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屋外階段の設計について

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質問者

monday866さん

2010/12/3119:39:40

屋外階段の設計について

マンションの屋外階段について質問です。マンションの屋外階段について設計を行う場合には地震時の変位をモデル化した屋外階段に与えて応力を求めて解析を行い安全性を検討すると思うのですが、その変位から応力を算出する根拠はどのようになっているのでしょうか?

また平面的に屋外階段の存在が変心率(剛心の位置)にも関係してくると思うのですがその算出はどのように行えばよいのでしょうか?

基本的な質問で申し訳ありませんがお分かりになられる方ご回答お願い致します。またこうした屋外階段の計算の根拠が分かる書籍などありましたら合わせてお教え願います。

補足最近の確認申請では屋外階段の設計についても計算書を求められます。同様に変心率についても説明を求められました。(説明を求められたのは私だけ??)

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ベストアンサーに選ばれた回答

編集あり2011/1/312:21:25

剛性考慮の指摘されたのであれば、おそらくRC造中壁形式の屋外階段ですね?
設計者判断の範疇になりますので、私(建築士資格なし)の回答はあくまで参考として下さい。

建物本体側による層間の変形量は算出可能ですね。
また、仮定した壁の幅・長さによる剛性も計算できますね。
そうすれば、本体と階段は剛床を確保しますので、P=K・⊿で、応力が算出できます。算出された応力に対して、壁の断面が持っているかを確認すれば、それで完了です。

次に本体側の考慮についてです。
剛性については、段差部分をブレースとして考える場合もあるようですが、よく解らないのでお伝えできません。
本体が耐震壁付きRC造の場合で、耐震壁と同じ方向に、中壁が向いていれば、地震用重量の考慮のみで十分かと思います。この場合、外部階段中壁の剛性は、本体耐震壁の剛性に対して、十分に小さいものとみなします。
もし、耐震壁と直交方向であったり、純ラーメン造である場合は、本体の剛性に考慮して計算を行う必要があるかと思います。算出については、雑壁として、曲げ無視でせん断のみ考慮すれば良いのではないでしょうか。ここで雑壁については、考慮する場合と考慮しない場合で偏心の悪い方の値を採用して下さい。また、外部階段の剛性を考慮しておりますので、外部階段の重量を偏心荷重として考慮する事も忘れないで下さい。

本当は連層である事を踏まえると曲げが大きく関わってきますので、適切ではないかも知れません。また更に、厳密にやられるのであれば、FEM解析で解かれるべきかも知れませんが、確認申請もそこまでは求めていないと思います。

余談ですが、本体と階段をつなぐ境界梁(小梁)については、破壊を防ぐ事はまず困難と思われます。しかし、外部階段は大地震後の避難経路となりますので、ここに限ってはせん断破壊を防ぎ曲げ破壊を優先するために、十分なせん断補強筋を入れておいて頂ければ幸いに存じます。

以上ですが、他の方の回答も是非伺ってみたいところです。
質問者様には、最終的にどう計算して確認通されたか、教えて頂ければ幸いです。

質問した人からのコメント

2011/1/5 19:15:00

詳しいご回答ありがとうございました。変心は偏心の間違いです。今回の物件は本体が耐震壁付きRC造の場合で、耐震壁と同じ方向に中壁が向いているタイプでしたのでご指摘の通り地震用重量の考慮のみを考慮して外部階段中壁の剛性は、本体耐震壁の剛性に対して、十分に小さいものとみなしてソフトへの入力を行いました。階段そのものは地震時の変位データをFA1というソフトに強制変位として与えて解析を行いました。

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pent26agonさん

2010/12/3121:49:13

難しく考えすぎだと思います。

モデル化すれば、屋外階段の影響はマンション本体の安全性の誤差範囲に入ってしまうと思います。また、詳しく解析したいのであれば、マンションの鉄骨強度や地耐力も含めて計算すれば良いのではないかと思います。

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tummychair90さん

2010/12/3120:19:31

建築の専門家ではないんだけど、最近のマンション設計では屋外階段まで動的解析するんですか。
マンションの屋外階段ぐらいのものなら、平米数百kgの静荷重が踏み面に一様に載っていると仮定して計算するぐらいでいいのでは。自立鉄塔じゃないのだから。
地震の時は建屋が壊れなければそれに依りかかっている階段も壊れないと思うけど。

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