地震力の計算方法｜Ai分布・Z・Rt・Coをわかりやすく解説
建築基準法の地震力は、各階に作用する地震層せん断力 Qiとして計算します。式は一見係数だらけですが、ひとつずつ意味を知れば「建物の重さに、場所・地盤・高さの補正を掛けているだけ」だとわかります。
基本式：Qi = Ci × Wi
Qi = Ci × Wi ／ Ci = Z × Rt × Ai × Co
Qi：i階の地震層せん断力（kN）／ Ci：i階の地震層せん断力係数 ／ Wi：i階より上の建物重量（固定荷重＋積載荷重の合計）
地震力は建物の重さに比例します。Wi が「その階が支えている上の重さ全部」である点がポイントで、1階は建物全重量、最上階は屋根まわりだけを支えます。
4つの係数の意味
| 係数 | 名称 | 意味と値の目安 |
|---|---|---|
| Z | 地震地域係数 | 地域ごとの地震の起きやすさ。1.0〜0.7（東京・静岡など1.0、沖縄0.7） |
| Rt | 振動特性係数 | 建物の固有周期と地盤種別による低減。周期が長いほど小さい（≦1.0） |
| Ai | 高さ方向の分布係数 | 上階ほど大きい（1階で1.0、上にいくほど増える） |
| Co | 標準せん断力係数 | 一次設計：0.2以上 ／ 保有水平耐力計算（大地震）：1.0以上 |
なぜ上階ほど地震力が大きいのか（Ai分布）
地震時の建物は、むちをしならせたときのように上にいくほど大きく振られます。この応答の増幅を表すのが Ai 分布です。
図：地震力の高さ方向分布。上階ほど応答が増幅されるため、Aiは上ほど大きい
ただし注意したいのは、Ai が大きいのは「係数」であって、層せん断力 Qi 自体は下の階ほど大きいことです。下の階は支える重量 Wi が大きいためです。1階の Qi が最大になります（ベースシア）。
計算例：ざっくり感覚をつかむ
東京（Z=1.0）の低層RC造（Rt=1.0）、1階が支える重量 W1 = 10,000 kN のとき、一次設計用の1階の層せん断力は：
C1 = 1.0 × 1.0 × 1.0 × 0.2 = 0.2 → Q1 = 0.2 × 10,000 = 2,000 kN
「建物重量の約2割の水平力」が一次設計の地震力の基本イメージ。大地震（Co=1.0）ではその5倍＝重量と同等の水平力を想定する。
POINT（試験頻出）
- 地震力は重量に比例。建物を軽くすることが最大の耐震対策（構造種別の選択にも直結）。
- Rt は周期が長い（高層・軟弱地盤でない）ほど小さくなる＝地震力を低減できる。
- Ai は上ほど大、Qi は下ほど大。混同しやすいので注意。
- 地下部分は層せん断力でなく水平震度 k（≧0.1Z）で計算する。
あわせて確認
求めた地震力で部材を検定する流れは「許容応力度計算とは？」、重量 Wi のもとになる荷重は「固定荷重・積載荷重の拾い方」で解説しています。
まとめ
- 地震層せん断力は Qi = Ci × Wi、Ci = Z・Rt・Ai・Co。
- Z＝地域、Rt＝周期と地盤、Ai＝高さ方向の増幅、Co＝0.2（中地震）/1.0（大地震）。
- 地震力は建物重量に比例し、層せん断力は1階で最大になる。