6. 津波による建築物の被害
6.1 はじめに本章では東北地方太平洋沖地震に伴って東北地方及び関東地方沿岸部に発生した大津波による建築物被害について、国土交通省国土技術政策総合研究所と独立行政法人建築研究所が実施した現地調
査や事前調査等の概要を報告する。
本章は、津波による建築物の被害事例を収集すること、構造種別毎に被害形態を分類すること、建築物に作用する津波波力と建築物の耐力を計算し比較検討すること等により、津波による建築物被害の全体像を把握し、建築物の被害発生メカニズムを考察するための基礎的資料を提供するとともに、
津波避難ビル等の建築物の津波荷重や耐津波設計等に資することを目的とする。
第 1 章に記されているように、発災当初は国土技術政策総合研究所と建築研究所は、国土交通省の要請に基づき、主に地震動による建築物被害の調査を実施してきた。しかし、この大震災の全容を把握するには津波被害の実態も把握することが必要であること、復興時に津波避難ビルの構造的要件・位置的要件・機能的要件等に関する情報が必要になること、などの理由により、国土技術政策総合研
究所と建築研究所の合同の自主調査という位置付けで総勢 27 名の津波被害調査班†を構成し、平成 23
年 3 月 17 日に第 1 回津波被害調査検討会議を開催した。その後 10 回以上の津波被害調査検討会議を開催し、津波避難ビルや津波荷重に関する国内外の基規準の収集、調査対象地域の絞り込み、残存建築物を中心とした調査対象建築物リストの作成等を行った。それらの情報を踏まえて 6.3 に示す 3 回の現地調査を実施した。現地調査の開始に当たっては、現地の行方不明者の捜索状況、津波の痕跡の消滅、被災建築物の除去・取り壊し状況等を勘案して、津波被害の発災後約 3 週間が経過した平成 23
年 3 月 30 日から現地調査（第 1 班）を開始した。
本章は本節をはじめ、6.2 調査内容、6.3 現地調査、6.4 被害形態の分類と考察、6.5 調査建築物の耐力および津波波力の検討、で構成されている。6.2 では事前調査として津波荷重や耐津波設計に関する海外基規準の収集、調査対象建築物の特定を行い、本章での津波に関する用語の定義や浸水深等の推定方法も示した。6.3 の現地調査およびその結果は各現地調査班の日報を中心に調査地域別に纏めたものであり、調査建築物は 6.2 で当初予定していた調査対象建築物以外のものも数多く含まれ、合計で約 80 棟の建築物や工作物等の調査を実施した。
これは当初調査対象建築物を衛星写真や航空写
真等から残存建築物を中心に選定していたが、現地に行って新たに建築物の耐力や津波波力が容易に推定できると思われる建築物や工作物等が加えられたためである。現地調査ではこれらの調査建築物の地理情報や被害状況の記録、建築物及び構造躯体等の採寸、浸水深の計測等を行い、その調査結果
を本章の付録 調査建築物データベースに纏めて掲載した。6.4 では 6.3 の現地調査およびその結果に基づいて被害形態の分類を行い、建築物の移動や転倒といった津波被害特有の被害発生メカニズムについても考察を加えた。6.5 では 6.3 の現地調査およびその結果から数例を選んで、浸水深から推定される津波波力と建築物の構造躯体等の採寸結果から推定される建築物の耐力とを比較検討し、平成17 年に内閣府から出された「津波避難ビル等に係るガイドライン」6-1)の設計手法を考察した。
†津波被害調査班
国土技術政策総合研究所（8 名）：西山 功・向井昭義・港以知郎・深井敦夫・竹谷修一・喜々津仁密・新井 洋・阪田知彦
独立行政法人建築研究所（19 名）：水流潤太郎・古川信雄・飯場正紀・安藤尚一・五條 渉・福山 洋・奥田泰雄・斎藤大樹・芝崎文一郎・森田高市・加藤博人・平出 務・長谷川隆・石原 直・石井儀光・藤井雄士郎・諏訪田晴彦・
荒木康弘・壁谷澤寿一

6-1

本章は、東北地方太平洋沖地震に伴って東北地方及び関東地方沿岸部に発生した大津波による建築物の被害事例を、国土技術政策総合研究所と建築研究所が実施した現地調査によって収集した基礎的資料であり、今後、津波避難ビル等の建築物の津波荷重や耐津波設計の提案等に役立てられることを期待する。

6-2

6.2 調査内容
6.2.1 現地調査
6.2.1.1 調査地域の概要
調査地域は図 6.2.1-1 及び表 6.2.1-1 に示す岩手県から宮城県の沿岸部の 14 市町である。
表 6.2.1-1の市町村の人口は各市町村関連の Website から収集し、被害の状況は消防庁 Website（平成 23 年 4 月
20 日）から入手したものである。津波被害の甚大さや福島第 1 原子力発電所の事故のために、被災後1 ヶ月以上経過した時点でも調査中や不明となっている項目が多く、正確な数字ではない項目も含まれている。
調査対象地域は津波被災地域が非常に広範囲であることから、現地調査（第 1 班）では都市の規模、地形や津波の高さや浸水深等の情報、地図情報の準備状況等を考慮して、当初は岩手県陸前高田市、宮城県南三陸町、同石巻市および同名取市及び複数の RC 造建築物の転倒が報道されていた宮城県女川町の 5 地域に絞っていた。しかし現地調査を実施すると建築物の被害に地域差があることが分かり、被害の全体像を把握するためにできる限り広範囲な地域について現地調査を実施することになった。
そこで現地調査（第 2 班）は岩手県陸前高田市以北の地域、現地調査（第 3 班）は宮城県名取市以南の地域を中心に調査を実施することになり、6.3 現地調査は岩手県山田町から宮城県山元町に至る 14市町に及ぶ地域における報告となっている。しかしながら、これらの現地調査は比較的短期間の調査であることから、これらの調査では市町村毎の悉皆調査ではなく代表的な被害事例の収集を心掛けた。
また、
立ち入り規制等で調査ができなかった地域、落橋等で現地に到達できなかった地域などもあり、調査地域によっては不十分な情報しか提供できない地域もある。なお、本章では津波浸水域内で発生した津波による建築物の被害を対象としているが、これらの建築物の地震被害と津波被害を区別することが困難な場合も含まれている。

