のステップＳ２において、図16の設計ルート選択ボタン４で設計ルート３が選定されると、前述した設計ルート２と同様にステップＳ３〜ステップＳ32が実行される。
【０１０５】
図15の一覧表示画面５に示すように、設計ルート３では、設計ルート２と同様に設計ルート１での許容耐力総合判定欄16が１次設計総合判定欄16′に変化し、耐力判定表示欄12に併せて保有耐力接合判定条件表示欄13及び保有耐力接合総合判定表示欄14が表示される。
【０１０６】
そして、図５のステップＳ31において、１次設計総合判定欄16′に１次設計（許容耐力の確認）が「ＯＫ」と表示された場合には、保有耐力接合判定条件表示欄13の入力欄17にＸ，Ｙ方向における終局（降伏）１，２の軸力Ｎを入力すると共に（ステップＳ61）、Ｘ，Ｙ方向における終局（降伏）１，２の剪断力Ｑを入力する（ステップＳ62）。
【０１０７】
そして、ステップＳ61で入力された終局（降伏）１，２の軸力ＮからＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）が算出されると共に（ステップＳ63）、αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じもたの）が算出される（ステップＳ64）。尚、αは柱の鋼種によって設定される。
【０１０８】
そして、ステップＳ63で算出されたＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）と、ステップＳ64で算出されたαｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じもたの）に基づいて、ステップＳ65でＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）と、αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じもたの）とを比較する。
【０１０９】
また、前記ステップＳ62で入力された終局（降伏）剪断力Ｑと、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）とを比較する（ステップＳ66）。
【０１１０】
そして、ステップＳ65におけるＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）と、αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じもたの）との比較結果、及びステップＳ66における終局（降伏）剪断力Ｑと、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）との比較結果に基づいて保有耐力接合の判定を行う（ステップＳ67）。
【０１１１】
そして、ステップＳ67において、ＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）＞αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じもたの）で、且つＢＱａ（柱脚剪断耐力）＞終局（降伏）剪断力Ｑであった場合には、保有耐力接合の判定が「ＯＫ」となり、保有水平耐力の確認を促すメッセージを表示し、柱脚の検討を終了する（ステップＳ68）。
【０１１２】
また、ステップＳ67において、ＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）＞αｃＭｐ（柱全塑性（終局）曲げ耐力に係数を乗じもたの）で、且つＢＱａ（柱脚剪断耐力）＞終局（降伏）剪断力Ｑの条件以外であった場合には、保有耐力接合の判定が「ＮＧ」となり、１階Ｄｓ値を０．０５程度割増し（ステップＳ69）、保有水平耐力を確認することを促すメッセージを表示し、柱脚の検討を終了する（ステップＳ68）。
【０１１３】
前述のＤｓ値は構造特性係数であり、建物に必要な水平方向の限界状態の耐力（必要保有水平耐力）を軽減する係数で、建物に靱性（粘り）があると、この値を小さくすることが出来る。即ち、Ｄｓ値を割増すということは、必要な耐力を大きく見るということで、安全側の検討ということになる。１階Ｄｓ値とは建物の１階のＤｓ値を示す。
【０１１４】
図15では設計ルート選択ボタン４で設計ルート３が選定されており、１次設計総合判定欄16′に１次設計の判定結果が「ＯＫ」と表示されている。保有耐力接合判定条件表示欄13には保有耐力接合の判定を行うためのＸ，Ｙ方向における終局（降伏）１、２の軸力Ｎ、剪断力Ｑを入力する入力手段となる入力欄17が設けられている。
【０１１５】
保有耐力接合判定条件表示欄13は、１次設計総合判定欄16′で１次設計の判定が「ＯＫ」になると現れる。終局（降伏）の軸力Ｎ、剪断力Ｑは、前述したように設計ルート３の場合、保有耐力接合判定条件表示欄13の入力欄17に手動入力される。
【０１１６】
そして、保有耐力接合判定条件表示欄13の各Ｘ，Ｙ方向における終局（降伏）１、２では、入力欄17で入力された各軸力Ｎに応じてＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）、αｃＭｐ（柱全塑性曲げ耐力に係数を乗じもたの）が計算され、ＢＭｕ（柱脚終局曲げ耐力）がαｃＭｐ（柱全塑性曲げ耐力に係数を乗じもたの）よりも大きいと曲げモーメントＭの判定欄に「〇」が表示される。
【０１１７】
同様に、入力欄17で入力された各剪断力Ｑと、柱脚の選定により一定値に決まるＢＱａ（柱脚剪断耐力）とを比較し、ＢＱａ（柱脚剪断耐力）が各剪断力Ｑよりも大きいと剪断力Ｑの判定欄に「〇」が表示される。
【０１１８】
そして、保有耐力接合判定条件表示欄13の判定が全て「〇」であれば、保有耐力接合総合判定表示欄14に「ＯＫ」が表示され、「柱にヒンジを想定して、保有水平耐力を確認して下さい。」等のメッセージが表示される。柱脚の検討は以上で終了するが、別途保有水平耐力の確認を行う。また、保有耐力接合判定条件表示欄13の判定で一つでも「×」があると、保有耐力接合総合判定表示欄14に「ＮＧ」が表示される。
【０１１９】
図16では保有耐力接合総合判定表示欄14に「ＮＧ」が表示され、「１階Ｄｓ値を０．０５程度割り増す等、適切な措置を行い、保有水平耐力を確認して下さい。」等のメッセージが表示された場合であり、設計ルート３においてこのような表示になった場合は検討は以上で終了するが、コメントに従って別途、保有水平耐力の確認を行う。
【０１２０】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、柱脚耐力判定計算の簡略化及び省力化を図り、多様な判定項目及び手順を備えた柱脚の耐力判定システムを提供することが出来る。
【０１２１】
即ち、設計ルート選定手段により設計ルートを容易に選定することが出来る。また、柱選定手段及び柱脚選定手段により柱や柱脚を容易に選定することが出来、入力手段により柱脚に生ずる軸力、モーメント、剪断力を入力することで、判定手段が入力手段により選定或いは入力された各情報に基づいて柱脚の地震に対する安全性を判定することが出来る。
【０１２２】
また、耐力判定手段が入力手段により選定或いは入力された各情報に基づいて柱脚の保有耐力接合条件を判定することが出来る。
【０１２３】
また、柱の仕様を表示する柱仕様表示欄と、柱脚の仕様を表示する柱脚仕様表示欄と、柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に柱脚に生ずる力を、該柱脚に生ずる力と該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状でプロット表示する耐力グラフ表示欄と、柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄とを一覧表示する表示手段を有する場合には、該表示手段により柱脚の耐力判定に必要とされる検討事項を一覧することが出来る。
【０１２４】
また、柱の仕様を表示する柱仕様表示欄と、柱脚の仕様を表示する柱脚仕様表示欄と、柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に柱脚に生ずる力を該柱脚に生ずる力と該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状でプロット表示する耐力グラフ表示欄と、柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄と、柱脚の１次設計の判定を表示する１次設計判定表示欄と、設計ルートに基づいて柱脚の保有耐力接合条件の判定結果を表示する保有耐力接合判定表示欄とを有する場合には、１次設計判定結果や保有耐力接合判定結果も併せて視認することが出来る。
【０１２５】
また、柱の仕様を選定する柱仕様選定欄と、柱脚の仕様を選定する柱脚仕様選定欄と、柱及び柱脚の耐力グラフを表示すると共に柱脚に生ずる力を該柱脚に生ずる力と該柱脚或いは該柱の耐力との比較によって異なる形状でプロット表示する耐力グラフ表示欄と、柱脚の耐力判定を表示する耐力判定表示欄とを一覧表示する表示手段を有する場合には、表示手段により表示された各選定欄を利用して柱や柱脚の仕様を選定し、且つ各検討事項を視認することが出来る。
【０１２６】
また、前記耐力グラフ表示欄に前記各情報により選定或いは入力された情報に基づいて定まる軸力制限領域を表示した場合には、軸力制限領域を視認することで軸力制限の検討が容易に出来る。
【０１２７】
また、柱脚に生ずる軸力が前記軸力制限に抵触した場合に警告を表示する場合には、その軸力制限領域内に柱脚に生ずる力がプロット表示された場合に軸力制限に抵触することを警告することが出来、柱脚の使用に関する注意を視覚的に認識することが出来る。
【０１２８】
また、前記柱選定手段が、柱の形状を図形表示すると共に、その表示した柱の形状を選定するアイコンを有する場合には、該アイコンを操作することにより柱の選定作業が容易に出来る。
【０１２９】
また、柱脚に生ずる長期及び地震時の力から終局軸力、終局モーメント及び終局剪断力を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された力と柱脚の終局耐力を比較判定する耐力判定手段とを有する場合には、算出手段により終局軸力、終局モーメント及び終局剪断力を算出することが出来、耐力判定手段により終局耐力の判定が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート１を示すフローチャートである。
【図２】柱、柱脚を選定する様子を示すフローチャートである。
【図３】本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート２を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート２を示すフローチャートである。
【図５】本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート３を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る柱脚の耐力判定システムにおいて設計ルート３を示すフローチャートである。
【図７】設計ルート１を選択した状態を示す表示画面図である。
【図８】柱の仕様を選定する様子を示す表示画面図である。
【図９】選定された柱仕様に対応した柱脚が表示され、柱脚の仕様を選定する様子を示すと共に、選定された柱と柱脚の耐力曲線が描画表示された様子を示す表示画面図である。
