地震被害を受けた建築物の復旧工事における注意点
独立行政法人労働安全衛生総合研究所
建設安全研究グループ 上席研究員

高梨

1. はじめにわが国は、世界有数の地震多発国であり、過去には幾度も巨大地震によって、建築物ので、今なお多く存在 1）2）している構造形式の建築物の一つに木造住宅が挙げられる。そこ
で、昭和 56 年以前に建設された木造 2 階建住宅を研究対象とした。

倒壊などの被害を受けてきた。現在も東海、建築物は最大耐力に達する変形を経験する

東南海地震および関東地方を中心とした首都と、余震による倒壊危険性が高くなる 3）。そ圏直下型地震の発生が危惧されている。こののため、災害復旧工事を行うに当たり、当該ような自然災害に対して、建築物の被害を完建築物が最大耐力に達する変形を経験してい全に回避することは、経済性や機能性確保のるか否かの判定を行うことが重要である。そため困難であるため、災害が発生した後には、のため、外壁などの損傷状況と建築物に残さ建築物の解体・撤去工事や補修工事が必要にれた耐力の関係を調べることを目的とした実なる。そのためには、作業員が損傷を受けた験を行った。

建築物に近接する必要があるが、被害を受け実験で使用した試験体は、木造 2 階建住宅た建築物は不安定になっているため、余震にの一部を取り出したものとした。試験体の軸よって倒壊する危険性が高くなっている可能

組図※ 1 の一例を図 1 に示す。実験では、図 1性が高い。そこで本稿では、地震によって損に示した軸組の他、筋かいを省略した試験体傷を受けた建築物の倒壊危険性を外壁などのも作成した。各試験体の仕上げは 2 種類とし、損傷状況から簡易に推定する方法および簡易一方の外壁はモルタル仕上げ、もう一方の外な補強による倒壊防止対策について記すこと

壁はサイディング※ 2 とした。本稿では、それにする。
図1 試験体軸組図

2. 実験概要および目的※1
軸組図
住宅の設計段階で作成される設計図面の一つで、建物の垂直面の骨組みを示すもの。
※2
サイディング
外壁材の一種で、外壁に張る板状の外壁材の総称。
サイディングは工場で生産された製品で品質が均一、かつ比較的低価格な外壁材である。

28成次 Seiji Takanashi

日本における建築物の主な構造形式は、鉄筋コンクリー ト造、 鉄骨造、 鉄骨鉄筋コンクリート造、木造などと多岐にわたるが、これらの構造形式の中で、建築物の階数、スパン長、スパン数が限定的であり、新耐震設計法（昭和 56 年施行）が施行される以前に建設された比較的強度が低いと考えられる建築物

ぞれをモルタル試験体、サイディング試験体

験体の荷重※ 4 - 変形関係を示す。本実験におと称すことにする。

いては、すべての試験体が、変形角 10 × 10-3

実験における載荷方法は、 動的実験と静～ 20 × 10-3 rad. の範囲で最大耐力を発生し的実験の 2 種類とした。 加力スケジュ ー ル

たが、この変形角における損傷状況の一例を

における目標変形角 ※ 3 は 1/450、 1/300、

図 3 に示す。試験体「既 - 付」は、変形角 15 ×1/200、1/150、1/100、1/75、1/50、1/30

10-3 rad. 程度で最大耐力を発生したが、そのとした。試験体の変形角がそれらの変形角に前後での損傷状況の違いは、ひび割れの本数達したことを確認した後に、加振または加力やひび割れの長さ程度であり、これらの差をを終了した。

客観的に示すことは困難であった。そのため、壁面全体としてのひび割れの状況から、当該

3. 外壁がモルタルの場合建築物が最大耐力を発生する変形を経験しているか否かの判断をすることは合理的ではな

外壁に使用したモルタルは、現場調合モルいことが分かった。これらの観測と同時に、タルと既調合モルタルの 2 種類とした。軸組開口隅角部のひび割れ幅の計測を行った。実の種類は、筋かいが有る物と無い物の 2 種類

験中は常にひび割れ幅を計測した。ひび割れとした。試験体の種類と名称を表 1 に示す。

幅を評価するタイミングは、建物の変形角が加力方法は、振動台実験による動的加力とし目標変形角に到達した後に加振を終了し、自た。損傷状況の観測は、ひび割れの発生部位、由振動が収束した時点とした。

