
平成17年6月28日国土交通省告示第631号(平成17年9月1日施行)
エネルギーの釣合いに基づく耐震計算等の構造計算を定める件
建築基準法施行令(昭和25年政令第338号)第81条第1項ただし書の規定に基づき、限界耐力計算と同等以上に建築物の安全さを確かめることのできる構造計算を次のように定める。
第1 この告示において次の各号に掲げる用語の意義は、それぞれ当該各号に掲げるところによる。
一 ダンパー部分 建築物の構造耐力上主要な部分のうちエネルギー吸収部材(地震によって建築物に作用するエネルギーを吸収するために設けられた弾塑性系の部材その他これに類する履歴特性を有するものをいう。以下同じ。)を用いて構成される部分(エネルギー吸収部材を相互に又は周囲のはり等に接合するために設けた十分な剛性及び耐力を有する部材を含む。)で、地震による繰り返し変形を受けた後に剛性及び耐力が低下せず、かつ、建築物の自重、積載荷重、積雪その他の鉛直方向の荷重を支えないものをいう。
二 主架構 建築物の構造耐力上主要な部分のうち、ダンパー部分を除いた部分をいう。
第2 地震時を除き、建築基準法施行令(以下「令」という。)第82条第一号から第三号まで(地震に係る部分を除く。)に定めるところによること。
第3 令第82条の6第二号に定めるところによること。
第4 建築物の地上部分について、次に定めるところにより構造計算を行うこと。
一 建築物が損傷限界に達する時(1階(建築物の地上部分の最下階をいう。以下同じ。)の地震層せん断力係数(地震により生じる層せん断力を各階の構造耐力上主要な部分が支える固定荷重と積載荷重との和(令第86条第2項ただし書の規定によって特定行政庁が指定する多雪区域においては、更に積雪荷重を加えたものとする。)によって除した数値をいう。以下同じ。)に対する各階の地震層せん断力係数の比を昭和55年建設省告示第1793号第3を準用してAiの数値として求め(同告示第3
Aiの式のTの定義中「第2に定めるTの数値」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4第二号に規定するTdの数値」と読み替えるものとする。)、当該Aiにより算定した層せん断力その他の各階に作用する力によって、主架構の断面に生ずる応力度が令第3章第8節第3款の規定による当該主架構の断面の短期に生ずる力に対する許容応力度に達する時をいう。以下同じ。)までに吸収することができるエネルギー量を、次の式によって計算すること。
We=Σ{Wfi+(Wdei+Wdpi)}
この式においてWe 、 Wfi 、Wdei 及び Wdpi は、それぞれ次の数値を表すものとする。
We 建築物が損傷限界に達する時までに吸収することができるエネルギー量(単位 キロニュートンメートル)
Wfi 各階の主架構に弾性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギー量で、次の式によって計算した数値(単位 キロニュートンメートル)
Wfi =( 1) /( 2 )Qfi ・δi
この式において、Qfi 及び δiは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Qfi 建築物が損傷限界に達する時に各階の主架構に生ずる層せん断力(単位 キロニュートン)
δi Qfi の数値を各階の主架構の水平方向の剛性で除して得た各階の層間変位(以下「損傷限界時層間変位」という。)(単位 メートル)
Wdei 各階のダンパー部分に弾性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギー量で、次の式によって計算した数値(単位 キロニュートンメートル)
Wdei = ( 1) /( 2)Q*
dui ・δ* dui
この式において、Q* dui
及びδ* dui は、それぞれ次の数値を表すものとする。
Q*
dui 各階のダンパー部分の保有水平耐力(各階の保有水平耐力(令第3章第 8節第4款に規定する材料強度によって計算した各階の水平力に対する耐力をいう。以下同じ。)のうちダンパー部分に係る耐力)(単位 キロニュートン)
ただし、建築物が損傷限界に達する時に各階のダンパー部分に生じる層せん断力がダンパー部分の保有水平耐力を下回る場合にあっては、当該層せん断力とする。
δ*
