無効に設定されています。有効にしてご利用くださいますようお願い致します。講師:鈴木裕二CADBIMツイート「BIM最前線」の新しいシリーズがスタート。Robot」を取り上げる。Revitと構造解析ソフトウェアRobotをまるで一つのアプリケーションであるようにシームレスに使い、モデルを完成させることが本稿のテーマだ。Modeling)を取り入れたこれからの設計・建設の職能を考えるうえで、知っておきたい最新の情報をお届けします。360【BIM最前線/第5回】1.BIM時代の設計者は何でもこなす「BIM最前線」という大胆なテーマで新しいシリーズをスタートする。直前での変更も大いにあり得るのだが、これから5回のテーマを以下と決めた。「BIMオペレーター、BIMマネージャーという仕事」(6月)筆者は専門学校と大学で構造設計やBIMによる建築設計を教えている。専門分野を越えて一人でこなすことが必要だと学生に話している。BIMによってそれが可能になった。コンピューターとBIMアプリケーションを使いこなすことによって、そんな技術者になることができる。「君たちの時代がやってきた」と偉そうに鼓舞しているわけだ。意匠設計も構造計算も一人で同時に行う手順を紹介する。構造計算には日本で広く使われている「一貫構造計算ソフトウェア」は使わない。Professional)を取り上げる。Revitと構造解析ソフトウェアRobotをまるで一つのアプリケーションであるようにシームレスに使いながら、モデルを完成させることが本稿のテーマだ。うまくいけば学生たちにも強度検討しながら設計する楽しさを味わってもらえるだろう。2.Revitで構造モデリングここでは屋根も外壁も間仕切り壁もある建築らしい建物から始めるより、次図のようなシンプルな構造で進めた方が分かりやすいだろう。Revitで標準の構造テンプレートからスタートし、Revit標準の構造部材を使ってモデリングする。□-400×400×22(SN400相当)大梁H-700×300×13×24(SN400)H-488×300×11×18(SN400)小梁H-300×150×6.5×9(SN400)床デッキプレート+コンクリートt=160Revitで構造モデルを作成3.解析モデルと荷重を作成Revitで構造モデルを作成すると、同時に解析モデルも出来上がっている。Revitで自動作成される解析モデルは、梁天・柱芯の構造芯を線で表したモデルだ。節点は黒い球で表示されている。大梁と小梁の取り合い部や大梁の剛接合位置にはもちろんこの節点が配置されている。支点は「境界条件」として入力する。ここでは、分かりやすく柱脚を「ピン」とした。自重やX方向の地震力はここでは省略する。ここで大事なのは荷重ケースをきちんと設定して積載荷重と地震力を区別しておくことだ。いずれの荷重も床スラブに作用する荷重なので、「ホストされた面荷重」を使って、床スラブを選択して入力する。Analysisリンク」でRobotに「モデルを送信」する。ログを見るとこのモデルで、書き出しに7秒かかっている。書き出しのログ(7秒で完了)Robotでも部材の形状や断面を表示させることができる。梁芯を構造芯としてRevitからRobotに渡したのでRobotでは梁芯=FLとなる。構造モデルの作成と荷重の入力はRevitで行ったので次は応力計算だ。[解析]ボタンで計算できる。このモデルだと1秒もかからず瞬時に終わってしまう。自重(DL)はRobotで自動的に計算される。Revitでの荷重入力で桁数を間違うなど、とんでもないミスをしていないか、反力の値で確認しておく。入力した荷重の方向・合計と反力の方向・合計があっていればまず問題はない。各荷重ケースのモーメント図、せん断力図を表示させる。図は自動で見やすくスケール設定される。図のように応力を図上にラベル表示させることも、表で数値として確認することもできる。節点変位も図のようにラベルと表で確認できる。応力(Robotでは「力(Force)」)計算と同時に、応力度(Robotでは「応力(Stress)」)も計算される。この値がある限界を超えると破壊につながることになる重要な値だ。応力度が求められると柱や梁が十分に安全かを判定する。ここが構造設計するという仕事の中身だ。2005)の計算方法が使えるようになっている。荷重の「組み合わせ」の追加が必要だったが、[解析]の実行で図のように地震時の短期応力についての検定が行われ、[OK]の表示がされる。[解析]で部材が応力に対して安全かを検定(Robot)計算の詳細についての解説は避けるが、柱に作用する軸力Ncが217.09kN、曲げモーメントMyが77.2kNmと、柱の変形が残ってしまう許容応力度の14%しか使っていないという結果になった。柱にずいぶん余裕があることが分かったので、Revitに戻って構造モデルを再検討しよう。Robotで床スラブを変更したので、モデルもRobotのものを読み込み更新する。RobotモデルをRevitに読み込むRevitの設定Revitでは柱、梁の断面も思い切って小さくすることにする。床も階段が入る部分を開口とした。全体の重量が438kN(43.8t)から267kN(26.7t)と半分近くになった。大梁H-488×300×11×18をH-250×250×9×14に変更ブレースL-75×75×6を追加Revitで変更したモデルをRobotに書き出して応力計算を行う。モデルは次の図のようになる。変更後のRevitモデルとRobotモデル全体に剛性が低くなったので地震時の変形のチェックも必要だが、軸ブレースが効いて前のモデルと大きな変化はない。問題となるのは応力度だ。前のモデルでは許容応力度の14%とずいぶん余裕があったが、このモデルではどうだろう?次の図が柱、梁、ブレースの計算結果だ。地震時に許容応力度の36%~31%が作用するという結果になった。変更後のモデルの計算結果(Robot)ここでRevitに戻りさらにスレンダーになるようにモデルを変更する。意匠モデルとの整合性を考え部材の配置などを再検討する。このようにRevitとRobotを行ったり来たりしながらモデルを作っていく。BIMアプリケーションを使い、強度検討しながら構造、意匠を一つのモデルとして設計するというのはこのような作業になる。ある程度構造モデルが固まったら「一貫構造計算ソフトウェア」に渡して建築確認申請で使う計算書を作成する。梁伏図や軸組図はRevitで作成する。冒頭で書いたように筆者としては専門学校、大学の授業でぜひこのBIMによる設計手法を取り入れたいと考えている。BIM時代の新しい建築技術者を育てることはできるだろうか。