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1 構 造 計 算 適 合 性 判 定 判 定 内 容 例 集 (ver ) 解 説 編

2 はじめに この 判 定 内 容 例 集 (ver ) 解 説 編 ( 以 下 解 説 編 という )は 判 定 内 容 例 集 (ver )の 一 部 の について (2) 設 計 者 の 対 応 例 または 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 について 解 説 したものです 今 後 構 造 計 算 適 合 性 判 定 を 要 する 確 認 申 請 を 行 う 際 の 参 考 としてください また これらの 内 容 に 関 して 資 料 内 容 を 向 上 させるご 意 見 がありましたらお 知 らせ 下 さい 今 後 の 参 考 とさせて 頂 きます 1. 解 説 編 の 特 徴 (1)この 解 説 編 では 例 集 の 一 部 について に 解 説 を 加 えています なお は 次 に 示 す 内 容 に 該 当 するものとしています 1 例 集 の 中 でも 工 学 的 な 判 断 が 伴 う 内 容 2 判 定 審 査 において 設 計 者 とのヒアリング 等 でよく 話 題 にあがる 内 容 3モデル 化 が 適 切 でなく 応 力 状 態 が 変 わる 内 容 4 本 によって 断 面 変 更 等 が 生 じる 可 能 性 が 高 い 内 容 年 6 月 の 法 改 正 により 取 扱 いに 変 更 が 生 じた 内 容 (2) の 背 景 では に 対 してその をするに 至 った 理 由 やそれに 関 連 する 内 容 を 記 述 しています (3) 設 計 者 の 対 応 例 または 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 では に 対 して 一 般 的 な 対 応 例 や 望 ましい 設 計 例 を 示 しています 2. 取 扱 い 上 の 注 意 (1)この 解 説 編 は 当 機 関 の 判 定 審 査 における 基 本 姿 勢 のもと 判 定 審 査 における 情 報 の 積 極 的 な 公 開 確 認 審 査 全 般 の 厳 格 化 と 円 滑 化 の 促 進 及 び 地 域 全 体 としての 技 術 力 の 向 上 を 目 的 に 作 成 されたものです 今 後 新 しい 技 術 的 助 言 や 学 術 的 知 見 等 によりその 内 容 の 取 扱 い 等 が 変 わることがあります (2)この 解 説 編 は に 対 してあくまで 一 般 的 な 技 術 的 解 説 を 加 えたものです 解 説 にあ る 設 計 者 の 対 応 例 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 は 他 の 設 計 を 否 定 するものではありませ んので1つの 参 考 資 料 としてご 利 用 下 さい (3) 個 別 物 件 の 設 計 において 対 応 例 にある 一 般 的 な 手 法 を 用 いた 場 合 でも 規 模 や 用 途 等 の 違 い により その 例 に 対 する 設 計 の 適 切 性 の 判 断 は 異 なりますのでご 注 意 下 さい (4)この 解 説 編 は 構 造 計 算 設 計 の 適 否 の 判 断 資 料 に 供 するものではないことをご 了 解 下 さい 3.その 他 この 解 説 編 にある は 判 定 内 容 例 集 (ver )にあるものを 転 記 したもので すが 解 説 記 述 作 業 を 通 じて 内 容 が 変 わらない 範 囲 内 で 一 部 加 筆 修 正 等 を 行 ったものも 含 ま れています

3 1 1.1 構 造 計 算 の 基 本 構 造 計 画 1)ゾーニングによる 保 有 水 平 耐 力 算 定 保 有 水 平 耐 力 は Y 方 向 については 平 屋 建 部 分 と2 階 建 部 分 についてゾーニングした 結 果 を 追 加 して 下 さい 2)ゾーニングによるAi 分 布 算 定 複 数 階 建 築 物 の 屋 根 面 の 高 さが 異 なる 部 分 を 一 体 として 考 えていますが ゾーニングにより 個 々の Ai 分 布 を 求 め それぞれの 部 分 の 保 有 水 平 耐 力 を 算 出 して 下 さい 3)ゾーニングにおける 固 有 周 期 1つの 建 築 物 においてゾーニングによる 検 討 を 行 っていますが AグループとBグループの 固 有 周 期 の 不 利 側 の 数 値 で 一 体 建 築 物 とした 検 討 を 追 加 して 下 さい 鉄 骨 造 の 工 場 や 倉 庫 などに 多 くみられる 図 ー1 2 3のような3つの 例 として 示 す 建 物 では 層 床 が 明 確 に 定 義 できないことがあります Aゾーン Bゾーン R 階 梁 伏 図 ( 注 )3つの 例 において 伏 図 概 要 は 共 通 とする 又 図 -1での 伏 図 に 示 すよう にAゾーン Bゾーンと 呼 ぶ 吹 抜 2 階 梁 伏 図 軸 組 図 2 階 建 と1 階 の 部 分 が 存 在 するが 屋 根 は 同 じレベルでつながっている 図 -1 2 階 建 と1 階 建 の 部 分 が 存 在 するが1 階 部 分 は2 階 建 部 分 の 中 間 付 近 でつな がっている 図 -2 高 さの 異 なる1 階 建 の 建 物 図 -3

4 電 算 システムによる 解 析 では 剛 床 仮 定 のまま1つの 架 構 として 解 析 している 例 がみられます 高 さの 異 な る 部 分 に 関 しては 各 図 において の 点 線 で 示 すような 接 続 あるいは の 点 線 で 示 す ように 解 析 上 の 階 としている 例 があります この 場 合 解 析 結 果 として 図 ー1,2の 場 合 一 般 的 にはAゾーンの 水 平 荷 重 をBゾーンで 負 担 図 ー3の 場 合 Bゾーンの 水 平 荷 重 をAゾーンで 負 担 することとなります これらのケースでは 桁 方 向 に 関 しては 最 上 階 で 剛 床 仮 定 が 成 立 するも 張 間 方 向 に 関 しては 剛 床 仮 定 が 成 立 するとは 言 い 難 く 各 ゾーンでの 荷 重 負 担 が 実 際 と 異 なることが 懸 念 されます 偏 心 率 剛 性 率 層 間 変 形 角 も 実 性 状 とは 異 なるものとなります は 形 状 規 模 が 違 うAゾーン Bゾーンをゾーニングした 解 析 による 安 全 性 の 検 討 を 求 めるものです (2) 設 計 者 の 対 応 例 1) A B 各 ゾーンに 分 けて 解 析 検 討 を 行 っている その 上 で 桁 方 向 について 一 体 架 構 としても 検 討 してい る この 場 合 図 ー2,3の 点 における 荷 重 伝 達 とそれに 伴 う 詳 細 納 まりの 検 討 を 行 っている (ここに ついての 検 討 を 入 念 にしなくては 解 析 仮 定 と 収 まり 図 が 整 合 したものとなりません ) 2) Aゾーンの 規 模 がBゾーンに 対 して 小 さい 場 合 はY 方 向 については 同 一 変 形 と 考 えて 屋 根 ブレースによ る 荷 重 伝 達 とブレースの 強 度 剛 性 を 確 保 している (3)その 他 ホテル 務 所 建 築 等 にみられる 中 高 層 のツインタワー 状 の 建 物 のような 場 合 がありますが ここでは 含 ま ないこととします この 場 合 については 他 文 献 等 を 参 考 にして 下 さい

5 1 1.1 構 造 計 算 の 基 本 構 造 計 画 5) 吹 き 抜 け 周 辺 での 水 平 力 伝 達 吹 き 抜 けになっている 箇 所 があり 吹 き 抜 け 部 分 の 両 側 で 水 平 力 分 担 に 差 があります 両 側 を 連 結 する 水 平 ブレースについて 水 平 力 の 伝 達 が 可 能 かどうか 検 討 を 追 加 して 下 さい 構 造 計 算 にあたり, 床 全 体 を 剛 床 と 仮 定 して 応 力 計 算 することが 多 くみられます しかし 部 分 的 に 吹 き 抜 けがある 場 合 などで 剛 床 仮 定 を 満 足 させることの 検 討 を 求 めた です 下 図 におけるケースの 場 合 次 の 考 え 方 があります 1 床 全 体 を 剛 床 と 仮 定 してモデル 化 し A,Bゾーンでの 荷 重 と 剛 性 の 分 布 を 確 認 し 荷 重 伝 達 が 必 要 な 場 合 吹 き 抜 け 部 分 の 力 の 伝 達 を 検 討 する 2 床 Aと 床 Bとをそれぞれ 別 々の 剛 床 と 仮 定 し,それらをつなぐ 吹 き 抜 け 部 分 の 床 をブレース 置 換 などし た 解 析 モデルとする 3 床 A,Bおよびつなぎ 部 分 を 含 めた 床 全 体 をブレース 置 換 などした 解 析 モデルとし 床 面 内 変 形 を 考 慮 した 解 析 モデルとする (2) 設 計 者 の 対 応 例 この 例 は 上 記 1 床 全 体 を 剛 床 と 仮 定 してモデル 化 し その 上 でY 方 向 について 吹 き 抜 けのあるスパンのせん 断 力 伝 達 の 検 討 をした 例 です このS 造 建 築 物 の 場 合 は 吹 き 抜 けのあるスパンのせん 断 力 伝 達 を 床 ブレースで 検 討 されている またRC 造 の 床 の 場 合 にはスラブのせん 断 力 で 伝 達 するよう 検 討 することとなります N1 N2 Aゾーンの 軸 力 比 とAゾーンのせん 断 力 比 の 差 に 総 せん 断 力 を 掛 けたものが 1 次 設 計 時 の 床 ブレースせん 断 力 となり ます Aゾーン 吹 き 抜 け Bゾーン Aゾーン Bゾーン ΣN=N1+N2 N1:Aゾーンの 軸 力 N2:Bゾーンの 軸 力 ΣQ=Q1+Q2 Q1:Aゾーンのせん 断 力 Q2:Bゾーンのせん 断 力 吹 き 抜 け Q D1: 一 次 設 計 時 の 床 ブレースせん 断 力 Q1 Q D1 Q2 QD1=(N1/ΣN-Q1/ΣQ) ΣQ =-(N2/ΣN-Q2/ΣQ) ΣQ 平 面 図 軸 組 図 高 層 建 築 物 の 構 造 設 計 務 P235 構 造 設 計 一 級 建 築 士 資 格 取 得 講 習 テキスト P280

6 1 構 造 計 算 の 基 本 1.1 構 造 計 画 11) 1 階 床 は 土 間 コンクリートですが Y 方 向 は1 階 で 壁 が 抜 ける 通 りがあるため 地 震 時 負 担 せん 断 力 は 特 定 の 通 りに 集 中 します 杭 にせん 断 力 を 均 等 に 負 担 させるために 土 間 コンクリートの 耐 力 と 地 中 梁 との 接 合 方 法 等 を 説 明 して 下 さい 杭 の 水 平 力 に 対 する 検 討 において X1~X4 通 りの 杭 で 均 等 負 担 する 設 計 をしていますが 1 階 の 水 平 力 はX1 X4 通 りで 大 半 を 負 担 しています 土 間 コンクリートにより 剛 床 仮 定 が 成 立 することを 検 討 して 下 さい 本 は 杭 の 水 平 力 の 検 討 において 共 同 住 宅 などで ある1 階 の 特 定 の 通 りの 連 層 耐 力 壁 が 抜 けている 建 築 物 で 杭 の 水 平 抵 抗 力 を 各 杭 が 均 等 に 負 担 し 計 算 されているため そのせん 断 力 が 土 間 コンクリート でも 伝 達 可 能 ( 剛 床 仮 定 が 成 立 する)かどうかの 検 討 を 求 めるものです (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1 階 の 床 は 構 造 スラブではないが 相 応 の 土 間 コンクリート 造 としており 剛 床 仮 定 により 実 質 的 に 同 一 変 位 が 可 能 と 判 断 し 計 算 を 行 っている 剛 床 仮 定 の 成 り 立 つ 計 算 条 件 については 構 造 スラブと 同 様 に 移 行 されるせん 断 力 が 土 間 コンクリートの 許 容 せん 断 力 以 下 であることが 必 要 です ( 高 層 建 築 物 の 構 造 設 計 実 務 参 照 )また 土 間 コンクリートの 配 筋 は 地 中 梁 と 一 体 となるよう 土 間 の 配 筋 を 地 中 梁 へ 定 着 するこ となどが 必 要 と 考 えられます その 際 基 礎 の 検 討 に 構 造 床 と 同 じように 土 間 自 重 を 考 慮 させるなど 設 計 に 注 意 が 必 要 です その 他 図 面 等 には 土 間 コンクリートが 将 来 撤 去 されるようなことがないような 表 現 と 目 地 を 設 ける 場 合 断 面 欠 損 がないことの 注 意 が 必 要 です 2 階 以 上 平 面 図 Y2 X1 X2 X3 X4 Y1 1 階 平 面 図 断 面 図 高 層 建 築 物 の 構 造 設 計 実 務 ( 日 本 建 築 センター)P235 新 建 築 構 造 問 題 快 答 集 2( 建 築 技 術 )P115~ X1 X2 X3 X4