【図１０】（ａ）は耐力グラフ表示欄に設けられた軸力制限領域を示す図、（ｂ）は柱脚に生ずる軸力が軸力制限領域にある場合に注意を喚起するメッセージを表示した様子を示す図である。
【図１１】柱脚に生ずる力を入力して判定が「×」になった様子を示す図である。
【図１２】柱脚に生ずる力の入力を図11から変更して判定が「〇」になった様子を示す図である。
【図１３】設計ルート２を選択して柱や柱脚の仕様を選定し、柱脚に生ずる力を入力して保有耐力接合条件の判定を行う様子を示す表示画面図である。
【図１４】保有耐力接合条件の判定が「ＮＧ」になった様子を示すと同時に、終局（降伏）耐力の表示欄が変化した様子を示す表示画面図である。
【図１５】設計ルート３を選択して保有耐力接合条件の判定が「ＯＫ」になった様子を示す表示画面図である。
【図１６】設計ルート３を選択して保有耐力接合条件の判定が「ＮＧ」になった様子を示す表示画面図である。
【符号の説明】
１，２，３…設計ルート
４…設計ルート選択ボタン
５…一覧表示画面
６…柱形状アイコン
７…柱仕様選択ボタン
８…柱仕様表示欄
９…柱脚仕様表示欄
９ａ…柱脚仕様選定欄
10…入力欄
11…耐力グラフ判定表示欄
12…耐力判定表示欄
12ａ…γ倍１、２の耐力判定表示欄
13…保有耐力接合判定条件表示欄
14…保有耐力接合総合判定表示欄
15…耐力曲線表示・非表示切り換えボタン
16…許容耐力総合判定欄
16′…１次設計総合判定欄
17…入力欄
18…終局（降伏）耐力確認欄
ａ…柱の長期許容耐力曲線
ｂ…柱の短期許容耐力曲線
ｃ…柱脚の長期許容耐力曲線
ｄ…柱脚の短期許容耐力曲線
ｅ…柱の終局耐力曲線
ｆ…柱脚の終局（降伏）耐力曲線
ｇ…軸力制限領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a system for determining the strength of a column base used when joining a column to a reinforced concrete structure of a building.
[0002]
[Prior art]
When a building is joined to a lower steel reinforced concrete structure such as a high-rise steel structure, problems that affect earthquake resistance are unlikely to occur, but when the building is relatively low-rise, the lower part is a reinforced concrete structure. In many cases, the column base is a contact having a heterogeneous structure, so that not only various design problems but also construction problems are likely to occur.
[0003]
In the 1995 Hyogoken-Nanbu Earthquake, the exposed column bases were particularly damaged, most of which was due to anchor bolt damage. It was reported that there was.
[0004]
Conventionally, for exposed column bases that have a shape that can be regarded as having a relatively low degree of fixation, structural calculations of the framework have been performed using the column base as a pin. However, since there is no perfect pin column base, the column base designed in this way ignores the bending moment generated in the column base and is a safe side for the superstructure. There is a risk that the leg will be designed on the dangerous side.
[0005]
The strength of the column base has been determined by manual calculation according to the design flow of the column base shown in the “Structure Rules for Buildings (1997)” issued by the Japan Architecture Center. However, there is a problem that human error is likely to occur, and it takes time and effort to make the determination. In order to solve these problems, recently, by inputting the specifications of the column and the column base, automatic calculation is performed, and the strength curve of the column and the column base is drawn and displayed, and further the force generated in the column base is input. Thus, column base strength determination software has been proposed in which the force generated in the column base is plotted and drawn on the strength curve, and the positional relationship of the plot with respect to the strength curve can be determined by the plot shape.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional example, only a part of many considerations required at the time of column base examination is supported, and the examination of the column base has not been completed by the column base strength determination software. In particular, there is a problem that there is no selection of the design route and determination of the holding strength joint condition of the column base, and only the same kind of examination can always be performed.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a column base strength determination system having various determination items and procedures for simplifying and saving labor for column base strength determination calculation. It is something to be done.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a representative structure of a column base strength determination system according to the present invention is a column base strength determination system used when joining a column to a reinforced concrete structure of a building, and is a safety against earthquake. Design route selection means for selecting required items and procedures for confirming the performance, column selection means for selecting column specifications, column base selection means for selecting column base specifications, and axial force, moment, A request to be determined by the information selected or input by the design route selecting means using the input means for inputting the shear force, the column selecting means, the column base selecting means, and the information selected or input by the input means. And determining means for determining safety against earthquakes based on items and procedures.
[0009]
According to the above configuration, the design route can be easily selected by the design route selection means. Also, columns and column bases can be easily selected by the column selecting means and the column base selecting means, and by inputting the axial force, moment and shear force generated on the column base by the input means, the judging means can be selected by the input means. Based on each selected or input information, the safety of the column base against earthquake can be determined.
