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構造特性係数とは？3分でわかる意味と算出方法

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構造特性係数をご存知でしょうか。構造特性係数は、建物の保有水平耐力に関係し、鉄筋コンクリートと鉄骨造では値が違います。今回は、そんな構造特性係数について説明します。

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構造特性係数とは？

構造特性係数は、

各階の構造特性を表すもの

と定義されます。では「構造特性」とは何か？という疑問に行き着きます。構造特性とは、「建物の壊れ方」といえます。

建物の壊れ方は、大きく分けて２つあります。

１．建物全体にヒンジが発生し、地震力を効率よく吸収する壊れ方

２．それ以上地震力を吸収できないような急激な壊れ方

１は、変形性能が良い建物のことです。建物の強度はそこまで高くありませんが、地震力を効率的に吸収します。ところで、変形性能は靭性ともいいます。※靭性については下記の記事が参考になります。

靱性（じんせい）とは？意味・靭性のある材料と建物の耐震性・脆性との違い

２の壊れ方は、耐震壁付きのラーメン構造などで見られる、せん断破壊が該当します。せん断破壊は危険な破壊なので、避けるべきです。１とは反対に、変形性能が低い建物です。

上記の構造特性を数値化したものが、構造特性係数です。ちなみに構造特性係数は「Ds値」ともいいます。実務ではこちらの言い方の方が一般的です。

構造特性係数の数値は0.25～0.55まであります。前述した１と２の壊れ方では、なんとなく１の方が「良さそうな壊れ方」、２は「悪そうな壊れ方」ですよね。

その感覚は正しいです。

つまり１の壊れ方に対しては、建物に変形能力があるので建物の耐力は、２の壊れ方に比べて必要としません。

つまり構造特性係数は小さな値です。

一方、２の壊れ方は、悪そうな壊れ方なので、建物の耐力を余計に必要とし、構造特性係数は大きな値です。

以上が構造特性係数の考え方です。構造特性係数は必要保有水平耐力の算定に関係します。下記の記事も併せてを参考にしてください。

必要保有水平耐力とは？算定式Qun=Ds×Fes×Qud・Ds・Fesの意味

構造特性係数の値

具体的に構造特性係数の値を紹介します。実は、構造特性係数は構造形式や構造部材ごとに違います。今回は、RC造とS造について示します。

鉄筋コンクリート造

鉄筋コンクリート造の構造特性係数は下記です。A～Dランクまであります。Dランクとは、「悪い壊れ方」です。よってDランクの構造特性係数は大きな値です。

柱および梁の部材群としての種別

• Aランク　0.30
• Bランク　0.35
• Cランク　0.40
• Dランク　0.45

耐力壁の部材群としての種別

• Aランク　0.45
• Bランク　0.50
• Cランク　0.55
• Dランク　0.55

鉄骨造

鉄骨造の構造特性係数は下記となります。

柱および梁の部材群としての種別

• Aランク　0.25
• Bランク　0.30
• Cランク　0.35
• Dランク　0.40

ブレースの部材群としての種別

• Aランク　0.25～0.40
• Bランク　0.30～0.40
• Cランク　0.35～0.45
• Dランク　0.40～0.50

構造特性係数を整理した表を示します。

項目	内容	備考
RC造（Aランク）	柱・梁のDs値 0.30	変形性能が高い壊れ方
RC造（Dランク）	柱・梁のDs値 0.45	変形性能が低い壊れ方
S造（Aランク）	柱・梁のDs値 0.25	鉄骨造は全般的に値が小さい

まとめ

今回は構造特性係数について説明しました。

イメージを掴まないと理解が難しいと思います。

ポイントは、構造特性係数が大きいほど必要保有水平耐力が大きくなる（より多くの耐力を必要とする）。

逆に小さいと必要保有水平耐力は小さい（変形性能が高いので、必要な耐力は少なくても構わない）。

覚えておきましょう。

また今回は、併せて下記の記事も参考にしてください

必要保有水平耐力とは？算定式Qun=Ds×Fes×Qud・Ds・Fesの意味

保有水平耐力とは？意味・計算・必要保有水平耐力との違い

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• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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