木造軸組住宅｜耐震等級・壁量・配置バランス｜地震応答の相対比較
木造住宅の耐震・地震応答比較ツール
計算書の条件を一般化モデルへ反映し、観測地震ごとの応答差を比較します。個別建物の安全・法適合を判定するものではありません。
STEP 1｜ルート・建物モデル
計算条件
計算ルートの選択
計算書で検討した等級を選び、同じ等級の壁量・壁配置・床倍率を入力します。等級を変えても入力値は自動変更されません。
建物モデルの選択
床面積から質量を、階高から層剛性と変形角を概算補正します。個別建物の構造解析ではありません。
床面積から基準質量を比例補正します。屋根・設備重量は、必要壁量の計算へ反映済みの条件を前提とし、ここでは重ねて補正しません。入力範囲は各階床面積5〜300㎡（1階は10㎡以上）、階高2.0〜4.5mです。空欄・範囲外・延べ300㎡超では応答計算を停止します。
STEP 2｜計算書の数値
壁量・配置バランスの入力
初期値は、充足率1.00・偏心率0.00です。実際の計算書の数値へ上書きしてください。
壁量計算表のX方向と、四分割法の「上・下」を転記。方向を切り替えた後は、該当方向の値へ入力し直してください。
どの数値を入れるか
「充足率」は壁量計算表、「両側の壁量充足率」は四分割法判定表から転記します。性能表示では床倍率判定表の同じ階・方向から、最も小さい充足率を入力します。
STEP 3｜入力値の整理
入力条件の確認
STEP 4｜観測波 × 一般化参考モデル
観測地震動による揺れ方の比較
近距離地震｜被災地の観測
PGAと地震動の見方
最大加速度（PGA）は観測記録の情報です。建物応答は周期特性や継続時間でも変わるため、PGAだけで地震動の影響を順位づけしません。
建物の階高に対する応答変位を実寸比で表示しています。
現在値：計算待ち
単一記録＋終了後30秒の自由振動選択中：制振なし。 基準となる木造復元力モデルだけで計算します。
参考配置：1階にX方向2基＋Y方向2基。現在の解析方向には対応する2基を作用させます。
制振モデルの考え方・仮定開いて確認＋
数値はメーカー非依存の仮定による参考比較です。製品の性能保証、必要台数、ストローク・取付部の設計には使えません。
選択中：木造ピンチング。 履歴のくびれと繰り返し劣化を含む比較用の簡略モデルです。
- 一般化モデル上の最大層間変形角
- —
- 一般化モデル上の屋根端部移動
- —
- 配置差の表示係数
- —
- 計算の基準
- —
- 自由振動後の変形角目安
- —
- 履歴吸収エネルギー目安
- —
- 制振装置
- 制振なし
- 最大変形の低減率
- 基準
- ダンパー吸収エネルギー
- —
- 等価最大ダンパー抵抗力
- —
基準を固定してから等級・制振などを変更すると、現在の結果 B と比較できます。このページを閉じると基準は消えます。
繰り返し地震の仮想実験
同じ記録を30秒間隔で2回入力し、変位・速度・木造モデルの履歴状態を引き継ぎます。実際の本震・余震の再現や、繰り返し地震に対する実験検証済みの評価ではありません。
結果の読み方・安全性に関する注意
層間変形角は支配階を併記します。層間変形角と屋根端部移動の最大値は、別の時刻に生じる場合があります。
外装材・内装材の寄与や、個々の構造材・金物の破壊は直接評価していません。計算上の変形が小さいことは無損傷を、大きいことは倒壊を意味しません。
また、特定の地震波で生じる等級間の応答の逆転は、耐震等級そのものの優劣を示すものではありません。実際に被災した建物の継続使用や補修の判断には、建築士等による調査が必要です。
- 木造ピンチング
- 荷重の向きが反転したとき、原点付近で復元力が細くなる木造らしい履歴を模式化。除荷・再載荷と繰り返しによる剛性・耐力低下を含みます。
- 従来の二直線
- 1/120までは弾性、以後は初期剛性の5％で変形する単純モデル。履歴のくびれと繰り返し劣化は含みません。
選択した観測波
加速度時刻歴選択した観測波の5％減衰弾性スペクトル
応答スペクトルと固有周期
- 1建物の周期橙T1・緑T2が、建物の初期固有周期です。
- 2その周期の応答青線との交点が、その周期の弾性Saです。
- 3大きな応答帯との関係青線の山に近いほど大きな応答帯。最終的な変形は下で確認します。
弾性Sa（擬似加速度）とは 5％減衰の線形モデルで生じた最大変位を、加速度相当（ω²×最大変位）へ換算した値です。地表のPGAや実建物の各階・屋根で実測される加速度とは異なります。
T1とT2のSaを足すことはできません。下の非線形応答計算は観測波を直接入力しており、1/120超では剛性低下による周期の長周期化が応答へ入りますが、このグラフの縦線は初期周期のままです。
表示範囲0.10〜3.00秒。内蔵記録は10Hzローパス後25Hzへ変換した表示・計算用データです。スペクトルは線形弾性の参考値で、非線形応答や実建物の実測固有周期を示すものではありません。
今回の計算結果
一般化モデルの変形領域
- 参考変形角1/120を超えた時間
- —
- 1/30を超えた区間
- —
- 最大変形角（モデル計算）
