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2 設計法案の概要 齋藤
- 1. Ⅱ ．設計法案の概要 伝統的構法の設計法作成及び 性能検証実験検討委員会 設計法部会主査 齋藤幸 雄 伝統的構法の設計法作成及び性能検証実験検討委員会 第四回フォーラム in 滋賀 「石場建てを含む伝統的構法木造建築物の設計法」 報告会 － 2014 年 7 月 12 日（土）：会場・立 命館大学 びわこ・くさつキャンパス ロ ーム記念館
- 3. 壁 量 基 礎 仕 口 継 手 柱 脚 1950 年 1959 年 1971 年 1981 年 2000 年 16cm/m 33cm/m 面材を追加 24cm/m 規定なし コンク リート又 は RC 造布 基礎 （無筋コンクリー ト ブロック、礎 石） RC 造 2 2 2 土台の設置、土台 を基礎に緊結、又 は柱を基礎に緊結 足固め設置（平 接合部の 詳細規定 ホ - ルダウ ン 金物、込み 土塗壁、木ずり壁 筋かい ボルト，かすがい 込み栓 基礎と地盤 に関する 詳細規定 枠組壁工法、木質プレハブ工法、丸太組構法に ついては、別途告示により基準を定めているた め、木造（令第 40 条～令第 49 条）の規定は 適用されない。伝統的構法も別途告示化を目指 している ( その理由） 同じ軸組構法であるが、現行の木造規定とは全 く異なった設計思想のもとに作成した設計法 （伝統的構法の良さを生かした設計法）
- 4. 1999 年度 2004 年 2007 年 2008 年度 2010 年度 ～ 2002 年 ～ 2009 年度 ～ 2012 年度 建築確認申請 の厳格化 （構造計算 適合性判定） 前検討委員会 （石場建ては 対象としな い） 伝統的構法の ・・・検討委員 会 （石場建てを 含む） 2000 年 限界耐力計算 2 ０ ０ ５ 年 度 ・ 京 町 家 2 ０ ０ ６ 年 度 ・ 水 平 構 面 2 ０ ０ ８ 年 度 ・ 柱 脚 浮 き 上 が り 許 容 2 ０ １ ０ 年 度 ・ 検 証 用 モ デ ル 住 宅 2 ０ １ ２ 年 度 ・ 伝 統 的 構 法 住 宅
- 5. 京町家（耐震補強後）・ 3 方向加振（ JMA 神戸）
- 7. 2010 ～ 2012 年度 構造要素の実験 2010 年度 実大振動台実験 検証用モデル住宅 2012 年度 実大振動台実験 伝統的構法住宅 2010 年度 詳細設計法 2011 ～ 2012 年度 詳細設計法 標準設計法 汎用設計法 2011 ～ 2012 年度 構造要素の データベース 詳細モデル 時刻歴解析 設計法の検討・ 実証 実大実験と解析 2012 年度 設計法の検証 設計法完成 検討委員会での設計法の構築と検証
- 8. ① 石場建ての性能評価と設計法 伝統的構法の特徴である石場建てをどう生かすか 柱脚の許容滑り量（滑り量の算定） ② 主要な構造要素の性能評価 土塗り全壁、小壁（垂壁、腰壁）、貫など ③ 水平構面（床・屋根）の性能評価 水平構面の剛性と変形が応答に及ぼす影響を評価 ④ 仕口接合部・継ぎ手の性能評価 変形性能を担保する、倒壊・崩壊を防ぐ性能 ⑤ 通し柱の効果 通し柱の折損などの損傷と地震応答に及ぼす影響を評価 １ ② ③ ③ ④ ②④ ⑤ 設計法の構築で検討すべき重要事項 上記の個別性能を建物として総合的に評価 ◆ 偏心・上下階の剛性・耐力バランスの評価と設計法への 組込み ◆ 設計のクライテリアをどのように設定するかの検討 入力地震動レベルと構造物全体・各部の耐震性能および許容できる損傷の
- 9. 石場建て（柱脚の移動（水平、上下）を拘束し ない） の設計法 ・柱脚が移動 ( 水平・上下）することを許容す る設計 法の安全性に対する疑問 （疑問点） ・最大滑り量の根拠や滑り量算定方法につい て の検討が不十分 ・実大振動台実験は限定された条件での結果 時刻歴解析結果には、設定最大滑り量を超 ◆ 実大振動台実験での結果の分析、時刻歴解析 によるパラスタにより、最大滑り量を設定 。 ◆ 摩擦係数のバラツキを考慮、柱脚が礎石から 落下しないための規定で、安全側の評価 ◆ 上部構造への影響については、詳細な規定を 設けて、安全性を十分考慮している
