一次固有周期と建物の高さ【建築士試験】
こんにちは！ゼロ所長です。
今日は廊下の積載荷重について考えるね。
こんな問題が出題されることがある。
建築物の一次固有周期は、同じ構造形式の場合、一般に、建築物の高さが高いものほど長くなる。
正解は・・・ 〇となるのだけど、なぜだかわかる？
知識ゼロの人が読んだら意味不明の文章だね。
一緒に考えてみよう。
建築物の設計用一次固有周期
建物は、１棟ごとに固有の周期を持っている。
これを固有周期というんだ。ちなみに周期の意味は別記事を引用したよ。
周期とは、「一定時間ごとに同じ現象が繰り返される場合の、一定時間のこと」です。例えば下図の構造物が、AからBへ揺れ始めます。このとき、A⇒B⇒A（AからBまで揺れて、またAまで戻る）までにかかる時間を周期といいます。
詳細は下記を読んでね！
建物の固有周期なんてどうやって求めればいいのだろう？
そう思うよね。
無理もない。ゼロ所長も同じことを思うよ。
実際、建物の固有周期を真剣に求めようと思ったら結構大変だ。
部材１本１本をモデリングして地震波を入力して解析しなければならない。
もちろん、そんな面倒なことは滅多にしない。
なぜなら便利な計算式があるからだ！
建築物の一次固有周期Tは下式で求めて良いことになっている。
T=ｈ（0.02+0.01α）
ｈは建物の高さ、αは木造又は鉄骨造に対する高さの比を表すよ。
だから、鉄筋コンクリート造ではα＝0になるから、RC造の一次固有周期は
T=0.02ｈ
になる。
今回の問題はS造とRC造の違いは問われていないけど、同じ高さの場合、鉄骨造の方がRC造よりも固有周期は長くなるね。
以上のように、建物の高さが高いほど固有周期は長くなるわけだ。
固有周期と建物の揺れをイメージする
固有周期がいまいちわからない人は、建物の揺れとあわせてイメージすると覚えやすい！
超高層ビルのような高さの高い建物は、地震で揺れる時、「ゆーらゆーら」とゆっくり揺れる。
何となくイメージが湧くと思う。
一方、建物の高さが低いと、地震で揺れる時、「ガタガタッ」と小刻みに揺れるんだ。
だから問題文の通り、建物高さが高いほど周期（揺れ方）は長くなる、と分かるね。
計算式を忘れても、固有周期と建物の揺れをイメージできれば解ける問題だね。
まとめ
よし。これまでの情報を元に整理しようか。
建築物の一次固有周期TはT=ｈ（0.02+0.01α）で求める
建物の高さが高いほど固有周期は長くなる
超高層ビルのような高さの高い建物は「ゆーらゆーら」とゆっくり揺れる。建物の高さが低いと「ガタガタッ」と小刻みに揺れる
こんなかんじで問題を解けるよ。
参考
最後に参考にした記事を掲載しておくね～。それでは～。