発生角度、長さおよび幅とした。図 2 に各試

図 4 に試験体全体の変形角とひび割れ幅の

表1 モルタル試験体の試験体名称

図2 モルタル試験体の変形角と慣性の関係

現-付

慣性力
（KN）

現-無
既-付
既-無

※3
変形角
層間変位（上の階と下の階の水平変位）/ 階高のこと。

変形角（×10-3rad.）
慣性力：動的実験における荷重：（試験体上に設置した錘の水平方向の加速度）×（錘の質量＋試験体の質量の半分）※4
荷重
静的試験においてロードセル（荷重センサー）で測定した力のこと。

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図3 「既 - 付」のモルタルのひび割れ状況

変形角とひび割れ幅の関係

ひび割れ幅（mm）

図4現-付現-無既-付既-無変形角（×10-3rad.）関係を示す。いずれの試験体においても、最に近接する場合には、十分な注意を要すると大耐力を発生する変形を経験した後の、残留ともに、建築物内への侵入は避けるべきであ

ひび割れ幅は 1.0㎜～ 2.5㎜程度であった。

ると考えられる。

モルタル試験体では、最大耐力発生時の変形角の 2 倍の変形角に達した時の耐力は、最大耐力の 50 ％程度となっていることが図 2※5じん性物質の粘り強さを表す技術用語。

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4. 外壁がサイディングの場合より分かる。このように、最大耐力発生後の外壁がサイディングの場合には、加力方法耐力低下が著しい脆性破壊的な破壊性状を示を振動台による動的実験と油圧ジャッキによす建築物が、最大耐力を超える損傷を受けたる静的実験を実施した。試験体の名称を表 2場合には、本震による倒壊を免れたとしても、に示す。各試験体の荷重 - 変形関係を図 5 に示

余震によって倒壊する危険性が高くなる。そす。
すべての試験体で、変形角が 20 ×10-3 rad.のため、安全側の評価として、地震終了後に程度で耐力が頭打ちになっている様子が分か損傷を受けた建築物の開口部のひび割れ幅をるが、その変形角の 2 倍の変形角に達した時観測し、その幅が 1㎜を超えていたら当該建の耐力低下率は 10％～ 20％程度と小さめで築物は、余震による倒壊危険性が高いと考えあったため、じん性※ 5 が高い破壊性状であっられるため、そのような損傷を受けた建築物たと判断することができる。そのため、倒壊

表2 サイディング試験体の試験体名称

図5 サイディング試験体の変形角と荷重の関係

動-付静-無慣性力（KN）

動-付静-無変形角（×10-3rad.）
荷重：静的試験においてロードセル（荷重センサー）で測定した力または動的試験においては慣性力

図6 「動 - 付」の損傷状況 変形角：50×10-3 rad.

図7 試験体の変形角と釘の抜け出し状況の関係
静-付動-無静-無抜け出した釘の割合

動-付変形角（×10-3rad.）に対する危険性は比較的小さいと考えられるの増加に伴いそのひび割れが進展したが、そが、震度階 5 を超える余震が何度も入力されれらを客観的な尺度で評価することは困難でた場合には、倒壊する危険性は少なくないとあった。図 6 中の●は、サイディングを固定考えられる。

している釘が 2㎜以上抜け出したか、完全に

図 6 に外壁の損傷状況の一例を示す。特徴

抜け落ちてしまった釘の位置を表す。それに的な損傷は、サイディングボードのひび割れ

対して、○は初期状態と変化が無い釘あるいや剥がれなどの他、サイディングボードを固は、抜け出し量が 2㎜に満たない釘の位置を表定している釘の抜け出しであった。
サイディンす。図 7 に釘の全数に対する抜け出し量が 2㎜

グボードのひび割れは、変形角 10 × 10-3 rad.

以上となった釘の本数の割合と試験体の変形程度から、開口部の隅角部に発生し、変形角角の関係を示す。最大耐力を発生する変形角SE 170 2013. MARCH

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20 × 10-3 rad. においては、概ね全数の 10％のメータは写真 1 中の筋かいの A 部、B 部および釘が、2㎜以上抜け出していることが分かる。

C 部の固定方法とした。加力方法は、静的加このことから建築物全体として、全釘本数の力による一方向単調載荷とした。

10％程度の釘が 2㎜以上抜け出していたら、当表 3 に筋かいの固定方法と実験で得られた

該建築物は余震による倒壊危険性が高いと考最大耐力を示すとともに、せん断力係数※ ６ をえられるため、そのような損傷を受けた建築示した。せん断力係数は、想定建築物の屋根物に近接する場合には、十分な注意を要する荷重、外壁荷重、床荷重などを考慮して算出とともに、建築物内への侵入は避けるべきでした 42kN で最大耐力を除した値とした。