- —
条件を入力すると、最大変形角と到達した領域をここに表示します。
1/30超は、公開された筋かい耐力壁実験を基に再較正した本モデルの計算範囲外です。 1/30を超えた区間は、超過が連続する一まとまりを1区間として数えます。ここで示す1/120・1/60・1/30は、一般化した非線形モデルの計算結果を読み分けるための区分です。実建物の耐力喪失後の鉛直支持や倒壊過程は再現しておらず、個別住宅の損傷度・倒壊・継続使用・安全性は判定できません。
同じ入力条件による相対比較
建物・等級・観測記録の比較
現在の入力値を使い、比較結果を計算します。
床面積・階高・壁量充足率・配置差を固定し、階数と耐震水準だけを変えた比較です。等級認定や実建物の性能判定ではありません。
| 建物モデル | 耐震水準 | 初期T1 | 最大層間変形角 | 屋根端部移動 |
|---|
現在の建物・耐震水準・入力値を固定し、各観測記録のNS・EWのうち最大層間変形角が大きい方向を表示します。
| 観測記録 | 支配方向 | 最大層間変形角 | 屋根端部移動 | 到達領域 |
|---|
比較結果を計算すると、ここに表示します。
比較結果を計算すると、ここに表示します。
比較結果を計算すると、ここに表示します。
ここで示すのは本モデル内の相対的な読み取りです。「比較に利用可能」も、個別住宅の安全・損傷・倒壊を判定できるという意味ではありません。
比較結果は本ツールの一般化モデル内の差です。観測点と敷地の地盤差、接合部、劣化、基礎、制振装置の製品固有特性・取付部変形、倒壊過程は含みません。1/30超も計算値を「※範囲外参考」として表示しますが、本モデルで定めた定量評価範囲外の外挿値であり、損傷度・倒壊・安全性の判定には使用できません。地震動の周期特性により、耐震水準と最大変形が単調な関係にならない場合があります。
入力した壁量・壁配置・床倍率を、YamakenBlog独自の木造住宅応答比較モデルへ反映してサーバー計算します。一般化モデルによる相対比較であり、個別建物の構造解析ではありません。
計算根拠とモデルの限界独自モデルの考え方・検証範囲・分からないこと 詳しく見る＋
公開している計算根拠
M·ü + C·u̇ + fs(u,z) = −M·r·ag観測加速度を直接入力する、履歴復元力を含む1質点／2質点の運動方程式det(K−ω²M) = 0 T = 2π/ω一般化した質量・初期剛性から固有周期を求めます。Sa(T,ξ) = ω² max|u(T,ξ,t)|観測波の5％減衰弾性擬似加速度応答スペクトルを併記します。木造ピンチングモデルは、公開研究と筋かい耐力壁の実験結果を参照し、骨格曲線、除荷・再載荷のくびれ、繰り返しによる剛性・耐力低下をYamakenBlogが独自に一般化・再較正した比較用モデルです。論文中の特定モデルや市販解析ソフトをそのまま再現したものではありません。
壁量、耐震水準、建物規模から応答をサーバー側で反復計算します。配置差は層変形に対する参考補正、床倍率は入力条件の確認に使用します。ねじれ・柔床の直接解析ではありません。個別の変換式、較正係数、復元力経路、収束処理は独自計算コアのため公開していません。計算の適用上限は層間変形角1/30です。
検証の区別：数値計算法の検証と、実験を使った応答予測精度の検証は別です。この独自モデル全体と実建物・実製品との実験比較は未完了です。1/30以内であっても実建物の安全を保証しません。
最大値は再生用の間引き前の全計算ステップで取得します。観測記録終了後は地動をゼロとして30秒間の自由振動を計算し、終盤の変位変動と速度から静止を確認します。静止未確認の場合は残留変形とは断定しません。記録の切り出し区間外の地震動は含みません。
計算の組み立て
- 観測加速度を5％減衰の非線形1質点／2質点モデルへ入力
- 床面積から質量、階高から層剛性と変形角を概算
- 耐震水準と壁量充足率を初期剛性・降伏耐力へ反映
- 木造ピンチングでは骨格曲線、除荷・再載荷のくびれ、履歴吸収エネルギーに応じた剛性・耐力低下を試算
- 従来の二直線モデルへ切り替え、同じ入力条件でモデル化の差を比較可能
- 四分割法または偏心率の差を、弱い側の表示係数へ反映
このモデルで分からないこと
- 壁量計算に算入しない雑壁・仕上げ材の寄与、接合部やHD金物が持つ余力
- 壁種・釘仕様・開口・接合部ごとの実験同定値、非対称履歴、接合部破壊、倒壊過程
- 基礎・地盤、柱頭柱脚、劣化、施工誤差、部材ごとの復元力特性
- 観測点と敷地の地盤差、建物方位との厳密な対応
- 法適合、耐震診断評点、個別住宅の損傷度・倒壊確率・継続使用の可否
入力した床面積・階高・壁量・壁配置・床倍率を独自計算コアへ渡し、一般化した木造住宅モデルとして応答を比較します。
1981年5月以前の比較は、国土交通省が示した旧耐震期と新耐震期の壁量差を参考にした入力例モデル限定の比較です。個々の旧耐震住宅の耐力・劣化・接合部・倒壊を再現するものではありません。
モデルの考え方：2階建て木造建物の地震応答に関する既往研究／旧耐震期の壁量差：国土交通省の熊本地震分析