構造【荷重・外力／必要保有水平耐力】

構造設計

• 日本の構造設計は「２段階」

  1. 許容応力度計算（１次設計）
     「部材の許容応力度」を確認

  2. 保有耐力計算（２次設計）
     「柱や梁の曲げ降伏」「せん断破壊」を確認

保有耐力計算

• 計算手順

  1. 大地震時の水平力に対して「柱や梁の曲げ降伏」「せん断破壊」の確認

  2. 建物の「保有する耐力」と「必要とされる耐力」の比較

  3. 建物の「保有する耐力」が「必要とされる耐力」を「上回る」ことの確認

• 「建物が保有する耐力」：保有水平耐力（Qu）

• 「必要とされる耐力」：必要保有水平耐力（Qun）

• 地震の大きさによって「２段階」の検討を行う

  1. 中地震動：標準せん断力係数（Co）を「0.2」以上

  2. 大地震動：標準せん断力係数（Co）を「1.0」以上

• 塑性変形能力が「高い」：引張鉄筋比（pt）を「小さい」

• 保有水平耐力：耐力壁の「せん断破壊」が生じた時点の「層せん断力」
  ※せん断破壊する耐力壁を有する階

※どの程度の力が作用すれば「建物が壊れる」のかを検討

21081、30141、03143

合格ロケットのコード

必要保有水平耐力（Qun）

• 下式で算定
  $${Qun = Ds・Fes・Qud}$$
  ・Ds：各階の構造特性係数
  ・Fes：各階の形状係数
  ・Qud：各階に生ずる大地震時の地震力

構造特性係数（Ds）

• 建物の変形性能（いかに地震力を吸収するか）によって算定する「低減」係数

  1. 建物がすぐに壊れる場合：Ds値は「大きい」
     「せん断破壊」「座屈」等

  2. 建物が地震力を効率的に吸収する場合：Ds値は「小さい」
     「塑性ヒンジの発生」「全体崩壊形」「曲げ破壊」等

• 「Ds」の数値
  Ｓ造：Ds＝0.25～0.50
  RC造：Ds＝0.30～0.55

• Ｓ造の純ラーメン構造の場合
  最低の構造特性係数Dsは「0.25」以上のため、他の階に合わせて全体の構造特性係数Dsを「0.3」として保有水平耐力の検討を行ってよい

• 硬い建物：Ds値は「大きい」

• βが大きい：Ds値は「大きい」
  $${β =\frac{{耐力壁の水平耐力の和}}{保有水平耐力}}$$
  ※β：「耐力壁の水平耐力の和」の「保有水平耐力」に対する比

16202、18222、20211、23144、23244、24262、26262、28244、30144、01263、02242

合格ロケットのコード

形状特性係数（Fes）

• 「平面的」「立面的（高さ方向）」な形状によって算定する「割増」係数
  ※建物のバランスによって建物の耐力が変わる
  ・バランスが良い：Fes＝1.0
  ・バランスが悪い：Fes＝1.0以上

• 以下の場合は「Fes」を「1.0」より大きくする
  剛性率が「0.6」未満
  偏心率が「0.15」超える

※ある階の「偏心率」が大きい場合や「剛性率」が小さい場合は、ある階「のみ」の割増で良い（全体の割増は必要ない）

19213、25252、28242、30254、02243

合格ロケットのコード

部材の種別

• 付着割裂破壊する柱：FD

• 平均せん断応力度（τu）が「小さい」：靭性能力が「高い」
  ※せん断破壊が生じる可能性が「減る」

• 部材種別の靭性能力を上げる：「τu」を「小さく」する
  ※「コンクリート設計基準強度（Fc）」に対する「メカニズム時の平均せん断応力度（τu）」の割合が「0.2」以下

覚え方
脆性的な破壊する部材はダメ（Ｄ）な部材（FDやWD）
「FA」や「WA」は、性能がエェ（A）

20143、22141、22144、22142、22143、30142、30143、03144

合格ロケットのコード