資料６•

平成24年5月6日12時40分頃、茨城県つくば市では、北条地区、大砂地区及び北部工業団地を中心に竜巻による建築物被害が発生した。気象庁の発表によると、同地域での突風現
象はフジタスケール
フジタスケールF3F3（平成（平成2424年年6月8日に変更）の竜巻によるものと推定されている。
変更）•

5月6日にはつくば市内だけでなく、茨城県筑西市等(フジタスケールF1)、栃木県真岡市等(同F1～F2) 福島県大沼郡(同F0)でも竜巻が同F1～F2)、福島県大沼郡(同F0)でも竜巻が確認されている。

国土技術政策総合研究所と建築研究所では、被害発生直後より建築物の被害形態や被害分布を把握
国土技術政策総合研究所と建築研究所では被害発生直後より建築物の被害形態や被害分布を把握するための現地調査を実施した。
http://www.nilim.go.jp/lab/bbg/saigai/h24tsukuba/h24tsukuba.pdf 速報（日本語） H24.5.8
http://www.nilim.go.jp/lab/bbg/saigai/h24tsukuba/h24tsukuba-e.pdf 速報（英語） H24.5.25
http://www.nilim.go.jp/lab/bbg/saigai/h24tsukuba/wind.pdf 転倒した木造建築物に作用した風速の推定
転倒 た木造建築物 作
た 速 推定 H24. 6.19
人的被害（人）
死者1

つくば市 (平成24年6月25日)

住家被害（棟）

負傷者
重症中等症

軽症

0

532

全壊

大規模
半壊

半壊

一部部
破損

計

89

35143384651

被害の中心

竜巻の中心経路

30

543
21（棟）

25

約35m

20
転倒住宅

15
10
50‐180 ‐140 ‐100 ‐60 ‐20 20(m)(m)

60 100 140 180* 奥田・喜々津・西村：強風被災度ランク、第19回風工学シンポジウム論文集（2006）**宮城弘守：提供写真に写った竜巻の方位角測定結果、2012
国土技術政策総合研究所と建築研究所の現地調査等による被害評価（強風被災度ランク
国土技術政策総合研究所と建築研究所の現地調査等による被害評価（
強風被災度ランク*

国土地理院撮影


内閣府の被害認定基準とは異なる）被害の幅は最大で約）被害の幅は最大で約450450ｍで、ｍで、竜巻の映像から推定し竜巻の映像から推定した竜巻中心の経路**と被害の中心は約と被害の中心は約35m35mずれる。
ずれる。

2

1.
1.建築物
建築物の構造の構造躯体の被害
躯体の被害① 木造建築物の上部構造の木造建築物 上部構造 転倒
木造建築物の上部構造の転倒
転倒・・倒壊・飛散・飛散・移動② 木造建築物の木造建築物の小屋組の破壊・飛散
小屋組の破壊・飛散③ 鉄骨造建築物の残留変形又は鉄骨造建築物の残留変形又は転倒
転倒

2.
2.建築物の外装材等の非構造部材
建築物の外装材等の非構造部材
建築物外装材等 非構造部材の被害① 木造建築物の屋根ふき材の飛散② 鉄骨造建築物
鉄骨造建築物のガラスの損傷・屋のガラスの損傷・屋根ふき材の飛散③ RC
RC造建築物
造建築物のガラスやベランダ手のガラスやベランダ手すりの損壊・内装材の被害④ 飛来物の衝突
飛来物の衝突による被害
による被害

3.
3.その他の被害
その他の被害① 塀の倒壊② 電柱・標識の電柱・標識の折損
折損・傾斜・傾斜③ 樹木の折損・樹木の折損・倒木倒木④ 乗用車の乗用車の横転
横転・移動横転・移動
移動3A) 風圧力

飛散物B) 気圧差（竜巻の中心付近）

移動

竜巻の旋回流の水平方向と鉛直方向の速度成分
飛散物
・地表面付近では水平方向の速度成分が卓越する。
・建築物全体を水平方向に押すだけでなく、屋根面には負圧水平方向の（鉛直方向上向き圧力）も発生する。
旋回流風速分布・開口部や外壁が破損し、建築物の内圧が上昇することもある。
開口部や外壁が破損し 建築物の内圧が上昇することもある
竜巻内の竜巻渦内の低い気圧と大気圧との差
気圧分布
・屋根や建築物全体に上方向の力として作用する。
上向きの力
力・竜巻をランキン渦と仮定すると、竜巻の藤田スケールと気圧 上向き降下量には凡そ右下の関係がある。