dui Q* dui の数値を、当該階のダンパー部分の水平方向の剛性で除して得た各階のダンパー部分の層間変位(単位 メートル)
Wdpi
各階のダンパー部分に塑性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギー量で、次の式によって計算した数値(単位 キロニュートンメートル)
Wdpi =2 (δi −δdui )Qdui ・ni
この式において、δi 、 δdui 、Qdui 及び ni は、それぞれ次の数値を表すものとする。
δi 各階の損傷限界時層間変位(単位 メートル)
δdui
Qdui の値を、各階のダンパー部分の水平方向の剛性で除して得た各階のダンパー部分の層間変位( δi がδdui を下回る場合は、 δi とする。)(単位 メートル)
Qdui 各階のダンパー部分の保有水平耐力(単位 キロニュートン)
ni
各階のダンパー部分の塑性変形の累積の程度を表す数値で、2(架構の形式その他の各階の地震応答に影響を与えるものの実況に応じて当該数値を別に計算することができる場合は、当該計算によることができる。)
二 地震により建築物に作用するエネルギー量を次の式によって計算すること。
Ed=( 1) /( 2)M・ Vd2
この式において、Ed、 M及びVdは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Ed 地震により建築物に作用するエネルギー量(単位 キロニュートンメートル)
M 建築物の地上部分の全質量(固定荷重と積載荷重との和(令第 86条第2項ただし書の規定によって特定行政庁が指定する多雪区域においては、更に積雪荷重を加えたものとする。)を重力加速度で除したものをいう。以下同じ。)(単位 トン)
Vd 次の表一に掲げる式によって計算した地震により建築物に作用するエネルギー量の速度換算値(単位 メートル毎秒)(建築物の減衰等を考慮して地震により建築物に作用するエネルギー量の速度換算値を別に計算することができる場合は、当該速度換算値とすることができる。)
ただし、地盤の種別を確かめた場合においては、更に表二に掲げるrを乗じて得た数値とすることができる。
一
| Td < 0.16の場合 |
Vd=(Td)/(2π)(0.64+6Td)Z・Gs |
| 0.16≦Td<0.64の場合 |
Vd=(Td)/(2π)1.6Z・Gs |
| 0.64≦Tdの場合 |
Vd=(1)/(2π)1.024Z・Gs |
この表において、Td、 Z及びGsは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Td 建築物の各部分の質量及び剛性に基づき固有値解析等の手法によって計算した、当該建築物が損傷限界に達する時の建築物の固有周期(建築物と地盤との相互作用に応じて当該周期を別に計算することができる場合は、当該計算によることができる。)(単位 秒)
Z 令第88条第1項に規定するZの数値
Gs 平成12年建設省告示第1457号第7を準用して求めたGsの数値(同告示第7中「損傷限界固有周期」及び「第1第1項に規定する建築物の損傷限界固有周期」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4第二号に規定するTd」と、「安全限界固有周期」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第6第一号ロ(1)に規定するTs」と、「建築物の損傷限界時」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4に規定する構造計算を行うとき」と、「安全限界時の」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第6に規定する構造計算を行うとき」と、「建築物の安全限界時」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第6に規定する構造計算を行うとき」と、「第1第2項に規定する周期調整係数」とあるのは「第1第2項に規定する周期調整係数(「前項に規定する建築物の損傷限界固有周期」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4第二号に規定するTd」と読み替えて算出した数値とする。)と、それぞれ読み替えるものとする。) |