7 1 1.1 構 造 計 算 の 基 本 構 造 計 画 (12) 突 出 部 分 の 杭 の 水 平 力 に 対 する 検 討 建 築 物 から 突 出 した 外 階 段 やエレベーター 部 分 の 杭 の 水 平 力 に 対 する 検 討 について 本 体 部 分 の 杭 のみを 対 象 として 全 水 平 力 に 対 する 検 討 を 行 っています 本 体 の 杭 に 対 しては 安 全 側 の 評 価 に なっていますが 外 部 階 段 やエレベーター 部 分 の 杭 については 水 平 力 を 適 切 に 評 価 した 上 検 討 を 追 加 して 下 さい 外 部 階 段 エレベーター 部 分 の 杭 の 水 平 力 に 対 する 検 討 について 本 体 から 突 出 する 形 状 です が Y 方 向 について 剛 性 の 高 い 地 中 梁 にて 本 体 と 接 合 されていますので 本 体 の 杭 と 同 一 変 位 によ る 検 討 を 要 しないか 見 解 を 説 明 して 下 さい 建 物 から 突 出 した 外 階 段 やEVシャフト 下 の 杭 の 水 平 力 に 対 する 検 討 について 建 物 本 体 側 の 杭 のみを 考 慮 して 全 地 震 力 に 対 する 検 討 をしている 設 計 に 対 する です 建 物 本 体 の 杭 に 対 しては 安 全 側 の 評 価 になっていますが 水 平 力 を 考 慮 していない 突 出 部 ( 外 部 階 段 や EVシャフト 下 )の 杭 については 建 物 本 体 と 剛 な 基 礎 ばり 等 で 本 体 部 分 と 連 結 されており 剛 床 仮 定 ( 基 礎 の 一 体 性 )が 成 立 すると 判 断 される 場 合 などは 何 らかの 検 討 配 慮 が 必 要 になると 思 われます Y X ( 剛 床 ) (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 対 象 となった 設 計 は 本 体 部 分 の 杭 のみを 対 象 として 全 水 平 力 に 対 する 検 討 を 行 っており 本 体 部 分 の 杭 の 安 全 は 確 認 できていると 考 えられます よって 本 体 から 突 出 した 部 分 の 杭 に 対 して 検 討 を 追 加 して 安 全 の 確 認 を 行 う 必 要 があります その 際 本 体 部 分 の 杭 と 突 出 した 部 分 の 杭 とは 根 入 れ 深 さとその 差 異 杭 および 杭 頭 部 の 剛 性 杭 の 配 置 等 性 状 が 異 なることを 考 慮 した 上 で 適 切 に 水 平 力 を 設 定 し 検 討 するなどの 配 慮 が 必 要 です ( 本 体 側 と 杭 種 杭 径 が 異 なる 場 合 等 は 特 に 留 意 する) 設 計 者 の 対 応 例 1 突 出 部 分 の 基 礎 は 本 体 と 剛 梁 でつながっており 本 体 部 分 と 突 出 した 部 分 で 杭 種 杭 径 が 異 なっていた ため 突 出 部 分 の 杭 にも 適 切 に 水 平 力 を 設 定 し 追 加 検 討 を 行 った また 負 担 する 水 平 力 に 対 して 周 辺 部 材 の 設 計 も 行 い 安 全 の 確 認 を 行 った 2 建 物 の 規 模 その 周 辺 架 構 の 構 造 等 を 考 慮 して 突 出 部 分 の 自 重 分 に 相 当 する 水 平 力 を 負 担 させると 設 定 し 当 該 部 分 の 杭 およびその 周 辺 部 材 の 検 討 を 行 った (ただし X 方 向 水 平 力 の 杭 による 応 力 処 理 は 地 中 梁 等 がなく 困 難 な 場 合 もあるため 杭 頭 ピンとしての 検 討 も 追 加 し 突 出 部 分 の 杭 の 安 全 性 の 確 認 を 行 う 必 要 性 も 考 えられます )

8 1 1.2 構 造 計 算 の 基 本 設 計 手 法 9) 大 きな 開 口 を 有 する 壁 のモデル 化 袖 壁 について 開 口 際 に 仮 想 柱 を 設 け 両 側 柱 付 壁 としてモデル 化 を 行 っています この 場 合 そ の 袖 壁 は 電 算 内 部 では 耐 力 壁 扱 いされ 耐 力 等 が 計 算 されます 過 大 評 価 されていると 思 われるの で モデル 化 について 検 討 して 下 さい 壁 に 開 口 部 を 設 ける 場 合 において 床 上 から 梁 下 までの 開 口 部 がある 壁 は 剛 性 耐 力 を 低 減 した 一 の 壁 ( 一 枚 の 耐 力 壁 ) として 取 扱 ってはならないもの として 平 19 国 交 告 示 第 594 号 第 1 三 号 により 定 めら れています このような 開 口 部 形 状 の 耐 力 壁 を モデル 化 におい て 開 口 際 に 仮 想 柱 を 設 け 二 つの 耐 力 壁 として 構 造 計 算 を 行 うことに 対 する 質 疑 です 壁 の 開 口 際 を 補 強 してモデル 化 の 前 提 を 満 たすか 更 に 別 の 取 扱 いとするかが 問 われている 内 容 と 考 え られます (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 考 え 方 としては 以 下 の 方 法 等 が 考 えられます 1 袖 壁 付 柱 として 扱 い 柱 に 対 してはその 剛 性 と 耐 力 に 梁 に 対 してはその 剛 域 に 影 響 を 与 えるものとし て 考 慮 する 考 え 方 があります なお 梁 は クリアス パン 部 においてせん 断 破 壊 が 生 じないよう 特 に 配 慮 する 必 要 があります 柱 剛 域 袖 壁 梁 剛 域 袖 壁 柱 剛 域 梁 剛 域 2モデル 化 に 則 して 開 口 際 に 仕 様 規 定 を 満 たす 柱 を 設 けて 2つの 耐 力 壁 として 扱 う なお 梁 のせん 断 力 評 価 と 設 計 に 注 意 する 必 要 があります また 開 口 際 の 柱 は 軸 方 向 力 に 対 する 検 討 が 必 要 です 連 層 でこのような 開 口 形 状 で 開 口 際 の 柱 に 基 礎 がな い 場 合 は 地 中 梁 梁 の 曲 げ 耐 力 剛 性 に 影 響 します が 剛 性 から 精 算 した 負 担 せん 断 力 が 作 用 したとき 地 中 梁 梁 に 曲 げひび 割 れを 超 える 程 度 (せん 断 破 壊 も 降 伏 曲 げも 生 じないこと)の 耐 力 を 確 保 する 必 要 があります 柱 耐 力 壁 梁 柱 梁 耐 力 壁 柱 平 19 国 交 告 示 第 594 号 第 1 三 号

9 1 1.2 構 造 計 算 の 基 本 設 計 手 法 11) 耐 力 壁 モデル 化 の 注 意 点 1 階 のみが 耐 力 壁 のスパンが 広 く 2 階 以 上 は 下 がる 形 でスパンが 小 さい 形 状 をしている 連 層 耐 力 壁 の 建 築 物 をエレメント 置 換 でモデル 化 しています この 場 合 耐 力 壁 モデル 化 のエレメント 置 換 の 影 響 で1 階 部 分 の 耐 力 壁 の 剛 梁 が 実 際 の 剛 性 以 上 に 軸 力 を 両 端 に 配 分 してしまいます 実 情 に あった 応 力 状 態 において 安 全 上 問 題 ないことを 確 認 して 下 さい 耐 力 壁 のモデル 化 において 耐 力 壁 を 長 方 形 断 面 の1 本 の 壁 柱 とし その 上 下 に 水 平 な 剛 梁 を 設 けて 柱 と 梁 の 節 点 へピンで 結 合 する 壁 エレメント 置 換 法 が 採 用 されることが 一 般 的 ですが この 方 法 は 上 下 端 に 水 平 な 剛 域 を 用 いる ので 均 一 な 耐 力 壁 が 上 下 に 連 なる 連 層 耐 力 壁 や 単 独 の 壁 モデルに 適 用 が 可 能 で 適 しています しかし 上 段 図 のように 連 層 耐 力 壁 の 最 下 壁 の 形 状 が 上 階 より 広 がっている 場 合 等 においては 剛 梁 の 影 響 で 上 部 からの 軸 力 配 分 が 適 正 でなく 梁 柱 の 設 計 に 問 題 が 考 えられる 場 合 があることに 関 する です 上 段 図 のケースで はⅰ)A~C 間 としての 梁 の 応 力 B 列 に 支 点 があるケースでは ⅱ) 支 点 鉛 直 反 力 が 実 状 と 異 なる が 想 定 されます ⅰ) ⅱ)に 応 力 的 に 大 きく 影 響 することを 述 べましたが 周 辺 部 材 への 影 響 も あります 中 段 図 のような 形 状 の 場 合 も 同 様 なことが 言 えます A B C (2) 設 計 者 の 対 応 例 ⅰ) 上 段 図 のモデルでの 壁 エレメント 置 換 において 剛 梁 の 剛 性 評 価 を 剛 なま まではなく 行 い( 例 えば 1/2~1/3とする) それの 解 析 結 果 での 節 点 荷 重 他 結 果 の 諸 元 を 用 いて 下 段 図 のようなブレース 置 換 モデルで 検 討 を 行 って います ⅱ) 上 段 図 で 壁 エレメント 置 換 を 用 い 上 層 部 の 耐 力 壁 モーメントや 柱 軸 力 などから 手 計 算 で 下 層 の 応 力 状 態 を 想 定 し 各 部 の 断 面 検 討 をすることで A B C 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P633

10 1 1.2 構 造 計 算 の 基 本 設 計 手 法 (16) 節 点 上 下 移 動 のモデル 化 の 注 意 点 鉄 筋 コンクリート 造 建 物 において 妻 面 ( 耐 力 壁 方 向 )の 屋 根 が 山 形 形 状 をしているため モデル 化 の 際 に 頂 部 の 節 点 を 上 部 に 移 動 させてモデル 化 しています 妻 面 の 連 層 耐 力 壁 方 向 の 地 震 時 応 力 図 をみると 上 部 階 に 逆 方 向 の 曲 げが 生 じて 不 自 然 な 応 力 図 になっています また 上 部 階 におい て 軸 力 も 逆 転 しています モデル 化 設 計 手 法 に 問 題 があると 思 われますので 適 切 な 応 力 状 態 に なるように 再 検 討 してください 本 は 山 形 片 流 れ 等 の 形 状 をしている 建 物 において プログラム 上 一 般 的 に 行 われる 同 一 層 の 節 点 を 上 下 に 移 動 させモデル 化 する 際 に 生 じる 問 題 を したものです ここでは 鉄 筋 コンクリート 造 のX 方 向 ラーメン 架 構 Y 方 向 全 通 り 連 層 耐 力 壁 とした 一 般 的 な 共 同 住 宅 を 例 として 解 説 します 対 象 となった 設 計 のY 方 向 ( 耐 力 壁 方 向 ) 保 有 水 平 耐 力 時 の 応 力 図 を A 図 に 示 します 本 来 連 層 耐 力 壁 の 地 震 時 の 応 力 図 は1SLを 固 定 とした 片 持 ち 的 な 性 状 を 示 しますが この 例 では 上 部 階 で 逆 方 向 の 曲 げモーメントが 生 じています また この 時 の 軸 力 を B 図 に 示 すと 加 力 方 向 とは 逆 方 向 に 軸 力 が 生 じていることが 分 かります この 上 部 階 での 応 力 はもちろん 下 部 階 にも 影 響 を 与 えますので この 不 自 然 な 応 力 状 態 での 設 計 を 行 っても 適 切 とは 言 えません A 図 保 有 水 平 耐 力 時 の 応 力 図 左 右 加 力 B 図 保 有 水 平 耐 力 時 の 軸 力 左 右 加 力 何 故 このような 不 自 然 な 応 力 状 態 になっているかですが 山 形 架 構 部 分 における 節 点 移 動 のモデル 化 が 影 響 していると 考 えられます この 時 の 変 位 図 を C 図 に 示 すと 最 上 階 の 山 形 架 構 部 分 におけるa b c 節 点 での 変 位 がすべて 同 一 水 平 変 位 して いることが 分 かります 本 来 このように 節 点 が 上 下 方 向 で 異 なる 位 置 にある 場 合 はそれぞれの 節 点 は 水 平 変 位 が 異 なっ てくるのですが 剛 床 仮 定 で 解 析 すると C 図 のように a b c 節 点 が 同 一 水 平 変 位 となるようにする 力 が 働 いて しまい 本 来 の 応 力 状 態 とは 異 なった 結 果 となっていること が 考 えられます 地 震 力 柱 の 軸 力 a 梁 の 軸 力 b 本 来 の 変 位 を 小 さくさせる 力 c C 図 保 有 水 平 耐 力 時 の 変 位 図 左 右 加 力

11 ここで 最 上 層 の 剛 床 仮 定 を 解 除 した 場 合 の 結 果 の 例 を D 図 E 図 に 示 します 保 有 水 平 耐 力 時 の 変 位 図 D 図 をみると 上 下 方 向 で 位 置 の 異 なる 節 点 においてそれぞれ 変 位 が 独 立 していることがわかります また 保 有 水 平 耐 力 時 の 応 力 図 E 図 をみると 1SLを 固 定 とした 片 持 ち 的 な 性 状 を 示 しており 実 状 に 近 い 応 力 状 態 となっていると 考 えられます D 図 保 有 水 平 耐 力 時 の 変 位 図 左 右 加 力 E 図 保 有 水 平 耐 力 時 の 応 力 図 左 右 加 力 この 問 題 は 構 造 種 別 を 問 わず 同 一 層 の 節 点 を 上 下 移 動 した 建 物 を 剛 床 仮 定 ( 同 一 水 平 変 位 )で 解 析 し た 場 合 に 生 じるプログラムの 解 析 手 法 上 の 問 題 であると 考 えられます よって このような 形 状 を 持 つ 建 物 を 設 計 する 際 には 個 々の 建 物 に 応 じてモデル 化 設 計 条 件 の 設 定 に 配 慮 が 必 要 になると 考 えられま す (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 実 状 の 建 物 に 近 い 応 力 状 態 となるように 個 々の 案 件 ごとにモデル 化 解 析 条 件 を 設 定 し 計 算 する 必 要 があります その 際 は 応 力 図 を 確 認 すること 等 により 設 定 したモデル 化 解 析 条 件 が 適 切 なものであった か 判 断 することも 重 要 です

12 2 2.6 荷 重 及 び 外 力 地 震 力 3) 屋 根 勾 配 のある 建 築 物 の 固 有 周 期 固 有 周 期 Tの 算 定 に 用 いる 建 築 物 の 高 さについて 勾 配 屋 根 の 場 合 は 振 動 性 状 を 考 慮 した 高 さを とる 必 要 があります 追 加 検 討 して 下 さい 構 造 計 算 規 準 の 適 応 (ルート 判 定 ) 用 の 高 さhと 弾 性 域 における 固 有 周 期 Tの 計 算 に 用 いられる 建 築 物 の 高 さhの 違 いについての です 構 造 計 算 規 準 の 適 応 (ルート 判 定 ) 用 の 高 さhは 施 行 令 第 2 条 第 1 第 6 号 による 建 築 物 の 高 さで す 固 有 周 期 Tの 計 算 に 用 いられる 建 築 物 の 高 さhは 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 によると 当 該 建 築 物 の 振 動 性 状 を 充 分 に 考 慮 して 振 動 上 有 効 な 高 さを 用 いなければならない とあります 例 えば 今 回 の のように 山 型 架 構 の 場 合 は 屋 根 の 平 均 高 さをとること 等 が 考 えられます また 陸 屋 根 の 場 合 はパラペット ではなく 頂 部 横 架 材 又 は 水 下 コンクリート 天 端 までの 高 さをとること ドライエリア 等 がある 場 合 ドライ エリア 下 部 から 建 物 高 さを 考 慮 することになりますが 建 築 物 の 下 部 (ドライエリア 上 部 )を 剛 強 なはり 等 で 有 効 に 拘 束 していれば その 部 分 を 地 盤 面 とみなして 高 さを 算 出 すること 等 が 考 えられます (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1 山 型 架 構 の 場 合 構 造 計 算 規 準 の 適 応 (ルート 判 定 ) 用 の 高 さは H2とする H1 H2 (H1+H2)/2 固 有 周 期 Tの 計 算 に 用 いられる 建 築 物 の 高 さは (H1+H2)/2とする 2 塔 屋 のある 場 パラペット 天 端 水 下 コンクリート 天 端 パラペット 天 端 水 下 コンクリート 天 端 構 造 計 算 規 準 の 適 応 (ルート 判 定 ) 用 の 高 さ H2: 塔 屋 が 高 さに 算 入 されない 場 合 H4: 塔 屋 が 高 さに 算 入 される 場 合 h1 H2 H1 H3 H4 固 有 周 期 Tの 計 算 に 用 いられる 建 築 物 の 高 さ H1: 塔 屋 が 高 さに 算 入 されない 場 合 H3: 塔 屋 が 高 さに 算 入 される 場 合

13 3ドライエリアなどがある 場 合 建 築 物 構 造 計 算 規 準 の 適 応 (ルート 判 定 ) 用 の 高 さは H1とする 強 剛 な 梁 H1 平 均 地 盤 面 H2 固 有 周 期 Tの 計 算 に 用 いられる 建 築 物 の 高 は H1:ドライエリアなどがあっても 周 辺 地 盤 と 強 剛 な 梁 などでいったいとなっている 場 合 ドライエリア ドライエリア H2:H2または(H1+H2)/2とする 4 敷 地 の 地 盤 に 傾 斜 などがある 場 合 ルート 判 定 に 用 いる 高 さは 平 均 地 盤 面 からの 高 さ 1FL H 地 下 階 固 有 周 期 Tの 計 算 に 用 いられる 建 築 物 の 高 は 地 下 階 の 階 高 の2/3 以 上 が 全 て 地 盤 と 接 し ている 場 合 または 地 下 部 分 の 外 周 が 左 図 の ように 全 周 囲 の75% 以 上 が 地 盤 と 接 している 場 合 はHとする 平 均 地 盤 面 尚 建 築 物 の 高 さ は 下 記 を 参 考 として 下 さい 建 築 物 の 高 さ の 算 定 は 原 則 として 地 盤 面 からの 高 さで 行 う( 令 2 条 1 6 号 ) ただし 1 道 路 斜 線 制 限 による 建 築 物 の 高 さは 前 面 道 路 の 路 面 の 中 心 線 からの 高 さによる ( 令 2 条 1 6 号 イ) 2 避 雷 設 備 北 側 斜 線 制 限 高 度 地 区 の 北 側 斜 線 制 限 の 場 合 を 除 き 階 段 室 昇 降 機 塔 などが 一 定 の 条 件 ( 建 築 面 積 1/8 以 内 高 さ12mまで( 絶 対 高 さ 制 限, 日 影 規 制 の 場 合 は5mまで) 等 )を 満 たす 場 合 には 建 築 物 の 高 さに 参 入 しない( 令 2 条 1 6 号 ロ) 3 棟 飾 防 火 壁 の 屋 上 突 出 物 等 は 建 築 物 の 高 さに 算 入 しない( 令 2 条 1 6 号 ハ) 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P266 構 造 設 計 Q&A 集 ( 社 団 法 人 日 本 建 築 士 務 所 協 会 連 合 会 )P46 参 照

14 4 4.3 構 造 計 算 の 方 法 保 有 水 平 耐 力 2) 不 整 形 平 面 形 状 建 築 物 の 解 析 建 築 物 平 面 形 状 が 不 整 形 で X Y 方 向 を 主 軸 とした 解 析 を 行 っていますが 斜 め 方 向 の 軸 を 考 慮 した 場 合 に 偏 心 率 および 保 有 水 平 耐 力 が 問 題 ないか 確 認 して 下 さい 本 は 平 面 形 状 が 不 整 形 な 建 築 物 に 対 する 応 力 解 析 で 図 に 示 す 主 たるフレームのX Y 方 向 を 対 象 と した 解 析 のみを 行 なっているような 設 計 即 ち 設 定 されている 架 構 構 面 の 方 向 と 主 軸 が 一 致 していないこ とに 対 する です 一 般 的 に 主 軸 とは 以 下 のように 考 えられます X Y 軸 が 直 交 する 場 合 を 例 に 説 明 します X Y 方 向 の 剛 性 が 異 なる 場 合 に 建 物 がねじれず しかも 変 形 の 方 向 と 力 の 方 向 が 一 致 するのは 水 平 力 の 作 用 点 が 剛 心 で 作 用 線 の 方 向 がX 方 向 か Y 方 向 と 一 致 する 時 だけです このような 水 平 力 の 作 用 線 を 剛 性 の 主 軸 といいます 主 軸 とは 剛 心 に 水 平 力 が 作 用 した 場 合 に ねじれずに 作 用 方 向 に 変 形 する 軸 を 示 しています このため 一 般 的 に 架 構 の 方 向 と 主 軸 の 方 向 が 大 きく 異 なる 場 合 は 主 軸 方 向 の 解 析 と 架 構 の 方 向 が 必 要 と 考 えます 平 面 形 状 が 整 形 な 建 築 物 に 対 しては 主 軸 と 架 構 構 面 は 一 致 しているので 特 に 直 行 方 向 による 影 響 を 考 慮 する 必 要 は 無 いと 思 われますが 平 面 形 状 が 不 整 形 で 斜 め 方 向 に 軸 をもつような( 主 軸 と 架 構 構 面 の 方 向 が 異 なる) 場 合 で 架 構 構 面 毎 の 壁 の 存 在 が 不 均 等 な 場 合 等 は 直 行 方 向 の 架 構 の 影 響 を 大 きく 受 ける 可 能 性 があることがあり 主 軸 と 架 構 構 面 の 方 向 を 考 慮 した 解 析 を 行 なうことが 必 要 と 思 われます 図 -1に 示 す 斜 めフレーム 又 は 中 折 れフレームの 場 合 壁 の 偏 在 がなく 柱 梁 が 階 に 於 いて 概 ね 同 一 であれ ば 図 -1に 示 す 主 軸 で 加 力 方 向 を 考 えれば 偏 心 等 は 問 題 ないと 考 えられます 主 軸 主 軸 主 軸 主 軸 Y Y (a) X 設 定 している 架 構 構 面 の 方 向 X (b) 図 -1 主 軸 と 架 構 構 面 (1)

15 (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1) 図 -2(c)の 平 面 形 状 をなす 場 合 壁 も 図 中 太 線 の 如 く 配 置 がなされているのもであれば 主 軸 と 同 一 に 架 構 構 面 方 向 (X,Y)を 考 慮 すれ ば 偏 心 は 問 題 ないと 考 られます 図 中 (イ) 示 の 壁 がない 場 合 平 面 折 れ 角 度 にもよりますがY 方 向 について 偏 心 が 生 ずる 可 能 性 があり ます 当 例 の 場 合 主 軸 方 向 設 定 している 架 構 の 方 向 (X Y 方 向 ) 両 ケースについて 検 討 することも 必 要 な 場 合 があります 2) 図 -2(d)の 平 面 形 状 をなす 場 合 主 軸 (x,y)と 同 一 に 架 構 方 向 を 考 える 場 合 より 図 に 示 すX,Yに 架 構 方 向 を 設 定 する 場 合 に 偏 心 等 の 問 題 があると 考 えれられます X,Y 方 向 加 力 についての 解 析 と 合 わせて X 方 向 加 力 時 での(ロ) 示 部 Y 方 向 加 力 時 での(ハ) 示 部 に 剛 性 分 布 と 荷 重 分 布 にかい 離 がないか 検 討 する 必 要 があります 架 構 構 面 の 方 向 と 主 軸 が 一 致 していない 場 合 には ⅰ) 荷 重 分 布 と 剛 性 分 布 のバランスを 確 認 する また 少 しのアンバランスであれば 荷 重 伝 達 が 可 能 か 確 認 する ⅱ) 部 材 応 力 が 大 きくなる 加 力 方 向 について 検 討 する 主 軸 (ロ) 主 軸 主 (イ) 主 軸 (ハ) Y Y X (c) 設 定 している 架 構 構 面 の 方 向 X 図 -2 主 軸 と 架 構 構 面 (2) (d) 建 築 構 造 設 計 基 準 及 び 同 解 説 平 成 16 年 版 ( 社 団 法 人 公 共 建 築 協 会 ) P.68

16 4 4.3 構 造 計 算 の 方 法 保 有 水 平 耐 力 8) 保 有 水 平 耐 力 における 解 析 終 了 条 件 保 有 水 平 耐 力 計 算 で 変 形 量 の 規 定 はありませんが 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 にかなり 増 分 解 析 をすすめ ています 解 析 終 了 条 件 の 定 層 間 変 形 角 の 設 定 が 適 切 かどうか 設 計 者 の 見 解 を 示 してくださ い 本 は 保 有 水 平 耐 力 計 算 の 解 析 終 了 条 件 が 定 層 間 変 形 角 によって 設 定 されていたことについ て その 建 築 物 における 層 間 変 形 角 の 設 定 値 の 適 切 性 を しています 建 築 物 は 保 有 水 平 耐 力 の 算 定 における 増 分 解 析 により 柱 梁 耐 震 壁 等 部 材 の 変 形 で 建 築 物 に 変 形 が 生 じます しかし その 変 形 量 ( 層 間 変 形 角 )の 制 限 について 明 確 な 規 定 はありません 本 では 定 層 間 変 形 角 1/50 程 度 のものが 散 見 されます 保 有 水 平 耐 力 における 解 析 終 了 条 件 は 様 々ですが 層 間 変 形 角 に 対 する 配 慮 の 一 例 を 以 下 に 示 しま す 1 本 来 保 有 水 平 耐 力 は その 建 築 物 が 崩 壊 メカニズムを 形 成 する 時 点 の 建 築 物 の 耐 力 とされています しか し 外 装 材 などの 非 構 造 部 材 の 追 随 性 スリット 幅 隣 棟 間 隔 等 を 考 慮 して 許 容 される 層 間 変 形 角 の 時 点 で 崩 壊 メカニズムが 形 成 されていない 場 合 は その 時 点 を 保 有 水 平 耐 力 とするべきと 思 われます その 崩 壊 メ カニズムに 達 する 以 前 の 保 有 水 平 耐 力 が 必 要 保 有 水 平 耐 力 を 満 足 することの 確 認 が 必 要 です ( 例 ) 靭 性 の 低 い 構 造 の 場 合 等 は 保 有 水 平 耐 力 時 の 過 度 な 変 形 量 に 追 随 できず 障 害 が 発 生 します 2 非 常 に 大 きな 層 間 変 形 角 を 設 定 した 場 合 の 変 位 には 水 平 変 位 による 付 加 的 な 力 (P-Δ 効 果 )を 考 慮 する 必 要 があります 3 地 震 動 や 解 析 モデルが 有 する 不 確 定 要 素 等 による 不 測 の 態 にも 対 応 できるように 建 築 物 には 十 分 な 耐 力 ( 強 度 )と 想 定 される 変 形 よりも 十 分 大 きな 変 形 能 力 を 確 保 することが 必 要 です (2) 設 計 者 の 対 応 例 または 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 定 層 間 変 形 角 を 次 のように 決 定 する 2)-1 設 計 者 の 対 応 例 落 下 脱 落 の 生 じる 恐 れのない 層 間 変 形 角 の 時 点 を 定 層 間 変 形 角 1/75 とし 保 有 水 平 耐 力 が 必 要 保 有 水 平 耐 力 を 満 足 することを 確 認 しました 2)-2 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1 鉄 筋 コンクリート 造 純 ラーメンの 場 合 メカニズム 時 : 下 記 2 点 のいずれか 早 く 生 じる 時 点 増 分 解 析 は 全 体 崩 壊 系 が 形 成 された 時 (メカニズム 時 )まで 行 なうことが 原 則 数 層 を 除 き 他 の 層 では 崩 壊 系 ができており ある 層 の 層 間 変 形 角 が1/50 程 度 に 達 した 時 点 保 有 水 平 耐 力 時 : ある 層 の 層 間 変 形 角 が 定 した 変 形 角 (1/100 程 度 で 定 )に 達 した 時 点

17 連 層 耐 震 壁 を 有 するラーメンの 場 合 メカニズム 時 : 下 記 3 点 のいずれか 早 く 生 じる 時 点 増 分 解 析 は 全 体 崩 壊 系 が 形 成 された 時 (メカニズム 時 )まで 行 なうことが 原 則 数 層 を 除 き 他 の 層 では 崩 壊 系 ができており ある 層 の 層 間 変 形 角 が1/100 程 度 に 達 した 時 点 いずれかの 層 の 耐 震 壁 が 最 初 にせん 断 破 壊 した 時 点 保 有 水 平 耐 力 時 : 下 記 2 点 のいずれか 早 く 生 じる 時 点 ある 層 の 層 間 変 形 角 が 定 した 変 形 角 (1/120 程 度 で 定 )に 達 した 時 点 いずれかの 層 の 耐 震 壁 が 最 初 にせん 断 破 壊 した 時 点 2 鉄 骨 造 保 有 水 平 耐 力 時 : ある 層 の 層 間 変 形 角 が 定 した 変 形 角 (1/75 程 度 で 定 )に 達 した 時 点 ( 外 装 の 変 形 追 随 性 も 考 慮 することが 大 切 です) 2001 年 版 限 界 耐 力 計 算 法 の 計 算 例 とその 解 説 ( 国 土 交 通 省 住 宅 局 建 築 導 課 他 )P.116 構 造 設 計 部 材 断 面 例 集 ( 財 団 法 人 日 本 建 築 防 災 協 会 )

18 4 4.3 構 造 計 算 の 方 法 保 有 水 平 耐 力 9) 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 の 基 礎 回 転 耐 力 の 考 慮 地 中 梁 がない 独 立 基 礎 の 建 築 物 において 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 に 定 層 間 変 形 角 をもって 保 有 水 平 耐 力 としています 柱 脚 基 礎 部 分 のモデル 化 条 件 を 満 足 できることを 確 認 して 下 さい 満 足 できない 場 合 はその 時 点 をもって 保 有 水 平 耐 力 として 下 さい 本 は 地 中 梁 のない 独 立 基 礎 の 建 築 物 において 定 層 間 変 形 角 をもって 保 有 水 平 耐 力 を 算 定 して いるために 柱 脚 基 礎 部 分 のモデル 化 について その 条 件 を 満 足 している 検 討 が 確 認 できない 設 計 に 対 す る です 上 部 構 造 の 検 討 のために 採 用 したモデル 化 において 仮 定 した 柱 脚 の 性 能 ( 固 定 度 )が 実 際 に 確 保 され ることを 適 切 な 方 法 で 確 認 することが 必 要 であると 思 われます (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1 直 接 基 礎 1) 柱 脚 の 応 力 を 基 礎 下 端 にかかる 応 力 に 換 算 し 保 有 耐 力 時 で 基 礎 スラブがその 応 力 に 対 して 許 容 値 以 内 であることを 確 認 する ( 限 界 変 形 角 で 決 定 する 場 合 変 形 が 微 少 であることを 確 認 する ) 2) 圧 縮 側 が 極 限 支 持 力 以 内 であることを 確 認 する 3)1 次 設 計 時 は 基 礎 版 の 接 地 圧 分 布 がe/l 1/6であることを 確 認 ( 浮 き 上 がらないことを 確 認 )す る 2 杭 基 礎 1) 柱 脚 の 応 力 を 基 礎 下 端 にかかる 応 力 に 換 算 し 保 有 耐 力 時 で 基 礎 スラブがその 応 力 に 対 して 許 容 値 以 内 であることを 確 認 する 2) 引 き 抜 き 側 杭 は 杭 の 引 き 抜 き 抵 抗 力 以 内 であり 杭 軸 筋 が 引 き 抜 き 力 の 許 容 値 以 内 であることを 確 認 する 3) 圧 縮 側 杭 は 降 伏 または 極 限 支 持 力 ( 杭 体 地 盤 で 決 まる 等 の 検 討 ) 以 下 であることを 確 認 する 3 基 礎 の 耐 力 上 部 構 造 モデル 化 による 応 力 上 部 構 造 の 耐 力 を 見 直 し 当 初 設 定 されている 基 礎 が 満 たすことの 出 来 る 応 力 の 時 点 をもって 保 有 水 平 耐 力 を 確 認 することが 必 要 です 構 造 計 算 適 合 性 判 定 Q&A 設 計 者 向 け [( 財 ) 愛 知 県 建 築 住 宅 センターHP 内 ] 建 築 基 礎 構 造 設 計 針 ( 日 本 建 築 学 会 ) P.103

19 4 構 造 計 算 の 方 法 4.4 浮 き 上 り 圧 壊 1) 平 面 上 部 分 的 に 鉛 直 ブレースが 配 置 された 建 築 物 を 支 点 固 定 として 保 有 水 平 耐 力 計 算 を 行 って います 当 該 ブレースが 負 担 する 水 平 力 の 割 合 が 大 きく 建 築 物 に 与 える 影 響 が 大 きいので 浮 き 上 り 圧 壊 に 対 する 検 討 を 追 加 して 下 さい 保 有 水 平 耐 力 計 算 において 支 点 に 浮 き 上 り 耐 力 を 入 力 し 部 分 的 な 浮 き 上 りを 考 慮 した 計 算 を 行 っております 基 礎 の 浮 き 上 り 耐 力 は 不 明 な 点 が 多 く また 地 盤 の 液 状 化 の 影 響 も 含 めて 実 際 の 浮 き 上 りを 正 確 に 予 測 することは 困 難 です よって 平 19 国 交 告 第 594 号 第 1 第 二 号 にあるよう に 複 数 仮 定 の 条 件 を 考 慮 して 安 全 性 の 確 認 をする 必 要 があると 考 えられますので 本 設 計 におい ては 基 礎 の 浮 き 上 りを 考 慮 しない 場 合 の 検 討 を 追 加 して 下 さい 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 において 支 点 を 固 定 として 浮 き 上 りを 考 慮 しない 解 析 を 行 っております が 非 常 に 大 きな 引 抜 力 が 生 じています 基 礎 ぐいの 支 持 力 杭 体 杭 頭 補 強 など 実 情 に 合 わせ た 検 討 を 追 加 してください 支 点 の 浮 き 上 りを 考 慮 して 保 有 水 平 耐 力 計 算 を 行 うとありますが 浮 き 上 り 支 点 耐 力 を 入 力 し ていないため 実 際 には 浮 上 りを 考 慮 しない 解 析 が 本 プログラム 上 行 われています 適 切 な 値 を 入 力 のうえ 追 加 検 討 して 下 さい 2) 一 次 設 計 において 浮 き 上 りを 考 慮 した 解 析 をしています 一 次 設 計 時 において 基 礎 の 浮 き 上 り は 認 められていませんので 浮 上 りを 拘 束 した 解 析 で 一 次 設 計 を 行 い 杭 が 短 期 許 容 引 抜 き 抵 抗 力 以 下 になっていることを 確 認 して 下 さい 直 接 基 礎 の 設 計 において 一 次 設 計 で 全 体 として 浮 き 上 りが 生 じないこと 圧 縮 側 の 接 地 圧 が 地 盤 の 短 期 許 容 支 持 力 を 超 えないことを 確 認 して 下 さい 保 有 水 平 耐 力 の 算 定 に 関 して 必 要 保 有 水 平 耐 力 の 為 の 構 造 特 性 係 数 (Ds)の 決 定 は 基 本 的 に 基 礎 固 定 ( 支 点 支 持 )にて 崩 壊 形 を 確 認 する 必 要 があります 但 し 保 有 水 平 耐 力 の 算 定 においては 支 点 ( 基 礎 )が 引 き 抜 きにより 浮 上 ること または 圧 縮 側 が 沈 む 状 態 の 時 これを 無 視 すると 建 物 の 保 有 水 平 耐 力 を 過 大 に 評 価 することがあります 従 って 保 有 水 平 耐 力 の 算 定 に 際 しては 耐 力 壁 架 構 等 の 脚 部 など 部 分 的 に 生 ずる 浮 上 りについては 実 況 に 応 じて 適 切 に 考 慮 する 必 要 があります 確 認 申 請 において これらが 不 明 解 なまま 一 貫 計 算 システムでの 数 値 が 保 有 水 平 耐 力 として 採 用 されてい ること 他 部 分 浮 上 りに 関 する 検 討 を 行 っていないものに 対 して 多 くの ( 計 算 条 件 の 確 認 )が 見 ら れます 尚 板 状 集 合 住 宅 の 梁 間 方 向 について 全 体 転 倒 となることを 確 認 し 保 有 水 平 耐 力 も 支 点 支 持 として 算 出 すること 等 は 問 題 ないと 思 われます 但 し 塔 状 建 物 の 場 合 は 全 体 で 支 点 の 圧 壊 及 び 引 き 抜 きが 生 じ ないことを 確 かめる 必 要 があります (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 ( 特 に 浮 き 上 りに 対 して 述 べる) Y2 G2 EW EW EW G2 例 : 板 状 集 合 住 宅 で 両 妻 架 構 を 除 き 連 層 耐 力 壁 架 構 の 場 合 Y Y1 G1 G1 X X1 X2 X3 図 -1 基 礎 伏 図 概 要 図 X4 X5

20 1) X 方 向 について X1-Y1 支 点 と 見 るとき 浮 上 り 抵 抗 力 として 基 礎 自 重 (と 杭 が 存 在 する 場 合 杭 の 引 き 抜 き 抵 抗 力 )を 見 込 み 浮 上 った 時 点 を 保 有 水 平 耐 力 とする また G1 梁 にて X2-Y1 支 点 (Y2 通 り も 同 様 )へ 荷 重 伝 達 できるような 対 処 した 場 合 は 支 点 支 持 と 考 え 保 有 水 平 耐 力 を 算 出 する 2) Y 方 向 について 1)と 同 様 に 浮 上 り 抵 抗 力 として 基 礎 自 重 (と 杭 が 存 在 する 場 合 杭 の 引 き 抜 き 抵 抗 力 )を 見 込 み 正 加 力 時 X2~X4-Y1 支 点 が 浮 上 った 地 点 を 保 有 水 平 耐 力 とする また G1 梁 にて X2-Y1 (X4-Y1) 支 点 の 浮 上 り 力 がX1-Y1(X5-Y1) 支 点 での 浮 上 り 拘 束 力 分 の 荷 重 伝 達 が 可 能 である の 対 処 が なされていれば 全 体 転 倒 と 考 え X1~X5-Y1 支 点 が 浮 上 った 時 点 を 保 有 水 平 耐 力 とする または 支 点 支 持 として 保 有 水 平 耐 力 を 算 出 する 3) 圧 縮 側 について 当 該 支 点 が 地 盤 ( 杭 基 礎 の 場 合 杭 )の 極 限 支 持 力 にて 沈 み 込 まないことの 確 認 を する が 望 ましい 4) また 以 下 のような 注 意 が 必 要 です ⅰ) 杭 基 礎 の 一 次 設 計 においては 浮 き 上 り 抵 抗 を 考 慮 した 上 で 支 点 に 浮 上 りを 生 じないこと 確 認 する ⅱ) 電 算 システムによる 解 析 において 浮 上 り 考 慮 としているのにかかわらず 基 礎 自 重 杭 の 引 き 抜 き 抵 抗 力 を 設 定 していないものがみられる ⅲ) 浮 き 上 りを 考 慮 しないと 定 している 場 合 解 析 後 に 支 点 に 浮 き 上 り 力 が 出 ている 時 にはその 値 が 基 礎 自 重 ( 杭 がある 場 合 は 杭 の 引 き 抜 き 抵 抗 力 を 考 慮 )の 範 囲 内 か 確 認 する ⅳ) 次 のフローに 示 す 考 え 方 もあります 極 限 浮 き 上 がり 抵 抗 力 極 限 圧 縮 耐 力 の 計 算 全 体 転 倒 の 判 断 注 全 体 転 倒 部 分 浮 上 り 注 図 1でX1 X5 通 りのY1-Y2の 中 間 部 分 に 柱 がある 場 合 本 体 にエントランス 部 などの 下 屋 が ある 場 合 には 全 体 転 倒 の 確 認 に 留 意 する 浮 き 上 がりを 考 慮 した 解 析 圧 縮 方 向 の 極 限 支 持 力 の 確 認 浮 き 上 がりを 拘 束 した 解 析 圧 縮 方 向 の 極 限 支 持 力 の 確 認 をすることが 望 まし い ( 塔 状 建 物 では 必 要 ) 浮 き 上 がり 抵 抗 力 の 明 確 さの 確 認 不 明 確 明 確 ( 直 接 基 礎 ) 浮 き 上 がりを 拘 束 した 解 析 圧 縮 方 向 の 極 限 支 持 力 の 確 認 をすることが 望 ましい ( 塔 状 建 物 では 必 要 ) 終 了 終 了 終 了 浮 き 上 がりによる 転 倒 モードの 考 え 方 の 判 断 基 準 をまとめた 参 考 資 料 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P ICBAのQ&A 構 造 関 係 基 準 に 関 する 質 疑 NO 日 本 建 築 士 務 所 協 会 連 合 会 構 造 設 計 Q&A 集 P88,89 一 次 設 計 における 基 礎 ぐい 等 の 検 討 の 考 え 方 の 判 断 基 準 をまとめた 参 考 資 料 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P287 ICBAのQ&A 構 造 関 係 基 準 に 関 する 質 疑 NO132

21 5 5.1 鉄 骨 造 剛 性 1)スラブによる 梁 剛 性 への 影 響 鉄 骨 大 梁 の 剛 性 を 床 (スタッドボルト)による 剛 性 の 影 響 を 考 慮 せずに 鉄 骨 大 梁 断 面 のみにより 応 力 解 析 が 行 われています スラブによる 剛 性 の 影 響 を 考 慮 した 場 合 も 安 全 上 問 題 ないことを 追 加 検 討 して 下 さい 大 梁 と 床 版 がスタッドボルトで 接 合 されている 場 合 梁 の 剛 性 と 耐 力 架 構 全 体 の 剛 性 に 影 響 があり 応 力 に 対 する 強 度 は 鉄 骨 のみで 取 り 切 るも 架 構 の 偏 心 率 剛 性 率 の 評 価 に 注 意 を 要 します の 如 く 鉄 骨 断 面 のみの 剛 性 評 価 に 対 して 床 版 の 合 成 効 果 を 考 慮 した 剛 性 評 価 であると 以 下 のことが 考 えられま す ⅰ) 一 般 に 建 物 の 剛 性 が 上 がり 層 間 変 形 が 小 さくなる ( 状 況 によっては 剛 性 分 布 の 変 化 により 偏 心 率 層 間 変 形 角 が 変 り 剛 性 率 が 変 化 する ) ⅱ) 梁 の 剛 性 が 上 がるので 反 曲 点 高 さの 変 動 ( 特 に 最 下 階 )が 考 えられる 例 えば 地 中 梁 はよいが2 階 梁 は 危 険 側 になるなど ( 注 意 ) スタッドボルトをスラブのせん 断 力 伝 達 要 素 ( 焼 抜 き 栓 溶 接 と 同 じ 扱 い)とし 合 成 梁 として 考 慮 せず スタッドボルトの 本 数 も 不 完 合 成 梁 の 所 要 本 数 より 少 ないものがみられますが 剛 性 率 構 造 物 の 変 形 挙 動 に 不 安 定 なことが 予 想 されますので 注 意 が 必 要 です (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1つの 考 え 方 として 下 記 で 設 計 する 1) 電 算 システムによる 解 析 においてスラブ 合 成 効 果 を 以 下 により 考 慮 します ⅰ) 日 本 建 築 学 会 編 各 種 合 成 構 造 設 計 針 同 解 説 の 当 該 から 鉄 骨 梁 とコンクリートスラブの 有 効 幅 有 効 厚 さの 全 断 面 有 効 とする 完 全 合 成 梁 として 合 成 断 面 の 曲 げ 剛 性 を 求 め その 値 の75~80%として 両 側 スラブ 付 きは φ=1.6 片 側 スラブ 付 きはφ=1.2とする ⅱ)これによる 解 析 で 層 間 変 形 偏 心 率 剛 性 率 を 算 定 する ⅲ) 梁 の 断 面 設 計 は 鉄 骨 の 断 面 性 能 のみとする ⅳ)スタッドボルトは 上 記 針 による 検 討 を 行 い ラウンドの 数 字 のピッチとします 尚 スタッドの 長 さは 床 版 厚 さの2/3 程 度 とする 2)スラブ 効 果 の 設 定 について 吹 き 抜 け 階 段 室 などの 存 在 による 両 側 スラブ 片 側 スラブの 確 認 が 必 要 です ( 電 算 システムでは 階 段 等 の 定 によりスラブの 有 無 の 判 断 を 行 うこともあります ) 3) 施 工 時 にはスラブの 合 成 効 果 は 発 揮 できていないこともありますので 注 意 が 必 要 です 各 種 合 成 構 造 設 計 針 同 解 説 日 本 建 築 学 会 p.52~

22 5 5.1 鉄 骨 造 剛 性 3) 地 中 梁 のない 基 礎 のモデル 化 地 中 梁 のある 基 礎 とない 基 礎 が 混 在 していますが 地 中 梁 なしの 部 分 は 支 点 固 定 地 中 梁 ありの 部 分 は 支 点 ピンとモデル 化 して 解 析 しています 地 中 梁 のない 独 立 基 礎 部 分 の 回 転 剛 性 の 評 価 方 法 について 説 明 して 下 さい 地 盤 及 び 基 礎 ぐいの 基 礎 ばねについては 原 則 として 設 定 せず 弾 性 剛 性 に 基 づく 応 力 算 定 を 行 なうこと とされていますが 平 19 国 交 告 示 第 594 号 第 2 第 一 号 ロで 基 礎 ばねを 考 慮 することも 規 定 されています しかし その 評 価 を 適 性 に 行 うための 十 分 な 地 盤 調 査 の 実 施 が 困 難 な 場 合 が 多 いのが 実 情 だと 思 われま す のように 地 中 梁 の 有 無 によって 地 中 梁 なしの 部 分 は 支 点 固 定 地 中 梁 ありの 部 分 は 支 点 ピ ンというように 支 点 の 扱 いをするモデル 化 に 対 して 基 礎 が 安 全 性 を 確 保 しているかの 質 疑 するもので す A (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 地 盤 の 鉛 直 方 向 の 変 形 や 基 礎 の 浮 上 りが 建 築 物 に 及 ぼす 影 響 が 大 きい 場 合 には 基 礎 ばねを 統 一 した 考 え 方 に 基 づき 設 定 して その 影 響 を 考 慮 することが 望 ましいです なお 柱 脚 部 の 設 計 において 適 切 な 方 法 によりの 応 力 を 求 め 柱 脚 礎 柱 基 礎 の 設 計 を 行 いますが 保 有 耐 力 時 に 各 部 位 がメカニズム 時 の 応 力 に 対 して 余 裕 のあることを 併 せて 確 認 する 必 要 があるものと 考 えます (イ) 地 中 梁 のない 支 点 をピンの 場 合 と 固 定 の 場 合 の2ケースで 考 慮 し 応 力 分 布 に 影 響 のでる 柱 や 梁 及 び 基 礎 の 断 面 算 定 では 安 全 側 の 応 力 を 採 用 する 考 え 方 です (ロ) 地 中 梁 がない 基 礎 ( 上 図 A)について 中 央 スパン 部 とは 別 の 地 中 梁 を 柱 と 剛 接 で 配 置 し( 図 の 破 線 ) 支 点 を ピンで 支 持 します この 地 中 梁 の 断 面 を 適 切 に 設 定 することで 柱 脚 の 曲 げモーメントを 評 価 しようとする 考 え 方 で す (ハ) 支 点 固 定 で 柱 の 反 曲 点 位 置 を 設 定 することにより 基 礎 柱 脚 の 曲 げモーメントを 評 価 しようとする 考 え 方 で す 平 19 国 交 告 示 第 594 号 第 2 及 び 技 術 的 助 言 国 住 第 1335 号 (H19/6/20) 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P401~404

23 5 鉄 骨 造 5.2 応 力 1) 荷 重 の 偏 在 による 屋 根 ブレースの 検 討 屋 根 面 ブレースの 設 計 において 全 体 の 荷 重 をならして 検 討 していますが 妻 面 外 壁 部 分 の 荷 重 等 荷 重 の 偏 在 を 考 慮 のうえブレースおよび 周 辺 梁 材 の 追 加 検 討 して 下 さい 鉄 骨 造 の 水 平 ブレースには 大 きく 二 つ 1 風 圧 力 や 地 震 力 などの 水 平 力 を 受 けた 時 に 床 面 全 体 が 一 体 として 変 位 するような 剛 床 仮 定 を 成 り 立 たせる 2 床 の 自 重 や 積 載 荷 重 による 地 震 力 上 階 からのせん 断 力 を 耐 震 要 素 や 耐 震 フレームに 伝 達 する 役 割 があります この 役 割 を 有 効 に 作 用 させるためにも 水 平 ブレースの 検 討 を 行 いその 有 効 性 を 確 認 する 必 要 がありま す 庇 外 壁 水 平 ブレースの 検 討 において 重 量 のある 庇 外 壁 特 殊 荷 重 などによる 荷 重 の 偏 在 があ る 場 合 や 水 平 抵 抗 要 素 が 偏 っている 場 合 など に 全 体 の 水 平 力 を 単 純 にブレース 総 本 数 で 除 して 問 題 ないとしている 場 合 は その 影 響 を 考 慮 した 検 討 が 求 められます 例 えば 図 1の 鉄 骨 ラーメン 構 造 のように 重 量 のある 庇 や 外 壁 があり 建 物 全 体 の 設 計 では 剛 床 仮 定 が 成 立 するとして 全 体 の 水 平 抵 抗 要 素 ( 柱 )で 均 等 に 水 平 力 を 負 担 している 場 合 は 点 線 枠 部 分 の 水 平 ブレースは 特 に 荷 重 の 偏 在 に 配 慮 した 検 討 をすることが 必 要 です 他 にも 図 2の 鉄 骨 ブレース 構 造 のように Y 方 向 加 力 時 に 全 体 の 水 平 力 を 両 端 部 の 耐 震 要 素 ( 鉛 直 ブレース)のみで 抵 抗 する 場 合 は その 層 の 水 平 力 が 両 端 部 の 鉛 直 ブレースに 伝 達 され ることを 考 慮 すると 点 線 部 分 の 引 張 り 水 平 ブ レースのみで 全 体 の 半 分 相 当 の 水 平 力 を 伝 達 で きるように 水 平 抵 抗 要 素 の 存 在 に 配 慮 した 検 討 をすることが 必 要 です 図 1 水 平 力 図 2 X Y (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 水 平 ブレースの 設 計 において 荷 重 や 水 平 抵 抗 要 素 に 偏 在 がある 場 合 は 余 裕 のある 設 計 をすることや その 偏 在 を 考 慮 し 荷 重 の 流 れを 明 確 にした 検 討 をして 対 応 する

24 5 5.2 鉄 骨 造 応 力 2)ブレースの 分 担 が 大 きい 架 構 の 水 平 力 分 担 ブレース 架 構 が 偏 在 した 平 面 計 画 となっていますが 水 平 力 分 担 率 が96%と 大 きく ラーメン 架 構 部 分 の 水 平 力 分 担 が 小 さい 状 態 になっています ラーメン 架 構 部 分 は 適 切 に 考 慮 した 負 担 面 積 範 囲 での 追 加 検 討 は 必 要 ないですか 説 明 して 下 さい 同 一 方 向 において ブレース 架 構 とラーメン 架 構 が 混 在 した 場 合 一 貫 計 算 で 一 次 設 計 及 び 二 次 設 計 時 の 水 平 力 分 担 の 大 部 分 が ブレース 架 構 で 負 担 している 場 合 に ラーメン 架 構 に 対 する 設 計 上 の 配 慮 に 対 する です ブレース ブレース 右 図 において 下 記 の 問 題 点 があります 図 1の 例 では ⅰ)2~4 通 りの 荷 重 が1,5 通 りへ 伝 達 するよう 屋 根 ブレースの 設 計 がなされてない ⅱ)1 5 通 り 架 構 の 支 点 の 浮 き 上 りが 検 討 されていない 図 2の 例 では ⅰ) 応 力 を 多 く 負 担 しているY2 列 への 荷 重 伝 達 の 検 討 がされてい ない ⅱ)Y1 列 の 耐 力 が 小 さくなりすぎる 懸 念 がある 図 1 Y2 Y1 図 2 (2) 設 計 者 の 対 応 例 図 1の 例 では ⅰ) 床 面 が 剛 床 となるよう( 荷 重 伝 達 が 可 能 ) 屋 根 ブレースの 設 計 を 行 い 併 せて 両 妻 の 架 構 ( 支 点 の 浮 き 上 りなど)の 検 討 を 行 っている ⅱ) 設 計 上 の 配 慮 として2~4の 各 列 を 屋 根 ブレースの 変 形 を 考 慮 した2~4フレームの 変 位 ( 強 制 変 位 ) 又 は ブレース 変 形 適 合 によるフレーム 解 析 により 検 討 している 図 2の 例 では 1 耐 震 要 素 が 集 中 しているY2 列 への 荷 重 伝 達 を 明 確 に 示 している ( 水 平 ブレース 及 びつなぎ 材 の 力 の 流 れに 沿 った 検 討 を 行 っている ) 2Y1 列 に 例 えば1/3 程 度 の 負 担 が 出 来 る 配 慮 を 行 っている 又 は ブレースの 配 置 を 再 考 するのも1つの 方 法 です

25 5 5.2 鉄 骨 造 応 力 3)ブレース 付 き 構 面 の 梁 の 検 討 ブレース 構 面 の 梁 には 大 きな 軸 力 が 発 生 します 軸 力 を 考 慮 して 追 加 検 討 して 下 さい 本 は 図 1のM1Lに 床 がない 工 場 等 建 屋 の 場 合 での 引 張 ブレース 架 構 における です 一 貫 計 算 プロ グラムの 多 くはブレース 構 面 の 梁 に 軸 力 が 考 慮 されていない 断 面 算 定 が 出 力 されます そのため ブレース 構 面 にある 梁 は 別 途 軸 力 と 接 合 部 のガセットプレート 及 びボルト( 径 本 数 ) 検 討 が 必 要 と なります また ブレースの 分 担 率 に 準 じた 応 力 割 増 しについて ブレース 周 辺 部 材 も 同 様 に 割 増 した 応 力 でのガセット プレート 厚 さやボルト 本 数 の 検 討 が 不 足 しているものがよくみられます RFL (ア) (ア) 直 交 軸 組 図 M1L (イ) 図 1: 軸 組 図 (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1) 図 1における 屋 根 面 から 基 礎 までの 荷 重 ( 風 荷 重 による 水 平 力 の 場 合 も ある)の 流 れに 沿 った 部 材 の 検 討 が 必 要 であり 屋 根 及 び 壁 荷 重 がブレー スに 伝 達 出 来 るよう(ア)(イ)に 示 す 部 材 の 軸 力 算 定 とその 軸 力 に 対 して 部 材 断 面 及 び 接 合 部 ( 図 2)のガセットプレート ボルトの 断 面 検 討 を 行 う 必 要 があります 2) 図 1におけるM1L RFL 等 がコンクリートスラブの 場 合 軽 微 なものは 軸 力 を 考 慮 する 必 要 性 は 少 ないと 思 われますが そうでないものは ブレース 反 力 をRCスラブの 支 圧 により 伝 達 すること 及 びスラブと 梁 の 接 合 強 度 につい ての 検 討 が 必 要 です 柱 ガセットプ レート HTB 図 2 接 合 部 要 領

26 5 5.2 鉄 骨 造 応 力 5) 間 柱 からの 影 響 を 考 慮 した 梁 の 検 討 風 圧 力 を 受 ける 間 柱 を 梁 で 支 持 していますが 間 柱 を 支 持 する 梁 に 弱 軸 方 向 曲 げが 作 用 した 時 の 検 討 を 追 加 して 下 さい 風 荷 重 が 壁 面 等 から 図 1の 如 く 小 梁 と 連 ならない 間 柱 を 介 して 伝 達 する 場 合 の ですが 部 材 間 の 納 りにより 下 記 の 問 題 検 討 があります ⅰ) 図 2の 如 く 梁 下 フランジに 取 り 付 く 場 合 の 梁 弱 軸 方 向 曲 げ 及 び 梁 の 捩 れ ⅱ) 図 3の 如 く ウェブに 取 り 付 く 場 合 での 梁 弱 軸 方 向 曲 げ ⅲ) 図 4の 如 く 小 梁 が 大 梁 に 対 して 小 さい 場 合 間 柱 と 小 梁 が 同 位 置 でも 捩 れに 対 する 検 討 但 し 点 線 で 示 す 所 要 の 性 能 を 持 ったガセットプレートがある 場 合 小 梁 の 曲 げ 強 度 の 検 討 ⅳ) 図 5の 如 く トラス 梁 の 下 弦 材 に 間 柱 が 取 り 合 う 場 合 も 下 弦 材 の 面 外 に 対 する 検 討 トラス 上 弦 材 風 圧 力 によ る 間 柱 から の 荷 重 弱 軸 曲 げ 及 び 捩 り 弱 軸 曲 げ 小 梁 トラス 下 弦 材 間 柱 梁 屋 根 伏 図 図 2 図 3 図 4 図 5 図 1 (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 の 背 景 に 記 述 した に 対 する 各 状 況 に 応 じた 対 処 が 必 要 です

27 5 5.3 鉄 骨 造 断 面 検 討 5) 梁 ウェブ 耐 力 の 評 価 角 形 鋼 管 柱 に 取 り 付 く 梁 のウェブ 耐 力 を 全 断 面 有 効 と 評 価 して 検 討 していますが 剛 性 の 低 い 柱 スキンプレートの 面 外 方 向 変 形 を 考 慮 すると 梁 ウェブ 接 合 部 の 剛 性 や 耐 力 は 小 さくなります 許 容 応 力 度 計 算 および 保 有 水 平 耐 力 計 算 において ウェブ 耐 力 を 適 切 に 考 慮 のうえ 安 全 上 支 障 ない ことを 確 認 して 下 さい 保 有 水 平 耐 力 計 算 において 梁 のウェブ 曲 げ 耐 力 は 考 慮 しないとして 検 討 しています 柱 梁 耐 力 比 の 値 が 厳 しいので 梁 ウェブの 有 効 率 を 考 慮 した 場 合 柱 梁 耐 力 比 および 崩 壊 形 に 影 響 ないこと を 確 認 して 下 さい ラーメン 骨 組 の 設 計 では 梁 が 柱 に 対 して 剛 に 接 合 されているとして 扱 っています しかし 柱 が 角 型 鋼 管 柱 のような 中 空 断 面 柱 の 場 合 梁 ウェブに 作 用 する 曲 げモーメントに 対 しては 剛 性 の 低 い 柱 のスキ ンプレートの 面 外 方 向 変 形 のため 梁 ウェブ 接 合 部 の 剛 性 や 耐 力 は 小 さくなります 告 示 では これらに 対 する 明 確 な 基 準 が 設 けられていません 一 次 設 計 時 及 び 保 有 水 平 耐 力 時 にウェブの 耐 力 を 無 視 すること は 耐 力 的 には 安 全 側 の 評 価 となりますが 柱 梁 耐 力 比 の 検 討 を 行 う 際 には 危 険 側 の 評 価 となってしまい ます 尚 梁 溶 接 部 の 梁 母 材 の 保 有 耐 力 接 合 であることの 確 認 は 必 要 です 鋼 構 造 接 合 部 設 計 針 では スキンプレート 厚 などをパラメータとした 梁 ウェブ 接 合 部 の 無 次 元 化 曲 げ 耐 力 式 が 提 案 されてます (2) 設 計 者 の 対 応 例 (2)-1 1 次 設 計 及 び 保 有 水 平 耐 力 時 については 梁 Webを 考 慮 しない 梁 断 面 性 能 により 必 要 保 有 水 平 耐 力 の 確 認 ( 柱 梁 耐 力 比 の 確 認 及 び 部 材 崩 壊 形 の 確 認 )については 梁 Web 全 断 面 を 考 慮 したもので 検 討 を 行 っています (2)-2 Webの 考 慮 について 鋼 構 造 接 合 部 設 計 針 におけるWeb 接 合 部 の 無 次 元 化 曲 げ 耐 力 の 算 定 により 説 明 し ます 下 式 により 梁 Webの 無 次 元 化 曲 げ 耐 力 を 求 め 梁 の 有 効 断 面 性 能 により 説 明 します m min 1, 4 t cf d j t b j bw F F cy wy 鋼 構 造 接 合 部 設 計 針 P133~

28 5 5.4 鉄 骨 造 接 合 部 1) 柱 サイズが 異 なる 場 合 のダイアフラムの 検 討 上 下 階 で 柱 断 面 が 異 なりダイアフラムでずれが 生 じています ダイアフラム 部 分 で 応 力 伝 達 がで きることを 確 認 して 下 さい 柱 は2 階 が 鋼 管 1 階 が 角 形 鋼 管 となっていますが ダイアフラムを 介 した 上 下 階 の 応 力 の 流 れを 説 明 して 下 さい 上 下 階 で 柱 断 面 成 が 異 なる 場 合 にダイアフラム 部 分 での 応 力 伝 達 の 配 慮 がされていないことに 対 する です (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 次 のような 対 応 例 が 考 えられます 1ダイヤフラム 板 厚 の 確 認 通 しダイアフラム 使 用 の 場 合 (D1-D2) 50mm 梁 D1 D2 tp td2 td1 柱 t2 t1 tf (D1-D2)/2 ダイアフラム 25mm 以 下 t1 t2 45 td2 下 式 を 満 たすことを 確 認 する tp t1 td1 tf td2 ((D1-D2)/2-t1+t2) かつtD2 2t2かつ16mm 2 補 剛 リブ 付 きダイアフラム 使 用 の 場 合 3テーパー 管 使 用 の 場 合 (D1-D2)>100mm 内 部 補 剛 リブ t2 t1,t2 tp D2 tp ダイアフラム t1 D1 鋼 管 構 造 設 計 施 工 針 同 解 説 日 本 建 築 学 会 P72~

29 5 5.5 鉄 骨 造 横 補 剛 (1) 横 補 剛 の 有 効 性 R 階 の 横 補 剛 材 は 水 平 変 位 を 水 平 ブレースで 拘 束 されていません 水 平 ブレースの 配 置 を 再 検 討 または 大 梁 の 横 座 屈 時 に 横 補 剛 材 を 受 ける 小 梁 が 同 時 に 横 座 屈 を 起 こさないことの 確 認 ( 面 外 に 対 する 検 討 )をして 下 さい 大 梁 の 上 端 に 横 補 剛 材 が 取 り 付 いていますが 横 補 剛 材 として 有 効 なのか 検 討 ( 補 剛 材 ボル ト GPLの 耐 力 および 補 剛 材 の 剛 性 )して 下 さい 梁 成 500 及 び350の 大 梁 に 対 し 角 形 鋼 管 100で 補 剛 材 として 有 効 であることを 説 明 して 下 さ い 鉄 骨 造 建 築 物 で 靭 性 に 期 待 する 設 計 をする 場 合 座 屈 ( 曲 げねじれ 座 屈 横 座 屈 局 部 座 屈 )の 防 止 と 接 合 部 破 断 の 防 止 が 重 要 となります 本 は その 梁 の 変 形 能 力 を 制 約 する 要 因 の 一 つである 横 座 屈 を 防 止 するために 用 いられる 横 補 剛 が 有 効 に 作 用 するために 求 められる について 確 認 をするもので す 横 座 屈 が 生 じると 梁 全 体 の 曲 げ 抵 抗 モーメントが 低 下 し 変 形 能 力 も 確 保 できません その 横 座 屈 を 制 御 する 方 法 としては 適 切 な 横 補 剛 間 隔 ( 均 等 間 隔 または 端 部 に 近 い 部 分 に 設 ける)を 設 定 し 横 補 剛 材 を 設 けることが 有 効 な 方 法 として 用 いられています その 横 補 剛 材 を 設 ける 際 有 効 に 作 用 するための 必 要 な 条 件 として 1 横 補 剛 材 の 水 平 変 位 を 拘 束 す るような 架 構 を 設 けている 2 横 補 剛 材 が 適 当 な 強 度 と 剛 性 をもっているなどの 条 件 があげられます 1 横 補 剛 材 の 水 平 変 位 の 拘 束 について 図 Aにおいては 横 方 向 の 横 補 剛 材 は 水 平 ブレー スで 水 平 変 位 を 拘 束 されていますが 縦 方 向 の 横 補 剛 材 は 水 平 変 位 が 拘 束 されていないため 大 梁 の 横 座 屈 を 有 効 に 拘 束 することができません 他 にも 図 Bのようにスタッドなどのついた 梁 にお いて 上 端 フランジは 剛 性 の 高 いスラブに 取 り 付 いて 拘 束 されていますが 下 端 フランジが 圧 縮 に なった 時 の 拘 束 を 配 慮 していない 場 合 などもあり ます 従 って 横 補 剛 材 は 単 に 大 梁 の 圧 縮 側 フランジ 間 をつなぐだけでなく 適 切 な 位 置 に 補 剛 材 の 移 動 を 拘 束 する 架 構 を 設 ける(イ)ことや 水 平 ブレー スを 横 補 剛 材 の 移 動 を 有 効 に 拘 束 するような 配 置 とする 配 慮 をする(ロ) 必 要 があります 2 横 補 剛 材 の 強 度 と 剛 性 について 図 A 図 B (イ) 端 部 をトラス 状 にする (ロ) 各 パネル 毎 にブレースを 設 ける これは 横 補 剛 材 自 身 が 大 梁 の 圧 縮 フランジの 横 移 動 を 拘 束 するために 必 要 な 強 度 と 剛 性 を 持 っている ことを 確 認 する 必 要 性 について 述 べたものです 横 補 剛 材 に 必 要 な 強 度 と 剛 性 がなければ 横 座 屈 によ る 大 梁 の 曲 げ 抵 抗 モーメントの 低 下 防 止 に 有 効 に 作 用 しません 鋼 構 造 塑 性 設 計 針 ではこの 横 補 剛 材 に 必 要 な 強 度 と 剛 性 を 次 のように 定 めています H 形 断 面 梁 に 設 ける 横 補 剛 材 は σya F=0.02C C= 2 なる 集 中 横 力 Fを 圧 縮 フランジ 位 置 に 作 用 させた 場 合 に 十 分 な 強 度 を 有 し かつ C k 5.0 なる 剛 性 を 有 しなければならない b

30 以 上 のことを 考 慮 のうえ 保 有 耐 力 横 補 剛 を 満 足 させた 設 計 においても 横 補 剛 材 を 有 効 に 作 用 させる ため これらの 諸 条 件 を 同 時 に 検 討 配 慮 しておく 必 要 があります (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 に 例 1 横 補 剛 材 の 水 平 変 位 の 拘 束 について 横 補 剛 材 を 設 ける 際 は 横 補 剛 材 が 大 梁 の 横 座 屈 防 止 に 有 効 に 作 用 するように 水 平 ブレース 等 の 部 材 を 配 置 するなどして 水 平 変 位 を 拘 束 する 配 慮 が 必 要 です 図 A(ロ) 図 B(イ) 2 横 補 剛 材 の 強 度 と 剛 性 について 横 補 剛 材 を 設 ける 際 は その 大 梁 に 対 して 用 いる 横 補 剛 材 の 強 度 と 剛 性 があることを 確 認 しておく 必 要 があります O Me B F e F A e 図 C ここで 考 え 方 の 一 例 として 上 記 のようなディティールについて 鋼 構 造 塑 性 設 計 針 の 式 を 用 いる σ y A 下 端 フランジが 圧 縮 になった 時 にF=0.02 がA 点 に 横 方 向 に 作 用 すると 考 え 2 O 点 にかかる 力 としては 軸 方 向 力 F と 曲 げモーメント Me=F e があります この 応 力 に 対 して 横 補 剛 材 およびその 周 辺 部 材 (GPL 厚 さ ボルト 本 数 と 間 隔 )を 検 討 し 横 補 剛 材 の 有 効 性 を 確 認 することが 必 要 です 横 補 剛 例 (A) 方 づえによる 下 端 フランジの 横 補 剛 例 (B)スチフナによる 下 端 フランジの 横 補 剛 例 スタッドにより 上 フランジの 固 定 度 確 保 が 必 要 (C) 下 端 フランジの 横 補 剛 例 (A) (C)は 片 側 のみで 可 の 場 合 もある 鋼 構 造 塑 性 設 計 針 P96~

31 5 5.6 鉄 骨 造 保 有 水 平 耐 力 1)FD 部 材 がある 場 合 の 保 有 水 平 耐 力 R 階 梁 で 横 補 剛 不 足 としてFD 部 材 がありますが 保 有 水 平 耐 力 (FD 部 材 )はR 階 梁 にヒンジ 発 生 後 の 定 層 間 変 形 角 になっています この 場 合 横 補 剛 不 足 の 梁 に 最 初 にヒンジを 生 じた 時 点 を 保 有 水 平 耐 力 としてください そうしない 場 合 は 横 座 屈 発 生 以 降 の 変 形 で 保 有 水 平 耐 力 を 採 用 す る 適 切 性 について 説 明 してください 保 有 水 平 耐 力 算 定 において 保 有 耐 力 横 補 剛 を 満 足 しない 梁 部 材 がある 場 合 で その 部 材 にヒンジが 発 生 した 後 も 荷 重 増 分 解 析 し 定 層 間 変 形 角 に 達 した 時 点 を 保 有 水 平 耐 力 としているケースがあります 一 般 的 な 構 造 計 算 プログラムでは 保 有 水 平 耐 力 の 増 分 解 析 法 は 部 材 の 降 伏 後 に 耐 力 を 一 定 に 保 つ 解 析 を 行 っており 横 座 屈 発 生 後 の 急 激 な 耐 力 低 下 に 伴 う 降 伏 後 の 挙 動 を 的 確 に 想 定 した 解 析 はできません 従 って そのような 部 材 を 含 む 建 物 を 解 析 する 場 合 はそれらの 挙 動 を 把 握 した 上 で 適 切 な 設 計 を 行 う 必 要 があります (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 1 構 造 計 画 上 は FA~FC 部 材 の 採 用 が 望 ましい 2やむを 得 ず 保 有 耐 力 横 補 剛 を 満 足 しない 部 材 を 使 用 する 場 合 その 梁 に 最 初 にヒンジが 生 じた 時 点 を 保 有 水 平 耐 力 とする 上 記 の は 保 有 耐 力 横 補 剛 を 満 足 しない 部 材 ( 種 別 D)がある 場 合 の ですが 種 別 Dとなる 部 材 群 であっても Dsの 値 に 対 応 する 靭 性 を 期 待 しているのが 前 提 です したがって 最 大 のDsを 採 用 したか らといって FD 部 材 や 保 有 耐 力 横 補 剛 を 満 足 しない 部 材 などを 無 制 限 に 使 用 してもよいということにはな りません 1の 通 り 構 造 計 画 上 は 保 有 耐 力 横 補 剛 を 満 足 させることが 望 ましいといえます 鋼 構 造 塑 性 設 計 針 ( 日 本 建 築 学 会 ) P89 ( 財 ) 建 築 技 術 教 育 普 及 センター 構 造 一 級 建 築 士 資 格 取 得 テキスト P286

32 5 5.6 鉄 骨 造 保 有 水 平 耐 力 3) 鉄 骨 造 の 地 中 梁 におけるヒンジ 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 に 地 中 梁 にヒンジが 多 数 形 成 されています 建 築 物 のDsとして 上 部 鉄 骨 造 の Dsを 採 用 していますが ヒンジが 多 くできる 地 中 梁 (RC 部 材 )のDsを 採 用 する 必 要 はありません か 下 記 のように 上 部 構 造 が 鉄 骨 造 で 地 中 梁 がRC 造 の 場 合 において Ds 算 定 時 に 降 伏 ヒンジが 地 中 梁 に 発 生 した 場 合 部 材 の 種 別 が 同 じ( 例 えばFA)であっても 鉄 骨 造 と 鉄 筋 コンクリート 造 では 構 造 特 性 係 数 Ds の 値 が 異 なるため その 設 定 に 配 慮 を 求 めた です FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA FA (RC 地 中 梁 ) 本 物 件 の 場 合 柱 基 部 の 終 局 耐 力 はそのほとんどにおいて 基 礎 梁 の 曲 げ 降 伏 で 決 定 しています 保 有 水 平 耐 力 が 鉄 筋 コンクリート 造 の 降 伏 した 時 の 耐 力 である 場 合 Dsはより 大 きな 値 となる 鉄 筋 コンクリート のDs 値 の 採 用 に 対 する 配 慮 が 必 要 ということです 鉄 骨 造 で 地 中 梁 にヒンジが 発 生 している 場 合 のDs 値 は 慎 重 に 取 り 扱 う 必 要 があります (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 ⅰ) 基 本 的 には 地 中 梁 を 先 行 降 伏 させず 鉄 骨 柱 脚 に 降 伏 ヒンジが 発 生 するようにする その 場 合 は 鉄 骨 造 としてDs 値 を 採 用 する ⅱ) 地 中 梁 に 相 当 数 のヒンジが 発 生 し その 層 の 変 形 能 力 が 地 中 梁 で 支 配 される 場 合 には 鉄 筋 コンク リート 造 のDs 値 採 用 も 考 慮 に 入 れる 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P361~

33 5 5.6 鉄 骨 造 保 有 水 平 耐 力 (5) 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 における 圧 縮 ブレースの 考 慮 K 形 ブレースの 保 有 水 平 耐 力 は 圧 縮 側 ブレース 座 屈 時 の 耐 力 となっているか 確 認 して 下 さい 保 有 水 平 耐 力 計 算 時 に 圧 縮 ブレースの 座 屈 後 も 解 析 を 続 けていますが 一 般 的 に 圧 縮 ブレース は 座 屈 後 に 耐 力 低 下 が 生 じます 従 って 座 屈 後 も 耐 力 を 維 持 したまま 解 析 を 進 めることは 適 切 ではないと 考 えられます 座 屈 後 の 圧 縮 ブレースの 耐 力 ( 座 屈 後 安 定 耐 力 )を 適 切 に 考 慮 のう え 追 加 検 討 して 下 さい 一 般 的 な 構 造 計 算 プログラムにおいて 保 有 水 平 耐 力 計 算 の 増 分 解 析 法 は 部 材 の 降 伏 後 に 耐 力 を 一 定 に 保 つ 想 定 で 解 析 を 行 っており せん 断 破 壊 のように 急 激 な 耐 力 低 下 のおこる 部 材 の 挙 動 を 正 確 に 想 定 した 解 析 はしていません 従 って そのような 部 材 を 含 む 建 物 の 保 有 水 平 耐 力 計 算 を 増 分 解 析 法 で 行 う 場 合 はそれらの 挙 動 を 把 握 した 上 で 慎 重 に 設 計 を 行 う 必 要 があります 本 例 の 圧 縮 筋 かいにおいて 筋 かい 付 き 架 構 を 含 む 建 物 を 増 分 解 析 法 で 設 計 する 場 合 も 同 様 の 問 題 が 考 えられます 圧 縮 筋 かいは 軸 圧 縮 力 を 受 けて 座 屈 耐 力 に 達 した 後 変 形 に 対 して 軸 力 が 単 調 減 少 し( 細 長 比 にもよりますが) 座 屈 耐 力 の1/3 程 度 の 座 屈 後 安 定 耐 力 に 落 ち 着 くことが 知 られていま す 座 屈 後 安 定 耐 力 については 鋼 構 造 限 界 状 態 設 計 針 同 解 説 (1998) 建 築 耐 震 設 計 における 保 有 耐 力 と 変 形 性 能 (1990) 鋼 構 造 座 屈 設 計 針 (1996)などの 文 献 で 述 べられていますが 鋼 構 造 限 界 状 態 設 計 針 同 解 説 (1998)では 座 屈 後 安 定 耐 力 を 有 効 細 長 比 λ B に 応 じて 次 のような 式 で 提 案 しています Nu=Ny λ B 0.15 (a) Nu= 1 11λ B Ny 0.15<λ B 0.3 (b) Nu= 1 6λ B Ny λ B >0.3 (c) (λ B は 鋼 構 造 限 界 状 態 設 計 針 同 解 説 (1998) 参 照 ) これらのことを 考 慮 すると 圧 縮 筋 かいが 座 屈 耐 力 に 達 した 場 合 は 無 条 件 に 増 分 解 析 を 進 めて 保 有 水 平 耐 力 を 算 定 することは 適 切 ではないと 考 えられます N N ( 座 屈 耐 力 ) Nu( 座 屈 後 安 定 耐 力 ) (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 N 実 際 の 設 計 において このような 圧 縮 筋 かいを 含 む 筋 かい 付 き 架 構 を 増 分 解 析 法 で 保 有 水 平 耐 力 計 算 を 行 う 際 には こういった 挙 動 を 把 握 した 上 で 適 切 に 設 計 を 行 う 必 要 があります なお 保 有 耐 力 接 合 を 満 足 していることの 確 認 も 前 提 条 件 として 必 要 です

34 1DsおよびFesの 計 算 における 配 慮 考 え 方 など 1)Dsを 求 める 為 の 増 分 解 析 においては 他 の 不 安 定 となっていない 部 分 架 構 について 崩 壊 メカニズム 時 の 応 力 状 態 で 部 材 種 別 を 判 断 するために( 筋 かい 材 の 細 長 比 によりますが) 筋 かい 材 が 座 屈 耐 力 に 達 した 時 の 負 担 軸 力 を 保 持 したまま 増 分 解 析 を 行 い Ds 算 定 時 崩 壊 メカニズムを 決 定 した 2) 常 時 荷 重 を 負 担 させている 筋 かい 材 ( 例 えばK 型 ブレース 等 )が 座 屈 耐 力 に 達 した 場 合 に 当 該 部 材 のある 層 のDsを0.5と 扱 い 構 造 耐 力 上 の 安 全 性 を 確 保 するための 配 慮 をした 3) 筋 かい 付 き 架 構 のFesを 算 出 する 際 の 偏 心 率 および 剛 性 率 は 1 次 設 計 時 の 座 屈 荷 重 以 前 の 剛 性 を 用 いて 算 定 した 4)K 型 ブレースにおいては 圧 縮 筋 かい 降 伏 後 筋 かいが 交 わる 梁 中 央 部 で 梁 が 降 伏 する 場 合 もある ため 周 辺 部 材 接 合 部 も 含 めた 検 討 を 行 った 2 保 有 水 平 耐 力 の 計 算 における 設 計 者 の 対 応 例 1) 筋 かいが(a)に 該 当 するような 部 材 であったため 圧 縮 筋 かいが 座 屈 耐 力 に 達 したあとも 耐 力 を 保 持 できるものと 判 断 して 増 分 解 析 を 続 行 した 2) 圧 縮 引 張 に 関 わらず いずれかの 筋 かいが 座 屈 耐 力 に 達 した 時 点 で 保 有 水 平 耐 力 を 算 定 した 3) 圧 縮 筋 かいの 細 長 比 が 十 分 大 きく 圧 縮 耐 力 が 期 待 できないと 判 断 されるため 圧 縮 材 の 剛 性 耐 力 を 無 視 して 設 計 した (ただし 剛 性 率 偏 心 率 算 定 時 には 圧 縮 筋 かいの 影 響 を 考 慮 することが 必 要 な 場 合 も 考 えられます ) 4) 圧 縮 筋 かい 材 の 座 屈 後 のエネルギー 吸 収 能 力 を 期 待 して 圧 縮 筋 かい 材 の 軸 力 - 変 形 曲 線 におい て 座 屈 後 安 定 耐 力 を 降 伏 耐 力 と 見 なしたバイリニアモデルとして 扱 い 引 張 筋 かいの 耐 力 曲 線 との 変 形 の 適 合 性 を 考 慮 して 加 え 合 わせる 方 法 を 採 用 した なお その 場 合 も 実 挙 動 は 座 屈 後 安 定 耐 力 よりも 高 い 軸 力 である 座 屈 耐 力 を 経 て 座 屈 後 安 定 耐 力 となることを 考 慮 して 座 屈 耐 力 時 においても 筋 かい の 周 辺 架 構 ( 部 材 接 合 部 等 )の 安 全 の 検 討 も 行 った N ( 座 屈 耐 力 ) N Nu( 座 屈 後 安 定 耐 力 ) モデル 化 Nu 2007 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P328~ P333~ P497~ 鋼 構 造 限 界 状 態 設 計 針 同 解 説 (1998) P132~ 建 築 耐 震 設 計 における 保 有 耐 力 と 変 形 性 能 (1990) P317~ 鋼 構 造 座 屈 設 計 針 (1996)P65~

35 5 5.7 例 鉄 骨 造 納 まり 1) 庇 吊 材 柱 及 び 片 持 ち 梁 の 取 り 合 い 庇 吊 材 柱 及 び 片 持 ち 梁 の 各 取 合 い 部 について 地 震 時 面 外 方 向 の 検 討 して 下 さい 本 は 図 に 示 す 鉄 骨 造 の 吊 庇 の 梁 を 受 けるガセットプレート 等 の 検 討 の です 通 常 庇 の 水 平 剛 性 を 保 つ 水 平 ブレースは 外 壁 との 納 まりの 関 係 から 梁 端 部 から 少 し 離 れた 位 置 に 取 り 付 くこと から 水 平 力 に 対 して 様 々な 応 力 が 発 生 します 具 体 的 には 下 図 の 様 に 長 期 応 力 として 軸 方 向 力 せ ん 断 力 が 発 生 し 短 期 応 力 としては 長 期 応 力 にプラスされて 地 震 時 水 平 力 として 面 外 曲 げモーメン ト 水 平 方 向 のせん 断 力 が 発 生 するため これらを 組 み 合 わせて 断 面 算 定 する 必 要 があります QL QE NL ME 詳 細 図 ( 長 期 応 力 ) 伏 図 ( 地 震 時 応 力 ) 加 力 (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 M 面 外 方 向 の デ M- 図 庇 の 重 量 が 大 きい 場 合 地 震 時 のガセットプレートに 発 生 する 面 外 曲 げモーメントも 大 きくなり 注 意 が 必 要 です 例 として 左 図 の 様 なモデルにて 検 討 する 方 法 もあります また プレートで は 処 理 できない 場 合 は H 形 鋼 のブラケットを 配 置 する 方 法 も 考 えられます また 風 の 吹 き 上 げ 時 の 検 討 において 吊 り 材 を 受 けるガセット プレートは 圧 縮 力 を 受 けるため それが 座 屈 を 考 慮 した 許 容 圧 縮 応 力 度 以 下 であること 及 びボルトのせん 断 力 以 下 であることの 確 認 も 必 要 です

36 5 鉄 骨 造 5.8 クレーン 1) クレーン 走 行 時 の 長 期 水 平 荷 重 ( 走 行 方 向 及 び 直 角 方 向 )について 説 明 して 下 さい クレーン 鉛 直 荷 重 の 架 構 への 追 加 入 力 の 理 由 を 説 明 して 下 さい 屋 根 を 剛 床 として 計 算 する 場 合 クレーンによる 長 期 及 び 地 震 時 の 水 平 荷 重 を 全 フレームで 負 担 することになります クレーンによる 水 平 荷 重 は 近 接 フレームのみで 負 担 する 条 件 で 検 討 を 追 加 して 下 さい クレーンが 建 物 の 一 方 向 に 寄 った 場 合 の 偏 心 率 の 考 え 方 を 説 明 して 下 さい クレーンが 1スパン 間 に2つ 近 接 した 場 合 の 検 討 を 追 加 して 下 さい 2 台 のクレーンが1 本 の 柱 の 両 側 に 近 接 する 場 合 の 検 討 を 追 加 して 下 さい 2) クレーンの 走 行 方 向 と 直 交 方 向 に 荷 重 が 作 用 した 場 合 のバックガーダーの 検 討 は 必 要 ないです か クレーン 付 き 工 場 建 屋 等 の 設 計 において クレーンによる 荷 重 応 力 の 算 定 に 下 記 等 の に 不 明 解 な ことがみられ が 出 されます 1) クレーン 付 き 工 場 建 屋 等 の 設 計 において 近 年 全 て 解 析 システムにて 一 貫 計 算 で 行 う が 多 く ⅰ) クレーンによる 荷 重 条 件 がわかりにくいものⅱ) 剛 床 仮 定 による 解 析 でクレーン 荷 重 等 を 建 物 全 体 に 配 分 して 解 析 するものがよく 見 られます 2) クレーンによる 荷 重 条 件 はスパン 上 のどこにクレーンがあるのか 複 数 基 ある 場 合 は 近 接 条 件 はどの ようになっているか 不 明 確 なものも 多 く 見 られます 3) クレーン 走 行 時 の 水 平 力 ( 走 行 方 向 及 びそれとの 直 行 方 向 )が 明 確 に 提 示 されていないものも 多 く 見 られます 4) 1) と 相 まって 多 く 見 られるのは 桁 方 向 ではブレースへ 梁 間 方 向 ではラーメン 架 構 への 荷 重 の 流 れが 充 分 に 説 明 ないものがあります 5) クレーンガーダーの 変 形 面 外 方 向 の 応 力 処 理 及 び 変 形 の 確 認 が 不 充 分 なものが 多 くあります 6) 剛 床 仮 定 による 偏 心 率 算 定 は1) ⅱ)と 相 まって 不 適 切 と 思 われるものがあります (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 クレーン 付 き 建 屋 の 設 計 に 於 いて クレーン 部 荷 重 の 設 定 部 材 の 応 力 断 面 検 討 に 以 下 に 挙 げる に 留 意 願 います 1) クレーン 稼 動 による 長 期 荷 重 として 次 のように 考 える 鉛 直 荷 重 Pv= 車 輪 加 重 1.2(クレーン 走 行 速 度 が60m/min 未 満 は1.1) 走 行 方 向 水 平 荷 重 PL= 車 輪 荷 重 0.15 走 行 方 向 に 直 角 な 水 平 荷 重 Ps= 車 輪 荷 重 0.1 2) 2)に 準 じた 明 確 な 荷 重 条 件 で 上 記 1)を 考 え 柱 からのブラケット クレーンガー ダーの 検 討 を 行 う クレーンガーダーについては 上 フランジ 面 外 方 向 の 断 面 性 能 (これで 不 足 しているものはバックガー ダーを 構 成 )にて 応 力 たわみの 検 討 を 行 う 3) このブラケットによる 応 力 を 付 加 して 張 間 方 向 架 構 の 長 期 応 力 による 検 討 を 行 う 4) 長 期 水 平 力 及 び 地 震 時 水 平 力 については 桁 方 向 にあっては 近 傍 3~4スパン 梁 間 方 向 にあってはク レーン 載 荷 の1つの 架 構 もしくは 屋 根 ブレース 等 による 荷 重 伝 達 を 考 慮 した2~3 列 分 の 架 構 にて 処 理 す る 桁 方 向 においては ブレース 架 構 が 多 く 見 られるが このブレース 架 構 までの 力 の 流 れが 明 示 され ていることが 大 切 です

37 R 階 伏 図 あ い う ガーダー 階 伏 図 クレーンによる 応 力 について 桁 方 向 は(あ) 示 の 近 傍 3~4スパン 張 間 方 向 は(い) 示 の1 架 構 又 は(う) 示 の2~3 列 分 架 構 にて 水 平 力 処 理 を 行 う え クレーンガーダー え バックガーダーの 構 成 ⅰ)ガーダー 上 フランジ 面 外 性 能 で 処 理 ⅱ)バックガーダーを 構 成 する ⅲ)ガーダー 受 けのブラケット 部 材 はガーダーと 同 部 材 程 度 以 上 とする ⅰ)ⅱ)いずれも(え) 示 の 支 持 と 考 えられるつなぎ 材 が 必 要 となる 鋼 構 造 設 計 規 準 - 許 容 応 力 度 設 計 法 - ( 日 本 建 築 学 会 ) 天 井 クレーン 支 持 架 構 の 設 計 ー 実 例 とその 解 説 ー ( 高 橋 慶 夫 : 丸 善 株 式 会 社 ) 建 築 基 準 法 改 正 に 基 づく 構 造 設 計 Q&A 集 No.25 ( 社 団 法 人 日 本 建 築 士 務 所 協 会 連 合 会 ) S 建 築 構 造 の 設 計 P164~ ( 社 団 法 人 日 本 建 築 構 造 技 術 者 協 会 )

38 6 6.1 鉄 筋 コンクリート 造 剛 性 2)3 方 スリットのある 無 開 口 壁 の 剛 性 評 価 3 方 スリットをある 無 開 口 壁 ( 垂 壁 等 )の 剛 性 をどのように 評 価 しているか 説 明 して 下 さい 3) 腰 壁 垂 壁 付 き 梁 の 剛 性 評 価 成 の 大 きいパラペットや 垂 壁 腰 壁 が 取 付 いている 梁 の 剛 性 評 価 について 過 小 評 価 ではないか と 思 いますが 設 計 上 の 考 え 方 を 説 明 して 下 さい RC 造 建 築 物 においては 部 材 の 剛 性 を 的 確 に 評 価 することは 困 難 であり 腰 壁 垂 れ 壁 などの 壁 付 き 梁 に 関 してもさまざまな 方 法 が 提 案 されていますが どの 解 説 書 も 十 分 な 説 明 はなく 決 まった 評 価 方 法 と いったものはありません 原 則 としては 耐 力 上 無 視 するものであっても 剛 性 については 告 示 平 19 国 交 告 第 594 号 第 2 第 1 号 に 規 定 されている 通 り 弾 性 理 論 に 基 づいて 評 価 することとされています 下 記 (ⅱ)のように 略 算 法 により 等 価 断 面 積 で 計 算 することがありますが 等 価 断 面 の 考 え 方 によっては 大 梁 の 剛 性 が 大 きく 変 わり 部 材 応 力 や 偏 心 率 等 の 算 定 に 対 し 必 ずしも 安 全 側 ではない 検 討 がなされて いるケースがあります (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 下 記 のいずれかで 評 価 し その 方 法 考 え 方 を 設 計 方 針 に 明 示 する (ⅰ) 精 算 法 断 面 2 次 モーメントは 全 断 面 について 算 定 する 3 方 スリット 無 開 口 壁 の 場 合 慣 例 的 には 垂 れ 壁 成 の1/2 程 度 を 考 慮 し 断 面 2 次 モーメントを 算 定 する 場 合 があります なお この 場 合 はこの 周 辺 に 応 力 が 集 中 し 他 の 部 分 が 危 険 側 になっていないかの 検 討 が 望 ましい (ⅱ) 略 算 法 ( 一 例 ) (O) (A) (B) (C) h1 h1 H D D H H D D h2 h2 b D=35cm 75cm t=15cm h1=70cm h2=50cm t b Ⅰ=8.18Io Io: 梁 のみの 断 面 2 次 モーメント t Ⅰ=11.4Io 断 面 積 と 壁 を 含 む 成 が(O)と 等 しい 長 方 形 断 面 に 置 換 する b Ⅰ=4.79Io 断 面 積 と 幅 が(O)と 等 し い 長 方 形 断 面 に 置 換 する b Ⅰ=1.69Io 断 面 積 と 壁 を 含 まない 成 が (O)と 等 しい 長 方 形 断 面 に 置 換 する

39 例 として 上 記 の3つの 方 法 で 計 算 すると 大 梁 の 剛 度 増 大 率 はφ=1.7~11.4となる 一 方 有 限 要 素 法 による 弾 性 解 析 によれば φ=4.29となることから (B)の 評 価 方 法 とほぼ 同 じ 結 果 となる ( 建 築 構 造 問 題 快 答 集 5 P170 参 照 ) 従 って 今 回 は(B)の 方 法 で 剛 性 を 評 価 した なお 現 状 では(C)による 検 討 が 多 く 採 用 されています 但 し 当 該 壁 が 平 面 的 に 建 物 の 片 側 のみに 偏 在 し 偏 心 等 に 影 響 が 懸 念 される 場 合 には 腰 壁 垂 れ 壁 の 剛 性 を 過 小 評 価 しない 方 法 で 評 価 し 偏 心 及 び 応 力 集 中 を 把 握 することが 必 要 です ( 備 考 ) 精 算 法 では 壁 の 取 り 付 く 部 材 に 応 力 集 中 し ストリップ 部 材 が 危 険 側 となることもある 以 下 は 大 臣 認 定 プログラム(SEIN La CREA 認 定 版 )の 設 計 者 定 による 評 価 方 法 です (イ) 腰 壁 垂 壁 は 全 断 面 有 効 (ロ) 腰 壁 袖 壁 は 無 視 (ハ) 断 面 積 と 幅 が 等 しい 長 方 形 断 面 ( 二 ) 断 面 積 と 成 が 等 しい 長 方 形 断 面 D D D D b b b b 腰 壁 垂 壁 と 大 梁 の 剛 性 の 関 係 但 し (ハ)と( 二 )は 大 臣 認 定 の 適 用 範 囲 外 となっています 構 造 設 計 Q&A 集 ( 社 ) 日 本 建 築 士 務 所 協 会 連 合 会 P162 建 築 構 造 問 題 快 答 集 5 P 年 版 建 築 物 の 構 造 関 係 技 術 基 準 解 説 書 P285

40 6 6.2 鉄 筋 コンクリート 造 応 力 1) 下 階 壁 抜 け 通 りの 隣 接 通 りへのせん 断 力 の 伝 達 2 通 りの 連 層 耐 力 壁 1 階 は 下 階 壁 抜 けです 2 階 以 上 の 地 震 力 が 隣 接 する1 3 通 りの1 階 の 壁 に 伝 達 可 能 かどうか2 階 スラブの 検 討 を 追 加 して 下 さい 本 は 1 階 のみ 中 央 の 連 層 耐 力 壁 が 抜 けている 建 築 物 について 2 階 以 上 の 階 の 中 央 にある 連 層 耐 力 壁 が 負 担 しているせん 断 力 が1 階 において 2 階 床 スラブを 介 して 両 側 の 耐 力 壁 に 移 行 するため そのせん 断 力 が2 階 床 スラブで 伝 達 可 能 かどうかの 検 討 を 求 める です 例 (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 EW 2000kN 2000kN 加 力 EW EW 2000kN 2 階 伏 図 Σ6000kN 力 1 階 伏 図 Σ6800kN EW 3200kN 200kN 200kN 加 EW 3200kN ここで 2 階 床 部 分 に 作 用 する 地 震 力 が900KNであったとし 3 構 面 に 均 等 に 作 用 すると 仮 定 すると 2 通 りに 作 用 する 地 震 力 は 900/3=300KNになるものとします 例 では 2 通 りの2 階 EWの 負 担 せん 断 力 は 2000KNですが 1 階 柱 の 負 担 せん 断 力 は 200KN 2=400KN となっています この400KNには2 通 りの2 階 床 部 分 に 作 用 する 地 震 力 (300KN)が 含 まれていることから ( )/2=950KNのせん 断 力 が2 階 床 スラブを 介 して 両 側 の 耐 震 壁 に 移 行 したことになりま す この 面 内 せん 断 力 がコンクリートの 短 期 許 容 せん 断 力 ( 鉄 筋 非 考 慮 ) 以 下 であることを 確 認 します また 保 有 水 平 耐 力 時 については 面 内 せん 断 耐 力 を0.1Fc 程 度 として 検 討 する 方 法 もあります 同 様 なケースとして 杭 の 水 平 力 の 検 討 について 全 杭 に 均 等 にせん 断 力 を 負 担 させる 場 合 や 地 下 階 のあ る 建 築 物 で1 階 と 地 下 階 で 耐 震 要 素 の 配 置 にずれがある 場 合 等 についても 同 様 な 検 討 が 必 要 です )に 類 似 の 解 説 有 高 層 建 築 物 の 構 造 設 計 実 務 P68~71 235~237 RC 建 築 構 造 の 設 計 ( 社 団 法 人 日 本 建 築 構 造 技 術 者 協 会 ) P289)

41 6 6.2 鉄 筋 コンクリート 造 応 力 (6)エレベーターシャフト 及 び 屋 外 階 段 の 鉛 直 荷 重 と 水 平 荷 重 構 造 計 算 概 要 書 の 構 造 上 の 特 徴 において エレベーターシャフト 及 び 屋 外 階 段 の 鉛 直 荷 重 は 直 下 の 基 礎 で 支 持 するものとし 水 平 荷 重 は 建 築 物 本 体 で 支 持 するものとの 記 載 がありま す しかし エレベーター 部 壁 を 耐 力 壁 としてエレメント 置 換 させ 自 ら 抵 抗 するものと 考 え ています 耐 力 壁 の 条 件 の 可 否 および 剛 性 評 価 と 偏 心 率 の 計 算 を 含 め 設 計 内 容 を 明 確 に 説 明 して 下 さい 共 同 住 宅 等 で 外 部 階 段 やエレベーターシャフトなどが 本 体 建 物 より 外 部 側 に 突 出 して 配 置 された 場 合 に この 部 分 の 鉛 直 荷 重 と 水 平 力 の 負 担 方 法 剛 性 評 価 などについての 確 認 を 求 めるものです 本 体 に 対 して 突 出 部 分 の 規 模 が 小 さくても 建 物 全 体 に 与 える 影 響 を 無 視 する はできません 従 っ て 突 出 部 分 の 影 響 を 考 慮 して 安 全 の 確 認 をする 必 要 があります 実 際 の 設 計 においては 突 出 部 分 をどのように 設 計 するか 設 計 方 針 を 定 め その 方 針 に 沿 ってモデ ル 化 し 設 計 をする 必 要 があります 次 に 実 際 の 設 計 において 問 題 となるケースが 多 い をあげま す 外 部 階 段 など 建 物 本 体 1 鉛 直 荷 重 と 水 平 力 の 負 担 について 一 般 的 な 設 計 として 鉛 直 荷 重 を 自 身 の 柱 や 壁 などで 基 礎 に 直 接 伝 達 し 水 平 力 は 本 体 に 負 担 させ る 方 法 があります この 場 合 突 出 部 分 の 本 体 への 取 付 け 部 の 応 力 伝 達 等 について 検 討 を 行 い モデ ル 化 で 仮 定 した 条 件 が 実 際 に 確 保 されることを 適 切 な 方 法 で 確 認 する 必 要 があります( 評 定 評 価 を 踏 まえた 構 造 建 築 物 の 構 造 設 計 実 務 P373~) 2 重 量 の 評 価 重 量 の 評 価 方 法 において 突 出 部 が 本 体 に 取 付 く 付 近 に 節 点 荷 重 として 入 力 モデル 化 するケース がありますが 実 際 の 重 量 の 位 置 と 異 なる 部 分 で 評 価 することにより 偏 心 率 の 計 算 などにおいて 危 険 側 となる 場 合 もあるため 実 状 に 近 づけたモデル 化 にする 必 要 があります 3 剛 性 の 評 価 剛 性 は 突 出 部 分 を 雑 壁 として 評 価 していますが 剛 性 の 評 価 方 法 が 適 切 ではなく 偏 心 率 の 計 算 など において 危 険 側 となる 場 合 があります 4 水 平 震 度 1.0Zでの 検 討 平 19 国 交 告 第 594 号 第 2において 局 部 震 度 による 振 動 の 励 起 を 考 慮 した 水 平 震 度 1.0Z 以 上 で 検 討 す る 規 定 がありますが 突 出 部 分 の 本 体 構 造 への 取 付 け 部 の 応 力 伝 達 等 も 含 めて 検 討 する 必 要 がありま す ( 注 )ELVは 吹 き 抜 け 部 分 があるため 本 体 への 応 力 伝 達 に 留 意 が 必 要 です (2) 設 計 に 対 する 考 え 方 の 例 実 際 の 設 計 においては 突 出 部 分 の 設 計 に 対 する 方 針 を 定 め その 方 針 に 沿 ってモデル 化 を 行 い モデル 化 において 仮 定 した 条 件 が 実 際 に 確 保 されていることを 確 認 する 必 要 があります また 局 部 震 度 を 考 慮 した 振 動 に 対 しても 実 際 の 挙 動 を 考 慮 し 必 要 に 応 じて 検 討 ( 法 規 で 求 められ た 範 囲 は 必 須 )を 行 う 配 慮 も 考 えられます 評 定 評 価 を 踏 まえた 構 造 建 築 物 の 構 造 設 計 実 務 P373~ 構 造 設 計 一 級 建 築 士 資 格 取 得 講 習 テキスト P281~

42 6 鉄 筋 コンクリート 造 6.2 応 力 7) 耐 力 壁 厚 に 対 する 枠 梁 の 幅 枠 梁 の 幅 が 耐 力 壁 厚 の2 倍 確 保 されていないですが 考 え 方 を 説 明 して 下 さい 耐 震 壁 の 付 帯 ラーメンは 言 うまでもなく 剛 強 にすることが 望 ましいですが 枠 梁 の 幅 を 小 さくする 場 合 があります また 連 層 耐 震 壁 などでは 壁 中 間 の 梁 型 を 省 略 することがあります RC 規 準 19 条 には 耐 震 壁 の 付 帯 ラーメンの 断 面 形 状 の 推 奨 条 件 がありますが 付 帯 ラーメンが 弱 い 場 合 は その 部 材 端 部 の せん 断 破 壊 によって 耐 震 壁 の 水 平 せん 断 耐 力 が 支 配 されますので この 推 奨 条 件 を 満 足 する 設 計 が 望 まれ ます やむなく 推 奨 条 件 を 満 たさない 設 計 をする 場 合 は 有 害 なせん 断 ひび 割 れが 生 じないことを 確 認 するな ど 安 全 側 の 配 慮 が 必 要 です (2) 設 計 者 の 対 応 例 1) RC 規 準 (1999) 付 11 壁 板 周 辺 の 柱 及 び 梁 のせん 断 破 壊 を 防 止 または 抑 制 した 耐 震 壁 の 構 造 計 算 法 による 検 討 を 行 いました 2) 中 高 層 壁 式 ラーメン 鉄 筋 コンクリート 造 設 計 施 工 針 同 解 説 p133 技 術 資 料 3 に 倣 い 1 次 設 計 時 2 次 設 計 時 におけるせん 断 応 力 度 とひび 割 れ 強 度 靭 性 能 の 関 係 をそれぞれ 検 討 し 有 害 なせん 断 ひび 割 れが 生 じ ないことを 確 認 しました 3) 鉄 筋 コンクリート 造 建 築 物 の 靭 性 保 証 型 耐 震 設 計 針 同 解 説 p 層 間 のせん 断 力 の 伝 達 に 倣 い 連 層 耐 震 壁 が 一 つの 連 続 した 部 材 としてせん 断 力 を 脚 部 まで 伝 達 し 得 ることを 確 認 しました 4) 鉄 筋 コンクリート 造 の 終 局 強 度 型 耐 震 設 計 針 同 解 説 p 耐 震 壁 のせん 断 強 度 ( 及 び 鉄 筋 コンク リート 構 造 計 算 資 料 集 p258)に 倣 い 検 討 を 行 いました 上 下 梁 間 でせん 断 破 壊 が 生 じると 仮 定 した 場 合 の 強 度 Vt と 耐 力 壁 内 の 梁 を 横 切 るせん 断 破 壊 を 仮 定 した 場 合 の 強 度 Vuについて それぞれ 設 計 せん 断 力 を 上 回 ること を 確 認 しました 上 記 検 討 を 補 足 する 考 え( 例 ) ルート1の 壁 量 を 満 足 しているため 一 般 的 には 大 地 震 時 であってもせん 断 ひび 割 れが 起 こる 可 能 性 は 極 めて 低 いと 判 断 しました 中 高 層 壁 式 ラーメン 鉄 筋 コンクリート 造 設 計 施 工 針 同 解 説 p33より 連 層 耐 震 壁 の 中 間 梁 の 有 無 によりせ ん 断 破 壊 型 及 び 曲 げ 破 壊 型 耐 力 壁 共 に 顕 著 な 差 はなく 中 間 梁 が 無 いことによる 限 界 変 形 性 能 の 劣 化 はない との 記 述 があることから 問 題 無 しと 判 断 しました 異 なる 計 算 基 準 を 採 用 する 場 合 は 適 用 範 囲 や 妥 当 性 などに 十 分 留 意 して 設 計 を 行 うことが 必 要 です 鉄 筋 コンクリート 構 造 計 算 基 準 同 解 説 (1999) 付 11 中 高 層 壁 式 ラーメン 鉄 筋 コンクリート 造 設 計 施 工 針 同 解 説 p133 技 術 資 料 3 鉄 筋 コンクリート 造 建 築 物 の 靭 性 保 証 型 耐 震 設 計 針 同 解 説 p 層 間 のせん 断 力 の 伝 達 鉄 筋 コンクリート 造 の 終 局 強 度 型 耐 震 設 計 針 同 解 説 p 耐 震 壁 のせん 断 強 度