あると考えられる。

簡易補強を行う以前の試験体の最大耐力は1.22kN であり、せん断力係数に換算すると5. 損傷建築物に対する補強効果え、最大耐力は 6.92kN まで回復している。この耐力をせん断力係数に換算すると 0.16 にいくつか提案されており、建築物の倒壊を防なる。この数字は、建築物の一次設計時に用い止するための応急措置の方法として、 残余られるせん断力係数の 0.2 には及ばないもの水平耐力向上策と転倒防止策が考えられていの、仮設構造物である型枠支保工に求められる。残余水平耐力向上策としては、仮筋かいるせん断力係数の 0.05 を上回る結果となっを設ける方法、開口部に合板などの面材料をた。さらにタイプ B およびタイプ C おいては、釘打ちするなど、壁を増設する方法が挙げら

両補強方法ともにせん断力係数が約 0.25 とれている。転倒防止策には、角材などでつっなり、建築物の一次設計時に用いられるせんかい棒を設ける方法が挙げられている。それ断力係数の 0.2 を上回る結果となった。これ

らの方法は、比較的容易に実施可能であり、らの結果より、補強方法によっては十分な耐一定の効果が期待できると考えられる。しか力を発生することがわかった。しかしながら、しながら、それらの効果が定量的には示されいずれの補強方法によっても、最大耐力を発た例はほとんどない。そこで、残余水平耐力生した後の剛性低下は著しかった。これらを向上策としての仮筋かいを設ける方法に対し総合的に考えると、気象庁が公表している震て、その効果を定量的に示すこととした。実度階 3 程度の余震に対しては、タイプ B、タイ験で用いた試験体を写真 1 に示す。実験パラ

プ C の補強方法は、倒壊防止対策として有効

写真1 筋かいによる補強例

32て最も簡便な補強であるタイプ A においてさ

震災後の復旧技術に関する提案 は、既に
4）※6
せん断力係数多層建物の地震応答において、r 階に生ずる水平せん断力の最大値を
r 階より上の 全 質 量で割った係数。

0.03 と非常に小さい値であった。これに対し

表3 補強方法および最大耐力一覧

固定しない

固定しないであると判断できるが、それ以上の地震が発かった。そのため、それらの損傷を認識した生した場合には、倒壊する危険性があると判ら、そのような損傷を受けた建築物に近接す断される。そのため、震度階 5 以上の余震がる場合には、十分な注意を要するとともに、発生している地域においては、余震活動が鎮建築物内への侵入は避けるべきであるという静化するまで作業を延期するか、さらに効果ことがわかった。

的な補強方法の提案が望まれる。

さらに、それら損傷を受けた建築物に対して、震災後の混乱時においても対応可能であ

6. まとめろうと考えられる、簡易な方法によって補強された試験体を用いた加力実験を試みた。そ地震によって被害を受けた木造建築物の復の結果、本稿で示した方法は、震度階 3 の余旧工事を行う際に、余震などにより当該建築震に対しては、有効であると考えられるが、物が倒壊する危険性を推定するためには、当それを超える大きさの地震が発生した場合に該建築物が保有している残余水平耐力を推定は、倒壊する危険性が残ることがわかった。

する必要があると考えられる。そこで、最も簡単な判定方法として当該建築物が、すでに最大耐力を発生する程の被害を受けているのか否かの判断を外観上の被害状況から推定することを試みた。その結果、外壁がモルタル仕上げであれば、窓や出入口などの開口部のひび割れ幅が 1㎜を超えていたら、最大耐力を発生する変形を既に経験しており、外壁がサイディングであれば、サイディングを固定している釘の全数に対する 10％程度が 2㎜以上抜け出していたら、最大耐力を発生する変形を既に経験していると判断できることが分

参考文献
1）日本の住宅の建築時期別残存率，松浦晶子，太田昭夫，日本建 築 学 会 大 会 学 術講 演 梗概 集（東北），2000 年 9 月，
pp.1091-1092
2）建築物残存率曲線のモデル化と推定，清水貴雄，大佛俊泰，
日本建築学会大会学術講演梗概集（関東），2001 年 9 月，
pp.217-2181-2
3）高梨成次他：旧基準で建てられた木造住宅の倒壊に対する安全限界の研究（その 15 本震による損傷度と余震の大きさをパラメータとした地震応答解析），日本建築学会大会学術講演梗概集（東海）、2012 年 9 月
4）震災建築物の被災度区分判定基準および復旧技術指針，財団法人日本建築防災協会，監修 国土交通省住宅局建築指導課 .2001 年 9 月 1 日

たかなし●せい平成元年日本大学大学院修了後、戸田建設（株）を経て、
平成 9 年 4月、産業安全研究所（現（独）労働安全衛生総合研究所）に入省。以降、建設現場の安全に関する研究に従事。博士（工学）、一級建築士。

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