水平力分担率とは？1分でわかる意味、筋交い、Dsとの関係

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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？簡単な意味、剛性の計算、単位、強度との違い

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学改訂版/工学社」

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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？簡単な意味、剛性の計算、単位、強度との違い

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〉

まとめ

今回は水平力分担率について説明しました。意味が理解頂けたと思います。水平力分担率は、鉛直部材が負担する水平力に対する、全体の水平力との比率です。耐震壁、筋交いなど剛性の高い部材は、水平力分担率が大きいです。なお、水平力分担率の大きなブレースは、応力を割増して計算します。また、ブレース構造は、水平力分担率に応じてDsが変わることも覚えてください。剛性の意味、地震力（水平力）の求め方は、下記の記事が参考になります。

剛性とは？簡単な意味、剛性の計算、単位、強度との違い

地震力の算定方法と、簡単にわかるZ、Rt、Ai、Coの意味