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地震による建物被害

第3回  どうなる? 今後の耐震設計

執筆者

福山 洋
独立行政法人建築研究所 構造研究グループ長 工学博士
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「新耐震基準」の要求とは?

わが国の耐震基準は建築基準法に定められていますが、1981年に、それまでの地震被害の経験などに基づいて大きく改正されました。これを「新耐震基準」と呼んでいます。1995年の阪神・淡路大震災では、とても多くの建物が倒壊しましたが、そのほとんどは古い基準により設計された建物で、「新耐震基準」で設計された建物の倒壊はほとんど見られませんでした(第1回「建物の揺れによる被害」/福山 洋*1)。

このことから、「新耐震基準」の要求はほぼ妥当と考えられています。一方で、古い建物については、「新耐震基準」と同等の耐震性能を持たせるために耐震補強を行う必要性が強く認識されました。2011年の東日本大震災でも、「新耐震基準」で設計された建物の倒壊はなく、大きな被害は古い建物に集中しました。この「新耐震基準」が求める耐震性能は次の2項目で表されます。
1)中地震(建物の供用期間中に数回遭遇する程度の地震)に対して損傷せず、地震後も特に修復を要しないこと。
2)大地震(建物の供用期間中に一度遭遇するかも知れない程度の地震)に対して倒壊・崩壊せず、人命が守られること。

古い耐震基準では、一つ目の「中地震に対して損傷させない」ための構造計算のみが規定され、それにより大地震に対する倒壊も防止されると考えられていました。しかし、1968年の十勝沖地震で当時の基準を満たす学校建物が柱の破壊などにより倒壊したことなどがきっかけとなり、二つ目の「大地震に対して倒壊・崩壊させない」ための構造計算も規定されることになりました。これが「新耐震基準」で、高度な構造計算が必要となりましたが、建物の安全性は飛躍的に高まりました。

地震後の建物の状態を検証

「新耐震基準」で設計された建物で、1995年の阪神・淡路大震災の震度7の地域に建っていた建物をご覧ください(写真1)。写真は地震後に撮られたものですが、この通り建物は倒壊せず人命は守られました。「新耐震基準」の二つ目の要求は適切に達成されたわけです。しかし、耐震のために重要な柱・はり・柱はり接合部のひび割れ損傷が大きく、その修復費用が極めて高額であったことから、最終的に取り壊されて新たな建物に建て直されました。

また「新耐震基準」により設計された建物で、2011年の東日本大震災を経験した建物(写真2)も、耐震上重要な柱やはりの損傷は小さかったのですが、建物の耐震性に寄与しない、鉄筋コンクリートの非構造壁に大きなひび割れ損傷が生じました。その結果、気密性や遮音性が喪失されたり、ドアの開閉に不具合が出るなど、住まいに必要な機能が一部喪失されたことから、住民が避難する事態となりました。

東日本大震災では、「新耐震基準」によって設計されたマンションで、このような被害を受けたものが、仙台市などで多く見られました。このほかにも、外装材や天井などが損傷し、余震により脱落する危険性があることから、立ち入り禁止とされた建物もありました。

地震で建物が使えなくなった理由

このように、「新耐震基準」によって設計された建物でも、地震後に使えなくなるような事態が生じたわけですが、ここではその理由について考えてみましょう。最初に、大地震に対する「新耐震基準」の要求は「倒壊・崩壊せず人命が守られること」であると紹介しました。ここでは「人命が守られる」ことだけを求めており、「建物のひびわれ損傷などを防ぐこと」までは求めていません。これはなぜでしょうか。理由は、「新耐震基準」が最低基準として規定されているからです。

建築基準法の第1条(資料1)に、この基準は最低基準であり、その目的は「公共の福祉に資すること」と示されています。さらに、建築基準法で最低基準を定める根拠は憲法第29条(資料2)に見ることができます。憲法第29条(財産権)では、基本的人権の一つである財産の自由が保障されていますが、その第2項で「財産権は公共の福祉のために法律で制限を加えることができる」と述べられています。一般の建物は私有財産ですからその自由が保障されますが、それに対して公共の福祉のために必要な制限を加えるのが建築基準法です。