二
| Td |
r |
| Td<0.16の場合 |
1.00−(0.10)/(0.16)Td |
| 0.16≦Td<Taの場合 |
0.90 |
| Ta≦Td<Tbの場合 |
0.90+0.10・(Td−Ta)/(Tb−Ta) |
この表において、Td、Ta及びTbは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Td 表一に掲げるTdの数値
Ta及びTb 昭和55年建設省告示第1793号第2の表中Tcに関する表に掲げる地盤の種別に応じて、次の表に掲げる数値(単位 秒)
| 地盤の種別 |
Ta |
Tb |
| 第一種地盤 |
0.576 |
0.640 |
| 第二種地盤 |
0.864 |
0.960 |
| 第三種地盤 |
1.152 |
1.280 |
|
三 前号の規定によって計算した地震により建築物に作用するエネルギー量が、第一号の規定によって計算した建築物が損傷限界に達する時までに吸収することができるエネルギー量を超えないことを確かめること。
四 建築物の各階に作用する層せん断力を次の式によって計算し、当該層せん断力その他の各階に作用する力による層間変位の当該各階の高さに対する割合が200分の1(層せん断力その他の各階に作用する力による構造耐力上主要な部分の変形によって建築物の部分に著しい損傷が生ずるおそれのない場合にあっては、120分の1)を超えないことを確かめること。
Qi= C1 ・Ai Σ N j=i mj ・g
この式において、Qi、 C1 、Ai及び mi は、それぞれ次の数値を表すものとする。
Qi 各階に作用する層せん断力(単位 キロニュートン)
C1
一階の地震層せん断力係数(各階に層せん断力が作用する場合の各階の層間変位に対して第一号の規定を準用して計算した各階のひずみエネルギー量の総和が、第二号の規定によって計算した地震により建築物に作用するエネルギー量以上となる数値)
Ai 第4第一号に規定する地震層せん断力係数の比
N 建築物の階数
mi
各階の質量(各階の固定荷重及び積載荷重との和(第86条第2項ただし書きの規定によって特定行政庁が指定する多雪区域においては、更に積雪荷重を加えたものとする。)を重力加速度で除したもの)(単位 トン)
五 ダンパー部分を有する場合にあっては、層間変位、主架構及びダンパー部分の剛性及び耐力その他の実況を考慮して、第二号の規定によって計算した地震により建築物に作用するエネルギーが作用した後に生ずる残留層間変位その他の残留変形によって、当該建築物に構造耐力上の支障が生じないものであることを確かめること。
第5 令第82条の6第四号の規定によること。
第6 建築物の地上部分について、次に定めるところにより構造計算を行うこと。
一 イの規定によって計算した各階の主架構の吸収できるエネルギー量(以下「保有エネルギー吸収量」という。)が、ロの規定によって計算した各階の主架構の必要エネルギー吸収量以上であることを確かめること。ただし、ロの規定によって計算した各階の主架構の必要エネルギー吸収量を当該階の主架構が吸収できることを別に確認した場合又はロ(1)に規定するESの数値が負となる場合においては、この限りでない。
イ 建築物の各階の主架構の保有エネルギー吸収量を、当該階の主架構のいずれかの部分又は部材(以下「部材等」という。)が当該部材等の保有塑性ひずみエネルギー量(部材等に繰り返し変形を加える場合において、当該部材等が破断その他の耐力の急激な低下を生ずるまでに吸収することができる塑性ひずみエネルギー量をいう。以下同じ。)に達する時の当該階の主架構のエネルギー吸収量(保有塑性ひずみエネルギー量に達した部材等を取り除いたと仮定した架構がなお倒壊、崩壊等に至っていないことが確認された場合においては、当該架構に基づき求められた当該階の主架構の保有エネルギー吸収量の増加分を含む。)以下の数値として求めること。
ロ 建築物の各階の主架構の必要エネルギー吸収量を次に定めるところによって計算すること。
(1) 地震によって建築物に作用するエネルギー量のうち建築物の必要エネルギー吸収量を、次の式によって計算すること。
Es=( 1) /( 2 )M・Vs
2−We
