水平力分担率とは？意味・計算方法と筋交い・Ds値との関係

この記事の要点

水平力分担率とは、地震力など水平力の合計に対して、各鉛直部材（柱・壁・ブレース）が個別に負担する割合のことです。ある部材の水平力分担率が30%なら、全体の水平力の3割をその部材が負担します。

水平力分担率は剛性に比例します。筋交い（ブレース）は一般にラーメン架構より剛性が高いため、水平力を多く負担します。Ds（構造特性係数）の計算で使われます。

例えば、ある柱の水平力分担率が30％とは、全体の水平力に対して、3割を負担するという意味です。

この記事では、水平力分担率とは何か、どう求めるのか、筋交いの割増率との関係を整理します。

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水平力分担率とは、各鉛直部材（柱や壁、ブレース）が負担する水平力（せん断力）と、全体の水平力との比率です。

例えば、ある柱の水平力分担率が30％とは、全体の水平力に対して、3割を負担するという意味です。

水平力分担率を読めば、どの部材に応力が集中しているか、分かります。

今回は、水平力分担率の意味、筋交い、Dsとの関係について説明します。

なお、水平力分担率は剛性と関係します。

剛性の意味は、下記の記事が参考になります。

剛性とは？変形しにくさの意味・強度との違い・計算式・単位を解説

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水平力分担率とは？

水平力分担率とは、各鉛直部材が負担する水平力と、全体の水平力との比率です。各鉛直部材が負担する水平力をＱn、全体の水平力をＱとします。水平力分担率は、下式で計算します。

水平力分担率＝Ｑｎ／ΣＱ

鉛直部材の中でも、耐震壁、ブレース（筋交い）、雑壁付き柱は、水平力分担率が大きいです。これは、部材の剛性が大きいためです。※剛性は下記の記事が参考になります。

剛性とは？変形しにくさの意味・強度との違い・計算式・単位を解説

また、柱に対して梁の取り付き方も剛性に影響します。一般の建物は、不静定構造物のため、水平力分担率の求め方が難しいです。手計算レベルで、水平力分担率を計算する方法として、Ｄ値法があります。

地震力（水平力）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

水平力分担率と筋交いの割増率

筋交いは剛性が高いため、水平力が集中します。水平力分担率をβとするとき、下記の割増係数を考慮して応力を割増し、筋交いの断面算定を行います。水平力分担率の割増係数は下記です。

β≦5/7　⇒　1+0.7β

β＞5/7　⇒　1.5

βは水平力分担率です。

水平力分担率とDsとの関係

水平力分担率の大きさは、Dsの値に影響します。※Dsは構造特性係数のことです。Dsは、固い（剛性が高い）建物ほど大きい値になります。Dsの意味は、下記の記事が参考になります。

構造特性係数とは？3分でわかる意味と算出方法

水平力分担率が大きい部材は、「剛性が高い部材」です。よって、水平力分担率が大きいほど、Dsの値も大きいです。筋交いの水平力分担率と、Dsの関係は、下記の書籍が参考になります。

建築物の構造関係技術基準解説書〈2015年版〉

根拠・参考

建築物の構造関係技術基準解説書

実務では、設計条件・仕様書・適用する規準により確認してください。

混同しやすい用語

水平力分担率（β）

各鉛直部材（柱・耐震壁・ブレース）が負担する水平力と全体の水平力との比率。

剛性の高い部材ほど分担率が大きい。

構造特性係数（Ds）

建物の変形性能を表す係数。

水平力分担率が大きい（剛性の高い）建物ほどDsの値が大きく、必要保有水平耐力も増える。

剛性

部材の変形しにくさを表す値。

剛性が高い部材（耐震壁・ブレースなど）は水平力が集中するため、水平力分担率が大きくなる。

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では水平力分担率と各耐震要素の剛性の関係が問われます。ラーメンと耐震壁が混在する建物では、剛性の大きい壁が水平力を多く分担します。分担率の算定手順を理解しておきましょう。

筋交い（ブレース）の引張・圧縮での挙動の差異も水平力分担に影響します。Ds値（構造特性係数）は水平力分担率と部材の靭性から決まるため、分担率とDs値の関係を整理して覚えておきましょう。

水平力分担率を整理した表を示します。

項目	内容	備考
水平力分担率（β）	鉛直部材が負担する水平力÷全体の水平力	剛性の高い部材ほど大きい
割増係数（β≦5/7）	1+0.7β	筋交い断面算定に適用
Dsとの関係	分担率が大きいほどDsが大きくなる	ブレース構造で特に重要