WALL QUANTITY AND ALLOWABLE STRESS

壁量計算でNGでも、
許容応力度計算では成立する？

「許容応力度計算は、壁量計算より上級の計算だから、壁量計算の内容もすべて含まれている」 と思われている方は少なくありません。

しかし実務では、単純に初級と上級へ分けられる関係ではありません。 壁量計算と許容応力度計算では、建物を見る方法と判定の仕方が違います。 そのため、壁量計算側ではNGとなった計画が、許容応力度計算による個別の検討では成立することがあります。

最初に結論

壁量計算でNGでも、許容応力度計算では成立する場合があります。 ただし、それは「詳しい計算をすれば、NGをOKに変えられる」という意味ではありません。

簡易な基準の適用範囲から外れた建物について、実際の力の流れを個別に計算した結果、安全性を確認できる場合がある、という意味です。

許容応力度計算は、壁量計算の「ワンランク上」ではない

壁量計算は、床面積や建物の重さなどに応じて必要な壁量を求め、実際に配置した耐力壁が地震や風に対して足りているかを確認する方法です。 実務では、壁の量だけでなく、耐風、壁配置のバランス、四分割法、偏心率、耐力壁線なども併せて確認します。

一方の許容応力度計算では、建物に加わる荷重や地震力、風圧力を求め、それによって柱、梁、耐力壁、床・屋根の水平構面、接合部などに生じる力を確認します。 各部材に生じる力が、その部材や接合部の許容できる範囲に納まっているかを、一つずつ検討していきます。

つまり、許容応力度計算は壁量計算へ項目を足しただけのものではありません。 同じ建物を、別の角度と別の判定方法で確認する計算です。

私は、先に壁量計算を行ってから許容応力度計算へ進む

私の実務では、最初から許容応力度計算だけを行うのではありません。 まず、地震と風に対する壁量、四分割法、偏心率、耐力壁線などを確認し、耐震等級も明記します。 そのうえで許容応力度計算を行います。

理由は、二つの計算で見ているものが同じではないからです。 片方の計算結果だけを見ると成立していても、もう一方の見方では、間取りや壁配置に注意すべき点が見つかることがあります。

壁量計算は、許容応力度計算へ進む前の形だけの作業ではありません。 建物全体の特徴や、構造上無理が生じやすい場所を早い段階でつかむために必要な確認です。

CASE 1

耐力壁線間距離が8mを超える場合

実務で分かりやすい例が、耐力壁線間距離です。 これは一本の耐力壁の長さではなく、建物を支える耐力壁線と、次の耐力壁線との間隔を指します。

耐力壁線によって床を区画して確認する方法では、耐力壁線間距離を原則8m以下として考えます。 大きなLDK、広い店舗、吹抜けや階段を含む計画などでは、この間隔が8mを超えることがあります。

地震や風の力は、耐力壁へ直接均等に入るわけではありません。 まず床や屋根の水平構面へ入り、そこから各耐力壁へ伝わります。 耐力壁線の間隔が広くなるほど、水平構面が力を遠くまで伝えなければならず、壁だけを数えても安全性を判断できません。

そこで許容応力度計算では、水平構面に生じる力、その力を受ける各耐力壁、接合部などを個別に確認します。 その結果、耐力壁線間距離が8mを超えていても、必要な耐力と力の伝達を確認できれば、構造的に成立する場合があります。

CASE 2

実務では、偏心率で問題が出ることが多い

もう一つ、実務でよく問題になるのが偏心率です。 建物には重さの中心と、耐力壁などが抵抗する強さの中心があります。この二つが大きくずれると、地震や風を受けたとき、建物は横へ動くだけでなく、ねじれるように変形します。

例えば、南側へ大きな窓を並べ、北側へ壁や水回りを集めた住宅では、壁の量が全体として足りていても、配置が片寄ることがあります。 広い開口のある店舗、ビルトインガレージ、広いLDKなども、壁の片寄りが生じやすい計画です。

