3D基礎構造一貫設計システム

建物基礎の構造設計を短時間かつ高精度に実施できる3次元基礎構造一貫設計システム「Shimizu Hyper Kiso(SHKiso)」を開発・実用化しました。

概要

汎用のパソコンを使用して短時間に設計することを可能とするSHKisoを開発しました。

使用手順

  1. 地盤調査データを基に地表から支持層までの地盤を構成する各地層の種類、層厚、固さ、密度などの地盤条件ならびに、設計者が設定した基礎の構造数量を入力します。
  2. システムが自動的に沈下量などを確認し、設定した基礎形式の適否の判定を行います。

適用対象

杭基礎はもちろん、直接基礎、パイルドラフト基礎など、あらゆる基礎形式を含みます。また、解析から部材の断面設計または検定および、確認申請用書類の作成までを一貫して行うことができます。

SHKisoの特徴

  • 基礎と地盤を容易に3次元モデル化し、建物荷重によって地盤に生じる沈下量を高精度に評価できる当社独自の解析手法を採り入れたことです。
  • 解析に必要なデータ量が少ないため、システムに係る計算負荷を大幅に低減でき、設計者はパソコン上で経済的にも構造的にも優れた基礎形式を短時間で選定できます。
  • SHKisoを使えば構造物の規模や形状に拘わらず半日程度で業務が終了します。
  • 一度モデルを設定してしまえば、条件変更にも容易に対応できるので、設計に係る作業が効率化します。

建物荷重により地層ごとに発生するひずみと地盤剛性低下率との関係を数式化した「施工時の鉛直変位測定に基づく支持地盤のヤング係数」をモデル化のロジックに採用し、地盤全体を考慮した上で、表層に現れる弾性をモデル化できるようにしました。この数式は、技術研究所によるもので、多くの建物の地盤を実測することで得られた結果がデータベースになっており、日本建築学会の建築基礎構造設計指針でも推奨されています。

解析中のパイルドラフト基礎の画面。左が杭基礎、中央が直接基礎、右が摩擦杭による基礎。杭にかかる力が色分けにより表示されている。
解析中のパイルドラフト基礎の画面。左が杭基礎、中央が直接基礎、右が摩擦杭による基礎。杭にかかる力が色分けにより表示されている。

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