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☆制震設計事務所のつぶやき – 標準層せん断力係数とは 2018年08月11日

許容応力度計算の耐震設計は「静的震度法」というが基本になっていて、静的というのは、

「その状態が変化せず続く」ということ。動的とは状態の変化に応じて設計することである。

これが「建物重量の何割かの重さが水平力」(地震力)として、作用するという考え方なので

ある。この割合を水平震度(k)という。

 

そもそも、地震とはエネルギーである。

エネルギーは、力 × 距離で表すことが出来る。

力を分解すると、質量 × 加速度になる。そして、力とは建物が受ける地震力のことであり、

質量とは建物の総重量であり、加速度は地震による揺れの加速度。

すなわち、応答加速度である。

建物の総重量 × 応答加速度

 

つまり、建物重量が大きければ水平力(地震力)が大きくなり、建物重量が小さければ水平力

(地震力)も小さくなるという考え方である。

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発生した地震の最大加速度(a)の重力加速度(g)に対する比で表され、関東大震災(1923

年)の最大加速度が0.3 gだったと言われている(実際の計測記録はなく、当時の学者が決め

たそうだ)ので、そうするとk=0.3 ということになり、この極めて大きい地震に対して安全

に設計しようということになったのである。

 

P(地震力) = K(水平震度) × W(建物重量)

k(水平震度) = a(最大加速度)/ g(重力加速度)

k = a / g = 0.3g / g = 0.3

 

しかし、関東大震災級の地震はめったに起こらないので、比較的頻繁に起こるであろう地震を

関東大震災の3分の1と考えて、水平震度0.1 として設計することにしたのである。

これは後に0.2 に引き上げられることになり、現在では標準層せん断力係数と呼び標準的には

建物重量の2割の力が作用するということになったのである。

 

よく、耐震等級2や3の場合、構造計算書のどこを見れはよいのかという問合せがある。書き方

にもよるが、

 

●耐震等級2の場合は、1.25 倍

Co × 1.25 = 0.2 × 1.25 = 0.25

●耐震等級3の場合は、1.50 倍

Co × 1.50 = 0.2 × 1.50 = 0.30

と標準層せん断力係数を割増しているのである。

 

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耐震等級2(1.25 倍)というのは、地震等の災害時に避難場所となる学校の校舎の設計基準と

同等で、耐震等級3 (1.50 倍)というのは、災害時に絶対に壊れてはいけない消防署の設計

基準と同じということである。

後から出来た品確法の耐震等級の係数をそれに合わせたということである。

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