6-3

図 6.2.1-1 調査地域地図6-4

表 6.2.1-1 調査地域
人口

死者 行方不明 負傷者（人）（人）
237,2121
14,69917,86836,600
2
4,633
38
3,077
3,831
14
59,012402
18,688535
15,256647
39,174735
40,753294
23,197 1,308
73,343765
17,393
473
9,980
434
160,496 2,806
42,861964
15,0352
34,1801
56,38321
20,396
61
62,938182
宮城野区 190,827
613
仙台市
若林区 132,121
名取市
73,520882
岩沼市44,170170
亘理町
34,794246
山元町
16,651
641
福島県
新地町
8,182
91
相馬市
37,720388
南相馬市
70,877477
浪江町
20,872
3
双葉町
6,889
17
大熊町
11,57816
富岡町
15,970
3
楢葉町
7,689
4
広野町
5,397
2
いわき市
341,853296
北茨城市
47,0745
高萩市
30,9921
日立市
192,353
東海村
37,3814
茨城県 ひたちなか市
156,8542
大洗町
18,3561
鉾田市
50,098鹿嶋市
66,1861
神栖市
94,710千葉県
銚子市
69,253

（人）

八戸市
青森県
階上町
洋野町
久慈市
野田村
普代村
田野畑村
岩手県 宮古市
山田町
大槌町
釜石市
大船渡市
陸前高田市
気仙沼市
南三陸町
女川町
石巻市
東松島市
松島町
利府町
塩竈市
宮城県
七ヶ浜町
多賀城市

1

（人）
17

2

全壊

半壊 一部損壊（棟） （棟）
217
910
12
8
26
238
200
172

（棟）

（棟）
2
1

8
17
1
1
24
8
209
29
18
682
33 3,669 1,006
378 調査中 2,513
多数
1,007 調査中
593 調査中 3,188535
194 調査中 3,629
3,600
1,117 調査中
調査中
1,266 調査中
調査中
647 調査中 3,877
1,035
2 3,0214686
調査中2,770 調査中 28,000
776 調査中 2,133 4,190 調査中
7
64
46
59
15
調査中
2
1
70
2
10
358 1,390
325
調査中
12 調査中9 調査中300 3,500 調査中
210

2,240

1,000 調査中
14 調査中
36
44
131
90
27
3
99
71
997
48
183
16
1
8 不明
8
10
5
1
82
4
1
188
19
166
5
26
6
15
6
7

＊被害の状況は平成 23 年 4 月 20 日消防庁調べ
網掛の地域が調査地域

6-5

3,190

調査中
調査中
調査中

1,000 1,000
1,158
375
501
4
1,800
58
30
50
90
33
160
62
118
1
83
1
9
46
103
9

火災

調査中
5

1

6
2
2
2
23
2
4
16
0
2
6
2
15
66
27
2
3
2

5

742
345
684

2,224
2,068
1,689

310
14

1,057
814
5,397
2,567
245
2,020

115
61
17

3
3
4
2
1
3
4
3

6.2.1.2 調査対象建築物の特定
3 月 11 日の地震により発生した津波は岩手県、宮城県、福島県の太平洋沿岸を襲い、海に面した多くの市街地が壊滅的な被害を受けた。被災地域が広範囲に及ぶことや被災直後には現地の状況を把握することが極めて困難であることから、津波の来襲時の報道映像や被災後の衛星写真、航空写真等を予め収集し、それらをもとに調査対象地域を絞り込む作業を行った。とくに、津波避難ビルの検討が重要であることから、津波によりほとんどの住宅が流失した地域を対象に、残存している建築物や津波避難ビルとして指定されている建築物の情報を収集した。これらの情報は、最初の現地調査の計画を立てる際に極めて役に立った。
① 画像情報に基づく残存建築物の特定作業
津波被災地に残存する建築物の同定には、インターネットで入手可能な衛星写真や航空写真を利用した。以下に、国土地理院の Web サイトにおいて公開された「平成 23 年(2011 年)東北地方太平洋沖地震による被災地の空中写真」を使用した例を示す。国土地理院では、表 6.2.1-2 に示す地区について、被災前後を比較した航空写真を掲載している。これらの写真から残存していると考えられる建築物を特定し、さらに地図情報や報道情報等から建築物の名称、構造諸元、被災時の状況などを整理する作業を行った。宮城県南三陸町周辺を例に、作業手順をまとめたものを図 6.2.1-2 に示す。
表 6.2.1-2 国土地理院から公開された被災状況（新旧画像）の地区リスト
岩手県

