家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part6

 建物の変形（層間変形）について」

これまでは、「耐震性能における地震力とは水平力のことであり、建物の重量と固有周期が影響する」というのが、概略の説明でした。

今度は建物の地震に対する耐力（抵抗力）についてのお話しです。

建物に水平力を加えて徐々に強くしていきます。すると、建物は少しずつ変形を始め、窓ガラスが割れたり、外壁にヒビ割れが入ったりします。

この現象の現れる変形の度合い（変形量）は、各階の高さ（H）と、変形の幅（δ）の比（層間変形角　θ＝δ/Ｈ）で表します。

外壁のサイディングでヒビ割れの起きる限界の θ は 120分の1（損傷限界）とされ、階の高さが3ｍだとすると2.5ｃｍになります。

これに対して建物が倒壊する限度を「安全限界」と言います。

今風の合板や筋かい等、釘や金物に頼る構造の安全限界は30分の1とされています。

当社がお勧めする木組みによる伝統的構造の場合は、15分の1までの粘り強さが実験で証明されています。

家の価値・機能・性能の関連特性を知る Part5

 「地震の揺れを左右する、地盤と建物の周期」

地震とは地盤の揺れによって発生しますが、この揺れには周期があります。

揺れの周期とは、振り子のように揺れ、一往復にかかる時間を指します。場所によって違いますが、0.8～1.0秒に集中します。

地盤の特性を簡易計算では、1・2・3種に分けて計算します。

一方、建物も同じ様に揺れの周期を持ちます。その周期は、建物によって固有の周期を持つことから「固有周期」と呼ばれています。

この固有周期は一般的に建物が高く、重く、柔軟なものほど長くなり、低く、軽く、強固なものほど短くなります。

そして、建物の固有周期と地盤の揺れの周期が一致（共振）すると、建物の揺れが増幅され、倒壊などの大きな被害を引き起こす原因となります。

つまり、地盤の周期に近い固有周期を持つ建物を造らないことが、耐震化の重要なポイントとなります。

軟弱地盤の周期曲線はすそ野が広いために、その範囲から外に抜け出せず、不利な条件が重なります。