必要保有水平耐力Qunとは?Ds×Fes×Qudの算定と各係数の意味(令第82条の3)

ルート君

必要保有水平耐力って、何の計算なの?

必要保有水平耐力Qun(kN)は、極稀地震動(大地震)に対して建物が倒壊しないために確保すべき最小耐力です。

Qudの算定(概念)

Qud = Z × Rt × Ai × Co × ΣWi

Z:地震地域係数、Rt:振動特性係数、Ai:層せん断力分布係数

Co = 1.0(ルート3専用の値)、ΣWi:当該階以上の建物重量合計

算定式の各係数はどう定義されるのか(令第82条の3)

令第82条の3第一号に基づき、Qun = Ds × Fes × Qud で算定します。

係数 名称 内容 根拠
Ds 構造特性係数 構造の変形能力(靭性)に基づく低減係数。RC・S・木造で異なる。 令第82条の3・昭55建告第1792号
Fes 形状係数 剛性率Rs・偏心率Reに応じた割増係数。Rs≧0.6かつRe≦0.15のとき1.0。 令第82条の3・昭和55年告示第1792号第2
Qud 設計用地震力 Co=1.0とした場合の各階の地震力(法第20条・令第88条の地震力算定)。 令第82条の3第一号

設計用地震力Qudはどうやって計算するのか

Qudは、標準せん断力係数Co=1.0として算定した設計用地震力(各階の地震層せん断力)です。

Qunはどうやって計算するのか(算定例)

項目 値(仮定例)
Ds(RC造ラーメン・良好な靭性) 0.30
Fes(Rs=0.7、Re=0.10) 1.0
Qud(1階・Z=1.0、ΣW=5000kN) 2500 kN(Rt=0.5、Ai=1.0、Co=1.0の例)
Qun = Ds × Fes × Qud 0.30 × 1.0 × 2500 = 750 kN

この例では、1階の保有水平耐力Quが750kN以上であれば、令第82条の3の要件を満足します。

Ds値が小さいとQunはどう変わるのか

Dsが小さいほど(変形能力が高いほど)、必要保有水平耐力Qunが小さくなります。

つまり、靭性の高い設計を採用すると必要耐力が低くなり、経済的な設計が可能になります。

これがルート3の基本的な考え方です。

なぜQunをDs×Fes×Qudという形式で算定するのか

Qunの算定式は「大地震時の設計地震力(Qud)に対して、建物の変形性能(Ds)と形状の整形度(Fes)を考慮して必要耐力を求める」という考え方を数式化したものです。

Dsが小さい(靭性が高い)ほど塑性変形によるエネルギー吸収ができるため、少ない最大耐力で大地震を乗り越えられます。

一方、Fesは形状不整(ねじれ・剛性ばらつき)による局所的な力の集中を割増として表現しています。

この3つの積が「この建物が大地震で倒壊しないために最低限必要な水平耐力」になります。

試験で問われやすいポイント

  • Qun = Ds × Fes × Qud の構造(令第82条の3第一号):Ds(靭性低減)× Fes(形状割増)× Qud(Co=1.0の地震力)。Fes=1.0の条件はRs≧0.6かつRe≦0.15(両方同時に満たす必要がある)。
  • 令和4年 学科4 問25(選択肢3誤):「Fesは全階の剛性率・偏心率のそれぞれ最大値を用いた全階共通の一値」という記述は誤り。Fesは各階ごとに剛性率・偏心率を用いて個別に算定する(各階で異なる値)。
  • 令和2年 学科4 問94(選択肢3正):剛性率Rs<0.6または偏心率Re>0.15の場合、Fes>1.0となりQunが増大する。両条件はOR条件——どちらか一方でも規定値を外れるとFes割増が生じる。

一問一答

Q. Qun = Ds × Fes × Qudの式において、Fes=1.0となる条件は何か(令第82条の3)。

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剛性率Rs≧0.6かつ偏心率Re≦0.15の両方を同時に満たす場合にFes=1.0。どちらか一方でも規定値を外れると(Rs<0.6またはRe>0.15)、Fes>1.0となりQunが増大する(昭和55年告示第1792号第2)。

Q. 設計用地震力QudのCo=1.0と、許容応力度計算で用いるCo=0.2はどう違うか。

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Qud(保有水平耐力計算用)はCo=1.0で算定した極稀地震動(大地震)に対応する地震力。許容応力度計算(ルート1・2)のCo=0.2は稀地震動に対応する通常の設計用地震力。QudはCo=0.2の地震力の5倍に相当し、大地震時の倒壊防止を確認するために用いる(令第82条の3第一号)。

Q. Ds=0.25、Fes=1.25、Qud=3000kNのとき、Qunはいくつか。

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Qun = Ds × Fes × Qud = 0.25 × 1.25 × 3000 = 937.5kN(令第82条の3第一号)。Fes>1.0(形状不整形)により、Fes=1.0の場合(750kN)より25%増大している。この Qun に対して保有水平耐力 Qu ≧ 937.5kN であることを全階で確認する。

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最終判断は、所管行政庁または確認検査機関に確認してください。本記事は2026年5月時点の情報をもとに作成しています。法改正により内容が変わる場合があります。

参照

  • 建築基準法施行令 第82条の3(保有水平耐力計算)
  • 昭和55年建設省告示第1792号(DS値)
  • 昭和55年建設省告示第1792号 第2(Fes算定)

この記事を書いた人

ルート君

建築士試験と構造法規を一緒に学ぶキャラクター。