[0010]
In addition, another structure of the column base strength determination system according to the present invention is a column base strength determination system used when joining a column to a reinforced concrete structure of a building, and is a requirement item regarding confirmation of safety against an earthquake. Design route selection means to select the column and procedure, column selection means to select the column specifications, column base selection means to select the column base specifications, and input to input the axial force, moment and shear force generated in the column base Means, said column selection means, said column base selection means, possessed proof stress joining judgment means for judging possessed strength joint condition of column base using each information selected or input by said input means, and said column selection means, Based on the required items and procedures determined by the information selected or input by the design route selecting means using the information selected or input by the column base selecting means and the input means. It characterized by having a determining means for determining safety against earthquakes.
[0011]
According to the said structure, the possession proof strength joining determination means can determine the possession proof stress joining conditions of a column base based on each information selected or input by the input means.
[0012]
Here, the possession proof strength joint condition of the column base is to determine that the proof strength of the column base exceeds a value obtained by multiplying the proof strength of the column joined thereto by a coefficient.
[0013]
In addition, a column specification display column for displaying the column specifications, a column base specification display column for displaying the column base specifications, a column and column base strength graph, and the force generated in the column base are displayed on the column base. In the case of having a display means for displaying a list of a strength graph display field for plotting and displaying in a different shape depending on a comparison between the generated force and the strength of the column base or the column, and a strength determination display field for displaying the strength determination of the column base Can list the examination items required for determining the strength of the column base by the display means.
[0014]
In addition, a column specification display column for displaying the column specifications, a column base specification display column for displaying the column base specifications, a column and column base strength graph, and a force generated in the column base are generated in the column base. Displays the strength graph display field for plotting in different shapes depending on the comparison between the force and the column base or the column strength, the strength determination display field for displaying the column base strength determination, and the primary design judgment of the column base Primary design judgment display field, and possessed proof joint judgment display field for displaying the judgment result of the proof strength joint condition of the column base based on the design route for selecting the required items and procedures for confirming safety against earthquakes In this case, the primary design determination result and the possessed proof stress bonding determination result can also be visually confirmed.
[0015]
In addition, a column specification selection column for selecting column specifications, a column base specification selection column for selecting column base specifications, and a column and column base strength graph are displayed, and the force generated in the column base is generated in the column base. In the case of having a display means for displaying a list of strength graph display fields for plotting in different shapes depending on the comparison between the force and the strength of the column base or the column, and a strength determination display column for displaying the strength determination of the column base The specification of columns and column bases can be selected using each selection column displayed by the display means, and each examination item can be visually confirmed.
[0016]
In addition, when the axial force limit determined based on the information selected or inputted according to each information is displayed as an area in the yield strength graph display field, it is easy to examine the axial force limit by visually checking the axial force limit area. I can do it.
[0017]
In addition, when a warning is displayed when the axial force generated on the column base violates the axial force limit, the force generated on the column base is plotted against the axial force limit when the force generated on the column base is plotted. Can be warned, and the cautions regarding the use of the column base can be visually recognized.
[0018]
Further, when the column selecting means displays the shape of the column in a graphic form and has an icon for selecting the displayed column shape, the column selecting operation can be easily performed by operating the icon.
[0019]
Also, a calculation means for calculating the ultimate axial force, the ultimate moment and the ultimate shear force from the long-term and earthquake forces generated in the column base, and a strength determination for comparing the force calculated by the calculation means with the ultimate strength of the column base The ultimate axial force, the ultimate moment and the ultimate shear force can be calculated by the calculating means, and the ultimate proof stress can be determined by the proof stress determining means.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of a column base bearing strength determination system according to the present invention will be described specifically with reference to the drawings. FIG. 1 is a flow chart showing a design route 1 in a column base strength determination system according to the present invention, FIG. 2 is a flow chart showing the selection of columns and column bases, and FIGS. 3 and 4 are column base strengths according to the present invention. FIG. 5 and FIG. 6 are flowcharts showing the design route 3 in the column base strength determination system according to the present invention.
[0021]
FIG. 7 is a display screen diagram showing a state in which the design route 1 is selected, FIG. 8 is a display screen diagram showing a state of selecting a column specification, and FIG. 9 is a column base corresponding to the selected column specification. Fig. 10 (a) shows the axial force limit provided in the load-bearing graph display column, showing how the leg specifications are selected and the load-bearing curves of the selected columns and column bases are drawn and displayed. FIG. 10B is a diagram showing a state in which a message for calling attention is displayed when the axial force generated in the column base is in the axial force limiting region.
[0022]
Fig. 11 is a diagram showing how the judgment is "x" by inputting the force generated in the column base, and Fig. 12 is a judgment "O" by changing the input of the force generated in the column base from Fig. 11. It is a figure which shows a mode.
[0023]
Fig. 13 is a display screen showing how the design route 2 is selected, the specifications of the columns and column bases are selected, the force generated in the column bases is input, and the retained strength joint conditions are judged. Fig. 14 is the retained strength joint It is a display screen figure which shows a mode that the display column of the ultimate (yield) proof strength (gamma times) changed while showing a mode that judgment of conditions became "NG".
[0024]
FIG. 15 is a display screen view showing that the design route 3 is selected and the determination of the retained strength joint condition is “OK”, and FIG. 16 is the determination of the retained strength joint condition when the design route 3 is selected. It is a display screen figure which shows a mode that became.
[0025]
The column base strength determination system according to the present invention is constructed using a computer system, and is applied to column base strength determination used when joining columns to a reinforced concrete structure of a building.
[0026]
As shown in FIG. 7, a list display screen in which a design route selection button 4 serving as a design route selecting means for selecting design routes 1, 2, and 3 according to required items and procedures for confirming safety against an earthquake is a display means. 5 is provided.
[0027]
Buildings to which the calculation of the design route 1 is applied are limited to relatively small ones, and the buildings to which the calculation of the design route 2 is applied calculate the rotational rigidity of the column base from the influence of the number of floors, The structural calculation is performed using the rotational rigidity, and the superstructure and the column base are required to check the resulting force. Buildings to which the calculation of design route 3 is applied require examination of the retained horizontal strength.
[0028]
The list display screen 5 displays a column shape as a column selecting means for selecting a column specification, a column shape icon 6 for selecting and inputting the displayed column shape, and a column shape icon 6. A column specification selection button 7 that also serves as a column specification selection column that can be selected from a selection list in which the steel type, size, and plate thickness are stored in advance is provided.
[0029]
The column specifications selected by the column shape icon 6 and the column specification selection button 7 are displayed in the column specification display field 8.
[0030]
The list display screen 5 is provided with a column base specification selection column 9a that can be selected from a pre-stored selection list that serves as a column base selection means for selecting a column base specification. The model name of the column base selected by pointing is displayed, and the column base specification selection column 9a also serves as a part of the column base specification display column 9 for displaying the column base specification.
[0031]
In addition, the list display screen 5 includes a long-term axial force N, a long-term bending moment M, a long-term shearing force Q, an axial force N caused by a seismic force, a bending moment M caused by a seismic force, and a seismic force. An input field 10 serving as an input means for inputting the shearing force Q is provided. The numerical value input in the input field 10 is displayed as it is, and the input field 10 is a long-term axial force N and a long-term bending moment generated on the column base. M, long-term shear force Q, axial force N due to seismic force, bending moment M due to seismic force, and shearing force Q due to seismic force are also displayed.
