構造計算の種類と適用規模｜許容応力度・保有水平耐力・限界耐力計算を整理【一級建築士試験】

※本記事にはアフィリエイト広告が含まれています。

メタディスクリプション： 一級建築士試験で頻出の構造計算の種類（ルート1〜3・限界耐力計算）を徹底解説。適用規模の数値、条文番号、構造計算適合性判定が必要なケースまで表で整理。社会人受験生が効率よく得点できる学習ポイントも紹介します。

1. はじめに：構造計算の種類、覚え方を間違えると試験で全滅する

一級建築士学科試験の「構造」科目の中でも、構造計算の種類と適用規模は多くの受験生が苦手とするテーマです。「ルート1・2・3と言われても違いがわからない」「どの規模の建物にどの計算が必要なのか混乱する」「限界耐力計算と保有水平耐力計算の関係がよくわからない」——こういった声はとても多く聞かれます。

しかし、この分野を曖昧にしたまま試験に臨むと、単純な数値問題を含め複数の選択肢で同時に失点するという事態が起きます。構造計算の種類は「規模 → ルート番号」の対応を正確に把握することが肝心で、一度整理してしまえば安定した得点源になります。

この記事では、建築基準法20条と施行令81条を軸に、4つの構造計算方法（ルート1〜3・限界耐力計算）の全体像を整理します。適用規模の数値・条文・表形式の比較・試験頻出の誤り選択肢パターンまで、社会人受験生が短時間で得点に直結する知識を一気に身につけられるよう丁寧に解説します。

2. 構造計算が必要な建築物の規模（建基法6条・20条）

建築物の構造安全性に関する基本条文

構造計算の必要性は、まず建築基準法20条で規定されています。20条は建築物の規模に応じて求められる構造安全性の水準を区分しており、その具体的な計算方法は施行令81条に委任されています。

建基法20条は建築物を4つに区分しています。

試験では「高さ60m」という数値が繰り返し出題されます。「60m超」が1号（時刻歴応答解析の対象）、「60m以下」がルート選択の対象という区分を押さえましょう。

建基法6条との関係

建基法6条は確認申請の要否を規定する条文で、こちらにも建築物の規模区分が登場します。6条1項1〜4号のうち、6条1項1〜3号に該当する建築物は構造計算書の提出が求められます（同法6条1項、6条の2等）。

ただし、試験で問われる構造計算の「種類と適用規模」に関しては、建基法20条・施行令81条が直接の根拠になりますので、この2つの条文を中心に整理していきましょう。

3. 4つの構造計算方法の全体像

施行令81条は、建基法20条1項2号の建築物に対して以下の4つの構造計算方法を定めています。

① 許容応力度等計算（ルート1）

許容応力度等計算は、最も基本的な構造計算方法です（施行令81条2項1号ロ）。

「許容応力度計算＋剛性率・偏心率等の確認」で安全性を確かめる方法

建物に作用する固定荷重・積載荷重・地震力・風圧力などを計算し、各部材の応力度が許容値以内に収まるかを確認します。加えて、建物の剛性率（各階の剛性のバランス）と偏心率（重心と剛心のずれ）が基準値以内であることも確認します。

実務でのイメージ： 「材料の強度を超えないかを計算する」という感覚です。机を設計するときに「この脚はこの重さに耐えられるか」を計算するのと同じ発想です。

適用できる建築物の規模には上限があり、概ね階数3以下かつ高さ13m以下・軒高9m以下（木造を除く）が目安となります（鉄骨造・RC造等で規模条件が異なります）。

② 許容応力度等計算＋保有水平耐力計算（ルート2）

ルート2は、ルート1の計算に加えて、建物が地震時に保有している水平方向への耐力（保有水平耐力）を確認する方法です（施行令81条2項1号イ）。

「ルート1の計算＋保有水平耐力≧必要保有水平耐力の確認」

ルート1では個々の部材の強度確認にとどまりますが、ルート2ではさらに「建物全体として必要な耐力を保有しているか」を計算します。

実務でのイメージ： 個々の部材（柱・梁・壁）がそれぞれ丈夫であるだけでなく、「建物全体としてどれだけの横揺れに耐えられるか」を地震力と比較するステップです。

③ 保有水平耐力計算（ルート3）

ルート3は、より高精度な構造計算方法で、建物が崩壊するまでの限界（終局耐力）まで計算します（施行令81条2項1号イの規定に基づく大臣が定める方法）。

ルート2との違いは、崩壊メカニズムを考慮した塑性解析を行う点です。建物が弾性限界を超えて変形しても安全であることを確認します。

実務でのイメージ： 「建物がギリギリ壊れる瞬間まで耐えられるか」を計算するイメージです。大きな地震で一部が変形しても、倒壊さえしなければ人命は守れます。その「倒壊しない限界」を確認するのがルート3です。

