地震のニュースから見るビルの壁の耐震構造について

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はじめに

早いもので2019年も折り返しを迎えています。
その中で最新のニュースとしては、新潟県で6月20日に起こった、震度6強の地震が記憶に新しいところです。
今年を振り返っても毎月震度6以上の地震が日本国内で起こっています。このように地震の多い我が国において、ビルの地震に対する対策はどのようになっているでしょうか?
この記事では、日本におけるビルの地震対策について、確認していきたいと思います。

ビル建築の基準となる建築基準法について

さてビルの建築を計画する上で、遵守するべき法令を「建築基準法」といいます。
この法律は、都市計画法と連携して、都市計画における基本を定めています。
「建築基準法」では、そこに住む人の生命や健康、財産の保護を考慮した、建物の敷地・用途・構造・設備といった最低限度の基準も設けています。

地震の揺れに対する建物の状態

それでは、耐震基準の具体例について、見ていきたいと思います。
まず地震には縦揺れと横揺れがあり、この地面が揺れる力によって、地震発生時の建物は上下左右に揺さぶられる状態となります。
建物は、建物自体の重量や、中の人・家具・設備など多くが上からの力(重量)に耐えるように造られています。
しかし地震による横からの揺れ(力)が加わると、上からの力を支えている柱や壁に負荷が加わり、建物が倒壊してしまうことになります。
また地震発生時に建物に伝わる揺れは、地震と連動したものではなく、建物の造りに追って固有の周期で大きくゆっくり、もしくは小さく細かく揺れることになります。

壁の強度型とじん(靭)性型

上記のように地震発生時の建物の状態から、地震の横揺れ(横からの力)に対しての「倒れないための要素」が必要であることがわかりました。
その要素とはズバリ「壁」です。
壁は1枚で平行に立てるだけでは、横からの力に無力ですが、さらに2枚3枚と直角の壁を立てる、もしくは壁を箱型にすることで、地震による横からの揺れに対抗できます。これを「耐震壁」といいます。
さらに壁だけではなく、柱や梁が壁と一体化して動くことが、耐震構造の重視すべき点です。
「耐震壁」の効果が十分に発揮されるために必要なのが、柱と柱の間に斜めに入る補強材「筋かい(筋交)」があります。「筋かい」が入ることで、壁の変形を防ぐため、耐震力がさらに強まることになります。これを「強度型」といいます。
一方壁をしなやかにし、柔軟性を持たせて、横揺れに粘り強く対抗する構造の壁を「じん性型」といいます。「強度型」が想定以上の横からの力に対して弱いのに対して、「じん性型」は粘り強く曲がることで、地震のエネルギーを吸収していくタイプになります。
両者はそれぞれに特徴があり、建物の規模や高さ、用途や構造種別などによって、設計の段階で選ぶかたちとなります。

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