日本の耐震基準と設計法について

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日本の耐震基準は世界に比べて、どの程度のレベルでしょうか？建築物はほかの工業製品と違って技術の国際化が遅れている分野です。例えば、パソコン業界に目を向けると、日本メーカーと国外メーカーで違いがあるものの、おおまかなフレームや最低限の機能はほとんど同じです。

一方、建築物は国の文化が色濃く反映されるため、国際化することは難しいといえます。畳の文化は日本独自のものですし、それを海外に売り出そうとしても、意味がなさそうです。つまり、その国独自の技術が積み重なって今日の建築技術があります。ところで、日本は世界でも稀な地震大国です。近年発生した東日本大震災でも、津波による大きな被害が発生しましたが、一方で、地震そのものによる建物の被害はほとんどありませんでした。

これは現行の耐震基準が大きな地震に耐えられることを意味します。日本の耐震基準は世界でもトップクラスです。いや、トップと言っていいでしょう。これほど、地震に悩まされている国は日本くらいです。そして、この過酷な環境のなかで独自の技術革新が行われてきました。

現在の耐震設計は『新耐震基準』に準拠しています。今回は、日本の新耐震基準について説明したいと思います。

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学改訂版/工学社」

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地震力は２段階の計算過程でがっちりガード

おそらく世界唯一の計算手法が、許容応力度設計法と保有耐力設計の２段階による設計法です。許容応力度設計法は、国内外でも主流となっている設計手法です。つまり、荷重に対して発生する部材の応力が、許容応力度未満であることを確認することです。

ここで許容応力度とは、部材の降伏強度をさらに安全率という数字で除した値です。まずは、この計算手法で部材が個別で問題ないか確認します。

次は、建物の保有水平体力が満足しているのか確認します。そもそも、保有水平体力とは建物がメカニズム時になったときに作用している部材の水平力のことです。メカニズム時とは、崩壊する時と解釈しましょう。よって、保有水平体力とは建物が倒壊するときに、部材がもっている水平力の合計ということになります。これを保有水平体力と呼びます。この耐力と、建物に作用する地震力を１G考慮した場合で比較して、検定比が1.00以上であれば、OKとなります。

結局、建物は震度いくつまで耐えられるの？

これ本当によく聞かれるんですよね。構造設計者さんには、中々答えづらい質問だと思いますが、建築基準法上で言うと、日本の建物は大地震時でも人命を守ることを目的としています。つまり、大地震時でも、梁が落ちて着たり、一部の層が抜けたりしないことです。この大地震時が震度で言えば震度６強以上クラスを意味しています。

また、中地震時においては、すぐさま建物が利用できるように設計されています。中地震時とは、震度６弱までの地震です。