地震力の単位：kNとは、計算式、Ci（地震層せん断力係数）との関係

この記事の要点

地震力の単位はkN（キロニュートン）が基本だ。

建物に作用する地震力は「重量×地震層せん断力係数（Ci）」で求まる。

CiはAi×Co×Z×Rtの掛け算（Ai:層分布係数、Co:標準せん断力係数=0.2以上、Z:地域係数、Rt:振動特性係数）で構成される。

1次設計（Co≧0.2）と2次設計（Co≧1.0）では必要な係数の大きさが違い、設計ルートによって計算方法が変わる。

地震力は建物が重いほど大きくなるため、軽量化が耐震性の向上に直結する。

ここでは、建築物に作用する地震力の計算式を分かりやすく解説します。

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地震力の単位は「kN」を使うことが多いです。

建築物に作用する地震力の計算式を下記に示します。

地震力の記号はQ、Wは地震用重量（つまり建物の重さ）、Ciは層せん断力係数です。

さらに層せん断力係数Ciは下式で算定されます。

Zは過去の地震記録に基づく国土交通省が定める値です。

地震の起きやすさを数値化した値と考えてください。

Rtは振動特性係数、Aiは地震層せん断力係数の高さ方向の分布、Coを標準せん断力係数といいます。

要するに地震力は建物重量に係数をかけた値です。建物の重量は大きく「N」で表すと数値の桁が大きくなり過ぎます。よって、建物重量、地震力の単位はkNで表す方が簡単です。

なお、工作物や基礎構造物に作用する地震力を求める場合、設計水平震度Kを考慮することもあります。設計水平震度Kは下式で求めます。

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。よって、設計水平震度Kを用いた地震力は下式で計算します。

なお、設計水平震度の値は下記などを用います。

・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）

混同しやすい用語

地震力と地震荷重

地震力（Q）は建物の各階に作用する水平力で、「kN」を単位とします。

地震荷重は地震時に建物全体に及ぶ荷重の総称で、地震力はその荷重から算定される設計用の力です。

層せん断力係数Ciと標準せん断力係数Co

CiはZ・Rt・Ai・Coを乗じた各階ごとの地震層せん断力係数で、Coはその計算のベースとなる標準せん断力係数（一般に0.2）です。

地震力はQ＝Ci×Wで求めますが、Coは全階共通の定数です。

試験での問われ方｜管理人の一言

地震力の単位は？地震力の記号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。

試験では地震力の計算式・地域係数・振動特性係数・形状係数の意味が問われます。

各係数の物理的な意味を理解し、建物の高さ・地盤条件による地震力の変化を整理しましょう。

地震力の単位と計算式を整理した表を示します。