法規　構造強度について

今日は構造強度について詳しく解説していきますが、毎年生徒に教えていても一度では理解できず、難しい項目だと感じている方が多いように思えます。
しかし、毎年問われている内容をみても、基本的な知識さえあれば解ける問題しか出ていません。
解き方の手順を覚えてしまえば、確実に得点できる項目になります。
しっかり内容を理解して学習を進めましょう。

まずは構造強度の全体像を説明すると下記の3つのポイントになります。
①建築物の区分(法20条1項)
②構造計算の方法(令81条)
③適用すべき使用規定(令36条)

という問題が毎年出題されます。

この3つの段階をひとつずつ見ていきましょう。

またそれ以外の問題は、ほとんどが仕様規定に書いてあることが正しいかを判断させる問題になります。
仕様規定とは、主に構造別に守らなくてはならない規定が書いてあります。
今回の記事では取り上げませんが、令36条から令99条まで仕様が細かく規定されているので、
どこに何が書いてあるのかを把握することで、ほとんどの問題は解くことができます。
仕様規定は法規だけではなく構造でも問われてくる項目になるので、しっかり読み込んでおきましょう。

建築物の区分(法20条1項)

法20条1項を開くと1号～4号まで構造と規模によって何号建築物なのか判断することができます。

構造計算の方法(令81条)

次に構造計算の方法ですが、先ほどの建築物の区分で何号建築物に該当するを判断することにより、それによって構造計算の方法が決まります。

ここまで理解すれば解ける問題がけっこう増えてくるので練習問題でポイントを押さえてみましょう。

<練習問題>
問1
鉄骨造、延べ面積200㎡、高さ4m、平家建ての建築物は、構造計算をしなければならない。

答え　×
法20条1項を参照し、三号建築物に該当していないことがわかります。
従って四号建築物と判断できるので、構造計算は必要ありません。

問2
地階を除く階数が3以下である鉄骨造の建築物(高さが31m以下のもの)で、高さが13m又は軒の高さが9mを超えるものは、許容応力度等計算、保有水平耐力計算、限界耐力計算又はこれらと同等以上に安全性を確かめることができるものとして国土交通大臣が定める基準に従った構造計算により安全性を確かめることができる。

答え　○
法20条1項を参照し、二号建築物に該当していることがわかります。
その上でが31m以下という条件から、許容応力度等計算、保有水平耐力計算、限界耐力計算の3つの方法により構造計算が行えることが判断できます。

構造計算の内容(令82条)

次にそれぞれの構造計算の内容について、理解を深めていきます。
それぞれの計算は以下の内容となっています。

また構造計算を行った場合、構造計算適合性判定が必要になってくるものがあります。

それではここまでの知識を使って練習問題にチャレンジしてみましょう。

<練習問題>
問3
許容応力度等計算を行う場合、建築物の地上部分については、「各階の剛性率が、それ6/10以上であること」及び「各階の偏心率が、それぞれ15/100を超えないこと」を確かめなければならない。

答え　○
許容応力度等計算のポイントの通りです。

問4
保有水平耐力計算においては、高さ25mの鉄筋コンクリート造の建築物の地上部分について、保有水平耐力が必要保有水平耐力以上であることを確かめた場合には、層間変形角が所定の数値以内であることを確かめなくてもよい。

答え　×
保有水平耐力計算のポイントの通りです。
4つの計算はすべて行う必要があります。

問5
限界耐力計算を行う場合、構造耐力上主要な部分の断面に生ずる長期(常時及び積雪時)及び短期(積雪時及び暴風時)の各応力度が、それぞれ長期に生ずる力又は短期に生ずる力に対する各許容応力度を超えないことを確かめなければならない。

答え　○
限界耐力計算のポイントの通りです。

問6
鉄骨造、高さ13m、軒の高さ10m、地上2階建ての建築物については、都道府県知事又は指定構造計算適合性判定機関による構造計算適合性判定の対象となる。

答え　○
軒の高さ9mを超えているので法20条1項2号建築物と判断することができます。
つまりその時点で構造計算適合性判定の対象となることがわかります。

適用すべき使用規定(令36条)

最後に適用すべき使用規定についてですが、これは構造計算を何によって行うのかによって決まります。
また耐久性等関係規定とは何なのかを理解することがとても重要になります。

耐久性等関係規定とは、構造計算とは関係なく守らなくてはならない耐久性等に関する一定の規定をいいます。
言い換えると、どんなに難しい構造計算をしたとしても、絶対に守らなくてはいけない仕様規定です。

上記のまとめから、
限界耐力計算は耐久性等関係規定だけを守れば良いことがわかります。
そこで耐久性等関係規定はどういう項目になるのかを把握していきましょう。

次に保有水平耐力計算ですが、守らなくてはいけない規定を探すより、守らなくてもいい規定を探せるようにしておく方が楽になります。
これは令36条2項一号の条文中のかっこ書きに該当するものとなります。