木造住宅・建築物の限界耐力計算による耐震設計同書第5章より・木造建物の耐震設計に関する用語・限界耐力計算の概要（フローチャート）・地盤と地震動（加速度応答スペクトル、Gs値）・目標とする耐震性能（損傷限界・安全限界）・応答計算（エクセルシート計算、応答計算シート）・設計検討事項（柱脚部、通し柱、転倒、ねじれ）・耐震診断（現地調査と概略図面、構造計算）・耐震改修設計（耐震補強と制震補強）・チェックリストとレビュー樫原・河村「木造住宅の耐震設計」（技報堂出版）2007年木造建物の耐震設計に関する用語木造建物の設計ルート建築基準法・同施行令（2000年6月施行）限界耐力計算による木造軸組の耐震設計木造軸組の特性架構平面図断面図耐震要素復元力特性応答計算地盤と地震動目標とする耐震性能建設地設計クライテリア（判定条件）加速度応答スペクトル損傷限界安全限界軸組を一質点系に縮約して応答スペクトルを用いた等価線形解析（荷重増分法または変位増分法）一質点系（有効質量・代表高さ・代表変位）の最大応答変位を算出性能評価一質点系の応答変位から各階の応答変位を求め、設計クライテリアに対する確認（詳細フロー図）木造軸組の特性架構平面図断面図地盤と地震動建物重量・階高建設地耐震要素の復元力特性データ耐震要素の選定応答計算通りごとに復元力特性を計算して集計木造軸組を等価な一質点系に置換階・方向別に復元力特性を計算して集計応答スペクトルを用いた等価線形解析耐力・等価周期・減衰定数の算出応答計算シート最大応答変形角復元力特性目標とする耐震性能増幅率（Gs）の算出 Gsマップ（地域）精算法（ボーリングデータ）略算法（地盤種別）加速度応答スペクトル損傷限界判定基準安全限界耐震安全性の判定 Gsマップデータ限界耐力計算による応答値の計算力地震動の入力（加速度応答スペクトル）応答値耐力係数 CB 建物の復元力特性 δ m 入力加速度 α H Q 等価剛性固有周期 Te α：Fh,Gs,Teに依存 R 層間変形角 R Te：m,CBに依存変形エクセルシートによる応答計算解析モデル：荷重（質量）と階高復元力特性一質点系への縮約：変形モード算出（変位増分法）稀に発生する地震に対する応答値極く稀に発生する地震に対する応答値一質点系の応答図示二質点系への応答分配２階建て木造住宅の計算モデル階高と質量の求め方が計算のポイント δ2 代表変位 m2 m1 K2 δ１ K1 m2：2階の上半分、屋根の質量 m1：1階の上半分、2階床、2階下半分の質量有効質量 H2 H1 2階の層間変形角 = (δ2-δ1)/H2 1階の層間変形角 = δ1/H1 代表高さ変形角平屋モデル（簡易計算手法） m2 m1 変位 Q2 1階上部以上の質量 Q1 1階の階高 H1 平屋モデルの適用条件（G=重力加速度）変形角木造建物の耐震設計フロー（簡易計算手法）２階以上を剛体として平屋として扱えば、限界耐力計算が簡易にできる木造建物の構法分類（部分的）耐震性能評価（限界耐力計算）が可能な構法木造軸組の復元力特性（前提条件）せん断変形卓越型（平行四辺形）の変形モード木造軸組の復元力特性（スリップ型）応答変位質点重量 m･g 構造階高 H 復元力特性層間変形角 R 戻りは初期剛性に平行初期剛性等価剛性（実験）履歴特性（解析）履歴特性モデル履歴エネルギー ΔW = △OAB面積の2倍ポテンシャルエネルギー W = △OAA'の面積木造軸組の復元力特性（紡錘形）粘性系ダンパーは紡錘形の履歴特性 Q(kN) 等価剛性復元力特性 A O A' R(rad) （解析）履歴特性モデル履歴エネルギー ΔW = 履歴ループ内の面積ポテンシャルエネルギー W = △OAA'の面積耐震性能に関する指標木造軸組復元力特性耐力係数等価周期減衰定数質量（重量）・構造階高 m, (m･g), H 耐力・等価剛性・履歴エネルギーポテンシャルエネルギー Q, Ke, W, ΔW 建物全体の復元力特性の求め方耐震要素を持つ軸組軸組の復元力特性耐震要素を足し合わせて軸組へ Q1,h1 軸組を足し合わせて建物へ架構 Q Q2,h2 土壁 Q3,h3 筋かい耐力 Q1+Q2+Q3+Q4 加算 R 小壁 Q4,h4 R 建物の復元力特性（階別・方向別）耐震要素の基本耐力表減衰定数の求め方（変位に応じて変わる）減衰定数 h の定義履歴エネルギー ΔW = 履歴特性モデルで囲まれる面積ポテンシャルエネルギー W ＝ △OAA'の面積 Q(kN) A 等価剛性 O R(rad) A' １同じ形の履歴特性を持つ軸組の場合の加算各軸組の復元力特性を加算して全体の復元力特性から上式で減衰定数を求める２異なる形の履歴特性を持つ軸組の場合の加算ある変位における各軸組の耐力と減衰定数をそれぞれ Q1,h1,・・・で表すと傾斜復元力特性（社寺建築） Q0 = P × b/h 傾斜復元力モデル傾斜復元力特性傾斜復元力の成立条件柱頭の回転（斗栱）＋柱脚の回転（礎石条件）地震動の特性・設計用の地震動は建築基準法・施行令・同告示にもとづき設定する・地震動の大きさ（加速度レベル）は地盤の固さ（Gs値）に応じて変化する・建物に入る加速度は建物の固有周期、減衰定数に応じて変化する（加速度応答スペクトル）・建物の受ける地震力は、質量入力（応答）加速度注）応答値を大きく左右するGs値（表層地盤増幅率）の求め方については各種の方法があり、建設地に即した慎重かつ総合的な判断を要する。