建築学生が学ぶ構造力学

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令和5年度 一級建築士 構造 No.25を解説、耐震設計の保有水平耐力・形状係数・剛性率・偏心率に関する誤りを見抜くポイント

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令和5年度 一級建築士試験 学科IV(構造)No.25は、耐震設計(保有水平耐力)に関する問題です。

この問題では、4つの記述のうち、最も不適当なものを選びます。

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この問題で問われていること

  1. 保有水平耐力と必要保有水平耐力の関係(崩壊形に対する算定)
  2. 剛性率の求め方と基準値(0.6以上)
  3. 偏心率の求め方と基準値(0.15以下)
  4. 形状特性係数Fesの算定に使う指標(剛性率のみか、剛性率+偏心率か)

※ 問題文そのものは建築技術教育普及センターの公式PDFで確認できます。上記は、その4つの記述で問われている論点を整理したものです。

正解:選択肢4(これが最も不適当な記述)

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形状特性係数Fesの算定に関する記述が誤りなんです。Fesは建築物の形状の偏りを示す係数で、剛性率と偏心率の両方を考慮して計算します剛性率だけでなく偏心率も組み合わせて算定するので、「剛性率のみ」とした選択肢4が最も不適当ということです。

各選択肢の正誤

選択肢 正誤 解説
1 ○(正しい) 保有水平耐力は各階に想定する崩壊形に対して算定し、必要保有水平耐力以上とする
2 ○(正しい) 剛性率は各階の層間変形角と全階の平均層間変形角との比で求め、基準値は0.6以上
3 ○(正しい) 偏心率は各階の剛心と重心のずれ(偏心距離)を弾力半径で割って求め、基準値は0.15以下
4 ×(誤り) Fesは剛性率だけでなく偏心率も考慮して算定する(剛性率のみによるとするのは誤り)

選択肢4の「形状特性係数Fesは剛性率のみから算定する」という記述が誤りで、正しくは剛性率と偏心率の両方を考慮して算定するです。

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Fesはなぜ剛性率と偏心率の両方を使うのか

形状特性係数Fesは、建物の「縦方向の形状の偏り(剛性率)」と「横方向の形状の偏り(偏心率)」の両方を反映させた係数です。

剛性率が低い階は弱層として集中的に変形します。偏心率が大きい建物はねじれ振動が生じやすくなります。どちらも必要保有水平耐力を増やす要因であるため、両方を考慮してFesを算定するわけです。

剛性率と偏心率の基準値はいくらか

剛性率の基準値は0.6以上で、0.6未満の階は形状係数による割増しが必要です。偏心率の基準値は0.15以下で、0.15を超えると割増しが必要になります(選択肢2・3はこの基準どおりで正しい)。

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覚え方

  • Fes → 剛性率(縦方向の形状)+ 偏心率(横方向の形状)の両方から算定
  • 剛性率の基準値0.6以上/偏心率の基準値0.15以下

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一問一答

Q.

形状特性係数Fesの算定に使う指標を2つ答えよ。

剛性率と偏心率です。剛性率は縦方向の形状の偏り(弱層の有無)、偏心率は横方向の形状の偏り(ねじれやすさ)を示します。

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出典

  • 建築技術教育普及センター「令和5年度 一級建築士試験 学科の試験 学科IV(構造)問題」
  • 建築基準法施行令第82条の3(保有水平耐力の計算)
ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

建築士 過去問(構造)

プロフィール

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