[0032]
Here, “long term” is a force applied to the structure in the long term, such as the weight of the building, and “earthquake force” is a force temporarily applied during an earthquake. “Short term”, which will be described later, is obtained by a formula of “long term” ± “earthquake force”, and is a total force generated in a structure when an earthquake or the like occurs. Specifically, it assumes a moderate-scale earthquake that occurs once every few decades, and is expected to encounter one to several times while the building itself is being built. “Short term 1, 2” is because the building is shaken in both directions during an earthquake.
[0033]
In addition, the “final (yielding)” described later is the force generated in a building member or the proof strength possessed by the building member when a large earthquake is assumed to occur once during the building. It is.
[0034]
Based on the design routes 1, 2 and 3 selected by the design route selection button 4, and from the column selection means including the column specification selection column such as the column shape icon 6 and the column specification selection button 7, the column base specification selection column 9a Based on the information selected and input by the column base selection means and the input means consisting of the input column 10, the judgment means constituted by the computer system judges the safety against the earthquake.
[0035]
Similarly, the proof strength judging means constituted by the computer system judges the holding strength joint condition of the column base, and the calculating means constituted by the computer system further determines the ultimate axial force from the long-term and earthquake forces generated in the column base, The ultimate moment and the ultimate shear force are calculated, and the proof strength judging means configured by the computer system compares and judges the force calculated by the calculating means and the ultimate proof strength of the column base.
[0036]
In addition, possession proof stress joining conditions determine that the proof strength of a column base exceeds the value which multiplied the coefficient to the proof strength of the column joined to this.
[0037]
The list display screen 5 displays a column and column base strength graph selected and input by the column shape icon 6, the column specification selection button 7 and the column base specification selection field 9a, and the force generated in the column base is displayed. A proof stress graph display column 11 is provided for plotting the determination results in different shapes depending on the comparison between the force generated on the leg and the proof strength of the column base or the column.
[0038]
As shown in FIG. 9, when the design route 1 is selected, the long-term allowable strength curve a of the column, the short-term allowable strength curve b of the column, the long-term allowable strength curve c of the column base, and When the design routes 2 and 3 are selected as shown in FIGS. 13 and 16, the short-term allowable strength curve a of the column, the short-term allowable strength curve b of the column, In addition to the column base long-term allowable strength curve c and the column base short-term allowable strength curve d, a column ultimate strength curve e and a column base ultimate (yield) strength curve f are displayed.
[0039]
Further, the list display screen 5 is provided with a strength determination display column 12 for displaying the column base strength determination, and a retained strength joint determination condition display column 13 for displaying the determination result of the column base retained strength joint condition based on the design route. (See FIGS. 13 and 15).
[0040]
In the design routes 2 and 3, the list display screen 5 serving as a display means includes a column specification display column 8, a column base specification display column 9 including a column base specification selection column 9a, a strength graph display column 11, and a strength determination display column. 12 and possession proof stress joining judgment condition display column 13 are configured so that they can be displayed as a list.
[0041]
Also, the bearing strength graph display field 11 displays an axial force limiting region g determined based on information selected or input by the input means, and the axial force N generated at the column base enters the axial force limiting region g. In such a case, a warning as shown in FIG. 10 is displayed.
[0042]
In addition, the list display screen 5 is provided with a possessed proof stress joint comprehensive judgment display field 14 for displaying a comprehensive judgment result of the possessed proof stress joint conditions of the column base, and is displayed in a list.
[0043]
First, the determination flow when the design route 1 is selected will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIGS. When design route 1 is selected, the long-term axial force N, long-term bending moment M, long-term shearing force Q, and axial force N, bending moment M, and shearing force Q generated by the seismic force are entered in the input field 10. , All are calculated as a result of structural calculation with Co ≧ 0.3.
[0044]
The Co is referred to as a “standard shear force coefficient”, and is a coefficient that should be multiplied by the load of the building when calculating the horizontal force in the structural calculation.
[0045]
In the case of the design route 1, the structure calculation is performed with Co ≧ 0.3. When the structural calculation is performed with Co ≧ 0.3, the “force generated in the column base” calculated is larger than that when the structural calculation is performed with Co ≧ 0.2, which can be considered as a safety consideration.
[0046]
In FIG. 1, when the column base strength determination program system installed in a personal computer or the like is activated (step S1), an initial screen shown in FIG. 7 is displayed. Then, a corresponding design route button is clicked and selected from the design routes 1, 2, and 3 displayed on the design route selection button 4 (step S2).
[0047]
FIG. 1 shows a flowchart when the design route 1 is selected. If the design route 1 button of the design route selection button 4 is clicked, the process proceeds to step S3, where the column specifications are determined.
[0048]
Specifically, the column specifications are determined according to the flowchart shown in FIG. 2, when a desired column shape is selected by the column shape icon 6 as shown in FIG. 8A (step S301), as shown in FIG. 8B. In addition, in the steel type selection list of the column specification selection button 7, only the column steel types suitable for the selected column shape are extracted from a database (not shown) and displayed (step S302).
[0049]
When a desired steel type is selected from those displayed in the steel type selection list (step S303), when the F value and the square steel pipe are selected in the column specification display field 8, the R (curvature radius) of the corner portion is selected. Is displayed (step S304), and as shown in FIG. 8C, only the column size suitable for the selected column shape and steel type is extracted from the database not shown in the column size selection list of the column specification selection button 7. Are displayed (step S305).
[0050]
In addition, the above-mentioned F value is reference | standard intensity | strength of steel materials etc., and is the lower limit of the yield point intensity | strength in steel materials.
[0051]
In FIG.8 (c), since BCP325 was selected as a steel type, only the column of □ 300 (300 mm square) or more which fits is displayed.
[0052]
When a desired column size is selected from those displayed in the column size selection list (step S306), as shown in FIG. 8D, the column specification selection button 7 selects the column plate thickness selection list. Only the column plate thickness suitable for the column shape, steel type and column size is extracted from a database (not shown) and displayed (step S307).
[0053]
When a desired column plate thickness is selected from those displayed in the column plate thickness selection list (step S308), Z and Zp are displayed in the column specification display field 8 as shown in FIG. 9 (step S309). As shown in FIG. 9A, only the column bases that match the column specifications are extracted from a database (not shown) and displayed in the column base specification selection column 9a (step S310).
[0054]
The above-mentioned Z is a coefficient determined by the shape of the cross section that determines the bending strength of the steel material or the like in the elastic range of the steel material or the like. Zp is a coefficient determined by the shape of the cross section that determines the bending strength at the time of full plasticity of the steel material or the like (the state in which the entire cross section yields).
[0055]
When a desired column base is selected from those displayed in the column base selection list (step S4), the column base type, the rotational rigidity value of the column base, and the column base specification are required in the column base specification display field 9. The concrete strength to be taken is displayed (step S401).