宮城県

福島県

・宮古市田老地区周辺

・仙台市若林区荒浜周辺

・相馬市周辺・宮古市周辺・石巻市石巻駅周辺

・大船渡市三陸町綾里周辺

・石巻市南浜町周辺

・大船渡周辺・塩竃市港町周辺

・陸前高田市大野湾周辺

・気仙沼市周辺

・陸前高田周辺

・仙台空港周辺

・釜石市箱崎白浜周辺

・東松島市野蒜海岸周辺

・釜石港地区周辺

・南三陸町周辺

・山田町周辺・田野畑村平井賀周辺② 被災地における津波避難ビルのリスト
津波により被災した地域の自治体の多くでは、予め津波避難ビルを指定して、実際に運用を行っている。それらのほとんどが、既存の施設（民間施設、公共施設）を津波避難ビルとして指定したものである。津波避難ビルの住所、建物名、構造諸元等の情報は、・自治体のホームページの防災情報
・「津波避難ビル等に係るガイドライン」（内閣府、2005 年 6 月）の巻末資料
・「災害に強い漁業地域づくりガイドライン」（水産庁、2005 年 3 月）の巻末資料などから入手した。なお、役所等が被災したために、自治体のホームページに接続できないケースも
あった。

6-6

作業１）被災後の画像情報の収集

作業２）残存建築物の特定

作業３）残存建築物の情報整理①

公立志津川病院x

鉄筋コンクリート造、5 階建て

x

東棟は昭和 49 年度に建築、平成 17
年度に耐震補強x

津波の際には職員を含め 220 名が避難との報道あり

①
②

②

結婚式場

x

鉄筋コンクリート造、4 階建て

x

津波の際には 440 名が避難との報道
あり

③

③

町営住宅

④ …
（国土地理院提供）
図 6.2.1-2 残存建築物の特定作業手順の概要

6-7

6.2.1.3 津波に関する用語
津波に関する用語について文献調査を行い、本章で用いる用語を以下のように定義し、できるかぎり統一するように心がけた。
① 浸水深
地面や建築物等が水に覆われている状態を浸水といい、地表面から水面までの高さを浸水深と呼ぶ。津波被害の現地調査では、建築物等に残された津波の痕跡から推定される津波水面の地表面からの高さ。なお、「○○深」とは地表面からの高さであり、「○○高」とは基準面（一般に津波がない時の潮位）からの高さである。
② 最大浸水深
現地調査では 1 つの調査建築物の周辺で複数の浸水深を計測する場合があり、計測された浸水深の最大値をいう。6.3-6.5 および付録では、建築物等に作用する津波波圧をこの最大浸水深の静水圧分布で与えた。なお、津波避難ビルのガイドラインでは、設計用浸水深を敷地に想定される設計用の津波の深さと定義しており、最大浸水深と設計用浸水深との関係は 6.5 に示した。
③ 津波の作用方向
建築物等については津波の作用方向とし、寄せ波の作用方向、引き波の作用方向と使う。なお、
津波の入射方向は一般に海岸に対して用いられている。
④ 津波荷重津波波圧、津波波力、浮力、漂流物の衝突力等の総称。
⑤ 津波波圧建築物等の表面に作用する津波の圧力。
⑥ 津波波力建築物等に作用する津波の力。
⑦ 浮力
建築物に作用する鉛直上向きの力。建築物の室内が浸水し天井下等に空気溜りがある場合、アルキメデスの原理より空気溜りの体積と同じ水の重量に相当する浮力が、建築物の自重を打ち消す
方向に建築物に作用する。
⑧ 漂流物
津波によって流されたもの。津波の被害では漂流物が建築物に衝突することで、外壁に大きな開口が生じることや構造躯体に大きな損傷を与えることがある。
＊痕跡高は浸水高と遡上高を含めた総称なので、本報告では用いないようにした。

6-8

6.2.1.4 津波の作用方向・浸水深の推定方法
現地調査においては、対象とする建築物に対して想定される津波の作用方向を把握するとともに、
当該建築物やその周辺での浸水深をその痕跡や損傷状況等から適切に推定することが求められる。
(1) 津波の作用方向の推定方法
通常の場合、津波は海側から作用すると考えればよいが、特に入江がある場合等の海岸線が複雑な場合は適切に作用方向を確認する必要がある。その場合は、対象とする建築物付近にある電柱その他の棒状の工作物や樹木の折損方向から推定した（写真 6.2.1-1～6.2.1-2）。これらの工作物や樹木がない場合は、対象とする建築物等の破損状況や漂流物の残存状況から推定している（写真 6.2.1-3～
6.2.1-4）。また、引き波の作用が損傷や破壊に及ぼす影響を無視できない場合は、陸側から海側に向かって損傷や変形したと思われる状況についても必要に応じて確認した（写真 6.2.1-5）
。

作用方向

作用方向

写真 6.2.1-1 棒状の工作物の津波による折損状況
作用方向

作用方向

写真 6.2.1-2 手すりの津波による折損状況

写真 6.2.1-3 漂流物（バス）の残存状況

6-9

海側

作用方向

写真 6.2.1-4 漂流物の残存状況

写真 6.2.1-5 引き波の作用によると思われる海側への傾斜(2) 調査建築物における浸水深の推定
各々の建築物において浸水深を推定する際に、海水が達した高さでみられる痕跡（線）があれば地上から当該痕跡高さまでを浸水深とした（写真 6.2.1-6）。しかし、必ずしも全ての建築物でそのような痕跡があるとは限らず、その場合は建築物各部の損傷状況から概ねの浸水深を推定した。表 6.2.1-3に、代表的な損傷状況とそれに対応した浸水深の推定の考え方をまとめる。ただし、この場合は写真
6.2.1-6 のように線状に明確に高さが判るわけではないので、推定値に幅があることに留意が必要である。

