まえがき わが 国 で 建 設 されている 補 強 組 積 造 ( 以 下,メーソンリー 構 造 ) 建 築 物 は 多 くはコンクリートブロ ック 造 によるものである.わが 国 で 広 く 普 及 したのは 第 二 次 大 戦 後 で, 比 較 的 容 易 に 設 計 施 工 ができ 同 時 に

Transcription

1 各 種 メーソンリー 構 造 設 計 ノート 2009 Structural Design Notes for Various Reinforced Masonry Buildings 2009 年 3 月 日 本 建 築 学 会 構 造 委 員 会 壁 式 構 造 運 営 委 員 会

2 まえがき わが 国 で 建 設 されている 補 強 組 積 造 ( 以 下,メーソンリー 構 造 ) 建 築 物 は 多 くはコンクリートブロ ック 造 によるものである.わが 国 で 広 く 普 及 したのは 第 二 次 大 戦 後 で, 比 較 的 容 易 に 設 計 施 工 ができ 同 時 に 優 れた 耐 震 耐 火 性 を 有 するため, 戦 後 の 復 興 期 に 全 国 的 に 公 営 住 宅 として 採 用 され,それに 伴 い 建 築 構 造 に 関 する 研 究 も 発 展 した. 本 会 ではこの 構 造 に 関 する 構 造 設 計 規 準 として,1927 年 に 特 殊 コンクリート 構 造 設 計 規 準 組 積 造 設 計 規 準 が 刊 行 されている.その 後, 同 規 準 書 は 改 訂 を 重 ね, 現 在 では 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ) として, 構 造 設 計 に 携 わる 技 術 者 の ガイドラインとして 活 用 されている. 前 記 の 規 準 集 は, 当 初 普 及 を 目 的 としたため, 難 しい 計 算 をせずに 設 計 できるように, 構 造 部 材 の 配 置, 配 筋 等 は 仕 様 規 定 として 作 成 され, 特 に 専 門 家 でなくても 容 易 に 設 計 できるようになっている. その 反 面,この 構 造 を 用 いて 独 自 の 設 計 を 行 おうとする 設 計 者 には, 設 計 上 の 工 夫 が 生 かされないと いうこともある. 本 設 計 ノートは, 現 行 の 各 種 メーソンリー 構 造 の 設 計 法 を 横 断 的 に 検 討 し, 設 計 法 の 基 になっている 許 容 応 力 度 計 算 ( 一 部 終 局 強 度 計 算 の 考 えを 含 む)について 計 算 式 の 由 来 を 解 説 的 に 説 明 し, 独 自 の 工 夫 による 設 計 を 行 う 場 合 に 参 考 となるように 資 料 として 整 備 したものである. 内 容 は 現 行 各 設 計 規 準 および 解 説 に 記 述 のある 事 項 を 基 として, 現 行 各 規 準 を 読 んだ 読 者 にさらにメー ソンリー 構 造 の 設 計 に 関 して 考 究 し 得 るよう 進 んだ 情 報 を 提 供 するよう 心 がけているが, 説 明 上, 既 に 前 記 規 準 集 に 記 述 している 事 項 も 若 干 重 複 して 記 載 している.メーソンリー 構 造 は 壁 式 構 造 として なお 解 析 上 の 未 解 明 の 点 があり 暫 定 的 な 内 容 も 含 んでいるが, 現 行 各 種 メーソンリー 構 造 の 設 計 規 準 をより 改 善 する 資 料 となることを 目 標 としたものである. 本 ノートの 理 解 のために, 対 象 とするメーソンリー 構 造 およびそれに 関 する 規 準 類 を 説 明 しておく と, 平 成 15 年 国 土 交 通 省 告 示 第 463 号 に 規 定 される 鉄 筋 コンクリート 組 積 造 の 一 つである 型 枠 コン クリートブロック 造 および 建 築 基 準 法 施 行 令 に 規 定 される 補 強 コンクリートブロック 造 が 主 体 となっており, 巷 間 で 多 く 建 設 されているコンクリートブロック 造 による 塀 や 帳 壁 構 造 にも 言 及 して いる.それらを 対 象 とする 設 計 規 準 には 前 記 規 準 集 に 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, コンクリート ブロック 帳 壁 構 造 設 計 規 準, コンクリートブロック 塀 設 計 規 準 として 掲 載 されている.また,そ れ 以 外 の 新 しい 補 強 メーソンリー 構 造 の 開 発 にも 資 することができるよう 配 慮 されている 年 3 月 日 本 建 築 学 会 構 造 委 員 会 壁 式 構 造 運 営 委 員 会 2

3 各 種 メーソンリー 構 造 設 計 ノート 2009 作 成 関 係 委 員 ( 五 十 音 順 敬 称 略 ) 構 造 委 員 会 委 員 長 和 田 章 幹 事 倉 本 洋 福 和 伸 夫 緑 川 光 正 委 員 ( 省 略 ) 壁 式 構 造 運 営 委 員 会 (2007) 主 査 勅 使 川 原 正 臣 幹 事 井 上 芳 生 菊 池 健 児 楠 浩 一 委 員 五 十 嵐 泉 石 井 克 侑 稲 井 栄 一 植 松 武 是 小 田 切 智 明 加 村 隆 志 刑 部 章 小 林 淳 杉 山 逸 郎 田 中 材 幸 中 野 克 彦 中 埜 良 昭 信 澤 宏 由 花 里 利 一 藤 沢 正 視 森 下 陽 一 各 種 補 強 組 積 造 設 計 法 小 委 員 会 (2005) 主 査 菊 池 健 児 幹 事 加 村 隆 志 松 村 晃 委 員 五 十 嵐 泉 植 松 武 是 大 塚 貴 裕 黒 木 正 幸 古 賀 一 八 富 岡 俊 輔 浪 田 裕 之 西 山 光 昭 根 井 浩 信 澤 宏 由 花 里 利 一 前 田 敏 雄 青 木 功 (2005 年 ~2007 年 ) 本 文 付 録 原 案 担 当 者 序 章 本 書 を 読 む 人 のために 松 村 晃 1 章 材 料 五 十 嵐 泉 松 村 晃 2 章 耐 力 壁 構 造 の 基 本 計 画 2.1 耐 力 壁 構 造 の 種 別 規 模 および 重 量 菊 池 健 児 松 村 晃 2.2 耐 力 壁 の 構 造 西 山 光 昭 松 村 晃 2.3 構 造 解 析 の 原 則 菊 池 健 児 浪 田 裕 之 前 田 敏 雄 2.4 壁 率, 壁 量 および 平 均 せん 断 応 力 度 西 山 光 昭 松 村 晃 前 田 敏 雄 2.5 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 松 村 晃 菊 池 健 児 2.6 偏 心 率, 剛 性 率 および 層 間 変 形 角 西 山 光 昭 浪 田 裕 之 前 田 敏 雄 2.7 保 有 水 平 耐 力 ( 曲 げ 強 度 )の 略 算 菊 池 健 児 黒 木 正 幸 前 田 敏 雄 3 章 耐 力 壁 の 設 計 菊 池 健 児 黒 木 正 幸 前 田 敏 雄 4 章 全 充 填 造 壁 梁 の 設 計 大 塚 貴 裕 黒 木 正 幸 5 章 定 着 および 重 ね 継 手 五 十 嵐 泉 加 村 隆 志 富 岡 俊 輔 6 章 コンクリートブロック 帳 壁 の 応 力 と 断 面 算 定 五 十 嵐 泉 花 里 利 一 松 村 晃 7 章 コンクリートブロック 塀 の 構 造 計 算 植 松 武 是 西 山 光 昭 根 井 浩 松 村 晃 付 録 メーソンリー 構 造 部 材 の 終 局 強 度 菊 池 健 児 松 村 晃 3

4 目 次 頁 序 章 本 書 を 読 む 人 のために 5 1 章 材 料 1.1 組 積 体 の 性 質 許 容 応 力 度 材 料 定 数 19 2 章 耐 力 壁 構 造 の 基 本 計 画 2.1 耐 力 壁 構 造 の 種 別, 規 模 および 重 量 耐 力 壁 の 構 造 構 造 解 析 の 原 則 壁 率, 壁 量 および 平 均 せん 断 応 力 度 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 偏 心 率, 剛 性 率 および 層 間 変 形 角 保 有 水 平 耐 力 ( 曲 げ 強 度 )の 略 算 35 3 章 耐 力 壁 の 設 計 3.1 曲 げモーメントに 対 する 設 計 せん 断 力 に 対 する 設 計 45 4 章 全 充 填 造 ( 型 枠 ブロック 造 ) 壁 梁 の 設 計 4.1 壁 梁 の 役 割 曲 げモーメントに 対 する 設 計 せん 断 力 に 対 する 設 計 54 5 章 定 着 および 重 ね 継 手 5.1 付 着 強 度 について 定 着 および 重 ね 継 手 設 計 の 基 本 定 着 および 重 ね 継 手 に 関 する 既 往 の 研 究 58 6 章 コンクリートブロック 帳 壁 の 応 力 と 断 面 算 定 6.1 設 計 用 応 力 断 面 算 定 67 7 章 コンクリートブロック 塀 の 構 造 計 算 7.1 壁 体 応 力 と 断 面 算 定 塀 の 転 倒 に 対 する 布 基 礎 の 設 計 74 付 録 メーソンリー 構 造 部 材 の 終 局 強 度 84 4

5 各 種 メーソンリー 構 造 設 計 ノート 2009 序 章 本 書 を 読 む 人 のために (1) 本 書 の 目 的 とメーソンリー 構 造 について a) 本 書 の 目 的 とこの 章 の 趣 旨 各 種 メーソンリー 構 造 設 計 ノート 2009 は, 現 在 日 本 建 築 学 会 で 刊 行 されている 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ) (2006 年 版 )に 包 含 されている 後 述 のメーソンリー 関 係 諸 設 計 規 準 に 関 して, 実 用 設 計 以 外 にさらに 深 く 設 計 分 野 を 考 究 する 人 々のために,それらの 規 準 を 制 定 する 際 に 基 本 とした 許 容 応 力 度 設 計 法 ( 一 部 保 有 耐 力 計 算 を 含 む)による 設 計 式 等 の 根 拠 と 誘 導 およ びその 背 景 等 を 横 断 的 に 説 明 することを 目 的 としている.また, 将 来,メーソンリー 構 造 に 関 して, 前 記 設 計 規 準 集 に 規 定 されている 構 造 形 式 以 外 にも 開 発 されるメーソンリー 構 造 も 予 想 されるので, それらにも 対 応 できるように 設 計 上 の 基 本 的 知 識 を 提 供 することも 併 せて 目 的 としている.なお 対 象 とする 構 造 は 組 積 造 壁 体 を 鉄 筋 で 補 強 する,いわゆる 補 強 組 積 造 建 築 物 が 対 象 である. したがって, 本 書 を 理 解 するには 前 記 設 計 規 準 集 を 熟 知 していることが 望 ましいが, 規 準 が 多 数 あ ること,および, 初 学 者 に 対 してもある 程 度 理 解 できるようにしたいこと 等 のために, 直 ちに 本 論 に 入 る 前 にあらかじめ 各 種 メーソンリー 構 造 全 般 に 関 して 設 計 法 の 概 略 および 本 書 で 使 われている 用 語 等 を 説 明 することが 適 当 であると 考 えられるため 本 章 を 設 けたものである. b) 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 )に 含 まれる 規 準 類 本 会 の 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ) ( 以 下, メーソンリー 規 準 集 とい う)には 下 記 の 設 計 規 準 とその 解 説 が 含 まれている. 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 コンクリートブロック 造 帳 壁 構 造 設 計 規 準 コンクリートブロック 塀 設 計 規 準 組 積 造 設 計 規 準 これらのうち, 組 積 造 設 計 規 準 は 壁 体 を 補 強 しない 無 筋 の 構 造 を 対 象 としているので 本 書 では 扱 わ ない. c) メーソンリー 構 造 の 用 語 の 使 い 方 と 対 象 メーソンリー 構 造 とは 英 文 で masonry structure と 表 記 され,コンクリートブロック,れんが, 石 等 を 組 積 する 構 造 全 般 を 指 すが,わが 国 は 地 震 多 発 国 であるので 組 積 した 壁 体 に 鉄 筋 で 補 強 することを 通 常 とする.したがってわが 国 で 用 いられているこの 種 の 構 造 は 補 強 メーソンリー 構 造 または 補 強 組 積 造 とするのが 正 しいが, 鉄 筋 で 補 強 されないメーソンリー 構 造 がわが 国 ではほとんどないこ とから, 補 強 メーソンリー 構 造 を 以 下 単 に メーソンリー 構 造 または メーソンリー 造 と 称 する ことにする(メーソンリー 構 造 とメーソンリー 造 の 区 別 は(5) 用 語 の 補 足 参 照 ). 末 尾 の 構 造 また は 造 の 用 語 はそれを 省 略 しても 自 明 の 場 合 は 省 略 する.また 本 会 出 版 物 で 補 強 組 積 造 の 表 現 を 用 いているものもあるので, 引 用 文 献 を 説 明 する 際 は 補 強 組 積 造 の 表 現 を 使 うこともある. 本 書 で 扱 うメーソンリー 構 造 は 原 則 として 上 記 の 5 規 準 による 構 造 を 対 象 とするが, 将 来 予 想 され る 類 似 構 造 も 考 えられることから,それらにも 適 用 可 能 と 思 われる 設 計 手 法 を 含 む 方 がメーソンリー 構 造 の 発 展 のためにはよいと 考 えられる.したがって 次 節 に 述 べるように, 本 書 では 扱 うメーソンリ ー 構 造 をその 工 法 材 料 等 から 定 まる 種 類 の 呼 び 名 を 主 として 用 いて 説 明 する. 5

