- ベストアンサー
建築における耐震設計について
お世話になります。 最近、建築の耐震設計における構造計算書の偽造が 問題になっていますが、建築においてはどのような 手法で耐震設計が行われているのでしょう？ 建築構造は部材が複雑なラーメン構造をなしており ３次元的な高次の不静定構造物ですが、いったい どのように解析し、どのように安全性を判定している のでしょう？ 構造物の規模にもよると思いますので、10～20階程度の RC建築でお聞きします。 ・解析手法 立体骨組解析を行っているのでしょうか？ 部材は非線形要素でしょうか？ 鉄筋の考慮はどのように？ ファイバーモデルなどを用いているのでしょうか？ また、地震力については時刻歴応答解析が基本ですか？ 応答スペクトルで行うのでしょうか？ それとも、等価な水平力を簡易的に載荷するのでしょうか？ ・照査手法 曲げ破壊・せん断破壊などはわかりますが、 変形性能、塑性ヒンジの照査なども行うのですか？ 何をもって安全性を照査するのですか？ 細かな質問で申し訳ありません。 なにか一つでもご存知でしたら、ご教授願えれば幸いです。 なんせ、建築は素人なもんですから＾＾；
- shinkun0114
- お礼率87% (36/41)
- 研究・開発・技術職
- 回答数2
- ありがとう数7
- みんなの回答 （2）
- 専門家の回答
質問者が選んだベストアンサー
建築構造屋です。 ・解析手法について 10～15階（20階など60mを超えると超高層扱いになって解析手法が変わります）に限って説明いたしますと、 骨組み解析には、1次設計(中地震)と2次設計(大地震)がございまして、一次設計は弾性解析、二次設計は非線形解析を行ないます。最近はソフトとパソコンの性能が向上しているのでいずれの場合も立体解析を行ないます。 鉄筋については、一次設計の場合は弾性解析なので、部材の剛性に鉄筋を考慮したりしなかったり（設計者判断）いたします。柱の軸剛性には、柱軸力が変わってきますので、鉄筋を考慮する場合が多いです。 二次設計については、トリリニアに置換する際に折れ点の耐力（ひび割れ時、終局耐力時）の算定に鉄筋を考慮します。 ファイバー解析は通常の建物では行ないません。四角い断面の部材であれば、ひび割れ耐力も終局耐力も簡単な算定式が建築基準法構造規定に規定されていますのでそれを使います。 以前、五角形の柱を設計したことがあるのですが、その時は柱の耐力はファイバー解析で求めました。 ・地震力について 通常の建物の場合、算定方法が2種類ありまして、地震時の応答せん断力の分布形は「Ai分布」と呼ばれるものを使う場合と、「限界耐力計算法」といって応答スペクトルによる場合です。Ai分布は建築基準法に規定されているもので、中高層建物の時刻歴応答解析結果を統計的に処理して得られた分布形です。算出自体は到って簡単です。これに対し限界耐力計算の場合、分かりにくいということもあって、役所では審査を拒否される場合があり（この場合は民間審査会社に提出）あまり使われません。 建物高さが60mを超えると時刻歴応答解析を行ないます。 ・照査について 変形性能については、部材の塑性率、あるいは層の最大層間変位を見て判断いたします。部材の塑性率は4.0以下、層の最大層間変位は1/80以下程度とします。これは特に法的な規定はありませんが、建築センターか建築学会の「保有耐力と変形性能」「靭性保証型指針」に示されています。
その他の回答 (1)
建築基準法適用物件については、巨大地震については、水平保有体力を考慮した靭性を考慮していますが、静的解析・許容応力度設計が基本になっています。 動的な解析理論をできる限り簡便化して外力を設定して解析しています。 なお、建築基準法の確認申請外の大臣認定が必要な特殊な建物（超高層、免震、新素材など）については、動的設計を行うことが多いですし、立体解析をすることもあります。 ファイバーモデルなどを用いて計算するのは高強度鉄筋やコンクリートなど特殊なケースを除きまれと思います。 免震については、動的理論を用いないと解析することができませんので、比較的簡単な応答スペクトル法により評価するのが一般的になっているようです。 以上まとまりがない回答ですみません。
お礼