この式において、Es、 M、Vs及び Weは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Es 建築物の必要エネルギー吸収量(単位 キロニュートンメートル)
M 建築物の地上部分の全質量(単位 トン)
Vs 次の表に掲げる式によって計算した地震により建築物に作用するエネルギー量の速度換算値(建築物の減衰等を考慮して地震により建築物に作用するエネルギー量の速度換算値を別に定めることができる場合は、当該速度換算値とすることができる。)(単位 メートル毎秒)
ただし、地盤の種別を確かめた場合においては、更に第4第二号の表二に規定する rを乗じて得た数値(同表中「Td 」とあるのは「次の表に掲げるTs」と読み替えるものとする。)とすることができる。
| Ts<0.16の場合 |
Vs=(Ts)/(2π)(3.2+30Ts)Z・Gs |
| 0.16≦Ts<0.64の場合 |
Vs=(Ts)/(2π)8Z・Gs |
| 0.64≦Tsの場合 |
Vs=(1)/(2π)5.12Z・Gs |
この表において、Ts、Z及びGsは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Ts 第4第二号に規定するTdの数値から構造形式等に応じて次の表に掲げる倍率を当該Tdに乗じて得た数値までの間において最大のVsを算出することができる数値(建築物と地盤との相互作用、架構の形式その他の建築物の地震応答に影響を与えるものの実況に応じて建築物の有効周期を別に計算することができる場合は、当該計算によることができる。)(単位 秒)
| |
構造形式等 |
倍率 |
| (一) |
鉄骨造で水平力を負担する筋かいのない剛節架構その他の地震による塑性変形を受けた後に剛性及び耐力が低下しない復元力特性を有するもの |
1.2 |
| (二) |
(一)に掲げるもの以外のもの |
1.4 |
Z 令第88条第1項に規定するZの数値
Gs 平成12年建設省告示第1457号第7を準用して求めたGsの数値(同告示第7中「損傷限界固有周期」及び「第1第1項に規定する建築物の損傷限界固有周期」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4第二号に規定するTd」と、「安全限界固有周期」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第6第一号ロ(1)に規定するTs」と、「建築物の損傷限界時」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4に規定する構造計算を行うとき」と、「安全限界時の」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第6に規定する構造計算を行うとき」と、「建築物の安全限界時」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第6に規定する構造計算を行うとき」と、「第1第2項に規定する周期調整係数」とあるのは「第1第2項に規定する周期調整係数(「前項に規定する建築物の損傷限界固有周期」とあるのは「平成17年国土交通省告示第631号第4第二号に規定するTd」と読み替えて算出した数値とする。)と、それぞれ読み替えるものとする。) |
We 第4第一号の規定を準用して計算した建築物が損傷限界に達する時までに吸収することができるエネルギー量(この場合において、同号のniの定義中「2」とあるのは「5」と読み替えるものとする。)(単位 キロニュートンメートル)
ただし、建築物が損傷限界に達する時に各階に生ずる層せん断力と令第82条の4に規定する当該各階の保有水平耐力との比に応じて当該建築物に弾性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギー量を別に計算できる場合においては、当該計算によることができる。
(2) 建築物の各階の必要エネルギー吸収量を、次の式によって計算すること。ただし、建築物と地盤との相互作用、架構の形式その他の建築物の地震応答に影響を与えるものの実況に応じて各階の必要エネルギー吸収量を別に計算できる場合においては、当該計算によることができる。
Esi =(si (pi ・ pti)−n) /( ΣN j= 1si (pi・ pti)−n)・Es