6 (2)メーソンリー 構 造 の 種 類 メーソンリー 構 造 には 工 法 組 積 材 料 により 幾 つかの 種 類 があり,それにより 設 計 式 が 多 少 異 なる. また, 類 似 の 工 法 でも 規 準 または 指 針 の 制 定 者 によって 名 称 が 異 なる 場 合 がある.したがって, 本 書 では 従 来 の 名 称 にかかわらず, 使 用 工 法 組 積 材 料 に 応 じた 種 別 の 呼 び 名 を 原 則 として 用 いる. a) 空 洞 部 充 填 工 法 による 種 別 種 別 のひとつは 組 積 ユニット(コンクリートブロック 等 の 個 々の 組 積 材 )の 空 洞 部 の 充 填 法 に 関 す るものである. 通 常, 組 積 ユニットは 鉄 筋 を 配 置 するためと 軽 量 化 のために 内 部 に 空 洞 を 有 する. 鉄 筋 を 配 置 する 空 洞 は 補 強 目 的 のために 配 筋 後 必 ずコンクリートまたはモルタルで 充 填 するが, 鉄 筋 を 配 置 しない 空 洞 部 はコンクリートを 充 填 する 場 合 と 空 洞 のまま 存 置 する 場 合 がある.それにより 壁 体 の 強 度 性 状 に 差 異 を 生 ずる. 本 書 では 空 洞 部 を 全 充 填 するタイプのメーソンリー 構 造 を 全 充 填 型 メーソンリー 造 または 全 充 填 造 と 称 し, 鉄 筋 挿 入 部 を 含 む 特 定 の 空 洞 部 のみを 充 填 するタイプのメー ソンリー 構 造 を 部 分 充 填 型 メーソンリー 造 または 部 分 充 填 造 と 称 する. メーソンリー 規 準 集 に ある 設 計 規 準 の 例 で 説 明 すると, 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, 中 層 型 枠 コンクリートブロ ック 造 設 計 規 準 に 規 定 する 構 造 が 全 充 填 型 に 属 し, 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準,コン クリートブロック 帳 壁 構 造 設 計 規 準 に 規 定 する 構 造 が 部 分 充 填 型 に 属 する.コンクリートブロッ ク 塀 設 計 規 準 に 規 定 するコンクリートブロック 塀 は 両 方 の 工 法 に 適 用 できるようになっている. 工 法 別 分 類 を メーソンリー 規 準 集 にある 構 造 に 当 てはめると 以 下 のようになる. 全 充 填 型 メーソンリー 型 枠 コンクリートブロック 造 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 部 分 充 填 型 メーソンリー 補 強 コンクリートブロック 造 コンクリートブロック 帳 壁 構 造 全 充 填 および 部 分 充 填 型 の 両 種 が 存 在 するメーソンリー コンクリートブロック 塀 補 強 ブロック 塀 ( 部 分 充 填 型 ) 型 枠 ブロック 塀 ( 全 充 填 型 ) b) 組 積 材 料 による 種 別 メーソンリーに 用 いられる 組 積 材 料 は,コンクリートブロックおよびセラミック 系 ( 焼 成 れんが 系 ) ブロックが 主 体 である.セラミック 系 の 組 積 ユニットは 一 般 にコンクリートブロックに 比 し 強 度 剛 性 が 高 く, 材 料 定 数 も 異 なる.またそれを 組 積 した 壁 体 の 強 度 剛 性 でも 若 干 の 違 いがある.したがっ てメーソンリーを 使 用 材 料 の 種 別 に 応 じてコンクリート 系 とセラミック 系 に 分 ける. メーソンリー 規 準 集 にある 設 計 規 準 はすべてコンクリート 系 でセラミック 系 はないが, 日 本 建 築 学 会 制 定 以 外 の 規 準 指 針 の 中 にコンクリート 系 とほとんど 類 似 の 設 計 法 でセラミック 系 の 材 料 を 使 用 する 工 法 が 幾 つ かあるので, 本 書 ではコンクリート 系 に 対 する 記 述 を 主 としているが 必 要 に 応 じてセラミック 系 に 適 用 するという 記 述 をしている 箇 所 もある.セラミック 系 にも 前 号 で 定 義 した 全 充 填 型 と 部 分 充 填 型 とが 存 在 する.なお, 組 積 ユニットに 石 を 使 用 する 例 がわずかに 存 在 するが( 加 工 できる 軟 石 を 用 いる), 一 般 的 でないので 本 書 では 触 れていない. c) 本 会 制 定 以 外 のメーソンリー 構 造 規 準 または 指 針 本 会 で 制 定 している 規 準 以 外 にもメーソンリー 構 造 の 設 計 指 針 がある.セラミック 系 では 部 分 充 填 型 に 属 する 補 強 セラミックブロック 造 設 計 指 針 ( 北 海 道 メーソンリー 建 築 協 会 制 定 )がある.また 全 6

7 充 填 型 に 属 する RM 造 設 計 指 針 ( 建 築 研 究 振 興 協 会 制 定 )がある. 後 者 はコンクリート 系 とセラミッ ク 系 の 両 方 を 包 含 している. (3)メーソンリー 構 造 の 概 要 メーソンリー 構 造 の 組 積 ユニット 配 置, 鉄 筋 の 挿 入, 耐 力 壁 と 壁 梁 ( 部 分 充 填 造 では 臥 梁 )の 配 置 関 係 を 示 すために, 型 枠 コンクリートブロック 造 ( 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 を 含 む)および 補 強 コンクリートブロック 造 の 場 合 を 例 として, 構 造 の 概 略 姿 図 を 図 0.1 およぴ 図 0.2 に 示 す. 図 0.1 型 枠 コンクリートブロック 造 ( 全 充 填 型 メーソンリー)の 概 要 図 0.2 補 強 コンクリートブロック 造 ( 部 分 充 填 型 メーソンリー)の 概 要 7

8 メーソンリー 構 造 の 規 模 は,3 階 建 以 下 が 原 則 であるが, 全 充 填 型 である 中 層 型 枠 コンクリートブ ロック 造 では 保 有 耐 力 計 算 を 行 うことを 条 件 として 5 階 まで 建 てることができる. 図 0.1 および 図 0.2 に 示 すように, 全 充 填 型 メーソンリーおよび 部 分 充 填 型 メーソンリーはいずれ も 耐 力 壁 はメーソンリー 造 であるが, 床 ( 屋 根 )スラブおよび 基 礎 は 現 場 打 ち 鉄 筋 コンクリート 造 で ある. 耐 力 壁 の 組 積 ユニット(コンクリートブロック) 空 洞 部 には 縦 横 に 補 強 筋 を 配 置 する. 補 強 筋 を 挿 入 した 組 積 ユニットの 空 洞 部 はコンクリート( 部 分 充 填 型 メーソンリーではモルタルを 用 いる 場 合 もある)を 充 填 する. 全 充 填 型 メーソンリーにあってはその 他 の 空 洞 部 もすべてコンクリートで 充 填 するが, 部 分 充 填 型 メーソンリーでは 鉄 筋 を 挿 入 する 空 洞 部 および 縦 目 地 に 沿 う 空 洞 部 以 外 はコン クリーを 充 填 しない. 耐 力 壁 の 頂 部 を 連 結 する 壁 梁 ( 部 分 充 填 型 メーソンリーでは 臥 梁 に 相 当 する)は 通 常 鉄 筋 コンクリ ート 造 であるが,3 階 建 て 以 下 の 型 枠 コンクリートブロック 造 建 築 物 では 全 充 填 型 の 型 枠 コンクリー トブロック 造 壁 梁 とすることができる. 耐 力 壁 の 配 筋 は 空 洞 部 が 狭 いためにシングル 配 筋 とする. 耐 力 壁 に 使 用 する 鉄 筋 は D10 以 上 D22( 部 分 充 填 型 メーソンリーでは D19) 以 下 のサイズとする. 耐 力 壁 内 の 配 筋 は 組 積 ユニット 空 洞 部 内 に 挿 入 するため 組 積 ユニットのモデュール 寸 法 を 考 慮 して 間 隔 が 決 定 される. 耐 力 壁 の 縦 筋 は 基 礎 梁, 耐 力 壁 壁 梁 接 合 部, 臥 梁 等 に 延 長 して 定 着 する.ここに, 耐 力 壁 壁 梁 接 合 部 とは, 全 充 填 型 メ ーソンリーにあって 耐 力 壁 の 頂 部 で 壁 梁 と 接 続 する 部 分 (パネルゾーン 部 分 )をいう( 図 0.5 参 照 ). 壁 梁 または 臥 梁, 基 礎, 床 ( 屋 根 )スラブの 配 筋 は 鉄 筋 コンクリート 造 の 場 合 に 準 ずる. (4) 構 造 設 計 のフロー 本 書 では 現 行 の メーソンリー 規 準 集 に 規 定 のある 構 造 を 主 対 象 として 編 集 している.この 規 準 集 にある 構 造 の 設 計 は 基 本 的 に 許 容 応 力 度 設 計 法 によっているが, 階 数 が 4 および 5 の 中 層 型 枠 コン クリートブロック 造 では 許 容 応 力 度 設 計 法 のほかに 保 有 耐 力 設 計 法 を 併 用 している. 許 容 応 力 度 設 計 法 による 場 合 の 構 造 設 計 の 概 略 のフローを 図 0.3 に 示 す. 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 の 場 合 は, 許 容 応 力 度 設 計 ( 一 次 設 計 )の 後, 保 有 水 平 耐 力 設 計 ( 二 次 設 計 )を 行 う. 中 層 型 枠 コンクリートブ ロック 造 の 構 造 設 計 の 概 略 のフローを 図 0.4 に 示 す. 図 0.3 は 階 数 が 3 以 下 の 比 較 的 小 規 模 の 建 築 物 の 場 合 における 許 容 応 力 度 設 計 の 流 れを 説 明 してい る. 準 備 計 算 で 材 料, 部 材 配 置, 部 材 形 状 等 を 決 定 後, 該 当 する 設 計 規 準 ( 型 枠 コンクリートブロッ ク 造 設 計 規 準, 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 )に 定 める 基 本 事 項 ( 軒 高, 階 高, 耐 力 壁 の 厚 さ, 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 等 )を 確 認 し, 必 要 壁 量 確 保 の 確 認 を 行 う. 次 いで 地 震 力 の 算 定 とそれに 伴 い 平 均 単 位 重 量 が 規 定 値 以 下 であることを 確 認 する. 耐 力 壁 の 設 計 は, 壁 厚, 形 状 比 等 を 確 認 後 は 設 計 規 準 に 定 める 配 筋 表 に 従 って 配 筋 を 定 める. 壁 梁 または 臥 梁 ( 部 分 充 填 型 メーソンリーでは 臥 梁 を 設 ける)の 設 計 は, 耐 力 壁, 壁 梁 または 臥 梁, 基 礎 梁 で 構 成 されるフレームを 仮 定 して 長 期 荷 重 お よび 短 期 荷 重 に 対 して 壁 梁 等 に 生 ずる 応 力 を 算 定 し, 鉄 筋 コンクリート 造 の 場 合 に 準 じて 断 面 の 許 容 応 力 度 設 計 を 行 う.その 後, 基 礎,スラブ 等 について 鉄 筋 コンクリート 造 としての 断 面 設 計 を 行 う. 8

9 START 準 備 計 算 建 物 規 模, 設 計 方 針, 使 用 材 料 工 法, 許 容 応 力 度 部 材 配 置 伏 図, 軸 組 図 固 定 荷 重, 積 載 荷 重 の 算 定 構 造 規 定 による 基 本 事 項 の 確 認 検 討 軒 の 高 さ, 階 高, 耐 力 壁 の 厚 さ 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離, 平 面 の 分 割 面 積 壁 量 の 検 討 耐 力 壁 の 要 件 確 認 最 小 厚 さ, 実 長, 壁 長 / 壁 高 比, 有 効 高 さ 耐 力 壁 の 各 階 各 方 向 の 長 さの 合 計 の 算 出 : l i 壁 量 算 定 用 床 面 積 の 算 出 :A i 設 計 壁 量 :L i = l i /A i,l i 標 準 壁 量 L 0i 地 震 地 域 係 数 Z 地 震 力 の 算 定 および 平 均 単 位 重 量 の 確 認 平 均 単 位 重 量 w i の 確 認 その 階 が 支 える 地 震 力 用 重 量 の 階 当 たり 平 均 値 / 壁 量 算 定 用 床 面 積 全 充 填 型 メーソンリー w i 13N/m 2 部 分 充 填 型 メーソンリー w i 12N/m 2 耐 力 壁 の 設 計 耐 力 壁 鉛 直 方 向 応 力 度 の 確 認 : 鉛 直 方 向 圧 縮 応 力 度 組 積 体 の 許 容 圧 縮 応 力 度 耐 力 壁 の 配 筋 設 計 規 準 の 配 筋 表 以 上 の 配 筋 壁 梁 臥 梁 基 礎 の 設 計 各 構 面 ごとにフレームの 仮 定, 耐 力 壁 反 曲 点 高 さ 仮 定 壁 梁 臥 梁 基 礎 梁 の 応 力 算 定 壁 梁 臥 梁 基 礎 梁 基 礎 スラブの 鉄 筋 コンクリート 造 としての 断 面 設 計 ( 壁 梁 が 全 充 填 型 メーソンリー 造 の 場 合 はメーソンリー 造 壁 梁 として 設 計 ) 屋 根 スラブ 床 スラブの 設 計 スラブ 支 持 条 件 により 応 力 算 定 鉄 筋 コンクリート 造 スラブとして 設 計 END 図 0.3 メーソンリーの 構 造 設 計 フローの 概 略 ( 許 容 応 力 度 設 計 ) 図 0.4 は 二 次 設 計 を 含 む 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 の 構 造 設 計 のフローを 示 している.この 場 合 の 設 計 の 流 れを 説 明 すると, 最 初 に 許 容 応 力 度 設 計 を 行 い, 次 いで 設 計 された 構 造 に 対 して 保 有 水 平 耐 力 の 検 討 を 行 う. 図 0.4 で 一 次 設 計 と 記 されている 範 囲 の 計 算 はほぼ 図 0.3 に 示 す 許 容 応 力 度 設 計 の 場 合 と 同 様 である. 型 枠 コンクリートブロック 造 は 法 令 上 平 成 15 年 国 土 交 通 省 告 示 第 463 号 ( 鉄 筋 コンクリート 組 積 造 )によるので, 同 告 示 にある 耐 力 壁 の 水 平 断 面 積 の 規 定 に 適 合 していれば, 保 有 水 平 耐 力 の 検 討 が 省 略 できる 場 合 があるが, 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 では, 保 有 水 平 耐 力 の 検 討 を 行 うことを 基 本 としている. 剛 性 率 偏 心 率 層 間 変 形 角 の 検 討 を 行 った 後, 建 築 基 準 法 施 行 令 第 82 条 の 4 に 従 って 保 有 水 平 耐 力 の 確 認 を 行 う.この 場 合, 一 次 設 計 で 設 計 された 耐 力 壁 壁 梁 の 終 局 曲 げ 強 度 および 終 局 せん 断 強 度 を 算 定 し, 塑 性 解 析 により 塑 性 ヒンジ 位 置 の 確 認,メカニズム の 確 認 を 行 って 保 有 水 平 耐 力 を 算 定 する. 得 られた 保 有 水 平 耐 力 が 法 令 による 必 要 保 有 水 平 耐 力 を 上 回 ることを 確 認 する.ここで, 保 有 水 平 耐 力 から 換 算 される 構 造 特 性 係 数 D s 値 が 0.55 を 上 回 るもの とする. 基 礎 梁 に 塑 性 ヒンジを 発 生 させない 場 合 は, 保 有 水 平 耐 力 検 討 の 後 にメカニズム 時 の 応 力 に 対 して 基 礎 梁 の 配 筋 設 計 を 行 うこともできる. 9