④ 限界耐力計算

限界耐力計算は、地震動を直接考慮した動的な計算方法です（施行令81条2項2号）。

損傷限界・安全限界という2段階のチェックを行う方法

• 損傷限界：地震後も建物が損傷を受けず、通常使用できる状態を確認
• 安全限界：大地震時に建物が倒壊・崩壊しないことを確認

地表の地盤特性（表層地盤による増幅）を直接考慮できるため、ルート1〜3では対応しにくい特殊な地盤条件の建物に有効な計算方法です。

一方、限界耐力計算を使う場合は構造計算適合性判定（ピアチェック）が必要になります（後述）。

4. 各ルートの適用建築物・高さ・階数の一覧表

各ルートの適用範囲を鉄筋コンクリート造（RC造）・鉄骨造を中心に整理します。施行令の規定上、適用可否は構造種別と規模の組み合わせで決まります。

ルート別の適用規模まとめ表

高さの区切りで覚えるポイント

構造計算の適用規模は、「20m」「31m」「60m」という3つの数値が頻出のキーワードです。

覚え方のコツ：「20→31→60」と数字を順番に刻んで覚える。60mを超えたら大臣認定が必要になると押さえれば、高さの区切りは混乱しません。

5. 構造計算適合性判定（ピアチェック）が必要なケース

構造計算適合性判定とは

構造計算適合性判定（以下、適合性判定）とは、建築確認申請とは別に、第三者機関（都道府県または指定機関）が構造計算の妥当性を審査する制度です。通称「ピアチェック」とも呼ばれます。

根拠条文は建基法6条の3で、適合性判定が必要な建築物は同条に規定されています。

適合性判定が必要なケース

逆に言えば、ルート1（許容応力度等計算のみ）の場合は適合性判定が不要という整理が試験では重要です。

実務でのイメージ：「二重チェック」の仕組み

適合性判定は、設計者の構造計算を「別の専門家がもう一度チェックする」仕組みです。より複雑な計算方法（ルート2〜3・限界耐力計算）ほど計算が高度になるため、チェックが義務付けられています。

銀行のダブルチェック制度に例えると、「金額が大きい送金ほど承認者を増やす」のと同じ論理です。建物規模が大きく・計算が複雑なほど、ミスの影響も大きくなるため、第三者審査が必要になります。

6. 時刻歴応答解析とは（超高層建築物）

概要

高さ60m超の超高層建築物については、ルート1〜3や限界耐力計算では対応できません。この場合、時刻歴応答解析を含む高度な解析方法と国土交通大臣の認定が必要となります（建基法20条1項1号）。

時刻歴応答解析の特徴

時刻歴応答解析とは、地震波形（時間の経過に伴う揺れのデータ）を入力として、建物の応答（変形・応力等）を時間ステップごとにシミュレーションする解析手法です。

• 地震の揺れを「時刻ごとの波形データ」として入力する
• 建物の非線形挙動（塑性変形）も考慮できる
• ルート1〜3の静的解析では捉えきれない動的な応答を正確に把握できる

実務でのイメージ： 超高層ビルを「車のクラッシュテスト」のように、実際の地震波を入力してコンピューター上でシミュレーションするイメージです。「この地震波が来たとき、ビルの各フロアがどう動くか」を秒単位で計算します。

試験での出題ポイント

時刻歴応答解析自体は試験で計算が出るわけではありませんが、以下の点が問われます。

• 「高さ60m超の建築物には時刻歴応答解析等＋大臣認定が必要」
• 「超高層建築物にルート3は適用できない（60m以下の建築物が対象）」
• 「時刻歴応答解析は大臣の認定を要する」

