建物の崩壊形とは？

この記事の要点

崩壊形とは、建物が地震などで崩壊するときの変形の形式のことです。全体崩壊形（好ましい）と部分崩壊形（好ましくない）に分類されます。保有耐力計算では崩壊形によって必要保有水平耐力の割増が変わります。

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崩壊形の判定とは、平成１９年の告示から鉄骨造の保有水平耐力計算で崩壊形を確認する事が義務付けられました。崩壊形の判定とは、建物がどのように壊れるか？ということです。但し、壊れ方と言っても、非常にざっくりとした決め方で、例えば天井、内装や建具の破壊は考えませんし、一般的な建物は外壁の崩落ですら詳細に検討することはありません。

東日本大震災では、構造体の被害はありませんでしたが、むしろ外壁や天井材の被害が目立ちました。仕上げは躯体よりも軽いといっても、金具込みのALCで100ｋｇ／㎡、一般的な天井でも20ｋｇ／㎡あります。頭に落ちてきたら、と思うとぞっとします。

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さて崩壊形とは、柱、梁、接合部の崩壊についての議論です。

この構造的な崩壊形のケースは、構造的に３つ定義されています。下記のとおりです。

・全体崩壊形

・部分崩壊形

・局部崩壊形

この３つのうち、構造的に最も望ましいとされているのが全体崩壊形です。各階で梁にヒンジを発生させることで、高いエネルギー吸収が期待できます。ただ、部分・局部崩壊形を禁止しているわけではなく、最終的に保有水平耐力を満足していれば問題ありません。

部分崩壊形や局部崩壊形は、いわゆる柱崩壊や壁のせん断破壊など脆性的な崩壊を意味します。特定の層で柱ヒンジが発生し、崩壊メカニズムに至るパターンも、この分類です。

さて、鉄骨造の設計では、全体崩壊形かそれ以外の崩壊形かを判定し、それ以外の場合を、部分崩壊形とします。部分崩壊形の場合には、柱の全塑性耐力を低減して塑性ヒンジの耐力とします。

柱の耐力が低下すれば、増分解析で柱に早くヒンジが発生し、層間変形角で耐力を規定している建物は、さらに耐力が低下します。

崩壊形の判定方法、例題は下記が参考になります。