10 START 準 備 計 算 一 ( 次 許 設 容 計 応 力 度 設 計 ) 構 造 規 定 による 基 本 事 項 の 確 認 検 討 壁 量 の 検 討 耐 力 壁 の 設 計 壁 梁 基 礎 の 設 計 屋 根 スラブ 床 スラブの 設 計 二 次 設 計 ( 保 有 水 平 耐 力 の 検 討 等 ) 剛 性 率, 偏 心 率, 層 間 変 形 角 の 検 討 保 有 水 平 耐 力 の 検 討 耐 力 壁, 壁 梁 の 終 局 曲 げ 強 度 の 算 定 耐 力 壁, 壁 梁 の 終 局 せん 断 強 度 の 算 定 塑 性 ヒンジ 位 置 の 検 討,メカニズムの 確 認 保 有 水 平 耐 力 必 要 保 有 水 平 耐 力 基 礎 梁 の 設 計 基 礎 梁 に 塑 性 ヒンジを 発 生 させない 場 合 END 図 0.4 二 次 設 計 を 含 むメーソンリーの 構 造 設 計 フロー( 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 の 場 合 ) (5) 用 語 本 書 に 使 用 されているメーソンリー 構 造 設 計 に 特 有 な 用 語 を 説 明 する. 用 語 は 該 当 する 各 メーソン リー 造 の 設 計 規 準 に 既 に 示 されているものが 大 部 分 であるが, 本 書 の 理 解 を 容 易 にするため 重 複 を 含 め 示 してある. メーソンリー 構 造 :コンクリートブロック,れんが, 石 等 を 組 積 した 壁 体 を 主 構 造 要 素 とする 建 築 構 造, 鉄 筋 で 補 強 したものと 無 筋 のものとがあるが,わが 国 では 鉄 筋 で 補 強 するものを 通 常 としている. 組 積 ユニット:メーソンリー 構 造 の 壁 体 等 の 組 積 に 用 いるコンクリートブロック,れんが, 石 等 の 個 々の 組 積 材 をいう. 全 充 填 型 メーソンリー 構 造 : 組 積 ユニットに 設 けてある 空 洞 部 を 組 積 後 にすべてコンクリートで 充 填 するタイプのメーソンリー 構 造. 全 充 填 造 という 場 合 もある. 部 分 充 填 型 メーソンリー 構 造 : 組 積 ユニットに 設 けてある 空 洞 部 のうち, 鉄 筋 を 挿 入 する 空 洞 部 お よび 縦 目 地 に 沿 う 空 洞 部 のみをコンクリートまたはモルタルで 充 填 するタイプのメーソンリ ー 構 造. 部 分 充 填 造 という 場 合 もある. 型 枠 コンクリートブロック 造 :JIS A 5406( 建 築 用 コンクリートブロック)に 規 定 する 型 枠 状 ブロッ クを 使 用 して 造 る 全 充 填 型 メーソンリー 構 造 で 本 会 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 または 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 に 適 合 するもの 10

11 補 強 コンクリートブロック 造 :JIS A 5406( 建 築 用 コンクリートブロック)に 規 定 する 空 洞 ブロック を 使 用 して 造 る 部 分 充 填 型 メーソンリー 構 造 で 本 会 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 に 適 合 するもの 組 積 体 : 組 積 ユニットを 目 地 モルタル 等 を 用 いて 組 積 した 構 造 体 の 総 称 組 積 試 験 体 : 組 積 体 の 圧 縮 強 度 を 検 証 するため, 組 積 ユニットを 3 段 程 度 組 積 した 圧 縮 強 度 試 験 体. プリズムということもある. 目 地 : 組 積 ユニットの 接 合 面, 通 常 目 地 用 モルタルを 用 いて 組 積 ユニットを 接 着 する. グラウト: 組 積 体 の 空 洞 部 にコンクリートまたはモルタルを 充 填 すること,または 充 填 する 材 料 を いう 組 積 係 数 : 組 積 ユニットの 圧 縮 強 度 に 対 する 組 積 体 圧 縮 強 度 の 比 で,1 以 下 の 数 値 耐 力 壁 : 鉛 直 および 水 平 荷 重 を 負 担 する 壁 帳 壁 : 建 築 物 の 主 体 構 造 に 作 用 する 荷 重 を 負 担 しない 壁 で, 間 仕 切 り, 外 壁 のみに 使 用 する. 壁 量 : 建 築 物 の 各 階 の 梁 間 および 桁 行 のそれぞれの 方 向 ごとに 耐 力 壁 の 長 さの 合 計 (mm)をその 階 の 壁 量 算 定 用 床 面 積 (m 2 )で 除 した 値 (mm/m 2 )で, 耐 力 壁 に 厚 さの 差 がある 場 合 は 基 本 とする 厚 さに 換 算 して 算 定 する. 壁 率 : 建 築 物 の 各 階 の 梁 間 および 桁 行 のそれぞれの 方 向 ごとに 耐 力 壁 の 水 平 断 面 積 の 合 計 (mm 2 ) をその 階 の 壁 量 算 定 用 床 面 積 (m 2 )で 除 した 値 (mm 2 /m 2 ). 壁 量 算 定 用 床 面 積 : 壁 量 または 壁 率 を 算 定 する 階 の 床 面 積 で, 直 上 階 にバルコニーなどがある 場 合 はその 1/2 を 加 算 した 面 積 (m 2 ) 平 均 単 位 重 量 : 建 築 物 の 各 階 について,その 階 が 支 える 地 震 力 算 定 用 重 量 (kn)の 階 当 たり 平 均 値 (kn)を 壁 量 算 定 用 床 面 積 (m 2 )で 除 した 値 (kn/m 2 ) 構 面 : 同 一 立 面 内 にある 1 以 上 の 耐 力 壁 および 耐 力 壁 間 の 開 口 を 含 む 壁 面 で,その 耐 力 壁 の 頂 部 お よび 下 部 を 壁 梁 または 臥 梁 ( 最 下 階 の 耐 力 壁 の 下 部 にあっては 基 礎 梁 )で 連 結 されているも の( 図 0.5, 図 0.6 参 照 ) 耐 力 壁 壁 梁 接 合 部 スラブ 耐 力 壁 壁 梁 接 合 部 耐 力 壁 壁 梁 接 合 部 スラブ 耐 力 壁 壁 梁 開 口 部 耐 力 壁 壁 梁 開 口 部 耐 力 壁 壁 梁 開 口 部 耐 力 壁 接 合 部 耐 力 壁 壁 梁 開 口 部 直 交 壁 断 面 小 壁 スラブ (a) 耐 力 壁 4 個 の 構 面 スラブ (b) 耐 力 壁 1 個 の 構 面 図 0.5 全 充 填 型 メーソンリーにおける 構 面 例 スラブ 耐 力 壁 臥 梁 耐 力 壁 開 口 部 開 口 部 開 口 部 耐 力 壁 スラブ 布 基 礎 ( 最 下 階 以 外 では 臥 梁 ) 図 0.6 部 分 充 填 型 メーソンリーにおける 構 面 例 11

12 耐 力 壁 構 造 : 柱 の 代 わりに 耐 力 壁 が 主 構 造 要 素 である 構 造 形 式. 壁 式 構 造 の 主 要 形 式. 水 平 支 点 間 距 離 : 構 面 の 面 外 方 向 の 水 平 力 に 対 する 支 点 間 の 水 平 距 離 で,その 構 面 に 直 交 して 接 続 する 二 つの 隣 り 合 う 構 面 の 壁 厚 の 中 心 線 間 距 離 分 割 面 積 : 建 築 物 の 平 面 で, 構 面 の 壁 厚 の 中 心 線 により 囲 まれた 部 分 の 面 積 耐 力 壁 の 有 効 高 さ: 耐 力 壁 の 両 側 にある 開 口 高 さの 平 均 値.ただし, 開 口 部 の 上 部 または 下 部 にあ る 垂 れ 壁, 腰 壁 等 の 構 造 耐 力 が 耐 力 壁 の 構 造 耐 力 と 同 等 以 上 でない 場 合 はその 高 さを 無 視 し た 高 さを 開 口 高 さとする.また 耐 力 壁 の 一 端 が 他 の 耐 力 壁 と 直 交 する 場 合 は, 他 端 の 開 口 高 さをもって 有 効 高 さとみなす. 壁 梁 : 全 充 填 型 メーソンリー 建 築 物 で, 各 耐 力 壁 の 頂 部 を 連 結 して 鉛 直 荷 重 および 水 平 荷 重 に 抵 抗 する 鉄 筋 コンクリート 造 または 全 充 填 型 メーソンリー 造 の 梁 臥 梁 (がりょう): 部 分 充 填 型 メーソンリー 建 築 物 で, 耐 力 壁 の 頂 部 に 連 続 して 配 置 し, 各 耐 力 壁 を 連 結 して 鉛 直 荷 重 および 水 平 荷 重 に 抵 抗 する 鉄 筋 コンクリート 造 の 梁 耐 力 壁 壁 梁 接 合 部 : 全 充 填 型 メーソンリー 建 築 物 で, 耐 力 壁 の 頂 部 で 壁 梁 と 連 結 している 接 合 部 分 を 指 す( 図 0.5 参 照 ). 控 壁 :コンクリートブロック 塀 において, 壁 面 に 直 交 して 一 定 の 間 隔 で 設 ける 突 出 壁 体 で, 壁 体 の 面 外 倒 壊 を 防 ぎ, 壁 面 応 力 を 低 減 するために 設 ける. 控 柱 : 前 号 の 控 壁 の 代 わりに 塀 の 壁 面 より 突 出 して 設 ける 鉄 筋 コンクリート 造 の 柱 フェンス:コンクリートブロック 塀 の 壁 面 の 一 部 にコンクリートブロック 造 壁 体 に 代 わり 設 ける 金 属 製 の 格 子 で,JIS A 6513( 金 属 格 子 フェンスおよび 門 扉 )に 適 合 するもの 略 語 本 ノートの1 章 以 下 では, 本 文 中 にメーソンリー 構 造 の 名 称, 設 計 規 準 名 を 掲 載 する 場 合, 次 のよ うな 略 称 を 用 いる 場 合 がある. 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ) メーソンリー 規 準 集 型 枠 コンクリートブロック 造 型 枠 ブロック 造 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 型 枠 ブロック 造 規 準 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 中 層 型 枠 ブロック 造 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準 補 強 コンクリートブロック 造 補 強 ブロック 造 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準 補 強 ブロック 造 規 準 コンクリートブロック 帳 壁 構 造 ブロック 帳 壁 コンクリートブロック 帳 壁 構 造 設 計 規 準 ブロック 帳 壁 規 準 または 帳 壁 規 準 コンクリートブロック 塀 ブロック 塀 コンクリートブロック 塀 設 計 規 準 ブロック 塀 規 準 補 足 本 書 では メーソンリー 構 造 と メーソンリー 造 の 用 語 を 併 用 している. 前 者 は 構 造 種 別 としての 意 味 を 強 調 する 場 合 に 使 われ, 後 者 はその 構 造 で 作 られた 建 築 物 または 部 材 としての 意 味 が 主 となる 場 合 に 使 われてい るが, 厳 密 な 区 別 ではない. (6) 本 書 の 各 章 の 内 容 本 書 の 1 章 以 下 の 表 題 は 次 のようになっている. 1 章 材 料 2 章 耐 力 壁 構 造 の 基 本 計 画 3 章 耐 力 壁 の 設 計 12

