前回、「極めて稀な地震」の1.5倍の力に対して、倒壊したこのモデルの
窓(奥側と両側面)の面積を減らし、窓下の小壁(こかべ)が増えた状態に修正して、再度同じ地震波でのシミュレーションをおこなったところ、倒壊を防ぐことができました。
このことから、木造軸組工法の耐震性能の向上には「(耐力)壁の量が大きく関与している」と言えそうです。では、壁量を一定以上確保すればそれで必要充分、なのでしょうか?
今回は、建物の耐震性と「壁」の関係について、もう一段階掘り下げた検証をおこなってみます(追記1:「個別で具体的な」耐震性の検証は、前編、中編、後編と3回に分けてお送りします)。

先程の、倒壊を防いだモデルを上の画像のように、壁の量は等しいまま、正面左側窓の位置を変更して、同じ「極稀地震の1.5倍」で揺らしてみます。すると、
倒壊してしまいました。そこで今度は、

窓面積をさらに小さくして窓下の壁量を増やしてから、再度「極稀1.5倍」で揺らしてみます。すると、
倒壊を防ぐことができました。
ここまで一連の「壁量増加→倒壊を防ぐ→壁バランスがズレる→倒壊→さらに壁量増加→倒壊を防ぐ・・」といった、対策と結果の繰り返しから見えたことについて以下、今回のまとめとして記します。
柱・梁・土台に囲まれた耐力壁と、窓上・窓下などの小壁を併せた「壁の総量」は、その建物の耐震性向上に大きく関与しています。
壁の量と、壁のバランス・釣り合いは、例えば、壁バランスの不均衡を、壁量を増やすことで補ったり、逆に、バランスの良い壁の配置のおかげで、必要とされる、相対的な壁量を減らすことができるなど、お互いが補完しあう関係にあります。
また、今回のモデル作成とシミュレーションを通して実感したことを一言添えると、壁量と壁バランスの「どちらかを優先しなければいけない」場合は、まずは壁量の確保を優先しておくことで、それ以降の作業をスムーズに運ぶことができるようです。
そして前回、前々回からの繰り返しになりますが、初期段階の平面・断面計画の「匙加減」は、建物の耐震性能を考えるうえで、とても重要です。
次回の「中編」では、屋根(天井)面、いわゆる「水平構面」の強さに応じて、建物の耐震性能がどのように変化してゆくのか、(具体的なモデルを具体的な地震波で揺らして)検証します。
追記2:
ここで「極めて稀な地震」「稀な地震」について、お浚いと補足説明をさせてください。
「極めて稀な地震」とは、建築基準法等で定められた、「数百年に一度程度発生する」地震の力で、「大地震」とも呼ばれます。具体的には、建物重量の100%の水平力(=建物を、縦方向に90度回転させた状態を保ったときに、建物に加わる重力)です。震度6強、地動加速度300~400gal程度が、おおよその目安とされています。この地震の力によって「倒壊しない」性能が、建築基準法により定められた、2段階の基準のうちの「2段回目」の性能(建物重量の100%の水平力で倒壊しない)です。
「稀な地震」とは、「数十年に一度程度発生する」建物重量の20%の水平力で、震度5強、地動加速度80~100gal程度が、おおよその目安です。この地震の力によって「損傷しない」性能が、建築基準法により定められた、2段階の基準のうちの「1段回目」の性能(建物重量の20%の水平力で損傷しない)です。
