地震大国である日本において、非木造のビルやマンション、公共施設の安全性を確保することは、都市機能を維持するうえで避けて通れない重要課題です。本記事では、木造住宅を除いたRC造(鉄筋コンクリート造)やS造(鉄骨造)の大型建築物に焦点を当て、耐震診断で指摘されやすい建物の特徴について、専門的な視点から解説します。
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建築年代と法改正のタイミングに起因する構造的強度の不足
建物の耐震性能を左右する最大の要因は、その建物が「いつ」設計されたかという一点に集約されます。日本の建築史において、耐震設計の概念を根底から覆したのが1981年(昭和56年)6月の建築基準法改正、いわゆる「新耐震基準」の導入です。これ以前に確認申請を受けた建物、すなわち旧耐震基準の建物は、震度5程度の地震で倒壊しないことを目標に設計されており、震度6強から7の巨大地震に対する検証が不十分なまま建てられています。
旧耐震基準期に設計された建物における保有水平耐力の欠如
旧耐震基準で建てられたRC造の建物は、地震の揺れに対して建物全体がどれだけの粘り強さ(靭性)をもっているかという「保有水平耐力」の検討がなされていない場合がほとんどです。診断では、部材ひとつひとつの断面サイズや配筋量から、大地震時のエネルギーをどれだけ吸収できるかを精査しますが、旧耐震の建物は部材が細く、コンクリートを拘束する帯筋の間隔が広い傾向にあります。このため、地震時に想定される横方向の力に耐えきれず、主要な柱がせん断破壊を起こすリスクが高いと判定されやすくなります。
1971年の基準強化以前のRC造に見られる帯筋の少なさと脆性破壊
1981年の大改正以前にも、1968年の十勝沖地震を受けて、1971年(昭和46年)にRC造の柱の帯筋(フープ)に関する基準が強化されています。これより古い建物は、柱の主筋を囲む帯筋の間隔が30センチメートル程度と非常に広く、コンクリートがもろく壊れやすい「脆性破壊」を招きやすい構造になっています。耐震診断では、この帯筋の巻き方が不十分な柱は、地震時に十分な支持能力を発揮できないと評価され、建物の総合的な耐震指標(Is値)を大きく引き下げる要因となります。
建物の形状や平面構成の不均衡が生む偏心と捻れの影響
耐震診断で「要補強」となる共通点として、建物の見かけ上の劣化以上に重視されるのが、形状の「複雑さ」や「不均一さ」です。地震の力は建物の重心に働きますが、それを支える壁や柱の配置(剛心)が重心から離れていると、揺れが発生した際に建物に大きな「回転運動(ねじれ)」が生じます。これを専門用語で「偏心」と呼び、特定の部材に過度な負担が集中することで、建物全体が連鎖的に崩壊するトリガーとなります。意匠性を重視した建物や、土地の形状に合わせて無理に配置された建物は、この不均衡が原因で診断結果が悪化する傾向にあります。
一階部分に壁が極端に少ないピロティ形式や店舗併用住宅
オフィスビルやマンションで、一階を駐車場や広いエントランスとするために柱だけで構成する「ピロティ構造」は、耐震診断でもっとも不合格になりやすい典型例です。上層階には多くの耐力壁があるにもかかわらず、地盤に近い一階部分に壁がほとんどない状態は、剛性のバランスが極端に悪い「軟弱階(ソフトストーリー)」を作り出します。地震のエネルギーが一階の柱だけに集中し、そこが折れることで建物全体が圧壊する危険性が非常に高いと見なされ、優先的な補強が求められます。
L字型やコの字型など平面計画における剛性の不連続性
建物を真上から見た際に、単純な長方形や正方形ではなく、L字やコの字、あるいは複雑に折れ曲がった形状をしている建物は、各ブロックで揺れ方が異なります。接合部に応力が集中し、そこから亀裂が入って分離・倒壊する恐れがあるため、エキスパンションジョイント等で適切に縁が切られていない限り、診断では厳しい評価が下されます。こうした形状の不連続性は、構造計算上の複雑さを増し、結果として一部の耐震要素が機能不全に陥っていると判断される共通点となります。
経年による材料劣化と維持管理の状態が判定に及ぼす二次的要因
構造計算上の数値が基準をクリアしていても、建物自体のコンディションが悪ければ「要補強」の判定を覆すことはできません。診断では、シュミットハンマーによる強度測定やコア抜きによる中性化試験が行われ、その実測値が設計図書上の数値を下回れば、自動的に耐震評価は下方修正されることになります。
コンクリートの中性化進行による鉄筋の腐食と付着力の低下
コンクリートは本来強アルカリ性であり、内部の鉄筋を錆から守っていますが、大気中の二酸化炭素を吸収することで徐々にアルカリ性が失われていきます。これが「中性化」です。中性化が鉄筋の位置まで到達すると、鉄筋が腐食して膨張し、コンクリートを内側から押し出す「爆裂」を引き起こします。耐震診断で調査員が外壁のひび割れや鉄筋の露出を厳しくチェックするのは、コンクリートと鉄筋が一体となって発揮すべき耐力が失われているかどうかを判断するためです。
竣工当時のコンクリート強度の不足と塩害によるダメージ
高度経済成長期の建物には、工期短縮のために水を多く含ませた「シャブコン」が使われていたり、川砂の代わりに洗浄不十分な海砂が使われていたりする事例があります。こうした材料は元々の圧縮強度が低く、さらに塩分が鉄筋を早期に腐食させます。診断結果が「要補強」となる建物の中には、計算上のモデルは優れていても、実際のコンクリート強度が当時のJIS規格すら満たしていないという、施工管理の不備に起因するケースが少なくありません。
まとめ
耐震診断で「要補強」と判定される非木造建物には、例外なく今回挙げたような構造的、年代的、あるいは維持管理上の共通点が見て取れます。旧耐震基準の建物であるという時間軸の要因を筆頭に、ピロティ構造や偏心といった形状のアンバランスさ、そしてコンクリートの中性化や施工不備といった材料の劣化が、複合的に絡み合ってIs値(耐震指標)を押し下げています。とくに中央官庁や自治体による耐震化の促進が叫ばれる中、不合格の判定は建物の資産価値や継続利用の可否に直結する重要な情報です。
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引用元:https://taishin-beri.jp/
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