構造計算ってなに？

皆様こんにちは。

icocochiは構造計算による耐震等級3を標準にしています。

何故icocochiは構造計算を行っているのかというと、自由設計のため一棟一棟間取りが異なるからです。

大きな吹き抜けやスキップフロアのような開放的で楽しい空間を安全に実現するためには、構造の安全性を確かめることが重要です。

今回は改めてicocochiが重視している構造計算について解説してみようと思います。

 

【構造計算とは？】

地震や台風のような力に対して建物が耐えられるかどうかを計算して確かめることです。実際に家を建てる前に、地震や強風、積雪などの災害を想定してコンピュータで立体解析します。

icocochiではお引渡し時にお施主様に構造計算書をお渡ししていますが、数百ページにも及ぶ非常に分厚い書類になります。

 

【構造計算ではどんなことをするの？】

icocochiが採用するSE構法では許容応力度等計算という方法の構造計算を行っています。具体的には以下の項目を検証しています。

 

・鉛直荷重

重さに耐えられるか検証します。

屋根・壁・窓などを含めた建物自体の重さ、家具や人の重さ、屋根に積もる雪の重さを全て計算します。最近は太陽光パネルを搭載することが増えてきたので、太陽光パネルの重さも含めて計算し、上から下にかかる力に対しての安全性を確認します。

 

・地震荷重

大きな地震が来た時に耐えられるか検証します。

重い建物ほど地震から受ける力が大きくなりますが、大きな地震が発生した時も0.3度程度しか傾かない強さになるようにします。

 

・風荷重

強風に耐えられるか検証します。

同じ広さの家でも風を受ける壁の面積や、どんな場所に建っているかによって風から受ける力が異なります。建物の形状や周囲の環境を考慮しながら台風のような災害にも耐えられるかどうかを確認します。

 

・層間変形

変形に耐えられるか検証します。

建物に地震など横から力が加わると各階が変形します。各階の変形の程度が基準値内に収まっているかどうか、開口のサッシなどが変形に対応できるかどうかを検証します。

 

・偏心率

建物がねじれやすくないか検証します。

建物の重さと硬さのバランスのずれを偏心率といいます。偏心率が大きいと地震の際に建物にねじれが発生して危険なため、基準値以上にずれていないかを計算して確かめます。

 

・剛性率

建物の上下階のバランスを検証します。

建物の上下階の硬さのバランスを剛性率といいます。上下階のバランスが悪いと、地震が起きた際に弱い階に力が集中して押しつぶされる危険があるため、構造計算で確認します。

・解析

SE構法では高性能な集成材を使用しているため、部材や接合部の強度が明確にわかります。そのため、一本一本の柱や梁、全ての接合部に加わる力を解析し、適切な部材や接合方法を決めます。

 

・基礎計算

地盤調査に基づいて基礎の構造計算も行います。

基礎の構造計算は他の木造住宅ではあまり実施されていませんが、SE構法では上部躯体から基礎構造へ作用する力を算出できるので、建物に適した強い基礎をつくることが出来ます。

 

【壁量計算と何が違うの？】

多くの木造住宅では安全を確かめるために「壁量計算」が行われています。この方法は簡単に言うと、地震や台風の力に対して必要な耐力壁の量が足りているかどうかを確認する簡易的な計算です。

壁量計算では耐震性を高めるために柱や壁量が増えるため、開放的な間取りを実現することが難しくなります。

これに対して、構造計算を行うSE構法の住まいは、耐震性を確保しながら間仕切りのない大空間を実現できるのが特徴です。

 

また、家の強さを表す耐震等級でも、壁量計算と構造計算では強さに違いが出るというシミュレーション結果も出ています。

熊本地震では長期優良住宅認定を受けた家が倒壊しています。下記の表は、熊本地震と同じ地震波で実際に倒壊した家の間取りで、壁量計算をしただけのものと構造計算をしたものを耐震シミュレーションした結果です。

※シミュレーションの詳細はこちら

シミュレーションでは、熊本地震規模の大地震では構造計算による耐震等級3以外は倒壊してしまうという結果が出ました。

一般的な大きさの2階建て住宅は法律で構造計算の実施を義務付けられていません。ですが過去に起きた地震を振り返ると、法律で定められているのはあくまでも最低限守るべきレベルだということがわかります。

全棟で構造計算を実施しているSE構法では、熊本地震や東日本大震災でも倒壊することはありませんでした。

新築＝安全とは言い切れないからこそ、法律で義務付けられていなくても、いつ起こるかわからない災害から身を守るために構造計算が必要だとicocochiは考えています。

 

今回は構造計算についてお伝えしました。

実際に構造計算して建築したicocochiの建物がご覧になりたい方は是非モデルハウスをご覧下さいませ。

それではまた・・・