構造設計一級建築士 とらの巻

[ 解答解説 ]
地震力に対する1階のX方向及びY方向の壁量の検討

1階床面積 A = 6.0 × 8.0=48.0m²

屋根仕様は軽い屋根として算定する。

必要壁量
　Lu = 48.0m² × 0.29 m/ m² ＝13.92m
壁　　量
　X方向 Lwx=（2.0m × 3枚＋1.0 m × 2枚）× 2.0倍＝16.0m > 13.92m
　　∴ OK
　Y方向 Lwy =（2.0m × 2枚＋1.0 m × 4枚）× 2.0倍＝16.0m > 13.92m
　　∴ OK

以上より、1階の壁量はX方向、Y方向共に満足している。

ちなみに、必要壁量は風圧力に対する検討も行い、大きい方を採用する。

[ 解答解説 ]
四分割法により、1階のX方向及びY方向の耐力壁の配置の検討する。

X方向
(北側)
床面積A(m²)
　6.0m × 8.0m/4
=12.0m²

必要壁率　0.29(m/m²)、必要壁量 Lu　3.48m

壁量（Lw）
(2.0m × 2 + 1.0m) × 2.0 =10.0m

充足率（Lw/Lu）2.87 > 1.0

(南側)
6.0m × 8.0m/4
=12.0m²

必要壁率　0.11(m/m²)、必要壁量 Lu　1.32m

壁量（Lw）
(2.0m + 1.0m) × 2.0 = 6.0m

充足率（Lw/Lu）4.54>1.0

ゆえに、X方向判定は適合


Y方向
(西側)
床面積A(m²)
　8.0m × 6.0m/4
=12.0 m²

必要壁率　0.29(m/m²)、必要壁量 Lu　3.48m

壁量（Lw）
(2.0m + 1.0m × 2) × 2.0 = 8.0m

充足率（Lw/Lu）2.29>1.0

(東側)
　8.0m × 6.0m/4
=12.0 m²

必要壁率　0.11(m/m²)、必要壁量 Lu　1.32mm

壁量（Lw）
(2.0m × 2) × 2.0 = 8.0m

充足率（Lw/Lu）6.06 > 1.0

ゆえに、Y方向判定は適合
補足：いずれも充足率 Lw/Lu ≧ 1.0のため、壁率比の計算は省略する。

[ 解答解説 ]
短期基準せん断耐力
Po= min(a,b,c,d) = 30kN

a：降伏耐力 Py=45kN
b：終局耐力 Pu × (0.2/Ds)= 75 × (0.2/0.5)= 30kN
c：最大荷重 Pmax × 2/3 = 90 × 2/3 =60kN
d：特定変形時の耐力P1/120=60kN

よって、壁の短期許容せん断耐力
＝Po × α / L ＝30 × 1.0 /2.0 ＝15 kN/m

[ 解答解説 ]
（問題点）
耐力壁形式の前提として、耐力壁端柱の柱頭柱脚接合部が耐力壁よりも先に破壊しないこと、つまり、接合部より先に壁が壊れることが必要である。

壁量計算は実験結果よりも小さな壁倍率5（許容せん断耐力9.5kN/m）で検討することで、安全側の検討となっているが、柱頭柱脚接合部や耐力壁周囲の部材に対しては危険側の値となるので注意が必要である。

（対応策）
耐力壁端柱の柱頭柱脚の引抜きを防止するため、引抜き力に対する余力を十分確保したうえで、柱頭柱脚接合部や柱断面及び土台のめり込み等の検討に対しては、実験結果から求まった 15kN/mを採用し、生じる軸力に対して安全性を確認する。