公開日:2010/10/15 23:54
Q 全く同じ間取りの建物(規模を一般的な2階建て住宅に限定)で比較した場合
木造と鉄筋コンクリート造、どっちが地震に強いのか?
①鉄筋コンクリート造の方が強い
②木造の方が強い
③どちらも同じ
A 答えは ③どちらも同じ です。
日本の建築物は、建築基準法によって構造耐力(強さ)が決められています。
構造耐力の条件は、
(1)10年~20年に1度くらいの頻度で起こりうる中規模地震(震度5程度)
でまったく損傷しないこと
(2)建物の耐用年限中に1度遭遇するかもしれない大地震(震度6程度)
で、損傷や変形は生じても倒壊しないこと
という原則に基づいて計画されます。
これは、木造でも鉄筋コンクリート造でも同じです。
木造の方が条件が緩いとか、鉄筋コンクリート造の方が条件が厳しいという
ことはありません。
地震荷重は、自重に比例する水平力で計算されます。
ですので、自重が大きくなる(重たい建物)ほど、柱や梁などの構造部材を
頑丈にする必要があります。
建物自重は、
木造 100kgf~200kgf/㎡
鉄筋コンクリート造 1000kgf~1500kgf/㎡
です。鉄筋コンクリート造の方が、10倍くらい重たい建物です。
地震の時には、建物は変形しますが、その変形量も制限されています。
(層間変形角)
木造 在来工法 1/120
2x4工法 1/150
鉄筋コンクリート造 1/200
層間変形角1/120は、3mの階高(一階床から二階床までの高さなど)で
2.5cmの変形ということになります。
建物の変形量も、木造よりも鉄筋コンクリート造の方が厳しい数字になっています。
(コンクリートですから、そんなに変形してたらバキッと割れてしまうので・・・)
木造では構造計算はしませんが、鉄筋コンクリート造では構造計算をします。
構造計算をした方が、きちんと設計されていて安心な気持ちになります。
木造では、構造計算の知識やパソコンなどの計算ソフトが無くても、簡単に構造計画が
できるようにしてくれています。それが壁量計算です。
建物の耐震要素になるのは耐力壁です。
あらかじめ耐力壁の強さを構造計算して、それを壁倍率として設定しておくことで、必要な
耐力壁の数が計算できれば、あとは間取りの中に配置していくだけで構造計画ができるよう
にしてくれています。
構造計算をするほど正確な数字ではありませんが、大雑把な分不利側を見た数字になる
ので、余力がある構造計画になります。
木造よりも、鉄筋コンクリート造の方が精度がいいという違いです。
建物の地震に対しての強さについて書きました。
でも、日本では台風という風にたいする強さも重要な要素になります。
風に対しては、重たい建物の方が有利ですので、鉄筋コンクリート造に分があると思います。
木造でも、地震力よりも風圧力で耐力壁の必要数が決まる場合があります。
物理的な部材の硬さについては、木よりもコンクリートの方が硬いので、「材料の強さ」で
比較すると、鉄筋コンクリート造の方が強いという答えになります。
鉄筋コンクリート造の方が材料が硬くて頑丈なので、地震に対しても強いと思ってしまうのは、
地震に対する強さと、材料の強さがごちゃまぜになっているからです。
道路際に建った建物で、自動車が建物に突っ込んできた場合には、木造だと壊れてしまい
ますが、鉄筋コンクリート造だと車の方が壊れてしまいます。
(地震に対する強さと、建物自体の強さは、別々に考えてください。(・Ω・)ノ )
今回は、2階建て程度の低層の建物について書きました。
建物の規模が大きくなったり、高層になっていくと、木造で建築することは難しくなっていきます。
建物の重量が重くなっていき、それを支える為の柱や梁などのサイズも大きくなっていきます。
柱と梁を繋ぐ接合部の強度も高いものが必要になっていきます。
合理的に考えると、鉄筋コンクリート造の方が有利です。