２階建て木造住宅の倒壊（Eディフェンス） 2005.11 Eディフェンスの公開実験木造建物の地震被害地震被害の類型損傷１階傾斜２階傾斜１階崩壊小屋組以外崩壊滑りもしくは柱脚部の浮き上がり倒壊限界耐力計算で検証可能な被害（部材の被害を含む）転倒別途検討が必要な被害木造軸組（耐震）要素の復元力特性耐力耐力は大きいが変形能力の小さい軸組（筋かいや面材が主な耐震要素）（金物部材接合部の破壊）小破 1/120 1/60 倒壊耐力は小さいが変形能力の大きな軸組（土壁や貫が主な耐震要素）倒壊（小壁柱の折損）中破大破 1/30 1/20 層間変形角 1/15 木造建物の耐震設計クライテリア耐力 Q 安全限界1 損傷限界変形能力の小さい軸組構法小破 0 安全限界2 中破伝統的な耐震要素からなる軸組構法大破層間変形角 R 1/120 1/60 安全ゾーン 1/30 1/20 条件付き安全ゾーン 1/15 危険ゾーン応答計算シート（簡易計算手法）付き条件全安ンゾー安全限界に対する応答計算式ただし Te 0.64 sec 耐震設計および耐震診断における留意事項 (1) 地盤と基礎と柱脚部 (2) 木材の強度と部材の検討 (3) 通し柱（大黒柱）曲げ耐力の検討 (4) 柱脚部の浮き上がりと滑りの検討 (5) ねじれの検討と床の剛性 (6) 隣接家屋との衝突検討伝統的な木造軸組の基礎2（礎石建ち）基礎に関する注意事項・礎石と柱の摩擦係数は0.6∼0.9 ・礎石の上面は平坦であること・礎石の幅に余裕があること柱脚部に関する注意事項・根がらみや大引で連結されていること（両方向とも）・注脚部の回転変形を拘束しないこと礎石上の柱が振動している状況（東大寺南大門）木材の老朽化について西岡常一・小原二郎「法隆寺を支えた木」（NHKブックス）よりヒノキなどの針葉樹は伐採後の200年ほどは強度が上昇する。経年変化による木材の強度低下を招く原因は、吸湿による水分の増大、害虫や菌による腐食である木造住宅における部材の仕口摩擦とめり込みを利用した一般的な仕様短ほぞの軽微な金物長ほぞ短ほぞ長ほぞの鼻栓と込み栓大黒柱・通し柱・小壁付き柱の曲げ強度検討 2階と屋根は質量と見なす δ m 水平耐力は1階のみを考慮する R H 質点の高さは1階の階高とする。通し柱（大黒柱）の場合、2階を剛体として1階の架構のみがせん断変形すると仮定すれば、柱脚がピンとして、柱頭部の曲げモーメントは撓角法の基本式より次式で表せる H R Q M = 3EKR 柱の浮き上がりと転倒の検討 M2 m2 δ H 2 H2 m1 M1 Nc Na Nb m H H1 H 1 R Q 一質点系の振動モデル A C B 礎石建ち形式（基礎に緊結していない）では、限界変形時に柱脚部の浮き上がりが発生しないように限界耐力を低減石場建ち基礎における柱脚部の「滑り」検討 M2 δ H2 H m･g M1 Nc Na Nb m M0 R H1 Q 一質点系の振動モデル A B C 慣性力Q=CB･m･g < 摩擦力S=μ･m･g → CB < μ 剛床仮定の可否剛な軸組（変形小）柔な軸組（変形大）床の剛性が小さいと、軸組の変形差が生じる水平力を受ける軸組群はその剛性に応じて変形量に差が生じる。しかし床が剛であれば軸組間で応力の再配分が起こり、建物は一体となって振動する。このときの軸組間の剛性差が建物に「ねじれ」を生じさせる原因となる。床の剛性が軸組の剛性より大きいとき、「剛床仮定」が成立すると見なせる。木造建物の耐震性判定（耐震診断）のプロセス木造建物の耐震診断フロー（簡易計算手法）耐震診断現地調査・ヒアリングチェックリスト地盤種別（Gs）建物簡略図（平面・軸組）重量（m・g）・構造階高（H）耐震診断で平屋条件を満足しない場合、1階部分にとっては安全側であるが、2階部分にとっては危険側の判定となる耐震要素の抽出耐震要素の復元力特性算出軸組の復元力特性（階・方向別）建物の復元力特性（Q・W・h）平屋 or 2階建て 2階建て平屋条件をチェック平屋簡易法による応答計算（応答計算シート）設計検討事項耐震判定 NO OK 終了耐震改修設計現地調査チェックリスト木造建物の耐震改修設計フロー（簡易計算手法）耐震改修設計建物簡略図（平面・軸組）重量（ｍ・g）・構造階高（H）耐震要素の選定・増設耐震要素の復元力特性算出軸組の復元力特性（階・方向別）建物の復元力特性（Q・W・h）平屋として扱える条件を満足するように、まず2階部分の補強を行ってから簡易計算に進む平屋 or 2階建て平屋 2階建て平屋条件 NO YES 2階部分の耐震要素を増設簡易法による応答計算（応答計算シート）設計検討事項耐震判定 OK 終了 NO 限界耐力計算チェックリスト耐震性能評価総括表