この点をもう少し分かりやすく説明します。例えば、憲法で財産の自由だけが保障されると、建物の所有者はコストが低く耐震性も低いどのような建物でも建ててよいことになります。しかし、その建物に他者が訪れ、その最中に地震が発生して建物が倒壊し、その命が損なわれるという事態は公共の福祉の観点から避けなければなりません。このような理由により、建築基準法には最低限守るべき基準が定められているわけです。一方、最低を上回るような高い基準を建築基準法で定めてしまうと、それは憲法が保障する財産の自由に抵触することになります。

つまり、建築基準法では「最低限の要求」のみが定められているわけです。そのため、この最低基準に従うだけでは、建物の倒壊を防ぐことはできても、損傷が防止されるわけではありません。最近では、地震後も使い続けられる建物が求められることがありますが、そのためにはコンクリートの大きなひび割れや部材の一部が局部的に壊れるような、有害な損傷を防ぐ必要があります。それは、法律の最低限を上回る、より高い耐震性能が求められることを表しています。

これからの耐震設計に必要なこと(地震後も使い続けられる建物のために)

建築物の耐震性能は、地震に対して倒壊・崩壊しないことだけを要求する最低レベル(図1/基準の要求レベル)から、地震後も全く無被害でそのまま使い続けられる最高レベル(図1/松レベル)まで、さまざまなレベルがあります。

法律の最低要求を満たした上で、損傷を低減し修復を軽減するレベル(図1/竹レベル、梅レベル)は、軽減の程度によりレベルが分けられます。一般に、これらの性能レベルが高くなるほど、それを実現するために要する新築時のコストも上がりますので、性能と価格との関係を理解した上で、消費者が最も自らの要求に近いレベルを任意に選択して要求することが、これからの設計には求められます。これは、自動車やコンピューターの購入に際して、その性能と価格を比較することと同様です。しかし現在、耐震性能レベルはいまだ十分に理解されておらず、これを自由に選択できる状況にはありません。そのため、一般の人々が自由に耐震性能を選択できるよう十分な情報を提供していく必要があります。

例えば、設計の結果に基づき、「地震後に建物のどの部分にどの程度の損傷が生じ、それによって建物が有するどの機能にどの程度の影響が生じるか。さらに、その損傷を修復するための費用と期間がどの程度掛かるかなどの情報を明らかにする。最終的に、電気・ガス・水道などのインフラの障害による影響を勘案した上で、それぞれの建物で営まれる生活や事業がどの程度影響を受け不便を被るか、またその継続が困難になるか」といった情報が示されれば、耐震性能の選択に極めて有効です。つまり、地震後の建物の状況を考えながら、その状況が生活や事業にとって許容できるかどうかの検討を行えるわけです。これは、事業継続計画(BCP)*2)を考える場合にもとても有効な情報となります。

なお、さまざまなレベルの耐震性能を実現するための構造技術は、これまでにも数多くのものが開発されています。大切なことは、建物のオーナーやユーザーが「自ら望む耐震性能を設計者に伝えること」です。これまでは、開発担当者ができるだけ価格を安くして販売を促進するために、性能は建築基準法の最低レベルに抑えることもたびたび見られましたが、ユーザーの要求が変われば設計は変わります。

今後、発生の可能性が高まっている南海トラフを震源とする地震や首都直下地震などに対して、世の中の大きな混乱を避け、真に地震に強い社会を構築するために、ぜひ地震後の状態を考えて、最適な耐震性能のレベルを選択していただきたいと思います。


*1)第1回「建物の揺れによる被害」/福山 洋
*2) Business Continuity Plan

(2014年3月20日 更新)