井澤です
今回は皆さんが特に苦手な構造特性係数Ｄsです。
苦手な人は、分かるまでじっくり３度読んでみてください。

■問題１
構造特性係数Ｄsは、架構が靱性に富むほど大きくなる。（一級構造：平成24年No.26）
■問題２
必要保有水平耐力Ｑunは、各階の変形能力を大きくすると小さくなる。（一級構造：平成26年No.24改）

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■解答
■問題１　誤。靱性が高いほど、構造特性係数Ｄsは小さくなる。
■問題２　正。変形能力が大きい（＝靱性が高い）ほど、構造特性係数Ｄsは小さくなり、必要保有水平耐力は小さくなる。
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まずは、問題１、２の中に出てくる用語「靱性」「変形能力」について確認しておきましょう。これもとっても大事な内容です。

―――――――――ポイント―――――――――
「靱性が高い」＝「粘り強い」＝「塑性変形能力が高い」＝「変形能力が高い」
すべて、同じ意味です。
すべて、降伏後に抵抗力が急激に低減することなく、塑性域でも変形し続ける能力が高い、という意味です。
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さて、本題の必要保有水平耐力Ｑunと構造特性係数Ｄsの話をしましょう。

前回説明したとおり、
「必要保有水平耐力」は、文字通り「保有水平耐力」として最低「必要」な値です。

具体的な算出方法は次のとおりです。
（必要保有水平耐力Ｑun）＝（構造特性係数Ｄs）×（形状係数Ｆes）×（Ｃ0＝1.0の大地震時の地震層せん断力Ｑud）

では、「必要保有水平耐力」は何を意味しているのか？
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必要保有水平耐力とは、ズバリ、「標準せん断力係数Ｃ0＝1.0の大地震のエネルギーを吸収するのに必要な力」です。
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「保有水平耐力」が「必要保有水平耐力」以上であれば、Ｃ0＝1.0の大地震のエネルギーを吸収できるので倒壊しないというわけです。

■「Ｃ0＝1.0の大地震時の地震層せん断力Ｑud」との違いは？
① 必要保有水平耐力Ｑunは「大地震のエネルギーを吸収するのに必要な力」
② Ｑudは「大地震時の地震層せん断力」
これは違うのか？　違うのです！



まず初めに、「保有水平耐力」が「② 大地震時の地震層せん断力Ｑud」以上であれば、大地震でも倒壊しません。
これが前回説明したとおり、必要保有水平耐力のベースが「② 大地震時の地震層せん断力Ｑud」である理由です。これは「力」だけで耐えている状態です。

一方、②ほどの「力」は無くても、「靱性＝変形能力」が高ければ、大地震のエネルギーを吸収でき、倒壊を防ぐことができます。
つまり、大地震のエネルギーを吸収するには、「力」で耐えるだけでなく「靱性＝変形能力」で吸収することもできるのです。
なぜなら、「力」×「変形」＝仕事＝エネルギーだからです。

したがって、
「靱性＝変形能力」が高ければ、「② 大地震時の地震層せん断力Ｑud」より小さな力でも、大地震のエネルギーを吸収できるのです。
その力が「① 大地震のエネルギーを吸収するのに必要な力」すなわち「必要保有水平耐力Ｑun」です。
そして、ベースである「② 大地震時の地震層せん断力Ｑud」からどれだけ小さくできるかを表すのが「構造特性係数Ｄs」です。

―――――――――ポイント―――――――――
靱性が高いと、
構造特性係数Ｄsは小さくなる。
必要保有水平耐力も小さくなる。
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