木造建築を地震に強くするには　壊れる構造を分析する

木の建物はどう揺れるのか

日本の戸建て住宅の多くは木造です。木造住宅は建築基準法に基づき、大規模地震でも倒壊・崩壊しない耐震性能が義務付けられています。
しかし、木材は生物材料のため、同じ種類の木でも強度にばらつきがあり、正確に性能を予測することが困難です。さらに実際の建物では、壁や床、接合部などが複雑に組み合わさって動くため、地震時の揺れ方や壊れ方が、想定通りにならないこともあります。それを見越して設計では安全率がかけられており、危険ではありませんが、さらなる合理化の余地があります。
そこで、地震時の建物全体の動きをシミュレーションしながら、細かな部分は実験で確かめ、木造建築の性質をより正確に評価する方法が研究されています。

壁の配置で耐震性能が変わる？

地震に耐える上で重要なのが壁です。壁の枚数が多いほど耐える力は大きくなりますが、全体のバランスによっても変わります。例えば住宅では、南側は光を入れるために大きな窓を設け、北側は水回りなどで壁が多くなることがあります。商店街の建物は、通りに面した側を大きく開放し、裏側に壁を多く設ける造りです。
このような場合、地震の揺れにより壁が少ない側は大きく変形し、壁が多い側はあまり変形しないため、建物全体がねじれるように動くのです。実際の地震でも、壁の偏りによって建物が倒壊する例が確認されています。快適な窓や使いやすい間取りが、地震時の壊れ方に関わっているのです。

安全を保障する設計・評価は

だからといって暮らしの快適さを否定するわけではなく、今の住宅の形を保ちながら、壁の強さや配置を工夫し、地震時の動きを正しく分析することが必要です。建物全体と部材の動きを調べ、より安全で実用的な設計や評価の方法が探されています。地震は自然現象であり、人間の想定を超える揺れが起こる可能性もあります。被害を完全になくすことは難しいですが、「この建物の中にいれば大丈夫」と思える環境はつくれます。研究により、地震時も安心できる場所を増やすことが期待されています。

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工学院大学建築学部建築学科准教授鈴木賢人先生

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建築学、建築構造・材料

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メッセージ

高校時代は、まだ考えが固まりきっていない時期です。将来のために勉強を頑張ることも大事ですが、それ以外のことにも思い切り取り組みましょう。部活でも、遊びでも、友達と過ごす時間でも、何もせずぼーっとする時間でも構いません。何事も視野が狭くなるとうまくいかないことがあります。いろいろなものを見て、さまざまな分野に興味を持つことで、思いがけないところからヒントが生まれます。将来「あのときの経験が役に立った」と思うことがきっとあるので、余白の時間も大切にしてください。

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工学院大学は、2017年に創立130周年を迎えた、伝統のある大学です。2019年4月から、専門性を高めた知識を得られるように、先進工学部の「応用物理学科」と「機械理工学科」では各学科を2専攻に分け、きめ細かな学修ができる体制に変わりました。
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