13 4 章 全 充 填 造 ( 型 枠 ブロック 造 ) 壁 梁 の 設 計 5 章 定 着 および 重 ね 継 手 6 章 コンクリートブロック 帳 壁 の 応 力 と 断 面 算 定 7 章 コンクリートブロック 塀 の 構 造 計 算 付 録 メーソンリー 構 造 部 材 の 終 局 強 度 以 下 に 1 章 以 下 の 各 章 において 記 述 される 内 容 の 概 略 を 説 明 する. 1 章 材 料 においては, 材 料 について 記 述 している.ここではメーソンリー 構 造 に 使 われる 材 料 の 種 類, 性 質, 許 容 応 力 度, 材 料 の 定 数 等 について 説 明 を 加 え,メーソンリー 構 造 体 ( 組 積 体 )の 許 容 応 力 度 の 基 になっている 実 験 データを 示 している. 2 章 耐 力 壁 構 造 の 基 本 計 画 においては, 建 築 物 設 計 における 構 造 計 画 について, 各 該 当 設 計 規 準 で 共 通 的 に 定 めている 規 模 規 定, 解 析 の 原 則, 耐 力 壁 の 形 状 規 定 および 配 置 方 針, 壁 量 規 定 等 につ いて, 規 定 等 の 根 拠 を 説 明 している.また 階 数 が 4 および 5 の 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 に 用 いられている 保 有 水 平 耐 力 計 算 法 の 概 略 を 説 明 している. 3 章 耐 力 壁 の 設 計 においては,メーソンリー 耐 力 壁 の 許 容 曲 げモーメントおよび 許 容 せん 断 力 の 算 定 法 を 記 述 している. 通 常 の 設 計 においては, 該 当 設 計 規 準 にある 材 料, 形 状, 配 筋, 壁 量 等 の 各 規 定 を 満 たしていれば 特 に 耐 力 壁 の 許 容 曲 げモーメント, 許 容 せん 断 力 を 算 定 する 必 要 がないが, 特 殊 な 設 計 を 行 う 場 合, 将 来 の 新 しい 設 計 法 を 模 索 する 場 合 の 参 考 として, 上 記 許 容 耐 力 の 算 出 法 を 示 した. 4 章 全 充 填 造 ( 型 枠 ブロック 造 ) 壁 梁 の 設 計 においては, 全 充 填 型 メーソンリー 造 ( 型 枠 ブロ ック 造 )による 壁 梁 の 許 容 曲 げモーメントおよび 許 容 せん 断 力 の 算 定 法 について 説 明 している. 壁 梁 を 鉄 筋 コンクリート 造 とする 場 合 は 本 会 鉄 筋 コンクリート 構 造 計 算 規 準 によれば 特 に 問 題 はない が, 全 充 填 型 メーソンリー 造 とする 場 合 には,それに 応 じた 設 計 式 が 必 要 なので,この 章 で 式 を 提 示 し,その 誘 導 を 示 している. 5 章 定 着 および 重 ね 継 手 においては, 鉄 筋 の 定 着 および 重 ね 継 手 について 説 明 している. 原 則 は 鉄 筋 コンクリート 構 造 の 場 合 に 準 ずるが,メーソンリー 構 造 では 耐 力 壁 内 でシングル 配 筋 となるこ と, 鉄 筋 コンクリートフレーム 構 造 と 異 なり 板 構 造 なので 直 交 部 材 間 の 定 着 が 難 しいこと,など 壁 式 構 造 特 有 の 課 題 があるので,それに 関 する 説 明 を 加 えた.メーソンリー 構 造 における 定 着 重 ね 継 手 強 度 に 関 してはなお 研 究 過 程 にあることから, 現 在 までの 実 験 結 果 の 概 要 を 示 した. 6 章 コンクリートブロック 帳 壁 の 応 力 と 断 面 算 定 においては, 鉄 筋 コンクリート 造 や 鉄 骨 鉄 筋 コンクリート 造 建 築 物 にカーテンウォールとして 使 用 される 空 洞 ブロックによる 帳 壁 構 造 について, その 応 力 算 定 法 および 断 面 算 定 法 について 記 述 している. 7 章 コンクリートブロック 塀 の 構 造 計 算 においては, 通 常 のコンクリートブロック 塀 の 設 計 で は 本 会 のコンクリートブロック 塀 設 計 規 準 に 示 した 表 や 規 定 値 等 によって 形 状 配 筋 を 行 えば 設 計 が 可 能 であるようになっているが, 本 章 では,それらの 数 表 の 意 味, 算 出 方 法,ならびに 規 準 に 規 定 す る 以 外 の 形 状 の 塀 をも 設 計 する 場 合 の 参 考 となるように, 規 準 規 定 値 の 根 拠 等 を 説 明 し 算 出 式 とその 誘 導 を 示 したものである. 本 章 後 半 では 布 基 礎 の 根 入 れ 寸 法 決 定 手 法 の 理 論 的 背 景 を 示 した. 付 録 メーソンリー 構 造 部 材 の 終 局 強 度 においては, 建 物 階 数 が 4 および 5 のメーソンリー 構 造 では 保 有 水 平 耐 力 計 算 が 必 要 なことから,メーソンリー 構 造 部 材 について 現 在 までに 得 られている 終 局 強 度 式 の 紹 介 とその 実 験 的 背 景 を 説 明 した. 各 章 に 示 す 計 算 式 で,メーソンリー 規 準 集 にある 各 設 計 規 準 の 本 文 に 示 してあるものは 注 釈 または 文 献 番 号 を 付 してある. 13

14 1 章 材 料 1.1 組 積 体 の 性 質 各 種 メーソンリー 構 造 に 共 通 して 用 いられる 特 徴 的 な 材 料 は, 組 積 ユニット( 組 積 材 ), 目 地 モルタ ル, 充 填 コンクリートまたは 充 填 モルタルが 主 なものである.その 他 鉄 筋 コンクリート( 以 下,RC という) 部 分 も 相 当 あることから,RC の 材 料 も 使 用 される.メーソンリー 造 建 築 物 に 使 用 する 各 材 料 は 日 本 工 業 規 格 JIS および 本 会 建 築 工 事 標 準 仕 様 書 JASS 7 メーソンリー 工 事 ( 以 下,JASS 7 と いう),および 同 建 築 工 事 標 準 仕 様 書 JASS 5( 鉄 筋 コンクリート 工 事 ) ( 以 下,JASS 5 という)に 適 合 するものを 用 いることが 原 則 である. 参 照 : 本 会 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソン リー 編 ) ( 以 下, メーソンリー 規 準 集 ) 中 の 型 枠 ブロック 造 規 準 条, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準 1.2) 4 条, 補 強 ブロック 造 規 準 1.3) 4 条, 帳 壁 規 準 1.4) 4 条,ブロック 塀 規 準 1.5) 2 条 (1) 組 積 ユニット わが 国 におけるコンクリート 系 のメーソンリー 構 造 には, 壁 体 空 洞 部 を 全 充 填 する( 全 充 填 型 ) 型 枠 ブロック 造 および 中 層 型 枠 ブロック 造 と, 部 分 充 填 する( 部 分 充 填 型 ) 補 強 ブロック 造 とがある. 前 者 は JIS A 5406( 建 築 用 コンクリートブロック)に 規 定 される 型 枠 状 ブロック を 用 い, 後 者 に は 同 規 格 の 空 洞 ブロック を 用 いる. 図 1.1 および 図 1.2 にその 概 略 の 姿 図 を 示 す.セラミック 系 のメーソンリー 構 造 には,JIS A 5210( 建 築 用 セラミックメーソンリーユニット)の 規 定 に 示 されてい る, 型 枠 状 および 空 洞 のある 焼 成 れんが 系 のユニットを 用 いる. 寸 法 単 位 :mm (a) 片 えぐりウェブ 型 (b) 両 えぐりウェブ 型 図 1.1 型 枠 状 ブロックの 姿 図 例 ( 厚 さ 190mm の 場 合 ) 寸 法 単 位 :mm (a) 基 本 ブロック (b) 横 筋 用 ブロック 図 1.2 空 洞 ブロックの 姿 図 例 ( 厚 さ 190mm の 場 合 ) (2) 組 積 体 の 強 度 メーソンリー 構 造 の 設 計 に 必 要 な 基 本 的 材 料 強 度 は 組 積 ユニットを 目 地 モルタルで 組 積 した 組 積 14

15 体 の 圧 縮 強 度 である. 組 積 体 のせん 断 強 度 等 は 組 積 体 の 圧 縮 強 度 の 関 数 で 近 似 的 に 表 される. 組 積 体 の 圧 縮 強 度 は, 通 常, 組 積 ユニットを 目 地 モルタルで 3 段 程 度 に 組 積 した 試 験 体 ( 組 積 試 験 体 )を 用 いた 圧 縮 試 験 により 検 出 する( 図 1.3). 全 充 填 型 メーソンリー 構 造 では 空 洞 部 を 全 充 填 したものを 試 験 体 とする.ここで 型 枠 状 ブロックを 用 いた 組 積 体 を 型 枠 状 ブロック 組 積 体, 空 洞 ブロックを 用 い た 組 積 体 を 空 洞 ブロック 組 積 体 という. 図 1.3 加 力 用 組 積 試 験 体 (プリズム) a. 型 枠 状 ブロック 組 積 体 の 圧 縮 強 度 型 枠 状 ブロックを 使 う 型 枠 ブロック 造 等 の 全 充 填 型 メーソンリー 構 造 ( 以 下, 全 充 填 造 という)で は, 組 積 体 圧 縮 強 度 は 組 積 ユニット 強 度, 目 地 モルタル 強 度, 充 填 コンクリート 強 度 等 が 関 連 する. 圧 縮 強 度 は 前 述 の 組 積 試 験 体 による 圧 縮 実 験 によるのが 原 則 であるが, 使 用 するブロック, 目 地 モル タル, 充 填 コンクリートの 性 質 が 既 知 であれば, 組 積 体 の 圧 縮 強 度 を 推 定 することは 可 能 である. 構 成 材 料 の 強 度 から 組 積 体 の 圧 縮 強 度 (または 設 計 基 準 強 度 )を 推 定 する 式 は 多 くの 研 究 者 から 提 案 さ れているが, 最 も 簡 明 なものは 次 式 1.6) である.なお, 全 充 填 造 組 積 体 の 一 種 である 平 成 15 年 国 土 交 通 省 告 示 第 463 号 に 記 載 のある 打 込 み 目 地 鉄 筋 コンクリート 組 積 体 については, 本 会 の メーソンリ ー 規 準 集 では 直 接 対 象 としていないので 本 ノートでは 参 照 していない. F m =e s {(1-β )F u +β F g } (1.1) 記 号 F m : 組 積 体 圧 縮 強 度 (または 組 積 体 設 計 基 準 強 度 ) e s : 組 積 目 地 によるユニット 部 分 に 対 する 低 減 係 数 ( 空 洞 ブロック 組 積 体 における 組 積 係 数 に 相 応 するもので, 標 準 として 0.75 とする) β : 型 枠 状 ブロックの 容 積 空 洞 率 F u : 型 枠 状 ブロックの 規 格 強 度 F g : 充 填 コンクリートの 設 計 基 準 強 度 この 式 の 有 効 性 を 説 明 するため, 同 式 の 両 辺 を 組 積 ユニットの 強 度 分 担 値 (1-β )F u で 除 するとそ れぞれ 無 次 元 化 され,ブロック 形 状 の 影 響 なく 考 察 できる.この 方 法 で JIS 規 格 に 適 合 する 組 積 ユニ ットを 使 用 した 組 積 体 の 圧 縮 試 験 における 実 験 値 と 推 定 式 の 関 係 を 図 1.4 に 示 す. 同 図 中 の 斜 線 は 組 積 係 数 を 0.75 とした 計 算 値 で, 実 験 値 がその 斜 線 より 左 上 にあれば 設 計 式 は 組 積 体 圧 縮 強 度 を 安 全 側 に 推 定 することを 示 す. b. 空 洞 ブロック 組 積 体 の 圧 縮 強 度 補 強 ブロック 造 等 の 部 分 充 填 型 メーソンリー 構 造 ( 以 下, 部 分 充 填 造 という)では, 空 洞 ブロック 組 積 体 の 圧 縮 強 度 は, 組 積 ユニット 強 度, 目 地 モルタル 強 度 が 関 連 する. 使 用 する 目 地 モルタルは 4 週 圧 縮 強 度 が 18N/mm 2 以 上 とし, 調 合 は JASS 7 1.7) による. 組 積 体 圧 縮 強 度 の 組 積 ユニット 圧 縮 強 度 15

16 に 対 する 低 減 率 を 組 積 係 数 という. 多 くの 実 験 結 果 より, 規 格 規 準 に 適 合 した 材 料 を 用 いた 空 洞 ブ ロック 組 積 体 の 組 積 係 数 の 下 限 値 は 0.7 となることが 実 証 されている 1.8).すなわち,(1.2) 式 が 成 立 する. 図 1.5 に 空 洞 ブロックの 場 合 につき, 組 積 ユニットの 圧 縮 強 度 σ u と 組 積 体 (プリズム)の 圧 縮 強 度 σ m との 関 係 を 示 す.σ m の 実 験 値 を 基 に 組 積 体 の 設 計 基 準 強 度 F m を 設 定 する.なお, 部 分 充 填 造 では 組 積 体 圧 縮 強 度 は 空 洞 部 を 含 む 全 断 面 当 たり 最 大 圧 縮 応 力 度 ( 全 断 面 強 度 )で 表 す. 0.7σ u σ m σ u (1.2) 記 号 σ u : 組 積 ユニットの 単 体 圧 縮 強 度 σ m : 組 積 体 の 圧 縮 強 度 ユニット 分 担 強 度 に 対 する 低 減 係 数 F m /(1-β )F u F m β'f g (1-β')F =0.75(1+ ) u (1-β')F u ユニット 圧 縮 強 度 区 分 記 号 グラウト 強 度 分 担 係 数 β F g /(1-β )F u 図 1.4 型 枠 状 ブロック 組 積 体 のプリズム 強 度 推 定 式 と 実 験 値 1.8) 空 洞 プ リ ズ ム 全 断 面 強 度 σ m =σ u σ m =0.7σ u σ m 10 (N/mm 2 ) 低 強 度 モルタル 2.4N/mm 2 使 用 :C 種 ブロック 造 :B 種 ブロック 造 :A 種 ブロック 造 組 積 段 数 3~5 モルタル 強 度 2.4~39N/mm 2 各 点 は 2~3 個 の 実 験 平 均 値 組 積 ユニット 全 断 面 強 度 σ u (N/mm 2 ) 図 1.5 空 洞 ブロック 組 積 体 の 組 積 ユニット 強 度 とプリズム 強 度 との 関 係 1.9) 1.10) c. 空 洞 ブロック 組 積 体, 型 枠 状 ブロック 組 積 体 およびセラミック 系 組 積 体 を 包 含 する 圧 縮 強 度 推 定 式 16