この式において、Esi 、 si 、pi 、 pti 、n、 N及びEsは、それぞれ次の数値を表すものとする。
Esi 各階の必要エネルギー吸収量(単位 キロニュートンメートル)
si
次の式によって計算した一階の必要エネルギー吸収量に対する各階の必要エネルギー吸収量の比を表す基準値
si = ΣN j=i ( mj ) /( M )2 Ai
2 ( Qu1・δfui
) /( Qui・ δful )
この式において、mi 、 M、Ai、 Qui 及びδfui は、それぞれ次の数値を表すものとする。
mi 各階の質量(単位 トン)
M 建築物の地上部分の全質量(単位 トン)
Ai 第4第一号に規定する地震層せん断力係数の比
Qui 保有水平耐力(単位 キロニュートン)
δfui
主架構の保有水平耐力を当該主架構の水平方向の剛性で除して得た各階の層間変位(単位 メートル)
pi
一階の保有水平層せん断力係数に対する各階の保有水平層せん断力係数の比とAi
の数値との比を表すものとして次の式により計算した数値
pi = ( αi ) /( α1 ・ Ai)
この式において、αi 及び Aiは、それぞれ次の数値を表すものとする。
αi 各階の保有水平層せん断力係数
Ai 第4第一号に規定する地震層せん断力係数の比
pti 各階の必要エネルギー吸収量に係る当該階の偏心による割増に等価な保有水平層せん断力係数の低減係数で、令第82条の3第二号の規定によって計算した各階の偏心率に応じた次の表に掲げる数値(各階の構造耐力上主要な部分の水平力に対する剛性、耐力及びそれらの配置の状況を考慮して各階の必要エネルギー吸収量に与える偏心の影響に基づいて計算する場合においては、当該計算によることができる。)
| |
偏心率 |
ptiの数値 |
| (一) |
Re≦0.15の場合 |
1.0 |
| (二) |
0.15<Re<0.3の場合 |
(一)と(三)に掲げる数値を直線的に補間した数値 |
| (三) |
0.3≦Reの場合 |
0.85 |
| この表において、Reは、各階の偏心率を表すものとする。 |
n 建築物の必要エネルギー吸収量を各階の剛性及び耐力に応じて各階に分配する程度を表す数値で、架構の性状等に応じて次の表に掲げる数値(架構の形式その他の建築物の地震応答に影響を与えるものの実況に応じて、当該程度を表す数値を別に計算することができる場合は、当該計算によることができる。)
| |
架構の性状等 |
nの数値 |
| (一) |
建築物の地上部分の全ての柱とはりとの接合部(最上階の柱頭部分及び一階の柱脚部分を除く。)において柱の耐力和がはりの耐力和より十分に大きな剛節架構その他の建築物に塑性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギーが特定の層に集中し難い架構 |
4 |
| (二) |
(一)に掲げる架構以外の架構 |
8 |
N 建築物の階数
Es 建築物の必要エネルギー吸収量(単位 キロニュートンメートル)
(3) 建築物の各階の主架構の必要エネルギー吸収量を、次の式によって計算すること。
Esfi =Esi
( Qfui ) /( Qui )
この式において、Esfi 、 Esi 、Qfui 及び Qui は、それぞれ次の数値を表すものとする。
Esfi 各階の主架構の必要エネルギー吸収量(単位 キロニュートンメートル)
Esi
各階の必要エネルギー吸収量(単位 キロニュートンメートル)
Qfui
主架構の保有水平耐力(単位 キロニュートン)
Qui
保有水平耐力(単位 キロニュートン)
二 ダンパー部分を有する場合にあっては、イの規定によって計算した各階のダンパー部分の保有エネルギー吸収量が、ロの規定によって計算した各階のダンパー部分の必要エネルギー吸収量以上であることを確かめること。
イ 建築物の各階のダンパー部分の保有エネルギー吸収量を、前号イの規定を準用して計算すること。この場合において、「主架構」とあるのは「ダンパー部分」と読み替えるものとする。
ロ 建築物の各階のダンパー部分の必要エネルギー吸収量を次の式によって計算すること。
Esdi =Esi ( Qdui ) /( Qui )+Esdpi +β・ Eddpi
この式においてEsdi は、 Esi は、Qdui 、 Qui は、Esdpi は、 β及びEddpi は、それぞれ次の数値を表すものとする。
Esdi
各階のダンパー部分の必要エネルギー吸収量(単位 キロニュートンメートル)
