基礎のEXP.Jは必要?

たまに、

上部構造が別棟デモ、 
隣棟間隔が少ない等、様々なケースもあるが、
基礎一体化しても良いのか  

・・・というオハナシが話題となる  



最近も
チョッと思い出すべく

「2007年版 建築物の構造関係技術基準解説書」

コレを調べて再認識 


…と思ったんですが、見当たらない。。。 



ナンでェ~~ ・・・... 


確か、昔見た気がするが…と思い、



建築構造問題快答集〈13〉建築構造問題快答集〈13〉
(1990/04)
不明

商品詳細を見る



コレに載っていた事を思い出した。


それで、
問40「エキスパンションジョイントと基礎」を
 見てみると、


うん、
ヤッパリ、

日本建築センター「構造設計指針」
 ※この書籍は、「2007年版 建築物の構造関係技術基準解説書」の
   旧版のようなものです。

その解説部分で
 『なお、地下部分や基礎については一体とし、
  上部構造のみエキスパンションジョイントを設けた場合においても、
  別個の建築物として上部構造の計算を行ってもよいとわざわざ断ってある。』
 とされている。


・・・ただ、・・・

この解説が、
 2007年版ではスグに見つからない
 

 探し方が悪いんダロウか 


マァ、
ナンでかは分からないが、
快答集の説明からすれば、

 地盤 → 基礎構造体 → 各柱脚 → 建物上部へ

地震力の伝達を考えれば、
 柱に対する地震入力は、
 1つの基礎の上に別々の建物が建っていても構わない事になります。

※簡略的に表現すれば、
  地面も基礎
  同一の変位が生じるものとみなせば、
  上部へ地震動  が  を伝播するのは
   同じようなものとイッタ トコロでしょうか  

※上部建物の地震力に影響する
  固有周期は構造種別によって変わりますしネッ 


理由からすれば、
ワザワザ書かれていなくても分かる話ですが、
気になって調べたので、
セッカクだから記事に残しておくことにしました。
 (また、しばらくすると忘れるかもしれないし  )



この上で、


基礎が一体になったら
上部からの荷重・応力をすべて考慮して
 基礎設計を行うのは言うまでもありませんが、
念のため、その旨忘れないようにご注意を 


 ※H24.04.15追記
   日本建築センター
   「【再掲】「2007年版建築物の構造関係技術基準解説書」の
     正誤表の更新(2009.7.27)、本書に関する質問と回答、
     追加告示解説のダウンロードについて」
    参照URL:http://www.bcj.or.jp/news/2010/07/20072009727.html

   ココの最後の方に
    「エキスパンションジョイント等によって分割された
      建築物に係る構造計算の基準を定める件」も
   ビルディングレターより引用されていた様だった。 
     参照URL:http://www.bcj.or.jp/src/c07_publication/c07_01/Expansion.pdf 

   (H25.07.01. リンクURL変更に対応)



 ※H28.02.28追記
   「2015年版建築物の構造関係技術基準解説書」の付録1-8.
   ここへ上記の回答内容は反映されている様です。

  ※以前、
   簡略的に地盤も基礎も同一の変位になるように書いていましたが、
   逆位相や
   中・高層の2棟が近接する場合などで相互の振動性状が影響するケース等も
   あるので、記事本文に削除線を付記しました。
   (誤解を招く表現であった事をお詫びいたします。)
   



余談ですが、

大抵、
構造設計上は、
上部構造設計して地震力を求めてから
基礎設計するので、

たまに、
地震力が地盤から伝播してくる事を
カン違いしそうな時がある。。。
 (風荷重は上部に作用するものとみるので、
      ゴチャ混ぜ認識  コレ誤認識 

・・・ワタシダケかも 

改めて、再認識をしました。


【オマケ】
 検索していて、
  コンナHPも見つけた  
  参考にφ(..)メモメモ
 
 ● 日本エキスパンションジョイント工業会
   『建築用エキスパンションジョイントの手引き(2009)
    参考URL:http://www.apajapan.org/EJ/thm/tebiki091206.pdf

 こういう団体もあったのね 
  マダマダ、設計は奥深い。。。


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tag : 基礎 EXP.J 一体

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re:基礎のEXP.Jは必要?

こんにちは。
お探しの解説は、日本建築センター「構造計算指針・同解説1991年版」にありますが、その後の改訂版「建築物の構造規定(1995年)」にはその解説は削除されています。 以降同じです。
 

Re: re:基礎のEXP.Jは必要?

こんにちは。

やはり、解説が削除されてしまっていたのですね。

もう少し、検索して探していたら
日本建築センターの正誤表に行き着き
ビルディングレターの引用が公開されていました。
(2007年版では、補遺で示されていたようです。)

ありがとうございます。

杭なしモデルの不思議

こんにちは。
ビルディングレター ’08.3 p44図5 a)では杭なしモデルを採用しています。
地震力について説明するのに杭ありモデルを採用しないのは不思議です。
ところで、本文の*の箇所を言い換えれば次のようになります。
「上部建物の固有周期は構造種別により変わるので、地面も基礎も同一の変位とはならない。」
紙面と垂直方向の地震力により、基礎の変位が異なるので上部建物に回転モーメントが生じます。
気にかかることです。

Re: 杭なしモデルの不思議

rin3様
コメント頂きありがとうございます。

> ビルディングレター ’08.3 p44図5 a)では杭なしモデルを採用しています。
> 地震力について説明するのに杭ありモデルを採用しないのは不思議です。


ビルディングレターの説明に用いたモデルに関して、
杭の有無の採否の真意は私にもハッキリとは分からない所です。

元々、この記事で参考にしていた
建築構造問題解答集13巻の問40では、
直接基礎に対しての説明でしたから、
ご指摘されている杭基礎モデルの事まで気にしておりませんでした。

