TAC建築士講師室ブログ

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水平震度

井澤ですいざわ

■問題1
建築物の地下部分の各部分に作用する地震力は、一般に、当該部分の固定荷重と積載荷重との和に水平震度を乗じて計算する。(一級構造:平成25No.8)
■問題2
地下部分の地震層せん断力は、「地下部分の固定荷重と積載荷重との和に、当該部分の地盤面からの深さに応じた水平震度kを乗じて求めた地震力」と「地上部分から伝わる地震層せん断力」との和である。(一級構造:平成27No.7)

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■解答
 問題1、2ともに正。
 問題1の主語は「地震力」、問題2の主語は「地震層せん断力」であることがポイントです。
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ポイント:地下部分の地震力と地震層せん断力
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① 地下部分の地震力
  =(固定荷重+積載荷重)×水平震度
② 地下部分の地震層せん断力
  =(固定荷重+積載荷重)×水平震度
   +「地上部分から伝わる地震層せん断力」
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前回№326で説明したように、
水平震度とは、ある層の地震力が、その層の重量の何倍かを表します。
重量は(固定荷重+積載荷重)です。それが上記の①です。
②は、地震層せん断力です。
せん断力は応力の一つですから、求めようとする点で切断して片側に働く力を求めます。すなわち、「地下部分に直接働く地震力①」と「地上部分から伝わる地震層せん断力」の和になります。それが上記の②です。

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地下部分の水平震度の大きさは、次のとおりです。
・地盤面では0.1(Zは地域地震係数)。
・地盤面からの深さが20までは、深くなるにつれて小さくなる。
地盤面からの深さが20を超えると、0.05で一定となる。
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※前回№
326で説明しました、
・屋上から突出する塔屋の水平震度が1.0Z、
・地表に設置された広告塔などの工作物の水平震度が0.5
と比べると、地下部分の地震力は小さいことがわかります。

井澤ですいざわ

■問題1
高さ30mの建築物の屋上から突出する高さ4mの塔屋に作用する水平震度は、地震地域係数Zに1.0以上の数値を乗じた値とすることができる。(一級構造:平成20No.9)
■問題2
高さ30m、鉄骨鉄筋コンクリート造、地上7階建ての建築物において、外壁から突出する部分の長さ2.5mの鉄筋コンクリート造の片持ち階段について、その部分の鉛直震度を1.0(地震地域係数)として、本体への接続部も含めて安全性の検証を行った。(一級構造:平成21No.24
■問題3
地表に設置された高さ4mを超える広告塔に作用する地震力については、一般に、水平震度を0.5(Zは地震地域係数)以上として計算する。(一級構造:平成17No.20

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■解答
 問題1、2、3ともに正。
 なお、設問中の「高さ30m」とか「高さ4mを超える」とかの部分については、法規ではありませんので、気にしないで良いです。
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水平震度
とは、ある層の地震力が、その層の重量の何倍かを表します。
(※地震速報の震度5等とはまったく別物です。)

これと似たものに地震層せん断力係数C
iがあります。
地震層せん断力係数Ciとは、ある層の地震層せん断力が、その層の支える重量の何倍かを表します。

320でF1ドライバーには4Gの水平力がかかると言いましたが、頭に生じる力が地震力で、首に生じるせん断力が地震層せん断力と思ってください。

本来、地震力と地震層せん断力は大いに違いますが、1層又は最上階であれば、地震力=地震層せん断力です。
塔屋、工作物等は1層又は最上階ですから、地震力=地震層せん断力になります。

次表のように塔屋、工作物等の水平震度は
1.0Z以上又は0.5Z以上としますが、これは、地震層せん断力係数Ci=Z・Rt・Ai・C0の式において、地域地震係数Z以外の(Rt・Ai・C0)をすべてざっくり1.0又は0.5にしたということです。

ポイント:水平震度・鉛直震度

部 位

水平震度(鉛直震度)
(Zは地域地震係数)

屋上から突出する塔屋の水平震度

1.0Z以上

外壁から突出する片持ち階段や
バルコニーの鉛直震度

地表に設置された広告塔などの
工作物の水平震度

0.5Z以上

屋上から突出する塔屋と、地表に設置された広告塔とでは、前者のほうが大きく揺れることはイメージしやすいと思います。
また、「外壁から突出する片持ち階段やバルコニーの鉛直震度」については、次図から鉛直方向の力が生じるイメージを持ってください。

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