17 コンクリート 系 およびセラミック 系 の 部 分 充 填 型 全 充 填 型 組 積 体 全 体 を 通 して, 構 成 材 料 強 度 と 組 積 体 強 度 の 関 係 を 検 証 した 次 の 推 定 式 1.9) がある.プリズムによる 試 験 値 が 高 さ h と 厚 さ t の 比 率 ( 形 状 比 )に 関 係 があることから, 形 状 比 の 影 響 も 含 んだ 強 度 を 推 定 している. 全 充 填 型 組 積 体 に 対 して; F m =k 1 k 2 (1.2γF g +β 2 (1-γ) F un (1.3) 部 分 充 填 型 組 積 体 に 対 して; F m ={ (t/h)}β 1 F un (1.4) 記 号 F m : 組 積 体 の 圧 縮 強 度 ( 設 計 基 準 強 度 ) h: 組 積 試 験 体 の 高 さ t: 組 積 試 験 体 の 厚 さ F un : 組 積 ユニットの 正 味 断 面 圧 縮 強 度 F g : 充 填 コンクリート 圧 縮 強 度 F mo : 目 地 モルタル 圧 縮 強 度 β 1 : 部 分 充 填 型 目 地 モルタル 影 響 係 数 =0.95(F mo / F un ) 0.15 β 2 : 全 充 填 型 目 地 モルタル 影 響 係 数 =0.86(F mo / F un ) 0.61 k 1 : 形 状 係 数 =1.47γ 1.58 { (t/h)} k 2 : 目 地 鉄 筋 影 響 係 数 =1+0.7α 0.81 α: 目 地 鉄 筋 比 (%) γ:ブロック 高 さ 中 央 における 平 面 空 洞 率 (ウェブは 除 く) 実 験 値 と(1.3) 式 および(1.4) 式 によった 計 算 値 との 対 比 を 図 1.6 に 示 す. 全 充 填 型 のセラミック 系 組 積 体 ( 図 中,Grouted, Brick for fully grout による 表 示 )では 計 算 値 はやや 安 全 に 過 ぎる 傾 向 がある が,その 他 についてはよい 対 応 を 示 している. 注 F m(t) : 組 積 体 強 度 実 験 値 F m(c) : 組 積 体 強 度 計 算 値 図 1.6 各 種 組 積 体 強 度 の 計 算 値 と 実 験 値 の 関 係 1.9) 1.2 許 容 応 力 度 組 積 造 の 許 容 応 力 度 については, 平 成 13 年 国 土 交 通 省 告 示 第 1024 号 ( 平 成 15 年 告 示 第 462 号 によ り 改 正 ) 1.11) に 示 された.それを 基 として 2006 年 版 の メーソンリー 規 準 集 掲 載 のコンクリート 系 各 設 計 規 準 では, 許 容 応 力 度 計 算 に 対 応 できるように 許 容 応 力 度 が 明 記 された. 型 枠 ブロック 造 規 準 5 条, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準 5 条, 補 強 ブロック 造 規 準 6 条 表 1.1 に 上 記 規 準 集 に 記 載 された 組 積 体 の 許 容 応 力 度 を 整 理 して 示 す. 表 1.2~1.3 の 鉄 筋 およびコ 17

18 ンクリートに 対 するものは 鉄 筋 コンクリート 構 造 計 算 規 準 ( 以 下,RC 規 準 という)1999 年 版 により, 表 1.4 の 許 容 付 着 応 力 度 は 前 記 の 告 示 に 基 づき 平 成 12 年 建 設 省 告 示 第 1450 号 1.12) を 準 用 するもので ある.ただし, 同 表 において, 短 期 に 対 する 値 は 長 期 に 対 する 値 の 1.5 倍 としている. 種 別 表 1.1 組 積 体 の 許 容 応 力 度 (N/mm 2 ) 長 期 短 期 圧 縮 せん 断 圧 縮 せん 断 全 充 填 造 F m /3 0.1F m /3 部 分 充 填 造 F m /3 (2/7.5) 0.1F m [ 注 ]1. F m : 組 積 体 の 設 計 基 準 強 度 長 期 に 対 する 値 の 2 倍 長 期 に 対 する 値 の 1.5 倍 2. 全 充 填 造 は 型 枠 ブロック 造 および 中 層 型 枠 ブロック 造 に 対 するもの, 部 分 充 填 造 は 補 強 ブロック 造 に 対 す るもの 3. 部 分 充 填 造 では 空 洞 部 を 含 む 全 断 面 応 力 度 で 表 す. コンクリートの 種 表 1.2 コンクリートの 許 容 応 力 度 (N/mm 2 ) 長 期 短 期 別 圧 縮 引 張 せん 断 圧 縮 引 張 せん 断 普 通 コンクリート (1/30)F c かつ(0.49+F c /100) 以 下 長 期 に 対 す 長 期 に 対 す 軽 量 コンクリート F c /3 - 普 通 コンクリートに 対 する 値 の - る 値 の 1..5 る 値 の 2 倍 1 種 および 2 種 0.9 倍 倍 [ 注 ] F c :コンクリートの 設 計 基 準 強 度 鉄 筋 の 種 別 SD 295 A および B SDR295 SD345 表 1.3 鉄 筋 の 許 容 応 力 度 (N/mm 2 ) 長 期 短 期 引 張 および 圧 縮 せん 断 引 張 および 圧 縮 せん 断 295/ / (*195) 溶 接 金 網 295/1.5( 引 張 ) [ 注 ]*D29 以 上 の 太 さの 鉄 筋 に 対 しては( ) 内 の 数 値 とする. 表 1.4 鉄 筋 のコンクリートに 対 する 許 容 付 着 応 力 度 (N/mm 2 ) 普 通 コンクリートの 設 計 長 期 基 準 強 度 F c (N/mm 2 ) 上 端 筋 その 他 の 鉄 筋 短 期 F c 22.5 (1/15) F c (1/10) F c 長 期 に 対 する 値 の 1.5 倍 F c > (2/75) F c 1.35+(1/25) F c [ 注 ]1. 上 端 筋 とは, 曲 げ 材 にあってその 鉄 筋 の 下 に 300mm 以 上 のコンクリートが 打 ち 込 まれる 場 合 の 水 平 鉄 筋 をいう. 2.F c はコンクリートの 設 計 基 準 強 度 (N/mm 2 )を 表 す. 組 積 体 に 対 する 許 容 応 力 度 は 前 記 の 告 示 第 462 号 を 考 慮 しつつ 既 往 の 型 枠 ブロック 造 および 補 強 ブ ロック 造 部 材 における 実 験 結 果 より 定 めたもので, 全 充 填 造 ( 型 枠 ブロック 造, 中 層 型 枠 ブロック 造 ) と 部 分 充 填 造 ( 補 強 ブロック 造 )とは,せん 断 に 対 する 許 容 応 力 度 式 が 若 干 異 なっている. 許 容 せん 断 応 力 度 の 設 定 に 際 し 参 考 とした 型 枠 ブロック 造 および 補 強 ブロック 造 耐 力 壁 におけるせん 断 ひび 割 れ 強 度 τ c の 実 験 値 を, 組 積 体 強 度 ( 圧 縮 強 度 )σ m と 対 比 して 図 1.7 および 図 1.8 に 示 す. 組 積 体 せん 断 ひび 割 れ 強 度 は 組 積 体 圧 縮 強 度 σ m の 平 方 根 にほぼ 比 例 するように 見 られる. 図 中 に 点 線 でτ c = 0.1σ m の 曲 線 および 0.1σ m の 1/2( 図 1.8 では 1/2.5 も 併 せて)の 曲 線 を 示 した. 後 者 の 曲 線 ( 図 1.8 では 1/2.5 の 曲 線 )が 許 容 せん 断 応 力 度 に 対 応 する. 図 1.7 と 図 1.8 を 比 較 すると, 組 積 体 圧 縮 強 度 に 対 する 組 積 体 せん 断 ひび 割 れ 強 度 の 比 率 は, 部 分 充 填 造 では 全 充 填 造 の 場 合 より 低 18

19 めである.これは 部 分 充 填 造 ではグラウト 部 分 が 少 ないことが 影 響 しているためと 考 えられる. せん 断 ひび 割 れ 応 力 度 τ c (N/mm 2 ) 耐 力 壁 実 験 値 梁 実 験 値 0.1σ m 0.1σ m / 組 積 体 強 度 σ m (N/mm 2 ) 図 1.7 型 枠 ブロック 造 壁 体 のせん 断 ひび 割 れ 強 度 1.13)~1.17) 1.5 耐 力 壁 実 験 値 せん 断 ひび 割 れ 応 力 度 τ c (N/mm 2 ) σ m /2 0.1σ m 0.1σ m / 組 積 体 強 度 σ m (N/mm 2 ) 図 1.8 補 強 ブロック 造 壁 体 のせん 断 ひび 割 れ 強 度 1.19)~1.22) 1.3 材 料 の 定 数 (1) 組 積 体 のヤング 係 数 組 積 体 のヤング 係 数 は, 原 則 として 組 積 試 験 体 (プリズム)の 圧 縮 試 験 に 伴 い 測 定 する. 組 積 体 の 構 成 材 料 の 品 質 が 該 当 設 計 規 準 ( 型 枠 ブロック 造 規 準 4 条, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準 4 条, 補 強 ブロ ック 造 規 準 4 条,RM 造 設 計 指 針 1.18) 第 2 章 )の 規 定 に 適 合 している 場 合 は(1.5)~(1.7) 式 によ ることができる 1.19)~1.25). E m = F m /18 (N/mm 2 )(コンクリート 系 全 充 填 造 の 場 合 ) 1.1) 1.2) (1.5) E m = F m /18 (N/mm 2 )(セラミック 系 全 充 填 造 の 場 合 ) (1.6) E m =500F m (N/mm 2 ) (コンクリート 系 部 分 充 填 造 の 場 合 ) 1.3) (1.7) 記 号 E m : 組 積 体 のヤング 係 数 (N/mm 2 ) F m : 組 積 体 の 設 計 基 準 強 度 (N/mm 2 ) ヤング 係 数 計 算 式 は 実 験 結 果 より 設 定 されたものである. 図 1.9 に 全 充 填 型 である 型 枠 ブロック 造 における 実 験 結 果 を 示 す.(1.5) 式 は 実 験 値 のばらつきの 中 間 でやや 低 めの 値 を 示 す. 図 1.10 に 部 分 充 填 造 である 補 強 ブロック 造 における 実 験 結 果 を 示 す. 部 分 充 填 造 ではヤング 係 数 は 空 洞 を 含 む 全 断 19

20 面 積 に 対 して 定 義 している.ここではヤング 係 数 は 組 積 体 強 度 にほぼ 比 例 している.これは 主 材 料 で ある 空 洞 ブロックが 規 格 強 度 に 応 じて 骨 材 の 成 分 調 整 を 行 っているためと 思 われる.セラミック 系 の 部 分 充 填 造 に 関 しては 十 分 の 実 験 データがなく 今 後 の 研 究 課 題 とする. 3.0 ヤング 係 数 m E 1/3 (10 4 N/mm 2 ) σ m / σ m / 組 積 体 実 験 値 ブロック 厚 190mm 一 部 180mm 組 積 体 強 度 σm(n/mm 2 ) 図 1.9 型 枠 ブロック 造 の 圧 縮 強 度 とヤング 係 数 1.9),1.23)~1.25) ヤング 係 数 ( 全 断 面 ) m E 1/3 (10 4 N/mm 2 ) m E 1/3 =500σ m 10 組 積 体 強 度 ( 全 断 面 )σ m (N/mm 2 ) 各 点 は 2~3 個 の 実 験 値 の 平 均 段 積 み 5 段 積 み 25 図 1.10 補 強 ブロック 造 の 圧 縮 強 度 とヤング 係 数 1.9),1.19~1.22),1.26) (2)コンクリートおよび 鉄 筋 の 材 料 定 数 コンクリートおよび 鉄 筋 の 材 料 定 数 は,RC 規 準 (1999 年 版 )に 基 づき 表 1.5 による. 表 1.5 コンクリートおよび 鉄 筋 の 材 料 定 数 材 料 ヤング 係 数 ボアソン 比 線 膨 張 係 数 (1/ ) コンクリート (γ/24) 2 (F c /60) 1/ 鉄 筋 [ 注 ] γ:コンクリートの 気 乾 単 位 体 積 重 量 (kn/m 2 )で, 特 に 調 査 しない 場 合 は, 普 通 コンクリートにあっては 23, 軽 量 1 種 コンクリートでは 19, 軽 量 2 種 コンクリートでは 17 とする. F c :コンクリートの 設 計 基 準 強 度 (N/mm 2 ).F c の 適 用 範 囲 は 型 枠 ブロック 造 では 21~36N/mm 2, 補 強 ブ ロック 造 では 18~36 N/mm 2 とされている. (3) 組 積 体 およびコンクリートのせん 断 弾 性 係 数 20

21 組 積 体 およびコンクリートのせん 断 弾 性 係 数 は 次 式 で 求 める. G m または G c = E m (またはE c ) (1.8) 2(1+ν) ここで,G m : 組 積 体 のせん 断 弾 性 係 数 (N/mm 2 ) G c :コンクリートのせん 断 弾 性 係 数 (N/mm 2 ) E m : 組 積 体 のヤング 係 数 (N/mm 2 ) E c :コンクリートのヤング 係 数 (N/mm 2 ) ν:ポアソン 比 でコンクリートおよび 全 充 填 造 組 積 体 では 0.2, 部 分 充 填 造 組 積 体 では 0.1 とする. 空 洞 ブロックにおけるポアソン 比 は, 空 洞 の 存 在 によって 一 体 コンクリートより 小 さい. 図 1.11 に 空 洞 ブロックの 圧 縮 加 力 によるフェイスシェル 表 面 の 縦 横 歪 度 の 測 定 例 を 示 す.1/3 強 度 時 において, ポアソン 比 は 0.07~0.11 の 値 が 得 られている. U19C-1 25 U19C-2 20 σ(n/mm 2 ) U19C-1 U19C-2 U19B-1 15 U19B-1 U19B U19B-2 注 測 定 はユニット 表 面 に 添 付 した W.S.G.による 横 歪 度 (+10-6 ) 縦 歪 度 (-10-6 ) 図 1.11 空 洞 ブロックにおける 圧 縮 応 力 度 ~ 歪 度 曲 線 1.27) [1 章 参 考 文 献 ] 1.1) 日 本 建 築 学 会 : 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ), 2006 年 1.2) 日 本 建 築 学 会 : 中 層 型 枠 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリ ー 編 ),2006 年 1.3) 日 本 建 築 学 会 : 補 強 コンクリートブロック 造 設 計 規 準, 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ), 2006 年 1.4) 日 本 建 築 学 会 :コンクリートブロック 帳 壁 構 造 設 計 規 準, 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ),2006 年 1.5) 日 本 建 築 学 会 :コンクリートブロック 塀 設 計 規 準, 壁 式 構 造 関 係 設 計 規 準 集 同 解 説 (メーソンリー 編 ), 2006 年 1.6) 馬 場 明 生, 渡 辺 光 良, 千 歩 修, 木 島 五 郎 : 組 積 造 に 関 する 日 米 共 同 大 型 耐 震 実 験 研 究 (65), 中 層 RM 構 造 施 工 指 針 (その 2,プリズム 強 度 の 管 理 方 法 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 A, ) 日 本 建 築 学 会 : 建 築 工 事 標 準 仕 様 書 同 解 説 JASS 7 メーソンリー 工 事,pp.190~191,2000 年 1.8) 例 えば 次 の 文 献 にまとめられている. 松 村 晃, 菊 池 健 児, 浪 田 裕 之 : 部 分 充 填 型 補 強 組 積 造 ( 補 強 コンクリートブロック 造 ) 耐 力 壁 の 強 度 および 変 形, 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 C-2, これに 引 用 されている 実 験 データは 下 記 文 献 1.9)1.10)1.19)1.20)1.21)1.22)に 示 されている 実 験 データを 整 理 考 察 したものである. 21