> ところで、本文の*の箇所を言い換えれば次のようになります。
> 「上部建物の固有周期は構造種別により変わるので、地面も基礎も同一の変位とはならない。」
> 紙面と垂直方向の地震力により、基礎の変位が異なるので上部建物に回転モーメントが生じます。
> 気にかかることです。


ご指摘頂いているのは、
地震力の伝播を考えていた
※印に関しての内容かと思います。
これは杭基礎の場合、
杭の引抜きによる鉛直変位が生じてからの問題のように捉えれば、
確かに、
構造解析上の微小変位として、そのようになるのかも知れません。

ただ、
実際のところとして明確にされているわけではないので、
あくまでも私見ですが、
(地下部分の深さ等の条件にも因るとは思われますが、)
地下外周面の受働土圧、地下階部分のスラブ、
解析における軸方向変位の考慮に対する設計方針…等々から
EXP.Jに近接している
地下部分や基礎部分を剛体とみなしているのではナイでしょうか。
(振動解析上、質点系の脚部を固定(剛)とみなせるケースの想定では…)

この記事では、
簡略的に表記しようとしているので、
語弊があったと思いますが、
地震力が
地盤から地下・基礎部分へ伝達する過程では、
上記の様にみなしているのではないかという気がしています。

上部建物に回転モーメントが作用するのは、
地震力が
地下・基礎部分から上部に伝達し、
それによって振動を生じてからの現象でしょうから、
それに見合う設計をしておけば、
良いのかと思うのですが。。。

地震により生じる力は、
慣性力ですから、
ドチラが先なのかといった所でしょうか。。。 v-390

どこまでを評価して
設計するのかにも依るのかもしれません。 v-390

杭なしモデルの不思議その2

ご返事ありがとうございます。

図なしで投稿しましたので、うまく伝わらなかったことをお詫びします。

鉛直変位(天と地方向)ではなく、水平方向の変位をいいたかったのですが。
イメージ図がないと、地震力の方向などを表現できないので、立面図を書いてみました。
細長い別棟(幅30m奥行き10m)と幅の広い主棟(幅100m奥行き10m)を地中梁で連結します。。
別棟と主棟が数メートル離れていて、建物の間に付属的な建物を作るために建物を地中梁でつなぐ場合があります。
建物には、地下階がないとします。
連結用の地中梁は左から2番目の”=”です。
連結用の地中梁にエキスパンションを設ける場合と設けない場合を本図で検討します。

座標の向き:
Z方向 鉛直方向
X方向 水平方向で図示する方向
Y方向 水平方向で、紙面に垂直な方向

-->X方向


E EEE
E EEE
E EEE
E EEE
E EEE
====
L LLL
L LLL
L LLL
L LLL
L LLL
GGGGG

(凡例)E上部構造 =地中梁 L杭 G地盤
図1:別棟(左側)と主棟(右側)を一体化した場合の立面図

以上が図の説明です。

水平方向の地震力とエキスパンションの設け方により次の3つの場合が考えられます。
別棟と主棟の固有振動数は異なるとします。

例1 エキスパンションがあり、変位吸収性能が十分ある場合
令84条第4項に該当し、問題なし。

例2 エキスパンションがあり、変位吸収性能が十分でない場合
X方向の震力により、別棟と主棟の固有振動数が異なるので、地中梁がエキスパンション部分で激突する。 

例3 エキスパンションを設けない場合
Y方向の震力により、別棟と主棟の固有振動数が異なるので、地中梁の両端の変位に差が生じる。
地中梁の重心から見ると、地中梁は回転方向に振動する。
このため、両方の建物に回転モーメントが発生する。
特に、細長い別棟はZ軸の慣性モーメントが主棟より小さいので、大きな回転が生じる。

例1の場合は安心ですが、例2、例3は、気にかかることです。

Re: 杭なしモデルの不思議その2

コメントにより御助言頂きましてありがとうございます。

> 例1 エキスパンションがあり、変位吸収性能が十分ある場合

 令36条の4等に該当し、問題なしとの事で良いのかと思います。


> 例2 エキスパンションがあり、変位吸収性能が十分でない場合
> X方向の震力により、別棟と主棟の固有振動数が異なるので、地中梁がエキスパンション部分で激突する。
 

> 例3 エキスパンションを設けない場合
> Y方向の震力により、別棟と主棟の固有振動数が異なるので、地中梁の両端の変位に差が生じる。
> 地中梁の重心から見ると、地中梁は回転方向に振動する。
> このため、両方の建物に回転モーメントが発生する。
> 特に、細長い別棟はZ軸の慣性モーメントが主棟より小さいので、大きな回転が生じる。
>

 コメント頂いた例2・3に関しては、
 上部構造の棟毎で振動性状が異なってきますから、
 確かにおっしゃる通りかと思います。


> 例1の場合は安心ですが、例2、例3は、気にかかることです。

 この気がかりな事に対しては、
 設計上の配慮が必要な部分になってくるのかと思われます。
 EXP.Jのクリアランス寸法の取り方、
 地下部分を分離するべきかの設計方針、、、

 特に、
 例3のケースなどでは、
 局所的な応力集中等で問題になりそうならば、分離する方針にするべきかも知れません。

 一概に、
 それが正解となるかは、
 各建物ごとに判断すべき内容になってくるので、
 地下部分の一体化 or 分離というのは、
 ムズカシイ問題なのではないかと思われます。。。v-390

 御助言を考慮して記事本文に少し補正を加えました。
 この記事は、
 あくまでも、直接基礎のケースなどでの
 一つの考え方の例示として捉えて頂ければ…という所です。

 貴重な御意見を頂き、感謝いたします。

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