【構造設計】地震力の計算方法と決め方！一級・二級建築士学科試験の覚え方と過去問対策

一級建築士・二級建築士の学科試験に出る「構造設計・地震力の決め方」をわかりやすく徹底解説！

建築士の学科試験（構造）において、実務・試験ともに避けて通れない最重要テーマが「地震力（じしんりょく）」です。「地震力はどうやって決まるのか？」「建物の重さや高さとどう関係しているのか？」という仕組みは、毎年必ず文章問題や計算問題の選択肢として出題されます。

この記事では、構造設計の基礎である「地震力と建物の重さ・揺れの関係」について解説します。

• 地震力の基本公式（Q_i ＝ C_i × W_i）の本当の意味がわかる
• なぜ「上の階ほど激しく揺れる（C_iが大きくなる）」のか、理由が直感的にイメージできる
• 一級・二級建築士の学科試験でよく狙われる「引っかけパターン」を過去問で対策できる

一級建築士・二級建築士ともに、この単元は「公式の要素が何を意味しているか」を理解していれば、複雑な計算をせずとも文章題で瞬時に正解を判定できるようになります。ネコマルのイラスト図解と一緒に、楽しくマスターしていきましょう！

【この記事の読み方】
ネコマル特製・1枚完結図解を見るだけで、公式・要点の意味が直感的にイメージできるようになっています！「建物が重いと地震で不利になるんだな」という大まかなイメージを頭に浮かべながら、解説を読み進めてみてください。

構造設計の超重要ルール「地震力と建物の重さ・揺れの関係」の覚え方

現場の感覚では「頑丈で重い建物（RC造など）のほうが地震に強くて安全」と思いがちですが、学科試験（構造設計）では「建物が重ければ重いほど、地震から受ける破壊力（地震力）が真逆に大きくなって不利になる」という判断が正解になります。ここを取り違えると確実に落とされるため注意が必要です。

地震のとき、地面が急激に動いても、建物はその場に留まろうとします（慣性力）。この「その場に踏ん張ろうとする力」が、建物にとっては横から襲いかかる「地震力」の正体です。重いダンプカーが急ブレーキを踏んでもすぐ止まれないのと同じで、重い建物ほど、地震のときに発生するエネルギーが巨大になります。

試験で絶対に忘れてはならない基本の公式がこちらですにゃ！

【建築基準法における地震力の基本公式】
Q_i ＝ C_i × W_i
・Q_i（地震力）：建物のi階に横方向からかかる地震の力（kN）
・C_i（地震層シェア係数）：その階の揺れの激しさ（いわば建築基準法独自の震度）
・W_i（固定荷重＋積載荷重）：その階が支えている「建物の重さ」（kN）

この公式から分かる通り、地震力（Q_i）は建物の重さ（W_i）に完全に比例します。だから、構造設計では「いかに建物を軽く作るか」が地震対策の超重要テーマになるんだにゃ！

また、もう一つの要素である「C_i（揺れの激しさ）」は、以下の特徴を持っています。

• 上階に行くほどC_iは大きくなる：建物は地震のとき、地面に固定された根元よりも、てっぺんの方がムチのように大きくしなって激しく揺れます。そのため、上の階ほどC_i（震度）の値は大きく設定されます。
• C_iを構成する4つの係数：C_iの数値は、基本となる標準せん断力係数（C_0＝通常0.2以上）に、地域の危険度（Z）、地盤の悪さ（R_t）、上階のしなり具合（A_i）を掛け算して細かく決まります。

一級建築士・二級建築士の過去問に挑戦！「地震力」の学科試験対策演習

それでは、実際の学科試験でどのように出題されるのか、過去問をベースにした演習問題で知識を定着させましょう。

【演習問題1】二級建築士レベル（文章題・地震力の性質）

建築基準法に基づく地上部分の建築物の構造設計における地震力に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 各階の設計用地震力は、その階が支える固定荷重と積載荷重の和（建物の重さ）に、地震層シェア係数を乗じて算出する。
2. 地震層シェア係数 C_i は、一般に、上の階になるほど大きくなる。
3. 建築物の各階の地震層シェア係数 C_i の計算において、同じ建物であれば、屋根の重い建物のほうが、屋根の軽い建物よりも C_i の値自体が大きくなる。
4. 地震層シェア係数の計算に用いる振動特性係数 R_t は、地盤が軟弱なほど、また建物の固有周期が長いほど、地震の揺れと共振しやすくなるため原則として値が変化する。