- 13. 0 20 40 60 80 100 120 0 20 40 60 80 100 せん断応力度(kN/m2) 変形角(x 10- 3r a d) 1. 5P以上2P以下 1P以上1. 5P未満 0 1 2 3 4 5 0 20 40 60 80 100 曲げモーメントM(kN・m) 回転角(x10- 3r ad) h=300 h=270 h=240 h=210 h=180 h=150 雇いほぞ込み栓打ち仕口の曲げモーメント－回転角関 土壁のせん断応力度―層間変形角関係 負勾配
- 14. 構造要素性能検証実験 建築物は様々な構造要素から構成されるた め、 仮に層としての復元力特性が負勾配になっ ても、 勾配は緩やかなものになる 層間変形角 1/20rad 時に最大耐力の 80% 以 上は十分確保できる
- 15. - 1 - 0.8 - 0.6 - 0.4 - 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 - 0.08 - 0.04 0 0.04 0.08 層せん断力係数 層間変形角 (rad) 1階S方向 No.5 No.6 - 1 - 0.8 - 0.6 - 0.4 - 0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 - 0.08 - 0.04 0 0.04 0.08 層せん断力係数 層間変形角 (rad) 1階L方向 No.5 No.6 実大振動台実験から得られた 層せん断力ー層間変形角関係
- 16. 実大振動台実験結果の設計法への反映 試験体 No.1 ・ No.2 試験体 No.3 試験体 No.4 2010 年度の実験 主として柱脚の滑 り 上部構造の課題解明 全ての課題解明
- 19. 設計法作成の基本方針（その１） 建築基準法第 1 条：目的 この法律は、建築物の敷地、構造、設備及 び用途に関する最低の基準を定めて、国民 の生命、健康及び財産の保護を図り、もっ て公共の福祉の増進に資することを目的と する。 第 1 条の目的に合致した設計法を作成 建築物が崩壊・倒壊に至らない 建築物を支える軸組が大きな損傷を受け 柱（小壁付き柱、通し柱、柱脚）は折損しな い。仕口接合部は変形性能を維持 壁の損傷を防ぐための補 強により、軸組に損傷が 生じる
- 20. 設計法作成の基本方針（その２） ◆ 伝統的構法の特長を生かす （在来構法とは異なる） ◆ 既存の伝統的構法の構造形式を概ね前提に、 耐震性能をより向上させる 柱脚については石場建てを含める （全く新しい構造形式の建築物の設計法で は ない） ◆ 設計のための課題をできる限り明らかにし、 実験・解析等により検証し設計法に反映
- 22. No.4 試験体：土壁の損 傷
- 23. 設計法案の概要
- 24. 対象建築 物により 設計法を 選択 スタート 階数≦２ 述べ面積≦ 500m2 高≦ 13m 軒の高さ≦ 9m 標準設計法 詳細設計法 汎用設計法 柱脚条 件の確 認 柱脚 仕様規定 A 柱脚 仕様規定 B 柱脚 仕様規定 C 水平・上下 とも移動を 拘束 水平のみ 移動を拘 束 水平・上下とも 移動を拘束しな い 標準・詳 細以外 住宅 住宅・社 寺 4 号 建 築 物 相 当
- 25. 標準設計法と詳細設計法 ◆ 耐震性能評価に関する基本的な考え方は 同じである ◆ 詳細設計法は近似応答計算により地震時 の応答変位を求め、設計のクライテリ アを 満足することを確認することで安全性 を 担保できる ◆ 標準設計法は簡易な計算と仕様規定に 従えば、結果として設計のクライテリ
- 26. 設計のクライテリア（詳細設計法） ◆ 稀に発生する地震動時 損傷限界層間変形角 1/90rad 以下 ◆ 極めて稀に発生する地震動時 安全限界層間変形角 代表層間変形角 1/20rad 以下 （近似応答計算による応答層間変形 角） 最大層間変形角 1/15rad 以下 （偏心等による変位増大係数により算 定）
- 27. 標準設計法 ◆ 対象建築物：規模等は 4 号建築物相当 主として住宅で、積載荷 重が住宅 の居室と同程度のもの に限る。 ◆ 耐震性能評価の拠り所は詳細設計法と同様 で あるが、近似応答計算を必要とせず、比較 的簡 易な計算と仕様規定により設計が可能
