ルート1(RC造)とは?許容応力度計算の手順と確認項目(令第82条)
ルート君
ルート1のRC造って、どんな計算をするの?
ルート1(RC造)は、令第82条の許容応力度計算を行う計算方法で、小規模建築物に適用されます。
ルート1は令第82条に定める許容応力度計算であり、中小規模のRC造に適用されます。
法第20条第1項第三号の建築物(小規模建築物)では、ルート1に令第82条の4(屋根の水平力)を加えた計算を行います。
ルート1ではどんな手順で計算を進めるのか(令第82条)
| 計算の手順 | 内容 | 根拠 |
|---|---|---|
| ①荷重・外力の算定 | 固定荷重・積載荷重・積雪荷重・風圧力・地震力を算定する | 令第82条第一号・令第83条〜令第88条 |
| ②荷重の組み合わせによる応力の算定 | 長期・短期の各荷重組み合わせで部材応力を算定する | 令第82条第一号・令第82条第二号 |
| ③許容応力度との比較 | 算定された応力が許容応力度以下であることを確認する | 令第82条第三号 |
| ④使用上の支障の確認 | 変形・振動によって建築物の使用上の支障が起こらないことを確認する | 令第82条第四号 |
| ⑤屋根ふき材等の確認 | 屋根ふき材・特定天井等について、風圧に対して構造耐力上安全であることを確認する | 令第82条の4 |
RC造ルート1の耐震強度確認式はどんな式か(平19国交告593号)
RC造ルート1では、各階の耐震強度として次の式を満たす必要があります(平成19年国土交通省告示第593号)。
RC造ルート1の耐震強度確認式(平19国交告593号)
Σ2.5 × α × Aw + Σ0.7 × α × Ac ≧ Z × W × Ai
Aw:耐震壁の断面積(mm²)
Ac:柱の断面積(mm²)
α:靭性確保のための低減係数
Z:地震地域係数、W:当該階が支える重量(N)、Ai:地震層せん断力分布係数
この式はRC造の耐震壁・柱の断面積が地震力に対して十分かを確認するものです。ルート1がRC造にのみ適用される固有の確認式であり、鉄骨造には別の方式が適用されます。
RC造のルート1ではどんな部材を検討するのか
RC造のルート1では、各部材(柱・はり・壁・床・基礎)の許容応力度設計を行います。
- 長期荷重(固定荷重+積載荷重)に対する許容応力度の確認
- 短期荷重(長期荷重+地震力、または長期荷重+風圧力)に対する許容応力度の確認
- 土圧・水圧を受ける部材(地下外壁・基礎スラブ)の検討
- 基礎の接地圧が地盤の許容応力度以下であることの確認
RC造の許容応力度はどんな数値か(令第91条)
RC造の許容応力度は、鉄筋(鋼材)が令第90条、コンクリートが令第91条に定められています。
| 材料・応力の種類 | 長期許容応力度(目安) | 短期許容応力度 |
|---|---|---|
| コンクリートの圧縮(Fc=21N/mm²) | 7 N/mm² | 長期の1.5倍 |
| SD295A主筋(引張) | 195 N/mm² | 長期の1.5倍 |
| SD345主筋(引張) | 215 N/mm² | 長期の1.5倍 |
ルート1とルート2でどんな違いがあるのか
ルート1(許容応力度計算のみ)では、剛性率・偏心率の検討は不要です。
ルート2(許容応力度等計算)では、ルート1の計算に加えて、剛性率Rs(0.6以上)・偏心率Re(0.15以下)(令第82条の6第二号)・層間変形角(1/200以下)(令第82条の2)の確認が追加されます。
なぜ小規模建築物はルート1で済むのか
建物の規模が小さいほど、地震被害の規模も限定的です。
また、小規模建築物では変形が複雑になりにくく、許容応力度計算だけで主要な破壊形態を防げます。
一方、中規模・大規模建築物では地震被害が甚大になる可能性があるため、剛性率・偏心率・層間変形角の追加確認(ルート2)や保有水平耐力計算(ルート3)が求められます。
「規模が大きいほど精緻な計算を義務付ける」という考え方が構造計算ルート設定の基本です。
試験で問われやすいポイント
- ルート1(許容応力度計算・令第82条)の検討内容:剛性率・偏心率・層間変形角の確認は不要。荷重算定→応力算定→許容応力度比較の3ステップ(令第82条第一〜三号)のみ。ルート2以上で追加検討が必要(令和3年 学科4 問88 選択肢1正:ルート1-1では確認不要)。
- ルート1とルート2の分岐点:ルート2ではルート1の計算に加え、剛性率Rs≧0.6・偏心率Re≦0.15(令第82条の6第二号)・層間変形角1/200以下(令第82条の2)の確認が必要。いずれかが満たせない場合はルート3以上または形状特性係数Fesの修正が必要。
- コンクリートの設計基準強度の最低値(令第74条第1項):1mm²につき12N以上(軽量コンクリートは9N以上)。この数値はルート1の使用可能なコンクリートの下限値として重要。
- RC造の許容応力度:コンクリート長期圧縮=Fc/3(令第91条)。鉄筋SD295A長期引張=195N/mm²・SD345=215N/mm²(令第90条=鋼材)。短期は長期の1.5倍。
一問一答
Q. ルート1(許容応力度計算)では、剛性率・偏心率・層間変形角の確認は必要か。
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不要。これらはルート2(許容応力度等計算・令第82条の2〜4)以上で確認が必要な項目(令和3年 学科4 問88 選択肢1正)。ルート1は令第82条の荷重算定・応力算定・許容応力度比較の3ステップのみ。
Q. Fc=18N/mm²のコンクリートの長期許容圧縮応力度はいくつか。
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18÷3=6N/mm²(令第91条・平成12年建設省告示第1450号)。コンクリートの長期許容圧縮応力度はFc/3で算定する。短期は6×1.5=9N/mm²。
Q. ルート2ではルート1の計算に加えて何を確認するか。
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①剛性率Rs(各階の層剛性が全体平均の0.6倍以上)・②偏心率Re(0.15以下)(令第82条の6第二号)・③層間変形角(1/200以下)(令第82条の2)。いずれかが規定値を外れる場合は対応が必要。
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参照
- 建築基準法施行令 第81条第3項(ルート1の適用対象)
- 建築基準法施行令 第82条(許容応力度計算)
- 建築基準法施行令 第90条(鋼材・鉄筋の許容応力度)・第91条(コンクリートの許容応力度)
- 平成19年国土交通省告示第593号(ルート1の構造計算基準)