こんにちは、水田建設です。
今回のテーマは
『柱の計算』です。
柱の計算は、
『十分な強度を持った柱が
十分な本数使われているか』を計算します。
柱は主に、縦方向の力を支えます。
屋根から基礎方向へ建物自体の重さや
人、家具の重さに耐えられる強度の柱が、
十分配置されているかですね。
それに加えて、横からの力、
風の力を受ける場合（外壁を支える柱）も見ます。
まず縦方向に掛かる力の場合、
柱があまり細いと座屈と呼ばれる現象を起こします。
たとえば竹串のような
すごく細いものを立てて上から力を加えると、
簡単にグニョンと曲がってしまいますよね。
それと同じ現象です。
また、一瞬で巨大な力が掛かる地震に
耐えられる構造にしなくてはなりません。
筋交いなどの耐力壁が地震の力を受けると
柱にも大きな力が掛かります。
建物に常に掛かっている力と、
地震のような一時的な大きな力に
十分に耐えられる柱の強度や本数を
構造計算で導きだします。
常に掛かっている力には、
柱が持っている力の１/３程度の力で
耐えられるように。
地震などの一時的に大きな力には、
２/３程度の力で耐えられるようにします。
つまり、大きな地震が来ても
余力がある状態になるよう計算し、
建材を選びます。
余力があるので被害が少なくてすみます。
風に対しては、
横からの力を受ける形になります。
少し専門的なことをいうと、
横から受ける力に耐える安全率と
上から受ける力に耐える安全率を足し合わせ、
その数値が1.0を下回ることを確認します。
たとえば風を受けた柱の安全率が0.6で、
上から受ける力の安全率が0.3であれば
足し合わせ0.9なので、1.0以下となり
安全という判断になります。