設計水平震度とは？1分でわかる意味、工作物、設備、galとの関係

この記事の要点

設計水平震度とは、水平震度に地域係数を掛けた値です。

水平震度が0.5で地域係数が1.0のとき、設計水平震度は0.5です。

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設計水平震度とは、水平震度に地域係数を掛けた値です。水平震度が0.5で地域係数が1.0のとき、設計水平震度は0.5です。工作物、設備機器などは、設計水平震度を使い地震力の検討を行います。今回は設計水平震度の意味、工作物、設備機器との関係、設計水平震度とgalとの関係について説明します。※建築物に作用する地震力の求め方は、下記が参考になります。

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味

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設計水平震度とは？

設計水平震度とは、水平震度に地域係数をかけた値です。下式で表します。

設計水平震度＝水平震度×地域係数

地域係数Ｚは都道府県ごとに値が規定されます。ほとんどの地域で1.0ですが、沖縄など地震が少ない地域は、Ｚの値が小さく設定されています。

建築物は、せん断力係数やAi分布を用いて、地震力を算定します。一方、工作物や設備機器は設計水平震度を用いて、地震力を算定します。設計水平震度を使うときは、Ａｉ分布を適用しません。下記に、建築物と工作物の地震力の算定法を整理しました。

工作物　Ｑ＝Ｋ×Ｗ（Ｋ＝k×Ｚ）

建築物　Ｑ＝Z×Rt×Ai×Co×Ｗ

kは水平震度、Ｋは設計水平震度、Ｗは工作物の重量です。建築物の地震力の計算は、下記が参考になります。

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設計水平震度と工作物の関係

工作物の設計水平震度は、0.5です。建築物の標準せん断力係数は、0.20や0.30を使うので、2.0倍程度大きい値ですね。

設計水平震度と建築基準法

設計水平震度は、建築基準法で

・工作物

・基礎構造物

に使います。設計水平震度は、下記の値を設定します。

k=0.5（煙突などは異なる式を使う）

k≧0.1(1－H/40)*Z

Hは建築物の地下部分の各部分の地盤面からの深さ、Zは地域係数です。Ｈの高さ分、水平震度を低減できます。

設計水平震度と設備機器

設備機器は、地震力に対して問題ないことを確認します。地震力は、下式で計算します。

地震力＝設計水平震度×設備機器重量

設計水平震度の値が大きければ、地震力も大きいです。

設計水平震度の値は、下記の基準を元に設定します。例えば、機器の重要性が高ければ、設計水平震度の値も高めに設定します。

建築設備設計基準平成30年版

概ね、

ｋ＝0.25～2.0

の範囲内です。

設計水平震度とgalの関係

設計水平震度ｋとgalは下記の関係があります。※Galは地震力の加速度のことです。

ｋ＝0.25　⇔　250gal

上記より、設計水平震度0.25とは、地震力の加速度が250galを意味します。

混同しやすい用語

設計水平震度 vs 標準せん断力係数

設計水平震度（K＝k×Z）は工作物や設備機器の地震力算定に使う係数で、標準値はK＝0.5です。標準せん断力係数（Co）は建築物の地震力算定に使う係数で、一般にCo＝0.2以上を使います。

工作物の地震力 vs 建築物の地震力

工作物の地震力はQ＝K×W（K＝水平震度×地域係数）で計算します。建築物の地震力はQ＝Z×Rt×Ai×Co×Wで計算し、Ai分布による高さ方向の分布も考慮します。

試験での問われ方｜管理人の一言

設計水平震度に関する問題は建築士試験の構造分野で出題されます。定義と計算の両面から理解しておきましょう。

設計水平震度の定義・適用条件・計算式は建築士試験の構造分野で出題される基本事項です。

用語の定義を正確に理解したうえで、関連する規準・法令との関係を整理することが大切です。

設計水平震度を整理した表を示します。

項目	内容	備考
計算式	K＝k×Z（k：水平震度、Z：地域係数）	工作物はK＝0.5が標準値
工作物への適用	Q＝K×W（W：工作物重量）	Ai分布は適用しない
galとの関係	k＝0.25 ⇔ 250gal	設備機器設計に使用