[0056]
Further, as shown in FIG. 9B, the proof stress curve of the selected column (steel type: BCP325, 450 mm square, square steel pipe with a plate thickness of 19 mm) and the column base (NT45-19FX3) is displayed in the proof stress graph display column 11. (Step S5).
[0057]
The proof stress curve displayed in the proof stress graph display column 11 in FIG. 9 is expressed by the axial force on the vertical axis and the moment on the horizontal axis, the long-term allowable strength curve a of the column, the short-term allowable strength curve b of the column, the column base. The long-term allowable strength curve c and the short-term allowable strength curve d of the column base are displayed.
[0058]
In this system, the shear strength is set to one value for each column base specification, and it is called BQa (column base shear strength) in any of the long-term, short-term, final (yield), X direction, and Y direction. One value.
[0059]
By pointing the strength curve display / non-display switching button 15 provided on the list display screen 5, display / non-display can be switched for each strength curve displayed in the strength graph display field 11. Yes.
[0060]
Next, the long-term axial force N generated in the column base and the axial force N caused by the seismic force are inputted in the input column 10 (step S6), and the long-term bending moment M and the bending moment M caused by the seismic force are inputted (step S7). Further, the long-term shearing force Q and the shearing force Q caused by the seismic force are input (step S8).
[0061]
Based on the long-term axial force N and seismic force axial force N, long-term bending moment M and seismic force bending moment M, long-term shear force Q and seismic force shear force Q input in steps S6, S7 and S8. The short-term axial force N shown in the judgment display column 12 is automatically calculated by (long-term axial force N) + (axial force N due to seismic force), and the short-term axial force N is (long-term axial force N) − (earthquake It is automatically calculated from the axial force N) due to the force (step S9).
[0062]
Similarly, the bending moment M in the short term 1 is automatically calculated by (long-term bending moment M) + (bending moment M due to seismic force), and the bending moment M in the short term 2 is (long-term bending moment M) − (bending moment due to seismic force). M) is automatically calculated (step S10).
[0063]
The shear force Q in the short term 1 is automatically calculated by (long term shear force Q) + (shear force Q due to seismic force), and the shear force Q in the short term 2 is (long term shear force Q) − (shear force Q due to seismic force). ) Is automatically calculated (step S11).
[0064]
In step S9, when the tensile axial force N exceeds 0.2 Ny based on the automatic calculation of the axial force N in the short term 1 and 2, as shown in FIG. 10 (b), “the axial force exceeds the application limit. A warning message such as “Masu” is displayed (step S12). Specifically, the warning message is displayed when the plot enters the axial force limiting region g.
[0065]
The above-mentioned Ny is “the maximum value that the column can withstand when only a pulling force is applied to the column”. When a pulling force of 20% or more is generated on the column base, the column base specification Attention will be drawn to the use of.
[0066]
Next, the allowable strength calculation of the column base is performed in step S13. If the column strength curve is displayed, the allowable strength calculation of the column is performed in step S14. Then, in step S15, the allowable yield strength calculation values of the column and the column base are compared, and the smaller one is displayed in the yield strength determination display column 12 as the allowable tolerance.
[0067]
Further, the calculation result of the short-term 1 and 2 bending moment M automatically calculated in step S10 is compared with the allowable proof stress calculated in step S15, and the determination is displayed in the proof stress determination display column 12 (step S16).
[0068]
In step S16, when the determination is “◯”, “◯” is plotted in the determination cell in the yield strength determination display column 12 (step S17), and when the determination is “x”, the determination cell in the yield strength determination display column 12 "X" is plotted on the (step S18).
[0069]
Further, the calculation result of the short-term 1 and 2 shear forces Q automatically calculated in step S11 is compared with BQa (column base shear strength), and the determination is displayed in the strength determination display column 12 (step S19).
[0070]
Then, the determination result of step S16 and the determination result of step S19 are combined (step S20). If all are “◯”, “OK” is displayed in the allowable yield strength comprehensive determination column 16 (step S21), and “×” "NG" is displayed in the allowable yield strength comprehensive determination column 16 (step S22).
[0071]
The allowable yield strength comprehensive judgment column 16 of FIG. 9 shows the judgment result of the primary design (confirmation of the allowable yield strength). Immediately after selecting the column base, all the forces input in the strength determination display field 12 of Fig. 9 are all "0", so it is always "OK". If all the long-term and short-term plots fall within the load-bearing curves of the respective columns and column bases, the result becomes “OK”.
[0072]
FIG. 11 shows a state in which each force generated in the column base is input. Short term 1 is automatically calculated as long term + seismic force, and short term 2 is calculated as long term−seismic force. In FIG. 11, the bending moment M generated in the X direction in the short-term 1 is 1200 [kN · m], which exceeds the allowable proof stress 825 [kN · m]. .
[0073]
In addition, in response to the result of the determination of the bending moment M occurring in the X direction in the short-term 1 being “×”, the plot shape in the yield strength graph display column 11 is also displayed as “×” as shown by C in FIG. “NG” is displayed in the total yield strength determination column 16. In this case, it is necessary to reexamine the column base or column.
[0074]
FIG. 12 shows that the value of the bending moment M due to the seismic force in the X direction is changed from 1100 [kN · m] to 680 [kN · m] shows the input again. As a result, the bending moments M in the short term 1 and 2 are recalculated by automatic calculation, and the bending moment M generated in the X direction in the short term 1 becomes 780 [kN · m], which is determined to be below the allowable proof stress 825 [kN · m]. A “◯” is plotted in the column.
[0075]
Then, in response to the result of the determination of the bending moment M generated in the X direction in the short-term 1 being “◯”, the plot shape of the yield strength graph display column 11 in FIG. “OK” is displayed on the screen. The allowable yield strength comprehensive judgment column 16 becomes “OK” when the long-term and short-term plots are all inside the yield curves of the respective columns and column bases. In the case of the design route 1, if “OK” is displayed in the allowable yield strength comprehensive determination column 16 at the stage where all the forces have been input in the input column 10, the column base review is completed.
[0076]
Next, a determination flow when the design route 2 is selected will be described with reference to FIGS. 3 and 4 and FIGS. When design route 2 is selected, the long-term axial force N, long-term bending moment M, long-term shearing force Q, and axial force N, bending moment M, and shearing force Q generated by the seismic force are entered in the input field 10. , All are calculated as a result of structural calculation with Co ≧ 0.2.
[0077]
In addition, what is comprised similarly to the said design route 1 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. In step S2 of FIG. 3, when the design route 2 is selected by the design route selection button 4 of FIG. 13, steps S3 to S20 are executed in the same manner as the design route 1 described above.
[0078]
As shown in the list display screen 5 in FIG. 13, in the design route 2, the allowable yield strength comprehensive determination column 16 in the case of the design route 1 becomes a primary design determination display column for displaying the determination of the primary design of the column base 1 It changes to the next design comprehensive judgment column 16 ', and the possessed proof stress joint judgment condition display column 13 and the possessed proof stress joint comprehensive judgment display column 14 are displayed together with the proof stress judgment display column 12.
[0079]
Then, in step S20 of FIG. 3, if all of the judgment columns in the yield strength judgment display column 12 are “◯”, the primary design (examination of allowable tolerance) is displayed in the primary design comprehensive judgment column 16 ′. “OK” is displayed (step S31).
