構造と耐震

建物には、いろいろな力がかかります。建物そのものの重さ、中にいる人や家具の重さ、地震や台風による横からの力、屋根に積もる雪の重さです。構造力学では、こうした力が柱や梁をどう伝わり、部材の中にどんな力が生まれるかを計算します。

人や家具の重さ(積載荷重)は、部屋の使い方ごとに建築基準法施行令で目安が決まっています。床を設計するとき、住宅の部屋は 1 m² あたり 1,800 N(約 180 kg 分)、教室は 2,300 N(約 230 kg 分)で計算できます。百貨店の売場は 2,900 N、固定席のない集会場は 3,500 N です。

大勢が集まって動く場所ほど、床を丈夫にする必要があるということです。雪も大きな力になります。屋根の雪は、1 cm 積もるごとに 1 m² あたり 20 N 以上として計算するのが基本です。1 m 積もれば、1 m² あたり 2,000 N(約 200 kg 分)以上です。雪の多い地域では、地域に合わせた値を決めることができます。

日本は地震の多い国で、建物の耐震の決まりは、大きな地震のたびに見直されてきました。大きな節目が 1981 年 6 月の新耐震基準です。木造住宅では、地震の横からの力に抵抗する壁を、それまでより多く入れることになりました。2000 年 6 月には、柱と土台などをつなぐ部分(接合部)の決まりがはっきりしました。

その差がはっきり表れたのが、2016 年の熊本地震です。日本建築学会は、被害の大きかった熊本県益城町の中心部で、建物を 1 棟ずつ調べました。木造の建物が倒壊・崩壊した割合は、1981 年 5 月以前に建てたものが 28.2% でした。1981 年 6 月〜2000 年 5 月は 8.7%、2000 年 6 月以降は 2.2% です。

国の委員会は、新耐震基準の木造住宅には、それより前の基準の約 1.4 倍の壁の量があり、それが差につながったと分析しています。壁は量だけでなく、置き方も大切です。建築基準法施行令は、木造の建物の壁や筋かいを、縦と横の両方向につり合いよく配置するよう求めています。