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

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

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. 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

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

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 14 1.2 許 容 応 力 度 17 1.3 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 23 2.2 耐 力 壁 の 構 造 24 2.3 構 造 解 析 の 原 則 25 2.4 壁 率, 壁 量 および 平 均 せん 断 応 力 度 26 2.5 構 面 の 水 平 支 点 間 距 離 31 2.6 偏 心 率, 剛 性 率 および 層 間 変 形 角 33 2.7 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 39 3.2 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 51 4.2 曲 げモーメントに 対 する 設 計 52 4.3 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 56 5.2 定 着 および 重 ね 継 手 設 計 の 基 本 56 5.3 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 64 6.2 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 69 7.2 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

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

(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

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

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

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

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

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

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

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

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 1.1 4 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

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

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 6 5 4 3 2 1 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 40 30 20 記 号 0 1 2 3 4 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 30 25 20 15 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 5 0 5 10 15 20 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) 25 30 35 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

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 ={0.85+0.15(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 {0.85+0.15(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

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 295/1.5 195 295 295 295/1.5 195 295 295 215(*195) 195 345 345 溶 接 金 網 295/1.5( 引 張 ) 195 - - [ 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 >22.5 0.9+(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

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 ) 3.0 2.0 1.0 耐 力 壁 実 験 値 梁 実 験 値 0.1σ m 0.1σ m /2 0 10 15 20 25 30 32 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 ) 1.0 0.5 0.1σ m /2 0.1σ m 0.1σ m /2.5 0 5 7.5 10 12.5 組 積 体 強 度 σ m (N/mm 2 ) 15 16 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 =1.6 10 4 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 =1.3 10 4 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

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 ) 2.0 1.6 10 4 σ m /18 1.5 10 4 σ m /18 1.0 組 積 体 実 験 値 ブロック 厚 190mm 一 部 180mm 0 10 20 30 40 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 ) 1.4 1.2 1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0 5 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 15 20 3 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 3.35 10 4 (γ/24) 2 (F c /60) 1/3 0.2 1 10-5 鉄 筋 2.05 10 5-1 10-5 [ 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

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-2 10 5 U19B-2 注 測 定 はユニット 表 面 に 添 付 した W.S.G.による. 3000 2000 1000 0 1000 2000 3000 4000 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,1988.10 1.7) 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-2,2008.9 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

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.26,1988.3 1.10) 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-2,1999.9 1.11) 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,1981.9 1.14) 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,1983.9 1.15) 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,1985.10 1.16) 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,1987.10 1.17) 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.538,2000.12 1.18) 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,1981.9 1.20) 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,1982.9 1.21) 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,1984.10 1.22) 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,1991.9 1.23) 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,1986.8 1.24) 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,1987.9 1.25) 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,1987.9 1.26) 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-2,2005.9 1.27) 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

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 +0.5 3.5 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

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 2.0 3.0 ート 系 B 種 ブロック 造 2.4 3.3 C 種 ブロック 造 2.7 3.5 セラミック 系 2.7~2.9 3.4~3.7 [ 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/22 90 3 階 建 以 下 上 から 二 つ 目 の 階 180 かつ h/20 120 上 から 三 つ 目 の 階 190 かつ h/19 130 4 階 建 以 上 すべての 階 190 130 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

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 ) 1.0 0.5 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 0 0.3 1.0 形 状 比 μ=l/h 2.0 3.0 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

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 ) 13 12 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 0 1.0 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

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

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 150 90 最 上 階 から 二 つ 目 の 階 150 90 最 上 階 から 三 つ 目 の 階 180 120 [ 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 5-150 120 4 150 180 150 3 180 200 150 2 200 200 180 1 200 200 180 [ 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 150 150 150 最 上 階 から 二 つ 目 の 階 210 180 150 最 上 階 から 三 つ 目 の 階 - 250 200 [ 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

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 5 0.20 4 0.25 0.15 3 0.30 0.20 0.20 2 0.35 0.25 0.25 0.15 1 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 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 3 0.15 2 0.20 0.15 1 0.20 0.20(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 2 0.15 1 0.15 0.15 [ 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

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 5 1.70 4 1.41 1.54 3 1.24 1.28 1.37 2 1.11 1.13 1.15 1.10 1 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 30

地 上 からの 階 位 5 4 3 2 1 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 0.16 0.20 (150 190) 0.21 0.25 (180 190) 0.26 0.30 (200 190) 0.31 0.35 (200 190) 0.34 0.35 (200 190) 0.14 0.15 (150 190) 0.20 0.20 (180 190) 0.23 0.25 (200 190) 0.27 0.30 (200 190) [ 注 ]かっこ 内 は 標 準 壁 量 L w0i 最 小 壁 厚 t 0i ( 各 mm) 0.16 0.20 (150 150) 0.22 0.25 (150 180) 0.23 0.25 (190 190) 0.13 0.15 (150 150) 0.19 0.20 (150 180) 0.12 0.15 (150 150) 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