木造軸組み工法用壁量・バランス・柱の断面算定プログラム
令和7年基準・地震/風圧・四分割対応
計算結果
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| 選 | No | ケース名 | 種別 | 階数 | 1階 必要壁量 X / Y (cm) |
2階 必要壁量 X / Y (cm) |
柱判定 | 日時 |
|---|
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計算結果出力
計算ロジック 詳細解説
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(1) 全体フロー
本プログラムは 令和 7 年 4 月 1 日施行の改正建築基準法(建築基準法施行令第 46 条・告示第 1100 号) に基づき、木造軸組工法住宅における 必要壁量 の算出、壁量充足/四分割法バランス検討、 柱の小径(断面算定) を一貫して計算します。地震力(C₀=0.2 標準)と風圧力(一般 50 cm/㎡ または 強風 70 cm/㎡)の いずれか大きい方を必要壁量として採用し、X/Y 方向ごとに存在壁量との比較で OK/NG を判定します。
- §1 必要壁量の算出(地震力 × 風圧力 の包絡)
- §2 壁量充足チェック(X/Y 方向別、1F/2F 別)
- §3 四分割法バランス検討(壁率比 ≧ 0.5 で OK)
- §4 柱の小径(長期軸力 × 座屈低減 Kd)
(2) 屋根・壁の重量算定(地震用 ΣW)
屋根仕上げ・太陽光・天井断熱材・壁仕上げ・外壁断熱材・積雪荷重などの単位重量に、 建物形状(軒の出 × 屋根勾配 × 階高)から決まる係数を乗じて、各階の地震用重量 ΣW を求めます。
屋根荷重 Gr = (屋根材+太陽光) × 屋根面積倍率 + 天井断熱
外壁標準荷重 = ROUNDUP[10] (壁材×純壁率) + ROUNDUP[10] (断熱×純壁率) + ROUNDUP[10] (窓 400×開口率 0.09)
内壁標準荷重 = 200 × h / 2.8 (h: 階高 [m])
積雪荷重 Ms = 最深積雪 × 単位荷重 × 0.35(地震用) × 投影比
ΣW₂ = (Gr+Ms)·A₂ + 0.5·壁₂·A₂ , ΣW₁ = Gf·A₂ + 0.5·(壁₂+壁₁)·A + Gr·max(0, A₁−A₂)
床荷重 Gf(積載荷重)は用途で変わります(住宅 600/事務所 800/教室 1100/店舗 1300/集会場 2100/倉庫 3900 N/㎡)。 柱の長期検討では別途、用途別の 長期積載荷重(住宅 1300/事務所 1800/教室 2100/店舗 2900/集会場 2900/倉庫 3900 N/㎡)を採用します。
(3) 必要壁量(地震力)
各階の地震力 Q を C₀(標準せん断力係数)・Z(地域係数)・Ai(高さ方向分布)・性能等級係数 gf から求め、 倍率 1.96 (kN/m) で除して単位床面積あたりの必要壁量 Lw を算定します。
Q₂ = ΣW₂(kN) · Z · Ai2 · C₀ · gf , Q₁ = (ΣW₁+ΣW₂)(kN) · Z · 1.0 · C₀ · gf
Lw(cm/㎡) = ⌈ (Q / 1.96) × 100 / 床面積 ⌉ (切上)
性能等級係数: 等級 1 → 1.00、等級 2 → 1.25、等級 3 → 1.50
(4) 必要壁量(風圧力)と決定値
風圧力の必要壁量は 見付面積 × 風圧力係数 (cm/㎡) です。係数は一般地で 50、強風地域で 70 を入力します。 見付面積は床面より 1.35 m 以上の部分の垂直投影面積を用います。
地震 必要壁量(総量) = ⌈Lw⌉ × 床面積
決定値 = max( 地震必要壁量(総量), 風圧必要壁量 ) (X/Y 方向別)
(5) 壁量充足チェックと四分割法
各階の X/Y 方向で 存在壁量 = Σ(倍率 × 長さ × 数 × 100) を求め、必要壁量と比較します。 四分割法では建物の両側 1/4 ゾーンについて、それぞれ壁量充足率(存在壁量 / 必要壁量)を計算し、両者の壁率比(小/大)が 0.5 以上であれば OK となります。
【総量判定】 存在壁量 ≥ 決定必要壁量 → OK
【1/4 必要壁量】 = ⌈Lw⌉ × 1/4 床面積
【壁率比】 = min(充足率L, 充足率R) / max(充足率L, 充足率R)
① 両ゾーンの充足率 > 1.0 → OK
② いずれかが 1.0 以下 → 壁率比 ≥ 0.5 で OK
(6) 柱の小径(断面算定)
柱に作用する 長期負担荷重 Wd(屋根 + 積雪 + 上下階壁 + 床)を負担面積 Ae に乗じて発生軸力 N を求め、 有効細長比 λ から座屈係数 Kd を計算し、長期許容応力度 fk による許容耐力 Na と比較して検定します。
2F 柱: Wd = Gr+Ms + 0.5·2階壁
発生軸力 N = Wd(N/㎡) × Ae(㎡)
座屈長 lk = h(mm) − ( 1階: 120, 2階: 105 )
λ = lk / i , i = 短辺 / √12 (矩形断面)
Kd: λ ≤ 30 → 1.0 , 30 < λ ≤ 100 → 1.3 − 0.01·λ , λ > 100 → 3000/λ²
fk = (1.1·Fc) / 3 × Kd [N/㎟]
Na = fk × 短辺 × 長辺 [N] , 検定: N ≤ Na かつ λ ≤ 150 で OK
(7) 参考文献
- 建築基準法施行令第 46 条/国土交通省告示第 1100 号「壁の倍率を定める件」(令和 7 年 4 月 1 日施行)。
- 国土交通省告示第 1352 号「四分割法・壁率比による配置バランス検討」。
- 国土交通省告示第 1024 号「木材の許容応力度・許容支圧応力度の数値を定める件」(基準強度 Fc)。
- (公財) 日本住宅・木材技術センター:「壁量等の基準(令和 7 年施行)設計支援ツール」 解説資料。
本プログラムの計算式は上記参考文献に準拠していますが、実際の構造設計においては有資格者による技術判断が必要です。