写真 6.2.1-6 海水が達した高さでみられる痕跡の例

6-10

表 6.2.1-3 調査建築物における浸水深の推定方法の例
被害箇所等

被害の状況

浸水深の推定方法(1) 開口部等

ベランダ手すりと開口部が1 階で著しく損壊しており、2階でも一部損壊している。3階以上では外観上被害は認められない。
この場合の浸水深は、2 階の天井高さ相当と推定した。

(2) 外装材

2 階の窓ガラスに破損は認められないが、窓サッシの下枠まで外装材が損傷している（1 階の外装材は流失）。
この場合の浸水深は、
2 階窓
サッシの下枠高さ相当と推定した。

(3) 内外装材

屋上の手すりやペントハウ
スの窓は破損しているが、ペントハウスの壁に取り付くア
ンテナやペントハウス屋内の天井仕上げは外観上損傷が認められなかった。
この場合の浸水深は、ペン
トハウスの窓の上枠高さ相当と推定した。

6-11

1 階の外壁と開口部が破壊・流失している。屋根の破風に外観上被害は認められな
いが、屋根上に漂流した構成部材が残存している。
この場合の浸水深は、屋根上での漂流物の残存高さ相当と推定した。

(4) 外 壁 等 と漂流物

3 階までの開口部が破壊しており、屋根スラブ上には漂流した乗用車が残存している。
この場合の浸水深は、屋根スラブ高さ以上と推定した。

(5) 開 口 部 等と漂流物

水門自体に外見上損傷は認められないが、階段踊り場の海側の手すりに水草と思われる漂流物が引っ掛かっている。
この場合の浸水深は、漂流物の残存高さ以上と推定した。
（この例の場合は、陸側の地面からの高さと海水面からの高さの 2 通りを測定した）(6) 漂流物

また、同一の建築物のなかでも推定した浸水深が場所によって異なる場合があり、その場合は両浸水深を記録した。写真 6.2.1-7 の例は、海側の浸水深 h1=9.5m、陸側の浸水深 h2=4m となり、両数値の比率 h1/h2=2.4 である。

6-12

海側

陸側
h1

h2

写真 6.2.1-7 同一の建築物のなかで浸水深が異なる場合の例(3) 調査建築物の周辺における浸水深の推定
現地調査の際には、調査建築物だけでなく、その付近にある工作物に残った痕跡や損傷状況から浸水深が推定できる場合がある（写真 6.2.1-8～6.2.1-9）。

写真 6.2.1-8 広告塔の支柱に残った痕跡

6-13

写真 6.2.1-9 広告塔の損傷状況

6.2.2 津波に関する文献・映像等調査
6.2.2.1 津波避難ビルに関する我が国のガイドライン
2004 年スマトラ沖地震によるインド洋大津波の被害を受けて、2005 年 6 月に内閣府から「津波避難ビル等に係るガイドライン」6-1)が公開された。ガイドラインは、津波からの避難が困難な地域における津波避難ビル等の普及を促進すべく、津波避難ビル等が満たすべき構造的要件、位置的用件、指定や運用にあたっての留意点等を取りまとめたものである。とくに技術的な検討結果は、日本建築センターのビルディングレター（2004 年 10 月、11 月）および同センターの報告書「平成 17 年度 津波
避難ビルの技術的検討結果」（2006 年 3 月）に詳しくまとめられている。
以下、内閣府のガイドラインにおける津波波力の計算法を抜粋する。
① 津波波圧算定式
設計に用いる津波波圧分布は設計用浸水深の 3 倍の高さに達する静水圧分布とする。3 倍という数
値は護岸に近い構造物を想定した水理模型実験結果 6-5)から得られた値である。このとき、進行方向の津波波圧は、下式により算定する。

q Z = ρg (3h − z )ここに、 q Z ： 構造設計用の進行方向の津波波圧(kN/m2)(6.2.2-1)

ρ： 水の単位体積質量(t/m3)
g： 重力加速度(m/s2)
h： 設計用浸水深(m)z： 当該部分の地盤面からの高さ（0≦z≦3h）(m)

図 6.2.2-1 津波波圧の算定式（内閣府ガイドライン 6-1)より）② 津波波力算定式
進行方向の津波波力は、(6.2.2-1)式で規定した三角形分布の津波の圧力が構造物に働くと仮定して、受圧面の面積で積分した次式の値とする。
Z2

Z2

Z1

Z1

QZ = B ∫ q Z dz = ρgB ∫(3h − z )dz = 1 ρgB{(6ηz 2 − z 22 ) − (6ηz1 − z12 )}2

ここに、 QZ ：構造設計用の進行方向の津波波力(kN)
B：当該部分の幅(m)z1：受圧面の最小高さ (0≦z1≦z2) (m)
6-14(6.2.2-2)

z2：受圧面の最高高さ (z1≦z2≦3h) (m)

図 6.2.2-2 津波波力の算定式（内閣府ガイドライン 6-1)より）津波荷重（津波波圧、津波波力）は、遡上域における障害物の状況に応じて低減できる。また、津波荷重は構造物に対して全ての方向から作用することを想定する。ただし、津波の進行方向が想定できる場合にはこの限りではない。さらに、実状に応じて引き波を考慮するとされている。

