躯体の「構造再計算」の全知識｜必要な資格と専門会社の見極め方

キュービクル・発電機の後付けに必要な「構造再計算」の全知識｜必要な資格と専門会社の見極め方

ビルメンテナンスや施設管理、不動産オーナーの方々にとって、屋上の「空きスペース」は有効活用の宝庫に見えるかもしれません。しかし、そこに重い設備を置くとなれば話は別です。

新築時には綿密に計算されていたビルの構造も、数十年後の改修で「とりあえず空いているから」とキュービクルや大型の空調機、非常用発電機を後付けするのは、実は非常にスリリングな行為です。

今回は、**『ビル屋上の構造計算：後付け改修の落とし穴と専門家の選び方』**と題して、その法的な背景から、依頼すべき会社の正体、必要な資格までを徹底的に解説します。

1. なぜ「後付け」には再計算が必要なのか？

ビルの屋上は、設計段階で「積載荷重」という枠が決まっています。日本の建築基準法（施行令第85条）では、屋上の用途によって最低限確保すべき強度が定められています。

• 一般的な屋上（人が立ち入る程度）： 1,800 N/㎡ （約180kg/㎡）

• 屋上広場やバルコニー： 2,900 N/㎡ （約290 kg/㎡）

新築時には、ここにキュービクルや空調機などの「固定荷重（Dead Load）」をあらかじめ見込んで構造計算を行っています。しかし、改修工事で当初の想定になかった設備を追加する場合、以下のようなリスクが発生します。

集中荷重の恐怖

設備は「点」または「線」で重さがかかります。たとえ屋上全体の平均荷重が制限内であっても、特定の「梁（はり）」や「スラブ（床板）」に重さが集中すると、コンクリートに亀裂が入ったり、最悪の場合は床が抜け落ちる原因になります。

地震時の挙動変化

屋上に重いものを置くということは、ビルの「重心」が上がることと同じです。地震が起きた際、ビルの揺れ方は屋上の重量に大きく左右されます。

P = α　ｘ W

（P: 地震力、α: 地震層せん断力係数、W: 建物の重量）

上部が重くなればなるほど、建物全体にかかる地震のエネルギーが増大するため、建物全体の耐震性能にまで影響が及ぶのです。

2. 構造計算の再計算は「いつ」必要なのか？

法律上、特に注意が必要なのが**「建築基準法 第20条（構造耐力）」**です。

2025年から2026年にかけて、日本の建築業界では法改正（いわゆる「4号特例」の縮小・廃止など）が進み、構造の安全性に対する審査が以前よりも格段に厳しくなっています。

以下のケースでは、必ず構造検討が必要です。

1. 重量物の設置： 500kgを超えるような大型設備（発電機、蓄電池、水槽など）を設置する場合。

2. 太陽光パネルの設置： 風圧荷重（風で浮き上がろうとする力）も考慮しなければなりません。

3. 携帯基地局のアンテナ： 高さがあるため、建物への「引き抜き力」や「転倒モーメント」が問題になります。

3. どのような会社がやってくれるのか？

「構造計算をお願いしたい」と思っても、どこに電話すればいいのか迷うはずです。主な依頼先は以下の3つに大別されます。

① 構造設計事務所（特化型のエキスパート）

最も確実で専門的なのが「構造設計事務所」です。彼らは意匠（見た目）ではなく、計算（安全性）のプロです。既存の図面を読み解き、3Dモデルや計算ソフトを使って、「この位置に置くと梁が持ちません」「ここなら補強すれば大丈夫です」といった具体的な診断を出してくれます。

② ゼネコン・サブコンの設計部（一括依頼向け）

大規模な改修工事を丸ごと請け負うゼネコンや、電気・空調の専門工事会社（サブコン）には自社に設計部門があります。工事とセットで計算も行ってくれるため、窓口を一本化できるメリットがあります。

③ 建築診断・耐震補強コンサルティング会社

「古いビルなのでそもそも図面がない」という場合に強いのが、このタイプです。現地のコンクリート強度を実測（シュミットハンマー試験など）し、現状の耐力から逆算して計算を行ってくれます。

4. 必要な資格とその違い

「建築士なら誰でも計算できる」というのは誤解です。構造計算には高度な専門知識が必要で、特に大規模なビルでは特定の資格者が関与することが義務付けられています。

ここがポイント：

屋上の設備設置で「法適合性の確認」や「確認申請」が必要な規模の改修を行う場合、構造設計一級建築士の記名押印が必要になるケースが多いです。依頼する際は、その会社に構造設計一級建築士が在籍しているかを確認するのが一番の近道です。

5. 計算から設置までの具体的な流れ

実際に後付け工事を行う際、どのようなステップを踏むのか見ていきましょう。

STEP 1：既存資料の収集

まずは「竣工図（しゅんこうず）」と「構造計算書」を探してください。これが無いと、柱の鉄筋が何本入っているか分からず、計算のスタートラインに立てません。※紛失している場合は、現地の「構造調査」から始める必要があるため、費用が跳ね上がります。

STEP 2：荷重の算出

設置したい設備の仕様書から、運用時の総重量（水槽なら満水時の重さ、発電機なら燃料満載時の重さ）を確認します。

STEP 3：解析モデルの作成

建物の骨組みをコンピュータ上で再現し、新しい荷重を加えたときに、各部材（梁・柱・床）の応力が「許容応力度」を超えないかチェックします。

σ =

（σ: 発生応力、M: 曲げモーメント、Z: 断面係数、f_b: 許容曲げ応力度）

この数式で、部材が耐えられるかどうかを判定します。

STEP 4：補強案の策定（NGだった場合）

もし計算結果が「NG」だった場合でも、諦めるのは早いです。「H鋼を渡して荷重を複数の梁に分散させる（架台の設置）」や「柱に炭素繊維シートを巻いて補強する」といった対策案をプロが提示してくれます。

6. 費用感と期間の目安

• 構造検討費用： 簡易なチェックであれば30万円〜、詳細な解析が必要な場合は100万円以上になることもあります。

• 期間： 資料が揃っていれば2週間〜1ヶ月程度ですが、現地の構造調査が必要な場合はプラス1ヶ月は見ておくべきです。

「計算費用が高い」と感じるかもしれませんが、もし計算を怠って建物に損傷を与えた場合、その修繕費やビルの価値下落、万が一の事故時の賠償責任は、計算費用の比ではありません。

まとめ：安全な「屋上活用」のために

屋上の構造計算は、いわばビルの「健康診断」です。

新しい設備を載せる際は、まずは**「構造設計一級建築士」のいる設計事務所**に相談することをお勧めします。彼らは単に「ダメ」と言うだけでなく、どうすれば安全に設置できるかを導き出すパートナーになってくれます。

ビルの寿命を延ばし、資産価値を守るためにも、構造計算を「面倒な手続き」ではなく「必要な投資」と捉えてみてはいかがでしょうか。