22 1.9) 五 十 嵐 泉 : 組 積 造 の 基 準 強 度 としての 組 積 プリズム 圧 縮 強 度 の 考 察 ( 補 強 組 積 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 に 関 す る 研 究, 第 3 報 ), 神 奈 川 大 学 工 学 部 研 究 報 告,No.26, ) 五 十 嵐 泉, 松 村 晃, 岩 佐 俊 治 : 壁 式 構 造 における 耐 力 壁 の 座 屈 強 度 に 関 する 実 験 的 研 究 ( 第 4 報,CB 造 の 座 屈 に 及 ぼす 充 填 コンクリート 有 無 の 影 響 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 C-2, ) 平 成 13 年 国 土 交 通 省 告 示 第 1024 号 特 殊 な 許 容 応 力 度 及 び 特 殊 な 材 料 強 度 を 定 める 件 ( 平 成 15 年 国 土 交 通 省 告 示 第 462 号 により 一 部 改 正 ) 1.12) 平 成 12 年 建 設 省 告 示 第 1450 号 コンクリートの 付 着, 引 張 り 及 びせん 断 に 対 する 許 容 応 力 度 及 び 材 料 強 度 を 定 める 件 1.13) 遠 藤 利 根 穂, 西 川 孝 夫, 松 村 晃 ほか: 型 枠 コンクリートブロックを 用 いた 布 基 礎 に 関 する 研 究 (その 4.せん 断 実 験 結 果 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集, 構 造 系, ) 松 村 晃, 五 十 嵐 泉 ほか: 型 枠 コンクリートブロック 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 と 形 状 比 の 関 係, 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集, 構 造 系, ) 松 村 晃, 五 十 嵐 泉 ほか: 組 積 造 に 関 する 日 米 共 同 大 型 耐 震 実 験 研 究 (8),コンクリートブロック 造 耐 力 壁 のせん 断 補 強 筋 効 果, 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 C, ) 重 信 克 行, 松 村 晃, 五 十 嵐 泉 ほか: 組 積 造 に 関 する 日 米 共 同 大 型 耐 震 実 験 研 究 (39), 各 種 の 全 充 填 型 コンクリートブロックを 用 いた 耐 力 壁 のせん 断 強 度 性 状 の 比 較, 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 C, ) 菊 池 健 児, 吉 村 浩 二, 田 中 昭 洋 : 型 枠 コンクリートブロック 造 耐 力 壁 の 耐 震 性 能 に 関 する 実 験 的 研 究 - 水 平 加 力 点 高 さ, 鉛 直 軸 力 およびブロックユニットの 影 響 -, 日 本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 集,No.538, ) 建 築 研 究 振 興 協 会 : 鉄 筋 コンクリート 組 積 造 (RM 造 ) 建 築 物 の 構 造 設 計 指 針 同 解 説,2004 年 1.19) 五 十 嵐 泉, 松 村 晃 : 補 強 組 積 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 について( 第 3 報, 軸 力 負 荷 のある 補 強 コンクリー トブロック 造 壁 体 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集, 構 造 系, ) 松 村 晃, 五 十 嵐 泉 : 補 強 コンクリートブロック 造 壁 体 のせん 断 補 強 筋 効 果 ( 補 強 組 積 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 について, 第 4 報 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集, 構 造 系, ) 五 十 嵐 泉, 松 村 晃 : 補 強 コンクリートブロック 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 と 形 状 比 について( 補 強 組 積 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 について, 第 5 報 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集, 構 造 系, ) 松 村 晃, 五 十 嵐 泉 : 補 強 コンクリートブロック 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 に 及 ぼす 曲 げ 補 強 筋 の 効 果 ( 補 強 組 積 造 耐 力 壁 のせん 断 強 度 について, 第 6 報 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 C, ) 松 村 晃, 五 十 嵐 泉,ほか: 型 枠 コンクリートブロックプリズムの 圧 縮 強 度 性 状 について,( 第 1 報 変 形, 目 地 鉄 筋, 強 度 推 定 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 A, ) 五 十 嵐 泉, 松 村 晃 ほか: 型 枠 コンクリートブロックプリズムの 圧 縮 強 度 性 状 について,( 第 2 報 目 地 モルタル 効 果, 目 地 鉄 筋 効 果, 強 度 推 定 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 A, ) 五 十 嵐 泉, 松 村 晃 ほか: 型 枠 コンクリートブロックプリズムの 圧 縮 強 度 性 状 について,( 第 3 報 ヤ ング 係 数 の 測 定 ), 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 A, ) 松 村 晃 : 部 分 充 填 型 補 強 組 積 造 耐 力 壁 の 初 期 剛 性 の 考 察, 日 本 建 築 学 会 大 会 学 術 講 演 梗 概 集 C-2, ) 神 奈 川 大 学 工 学 部 建 築 学 科 松 村 研 究 室 における 1990 年 度,1991 年 度 卒 業 研 究 における 測 定 値 22

23 2 章 耐 力 壁 構 造 の 基 本 計 画 2.1 耐 力 壁 構 造 の 種 別, 規 模 および 重 量 本 ノートでは, 柱 を 有 せず 耐 力 壁 を 主 構 造 要 素 とする 建 築 構 造 を 耐 力 壁 構 造 と 呼 ぶ. 本 章 では,メ ーソンリーによる 耐 力 壁 で 建 築 物 を 構 成 する 耐 力 壁 構 造 の, 建 物 全 体 の 構 造 的 基 本 計 画 についての 要 点 を 述 べる. メーソンリー 規 準 集 2.1) では, 型 枠 ブロック 造, 中 層 型 枠 ブロック 造, 補 強 ブロック 造 の 各 設 計 規 準 が 関 係 する. 参 照 : 型 枠 ブロック 造 規 準 3 条 6 条 7 条, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準 3 条 6 条 7 条, 補 強 ブロック 造 規 準 3 条 5 条 7 条 8 条 (1) 種 別 メーソンリーによる 耐 力 壁 構 造 建 築 物 は, 組 積 体 の 充 填 方 式 により, 全 充 填 造 と 部 分 充 填 造 に 分 類 する. 型 枠 状 ユニットを 用 い 空 洞 部 を 全 充 填 する 型 の 構 造 を 全 充 填 造, 空 洞 ユニットを 用 い 鉄 筋 挿 入 部 および 縦 目 地 空 洞 部 のみを 充 填 する 型 の 構 造 を 部 分 充 填 造 とする.また 使 用 する 組 積 ユニッ トの 種 別 により,コンクリート 系 とセラミック 系 に 分 類 する.コンクリート 系 では 本 会 の メーソン リー 規 準 集 に 規 定 する, 全 充 填 造 である 型 枠 ブロック 造 および 中 層 型 枠 ブロック 造,ならびに 部 分 充 填 造 である 補 強 ブロック 造 がある.この 他, 本 会 の 規 準 ではないが, 全 充 填 造 では 鉄 筋 コンクリ ート 組 積 造 (RM 造 ) 設 計 指 針 2.2) によるコンクリート 系 構 造 およびセラミック 系 構 造 があり, 部 分 充 填 型 のセラミック 系 では 補 強 セラミックブロック 造 設 計 指 針 2.3) による 補 強 セラミックブロック 造 がある. コンクリート 系 の 部 分 充 填 造 である 補 強 ブロック 造 では, 使 用 する 空 洞 ブロックの JIS 規 格 強 度 に より 表 2.1 のように 3 種 に 分 類 している 2.4). 表 2.1 コンクリート 系 部 分 充 填 造 の 種 類 ( 補 強 ブロック 造 規 準 2.4) より) 種 類 耐 力 壁 に 使 用 する 組 積 ユニット A 種 ブロック 造 JIS A 5406( 建 築 用 コンクリートブロック)の 空 洞 ブロックで 圧 縮 強 さ 区 分 08 のもの B 種 ブロック 造 JIS A 5406( 建 築 用 コンクリートブロック)の 空 洞 ブロックで 圧 縮 強 さ 区 分 12 のもの C 種 ブロック 造 JIS A 5406( 建 築 用 コンクリートブロック)の 空 洞 ブロックで 圧 縮 強 さ 区 分 16 のもの (2) 規 模 耐 力 壁 構 造 の 規 模 は, 前 記 の 各 構 造 に 対 する 設 計 規 準 等 によって 定 められているが, 充 填 方 式 によ り 整 理 すると 表 2.2 のように 示 される.これらの 数 値 は 既 往 の 震 害 等 の 調 査 によって 経 験 的 に 安 全 性 を 考 慮 して 定 められたものである. 表 2.2 耐 力 壁 構 造 の 規 模 2.2)~2.6) 全 充 填 造 部 分 充 填 造 地 上 階 数 5 以 下 3 以 下 階 高 (m) 3.5 以 下 3.5 以 下 軒 の 高 さの 最 大 値 (m) 3.5 階 数 階 数 +0.5 [ 注 ]1. パラペットがある 場 合 は,その 高 さは 1.2m 以 下 とし, 軒 の 高 さに 算 入 しない. 2. 鉄 筋 コンクリート 造 屋 根 スラブで 勾 配 を 設 ける 場 合 は, 軒 より 棟 までの 高 さは 1.5m 以 下 とする. ( 参 考 ) 鉄 筋 コンクリート 組 積 造 (RM 造 ) 構 造 設 計 指 針 による 場 合 は,3 階 建 で 軒 高 12m 以 下,5 階 建 で 指 定 する 構 造 計 算 による 場 合 は 軒 高 20m 以 下, 軒 より 棟 の 高 さ 2m 以 下 としている. (3) 設 計 用 耐 力 壁 重 量 構 造 設 計 の 基 本 となる 耐 力 壁 の 重 量 は 実 状 によるが, 特 に 計 算 しない 場 合, 全 充 填 造 については 単 位 体 積 重 量 を 24 kn/m 3 とし, 部 分 充 填 造 については 見 付 け 単 位 面 積 当 たり 重 量 は 次 表 による. 23

24 表 2.3 部 分 充 填 造 耐 力 壁 の 見 付 け 単 位 面 積 当 たり 重 量 2.3) 2.4) 部 分 充 填 造 の 種 類 耐 力 壁 の 見 付 け 単 位 面 積 当 たり 重 量 (kn/m 2 ) 壁 厚 150mm の 場 合 壁 厚 190mm の 場 合 コンクリ A 種 ブロック 造 ート 系 B 種 ブロック 造 C 種 ブロック 造 セラミック 系 2.7~ ~3.7 [ 注 ]1. 重 量 は 鉄 筋 および 充 填 材 料 を 含 み, 仕 上 げ 材 は 含 まない. 2. セラミック 系 は 横 空 洞 型 では 下 限 値, 縦 空 洞 型 では 上 限 値 に 相 当 する. 2.2 耐 力 壁 の 構 造 (1) 最 小 壁 厚 耐 力 壁 構 造 の 基 本 となる 耐 力 壁 の 壁 厚 は, メーソンリー 規 準 集 に 規 定 する 型 枠 ブロック 造, 中 層 型 枠 ブロック 造, 補 強 ブロック 造 各 設 計 規 準 によって 表 2.4 および 表 2.5 による 値 以 上 と 定 められて いる. 座 屈 を 考 慮 して 下 階 ほど 階 高 に 対 する 比 率 を 大 きくしている. 地 上 階 数 表 2.4 全 充 填 造 ( 型 枠 ブロック 造, 中 層 型 枠 ブロック 造 )の 最 小 壁 厚 2.5) 2.6) 階 耐 力 壁 の 最 小 厚 さ t o (mm) 平 屋, 最 上 階 150 かつ h/ 階 建 以 下 上 から 二 つ 目 の 階 180 かつ h/ 上 から 三 つ 目 の 階 190 かつ h/ 階 建 以 上 すべての 階 充 填 コンクリート 部 分 の 最 小 厚 さ t co (mm) 備 考 h: 構 造 耐 力 上 主 要 な 鉛 直 支 点 間 距 離 (mm) 表 2.5 部 分 充 填 造 ( 補 強 ブロック 造 )の 最 小 壁 厚 2.4) 階 壁 厚 の 最 小 値 t 0 (mm) 備 考 平 屋 および 最 上 階 150 かつ h/20 h: 壁 体 の 組 積 高 さ (mm) 最 上 階 から 二 つ 目 の 階 190 かつ h/16 最 上 階 から 三 つ 目 の 階 190 かつ h/16 [ 注 ] 軒 高 が 2.5m 以 下 で,かつ 延 べ 床 面 積 が 20m 2 以 下 の 住 居 の 用 に 供 しない 建 築 物 については, 壁 厚 を 120mm 以 上 とすることができる. (2) 形 状 比 一 般 に 壁 式 構 造 では, 耐 力 壁 の 高 さ h に 対 する 平 面 長 さ( 壁 長 )l の 比 率 ( 形 状 比 l/h)を 30% 以 上 としている.これは 面 内 水 平 力 を 受 ける 壁 体 において,せん 断 剛 性 が 優 越 する 範 囲 として 考 慮 されて いる.30% 以 上 の 根 拠 を 以 下 に 示 す. 水 平 せん 断 力 Q を 受 ける 耐 力 壁 の 壁 頂 水 平 変 位 は, 図 2.1 に 示 すように, 曲 げ 変 形 δ M,せん 断 変 形 δ S, 基 礎 回 転 による 変 形 δ R の 和 である. 壁 頂 水 平 変 位 をδとすると,(2.1) 式 で 示 すことができ る. 耐 力 壁 のせん 断 力 分 布 係 数 D=Q/δを 形 状 比 との 関 係 で 考 察 する. Q δ M Q δ S Q δ R θ h l l (a) 曲 げ 変 形 (b)せん 断 変 形 (c) 基 礎 回 転 による 変 形 図 2.1 水 平 せん 断 力 を 受 ける 耐 力 壁 の 変 形 24

