鳥の巣の設計施工とITの活用 JACIC高度化 中村

鳥の巣の設計施工とＩＴの活用
JACIC高度化 中村
・建築部材として稀な屈曲、ねじれボックス部材を使用
（３Ｄモデリングソフトは、航空・自動車分野で使用されるCATIA）
・長大スパンの屋根部は、２４のトラスで支持
・交差する主構造は鳥の巣形状、スタンドとは分離独立
構造解析モデル
・構造は、主構造＋二次構造＋階段構造で構成され、静的、動的解析により断面、設計を最
適化
二次構造、全体構造
・主構造＝２２組の主構造トラス＋内側円形トラス
・□600＊600～□1200＊1200
死加重による最大鉛直変位＝下方428mm
活荷重（雪＋人）による最大鉛直変位＝下方47mm
・設計風圧は、北京の100年確率で0.50kn/m2
・英国で半径450mの範囲の1/300スケールの風洞実験
・風圧は概ね負で屋根部に揚力が発生
・長大スパン構造物は、風荷重で長周期振動が発生（風荷重変動係数）
・北京は内陸気候に属し、四季の気温変化が大きく、部材に内部応力と変位を発生
・鋼部材の冬季温度は外気と同等、太陽光で部材の夏季温度は外気以上に上昇
温度変化＋50度（屋根部）による鉛直変位＝上方160mm
温度変化-43度による鉛直変位＝下方132mm
・実績地震動４＋設計地震動１の加速度履歴で動的解析（最大加速度400gal）
設計地震動の応答変位は、許容値以内
設計地震動の
弾塑性応答解
析で、二次構造
に塑性ヒンジが
発生するが、残
存強度以内
ボックス断面設計
・圧縮、曲げによる局部座屈を照査
Ｋ型接合部
・接合部の荷重伝達のため内部隔壁を設置
・耐力増加のため、補強板を設置
屈曲部材の設計（□1200＊1200）
・内部隔壁で剛性確保、応力分散
ＫＫ接合部は、有限要素法解析で板厚を設計
基礎設計
・曲げモーメントの効率的伝達、杭頭長の最小化のため、半埋設基礎を採用
・基礎の耐力、変位、破壊メカニズムの解析のため、弾塑性有限要素法解析を実施
・基礎コンクリートの配筋で引抜耐力を補強
施工手順
・仮設支柱を設置
・主構造鉛直部を設置
・主構造屋根部を設置
・仮設支柱を撤去
・屋根部二次構造を設置（支柱撤去による応力発生を回避）
・ＩＴの活用
・施工モニタリングシステム
・施工連携システム
・４Ｄ施工マネジメントシステム
・IT技術活用の検討＝関係組織の機能→ＩＴ技術の活用方法→主要シナリオ
ＩＴの用途＝スケジュール管理、コスト管理
ITシステム＝モニタリングシステム、４ＤＣＡＤ、連携システム
鳥の巣（開会式、閉会式、サッカー）
・91000席、鋼材５万ton、建設費500億円
ウォータキューブ（水泳）
・6000席＋仮設11000席、建設費130億円
施工モニタリングシステム
・ユーザ＝国、市
・目的＝事務所で施工状況を把握
・効果＝外出せずにリアルタイムで施工状況を把握
・システム＝監視カメラ→信号変換器→ＡＤＳＬアダプタ→WEBサーバ→ユーザはＷＥＢ利用
連携システム
・ユーザ＝発注者＋設計者（協力者）＋元請＋下請＋エンジニアリング企業
・目的＝関係者の連携を支援
・効果＝コストダウン、元請への指示の的確化、情報資源の活用
・システム＝ＤＢ＋ファイル管理システム（XML＋ラスタ＋ベクタ＋ビデオ）→関係者でWEB閲
覧
・試行＝鳥の巣の元請＋下請100社
４Ｄ施工管理システム
・ユーザ＝元請＋下請＋エンジニア会社
・目的＝工事関係者の連携基盤の提供
・効果＝資源を最適活用し、工程を視覚的に最適管理