制震ダンパー・制震装置・制震構造のGVA[ジーバ]システム

制震システム GVA「ジーバ」

耐震性(建物対地震)

耐震性について

現在の]住宅の耐震性は、建物が地震から受ける地震力を力ととらえ、この地震力に勝る力を備えるという考え方です。 地震力は地震の揺れによる加速度に比例して大きさが変わります。 また、建物自体の重量によっても変わってきます。 同じ地震を同じ地点で受けたとしても建物の重さによって地震力は変わってくるのです。 さらにもっと細かく言えば、建物内の家具が多いか少ないかで積載重量が変わってくるので、建物が受ける地震の力も変わってきます。 建物や家財の重量が小さければ小さいほど受ける地震力は小さくて済みます。 特に屋根など高い位置が重いと、大きく地震力の影響を受けてしまいます。

地震力は水平方向(横方向)成分と垂直方向(縦方向)の成分に分けられます。 このうち垂直方向については、 建物荷重と積載荷重の重力による効果で平常時との差が小さく、 通常の建物自身の自重や積載荷重に耐えるように 設計しておけば、かなりの耐震性をもつ状態となります。 ちなみに阪神・淡路大震災の縦揺れの最大加速度は 332ガルでした。この数字が980ガルを超えない限り、 地震の加速度によってモノが浮き上がるということは ありません。

地震力による構造のひし形変形

問題となるのは水平方向の地震力です。建物の耐震性を考えるとき、 通常地震力と言えば水平方向の地震力を指します。 正方形の壁に横から地震力が加わると、 正方形を平行四辺形に変形させようとします。(右図)

ポイント縦揺れよりも横揺れ対策が大事!

このような変形を防ごうとすることが耐震の取り組みです。

筋交いや合板による構造体

壁面が変形しないように、筋交いや合板を使って地震力に対抗します。(左図)

このように耐震のために筋交いや合板で補強された壁のことを耐力壁といいます。 ただし、耐力壁を建物に 組み込むことだけが耐震の取り組みではありません。他にも耐力壁を活かすための工夫が必要です。

偏心についての説明図

耐力壁の効果を発揮させるためには筋交いの接合部や合板を止める釘、 耐力壁が取りつく柱と土台の接合部などをしっかりと緊結しなければなりません。 また、耐力壁は建物全体に対してバランスよく配置しなければ効き目が偏り、倒壊の原因になることもあります。(右図)

地震力をエネルギーとして対抗しなければ、効率よく被害を軽減することはできません

いかに地震被害を軽減するか

噴火、台風、洪水など他の自然災害と同じように地震の発生源を取り除くことは不可能です。 地震による建物の被害を軽減するためには地上でうまく対処するしかありません。そのための方法の一つに制震があります。

地震の際、建物が受ける地震動エネルギーをどのように消費するかによって、被害を受けやすいかどうか変わってきます。 運動エネルギーとして消費したり、歪みエネルギーとして消費すると建物が激しくゆれたり、構造体に復元が不可能な損傷を蓄積していきます。 反対に減衰によって多く消費した場合には被害を軽減することができます。

エネルギー消費割合図

減衰とは、この場合振動減衰のことを指し、振動を早く止めようとする効果のことです。 例えば、揺れているブランコを放っておくとやがて止まります。前後から受ける空気の抵抗や吊り具の摩擦などによって止まっていきますが、 これが減衰の効果です。このように自然に受ける減衰の効果を自然減衰といいます。反対に積極的に減衰効果を期待して付加したもの付加減衰といいます。

減衰効果は制震構造によって初めて木造住宅にもたらされたわけではありません。 もともと木造は、木部材を構成するセルロース繊維の働きで粘りがあり、ある程度の減衰効果を備えていました。しかし、現行法では容易に耐震性をレベルアップするために、今では固さを向上させることのみに取り組んでいるため、 減衰力の向上ということには長い間目が向けられていませんでした。ところが研究により、 木造住宅に減衰効果を積極的にプラスすることでより耐震性が向上することが証明されました。 実は制震とは建物の減衰効果を積極的に向上させる付加減衰システムのことです。 建物の固さを維持しながら減衰効果にも注目し向上させる努力が、今後の木造住宅には必要です

ポイント木造住宅には固さだけでなく、減衰力が必要!

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