ご回答ありがとうございます。 基本は保有水平耐力法による静的載荷ということですね。 私は土木設計（橋梁が主）の耐震設計を行うことがあるのですが、 橋梁の場合、規模はともかく、構造が建築に比べ単純なので、 なんでも動解をかけてしまう傾向にありますね。
関連するQ&A
- 建築における荷重の載荷方向についての質問です。「木質構造設計規準」には
建築における荷重の載荷方向についての質問です。「木質構造設計規準」には、固定荷重、積載荷重は鉛直荷重と明記してありますが、他の規準などを見ても鉛直荷重とは明記されておりません。 鉛直方向に載荷するとして良いのでしょうか？たとえば、階段など傾斜している部材への載荷方向についてです。明記されている規準、文献などありましたら教えていただければと思います。
- 締切済み
- 建築士
- 建築、鋼構造、耐震のテーマで発表できる学会
僕は外国人です。 建築部門で"鋼構造接合部の載荷実験”に対するポスター発表をしたいですが、 成るべく速めに参加できる学会名を教えてください。（建築学会、耐震工学会、鋼構造協会等） リンクは大歓迎です。
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
- 鉄筋コンクリート構造の耐震について
構造設計において許容応力度設計と塑性設計というのがありますが、地震荷重において低層と高層の耐震をどのように考えればよいのでしょうか。
- 締切済み
- その他（学問・教育）
- 新耐震基準を適用の建築物で検査済証がない。
ビルの一室で保育所を運営している者です。（建物は鉄骨造です。） 役所への申請書類に検査済証が含まれいるのですが、建築局に調べに行った結果、検査済みの記載がありませんでした。つまり検査済証がありません。 なんとか不動産屋で構造計算書や設計図面一式（建築確認申請に必要な書類一式）は見つかりました。平成3年に建てられた建物で新耐震基準が適用されて建築されたものですが、この建物が設計図通りに建てられたものであると証明できなければ新耐震基準を満たしているとは言えません。（役所は保育所を運営する場合に、建物が新耐震基準を満たしている必要があると言っている。） 建築局建築安全課に相談に行ったところ、構造計算書や設計図面一式に加えて建築工事中の写真等があれば信頼性が高いので、検査済証に準ずるような証明書（安心マーク？）を発行できそうだと仰ってました（結局写真はみつかりませんでした）。 ただ、建築安全課の方が直接調査等をしてくれるということは出来ないので、建築士や指定検査機関などで信頼できる証拠をそろえてくださいとのことでした。 素人で知識がなく、相談しに伺っても具体的にしてほしい調査や検査などの説明が出来ません。 なんとか良い方法はないでしょうか。
- 締切済み
- 建築士
- 耐震診断で困っています。
現在、住んでいるマンションの耐震診断をするのに構造計算書がありません。構造計算書を作り直すと数百万かかると予想され、それに代わるものとして何か良い方法はありますでしょうか？ 設計図書として、竣工図はあります。構造計算書がなくても設計図面から耐震性があるかどうか確認できるものなのでしょうか？ ある1級建築士からは、「構造計算書がないのであればそれを作成してからでないと耐震評価を図面だけでは正確にはじきだせないですよ。」 とも言われています。 もし、耐震性を図面に書かれているものからの数値入力でも確認できるソフトがあってそれが、適正な評価をされるものであればそれで建築家にお願いしたいと思います。数百万円という費用はとてもだせないので、どなたかご教示願います。 素人なので構造計算書がなくても何とかなるのではないかと浅ましい考えですみません。
- ベストアンサー
- 新築一戸建て
- 建築物の構造設計方法について
建築の構造設計を勉強している学生です。 構造設計方法で過去の実際に起きた地震波を使った解析方法がありますが、文献や設計例をみると必ず「エルセントロ波」「タフト波」という40～50年前アメリカで起きた地震の波を使用しています。なぜこんな大昔のしかもアメリカで起きたような地震波を使って解析を行うのでしょうか？日本で起きた地震波（兵庫県南部地震とか）ではだめなのでしょうか？
- ベストアンサー
- その他（学問・教育）
- 耐震工学（建築分野）の強い大学