25 δ=δ M +δ S +δ R =α Qh3 EI +κqh +θh (2.1) GA 記 号 δ: 耐 力 壁 の 壁 頂 水 平 変 位 δ M,δ S,δ R : 図 2.1 参 照 α: 壁 頂 フリーで 1/3, 壁 頂 回 転 拘 束 で 1/12 κ: 形 状 係 数 =1.2 E: 壁 体 のヤング 係 数 I: 水 平 断 面 の 2 次 モーメント A: 水 平 断 面 積 G:せん 断 弾 性 係 数 =E/2(1+ν) ν:ポアソン 比 上 記 の 関 係 より, 耐 力 壁 のせん 断 力 分 布 係 数 D 値 と 形 状 比 の 関 係 式 を 誘 導 する.ここで 基 礎 回 転 に よる 変 形 δ R は 省 略 する. 耐 力 壁 の 形 状 比 μ=l / h, 曲 げ 剛 度 I / h=k=kk 0 と 置 き, 壁 厚 t, 壁 高 h を 一 定 と 考 え, 壁 頂 回 転 拘 束 有 無 の 場 合 について D 値 を 算 出 する. 壁 頂 回 転 フリーの 場 合 : δ= Qh3 3EI +1.2Qh GA Qh 3 3EI +1.2 Qh 0.4Elt = Q Et (4h3 l 3 +3 h l )= Q Et ( 4 μ 3+ 3 μ )= Q Et 4+3μ2 μ 3 D=Q /δ= μ3 4+3μ 2 (Et)= k 4+3μ 212EK 0 h 2 (2.2) 壁 頂 回 転 拘 束 の 場 合 : δ= Qh3 12EI +1.2Qh GA Q Et (h3 l 3 +3 h l )= Q Et ( 1 μ 3+ 3 μ )= Q Et 1+3μ2 μ 3 D=Q /δ= μ3 1+3μ 2 (Et)= k 1+3μ 212EK 0 h 2 (2.3) ( G=E/2(1+ν) 0.4E,μ 3 Et=k 12EK 0 h 2 ) 前 記 (2.2),(2.3) 式 はいずれも 形 状 比 μの 関 数 である. 耐 力 壁 の 高 さ h 一 定 の 場 合 につき, 両 式 より D 値 に 対 する 形 状 比 μの 影 響 をみると, 図 2.2 に 示 すようにおよそμ=0.3 以 上 でせん 断 変 形 の 影 響 が 顕 著 になることがわかる. 耐 力 壁 構 造 においてはせん 断 剛 性 を 重 視 するため, 壁 長 が 高 さの 30% 以 上 の 壁 を 有 効 な 耐 力 壁 として 算 定 することを 基 本 としている. せん 断 力 分 布 係 数 D (Et ) 曲 げ 変 形 のみ 考 慮 した 剛 性 せん 断 変 形 のみ 考 量 した 剛 性 両 変 形 考 慮 せん 断 変 形 剛 性 片 持 的 変 形 壁 上 端 回 転 拘 束 壁 形 状 比 μ=l/h 図 2.2 高 さ 一 定 とした 耐 力 壁 の 形 状 比 によるせん 断 力 分 布 係 数 D の 変 化 2.3 構 造 解 析 の 原 則 (1) 基 本 的 留 意 点 解 析 に 当 たっての 留 意 点 を 示 すと 下 記 のようである. a. 設 計 に 用 いる 荷 重 および 外 力 とその 組 合 せは, 原 則 として 建 築 基 準 法 施 行 令 および 国 土 交 通 省 ま 25

26 たは 建 設 省 告 示 による. 地 震 力 を 算 定 する 場 合 の 標 準 せん 断 力 係 数 は 0.2 以 上 とする.ただし, 階 数 が 3 を 超 える 全 充 填 造 における 保 有 水 平 耐 力 計 算 の 場 合 は c.による. b. 建 築 物 の 各 階 について,その 階 が 支 える 地 震 力 算 定 用 の 重 量 (kn)の 階 当 たり 平 均 値 を,そ の 階 の 壁 量 算 定 用 床 面 積 で 除 した 数 値 ( 平 均 単 位 重 量 という)の 最 大 値 は 表 2.6 による.ただし, 保 有 水 平 耐 力 計 算 ( 以 下, 二 次 設 計 という)によって 安 全 を 確 かめる 場 合 はこの 限 りでない. 表 2.6 平 均 単 位 重 量 の 最 大 値 2.4) 2.5) 26) 全 充 填 造 部 分 充 填 造 平 均 単 位 重 量 (kn/m 2 ) c. 構 造 設 計 は 許 容 応 力 度 計 算 による.ただし, 階 数 が 3 を 超 える 全 充 填 造 では, 許 容 応 力 度 計 算 の ほか 地 震 層 せん 断 力 係 数 C の 地 震 力 に 対 する 二 次 設 計 を 行 う. d. 構 造 解 析 において, 原 則 として 線 材 置 換 したフレーム 解 析 による. 耐 力 壁, 壁 梁, 臥 梁 ならびに 基 礎 梁 に 生 ずる 応 力 は, 部 材 の 弾 性 剛 性 に 立 脚 した 計 算 による. e. 断 面 が T 型 となる 部 材 の 剛 性 の 計 算 においては, 直 交 壁 および RC 造 スラブ 等 の 協 力 幅 を 適 切 に 考 慮 する(2.7 節 (1) 参 照 ). f. 各 階 の 平 面 において, 重 心 と 剛 心 がずれる 場 合 は,ねじれの 影 響 を 考 慮 する. g. 地 上 階 数 が 3 を 超 える 建 築 物 における 二 次 設 計 については, 原 則 として 梁 曲 げ 降 伏 型 のメカニズ ムになることを 確 認 するとともに, 構 造 特 性 係 数 D S 値 を 0.55 以 上 とする 必 要 保 有 水 平 耐 力 を 満 た すこととする.また, 地 震 時 において 構 面 の 端 部 に 配 置 された 耐 力 壁 に 過 度 の 引 張 力 が 作 用 しない ような 構 造 計 画 とする.ここに 過 度 の 引 張 力 の 目 安 としては,5 階 建 中 層 型 枠 ブロック 造 の 試 設 計 において, 終 局 メカニズム 時 の 1 階 端 部 耐 力 壁 の 平 均 軸 方 向 引 張 応 力 度 が 最 大 で 1.5N/mm 2 程 度 に なることから 2.7),この 程 度 を 大 幅 に 超 えないことが 設 計 上 妥 当 であろう. (2) 略 算 法 による 場 合 の 留 意 点 応 力 解 析 を 略 算 による 場 合 は 下 記 に 留 意 する. a. 地 震 力 等 の 水 平 荷 重 による 構 面 の 面 内 応 力 は, 地 震 力 検 討 方 向 の 耐 力 壁 の 水 平 断 面 に 生 ずる 平 均 せん 断 応 力 度 と, 各 構 面 について 耐 力 壁 の 有 効 高 さの 中 央 に 仮 定 した 反 曲 点 高 さに 基 づいて 略 算 す ることができる. b. 前 号 の 耐 力 壁 の 反 曲 点 高 さは, 階 の 位 置, 構 面 における 耐 力 壁 の 配 置 および 長 さ 等 を 考 慮 して 適 切 に 補 正 する. 2.4 壁 率, 壁 量 および 平 均 せん 断 応 力 度 (1) 必 要 壁 率 耐 力 壁 構 造 の 水 平 荷 重 に 対 する 強 度 を 確 保 するため, 各 階 の 梁 間 および 桁 行 方 向 のそれぞれにつき, 耐 力 壁 の 水 平 断 面 積 の 合 計 を 壁 量 算 定 用 床 面 積 で 除 した 値 ( 以 下, 壁 率 )は(2.4) 式 または(2.5) 式 を 満 たすようにする.ただし, 全 充 填 造 で 二 次 設 計 による 計 算 を 行 う 場 合 は(2.6) 式 を 満 たすよう にする. i a W ZWA i β/s i ( 全 充 填 造 の 場 合 ) (2.4) i a W ZWA i β/0.5s i ( 部 分 充 填 造 の 場 合 ) (2.5) i a W ZWA i β/2s i (2.6) 記 号 i a W :i 階 における 計 算 方 向 の 壁 率 (mm 2 /m 2 ) Z: 建 築 基 準 法 施 行 令 ( 以 下, 令 という) 第 88 条 第 1 項 に 規 定 する 地 震 地 域 係 数 W: 令 第 88 条 第 1 項 により, 地 震 力 を 計 算 する 場 合 における 当 該 階 が 支 える 部 分 の 固 定 荷 重 と 積 載 荷 重 の 和 (N)( 令 第 88 条 第 2 項 のただし 書 の 規 定 によって, 特 定 行 政 庁 26

27 が 指 定 する 多 雪 地 域 においては,さらに 積 雪 荷 重 を 加 えるものとする) A i : 令 第 88 条 第 1 項 に 規 定 される 当 該 階 にかかる 地 震 層 せん 断 力 の 高 さ 方 向 の 分 布 を 表 す 係 数 S i :i 階 の 壁 量 算 定 用 床 面 積 (m 2 ) β: 使 用 する 組 積 体 の 設 計 基 準 強 度 F m (N/mm 2 )による 低 減 係 数 で 下 式 による. β= 18/F m ただし,β 1/ 2 ( 全 充 填 造 の 場 合 ) (2.7) β= 9/F m ただし,β 1/ 2 ( 部 分 充 填 造 の 場 合 ) (2.8) 壁 量 は 現 行 各 設 計 規 準 ( 型 枠 ブロック 造 規 準, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準, 補 強 ブロック 造 規 準 等 ) に 定 めがあるが, 壁 率 に 関 連 するものについては 平 成 15 年 国 土 交 通 省 告 示 第 463 号 ( 鉄 筋 コンクリー ト 組 積 造 )に, 各 階 ごとに 計 算 方 向 の 耐 力 壁 の 必 要 水 平 断 面 積 の 定 めがある. 各 階 ごとの 耐 力 壁 必 要 水 平 断 面 積 をその 階 の 床 面 積 で 除 したものが 必 要 壁 率 に 相 当 する. 算 定 式 (2.4),(2.5) 式 の 壁 率 は 地 震 荷 重 を 受 けて 生 ずる 耐 力 壁 平 均 せん 断 応 力 度 が 2 N/mm 2 以 下 ( 部 分 充 填 造 では 1 N/mm 2 以 下 )と なる 場 合 を 下 限 値 とする 式 である.2 または 1 N/mm 2 の 値 は 既 往 の 耐 力 壁 実 験 資 料 あるいは 過 去 の 震 害 調 査 結 果 2.8) 等 から 概 ね 安 全 であると 推 定 できる 限 界 にほぼ 相 応 している.(2.6) 式 は, 全 充 填 造 で 保 有 水 平 耐 力 計 算 により 詳 細 に 検 討 する 設 計 において, 許 容 できる 平 均 せん 断 応 力 度 4 N/mm 2 以 下 と なる 場 合 の 壁 率 の 式 である. 従 って(2.4),(2.5) 式 を 満 足 する 場 合 は 耐 震 上 余 裕 を 持 つ 設 計 とされ, 設 計 手 法 上 簡 略 な 設 計 が 認 められている. 式 中 に 使 用 される 係 数 βは,(2.4) 式 が 耐 力 壁 の 組 積 体 設 計 基 準 強 度 18 N/mm 2 程 度 を,また(2.5) 式 は 同 9 N/mm 2 程 度 を 前 提 として 定 められていることから, 組 積 体 設 計 基 準 強 度 に 応 じた 必 要 壁 率 の 低 減 係 数 である. (2) 必 要 壁 量 壁 量 は, 従 来 多 くの 設 計 規 準 ( 型 枠 ブロック 造 規 準, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準, 補 強 ブロック 造 規 準 等 )で 耐 力 壁 構 造 の 耐 震 安 全 性 を 確 保 する 目 安 として 下 限 値 が 定 められている. 壁 量 は 建 築 物 の 各 階 各 方 向 ごとに 耐 力 壁 の 長 さの 総 和 をその 階 の 壁 量 算 定 用 床 面 積 で 除 した 値 (mm/m 2 )であるが, 異 なる 厚 さの 耐 力 壁 を 含 む 場 合 には 修 正 が 必 要 である. 前 記 各 設 計 規 準 において, 壁 厚 が 規 定 値 を 満 たしている 場 合, 各 階 の 梁 間 および 桁 行 のそれぞれの 方 向 について, 耐 力 壁 の 長 さ(mm)の 合 計 を,その 階 の 壁 量 算 定 用 床 面 積 (m 2 )で 除 した 値 ( 以 下, 壁 量 )L(mm/m 2 )は 以 下 を 満 たすことを 原 則 としている 2.5). L αzl 0 かつ L L 0m (2.9) 記 号 α: 耐 力 壁 の 厚 さがメーソンリー 造 の 種 別 により 表 2.4 ないし 表 2.5 に 定 められる 最 小 壁 厚 より 大 きい 場 合 の 必 要 壁 量 低 減 係 数 で 下 式 2.5) による. α= t 0 l (tl) ただし α 1-30 L 0 (2.10) l: 各 耐 力 壁 の 実 長 (m) t: 各 耐 力 壁 の 壁 厚 (mm) t 0 t 0 : 耐 力 壁 の 標 準 とする 壁 厚 (mm) Z: 建 築 基 準 法 施 行 令 第 88 条 に 規 定 する 地 震 地 域 係 数 L 0 : 標 準 壁 量 (mm/m 2 )でメーソンリー 造 の 種 別 により 表 2.7 ないし 表 2.9 による. L 0m : 最 小 壁 量 (mm/m 2 )でメーソンリー 造 の 種 別 により 表 2.7 ないし 表 2.9 による. 壁 厚 を 規 定 値 より 増 した 耐 力 壁 がある 場 合,(2.10) 式 の 低 減 係 数 αにより 必 要 壁 量 値 を 低 減 できる ようにしてある.また 同 式 中 の-30/L o は 従 来 からあった 規 定 で, 壁 厚 の 増 加 による 必 要 壁 量 の 低 減 の 最 大 値 30mm/m 2 を 数 式 化 したものである. 標 準 壁 量 値 は, 既 往 の 震 害 の 考 察 より 安 全 な 下 限 値 として 各 構 造 の 設 計 規 準 に 定 められているが, 最 小 壁 量 については 型 枠 ブロック 造 規 準 以 外 特 に 定 めがなく, 本 書 では 表 2.7~ 表 2.9 のように 提 案 した. 27

