【2級建築士試験】構造計算の概要と仕組みを徹底解説！

2級建築士の学科試験対策として、多くの受験生が苦手意識を持ちやすい「構造計算の概要」について解説します。建築基準法第20条（構造耐力）をベースに、建物の規模に応じた計算ルートや仕様規定の関係を整理しましょう。

構造強度の大きな枠組み

構造強度に関するルールは、大きく分けて以下の2つの柱で構成されています。

• 構造計算： 数値を用いて安全性を確かめるもの。
• 仕様規定： 部材の寸法や施工方法など、守るべき具体的なルールのこと。

これらは建築基準法第20条（構造耐力）で規模ごとに分類され、施行令第36条や第81条以降で詳細な内容が定められています。

建物規模による4つの分類（法第20条）

建築物は、その高さや規模に応じて4つのカテゴリーに分類されます。

1. 超高層（高さ60m超）： 最も高度な「時刻歴応答解析」が必要。国土交通大臣の認定が必要です。
2. 大規模（高さ60m以下）： 31mを境に、必要な計算のグレードが変わります。
3. 中規模（高さ60m以下）： 主に「許容応力度計算（ルート1）」などが適用されます。
4. 小規模（上記以外）： 基本的に構造計算は不要ですが、仕様規定は厳守する必要があります。

構造計算のルートとグレード

「1次設計」と「2次設計」という考え方を整理するのがポイントです。

• 1次設計（許容応力度計算）： 長期・短期の荷重に対して、部材が耐えられるかを計算します。
• 2次設計： 1次設計に加えて、さらに高度な安全性を確認します。
  • ルート1： 特に追加の2次設計なし（標準的）。
  • ルート2（許容応力度等計算）： 剛性率・偏心率の計算などをプラス。
  • ルート3（保有水平耐力計算）： 大地震時の安全性を確かめる高度な計算。

ポイント： 建物の背が高くなるほど、より上位の計算（ルート3や限界耐力計算など）が求められます。

計算方法と「仕様規定」の関係

どの構造計算を採用するかによって、守らなければならない「仕様規定」の範囲が変わります。

• 高度な計算（限界耐力計算など）をした場合： 数値で安全を証明しているため、仕様規定の一部が免除されます（「耐久性等関係規定」のみ適合させれば良いケースなど）。
• 標準的な計算（許容応力度計算）の場合： すべての仕様規定に適合させる必要があります。

つまり、「計算を頑張れば設計の自由度（仕様）が広がり、計算を簡略化すればルール（仕様規定）をガチガチに守る必要がある」というトレードオフの関係になっています。

まとめ：学習のアドバイス

構造計算の範囲は、法規と構造の両方の科目にまたがっており、非常に複雑です。 まずは「建物の規模」→「必要な計算ルート」→「適合すべき仕様規定」という一連の流れをイメージで捉えることが、合格への近道です。

法令集を確認する際も、この「段階的なグレード」を意識してインデックスを整理しておくと、問題が解きやすくなります。

↓参考動画です。