建物の耐震性を決める方法の1つに、許容応力度計算があります。
2025年から一部の建物で構造計算が義務化されるため、対応に追われている工務店・ハウスメーカーの方も多いでしょう。
この記事では許容応力度計算の重要性からメリット・デメリット、流れまでを解説します。
構造計算の義務化や耐震等級3を取得する方法もお伝えするので、早めに対応したい方は参考にしてみてください。
許容応力度計算とは？
許容応力度計算は建物の安全性を確認するための計算の1つで、通称ルート2と呼ばれます。
具体的には建物にさまざまな荷重が加わった際に、柱や梁が一つひとつ耐えられるかどうかを検証するのです。
各構造部材の強度を把握できることから、「地震に強い家づくり」を実現するために欠かせない計算方法といえるでしょう。
許容応力度計算では梁・柱・基礎の接合部分が、どれほど荷重や地震などに耐えられるかを計算します。
- 壁量計算
- 壁の配置バランス
- 水平構面
- 柱や梁、横架材などの部材検討
- 柱頭柱脚の接合方法
- 基礎設計
- 地盤調査
- 地盤補強工事
一般的に、ハウスメーカーや工務店では専用のソフトを使って構造計算を行います。
なお、3階建て以上の木造住宅は、許容応力度計算が義務付けられています。
許容応力度の重要性
許容応力度計算は建築物の安全性を確保する、もっとも重要な要素の1つです。
2階建て以下の木造住宅では構造計算が義務付けられておらず、ほとんどは仕様規定（配置バランスの確認など）で耐震性を評価しています。
近年は地震をはじめとする自然災害が多発していることから、しっかりと構造計算をして住宅の安全性を高める声があがっています。
許容応力度のメリット・デメリット
【メリット】住宅の安全性を担保できる
許容応力度計算を実施すると、住宅の耐震性を証明できます。
仕様規定に基づく壁量計算では、建物の自重や積雪荷重、積載荷重などは考慮しません。
法律で定められていないので仕方ないとはいえ、建物によっては必要な強度の6〜7割程度しか満たしていないケースも多いのです。
許容応力度計算を行った住宅は、安全性と信頼性が非常に高いと証明できるでしょう。
【デメリット①】コストがかかる
許容応力度計算には、労働力や費用といったコストがかかります。
100㎡前後の木造住宅で構造計算をした場合は、構造計算書にするとA4用紙で数百枚を超えることもあるのです。
許容応力度計算の検証・確認には、膨大な労力が必要なことがわかるでしょう。
なお、住宅を建てる際には、基礎と建物だけで20〜30万円程度必要になります。
【デメリット②】時間がかかる
許容応力度計算は非常に複雑な計算が必要であり、時間がかかります。
設計変更があった際にはやり直しになることから、さらに時間を要するでしょう。
また、従業員がスキルを習得するまでの時間も確保しなければなりません。
許容応力度計算の流れ
一般的に、許容応力度計算は以下の流れで進行します。
- 建物にかかるすべての荷重を調べる
- 各部材に生じる応力を調べる
- 各部材の許容力を調べて比較する
1.建物にかかるすべての荷重を調べる
まずは、建物自体の重さを計算しましょう。
次に、以下のような水平荷重と鉛直荷重を予測します。
| 荷重の種類 | 意味 | 例 |
| 水平荷重 | 水平方向から受ける荷重のこと | 地震力、風圧力 |
| 鉛直荷重 | 上から下にかかる荷重のこと | 積雪荷重、積載荷重（人や家財の重さ）、固定荷重（建物自体の重さ） |
建物が重ければ鉛直荷重は大きくなり、地震で揺れた際には水平方向に加わる力が強くなります。
2.各部材に生じる応力を調べる
建物に外から力が加わると、各部材では応力（釣り合う力）が生じます。
主な応力とは次の3種類です。
| 応力の種類 | 意味 |
| 軸力 | 圧縮力、引張力 |
| 曲げモーメント | 部材に圧縮力・引張力が加わり曲がる力 |
| せん断力 | 部材がズレるような力 |
各部材に生じる応力を計算し、部材の断面積で割って応力度を求めます。
3.各部材の許容力を調べて比較する
最後に、各部材の許容応力度を求めましょう。
許容応力度とは、各部材がどれほどの応力に許容できるかを表す数値のことです。
許容応力度は素材ごとに性質が異なり、例えば鉄筋は引張力に強く、コンクリートは圧縮力に強いという特徴があります。
各部材の応力度と許容応力度を比較した際に、許容応力度のほうが上回れ、ば安全性が高いと判断されるのです。
耐震等級3に構造計算は必要ないのか
耐震等級3を取得するためには、許容応力度計算が不要なケースがあります。
なぜなら「品確法の壁量計算」か「許容応力度計算」のいずれかの方法で条件を満たすと、耐震等級3を取得できるからです。
しかしながら、品確法の壁量計算は仕様に沿って設計を行うという簡易的な方法です。
建物の各部材の耐力を正確に把握して高い耐震性を確保するためには、許容応力度計算で評価する必要があるでしょう。
耐震等級3の取得には2つの方法があること、本当に地震に強い住宅は「許容応力度計算」で求められる、ということを覚えておいてください。
2025年に変わる構造計算の義務化
2025年以降、一部の住宅では許容応力度計算が義務化されます。
法改正の目的は、建物の倒壊リスクの回避や省エネ基準への適合化などです。
建築基準法の改正にともない、木造2階建て住宅は「新2号建築物」に分類されます。
新2号建築物とは、木造2階建てもしくは木造平屋建て（延べ面積200㎡超え）のことです。
自然災害の甚大な被害が問題視される日本では、建物の安全性確保が急務といえます。
例えば過去に発生した巨大地震は、建物や人々へ大きな傷跡を残しました。
| 年度 | 地震名 | 最大震度 | 建物被害 |
| 1995年 | 阪神・淡路大震災 | 7 | 住宅全壊104,906棟、住宅半壊144,274棟 |
| 2004年 | 新潟県中越地震 | 7 | 住宅全壊3,175棟、住宅半壊13,810棟 |
| 2011年 | 東日本大震災 | 7 | 住宅全壊129,391棟、住宅半壊265,096棟 |
| 2016年 | 熊本地震 | 7 | 住宅全壊8,668棟、住宅半壊34,718棟 |
| 2024年 | 能登半島地震 | 7 | 住宅全壊8,795棟、住宅半壊18,761棟 |
出典：国土交通省資料
施主の立場からすれば許容応力度計算の費用がかかるものの、きちんと数値から導いた耐震等級3の家に住みたいと思われるでしょう。
工務店・ハウスメーカーの場合は効率的に構造計算ができる仕組みを構築し、外注先ではなく内部で対応できる体制を整える必要があります。
まとめ
許容応力度計算は柱や梁にかかる荷重をすべて数値化したうえで算出する、安全性を担保できる計算方法です。
2025年から新2号建築物への許容応力度計算が義務化されることから、効率的に計算できる仕組みづくりが求められます。
今の段階から従業員のスキルアップも進めることで、柔軟な設計や提案を行えるようになります。
