住宅建築お役立ち情報 : 構造計算とは？構造の基準を決める構造計算を紹介

皆さんは「構造計算」という言葉はご存知でしょうか？
家を建てたことがある方ならご存知の方もいるかもしれませんが、
「聞いたことがあるけど、構造計算が何か説明はできない…」
といった方もおられるのではないでしょうか？
そこで、今回は、構造計算についてご紹介します。

□構造計算とは何か

構造計算とは、建築構造物・土木構造物などが様々な荷重に対してどのように変形したり、応力が発生するかなどを計算することです。
すなわち、建物には重力、地震力、風圧力、雪、津波などに様々な圧力がかかることがありますが、これに対して建物が安全であるかどうか判定するための計算です。

建物が外部からの荷重に問題なく耐えるためには、構造部材が重要になります。

構造計算をすることによって、建物を支えることができる「構造部材の大きさ」を知ることができるのです。

構造物の自重による力のことで、建物が「建っているだけ」で自然と発生する力です。

構造物内の家具や人など、構造物に載せる物体の重さによる力のことです。

文字通り雪の上に乗せる力で、雪が降る地域では特に考慮されるべき荷重です。

風により加わる力で、上述した3つの荷重とは違い主に水平方向に加わる力です。
表面積が大きければ大きいほど、風荷重の影響が大きくなります。

地震による力で、風荷重と同様主に水平に加わる力です。
日本は地震が多いため、しっかりと考慮する必要がある荷重です。

構造計算が何かはお分かったけど
「その計算がどのようなものか分からない」
と思われた方もいるかもしれません。
そこで構造計算で行う計算について少し詳細にご紹介します。

建築予定の建物の平面的な大きさ、立体的な大きさが決まっていますが、それらがかかれている図面と、過去物件の構造計算書などをもとに「仮定の荷重」を計算します。

荷重計算がされたら、どれほど建物が荷重に応えることができるのかを計算します。

床や梁のたわみ、地震荷重によりおこる建物の層の間の変形角度を計算します。

応力や変形に対して、それに安全なレベルで応えることができるような部材の大きさを決定します。
断面計算をして初めて、柱や梁などの構造部材の大きさが分かります。

以上が構造計算についてのご紹介でしたが、いかがでしたでしょうか。
建物の安全性を考える上で、構造計算は非常に重要となります。