柔構造と剛構造に関する誤解

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ツーバイフォー工法のハウスメーカーの営業の方と話していたとき、その方が、「軸組工法は揺れることで地震力を受け流す構造だから問題ない」ということを言っていました。他社の工法を悪く言わない姿勢には感心しましたが、同時に、果たして本当にそうなのだろうかと、疑問も感じました。

柔構造と剛構造

柔構造と剛構造については、Wikipedia の説明がよくまとまっています。

剛構造とは、ガチガチの構造で、建物全体が地震と同様に揺れると考えられる構造のことです。ツーバイフォーなどはまさに剛構造です。

一方、柔構造とは、柔軟性をもたせることで地震力をまともに受けない構造のことです。イメージとしては、しなる棒を揺らすときに、揺らす周期によって大きく曲がったり曲がらなかったりする現象がわかりやすいかと思います。また、五重塔が意外と倒壊しないことも、柔構造によりなせる技術です。

柔構造と剛構造のどちらを考慮すべきか

建物の耐震性を考える際に剛構造と柔構造のどちらを考慮すべきかについては、かつて大きな論争があったようです(Wikipedia に詳しいです)。現在では、コンピューターで振動の周期や時間差の影響を考慮してシミュレーションを行うことができるようになったため、これについては一定の結論が出ています(長周期地震動に関する研究は途上かもしれません)。

その一つが、柔構造は高層建築物の設計に対して有効である一方、中低層建築物の設計にはあまり使えないということです。つまり、せいぜい 3 階建ての戸建住宅では柔構造のメリットを考えるべきではないということです。

これで、冒頭で紹介した疑問がスッキリしました。

揺れは抑えるのが基本

軸組工法のように多少揺れる構造の場合、地震波の特徴によっては揺れの力をまともに受けないときもあるでしょうが、そうでないときもあります。このため、低層住宅であえて柔軟性をもたせる構造にするのは危険です。

軸組工法であっても、剛構造として、揺れをなるべく小さく制御するのが基本的な考え方でしょう。軸組工法であっても、最近は制震技術の発達により、かなりの程度、揺れを抑えることができるようになってきています。

変形と破壊

ちなみに建物は、倒壊まで行く前に、大きな変形によって地震力を吸収する性質があります。この特性も工法による違いはありますが、剛構造のツーバイフォーであっても、突然倒壊するわけではなく、結構な粘り強さを見せることがわかっています。

この変形は構造体の破壊を伴うため、以降の地震に対しては当初ほどの耐震性を期待できなくなります。つまり、建て直しを検討する必要があります。

ただし、最近の建物でそこまで破壊が進むことはあまり多くはありません。多くの場合、その手前で発生する、内外装の損傷程度の被害でしょう。内壁に使用される石膏ボードが割れ、ビニールクロスが避けると深刻な被害を受けたと思いがちです。しかし、だからといって建て直しが必要なわけではなく、修理費用もそれほど高額にはなりません。

とはいえ、これらの被害もないに越したことはありません。一時的であれ、住み続けるのが困難になることは大きなストレスになるからです。ミサワホームなどは内装仕上げ材の損傷ゼロを目指しており、私もそれを目指すべきだと思っています。

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