Esi
前号ロ(2)の規定によって計算した各階の必要エネルギー吸収量(前号ロ (1)に規定するEs の数値が負となる場合にあっては、零とする。)(単位 キロニュートンメートル)
Qdui
ダンパー部分の保有水平耐力(単位 キロニュートン)
Qui
保有水平耐力(単位 キロニュートン)
Esdpi
次の式によって計算した前号ロ(1)に規定する地震に対してダンパー部分のみが塑性変形している時に当該ダンパー部分に塑性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギー量(単位 キロニュートンメートル)
Esdpi =2( δi −δdui ) Qdui ・nsi
この式において、δi 、 δdui 、Qdui及び nsi は、それぞれ次の数値を表すものとする。
δi
建築物に前号ロ(1)に規定するWeが作用する時の各階の層間変位として第4第四号の規定を準用して計算した数値(第4第四号の
C1の定義中「第二号の規定によって計算した地震により建築物に作用するエネルギー量」とあるのは「第6第一号ロ(1)に規定するWeの数値」と、第4第一号のni の定義中「2」とあるのは「5」と読み替えるものとする。)(単位 メートル)
ただし、前号ロ(1)に規定する Esの値が負となる場合にあっては、第4第四号の規定を準用して求めた各階の層間変位とする。この場合において、同号の
C1の定義中「第二号の規定によって計算した地震により建築物に作用するエネルギー量」とあるのは「第6第一号ロ(1)に規定するEsと Weとの和」と、第4第一号の ni の定義中「2」とあるのは「5」と読み替えるものとする。)
δdui
Qduiの値を、各階のダンパー部分の水平方向の剛性で除して得た各階のダンパー部分の層間変位( δi がδdui を下回る場合は、 δi とする。)(単位 メートル)
Qdui ダンパー部分の保有水平耐力(単位 キロニュートン)
nsi
各階のダンパー部分の塑性変形の累積の程度を表す数値で、20(架構の形式その他の各階の地震応答に影響を与えるものの実況に応じてダンパー部分の塑性変形の累積の程度を別に計算することができる場合は、当該計算によることができる。)
β 第4第二号に規定する地震による必要エネルギー吸収量の割増係数で、5(地震の発生頻度等に応じて当該係数を別に計算できる場合は、当該計算によることができる。)
Eddpi
次の式によって計算した第4第二号に規定する地震によって作用するエネルギーのうちダンパー部分に塑性ひずみエネルギーとして吸収されるエネルギー量(単位 キロニュートンメートル)
Eddpi =2( δi −δdui ) Qdui ・ndi
この式において、δi 、 δdui 、Qdui及び nsi は、それぞれ次の数値を表す。
δi
第4第四号の規定によって計算した各階の層間変位( δi がδdui を下回る場合は、 δdui とする。)(単位 メートル)
δdui
第4第一号に規定する各階のダンパー部分の層間変位
Qdui
ダンパー部分の保有水平耐力(単位 キロニュートン)
ndi
各階のダンパー部分の塑性変形の累積の程度を表す数値で、10(架構の形式その他の各階の地震応答に影響を与えるものの実況に応じて当該数値を別に計算することができる場合は、当該計算によることができる。)
第7 令第82条第四号の規定によること。
第8 屋根ふき材、外装材及び屋外に面する帳壁が、第4第四号の規定によって計算した建築物の各階に生ずる水平方向の層間変位及び第4第二号に定める地震によって各階に生ずる加速度を考慮して平成12年建設省告示第1457号第8に定める構造計算を準用して風圧並びに地震その他の震動及び衝撃に対して構造耐力上安全であることを確かめること。この場合において、同告示第8第二号中「令第82条の6第三号の規定」とあるのは「第4第四号の規定」と、同号イ及びロ中「建築物の損傷限界時」とあるのは「第4第二号に規定する地震によるエネルギーが建築物に作用する時」と、同号ハ中「建築物の損傷限界時における」とあるのは「第4第四号の規定によって」と読み替えるものとする。
第9 令第82条の6第八号の規定によること。
附則
この告示は、平成17年9月1日から施行する。
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