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偏心率とは何か?

バランス感覚という言葉を聞きます。バランスは、そもそも英語でbalanceですが、『釣り合い』や『均衡』を意味します。


建物にはバランスは必要です。何のバランスか? それは、構造部材がバランスよく配置されているか、ということ。


このバランスを確認する指標が『偏心率』です。今回は、偏心率がどういう数字か? 建築基準法での規定について説明します。なお、偏心率の算定方法は割愛しますので、ご了承ください。


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偏心率は平面的に耐震要素がバランス良く配置されているかチェックする指標

先に述べたように、偏心率は耐震要素がバランスよく配置されているかチェックする指標です。


偏心率は、値が大きければ大きいほどバランスが悪い結果となります。逆に値が小さい、0に近づくほどバランスが良い建物です。


偏心率は、建物を平面的に見て耐震要素の偏りをチェックしています。また、X方向とY方向は別々に確認するのです。


例えば、RC壁は耐震要素として、とても剛性の高い部材です。この壁が東面だけに配置された場合、その建物は本当に耐震性が高いのでしょうか?


答えはNOです。東面だけに壁が配置された建物は、地震が起きると捻じれてしまいます。


偏心率は重心と剛心が関係する

建物には重量の中心(重心位置)と、剛性の中心(剛心位置)があります。これは、必ずしも一致しません。理由は、先に述べたように『壁がある箇所に偏って配置されること』は、剛心が偏るからです。


考えやすいように、重心位置は地震力が作用する点で、剛心位置を反力の点と考えてください。当然、重心位置と剛心位置が一致すれば捻じれることもありません。


しかし、重心位置と剛心位置が偏心すれば、その分モーメントが発生し、余分な応力が作用します。重心と剛心の差が大きいほど偏心率が大きくなり、構造部材には余計に負担が発生します。


ですから、偏心率はなるべく小さくする方が得策です。つまり構造部材はバランスよく配置します。


偏心率に関する建築基準法での規定

偏心率は建物の耐震性を決定づける値ですから、建築基準法で規定が定められています。ルート1という規模の小さな建物では、偏心率Reは、


0.15以下


が義務です。


一方、ルート2やルート3の設計では偏心率に上限はありません。その代り、保有水平耐力計算で、必要保有水平耐力Qunに偏心率分余計に係数を掛けるのです。つまり、『偏心した分、耐力がもっと必要になるよ』ということです。


これをFeというのですが、今回は割愛しましょう。


まとめ

今回は、偏心率について説明しました。偏心率は構造部材のバランスであること、偏心率を小さくするほどバランス良い建物だと覚えてください。また、建築基準法でルート1の建物は、偏心率Re=0.15以下に抑えることが義務で、ルート2、3では、別途建物の耐力に割増しが必要になります。


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