構造計算について ①


前の記事に書いたように、構造計算を行うためには建設予定の建物の形状が分かるだけでは不十分です。

構造計算時に必要な主な事項としては、


・建設地の基準風速

・建設地の基準積雪量

・建設地の地盤状況

・建物の屋根形状

・建物の階段や吹抜け位置

・建物の主要構造部材位置

・建物内の重量物の位置 等


などがあります。

各項目について詳細に説明していきます。


「建設地の基準風速」「建設地の基準積雪量」

日本には四季があり、季節によって気候が大きく変化します。

台風の接近で風が吹きつけたり、大雪にて屋根に雪が降り積もったりします。

しかし、その自然現象は日本どこでも同じというわけではありません。

沖縄などのようにものすごい風速を記録する地域もあれば、さほど風が吹かない地域もあります。

同様に、冬期間に数メートルの雪が積もる地域もあれば、雪が積もる事がほとんどない地域もあります。

建物の壁や屋根に風が吹き付ける事によって、建物には主に水平方向に力が加わります。

建物の屋根などに雪が積もることによって、建物には主に鉛直方向に力が加わります。

安全面だけを考慮するのであれば、国内で最も風の強い地域の風速と、国内で最も積雪量の多い地域の積雪量を基準にして構造計算を行うのが最も安全かもしれません。

しかし、その方法の場合過剰に大きなサイズの部材を用いる事にもなりかねず、決して経済的ではありません。

風速にしても積雪量にしても、最大値と最小値の幅があまりにも大きいため計算結果に差が出すぎるのが理由です。

そのため、全国の各自治体ごとに地域の実状に合わせて構造計算の際に用いるべき数値を定めていますので、それを使って計算を行います。


「建設地の地盤状況」

先ほどの風速や積雪量の件と同じように、建物を建てようとする土地の地盤も全国一律ではありません。

岩盤の上だったり、粘性土の地層だったり、砂質土の地層だったりすると思われます。

ここで注意しなければならないのが、地盤の種類によってその上にある建物の揺れ方が違うという事です。

特に高さの高い建物ほどその影響を受けやすくなります。

また、地盤によっては地震の際に液状化と呼ばれる現象がおきます。

液状化とは、地震の際に地下水位の高い砂地盤が振動により液体状になる現象のことです。

液状化現象がおきた場合、建物が傾いたり地中の設備配管が浮き上がったりします。

液状化が起きる可能性のある土地の場合、建物自体が揺れに耐えられる状態だったとしても地盤の変化のために倒壊する可能性があります。

そのため、地盤の状態と建物の重量などを考慮して地盤改良を行う場合もあります。

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