28 表 2.7 全 充 填 造 における 標 準 壁 量 および 最 小 壁 量 (mm/m 2 )( 地 上 3 階 建 以 下 の 建 築 物 ) 2.5) 階 標 準 壁 量 L 0 最 小 壁 量 L 0m 平 屋, 最 上 階 最 上 階 から 二 つ 目 の 階 最 上 階 から 三 つ 目 の 階 [ 注 ]3 章 3.2 節 に 定 める 小 開 口 を 有 する 耐 力 壁 は, 無 開 口 として 壁 量 を 算 定 することができる. 表 2.8 全 充 填 造 における 標 準 壁 量 および 最 小 壁 量 (mm/m 2 )( 地 上 4 階 建 以 上 の 建 築 物 ) 階 標 準 壁 量 L 0 4 階 建 5 階 建 最 小 壁 量 L 0m [ 注 ]3 章 3.2 節 に 定 める 小 開 口 を 有 する 耐 力 壁 は, 無 開 口 として 壁 量 を 算 定 することができる. 表 2.9 部 分 充 填 造 ( 補 強 ブロック 造 )における 標 準 壁 量 L 0 (mm/m 2 ) 2.4) 階 A 種 ブロック 造 B 種 ブロック 造 C 種 ブロック 造 平 屋, 最 上 階 最 上 階 から 二 つ 目 の 階 最 上 階 から 三 つ 目 の 階 [ 注 ]1. 最 小 壁 量 は 上 表 の 数 値 より 30 を 減 じた 数 値 とする. 2.3 章 3.2 節 に 定 める 小 開 口 を 有 する 耐 力 壁 は, 無 開 口 として 壁 量 を 算 定 することができる. 3. セラミック 系 部 分 充 填 造 は C 種 ブロック 造 の 数 値 による. (3) 必 要 壁 量 の 算 定 式 必 要 壁 量 を 計 算 により 定 める 場 合 は 以 下 による. 必 要 壁 量 の 数 値 は 本 章 に 示 している 標 準 壁 量 に, 壁 厚 増 加 による 低 減, 地 震 地 域 係 数 による 低 減 を 加 えて 設 計 用 の 値 が 定 められる. 標 準 壁 量 が 設 計 の 基 本 値 となっている. 壁 量 値 は 原 則 として, 標 準 せん 断 力 係 数 C 0 =0.2 の 地 震 時 に 各 階 各 方 向 の 耐 力 壁 にせん 断 ひび 割 れが 発 生 しない 条 件 から 定 めら れるが, 一 般 に 建 築 物 の 平 面 上 では 耐 力 壁 の 配 置 に 多 少 の 偏 在 があり,また 各 耐 力 壁 の 形 状 比 も 様 々 であること, 立 面 上 も 各 階 の 剛 性 が 必 ずしも 均 一 ではないこと 等 から 各 耐 力 壁 へのせん 断 力 の 配 分 は 必 ずしも 壁 長 に 比 例 して 負 担 されるものではない.それらを 考 慮 し 相 応 の 安 全 を 見 て 定 められるべき ものである. 必 要 壁 量 算 定 の 基 本 的 考 えを 示 す. i 階 の 必 要 壁 量 を L 0i とすると,(2.11) 式 より 得 られる. L 0i Q i (2.11) tα m f s 記 号 L 0i : 必 要 壁 量 Q i :i 階 の 単 位 床 面 積 当 たりの 地 震 層 せん 断 力 m f s : 組 積 体 の 短 期 許 容 せん 断 応 力 度 t: 壁 厚 α:せん 断 力 割 増 し 係 数 この 値 を 支 配 するのはせん 断 力 割 増 し 係 数 で, 各 設 計 規 準 ( 型 枠 ブロック 造 規 準, 補 強 ブロック 造 規 準 )では 耐 力 壁 の 形 状 不 均 一, 耐 力 壁 の 偏 在 等 による 局 部 的 せん 断 力 集 中 を 考 慮 して 2.0 を 基 本 と している. 建 築 物 の 剛 性 率, 偏 心 率 が 建 築 基 準 法 施 行 令 第 82 条 の 3 に 規 定 される 確 認 数 値 規 定 ( 剛 性 率 0.6 以 上, 偏 心 率 0.15 以 下 )を 満 たすことを 目 標 とする 設 計 の 場 合, 標 準 壁 量 は 前 掲 の 表 2.7~ 表 2.9 が 推 28

29 奨 されている. (4) 平 均 せん 断 応 力 度 の 検 討 耐 力 壁 構 造 の 耐 震 安 全 性 を 確 保 するために, 耐 力 壁 の 量 を 適 切 に 設 定 する 必 要 がある. 必 要 壁 量 値 を 規 準 の 規 定 値 によらず 計 算 で 決 定 する 場 合, 前 掲 の 壁 率, 壁 量 の 規 定 と 並 んで, 建 築 物 の 規 模 に 応 じて 各 階 各 方 向 の 耐 力 壁 に 生 ずる 平 均 せん 断 応 力 度 が 表 2.10~ 表 2.12 に 示 す 標 準 値 以 下 であることを 確 認 する 必 要 がある.すなわち, 平 均 せん 断 応 力 度 は, 標 準 せん 断 力 係 数 C 0 が 0.2 の 水 平 荷 重 時 にお いて, 各 階 各 方 向 の 耐 力 壁 について(2.12) 式 を 満 たすこととする. τ i τ 0i (1/β) (2.12) 記 号 τ i : 標 準 せん 断 力 係 数 C 0 が 0.2 のときの i 階 各 方 向 の 耐 力 壁 に 生 ずる 平 均 せん 断 応 力 度 (N/mm 2 ) τ 0i : 耐 力 壁 の 平 均 せん 断 応 力 度 (N/mm 2 )の 上 限 値 で, 全 充 填 造 および 部 分 充 填 造 の 別 によりそれぞれ 表 2.10~ 表 2.12 による. β: 組 積 体 設 計 基 準 強 度 による 必 要 壁 率 低 減 係 数 で(2.7),(2.8) 式 による F m : 使 用 する 組 積 体 の 設 計 基 準 強 度 (N/mm 2 ) 地 上 からの 階 位 表 2.10 全 充 填 造 における 平 均 せん 断 応 力 度 上 限 値 (N/mm 2 ) 地 上 階 数 5 階 建 4 階 建 3 階 建 2 階 建 平 屋 表 2.11 部 分 充 填 造 (C 種 および B 種 ブロック 造 )における 平 均 せん 断 応 力 度 上 限 値 (N/mm 2 ) 地 上 階 数 地 上 からの 階 位 3 階 建 2 階 建 平 屋 (0.15) 0.15 [ 注 ]かっこ 内 は B 種 ブロック 造 の 場 合.セラミック 系 は C 種 ブロック 造 の 値 による. 表 2.12 部 分 充 填 造 (A 種 ブロック 造 )における 平 均 せん 断 応 力 度 上 限 値 (N/mm 2 ) 地 上 階 数 地 上 からの 階 位 2 階 建 平 屋 [ 平 均 せん 断 応 力 度 上 限 値 の 算 出 根 拠 ] 平 均 せん 断 応 力 度 τ i の 上 限 値 は, 標 準 壁 量, 最 小 壁 厚 を 有 する 場 合 で 標 準 せん 断 力 係 数 C 0 =0.2 の 地 震 時 に 生 ずる 平 均 せん 断 応 力 度 を 参 照 して 定 められた. 以 下 に 前 掲 表 2.10~2.12 の 値 の 算 出 根 拠 を 示 す. 算 出 に 当 たっては 汎 用 性 を 目 指 すため, 次 の 簡 略 化 を 行 っている. 1 単 位 床 面 積 当 たり 地 震 力 算 定 用 重 量 w i および 壁 量 算 定 用 床 面 積 S i は 各 階 等 しいとする. 2 w i は 全 充 填 造 では 13 kn/m 2, 部 分 充 填 造 では 12 kn/m 2 とする. 3 階 高 h は 3.5m, 軒 高 H は 階 高 地 上 階 数 +0.5m とする. 上 の1における S i の 仮 定 は,セットバックがある 場 合 は 建 築 物 高 さ 方 向 のせん 断 力 分 布 係 数 A i が 大 きくなるが,セットバックによりせん 断 力 の 値 そのものが 減 少 する 割 合 ほど 増 大 しないので,τ i が 増 大 することはない. 29

30 単 位 床 面 積 当 たり 地 震 層 せん 断 力 Q 0i は 次 式 で 示 される. n n Q 0i =C i (w j ) =ZR t A i C 0 (w j ) (2.13) j=i j=i 記 号 C i : 層 せん 断 力 係 数 =ZR t A i C 0 Z: 地 震 地 域 係 数 C 0 : 標 準 せん 断 力 係 数 =0.2 n: 地 上 階 数 R t : 振 動 特 性 係 数 ( 昭 和 55 年 建 設 省 告 示 第 1793 号 により 建 築 物 の 設 計 用 一 次 固 有 周 期 T を T=0.02H とする 場 合 には R t =1 となる)(H: 建 築 物 軒 高 ) A i : 建 築 物 の 高 さ 方 向 のせん 断 力 分 布 を 表 す 係 数 で 以 下 による. A i =1+(1/ α i -α i )2T/(1+3T) (2.14) n n α i = (w j )/ j=i j=1 (w j ) (2.15) しかるとき, 平 均 せん 断 応 力 度 は 次 式 で 表 される. τ i = Q n 0i =ZR L wi t t A i C 0 i (w j )/L wi t i (2.16) j=i L wi :i 階 の 壁 量 t i :i 階 の 壁 厚 S i =S 1 とすると,T=0.02H と 置 いて,α i および A i は 次 のように 簡 略 化 できる. α i =(n-i+1)/n (2.17) A i =1+(1/ (n-i+1)/n-(n-i+1)/n)0.09h/(1+0.06h) (2.18) w i の 値 を2によれば, 平 均 せん 断 応 力 度 の 上 限 値 をτ 0i として 以 下 の 算 出 式 が 得 られる. n τ 0i =A i 0.2 (w j )/(L w0i t 0i )=2600(n-i+1)/(L w0i t 0i ) 全 充 填 造 (2.19) j=i =2400(n-i+1)/(L w0i t 0i ) 部 分 充 填 造 (2.20) 記 号 L w0i : 標 準 壁 量 t 0i : 最 小 壁 厚 (2.19) 式 および(2.20) 式 より 得 られたτ 0i の 値 を 0.05 きざみで 切 り 上 げた 数 値 が 表 2.10~ 表 2.12 で 示 されている. 表 2.13 に(2.18) 式 より 得 られた A i の 値 を 示 し, 表 2.14 に 全 充 填 造 の 場 合 の 標 準 壁 量 と 標 準 壁 厚 およびτ 0i の 算 出 例 を 示 す. 部 分 充 填 造 のτ 0i も 算 出 過 程 は 同 様 であるが 例 示 は 省 略 した. 表 2.13 各 階 の 床 面 積 が 等 しい 場 合 の 階 建 別 A i 計 算 値 階 建 地 上 からの 階 位 5 階 建 4 階 建 3 階 建 2 階 建 平 屋

31 地 上 からの 階 位 階 建 表 2.14 全 充 填 造 の 場 合 の L w0i t 0i およびτ 0i の 算 出 例 5 階 建 4 階 建 3 階 建 2 階 建 平 屋 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) [ 注 ]かっこ 内 は 標 準 壁 量 L w0i 最 小 壁 厚 t 0i ( 各 mm) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2.5 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 (1) 規 定 の 根 拠 および 変 遷 メーソンリー 構 造 は 一 種 の 箱 型 構 造 であるから, 平 行 する 耐 力 壁 間 の 距 離 の 大 小 が 箱 型 構 造 の 剛 性 を 支 配 する. 設 計 規 準 および 建 築 法 令 では,ある 耐 力 壁 構 面 に 直 交 する 2 つの 隣 り 合 う 構 面 間 の 距 離 ( 設 計 規 準 では 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離, 建 築 基 準 法 施 行 令 第 62 条 の 4 では 耐 力 壁 の 水 平 力 に 対 する 支 点 間 の 距 離 )の 規 制 がある.2006 年 版 の メーソンリー 規 準 集 2.1) では, 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 は 全 充 填 造 である 型 枠 ブロック 造 においては 壁 厚 の 50 倍 以 下 型 枠 ブロック 造 規 準 7 条, 中 層 型 枠 ブロック 造 規 準 7 条, 部 分 充 填 造 である 補 強 ブロック 造 においては 壁 厚 の 40 倍 以 下 補 強 ブロッ ク 造 規 準 8 条 とされている. 建 築 基 準 法 施 行 令 第 62 条 の 4 では 補 強 ブロック 造 に 対 して 壁 厚 の 50 倍 以 下 ( 条 文 では 壁 厚 を 上 記 の 支 点 間 距 離 の 50 分 の 1 以 上 )とされている.2006 年 版 以 前 の メー ソンリー 規 準 集 では 補 強 ブロック 造 も 型 枠 ブロック 造 と 同 様 に 構 面 の 支 点 間 距 離 は 壁 厚 の 50 倍 以 下 であったが,2006 年 の 改 定 時 に 見 直 しを 行 って 改 定 されたものである( 構 面 の 支 点 間 距 離 : 図 2.3 参 照 ). 従 来,この 数 値 規 定 の 根 拠 は 2006 年 版 以 前 の 設 計 規 準 集 の 解 説 には 明 らかにされていないが,1952 年 版 の 設 計 規 準 集 初 版 制 定 時 の 解 説 には,4 辺 単 純 支 持 板 に 軸 力 が 作 用 する 場 合 の 座 屈 強 度 式 より 定 めたという 説 明 がある 2.9). 壁 厚 の 50 倍 以 下 の 規 定 はその 後 1959 年 に 改 正 された 建 築 基 準 法 施 行 令 第 62 条 の 4 の 規 定 に 引 き 継 がれている.2006 年 のメーソンリー 規 準 集 改 定 時 に, 前 記 記 述 に 従 って 座 屈 計 算 を 再 試 行 した 結 果, 補 強 ブロック 造 については 安 全 性 の 見 地 から 規 定 を 強 化 したものである. 水 平 支 点 間 距 離 壁 厚 図 2.3 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 (2) 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 の 算 出 法 4 辺 を 単 純 支 持 されている 耐 力 壁 に 軸 力 が 作 用 する 場 合 の 座 屈 限 界 に 対 する 壁 面 の 形 状 比 を 検 討 す る. 図 2.4 に 支 持 および 加 力 状 態 を 示 す. 文 献 2.10) 2.11) より, 平 板 の 座 屈 強 度 式 は 次 式 で 示 される. 31