一級建築士学科試験 重要ポイント整理と確認問題「構造(知識編)」01【構造設計の基礎】

荷重・外力

積載荷重

【床設計用】＞【骨組（大梁・柱・基礎）設計用】＞【地震力算定用】

積雪荷重

• 単位荷重（単位重量）：積雪 1[cm]当り 20[N/㎡]以上（多雪区域を除く一般の地域の場合）
• 屋根勾配による低減：　屋根形状係数μb=√(cos(1.5β)) 　β:勾配（°）

風荷重

【算定式】風圧力＝速度圧 qｘ風力係数 Cf

【速度圧q】は，下記２つの式で算定する

• q = 0.6 x E x Vo²
• E = Er² x Gf
  • Er：平均風速の高さ方向の分布を表す係数
  • Gf：ガスト影響係数（突風などによる揺れを考慮した割増係数）
  • Vo：基準風速 [m/s]

【風力係数 Cf】は，下記式で算定する。

• Cf = Cpe – Cpi
  • Cpe：建築物の外圧係数
  • Cpi ：建築物の内圧係数

【地表面粗度区分】

• I (極めて平坦で障害物がない区域）～Ⅳ( 都市化が極めて著しい区域）
• 地表面粗度区分による Er の大小関係：Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ >Ⅳ

地震力

【地震層剪断力 Qi】は，下記式で算定する。

• Qi = Ci・Wi
  • Ci：i 層の地震層剪断力係数
  • Wi：i 層が支える部分の固定荷重と積載荷重の和

【地震層剪断力係数 Ci】は，下記式で算定する。

• Ci = Z・Rt・Ai・Co
  • Z：地震地域係数（地域による地震力の低減係数。1.0～0.7）
  • Rt：振動特性係数（固有周期と地盤の振動特性とによる低減係数。Tが長くなるほど、地盤が硬いほど小さくなる）
  • Ai：高さ方向の分布係数（上階ほど，Tが長いほど，大きな値となる。地上部分最下層ではAi = 1.0 )
  • Co：標準剪断力係数
    • 一次設計時：Co ≧ 0.2（鉄骨造ルート1のときは，Co ≧ 0.3）
    • 必要保有水平耐力計算時：Co ≧ 1.0

【設計用一次固有周期 T[s]】は，下記式で算定する。

• T = h（0.02+0.01α）→ 建築物の高さが高いほど，長くなる。

【地下部分の水平震度 k】は，下記式で算定する。

• k ≧ 0.1（1-H/40）Z

許容応力度計算及び屋根ふき材等の構造計算・許容応力度等計算・保有水平耐力計算

想定する状態と応力の組合せ

耐震計算の流れ

保有水平耐力（耐震計算ルート３）

【保有水平耐力の確認】は，下記式で確認する。

• 保有水平耐力 Qu ≧ 必要保有水平耐力 Qun

【必要保有水平耐力】は，下記式で算定する。

• Qun = Ds・Fes・Qud
  • Ds：構造特性係数（構造に応じた減衰性及び靭性を考慮した低減係数）
  • Fes：形状係数（剛性率に応じたFsと偏心率Feの積で表される割増し係数）
  • Qud：大地震を想定し，Co ≧ 1.0 とした地震層剪断力

限界耐力計算

確認問題（YouTube）

参考文献：1級建築士試験 学科 ポイント整理と確認問題（総合資格学院），建築物の構造関係技術基準解説書等

リンク集

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