【解説】

公式（Q_i ＝ C_i × W_i）と、それぞれの係数の意味を落ち着いて思い出すにゃ！

• 選択肢1：正しい。公式「Q_i ＝ C_i × W_i」そのものの説明です。重さに係数を掛け算して地震力を出します。
• 選択肢2：正しい。建物は上に行くほど激しくしなるため、C_i（揺れの激しさ係数）は上の階ほど大きくなります。
• 選択肢3：不適当。ここが超定番の引っかけにゃ！建物の重さ（W_i）が重くなれば、最終的な「地震力（Q_i）」は大きくなりますが、掛け算する係数である「C_i（地震層シェア係数）の値自体」は、建物の重さによって直接変化するものではありません。C_iはあくまで「揺れの特性（高さや地盤）」で決まる係数です。
• 選択肢4：正しい。R_tは地盤の硬さや建物の揺れやすさ（固有周期）によって地震との共振度合いをコントロールする係数です。

「重くなると地震力（Q）は増えるけど、係数（C）自体は変わらない」という引っかけパターンを見破るのがコツにゃ！したがって、答えは「3」です。

【演習問題2】一級建築士レベル（文章題・地震層シェア係数）

建築物の地上部分の構造設計における地震力に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

1. 標準せん断力係数 C_0 は、多雪区域に指定された地域において、積雪時の計算を行う場合であっても、原則として数値を割り増す必要はない。
2. 地震層シェア係数 C_i を算出するための数値 A_i は、建物の最上階において最も大きくなる。
3. 地震力計算における積載荷重の扱いは、同一の室であっても、「床用」「大梁・柱・基礎用」「地震力用」の順に数値が小さくなる。
4. 地震層シェア係数 C_i は、地震地域係数 Z が小さくなれば、それに比例して小さくなる。

【解説】

• 選択肢1：不適当。多雪区域では、冬に屋根に雪が積もった状態で地震が来ると、建物全体がめちゃくちゃ重くなって危険（W_iが増大）になります。そのため、積雪時の地震力を計算する場合は、標準せん断力係数 C_0 の値を原則として割り増す（または積雪荷重を考慮した特別な基準値を用いる）など、より厳しい条件で設計する必要があります。
• 選択肢2：正しい。A_iは「上階ほど揺れが激しくなる現象」を数値化した係数なので、最上階（てっぺん）で最大になります。
• 選択肢3：正しい。構造計算用の積載荷重は、部屋に人が一時的にギュウギュウに詰まる「床用」が一番大きく、建物全体で均せば少しバラける「地震力用」が一番小さく設定されています。
• 選択肢4：正しい。C_iの公式には「C_i ＝ Z × R_t × A_i × C_0」という関係があり、地域係数 Z（過去の地震の少なさに応じて1.0〜0.7に減じられる係数）に完全に比例します。

雪国では、屋根の雪の重みも地震力に直結するから、設計基準が厳しくなるんだにゃ！したがって、最も不適当なものは「1」になります。

一級建築士・二級建築士の「地震力と重さ・揺れの関係」わかりやすい覚え方まとめ

構造設計の要である「地震力」の重要ポイントをおさらいしましょう。

• 地震力（Q_i）の大原則：「建物の重さ（W_i）」に完全に比例する。重い建物ほど、地震から大きなパンチを受ける。
• 地震層シェア係数（C_i）：その階の揺れの激しさ（震度）。建物はムチのようにしなるため、上の階ほど数値が大きくなる。
• 試験での引っかけ対策：「重い建物は地震力（Q）が大きくなるが、揺れ係数（C）自体が大きくなるわけではない」という言葉の定義の取り違いに注意するにゃ！

公式「Q_i ＝ C_i × W_i」の形と、ネコマルのシーソーやダンプカーのイメージを連動させておけば、文章題の選択肢が驚くほどスラスラ読めるようになります。自信を持って過去問を撃破してくださいにゃ！