[0080]
In step S20, if “×” is present in the determination column of the yield strength determination display column 12, “NG” is displayed in the primary design comprehensive determination column 16 ′ (step S32).
[0081]
If it is determined in step S31 that the primary design is “OK”, then it is determined whether or not the retained strength bonding is performed. First, the ultimate (yield) 1 axial force N is automatically calculated by the long-term axial force N + γ × the axial force N due to the seismic force, and the final (yield) 2 axial force N is calculated as the long-term axial force N−γ × the axial force due to the seismic force. N is automatically calculated (step S33).
[0082]
Similarly, the ultimate (yield) 1 shear force Q is automatically calculated by the long-term shear force Q + γ × the earthquake force shear force Q, and the ultimate (yield) 2 shear force Q is the long-term shear force Q−γ × seismic force. It is automatically calculated by the shearing force Q (step S34). The γ is appropriately set by a constant such as γ = 2.
[0083]
In general, the ratio between the base shear coefficient at the time of retained horizontal strength and the base shear coefficient at the time of primary design is a little over 2.0 on average for low-rise steel reinforced buildings. Therefore, the stress (axial force N, bending) generated in the column base during the collapse mechanism of the building by increasing the axial force N, bending moment M, and shearing force Q caused by the seismic force in the primary design to about γ (= 2) times, respectively. Moment M, shear force Q) can be estimated.
[0084]
Then, BMu (column base ultimate bending strength) is calculated from the result automatically calculated in step S33 (step S35), and αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) is calculated. (Step S36). Α is set according to the steel type of the column.
[0085]
Then, based on BMu (column base ultimate bending strength) automatically calculated in step S35 and αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) automatically calculated in step S36, in step S37 BMu (column base ultimate bending strength) and αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) are compared.
[0086]
Further, the ultimate (yield) shear force Q automatically calculated in step S34 is compared with BQa (column base shear strength) (step S38).
[0087]
A comparison result between BMu (column base ultimate bending strength) in step S37 and αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient), and ultimate (yield) shear force Q in step S38, Based on the comparison result with BQa (column base shear strength), the retained yield strength bonding condition is determined (step S39).
[0088]
In step S39, BMu (column base ultimate bending strength)> αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) and BQa (column base shear strength)> final (yield) shear force Q If it is, the determination of the possession proof stress joining condition is “OK”, and the examination of the column base is finished (step S40).
[0089]
In step S39, BMu (column base ultimate bending strength)> αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) and BQa (column base shear strength)> final (yield) shear force Q If the condition is not the above condition, the column base end (yield) yield strength (γ times) is confirmed (step S41).
[0090]
Furthermore, the bending moment M of γ times 1 is automatically calculated by the long-term bending moment M + γ × the bending moment M due to the seismic force, and the final (yield) 2 bending moment M is automatically calculated based on the long-term bending moment M−γ × the bending moment M due to the earthquake force Calculated (step S43).
[0091]
Further, the input value of the ultimate (yield) shear force Q is compared with BQa (column base shear strength), and the determination result is displayed in the strength determination display column 12 (step S44).
[0092]
The ultimate (yield) strength of the column automatically calculated in step S41 is compared with the ultimate (yield) strength of the column base calculated in step S42, and the smaller one is determined as the ultimate (yield) strength. It is displayed in the column 12 and the possessed proof stress bonding judgment condition display column 13 (step S45).
[0093]
In step S46, a determination is made by comparing the smaller ultimate (yield) yield strength adopted in step S45 with the ultimate (yield) bending moment M calculated in step S43. Then, “◯” or “×” is displayed in the yield strength determination display column 12 (step S47).
[0094]
In step S48, the determination result in step S44 and the determination result in step S46 are combined to take into account all the determinations of ultimate (yield) proof strength. "" Is displayed in the final (yield) yield strength confirmation column 18 (step S49), and the examination of the column base specification is terminated.
[0095]
In step S48, if any judgment column in the yield strength judgment display column 12 has “×”, “NG” is displayed in the ultimate (yield) yield strength confirmation column 18 (step S50), and the column base specification is displayed. Suppose that a review is necessary.
[0096]
In FIG. 13, the design route 2 is selected by the design route selection button 4, and the primary design judgment result is displayed as “OK” in the primary design comprehensive judgment column 16 ′. The possessed proof stress bonding determination condition display field 13 is provided with an input field 17 serving as an input means for inputting the ultimate (yield) axial force N and shear force Q for determining the retained proof stress joint. In the design route 2, only the automatically calculated value is displayed in the input field 17.
[0097]
The possession proof joint determination condition display column 13 appears when the primary design determination is “OK” in the primary design comprehensive determination column 16 ′. As described above, the ultimate (yield) axial force N and shear force Q are long-term axial force N ± γ × axial force N due to seismic force, long-term shear force Q ± γ × shear force due to seismic force, as described above. Automatically calculated by Q.
[0098]
Then, in the ultimate (yield) 1 and 2 in each of the X and Y directions of the possessed yield strength judgment condition display column 13, BMU (column base ultimate bending strength), αcMp (total column strength) according to each axial force N calculated automatically. If the bending moment M is greater than αcMp (the column total plastic bending strength multiplied by a factor) is automatically calculated. “O” is displayed.
[0099]
Similarly, each automatically calculated shear force Q is compared with BQa (column base shear strength) determined by the selection of the column base, and when each shear force Q is smaller than BQa (column base shear strength). “◯” is displayed in the determination column of the shearing force Q.
[0100]
If all of the judgments in the possession proof joint determination condition display column 13 are “◯”, “OK” is displayed in the possession proof joint comprehensive judgment display column 14 and “the study of the column base is completed” or the like. A message is displayed. In addition, if there is at least one “x” in the determination in the retained proof stress bonding determination condition display column 13, “NG” is displayed in the retained proof stress bonding comprehensive determination display column 14.
[0101]
In Fig. 14, "NG" is displayed in the possession strength joint comprehensive judgment display field 14, and a message such as "Please make sure that the seismic force is multiplied by γ and does not exceed the column base yield strength" is displayed. In such a case, it is necessary to confirm the column base end (yield) strength.
[0102]
Then, as shown in FIG. 14D, the possessed yield strength determination condition display field 13 is not displayed, and the yield strength determination display field 12 is additionally displayed with the yield strength determination display field 12a of γ times 1 and 2, and at the time of γ times. The ultimate (yield) proof strength of can be confirmed. The final (yield) yield strength confirmation column 18 displays the final (yield) yield strength confirmation result, and if the final (yield) yield strength confirmation column 18 displays “OK”, the study is completed, and the ultimate (yield) yield strength. If “NG” is displayed in the confirmation column 18, reexamination is necessary.
[0103]
Next, a determination flow when the design route 3 is selected will be described with reference to FIGS. 5, 6, 15, and 16. If design route 3 is selected, the long-term axial force N, long-term bending moment M, long-term shearing force Q, and axial force N and bending moment generated by seismic force are entered in the input field 10 in the same way as the design route 2. M and the shearing force Q are values calculated as a result of structural calculations with all Co ≧ 0.2.
