建物の壊れ方を見極める
2011.09.30
どのようにして壊れ方を見極めればいいのでしょうか。それは建物の「変形の限界」をつかむことです。実は建物は「大地震があると壊れる」ように設計されています。というと、無責任だと思われるかもしれませんが、要するに大地震で建物が変形しながら壊れるのは仕方ないにしても、ボキッと「瞬間的に壊れることかない」ように設計されているということです。このボキッと折れる瞬間が「変形の限界」です。一般に「硬い構造物」は少々の力ではビクともしない。なかなか変形しないという点で強い構造といえますが、逆に、壊れるときは一気に壊れる「脆さ」があります。この「脆さ」を抑えるために、変形することを許しているのです。たとえば「変形の限界」については、棒高跳びをイメージすると正解しやすいかもしれません。棒高跳びの選手は、棒が変形してもまた必ず元に戻ると確信しているので、全体重を棒に託すことができるわけです。仮に棒が壊れるまで荷重をかけていくと、まず変形が元に戻らない「塑性の状態」になり、次に「変形の限界」を超えた瞬間にボキッと折れた状態になります。棒高跳びの棒をつくるメーカーは、何度も棒が壊れるまで実験したうえで、競技でかかる荷重では棒が折れないこと、またどれほどの荷重で折れるのかを把握して棒を生産しているはずです。選手は、メーカーが折れないと保証してくれないと安心して競技ができません。建物に置き換えると、棒がボキッと折れる状態は構造体の倒壊を意味します。一般的に地震に対する強さを規定するとき、震度５程度のまれに発生する中規模クラスの場合は、水道やガスなどインフラに関わる配管や設備が破損しないことが重要になります。そのたびに大幅な修繕をすることがないようにしたいわけです。それには建物は変形しても元に戻らないといけない。また、数百年に一度発生するかもしれない。震度７クラスの大地震となると、建物は棒高跳びの作のように変形してもボキッと折れないことが重要になります。建築基準法でも、「変形の限界」とそのときの「耐力」を基準に建物の耐震性を評価しています。当然、家を提供する側は、どの程度の地震力で「変形の限界」に達するのかを確かめたうえで、購入時に「地震に強い家です」と言わなければなりません。
[参考]
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