二次設計とは?保有水平耐力計算の流れ
二次設計とは、めったに起こらない大地震に対して、建物が倒壊・崩壊しない(人命を守る)ことを確かめる設計です。一次設計に加えて行います。
この記事について
建築基準法・施行令・告示などの法令は改正されます。本記事は学習用の概要です。実際の設計・申請では最新の法令・運用を確認してください。
一次設計との違い
一次設計は中地震で「損傷しない」、二次設計は大地震で「倒壊しない」ことが目標です。大地震では部材が一部降伏(塑性化)してもよく、建物の粘り(靱性)でエネルギーを吸収して倒壊を防ぐという考え方です。
対象建物の条件
二次設計の方法は、建物の規模や計算ルートで変わります。
- ルート1:小規模で、剛性・耐力に余裕があり二次設計を省略できる範囲。
- ルート2:層間変形角・剛性率・偏心率などで確認(高さ31m以下など)。
- ルート3:保有水平耐力計算で確認(高さ31m超など、より大規模)。
保有水平耐力計算の流れ
POINT
大地震時に建物が実際に持つ水平耐力(保有水平耐力 Qu)が、必要保有水平耐力 Qun 以上であることを確かめます。
Qu ≧ Qun = Ds × Fes × Qud
Ds=構造特性係数(粘りが大きいほど小さい)、Fes=形状係数(剛性率・偏心率による割増し)、Qud=大地震時の地震層せん断力(C₀=1.0相当)。粘り強い(Dsが小さい)建物ほど、必要保有水平耐力が小さくなります。
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まとめ
- 二次設計は大地震(震度6強〜7)で倒壊させないことを確かめる設計。
- 規模・ルートで方法が変わり、ルート3では保有水平耐力計算を行う。
- Qu≧Qun=Ds・Fes・Qud。粘り強い建物ほど必要保有水平耐力が小さい。