[0104]
In addition, what is comprised similarly to the said design routes 1 and 2 attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description. In step S2 of FIG. 5, when the design route 3 is selected by the design route selection button 4 of FIG. 16, steps S3 to S32 are executed in the same manner as the design route 2 described above.
[0105]
As shown in the list display screen 5 in FIG. 15, in the design route 3, as in the design route 2, the allowable strength total judgment column 16 in the design route 1 is changed to the primary design total judgment column 16 ′, and the strength judgment display is performed. In addition to the column 12, the possessed proof stress bonding judgment condition display column 13 and the possessed proof stress joining comprehensive judgment display column 14 are displayed.
[0106]
Then, in step S31 of FIG. 5, if the primary design (allowable strength confirmation) is displayed as “OK” in the primary design comprehensive judgment field 16 ′, the input field of the possessed proof stress bonding judgment condition display field 13 The axial force N of the ultimate (yield) 1 and 2 in the X and Y directions is input to 17 (step S61), and the shear force Q of the final (yield) 1 and 2 in the X and Y directions is input (step S62). .
[0107]
Then, BMu (column base ultimate bending strength) is calculated from the axial force N of the ultimate (yield) 1 and 2 input in step S61 (step S63), and αcMp (column total plasticity (final) bending strength) Is calculated (step S64). Α is set according to the steel type of the column.
[0108]
Then, based on BMu (column base ultimate bending strength) calculated in step S63 and αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) calculated in step S64, BMu is determined in step S65. (Column base ultimate bending strength) and αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) are compared.
[0109]
Further, the final (yield) shearing force Q input in step S62 is compared with BQa (column base shearing strength) (step S66).
[0110]
The comparison result between BMu (column base ultimate bending strength) in step S65 and αcMp (multiple column plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient), and ultimate (yield) shear force Q in step S66 Based on the comparison result with BQa (column base shear strength), the retained strength joint is determined (step S67).
[0111]
In step S67, BMu (column base ultimate bending strength)> αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) and BQa (column base shear strength)> final (yield) shear force. If it is Q, the judgment of possessed proof stress joining becomes “OK”, a message prompting confirmation of the retained horizontal proof stress is displayed, and the examination of the column base is finished (step S68).
[0112]
In step S67, BMu (column base ultimate bending strength)> αcMp (column total plasticity (final) bending strength multiplied by a coefficient) and BQa (column base shear strength)> final (yield) shear force. If the condition is other than Q, the judgment of possession strength joint is “NG”, and the first floor Ds value is increased by about 0.05 (step S69), and a message prompting to confirm the possession horizontal strength is displayed. Then, the examination of the column base is finished (step S68).
[0113]
The above-mentioned Ds value is a structural characteristic coefficient. It is a coefficient that reduces the proof stress in the horizontal direction necessary for the building (required horizontal proof stress). If the building has toughness (stickiness), this value should be reduced. I can do it. In other words, increasing the Ds value means that the necessary proof stress is greatly seen, and that is a study on the safety side. The first floor Ds value indicates the Ds value of the first floor of the building.
[0114]
In FIG. 15, the design route 3 is selected by the design route selection button 4, and the determination result of the primary design is displayed as “OK” in the primary design comprehensive determination column 16 ′. The possessed proof stress joining judgment condition display field 13 has an input field 17 serving as an input means for inputting the final (yield) 1, 2 axial force N and shear force Q in the X and Y directions for judging the retained proof joint. Is provided.
[0115]
The possession proof joint determination condition display column 13 appears when the primary design determination is “OK” in the primary design comprehensive determination column 16 ′. As described above, the ultimate (yield) axial force N and shear force Q are manually input in the input field 17 of the possessed proof stress bonding determination condition display field 13 in the case of the design route 3.
[0116]
Then, in the ultimate (yield) 1 and 2 in each of the X and Y directions of the possessed proof stress bonding judgment condition display field 13, BMu (column base ultimate bending proof stress), αcMp according to each axial force N input in the input field 17 (The column total plastic bending strength multiplied by a factor) is calculated, and if BMu (column base ultimate bending strength) is greater than αcMp (column total plastic bending strength multiplied by a factor), the bending moment M “◯” is displayed in the judgment column.
[0117]
Similarly, each shear force Q input in the input field 17 is compared with BQa (column base shear resistance) determined to be a constant value by the selection of the column base. Is too large, “◯” is displayed in the determination column of the shearing force Q.
[0118]
If all the judgments in the possession proof joint judgment condition display column 13 are “◯”, “OK” is displayed in the possession proof joint comprehensive judgment display column 14, and “the possessed horizontal proof is assumed assuming a hinge in the column. Please confirm. "Message is displayed. This is the end of the column base study. In addition, if there is at least one “x” in the determination in the retained proof stress bonding determination condition display column 13, “NG” is displayed in the retained proof stress bonding comprehensive determination display column 14.
[0119]
In Fig. 16, "NG" is displayed in the possession strength joint comprehensive judgment display field 14, and "Check the possession horizontal strength by taking appropriate measures such as increasing the first floor Ds value by about 0.05." This message is displayed, and when such a display is made in the design route 3, the study is completed as described above, but the retained horizontal strength is separately confirmed according to the comment.
[0120]
【The invention's effect】
Since the present invention has the configuration and operation as described above, it is possible to provide a column base strength determination system having various determination items and procedures, which simplifies and saves the column base strength determination calculation. .
[0121]
That is, the design route can be easily selected by the design route selection means. Also, columns and column bases can be easily selected by the column selecting means and the column base selecting means, and by inputting the axial force, moment and shear force generated on the column base by the input means, the judging means can be selected by the input means. Based on each selected or input information, the safety of the column base against earthquake can be determined.
[0122]
Further, the proof strength judgment condition of the column base can be judged based on each information selected or input by the proof strength judgment means by the input means.
[0123]
In addition, a column specification display column for displaying the column specifications, a column base specification display column for displaying the column base specifications, a column and column base strength graph, and the force generated in the column base are displayed on the column base. In the case of having a display means for displaying a list of a strength graph display field for plotting and displaying in a different shape depending on a comparison between the generated force and the strength of the column base or the column, and a strength determination display field for displaying the strength determination of the column base Can list the examination items required for determining the strength of the column base by the display means.
[0124]
In addition, a column specification display column for displaying the column specifications, a column base specification display column for displaying the column base specifications, a column and column base strength graph, and a force generated in the column base are generated in the column base. Displays the strength graph display field for plotting in different shapes depending on the comparison between the force and the column base or the column strength, the strength determination display field for displaying the column base strength determination, and the primary design judgment of the column base If there is a primary design determination display field to be displayed and a retained strength joint determination display field for displaying the determination result of the retained strength joint condition of the column base based on the design route, the primary design determination result and the retained strength joint determination The result can also be visually confirmed.
[0125]
In addition, a column specification selection column for selecting column specifications, a column base specification selection column for selecting column base specifications, and a column and column base strength graph are displayed, and the force generated in the column base is generated in the column base. In the case of having a display means for displaying a list of strength graph display fields for plotting in different shapes depending on the comparison between the force and the strength of the column base or the column, and a strength determination display column for displaying the strength determination of the column base The specification of columns and column bases can be selected using each selection column displayed by the display means, and each examination item can be visually confirmed.
