ルート2(RC造)とは?剛性率・偏心率のRC造特有ポイントと確認方法(令第82条の6)
ルート君
ルート2のRC造って、何を特別に確認するの?
ルート2(RC造)では、層間変形角・剛性率・偏心率の確認に加えて、RC造特有の靭性確保が求められます。
RC造のルート2(許容応力度等計算)は、ルート1の許容応力度計算に加えて、令第82条の2の3項目を確認する計算方法です。
RC造特有のポイントとして、耐震壁の配置が剛性率・偏心率に大きく影響します。
RC造ルート2ではどんな項目を確認するのか
| 検討項目 | 基準値 | RC造での注意点 |
|---|---|---|
| 許容応力度計算(令第82条) | 全部材で応力≦許容応力度 | 柱・はり・耐震壁・接合部を全て確認する |
| 層間変形角(令第82条の2第一号) | 1/200以下(緩和時1/120以下) | 耐震壁の有無と配置が変形を大きく左右する |
| 剛性率(令第82条の6第二号イ) | Rs ≧ 0.6 | ピロティや吹き抜けがある階はRsが低下しやすい |
| 偏心率(令第82条の6第二号ロ) | Re ≦ 0.15 | 耐震壁の偏在により偏心率が大きくなりやすい |
| 屋根の水平力(令第82条の4) | — | 多雪地域ではRC屋根スラブの積雪時検討が必要 |
| 塔状比の確認(平成19年国交告第593号) | 塔状比 ≦ 4 | 高さを幅で割った値が4を超える場合はルート2適用不可 |
RC造ルート2の耐震強度確認式(平成19年国交告第593号)
RC造ルート2(ルート2-1)では次の耐震強度確認式を各階で満たす必要があります。
RC造ルート2-1の耐震強度確認式(平成19年国交告第593号)
Σ2.5 × α × Aw + Σ0.7 × α × Ac ≧ 0.75 × 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
ルート2-2では係数が変わり、Σ1.8αAw + Σ1.8αAc ≧ Z・W・Ai の式が適用されます。
RC造ルート2で特有の検討事項は何か
RC造のルート2では、耐震壁がある場合の壁の曲げ・せん断耐力の確認が重要です。
令第77条の2の耐震壁の仕様規定(壁厚12cm以上・壁筋比0.25%以上等)を満足したうえで、許容応力度計算を行います。
剛性率・偏心率が基準値を超えたらどうするのか
RC造でRs < 0.6またはRe > 0.15 となる場合は、次のいずれかの対応をとります。
- 耐震壁の位置・枚数を変更して剛性の偏りを解消する
- ルート3(保有水平耐力計算)に移行し、形状係数Fesを割り増したうえで必要保有水平耐力Qunを算定する
ルート2(RC造)で適合性判定は必要か
RC造でルート2を採用する場合は、原則として構造計算適合性判定が必要です。
ルート2主事(令第81条第2項第二号イに係る特定構造計算基準の審査ができる建築主事等)がいる確認検査機関では、適合性判定が免除されます。
なぜRC造では耐震壁の配置が剛性率・偏心率に特に影響するのか
RC造は耐震壁が水平力の大部分を負担する構造形式であり、耐震壁の位置と枚数が建物全体の剛性バランスを決定します。
耐震壁を特定の方向や位置に偏って配置すると、その方向の剛心が大きく偏り、偏心率が増大します。
また、一部の階に耐震壁がない(ピロティ等)と、その階の層剛性が低下して剛性率が下がります。
鉄骨造ではブレースが水平力を負担しますが、部材の追加・変更が比較的容易です。
RC造の耐震壁は構造上の制約が多く、後から配置を変えることが難しいため、計画段階から剛性率・偏心率を意識した配置が重要です。
試験で問われやすいポイント
- ピロティ建物の剛性率(令第82条の6第二号イ):ピロティや吹き抜けがある階は層間変形角が大きくなり、剛性率Rsが低下しやすい。Rs < 0.6の場合は形状特性係数Fesが増大し必要保有水平耐力が割増しになる(令和2年 学科4 問94 選択肢3正)。
- 耐震壁の偏在と偏心率(令第82条の6第二号ロ):耐震壁を一方向に集中させると、剛心と重心がずれてRe > 0.15となりやすい。偏心率が大きいと地震時にねじれが生じる。Re > 0.15の場合もFesが増大する(令和2年 学科4 問94 選択肢3正)。
- RC造ルート2と仕様規定:令第77条の2(耐震壁・壁厚12cm以上・壁筋比0.25%以上)の仕様を満たしたうえで許容応力度計算を行う。ルート2でも仕様規定(令第79条かぶり厚さ等)は原則全て適用される。
一問一答
Q. ピロティ建物でRC造ルート2を計算したところ、1階の剛性率Rs = 0.45 となった。この場合どうするか。
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Rs = 0.45 は0.6を下回るため、①耐震壁を1階に追加してRsを0.6以上にする、または②ルート3(保有水平耐力計算)に移行して形状特性係数Fesを割り増したうえで必要保有水平耐力Qunを算定する(令第82条の6第二号イ・令和2年 学科4 問94 選択肢3正)。
Q. RC造で耐震壁を一方向に集中して配置した場合、どの検討値が問題になりやすいか。
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偏心率Re(令第82条の6第二号ロ)。耐震壁の偏在は剛心と重心のずれを大きくし、Reが0.15を超えやすくなる。耐震壁の平面的な均等配置が偏心率低減の基本的対策。
Q. RC造ルート2で剛性率Rs < 0.6かつ偏心率Re > 0.15 の両方を満たせない場合、必要保有水平耐力はどうなるか。
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形状特性係数Fesが増大し、必要保有水平耐力Qun(=Fes×Qud)が大きくなる(令和2年 学科4 問94 選択肢3正)。剛性率(Rs<0.6)と偏心率(Re>0.15)のどちらが規定値を外れてもFesは増大する。両者が同時に外れる場合はより大きなFesが適用される。
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参照
- 建築基準法施行令 第81条第2項第二号イ(ルート2の規定)
- 建築基準法施行令 第82条〜令第82条の4(ルート2の計算)
- 建築基準法施行令 第77条の2(RC造耐震壁の仕様)