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学科Ⅳ（構造）

一級建築士 令和3年度 学科Ⅳ（構造） 問9

問題・正答・学習用解説

問題

図のような平面の木造軸組工法による平家建ての建築物において、建築基準法における「木造建築物の軸組の設置の基準」（いわゆる四分割法）に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。ただし、図中の太線は耐力壁を示し、その軸組の倍率（壁倍率）は全て1とする。なお、この建築物の単位床面積当たりに必要な壁量は15cm/m²とする。問9の図1

選択肢

  1. （1）
    「Ｘ方向の北側の側端部分」及び「Ｙ方向の東側の側端部分」の必要壁量は、いずれも2.4mである。
  2. （2）
    「Ｘ方向の南側の側端部分」及び「Ｙ方向の西側の側端部分」の必要壁量は、いずれも1.2mである。
  3. （3）
    Ｘ方向の壁率比は、0.5である。
  4. （4）
    Ｙ方向の壁率比は、0.5である。

正答と解説

正答：（3）

正答の考え方

X方向の壁率比は0.5ではなく0.25なので、（3）が誤りです。四分割法では、平面の両端の4分の1の領域について、存在壁量を必要壁量で割った壁量充足率を求め、その小さい方を大きい方で割って配置の釣合いを見ます。単なる壁の長さの比ではありません。
全長8 m\displaystyle 8\,\mathrm{m}の4分の1は2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}です。X方向を調べる北側の帯は8×2=16 m2\displaystyle 8\times2=16\,\mathrm{m^2}、南側の帯はL字の欠けを除いて4×2=8 m2\displaystyle 4\times2=8\,\mathrm{m^2}です。必要壁量は0.15 m/m2\displaystyle 0.15\,\mathrm{m/m^2}を掛け、北2.4 m\displaystyle 2.4\,\mathrm{m}、南1.2 m\displaystyle 1.2\,\mathrm{m}。図のX方向、つまり横向きの太線を数えると、北の存在壁量は2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}、南は境界上の2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}と最南端の計2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}を合わせて4 m\displaystyle 4\,\mathrm{m}です。
北の充足率は、次のとおりです。
22.4=56\frac{2}{2.4}=\frac{5}{6}
、南は
41.2=103\frac{4}{1.2}=\frac{10}{3}
壁率比は
56103=14=0.25\begin{aligned}\frac{\frac{5}{6}}{\frac{10}{3}}&=\frac{1}{4}\\[4pt]&=0.25\end{aligned}
一方Y方向は、東の必要量2.4 m\displaystyle 2.4\,\mathrm{m}・存在量2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}、西の必要量1.2 m\displaystyle 1.2\,\mathrm{m}・存在量2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}なので、比は、次のとおりです。
22.421.2=0.5\frac{\frac{2}{2.4}}{\frac{2}{1.2}}=0.5
平面がL字なので、反対側の領域の床面積も必要量も同じではありません。壁量だけを北2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}・南4 m\displaystyle 4\,\mathrm{m}として割ると、誤った0.5になります。

各選択肢の解説

選択肢1

（1）北側は上端から2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}の帯で、幅8 m\displaystyle 8\,\mathrm{m}が全て床面積なので16 m2\displaystyle 16\,\mathrm{m^2}です。東側も右端から2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}の帯が全長8 m\displaystyle 8\,\mathrm{m}にわたり、同じ16 m2\displaystyle 16\,\mathrm{m^2}です。指定された必要壁量15 cm/m2\displaystyle 15\,\mathrm{cm/m^2}を掛けると、どちらも
16×15=240 cm=2.4 m\begin{aligned}16\times15&=240\,\mathrm{cm}\\[4pt]&=2.4\,\mathrm m\end{aligned}
で適切です。方位ごとに帯の範囲を描き、床がないL字の欠けを含めないようにします。単位をcm\displaystyle \mathrm{cm}からm\displaystyle \mathrm{m}へ直して、図から数える壁長さと同じ単位で比較することも必要です。

選択肢2

（2）南側の2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}幅の帯は右半分だけに床があり、面積は4×2=8 m2\displaystyle 4\times2=8\,\mathrm{m^2}です。西側も上半分だけに床があるため同じ8 m2\displaystyle 8\,\mathrm{m^2}となります。よって必要壁量は8×0.15=1.2 m\displaystyle 8\times0.15=1.2\,\mathrm mで適切です。全体の外接長方形が8 m×8 m\displaystyle 8\,\mathrm{m}\times8\,\mathrm{m}でも、その全面が床ではありません。必要壁量は実際の側端部分の床面積を使うため、北・東の2.4 m\displaystyle 2.4\,\mathrm{m}と南・西の1.2 m\displaystyle 1.2\,\mathrm{m}に差が出ます。この差を壁率比へ反映します。

選択肢3

（3）X方向の存在壁量だけの比は24=0.5\displaystyle \frac{2}{4}=0.5ですが、四分割法の壁率比は壁量充足率の比です。北は必要量2.4 m\displaystyle 2.4\,\mathrm{m}に対し2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}、南は必要量1.2 m\displaystyle 1.2\,\mathrm{m}に対し4 m\displaystyle 4\,\mathrm{m}なので、次のとおりです。
22.441.2=0.25\frac{\frac{2}{2.4}}{\frac{4}{1.2}}=0.25
必要量が反対側で半分になっていることまで含めると、南側の余裕が北側より大きくなり、配置の釣合いは0.5より悪く評価されます。分子・分母の壁長さだけを比較して、床面積の違いを落とした点が誤りです。

選択肢4

（4）Y方向は縦向きの太線を東西の側端部分で数え、どちらの存在壁量も2 m\displaystyle 2\,\mathrm{m}です。しかし必要量は東2.4 m\displaystyle 2.4\,\mathrm{m}、西1.2 m\displaystyle 1.2\,\mathrm{m}で異なります。従って東の充足率56\displaystyle \frac{5}{6}を西の53\displaystyle \frac{5}{3}で割り、壁率比は0.5で適切です。壁が同じ長さずつあるから完全に釣り合って比が1になるとは限りません。支える床面積が異なれば必要量も違います。X方向の確認で使う横向きの壁と、Y方向の縦向きの壁を混ぜて数えないことも重要です。

周辺知識

木造の壁量計算では、壁の長さに壁倍率を掛けて、その方向へ抵抗できる存在壁量を求めます。本問は全て倍率1なので図の実長がそのまま存在壁量です。必要壁量は、指定された床面積当たりの量と対象面積の積で求めます。
壁量充足率は存在量必要量で、1なら必要量と同じ、1未満なら不足、1より大きければ余裕があります。壁率比は、反対側の側端部分の充足率について小さい方大きい方を求めるため、0から1の範囲となり、1に近いほど釣合いがよいことを示します。
建物全体の壁量が足りていても、一方へ集中すると地震時にねじれやすくなります。四分割法はその偏りを簡便に確認する方法です。L字などの平面では、側端部分の面積自体が違うことがあります。外接する全長から4分の1の帯を決め、実際の床面積、対象方向の壁、必要量、充足率、壁率比の順に整理すると、図の読み違いを防げます。
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