許容応力度計算を行えば、偏心率の問題がなくなるわけではありません。 ねじれの影響を含めて各耐力壁が負担する力を確認し、必要であれば壁の位置や倍率、水平構面、柱・梁、接合部などを調整します。

その調整を計算へ反映し、各部が許容できる範囲へ納まることを確認できれば、最初の簡易な判定ではNGだった計画が成立する場合があります。 ここでも重要なのは、計算方法を変えたから成立するのではなく、建物に生じる力を個別に確認した結果として成立するという点です。

「許容応力度計算なら通る」という考え方が危険な理由

壁量計算でNGになったとき、「許容応力度計算へ変えれば、そのままの間取りで通る」と考えるのは危険です。 詳しく計算した結果、壁や柱・梁の追加、耐力壁の倍率変更、水平構面の強化、接合部の変更が必要になることもあります。

また、数値上は成立できても、特定の壁や金物へ大きな力を集中させる計画が、施工性や将来の改修まで含めて適切とは限りません。 計算書の最後に「OK」と表示されることと、無理のない構造計画であることは、同じではありません。

まず壁量計算側の確認で建物の癖をつかみ、次に許容応力度計算で力の流れを確認する。 二つの結果を見比べることで、計算上成立するかだけでなく、どこへ負担が集まっているかまで判断しやすくなります。

許容応力度計算は、耐久性や経年劣化まで保証する計算ではない

許容応力度計算は、指定した材料、断面、強度、接合部などが、想定した荷重に耐えられるかを確認する計算です。 しかし、完成後の建物が何十年かけてどのように変化するかを、そのまま計算しているわけではありません。

雨漏りや結露による腐朽、シロアリ被害、木材の含水状態、施工精度、金物の締付け、維持管理などは、計算書へ数値を入力しただけでは保証できません。 許容応力度計算で成立したからといって、材料や納まりを何でもよいと考えるべきではありません。

構造計算で確認する安全性と、材料の選び方、防腐・防蟻、防水、施工、点検によって守る耐久性は、分けて考えたうえで、最後は一つの建物として整える必要があります。

施工店と施主に知っておいてほしいこと

施工店の方は、壁量計算でNGが出た時点で、すぐに「この間取りはできない」と決める必要はありません。 反対に、「許容応力度計算へ回せば何とかなる」と判断するのも早すぎます。

まず、何がNGなのかを分けて考えることが大切です。 壁の総量が不足しているのか、耐力壁線間距離が8mを超えているのか、偏心率に問題があるのか、それとも水平構面や接合部に問題があるのかで、必要な対応は変わります。

施主の方にとっては、希望した大開口や広いLDKが構造上可能かどうかは、「壁が多いか少ないか」だけでは決まりません。 間取りを大切にしながら安全性を確認するには、意匠図と構造計算を擦り合わせ、力の流れを説明できる計画にすることが必要です。

まとめ

壁量計算と許容応力度計算は、初級と上級という関係ではありません。 壁量計算側では、必要な耐力壁の量と配置を定められた条件で確認し、許容応力度計算では、建物に生じる力と各部材の負担を個別に確認します。

耐力壁線間距離が8mを超える場合や、偏心率に問題が出る場合は、その違いがよく表れます。 簡易な確認ではNGでも、水平構面、耐力壁、接合部、建物のねじれなどを詳しく計算し、安全性を確認できれば成立する場合があります。

だから私は、壁量、耐震、耐風、四分割法、偏心率を確認したうえで、許容応力度計算を行っています。 どちらか一方を省くためではなく、異なる見方で同じ建物を確かめるためです。

構造計算へ進む前の流れも解説しています

構造計算は、間取り図だけですぐに始められるものではありません。 ボリュームチェック、法令・条例の確認、意匠図の作成から確認申請までの流れは、次の記事で分かりやすく解説しています。