ＲＣ造の構造計算ルートについて

この記事の要点

RC造の構造計算ルートはルート1・2・3の3種類（ルート2はさらに2通り）があり、建物の規模・形状によって適用するルートが決まる。

ルート1は壁量確保による強度型設計、ルート3は靭性（変形能力）を活かして地震エネルギーを吸収する設計法である。

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RC造の構造計算ルート建築物の構造計算には、構造計算ルートという考え方があります。構造計算ルートは、建築材料（Ｓ、ＲＣ、ＳＲＣ、Ｗ）でそれぞれ異なります。今回はＲＣ造の構造計算ルートを説明します。

※構造計算ルートに共通する考え方は、下記を参考にしてください。

構造計算ルートとは何か？

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ＲＣ造の構造計算ルート

ＲＣ造には４つの計算ルートがあります。大まかにはルート１、２、３です。ルート２はさらに２通りルートがあります。よって、合計４つの計算ルートがあります。それでは各計算ルートについて内容を説明しましょう。

ルート１

ルート１は、地震力に対して徹底的に強度を高める構造設計法です。具体的には、鉄筋コンクリートの壁を、各方向に配置して所定の壁量を満足させます。また階高による制限もあります。よってルート１では、２つの条件が適用されます。

・規定の壁量確保

・高さ20ｍ以下

ルート１は建物の強度を高めて地震に抵抗する構造計算法であり、強度を確保するために鉄筋コンクリート壁を配置するのだ、と覚えてください。

また、前述したようにたった２つの条件さえ満足すれば、ルート１の構造設計法が適用できます。極端な話、「壁量さえ満足していれば、どんな形の建物でも設計できる」と言い換えることができます。

ルート２

ルート２の設計法は、以前までは靭性（変形性能）を確保したルート２－３という計算法がありましたが、現在はありません。ルート２－１、ルート２－２のみです。両方ともルート１と同じく建物の強度を高めて地震に抵抗することを主眼に置いています。

ただしルート２では、規定の壁量がルート１に比べて緩く設定されています。つまり、壁を少なくできます。その代わり、ルート２を満足する制限はグッと増えます。下記にその制限を明記しました。

・規定の壁量確保

・高さ20ｍ超且つ30ｍ以下

・層間変形角1／200

・剛性率6／10

・偏心率15／100

・建築物の塔状比4以下

見てお分かりのように、ルート１に比べると遥かに条件が多く厳しいと思いませんか。そのためルート１、後述するルート３に比べ、このルート２で設計される建物は少ないのです。

※層間変形角、剛性率、偏心率の意味は下記が参考になります。

層間変形角とは？層間変位と階の高さの計算【図解】

剛性率ってなに？剛性率の意味と、建物の耐震性

偏心率とは何か？

ルート３

ルート３は、建物の靭性（変形性能）を考慮した設計法です。単に強度を高めるわけではなく、柱や梁の変形や塑性ヒンジの発生により、地震のエネルギー吸収を目的とした設計法です。

ルート３では下記の制限を満足する必要があります。

・層間変形角1／200

・高さ31ｍ超且つ60ｍ以下

・建物の保有水平耐力が必要保有水平耐力を満足すること。

※保有水平耐力の詳細は下記が参考になります。

保有水平耐力とは何か？

必要保有水平耐力の算定方法と意味がわかる、たった3つのポイント

例えば学校やマンションのように、比較的開口が多い建物はルート１やルート２を満足する壁量が確保できません。そのためルート３を適用します。

国土交通省の調べによると、ルート３の設計法は最も申請される数が多いと聞きます。複雑で大規模な建築物になると、自然と壁量を確保するのが困難であることが理由です。

以上、rc造の計算ルートを説明しました。下図はこれまでの説明をしたものです（2015年版建築物の構造関係技術基準解説書より）。合わせて参考にしてください。

混同しやすい用語

構造計算ルート1

規定の壁量確保と高さ20m以下という条件を満足することで、建物の強度を高めて地震に抵抗する設計法である。

ルート3が靭性（変形性能）を評価するのに対して、ルート1は強度だけで設計を完結させる最もシンプルなルートである。

構造計算ルート3

保有水平耐力が必要保有水平耐力を満足することを確認する、靭性重視の設計法である。高さ31m超60m以下に適用される。

ルート1が壁量確保を主体とするのに対して、ルート3は塑性ヒンジ形成などによる変形性能まで評価する高度な設計法である。

試験での問われ方｜管理人の一言

建築士試験では、各ルートの適用条件（高さ制限・壁量・層間変形角など）と設計思想（強度型vs靭性型）の違いが問われる。

ルート1＝強度確保、ルート3＝靭性確保というキーワードを基に、各ルートの制限条件を整理して覚えよう。

RC造の構造計算ルートを整理した表を示します。

項目	内容	備考
ルート1	規定の壁量確保＋高さ20m以下	強度型設計
ルート2（2-1・2-2）	壁量緩和＋層間変形角・剛性率・偏心率等の制限	高さ20m超30m以下
ルート3	保有水平耐力が必要保有水平耐力以上	靭性型設計・高さ31m超60m以下