横向きの力C) 飛来物
・建築物等の部材・什器・樹木・車両などが建築物の外皮に衝建築物等の部材 什器 樹木 車両などが建築物の外皮に衝突し、場合によっては貫通する。

○被災木造住宅の転倒が生じる風速の下限値の推定

建物の自重
藤田スケール(m/s)

中心での気圧降下(kN/m2)

F0(32未満)

-

1.2-

0.6

F1(33-49)

1.2 -

2.8

0.6 -

1.4

F2(50-69)

3.0 –

5.6

1.5 -

2.8

F3(70-92)

5.8 – 10.2

2.9 -

5.1

F4(93-116)

10.4 – 16.2

5.2 -8.1

F5(117-141)

16.4 – 24.0

8.2 - 12.0

1) Ａ）風圧力のみ： 97m/s2) Ａ）風圧力＋Ｂ）気圧差： 61～67m/s→気象庁は国総研・建研のほか複数の研究機関の風速推定結果を参考にF2
F2からからF3F3に変更に変更（H24.6.8）

最大風速半径での気圧降下(kN/m2)

水平方向風力係数

鉛直方向風力係数

Ａ）風圧力のみ

1.2-0.5
0.5～～-1.0Ａ）風圧力＋Ｂ）気圧差

1.2～
1.2～2.0-2.8

4竜巻等の突風荷重に関する研究①竜巻等の突風荷重に関する研究①-竜巻状気流発生装置
竜巻状気流発生装置研究課題①竜巻の非定常な風荷重②飛来物の衝撃荷重

直径 1.5m

突風が物体に作用した瞬間の現象の解明
突風が物体に作用した瞬間の現象の解明
・新たな実験装置
・新たな実験装置やや数値シミュレーションで突風現象の再現
数値シミュレーションで突風現象の再現
・竜巻状気流の非定常な圧力
竜巻状気流の非定常な圧力のの評価
本体

ベーン
角度θ
送風機

ガイドベーン

架台

ステージ
ステ
ジ

収束層
高さ

上昇流

下降流

• 竜巻状気流発生装置
竜巻状気流発生装置は文部科学省科学研究費補助金の援助を受け 国土技術政
竜巻状気流発生装置は文部科学省科学研究費補助金の援助を受け、国土技術政策総合研究所、建築研究所、東京大学及び京都大学防災研究所と共同で設計製作し
策総合研究所、建築研究所た（2009年に建築研究所に設置）。
55

エアーキャノン
試験体取付治具
エアータンク
開閉弁
調圧弁
リザーブタンク

取付枠

試験体

バタフライ弁
光電センサー
砲身

飛散防止パネル

ミサイルE

ミサイルD

加撃体

コンプレッサーレーザーポインタ

台

ミサイルB

ミサイルC

外壁の試験状況（日本建築総合試験所）
図 3 外装材耐衝撃試験装置 21)

外壁材の耐衝撃試験装置（京都大学防災研究所）
試験用ミサイル（加撃体 ASTM E1996）

レベル

種類（質量・長さ）

衝撃速度

A

鋼球(2g)

39.6m/sB

2×4in.製材（910g，0.53m）

15.3m/s

C2×4in.製材（2050g，1.2m）
24in.製材（2050g，1.2m）

12.2m/s

D2×4in.製材（4100g，2.4m）

15.3m/sE

2×4in.製材（4100g，2.4m）

24.4m/s

雨戸の試験状況（日本建築総合試験所）

ASTM （米国試験材料協会）の試験方法に則り、日本製の外装材（屋根ふき材（米国試験材料協会）の試験方法に則り 日本製の外装材（屋根ふき材・外壁・開口外壁 開口部）の飛来物耐衝撃性能試験を実施している→ 竜巻等の突風による災害後も機能の維持が必要な建築物等の外装材への利用

6