お世話になります。 私は、建築関係の仕事をしているものです。 調査の関係でなにか情報をお持ちの方がいらっしゃいましたら、ご教授いただきたいのです。 建築学の分野で、（地震工学ではなく）耐震工学が強い大学のある研究室とかを知りたいのです。（実際に、建築物の構造設計の基礎となっている理論、実験等を行っている大学。） よろしくお願い申し上げます。
- 締切済み
- 大学・短大
- ４号木造住宅を設計する上で、耐震等級２の考え方が空間デザインの柔軟性を
４号木造住宅を設計する上で、耐震等級２の考え方が空間デザインの柔軟性を制約していると感じています。（特に水平構面の考え）現状の建築基準法を遵守する設計は時代遅れとなるのでしょうか。ご意見をお願いします 駆け出しの建築家としてはスキップフロア・勾配天井・木造大空間・吹抜けなどの要素を引き出しとして持っていたいのですが、耐震等級２では床倍率・壁面線が大きな制約になってしまいます。「長期優良住宅はやりません」というスタンスをとる勇気も今のところありません。 施主に提案する際も構造にかんして耐震等級２を避けるような説明になるのもいかがなものかと悩んでおります。 また、有名建築家は４号建築でも必ず構造設計者と協力しているようですが、プランをみた感じでは耐震等級２とかは関係ないように感じます。単に構造の相談という協力関係なのでしょうか。または許容応力度計算までしているのでしょうか。 耐震等級２の土俵に乗るか乗らないかで空間の発想が大きく変わることは避けたいのです。 建築家としてのスタンスの問題かもしれないのですが、ご意見頂ければ幸いです。
- 締切済み
- 新築一戸建て
- 耐震基準について
私は建築は門外漢の素人であります。その素人から 見て思ったのですが、建物の設計時の耐震性って どうやって計算してるんですか？今は法律で ある程度の耐震性を要求されています。 例えばこれが車なら簡単です。同じものを 量産するわけですから、一台だけ試験してみたら 衝突時の安全性などわかります。しかし 大工さんが造る家なんかは一軒一軒違う構造 ですよね。まさか地震を起こすわけにもいかないし。 それでも大手ゼネコンだったらパソコンなどで シュミレーションできるでしょうが、大工さんに そこまで本格的な設備などないでしょうし。 そうやって考えると大工さんが木造の家を 建てる時、耐震性なんかはどうやって計算し 耐震基準に合致させているか気になります。 まさか長年の勘とかじゃないですよね。それ ではあまりに大工さんのキャリアによって 違いが出ると思いますが。
- ベストアンサー
- 新築一戸建て
- 木材に靱性はないか？
この間行われた、１級建築士の問題で、どうしてもわからない問題があります。 「木材は引張り及び曲げに対して靱性を有さず、脆性的な破壊をする。」 軸方向に理想的に引っ張られた場合、確かに脆性的に破壊することは間違いありません。 では、曲げに対してはどうか？ 靱性とは、塑性域以前の、弾性範囲内でのたわみやすさのことではなく、部材が塑性域に達した後、引張り強度の上限までの、部材の伸びやすさのことだと思います。 選択肢の意味するところは、木材は、曲げモーメントが最も大きくなる、部材縁にひびが入った後、速やかに全断面が塑性化し、脆性的な破壊をする、という事を指しており、正しい記述のように見えます。 しかし、極小的に見れば、部材縁が塑性化した後であっても、他の部分の繊維は結合状態を保っており、「靱性を有さず」という記述も必ずしも正しいとは言えないと考えるがどうでしょうか？
- ベストアンサー
- 化学
お礼
細かい部分まで行き届いた回答ありがとうございます。 しかし、なんでもパソコンで行ってしまうとは すごい時代になりましたね。 そろそろ非線形のFEMもパソコンでできるのでしょうね。 ＞１次設計(中地震)と2次設計(大地震)がございまして、 ＞一次設計は弾性解析、二次設計は非線形解析を行ないます。 このあたりは橋梁と同じですね。 レベル１地震（震度法による線形解析）・レベル２（非線形解析） 鉄筋の考え方も同様のようです。 ＞建物高さが60mを超えると時刻歴応答解析を行ないます。 建築の場合は規模で決められているのですね。 橋梁の場合は、ラーメン構造やアーチ橋などは、 動的解析が必須です。 ただし、一般の解析は、平面骨組の面内解析・面外解析を 組み合わせることが多いです。 土木と建築の違いがよくわかりました。 ありがとうございます。