学科Ⅳ（構造）
一級建築士 令和4年度 学科Ⅳ（構造） 問25
問題・正答・学習用解説
問題
建築物の耐震設計に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。選択肢
正答と解説
正答：（3）
正答の考え方
形状特性係数を、全階の剛性率と偏心率の最大値から全階共通に一つだけ求める記述が誤りです。は、剛性の高さ方向の不均衡や、平面上の偏りによる不利な影響を、必要な水平耐力へ反映する係数です。各階の剛性率・偏心率に対応して評価します。
剛性率は、その階の変形しにくさが建物全体の中で相対的にどの程度かを表します。小さすぎる階には地震時の変形が集中しやすくなります。偏心率は、重さの中心と水平抵抗の中心のずれの程度を表し、大きいほどねじれによる不均一な変形が問題になります。不利なのは剛性率の大きさではなく小ささ、偏心率については大きさなので、両者の最大値を取るという説明自体も不適切です。
必要保有水平耐力は基本的に
と表します。は基準となる地震層せん断力、は変形能力等に応じた構造特性係数です。各階で必要値と実際の保有水平耐力を比較し、弱い階や偏りのある階の要求を見落とさないようにします。
各選択肢の解説
選択肢1
（1）は高さ方向に地震層せん断力係数をどう分布させるかを表し、一般に上階ほど大きく、一次固有周期が長いほど上部での増加が大きくなります。ただし上階の係数が大きいことと、上階の層せん断力そのものが常に最大であることは別です。層せん断力は、その階が支える上部の重量にも左右されます。下階ほど多くの階の地震力を受け渡すことを考え、係数と力の実際の大きさを区別して読む必要があります。
選択肢2
（2）張り間と桁行で抵抗形式が異なれば、それぞれの方向に適合する耐震計算ルートを選べます。純ラーメンでは柱梁の曲げが中心、ブレース構造では筋かいの軸力が主要な抵抗となり、確認すべき条件も異なります。ただし一方の方向で成立するという理由で、他方向の条件を省略できるわけではありません。また、共通する柱や床、接合部などには両方向の作用を適切に反映し、建物として力が伝達できることを確認します。
選択肢3
（3）は各階の剛性率と偏心率に対応させて求めるため、全階の最大値による一つの値とする記述は誤りです。剛性率が低い階は変形が集中し、偏心率が高い階はねじれが問題になるので、各階で不利な性質を拾います。特に「剛性率も最大値」とすると、本来調べるべき柔らかい階を見落とします。全体の代表値だけを見ず、どの階に弱点があるかを必要耐力へ反映する係数と理解します。
選択肢4
（4）限界耐力計算では、損傷限界と安全限界における応答と耐力・変形能力などを評価して安全性を確認します。この計算を適切に行う場合、耐久性等関係規定を除く構造強度の仕様規定について適用を除外できる扱いです。全ての法規が不要になるわけではなく、耐久性等の規定や計算そのものの条件は守ります。決められた寸法・配筋等による仕様の確認と、計算による性能の確認の関係を述べた記述です。
周辺知識
建物の各階は、その階より上の地震力を下へ伝えます。ある階だけ柱が細い、壁が少ない、階高が高いといった条件があると、その階へ変形が集中する可能性があります。また壁が片側へ偏っていると、建物は並進するだけでなくねじれ、端部の柱などに大きな変形が生じます。
剛性率は主に高さ方向の不均衡、偏心率は主に平面内の偏りを見る指標です。両方とも建物の形状による不利を調べますが、小さいほど危険なのか、大きいほど危険なのかが違います。数式の係数を覚える際には、対応する変形の姿を一緒に思い浮かべます。
保有水平耐力計算では、まず必要な耐力を定め、実際の骨組が発揮できる耐力と比較します。靱性が高い架構のエネルギー吸収はに、形状の不利はに反映されます。同じ重量であっても、部材の変形能力や配置によって必要な性能は変わります。各階・各方向の検討を通じて、どこか一部が先に限界へ達する構造になっていないかを確認します。