日本建築学会大会学術講演梗概集（関東） 2011 年 8 月

20060

基礎構造の耐震診断方法の整備
正会員○金子 治 *1
同中井正一 *2
同
二木幹夫 *3
基礎構造

耐震診断

目標性能

１．本研究の目的
既存建築物の耐震診断は，構造体全体にわたって実施すべきものであるが，基礎構造及び敷地地盤については大地震時の耐震性能評価の方法が確立されておらず，耐震診断手法もいくつかの提案はあるものの普及はしていない．しかしながら上部構造と基礎構造は一体の構造物であって，上部構造を安全に支持するためには基礎構造にも上部構造と同等の耐震性能を持たせるべきである．そのため，既存構造物の耐震診断においても，基礎構造について上部構造と同等の診断を行うべきである．
また，現行法規 1)の考え方では基礎構造の損傷が建築物の崩壊や人命の安全に直接影響を及ぼさないものとして，大地震時の基礎構造の耐震性の検証は義務付けられていない．しかしながら，1995 年兵庫県南部地震では敷地地盤の液状化が上部構造物の大破につながった例 2)があり，人命に関わる可能性はある．また，資産価値の確保や財産の保全の観点からは，地盤や基礎構造の損傷により建築物が傾斜すれば，上部構造の耐震性が確保されていたとしても，地震後の建築物の機能維持や避難経路の確保に支障が生じて継続使用できず，建築物としては取り壊しを余儀なくされるリスクもある．
著者らは，大地震時における既存建築物の基礎構造の表1A

耐震安全性を評価し，継続的な使用や上部構造の支持性能の確保などの目的に応じた地盤及び基礎構造の限界状態を保証するための耐震診断方法の整備を進めており，本報ではその考え方について示す．
２．基礎構造の目標性能及び適用対象上部構造を支持し継続使用を可能とするという基礎構造の機能上から，耐震診断により保証される大地震に対する目標性能として，表 1 に示すような３つのレベルとそれに対応する限界状態を想定する．この表から，対象建築物の重要度や機能あるいは建物種別，地盤条件や診断に必要な情報量に応じて保証レベルを選定する．なお，現行法規で基礎構造に要求される最低レベルを保証する意味で，保証レベル B,C について診断する建築物でも，中地震に対しても保証レベル A に準じた性能確認（短期許容応力度設計相当）を行うことが望ましい．
適用対象としては上部構造の耐震診断・耐震改修を実施した建築物及び耐震改修促進法でいう「特定建築物」が考えられ，液状化のおそれのある地盤など，地盤の支持性能不足のために上部構造の転倒・崩壊につながることが懸念される場合も実施が望ましい．これら以外でも建物所有者の自主的判断で実施することも考えられる．

耐震診断の保証レベルと限界状態の例
B

長期継続使用の保証

建築物の機能維持の保証

C

空間確保の保証，上部構造の耐震診断･補強の担保

地盤押込み側・引抜き側それぞれ 2箇所以上で*降伏支持力 Py ある
いは降伏沈下量・引抜き量 S yを超えない

基礎構造の破壊・降伏により支持性能を一部喪失して，上部構造に継続使用不能な沈下・傾斜等が生じることなく，地震後も建 築 物 の 機 能 を 維 持 し た状態
で継続使用が可能
押込み側・引抜き側それぞれ 2箇所以上で極限支持力 Pu あるいは極限沈下量・引抜き量 Suを超えない

杭体

半数以上*が降伏曲げモーメン
ト My を超えない，かつ 1 箇所でも許容せん断力 Qy を超えない

半 数 以 上 が 終 局 曲 げ モ ーメン
ト Mu を超えない，かつ 2 箇所以上で終局せん断耐力 Qu を超えない

半数以上が限界曲率 m を超えない，あるいは深度方向 2 箇所
以上で終局曲げモーメント Muを超えない，かつ半数以上で終局せん断耐力 Qu を超えない

基礎ばり及びパイルキャップ

杭体と同じ杭体と同じ半数以上 Mu 及び Qu を超えない

限界応答塑性率1 以下

4 以下 3)残留変形 5)

RC 造 最大 1/60 以下
S 造 最大 1/300 以下

RC 造 最大 1/30 以下
S 造 最大 1/100 以下

既製杭以外 8 以下，既製杭 5 以下 4)
RC 造 最大 1/30 以下
S 造 最大 1/75 以下

保証レベル

上 部 構 造 の 耐 久 性 に 影 響する
基礎構造の損傷や過大な沈下・残留沈下・傾斜などの変形が生じることなく，建築物を長期的に継続使用が可能

基礎構造の破壊により地盤・基礎構造部材が支持性能を完全に喪失することなく，上部構造は転倒・倒壊せず，地震後も上部構造の空間は確保される
半数以上が極限支持力 Pu ある
いは極限沈下量 Su を超えない

限界 状 態*中地震に対しては「1 箇所でも」と読み替える
Evaluation of Seismic Capacity for Building Foundations,
KANEKO Osamu, NAKAI Shoichi and FUTAKI Mikio― 119 ―

