変化する建設業の効率化を支援

木材の構造解析

さまざまなエリアで街の再開発が進んでいます。新しく建設される中高層の建物は、これまで多かったガラス、鉄、コンクリートだけではなく、木材などの新しい素材が採用されることが増え、曲線形状など素材の特長を生かしたデザイン性の高い、印象的なファサード（正面外観）が実現されるようになりました。

また、建設業においてもSDGsが求められており、有機的な建築素材の導入が積極的に進んでいます。特に木材は、断熱性、吸音性、防湿性が高いことに加え、加工技術により耐火性、耐久性も向上し、素材そのものの価値が見直されています。さらに、加工しやすくデザイン面での応用もしやすいことから、国内建築市場においても注目を集めています。

建設業界は新素材の開発や、性能、デザイン性の向上、そして安全性を協調させる過渡期を迎えていますが、同時に人手不足が以前にも増して深刻な課題となっています。少ない人員で建設プロジェクトを成功に導くために一層の効率化が求められますが、新しい課題が頻出する昨今において、効率化は簡単ではありません。

例えば、新素材としての木材を考えてみます。

新素材としての木材の課題

木材はこれまでに扱ってきた無機質な素材とは異なり、異方性材料です。また木の種類や加工方法によって特性が大きく変わります。そのため、木材の特性を構造設計に反映することは難しいのが実情です。また、木材は加工技術が高く、ファサードや間取りも不連続性が実現できるメリットがある一方、構造計算が複雑になります。従来は、代表的な接合部分を限定的に構造解析し、全体の構造設計に反映していました。しかし、不連続性が強くなればなるほど、部分的に構造解析を行う従来の方法をそのまま続けていくことは難しくなります。いずれもこれまでにはなかった課題です。

木材だけの話ではありませんが、最近では、BIM（Building Information Modeling）に意匠設計と構造設計の情報が集約されたことで、これを簡略化せずにそのまま構造解析したいというニーズも出てきました。実現できれば設計者の負荷は劇的に軽減されます。新しいツールが登場したことで、今までにはなかった新しいニーズが生まれているのです。

建設業界の効率化に役立つ解析技術

こうした新しい課題やニーズを解決し、全体の効率化につなげるにはどうしたらいいのか。その一端を担うのは、解析技術の向上、具体的には以下に挙げるような機能です。

各プロセスで使われるツールをシームレスに連携（≒建築CADやBIMと解析ツールとの間のモデル変換が不要、あるいは簡単にできる）
建物全体の形状の解析を丸ごと簡単にできる（≒接合部やパーツ等の一部だけでなく、「接合部を含むより広い範囲」を対象に簡単に短時間で解析できる）
各部材の特性（プロパティ）情報を適切に扱える（≒加工木材等の様々な材料の特性情報が適切に組み込まれている）

ツールをうまく活用することで、様々な課題解決を両立できると、アルテアは考えています。また、限定された技術者だけでなく、設計者が少ない手数で解析結果を得られことも重要です。

建築設計支援ツールS-FRAME

効率化のためのニーズを満たすアルテアの建築設計支援ツール「Altair S-FRAME」は、BIMで作られた形状をそのまま構造解析できるほか、鉄、コンクリートだけでなく、木材（マスティンバー）の構造解析もサポートしています。

アルテアの建築設計支援ツール：S-FRAMEの主な機能

パラメトリックモデル作成に対応（TIMBER Design）

同一モデルに木材と鉄鋼を利用可能（TIMBER Design）

アルテアは、このほかにも、形状最適化（HyperStudy）、メッシュレス構造解析（SimSolid）、トポロジー最適化（OptiStruct）、流体解析（AcuSolve、ultraFluidX）、データ分析・AIツール（RapidMiner）等の様々なソリューションを提供しています。今後これらの技術をS-FRAMEと連携させ、高度な解析技術をシームレスに使えるようになる予定です。国内外で実績のあるアルテアの建設業界向けソリューションを活用いただき、設計・建設の効率化を一緒に実現しましょう。

S-FRAMEのトライアル、デモにご興味をお持ちの方はぜひお問い合わせください。