7. 試験頻出の誤り選択肢パターン

実際の試験で出題される誤り選択肢のパターンを整理します。これらを「引っかかりポイント」として覚えておきましょう。

パターン①：高さの数値の入れ替え

パターン②：ルート番号と計算方法の組み合わせの誤り

パターン③：構造計算適合性判定の要否の誤り

パターン④：限界耐力計算の内容の誤り

8. 社会人向け効率的な学習法（構造は「規模→ルート番号」の対応を覚える）

忙しい社会人受験生が陥りがちな失敗

構造計算の種類は暗記量が多く見えるため、「細かい条文番号や計算式をすべて覚えようとして挫折する」という失敗パターンが多いです。しかし試験で問われるのは、「どの規模の建物にどのルートが使えるか」という対応関係が中心です。

まずはこの骨格だけを完璧にすることを優先しましょう。

STEP1：「3つの数値」だけ完璧に覚える

まず以下の3つの高さだけを絶対に覚えます。

20m・31m・60m

• 20m以下：ルート1（RC造の目安）
• 31m以下：ルート2の上限目安
• 60m以下：ルート3・限界耐力計算の上限
• 60m超：時刻歴応答解析＋大臣認定

この4段階の対応が頭に入れば、選択肢の約半分は即答できるようになります。

STEP2：「ルート1は適合性判定不要」を徹底する

よく出る引っかけは適合性判定の要否です。「ルート1だけが適合性判定不要」という一文を暗記フレーズとして定着させましょう。

STEP3：条文番号を「見出し」として使う

詳細な条文内容を暗記するより、「施行令81条＝構造計算の方法を定める条文」「建基法20条＝構造安全性の規定」という見出しとして活用する意識が効果的です。

試験中に選択肢を検討するとき、「これは20条の話か81条の話か」という整理だけでも選択肢の絞り込みができます。

STEP4：一覧表を自分で書いてみる

この記事の「各ルートの適用規模まとめ表」を、参照なしで自分の手で書けるかを確認しましょう。書けなかった部分が「まだ定着していない箇所」です。隙間時間に白紙に表を再現する練習が、最短で知識を定着させる方法です。

学習の優先順位

社会人受験生は学習時間が限られています。構造計算の種類については以下の順番で学習することをおすすめします。

1. 20m・31m・60m の数値とルートの対応（最優先）
2. 構造計算適合性判定が不要なのはルート1のみ
3. 限界耐力計算の2段階チェック（損傷限界・安全限界）
4. 時刻歴応答解析は60m超・大臣認定が必要
5. 各ルートの詳細な計算内容（余力があれば）

9. まとめ

構造計算の種類と適用規模について、試験に必要な知識を整理しました。

重要数値の一覧

構造計算適合性判定の要否

体系的な理解のポイント

1. 建基法20条で構造安全性の要求水準を区分し、施行令81条で具体的な計算方法を規定する
2. 高さ区分（20m・31m・60m）とルート番号の対応を最優先で覚える
3. ルート1だけが構造計算適合性判定の対象外
4. 高さ60m超の超高層建築物には時刻歴応答解析＋大臣認定が必要
5. 限界耐力計算は損傷限界・安全限界の2段階確認が特徴

構造は苦手意識を持つ受験生が多い科目ですが、構造計算の種類については数値の対応関係と条文の骨格を掴めば確実に得点できます。焦らず一つひとつの区分を正確に押さえていきましょう。

おすすめ教材

スタディング 一級建築士講座

社会人受験生に人気のオンライン学習サービス。スマートフォンでの隙間時間学習に最適で、構造計算の種類を含む構造科目の重要項目を動画と問題演習で効率よく学べます。苦手意識がある構造科目こそ、わかりやすい解説動画の活用が効果的です。

建築基準法令集（井上書院など）

学科試験は法令集の持ち込みが許可されています。建基法20条・施行令81条の周辺に確実にインデックスを貼り、試験中にすぐ参照できるよう自分専用に育てておきましょう。法令集の選び方・線引きルールについては以下の記事も参考にしてください。

関連記事

• 鉄筋コンクリート造（RC造）の基礎知識｜構造力学の入口を一級建築士試験向けに解説
• 一級建築士試験の全体像｜科目別難易度・配点・合格戦略を社会人向けに解説
• 一級建築士試験 法規の完全攻略ガイド｜勉強法・頻出テーマ・条文リスト総まとめ