・適用範囲外・診断不要
３．基礎構造の耐震診断方法・手順
事前判断 1
診断終了
２．の目標性能や適用対象を考慮し，基礎詳細な診断を行う
構造の耐震診断手順として図 1 に示すような：保証レベルＡ・Ｂ・Ｃ
情報不足
(表１)
フローを提案する．
診断不可
事前判断 2
本 手順 では 最初に 適用 範囲 の確 認を行 っ・概略的診断を行う：保証レベルＢ(表１)相当 ・直接基礎た上で，保証レベルを考慮して診断手法を選１次診断定する「事前判断」を行う．ここで，診断を過去の被害例に基づく診断進めるためには必要 な情 報が得られていることを原則とし，情 報が 不足する場合には耐震性あり（耐震性なし）耐震指標(Isf 値)「診断不可」とする．
具 体的 な診 断手法 とし ては 上部 構造の 耐耐震性なし・疑問
個別解析必要
震診断に準じて，概略的な手法を「１次診断」，２次診断詳細な手法を「2 次診断」と呼ぶこととする．
静的応力解析(単杭･分離)
１ 次診 断は 過去の 地震 の被 害事 例に基 づいて提案された耐震診断指標（Isf）を用いた（個別解析実施）
目標性能満足個別解析による診断
応答値⇔限界値
診断手法 6)であり，基本的には 1995 年兵庫県
地震応答解析または一体解析
南部地震あるいは 1978 年宮城県沖地震相当
目標性能以下の地震動に対する安全性が確認される．なお，
耐震補強の検討
目標性能・限界状態
１次診断は概略的手法であるため，「耐震性総合的判断目標性能以下なし」と判断された場合も即耐震補強の検討
目標性能満足を行うのではなく，詳細な診断法を行うこと
診断終了が望ましい．また，直接基礎は地盤の支持性
図 1 基礎の耐震診断フロー能が高いと考えられ，１次診断のみの判断でよい．
軸力2 次診断は，杭基礎を対象に図２に示すようなモデル
杭頭水平力を用いて表２に示す外力に対する静的応力解析を行い，得られた応答値と保証レベル（目標性能）に応じた限界状態・限界値との比較により診断を行うもので，建築物の目標性能に応じた保証レベルの診断が可能である．
さらに，より複雑な形状の地盤や構造物を対象とする 地盤変位場合や上部構造の影響あるいは動的な効果をより厳密に考慮したい場合には，それぞれの条件に応じて個別に動的解析や静的荷重増分解析により診断する方法も診断者の判断と責任で採用できるものとする．なお，詳細な診単杭(変動軸力小)分離（変動軸力大・２次元または３次元）
断・解析を行うことで精度や安全性の向上ははかられるが，必ずしも経済性の向上にはつながらない場合もある
図 2 ２次診断用応力解析モデル例
ことに注意が必要である．
る研究委員会」（(財)ベターリビング）の成果に基づく
2 次診断あるいは個別解析により目標性能を満足しなものである．関係各位に深謝します．
いという結果になった場合は，施工性を考慮した耐震補
参考文献 1)2007 年度版建築物の構造関係技術基準解説書,p.262,
強工法の選定やその設計，建替えとの費用対効果の比較
2)山肩他,市立西宮高校の震災被害調査結果に関する考察,日本建築学会大会学術講演梗概集 B,pp37-38,1996, 3)道路橋示方書 Ⅳ下部構など総合的検討を行い，補強の実施について判断した上
造編,2002, 4)鉄道構造物等設計標準・同解説 耐震設計,2001, 5)二木で診断終了とする．
他，建築基礎の被災度区分判定指針及び復旧技術例,建築研究資料

謝辞

本研究は「基礎構造の耐震診断指針の整備に関す
表2

１次診断

２次診断

個別解析

*1*2
*3

No.90,1997, 6)丸岡他,既存建物基礎の耐震診断に関する一提案,日本建築学会技術報告集,第 8 号,pp.85-90,1999

基礎構造の診断のための外力・耐震判定指標

基礎の耐震判定指標 Isf0 =Esf･Z･G･U， Esf：耐震判定基本指標
上部構造の耐震診断結果(q 値,Is 値)，保有耐力に相当する層せん断力とそれに対応する地下震度による水平力を合わせた杭頭水平力，及びサイト特性を考慮した診断用地震動による応答変位
サイト特性を考慮した診断用地震動による応答解析または限界耐力計算もしくは構造物の動的特性を考慮した方法により求めた杭頭水平力，及び診断用地震動による応答変位（中地震時）標準せん断力係数による設計用せん断力と地下震度による水平力を合わせた杭頭水平力①動的：サイト特性を考慮した診断用地震動（解放工学的基盤上の加速度応答スペクトル）②静的：２次診断に準じる*1 Toda Corporation*2 Chiba University*3 Center for Better Living

戸田建設
千葉大学
ベターリビング― 120 ―