図 6.2.2-3 津波荷重の方向（内閣府ガイドライン 6-1)より）
なお、
津波荷重は受圧面に作用するため、受圧面の形状によって波圧の作用の仕方は異なってくる。
建物の形状をいくつか想定し、それぞれの津波荷重の考え方を図 6.2.2-4 に示す。
実際の建物では、受圧面に窓等の開口部があると波力は建物内に抜けてしまうと考えられる。しかし、このような面に作用する津波波力に関して検討を行った例は少ない。窓ガラスの平均破壊強度をwn としたときの等価な波圧分布は図 6.2.2-5 のように与えるものとする。

6-15

図 6.2.2-4 建物形状による津波波圧分布（内閣府ガイドライン 6-1)より）

図 6.2.2-5 窓等の開口部がある場合の等価な波力分布算定の概念図（内閣府ガイドライン 6-1)より）
6-16

③浮力算定式
津波によって生じる浮力は、次式により算定する。

QV = ρgV(6.2.2-3)

ここに、 QV ：浮力(kN)
Ｖ：津波に浸かった建築物の体積(m3)④構造骨組の設計
津波荷重に対して、各方向、各階において、構造骨組の保有水平耐力が津波の水平荷重以上である
ことを次式により確かめる。

Qui = Qi

(6.2.2-4)

ここに、 Qui ：i 層の津波の水平荷重に対する保有水平耐力（kN）

Qi ：i 層に生じる津波の水平荷重（kN）
このほか、ガイドラインには以下のような項目が規定されている。
・ 津波荷重と地震荷重の組み合せは考慮せず、固定荷重と組み合わせて考慮する。
・ 全ての受圧面を耐圧部材として設計するのは技術的・経済的に困難であることから、設計では耐圧部材と非耐圧部材（たとえば窓ガラスが外装材など）に明確に区分する。
・ 耐圧部材は、津波荷重に対して終局強度以内とし、確実に構造骨組に力を伝達できるようにする。
非耐圧部材は構造骨組に損傷を与えることなく壊れることを容認する。なお、浸水に対して建築
物の機能を損なわないように配慮する。
・ 建築物が津波荷重によって転倒や滑動しないことを確かめる

6-17

6.2.2.2 津波荷重に関する米国 FEMA のガイドライン概要
アメリカ合衆国連邦緊急事態管理庁（Federal Emergency Management Agency of the United States、
略称：FEMA）では、2004 年 12 月のスマトラ島沖地震により発生した大津波を契機に、津波防災に関わるガイドライン「津波からの避難のための構造物の設計ガイドライン（Guidelines for Design ofStructures for Vertical Evacuation from Tsunamis） (FEMA P646) 6-2)」を 2008 月 6 月に発行した。
本章では、ガイドラインの第 6 章「荷重の決定と構造設計クライテリア（Load Determination and
Structural Design Criteria）」から、建築構造物に働く津波荷重について概要をまとめる。
① 静水力学による荷重（Hydrostatic Force）
ゆっくりとした水の流れが構造物に当たる場合に働く荷重で、構造物の反対側と水の高さが大きく異なる場合に作用する。水がすぐに回り込むような小さい構造体には該当しない。
このとき、構造物に働く荷重は次式により与える。

Fh = ρ c AW =1
2
ρ s gbhmax
2(6.2.2-5)

ここに、 ρ c ：静水圧、 AW ：水を受ける壁面積、 ρ s ：堆積物を含んだ流体の比重 (1,200kg/m3)、
g：重力加速度、b：壁の幅、 hmax ：壁に当たる部分の津波高さである。

hmax

1
2
ρ s gbhmax
2bρ s ghmax
図 6.2.2-6 静水力学による荷重(FEMA P646 6-2)より)
津波高さが壁の高さ hw を超える場合には、台形分布の水圧を考えることになり、荷重は

h ⎞⎛
Fh = ρ c AW = ρ s g ⎜ hmax − w ⎟bhmax
2 ⎠⎝(6.2.2-6)となる。津波高さは、津波の遡上高さ R と壁位置の標高 z w との差であり、次式で与える。

hmax = 1.3R * − zW = R − zW

(6.2.2-7)*

ここに、 R は数値シミュレーションや津波浸水マップ等から求められる最大浸水深である。

6-18

② 浮力による荷重（Buoyant Force）
津波の際に、構造物の一部または全体が水に沈んでいる場合に、構造物が押しやった水の体積分の浮力が働く。とくに、自重の軽い木造建物やタンク等に対して考慮すべき荷重である。
このとき、浮力は次式により与える。

Fb = ρ S gV

(6.2.2-8)

ここに、V：構造物が押しやった水の体積である。

図 6.2.2-7 浮力による荷重(FEMA P646 6-2)より)③ 流体力学による荷重（Hydrodynamic Force）
比較的早い水の流れが構造物に当たる際に働く荷重であり、水による圧力と構造物側との摩擦による抗力（drag force）からなる。たとえば構造物が円柱のような場合には、抗力が小さくなる。
このとき、構造物に働く荷重は次式により与える。

Fd =

( )

1
ρ s C d B hu 2 max
2(6.2.2-9)、B：流れが当たる部分の構造物の幅、h：流れのここに、 C d ：抗力係数（ C d = 2.0 が推奨される）( )は流束運動量（momentum flux）である。なお、 (hu )高さ、u：流れ速度、 hu

2

2

max は

(h u )とmax

2
max

は違うことに注意する。つまり、津波高さの最大値と速度の最大値は同時には生じない。数値シミュ
レーション等から求められるものであるが、近似的に次式を用いることができる。
2⎛z⎛ z ⎞ ⎞⎟⎜(hu )max = gR ⎜ 0.125 − 0.235 R + 0.11⎜ R ⎟ ⎟
⎝ ⎠ ⎠
⎝
2

2

(6.2.2-10)

ここに、 R ：津波の遡上高さ、z：建物がある地面の高さ（海抜）である。先に述べたように、 R は**津波の最大浸水高さ( R )の 1.3 倍と考えてよい。 R は浸水マップ等から求めることができる。

6-19

図 6.2.2-8 流体力学による荷重(FEMA P646 6-2)より)④ 衝撃による荷重（Impulse Force）
波の先端が構造物にぶつかることによる力である。実験によれば、最大の荷重は定常な流れによる
荷重 Fd の 1.5 倍程度であることが分かっている。従って、安全側の評価として、衝撃による荷重を次式で与える。

FS = 1.5Fd(6.2.2-11)

図 6.2.2-9 衝撃による荷重(FEMA P646 6-2)より)⑤ 漂流物による衝撃力（Debris Impact Force）
漂流物（丸太、船舶など）が構造物に衝突する力で、損傷を与える主要な原因になるが、正確に求めることは難しい。他の荷重と異なり、構造物に衝突する部分にのみ作用する。
漂流物による衝撃力は、次式により与える。

Fi = C m u max km(6.2.2-12)

ここに、 C m ：付加荷重係数（ C m = 2.0 が推奨される）、 u max ：漂流物の速度、m, k：漂流物の質量と有効剛性である。
6-20

図 6.2.2-10 漂流物による衝撃力(FEMA P646 6-2)より)FEMA P646 では、例として漂流物の質量と有効剛性を以下の表で与えている。
表 6.2.2-1 漂流物の質量と有効剛性の例(FEMA P646 6-2)より)漂流物の速度 u max は、一様傾斜の場合、近似的に次式で与えられる。

z⎞⎛u max = 2 gR⎜1 − ⎟⎝ R⎠(6.2.2-13)⑥ 漂流物が構造物でせき止められて働く力（Damming of Waterborne Debris）
流体力学による荷重として次式で与える。

Fd =

( )

1
ρ s C d Bd hu 2 max
2(6.2.2-14)

ただし、 Bd ：流れが当たる部分の漂流物の幅である。

⑦床スラブに作用する浮力（Uplift Forces on Elevated Floors）
建物内において床の水のレベルが外部よりも下にある場合に、床スラブには局所的に浮力が働く。
このときの浮力は次式で与えられる。

6-21

Fb = ρ s gA f hb

(6.2.2-15)

ここに、 A f ：床面積、 hb ：床部分から外部の水面までの高さである。

図 6.2.2-11 床スラブに作用する浮力(FEMA P646 6-2)より)
なお、壁や柱によって妨げられた水の流れによって、床スラブを持ち上げる力が働くことが分かっている。この力は近似的に次式で与える。

1
Fu = Cu ρ s A f uV2
2(6.2.2-16)

ここに、係数 Cu は 3.0 とする。また、 uV は水が上昇する鉛直方向の速度である。

⑧貯まった水による床荷重の増加（Additional Gravity Loads on Elevated Floors）
床に貯まった水による鉛直荷重の増加を次式により考慮する。

Fr = ρ s gA f hr

(6.2.2-17)

ここに、 hr ：床に貯まっている水の深さである。

図 6.2.2-12 貯まった水による床荷重の増加(FEMA P646 6-2)より)

6-22

例題

津波避難ビルの設計

図 6.2.2-13 例題(FEMA P646 6-2)より)
1) 津波避難ビルの位置： 海から 200m の位置に、幅 10m の津波避難ビルを建設する。土地の勾配を1/50 とすると、建物位置では 4m の海抜高さとなる。
2) 津波の最大遡上高さ(the maximum runup elevation)：津浪浸水マップより、海から 500m の位置
で R* = 10m とする。
3) 漂流物：

長さ 8.53m、直径 0.35m、重さ 450kg の丸太
長さ 12.2m、幅 2.44m、高さ 2.59m、重さ 30tom の船

1) 避難場所の高さの計算
設計遡上高さ R は、マップから求まる最大遡上高さ R*の 1.3 倍より、
R = 13m
したがって、建物位置での地面からの津波の高さは 9m となる。
避難のため 3m の余裕をもたせて避難場所の高さは 12m とすると、４階建てビルの屋上に相当する。
2) 静水圧（Hydrostatic Force）による荷重
１階部分の幅 b=4m、高さ hw=3m の壁に働く静水圧は、壁の地面からの高さをΔz=0.5m とすると、(6.2.2-6)式より

3) 流体力学（Hydrodynamic Force）による荷重

hmax = 13m

建物全体で考える。
まず、流束運動量（momentum flux）は、(6.2.2-10)式より、

12
ρ s gbhmax2

hW = 3mz + Δz = 4.5m

従って、荷重はb = 4mρ s ghmax

図 6.2.2-14 静水圧による荷重
6-23波の先端がぶつかる衝撃力を加味しても、

4) 漂流物による衝撃力（Debris Impact Force）
丸太の場合(6.2.2-13)式より、最大流速 u max および衝撃力 Ft は、流体力学による荷重と足し合わせると、
Ft（衝撃荷重）＋ Fd（流体力学による荷重） =874 + 1260 = 2134 kN
船の場合細かい計算は省略 衝撃力 Ft = 1290 kN 、流体力学による荷重と足し合わせると、
Ft + Fd = 1290 + 1260 = 2550 kN

6-24

6.2.2.3 ASCE が定める浸水荷重の概要
米国土木学会（American Society of Civil Engineering, 略称：ASCE）の定める Minimum Design Loads
for Buildings and Other Structures (ASCE 7-05，2006 年)では、第 5 章に浸水荷重 Flood Loads6-3)が規定されている。本規定は浸水ハザードマップに定められている浸水危険区域での建築物その他の構造物に適用されるものであり、前節で紹介した「津波からの避難のための構造物の設計ガイドライン（Guidelines for Design of Structures for Vertical Evacuation from Tsunamis）(FEMA P646) 6-2)」のなかでも引用されている。なお、ここで浸水の要因となる事象としては、津波だけでなく潮汐や高潮等も対象としている。
本節では ASCE-7 の浸水荷重に係る規定の概要をまとめる。
（１）用語の定義
第 5 章 5.2 節では、浸水荷重に係る一連の用語が定義されている。以下に主な用語をまとめる。
Base Flood（基本浸水）：所与の期間中で超過確率が 1％の浸水。
Base Flood Elevation (BFE)（基本浸水高さ）：所与の期間中で超過確率が 1％の浸水の高さ（波高も含む）。
Breakaway Wall（分離壁）：浸水の作用を直接受ける壁のうち、非耐力壁に相当するもの（not required
to provide structural support）。基本浸水又はそれ以下の浸水のもとで、水の流れを妨げないよ
う、かつ、上部構造や基礎に損傷を与えないように壊れるよう設計施工された壁をさす。
Coastal A-Zone（湾岸 A 区域）：特別浸水危険区域内のうち、V 区域の内陸側又は開けた湾の内陸側をさす。A 区域に指定されるためには浸水の発生源が潮汐、高潮、入江での静振、津波であることが必要で、想定される波高が基本浸水時に 0.46m（1.5ft）以上であること。
Coastal High Hazard Area (V-Zone)（湾岸高危険区域(V 区域)）
：特別浸水危険区域内のうち、沖合から砂浜の範囲、さらに暴風や地震によって引き起こされる速い速度の波の作用を直接受ける区域をさす。この区域は浸水保険料率マップ（Flood Insurance Rate Maps）で V, VE, VO, V1-30 と指定されている。
Design Flood（設計浸水）：以下の 2 つの浸水事象のうち大きい方。(1) 浸水保険料率マップ上で指定された区域での基本浸水、(2) 当該地域の浸水危険区域として指定された区域での浸水。
Design Flood Elevation (DFE)（設計浸水高さ）：設計浸水の高さ（波高 wave height を含む）を表し、地域の浸水危険度マップのデータに対応する。
Flood Hazard Area（浸水危険区域）：基本浸水時に浸水の危険性のある区域。
Flood Hazard Map（浸水危険度マップ）：行政が採用した浸水危険区域を表すマップ。
Flood Insurance Rate Map (FIRM)（浸水保険料率マップ）：連邦保険減災本部（Federal Insurance and
Mitigation Administration）が特別浸水危険区域とリスク割増地区とした範囲の公式マップ。
Special Flood Hazard Area（特別浸水危険区域）：所与の期間中で浸水を受ける確率が 1％以上の区域。この区域は浸水保険料率マップで A 区域又は V 区域として定められている。
（２）設計要件
浸水時を想定した設計に当たっては、5.3.2 節で浸水事象によって地面が浸食される影響（G.L.の減少）や局部的に洗掘される影響を荷重算定時に考慮することとされている。
また分離壁 Breakaway Wall は、構造体との接合部も含めた壁が浸水作用時に分離するよう、以下の
6-25

荷重の最大値を用いて設計しなければならない（5.3.3 節）。
1． ASCE7 の第 6 章に定める風荷重
2． ASCE7 の第 9 章に定める地震荷重
3． 0.48kN/m2（３）浸水荷重の算定
浸水危険区域での建築物の構造設計は設計用浸水に基づくこととされており、5.4 節で浸水時の荷重算定の方法が定められている。以下にその概要をまとめる。
１）静水力学による荷重 Hydrostatic Loads（5.4.2 節）
DFE レベルまでに達する水深による静水圧は全面で考慮すること。引抜き力や水平力の低減は、浸水の出入りがある場合のみ適用される。
２）流体力学による荷重 Hydrodynamic Loads（5.4.3 節）
水流の動的効果は流体力学に基づく解析を通して検討すること。ただし、速度が 3.05m/s 以下の場
合は、次式に示す等価割増し深さ dh を上流側の壁での DFE に加えることによって、静水力学による荷重と等価な荷重とすることができる。

dh =

aV 2
2g

(6.2.2-18)

ここで、V：平均流速、a：抗力係数（＞1.25）。ここで得た等価荷重は、水の流れる方向に直交する壁に対して高さ方向に一様に分布させる。一方、水の流れる方向に並行する壁に対しては DFE までの高さの静水力学による荷重を分布させる。
３）波浪荷重 Wave Load（5.4.4 節）
波浪荷重は以下のいずれかの方法で計算しなければならない。
(1) 本節に定める方法(2) 数値解析（数値モデル）(3) 実験（物理モデル）
波浪荷重は波が水面を伝播して構造物に当たることによって生ずるもの。波浪荷重を受ける建築物の設計に当たっては、建築物各部での砕波(breaking wave)、浅瀬での揚力、建築物各部への遡上波、抗力や慣性力、摩擦力を考慮しなければならない。波浪荷重は V 区域と A 区域で考慮され、V 区域での波高は 0.91m 以上、V 区域より陸側での波高は 0.91m 未満とする。
砕波以外の波浪又は砕けた後の波浪は、5.4.2～5.4.3 節に定める静水力学又は流体力学による荷重を用いて計算すること。砕波による荷重は 5.4.4.1～5.4.4.4 節に定める手順によって計算し、砕波高
は(6.2.2-19)～(6.2.2-20)式によって計算すること。

H b = 0.78 d s(6.2.2-19)

ここで、Hb：砕波高、ds：局所的な静水深 local still water depth である。
局所的な静水深はより高度な解析や実験によるほか、(6.2.2-20)式で計算すること。

6-26

d s = 0.65 (BFE − G )(6.2.2-20)

ここで、BFE：基本浸水高さ、G：地上レベルである。
４）鉛直な壁に作用する砕波荷重 Breaking Wave Loads（5.4.4.2 節）
鉛直な壁に作用する最大波圧及び最大波力は次式で算出すること。

Pmax = C p γ w d s + 1.2γ w d s(6.2.2-21)

Ft = 1.1C p γ w d s 2 + 2.4γ w d s 2(6.2.2-22)、
ここで、Pmax：動的な波圧 C p γ w d s と静的な波圧1.2γ w d s との和の最大値（shock pressure とも言う）

Ft：静水深付近で作用する単位長さ当たりの波力（shock, impulse, or wave impact force とも言う）、
Cp：動圧係数 dynamic pressure coefficient（1.6＜Cp＜3.5）、γw：水の単位重量、ds：砕波地点での静水深である。
この方法は、壁の前面で波が反射又は波立ち、その際に静水深レベルから 1.2ds の高さまで波頭が達することを想定したものである。したがって壁に対する波圧分布は図 6.2.2-15(a)のようになる。
さらにこの方法は、壁の背面では水が回り込まないこととしている。したがって、壁の背面に自由流れがある場合は、
同図(b)のように壁の前後で静水圧がキャンセルされるので波力は次式で算出される。

Ft = 1.1C p γ w d s 2 + 1.9γ w d s 2(6.2.2-23)

Vertical wall

Vertical wall
Crest of reflected wave

1.2ds

Dynamicpressure （動的な波圧分布）

Dynamic（動的な波圧分布）
pressure

2.2ds

2.2ds

1.2ds

Crest of reflected wave

Still water level
（静水深）
ds

ds

Still water level（静水深）Net hydrostatic（静的な波圧分布）
pressure

Hydrostatic（静的な波圧分布）
pressure
Ground elevation

Ground elevation(a)壁の背面に浸水しない場合(b)壁の背面にも浸水する場合

図 6.2.2-15 鉛直な壁に作用する砕波荷重５）衝撃荷重 Impact Loads（5.4.5 節）
衝撃荷重は、漂流物が建築物に衝突する際の荷重である。衝撃荷重は適切な方法によって、DFE 以
下の高さの最もクリティカルな箇所での「集中荷重」として算出しなければならない。

6-27

6.2.2.4 津波映像からの流速推定
津波による建築物の被害を検討する上で、陸に遡上してからの津波の流速は重要な要素の一つとなり得る。そこで津波時のビデオ映像をもとに、陸域での津波の流速計測を試みた。計測にあたっては、
具体的な場所及び目印となる建築物・道路等を特定する必要があるため、計測に利用出来るビデオ映像は限定される。
以下、現時点で測定出来た宮城県の名取川左岸地区での事例について示す。
(1)対象地区と計測方法
ＮＨＫで放送されたビデオ映像のうち、場所や目印となる建築物・道路等を航空写真と照合することが出来た名取川上空からのビデ
オ映像を用いた。
津波の流速を計測した箇所は名取川左岸地
区（仙台市若林区藤塚周辺）であり、海岸線
計測箇所

から約 1km ほど内陸での計測を試みた（図6.2.2-16）。
計測方法は、ビデオ映像から津波の位置が国土地理院提供特定出来る２つの計測点（概ね津波の進行方

図 6.2.2-16 津波の流速を計測した地区

向上と平行）を目視で抽出した上で、距離及び時間を下記により求めて速度を計測した。
距離：２点間の距離を GIS 上で計測

時間：海側の計測点に津波が到達した時刻を 0 秒とし、陸側の計測点に津波が到達した時刻をビデ
オのタイムカウンタから取得(2)計測結果
海岸線から約 1km 陸側での名
取川左岸地区での津波の流速は、計測点間の距離が約 268ｍ、海側の計測点から陸側の計測点に陸側計測点：
津波到達時刻は
約 38.5 秒後津波が到達に要した時間は約38.5 秒であることから、268m／

約268m

38.5 秒＝約 7m／秒（約 25km／時）と推定された（写真
6.2.2-1）。

概ねの津波の進行方向
海側計測点：
津波到達時刻を0 秒とする

約1km

国土地理院提供

写真 6.2.2-1 名取川左岸地区での津波の流速計測

6-28