- 28. 標準設計法 耐震性能評価 ◆ せん断耐力（ 1 階）≧作用せん断力（ 1 階） ・せん断耐力：構造要素の復元力を加算則によ り 各階・各方向別に算定（ PΔ 効果を考慮） 構造要素：全面壁・小壁・ほぞ・差し鴨居・ 貫等 ・作用せん断力： 1 階階高と地盤種別、地震 地域 係数との関係により Cb として与えられる （一覧 表） 2 階ついては、 結果として設計のクライテリア（稀に発生す る地震動時、極めて希に発生する地震動時） を満足する 基本は整形な平面形 2 階建ての場合は、１・ 2 階の耐力バランス 等により 1 階の応答変形角が異なるため、 １・ 2 階の耐力比、重量比、階高比等をパラ メータとした近似応答計算により、 Cb を設 定。
- 29. ◆ せん断耐力の低減 ・偏心率が 0.15 を超える場合は低減 （偏心率は 0.3 以下） ・水平構面が標準仕様でない場合は低減 標準仕様を設定（板厚・釘径・脳天打ち 等） 剛性・耐力の確保 （床開口に関する規定） ・柱脚の浮き上がりのみ許容する場合 （柱脚仕様規定 B ） 浮き上がりに伴うせん断耐力の低減 柱脚仕様規定 A および C は低減の必要が ない
- 31. 詳細設計法 ◆ 対象建築物：規模等は標準設計法と同じ 対象建築物は住宅・社 寺等 ◆ 耐震性能評価の方法 近似応答計算により、稀に発生する地震 時 および極めて稀に発生する地震時の応答 変位 を求め、予め設定したクライテリアを満 足する ことを確認する 近似応答計算は精度よく算定できる手法を提 案 2 階先行降伏とする設計も可能 柱脚は固定として算定
- 33. 汎用設計法 ◆ 対象建築物：特に規定しない（制約を設けな い） 住宅系：町家型民家、農家型民家、数寄屋・ 書院 住宅系大規模：住宅系本堂、庫裏、旅館・料亭 宗教建築：仏堂・社殿、塔、鐘楼・門 その他：土蔵、城郭建築 ◆ 耐震性能評価の方法 主として時刻歴応答解析による（モデル化が 重要） 構造要素：標準・詳細設計法と共通するが、
- 35. 圓教寺
- 37. 時刻歴応答解析のためのモデル化 ◆ 質点系モデル、質点系（ねじり振動考慮可能剛床 モデル）、擬似３次元モデル、３次元立体モデ ル等 対象建築物に応じて適切に選択 （応答結果として、何が必要か判断、たとえば 、各 鉛直構面の柱脚の滑り量が必要な場合は、 3 次元 立体モデルによる） ◆ 各モデル化手法（軸組、接合部、鉛直構面、水平 構面）とその特徴について解説 各モデルに必要な要素の一覧表を提示
- 39. 標準設計法 詳細設計法 汎用設計法 実務者が使いや すい簡便な設計 法 目的 実務者が使いや すい設計法 高度な設計 法 対象建築 物 特徴 4 号建築物相 当主として住 宅・積載荷重 は居室相当） 住宅・寺社建築 物など 規模は 4 号相当 特に規定なし 簡便な設計 法 簡易な計算 ＋仕様規定 により設計が 可能。 実務者が使いや すい設計法 近似応答計算等 により建築物個 別の詳細な検討 が可能 時刻歴応答解 析 等により耐震 性能の詳細な 検討が可能 ・ねじれ変形や 水平構面の変形 の検討、柱脚の 滑りや浮き上が
- 41. 耐震性能 の検証法 標準設計法 詳細設計法 汎用設 計法建物のせん断耐 力を簡易な計 算により算定 し、建物の階高 等により予め設 定された作用 せん断力を上 まわることを確 認 近似応答計算 により応答層間 変形角を求める （限界耐力計算 と同等） 応答結果がクラ イテリアを満足 することを確認 時刻歴応答解 析により必要な 部位の必要な応 答量を求める （一部は近似応 答計算による） 各層 限界 変形 の検 討 （ク ライ テリ 損傷 安全 希地震に対する 変形角 1/90 以 下 極希地震に対す る変形角 1/20 以下最大層間変 形角 1/15 以下 極希地震に対す る変形角 1/20 以下 ( 仕様規定 を守れば満足） 極希地震に対す る変形角 1/20 以下 希地震に対する 変形角 1/90 以 下 希地震に対する 検討は省略（自 動的に満足）
- 43. ご清聴ありがとうございま した