[0126]
In addition, when an axial force limit area determined based on the information selected or input according to each information is displayed in the yield strength graph display field, it is easy to examine the axial force limit by visually checking the axial force limit area. I can do it.
[0127]
In addition, when a warning is displayed when the axial force generated on the column base violates the axial force limit, the force generated on the column base is plotted against the axial force limit when the force generated on the column base is plotted. Can be warned, and the cautions regarding the use of the column base can be visually recognized.
[0128]
Further, when the column selecting means displays the shape of the column in a graphic form and has an icon for selecting the displayed column shape, the column selecting operation can be easily performed by operating the icon.
[0129]
Also, a calculation means for calculating the ultimate axial force, the ultimate moment and the ultimate shear force from the long-term and earthquake forces generated in the column base, and a strength determination for comparing the force calculated by the calculation means with the ultimate strength of the column base The ultimate axial force, the ultimate moment and the ultimate shear force can be calculated by the calculating means, and the ultimate proof stress can be determined by the proof stress determining means.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a design route 1 in a column base strength determination system according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing how to select columns and column bases.
FIG. 3 is a flowchart showing a design route 2 in the column base strength determination system according to the present invention.
FIG. 4 is a flowchart showing a design route 2 in the column base strength determination system according to the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a design route 3 in the column base strength determination system according to the present invention.
FIG. 6 is a flowchart showing a design route 3 in the column base strength determination system according to the present invention.
FIG. 7 is a display screen diagram showing a state in which design route 1 is selected.
FIG. 8 is a display screen diagram showing a state of selecting a column specification.
FIG. 9 is a display screen showing a column base corresponding to a selected column specification, showing a column column specification being selected, and a state in which a selected column and a column base column are drawn and displayed. FIG.
FIG. 10A is a diagram showing an axial force limiting area provided in the load-bearing graph display field, and FIG. 10B is a message for calling attention when the axial force generated on the column base is in the axial force limiting area. FIG.
FIG. 11 is a diagram illustrating a state in which the determination is “x” by inputting the force generated in the column base.
FIG. 12 is a diagram showing a state where the input of the force generated in the column base is changed from FIG. 11 and the determination becomes “◯”.
FIG. 13 is a display screen diagram showing a state in which the design route 2 is selected, the specifications of columns and column bases are selected, the force generated in the column bases is input, and the retained proof stress joining conditions are determined.
FIG. 14 is a display screen diagram showing a state in which the determination of the possession proof stress joining condition is “NG” and a change in the display column of the ultimate (yield) proof strength.
FIG. 15 is a display screen diagram showing a state in which the design route 3 is selected and the determination of the retained proof stress bonding condition is “OK”;
FIG. 16 is a display screen diagram illustrating a state in which the design route 3 is selected and the determination of the possession proof stress joining condition is “NG”.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3 ... Design route
4. Design route selection button
5 ... List display screen
6 ... Column shape icon
7… Pillar specification selection button
8 ... Column specification display column
9 ... Column base specification display column
9a ... Column base specification selection column
10 ... Input field
11… Yield graph judgment display field
12 ... Strength judgment display field
12a: Yield 1, 2 proof strength judgment display field
13 ... Holding strength joint judgment condition display column
14 ... Holding strength joint comprehensive judgment display column
15 ... proof curve display / non-display button
16 ... Total allowable yield strength judgment column
16 '... Primary design comprehensive judgment column
17 ... Input field
18 ... Final (yield) strength confirmation column
a ... Long-term allowable yield curve
b ... Short-term allowable yield strength curve
c ... Long-term allowable strength curve of column base
d ... Short-term allowable strength curve of column base
e ... Ultimate strength curve of pillar
f ... Ultimate (yield) strength curve of the column base
g ... Axial force limit area

Claims

A system for determining the strength of a column base used when joining a column to a reinforced concrete structure of a building,
Design route selection means for selecting requirements and procedures for confirming safety against earthquakes;
Column selection means for selecting column specifications,
Column base selection means for selecting the specifications of the column base,
Input means for inputting axial force, moment and shear force generated in the column base;
Safety against earthquakes based on required items and procedures determined by the information selected or input by the design route selecting means using the information selected or input by the column selecting means, the column base selecting means, and the input means Determination means for determining sex;
A system for determining the strength of a column base, comprising:

A system for determining the strength of a column base used when joining a column to a reinforced concrete structure of a building,
Design route selection means for selecting requirements and procedures for confirming safety against earthquakes;
Column selection means for selecting column specifications,
Column base selection means for selecting the specifications of the column base,
Input means for inputting axial force, moment and shear force generated in the column base;
Holding strength joining determination means for judging the holding strength joining condition of the column base using each information selected or input by the column selecting means, the column base selecting means, and the input means,
Safety against earthquakes based on required items and procedures determined by the information selected or input by the design route selecting means using the information selected or input by the column selecting means, the column base selecting means, and the input means Determination means for determining sex;
A system for determining the strength of a column base, comprising:

Column specification display field for displaying column specifications,
Column base specification display field for displaying the specifications of the column base,
A strength graph display field for displaying the strength graph of the column and the column base and plotting the force generated in the column base in a different shape by comparing the force generated in the column base and the strength of the column base or the column;
A strength judgment display field for displaying the strength judgment of the column base,
3. The column base strength determination system according to claim 1, further comprising display means for displaying a list of the column bases.

Column specification display field for displaying column specifications,
Column base specification display field for displaying the specifications of the column base,
A strength graph display column for displaying the strength graph of the column and the column base and plotting the force generated in the column base in a different shape by comparing the force generated in the column base and the strength of the column base or the column;
A strength judgment display field for displaying the strength judgment of the column base,
A primary design judgment display field for displaying the judgment of the primary design of the column base;
A possession proof joint judgment display field that displays the judgment results of the possession proof joint conditions of the column bases based on the design route for selecting requirements and procedures for confirming safety against earthquakes,
The column base yield strength judging system according to claim 1 or 2, characterized by comprising:

Column specification selection column for selecting column specifications,
Column base specification selection column for selecting column base specifications,
A strength graph display column for displaying the strength graph of the column and the column base and plotting the force generated in the column base in a different shape by comparing the force generated in the column base and the strength of the column base or the column;
A strength judgment display field for displaying the strength judgment of the column base,
3. The column base strength determination system according to claim 1, further comprising display means for displaying a list of the column bases.

The column base strength determination system according to claim 1 or 2, wherein an axial force limit determined based on information selected or input according to each information is displayed as an area in the strength graph display column.

The system according to claim 1 or 2, wherein a warning is displayed when an axial force generated in the column base conflicts with the axial force limit.

3. The column base strength determination system according to claim 1, wherein the column selecting unit graphically displays the shape of the column and has an icon for selecting the displayed column shape. 4.

A calculation means for calculating the ultimate axial force, the ultimate moment and the ultimate shear force from the long-term and earthquake force generated in the column base;
Strength determination means for comparing the force calculated by the calculation means with the ultimate strength of the column base,
The proof stress judging system according to claim 1 or 2, characterized by comprising: