建築 ( 構造 ) 計画説明書 1. 構造計画 (1) 構造計画概要 1 基本方針本建物は 災害対策拠点の中心としての防災庁舎であり 災害発生後の早期復旧 復興活動の他 多くの市民が利用する施設として 高水準の耐震性能を確保するとともに人にやさしく 使いやすい機能的な建築計画の実現 環境にやさしい施

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1 市原市防災庁舎建設基本設計業務 建築 ( 構造 )

2 建築 ( 構造 ) 計画説明書 1. 構造計画 (1) 構造計画概要 1 基本方針本建物は 災害対策拠点の中心としての防災庁舎であり 災害発生後の早期復旧 復興活動の他 多くの市民が利用する施設として 高水準の耐震性能を確保するとともに人にやさしく 使いやすい機能的な建築計画の実現 環境にやさしい施設として躯体の長寿命化に配慮した構造計画とします 2 建物概要 防災庁舎建物の概要は 鉄骨造地上 4 階建てで 建築面積 m2 床面積 m2 32.6m 64.8m の整形建物で X 方向スパンは 13.9m 16.9m の2スパン Y 方向スパンは 7.2m の 9 スパンとなっており 高さは軒高 17.46m 最高高さ 18.26m の建物とします 駐車場上屋鉄骨造平屋建ての純ラーメン構造で 防災庁舎本体とは構造的に別棟とします 連絡通路防災庁舎と本庁舎地下 1 階を繋ぐ連絡通路は鉄骨造平屋建てで 防災庁舎本体とは構造的に別棟とします 3 適用法令及び適用基準 建築基準法 同施行令 告示等 建築物の構造関係技術基準解説書 ( 日本建築センター他 2007 年版 ) 官庁施設の総合耐震 対津波計画基準 ( 平成 25 年版 ) 建築構造設計基準 ( 公共建築協会平成 22 年版 ) 建築鉄骨設計基準及び同解説 ( 公共建築協会平成 10 年版 ) 鉄筋コンクリート構造配筋要領 ( 公共建築協会平成 11 年版 ) 日本建築学会及び日本建築センター諸規 基準 4 上部構造の構造種別及び構造形式 耐震性能 防災庁舎としての要求性能から構造は免震構造を採用します 執務スペースなどの比較的長いスパン割や 建物の軽量化 工期 コストの観点から 構造種別は鉄骨造とし 更に 1 階梁も鉄骨造として梁成を抑え 建物の軽量化と基礎深さの低減を図ります 構造形式は 4 隅のコア周りにブレースを配置したブレース付ラーメン構造とし 建物の剛性を高めることにより免震効果を高めるとともに コスト低減を図ります また ブレースは引張 圧縮ともに安定した履歴特性をもつ座屈拘束ブレースを採用します スラブは一般床スラブを 鉄筋業者の不足 価格高騰を考慮して鉄筋付捨て型枠デッキプレートを採用します 設備スリーブの密集している PSなどは捨て型枠デッキを使用します 5 免震部材免震部材は 鉛直力を支持し建物揺れを伝達しにくくする支承材と 地震力を吸収し揺れを抑える減衰材とで構成します 本件では性能 コスト等の比較を行い 支承材と減衰材として 天然ゴム系積層ゴム 錫プラグ入り積層ゴム 直動転がり支承を採用します 6 下部構造の構造種別及び構造形式地盤調査結果を踏まえ基礎構造の選定を行います 大きく分類すると GL-50m とGL-24m の中間層を支持層とする杭基礎が考えられます ( 地盤概要は (3) 基礎構造計画を参照 ) 杭基礎は 既製杭 場所打ち杭 鋼管杭が考えられますが 杭長が 40m 以下であることや 比較的固い洪積粘性土が厚く堆積することから 既製コンクリート杭のプレボーリング工法とし 杭頭は鋼管を巻いた SC 杭 ( 外殻鋼管付きコンクリート杭 ) を採用します 構造計画 ( 概要及び性能 ) S01 市原市防災庁舎建設基本設計業務株式会社昭和設計

3 2. 構造性能 (1) 耐震性能 大規模震災時にも支障なく災害対策活動ができるという要求事項は 災害応急対策活動に必要な災害対策の指揮 情報伝達のための施設と同等のグレードであり 官庁施設の総合耐震 対津波計画基準 ( 平成 25 年版 ) より構造体の耐震性能の分類は Ⅰ 類と設定します Ⅰ 類の耐震安全性の目標は下表 1で 大地震後も構造体については補修なく使用ができ 人命の安全確保だけでなく十分な機能を確保します Ⅰ 類の性能を満足させる構造形式として 本建物で採用する免震構造は地震時の揺れが小さく建物内部の損傷が極めて小さいため 地震後も機能を維持します また 建物利用者に対しても不安感が軽減されるため上記要求事項を満足しています 稀に発生する地震動 中程度の地震 震度 5 強程度 ( 工学的基盤における加速度応答スペクトルが告示の内容に適合するもの : 以下 告示波 ) に対して 構造耐力上主要な部分が損傷しないことを運動方程式により確認します ( 時刻歴応答解析 ) また 変形または振動により使用上の支障が生じないことを確認します 極めて稀に発生する地震動 最大級の地震 震度 6 強 7 程度 ( 告示波 ) に対して 建物が倒壊 崩壊しないことを運動方程式により確認します ( 時刻歴応答解析 ) また 変形または振動により使用上の支障が生じないことを確認します 余裕度確認レベルの地震動は レベル 2を超える地震動としてレベル 2を係数倍した地震動により建物の終局状態を検討しレベル 2に対する余裕度の確認を行います 表 2 構造設計クライテリア 表 1 耐震安全性の目標 地震動のレベル 稀に発生する地震動 極めて稀に発生する地震動 構造体 分類耐震安全性の目標 大地震動後 構造体の補修をすることなく建築物を使用できることを目標とし Ⅰ 類人命の安全確保に加えて十分な機能確保が図られている 必要保有水平耐力の割り増し 1.5 大地震動後 構造体の大きな補修をすることなく建築物を使用できることを目 Ⅱ 類標とし 人命の安全確保に加えて機能確保が図られている 入力地震動耐震上部構造性能目標 ( レベル 1) 告示波 3 波 観測波 1 ( 最大速度 0.25m/s)3 波 短期許容応力度以下 層間変形角 1/400 以下 ( レベル 2) 告示波 3 波 観測波 1 ( 最大速度 0. 5m/s)3 波 2 サイト波 1 波 短期許容応力度以下 層間変形角 1/200 以下 居室の応答加速度 300gal 程度以下 必要保有水平耐力の割り増し 1.25 免震装置 3 変形 : 安定変形 400mm 以下 4 変形 : 性能保証変形 540mm 以下 大地震動により構造体の部分的な損傷は生じるが 建築物全体の耐力の低下は 面圧 : 上下方向の地震動 5 を考慮し 積 Ⅲ 類 著しくないことを目標とし 人命の安全確保が図られている 層ゴムの許容面圧内 必要保有水平耐力の割り増し 1.00 (2) 耐震クライテリア平成 12 年 5 月 31 日建設省告示第 1461 号 ( 以下 告示第 1461 号 と言う ) に準拠し 稀に発生する地震動 極めて稀に発生する地震動は 以下の性能とします 基礎構造短期許容応力度以下短期許容応力度以下 1 観測波は EL CENTRO 1940 HACHINOHE 1968 TAFT 1952 とします 2 サイト波は 建設地周辺における活断層分布 断層破壊モデル 過去の地震動 地盤構造等に基づき作成した模擬地震波で 本敷地で最も影響が大きな地震動として東京湾北部地震または市原市直下の地震の 2 種類の応答スペクトルを比較し影響の大きい方の地震波を作成します 3 安定変形は 免震装置の限界せん断ひずみ 400% に対して 1/2 の余裕を見て 200%( ゴム高 200mmx200%) とします また躯体のクリアランス 600mm に対しても十分な余裕を持たせています 4 性能保証変形は 免震装置の限界せん断ひずみ 400% に対して 2/3 程度の余裕を見て 270%( ゴム高 200mmx270%) とします また躯体のクリアランス 600mm に対しても余裕を持たせています 5 上下方向の地震動については極めて稀に発生する地震動として重力の ±0.3 を考慮します 構造計画 ( 概要及び性能 ) S02 市原市防災庁舎建設基本設計業務株式会社昭和設計

4 (3) 耐風性能 告示第 1461 号に準拠し 以下の性能とします 稀に発生する風荷重 ( 再現期間 50 年相当 基準風速 38m/s 粗度区分 Ⅲ) に対して 構造耐力上主要な部分が (5) 積載荷重 想定している各部屋の積載荷重は 建築基準法施行令および建築構造設計基準及び同解説 ( 官庁営繕部監修 ) に基づき 下表の通りとします 各設備機器置場については 実際の機器荷重に応じて適宜設定します 損傷せず 過大な変形を生じない構造とします 極めて稀に発生する風荷重 ( 再現期間 500 年相当 1.25 倍の基準風速 47.5 m/s 粗度区分 Ⅲ) に対して 建築物が倒壊 崩壊しない構造とします また免震層に対しては 上記の極めて稀に発生する風荷重によって過大な変形が生じないよう 免震部材の降伏荷重の合計が風荷重を下回らないようにします 庇などの鉄骨部材に対しては風荷重に注意します (4) 耐雪性能告示第 1461 号に準拠し 以下の性能とします 稀に発生する積雪荷重 ( 垂直積雪量 30cm 単位重量 20N/cm/ m2 ) に対して 構造耐力上主要な部分が損傷せず 過大な変形を生じない構造とします 極めて稀に発生する積雪荷重 (1.4 倍の垂直積雪量 42cm 単位重量 20N/cm/ m2 ) に対して 建築物が倒壊 崩壊しない構造とします 庇鉄骨部材に対しては積雪荷重に注意します 表 3 積載荷重表 (N/ m2 ) 室名 床 小梁用 架構用 地震用 屋上 執務スペース 総合窓口スペース エントラス 防災活動スペース 会議室 備蓄倉庫 倉庫 サーバー室 サーバー付属室 更衣室 階段 渡り廊下 廊下 EV ホール 便所等諸室 機械室 設備機器置場 各階の用途と同じ積載荷重を用いる 設備機器配置により, 適宜設定 構造計画 ( 概要及び性能 ) S03 市原市防災庁舎建設基本設計業務株式会社昭和設計

5 3 基礎構造計画 1 地盤概要 ①調査位置および柱状図 防災庁舎及び連絡通路建設予定 当初 地で 5か所のボーリング調査を実施しました 図1 ボーリング位置図 ②地盤概要 ボーリング調査 代表的な柱状図を図2に示します 敷地は上部にローム層が存在し GL-24m付近までは粘性層と細砂層が互層状態となっています GL-24m 28m付近にはN値 50 以上の細砂層が存在し その下部はGL-50m付近までシルト質の粘性土層が存在し ます GL-50m以深にはN値 50 以上の細砂層が現れる状況です 5本のボーリングにおいてGL-24 付近の細 砂層は同様のレベルで存在し GL-50 付近の細砂層もボーリングNo1 No2において同様の傾向となっていま す 地層断面想定図を図3に示します ③地下水位 ボーリング調査 ボーリング調査時に無水堀にて 水位はGL-1.14m 2.62mと確認されています 図2参照 ④地盤剛性 工学的基盤 PS検層 各土層の剛性を知る目的で 5本のボーリングのうちNo 1にてPS検層を行いました せん断波速度400m/s以 上の工学的基盤はGL-50m以深で確認されています この結果を用いて地盤の応答解析を行い 建物設計用 の地震波を作成します ⑤地盤のひずみ特性 動的変形試験 GL-6.5m GL-24.5m GL-38.5m付近において不攪乱資料を採取し動的変形試験を行いました 各変形状 態における剛性および減衰の変化を求め 地盤の応答解析に用います ⑥地盤の剛性 孔内水平載荷試験 表層の軟弱粘性土において孔内水平載荷試験を2か所 GL-5m -10m 行い 杭の地震時の設計に用いま す ⑦粘性土の強度 一軸 三軸圧縮試験 GL-6.5m -14.5m -38.5m付近の粘性土 3 か所において一軸もしくは三軸圧縮試験を行いました 粘性土の 摩擦力を算出し 地盤耐力算出に用います GL-37 46m付近の粘性土は十分な強度を有していることを確 認しています ⑧粘性土の圧密状況 圧密試験 GL-6.5m -14.5m 付近mの粘性土3か所において圧密試験を行いました GL-37 46m付近の粘性 土においても試験を実施し 過圧密状態となっており 特に問題のないことを確認しています ⑨液状化 当該地の土層は大地震時にボーリングNo1. GL 5m 6mの砂層で部分的に液状化の可能性がありますが 洪 積層の土層のため一般に液状化しない地層と考えられていること 市原市の液状化予測図 千葉県防災ポータ ルサイト から液状化対象外であることから敷地全体では総合的に液状化の可能性は低いと判断されます 仮に 液状化したとしても部分的であり 杭の強度にて十分抵抗可能で建物に影響を及ぼすことはありません また 深 いところでの液状化であり噴砂を起こすことはないため表層部への被害もないと考えています 2 基礎構造の選定 本件においては 必要性能 施工日数 コストの面で有利な杭基礎とし 既製コンクリート杭のプレボーリング工法 を採用します 杭頭は鋼管を巻いたSC杭 外殻鋼管付きコンクリート杭 とします 基礎構造計画 地盤概要及び基礎構造の選定 市原市防災庁舎建設基本設計業務 S04 株式会社 昭和設計

6 図2 代表的な土質柱状図 設計 GL TP 支持層 基礎構造計画 地盤概要及び基礎構造の選定 市原市防災庁舎建設基本設計業務 S05 株式会社 昭和設計

7 図3 地層断面想定図 基礎構造計画 地盤概要及び基礎構造の選定 市原市防災庁舎建設基本設計業務 S06 株式会社 昭和設計

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別添資料 地下階の耐震安全性確保の検討方法 大地震動に対する地下階の耐震安全性の検討手法は 以下のとおりとする BQ U > I BQ UN I : 重要度係数で構造体の耐震安全性の分類 Ⅰ 類の場合は.50 Ⅱ 類の場合は.25 Ⅲ 類の場合は.00 とする BQ U : 地下階の保有 別添資料 4-4- 大地震動時の層間変形角の検討方法 大地震動時の層間変形角の算定方法は 次のとおりとする 保有水平耐力計算により構造設計を行う場合には 構造体の変形能力を考慮し 一次設計時の層間変形角より推定する 推定の方法としては 下式に示すエネルギー一定則に基づく方法を原則とする なお 変位一定則に基づく方法による場合は 適用の妥当性を検証すること δ D δ δp: 大地震動時における建築物の最大水平変形

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国土技術政策総合研究所 研究資料

国土技術政策総合研究所 研究資料 第 2 章災害拠点建築物の立地の選定 配置及び規模等 * 地域内における立地 敷地内における配置 建物内の構成の原則 2.1 災害拠点建築物の立地の選定 (1) 災害拠点建築物の立地は 大規模災害時においても 災害対策の拠点としての機能を継続して発揮できるように選定する (2) 拠点機能の継続のため できるだけ周辺のライフラインや災害拠点建築物へのアクセスに障害等が発生しない立地とする (3) 拠点機能の継続のため

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