地震に対する小屋の設計

小屋を建てる時に地震の心配をされる方から質問をいただきます。

日本はもちろん、台湾でも地震を心配される方が多いです。

建物の構造計算は難しそうですが、計算の目的を知ればその意味を納得できます。

地震は、縦揺れと横揺れがありますが、小屋にかかる力は主に横揺れだけを考えます。

揺れのチカラは横方向（水平）

地震が建物に影響するのは、縦揺れよりも横方向（水平）に揺れる時です。

小屋は平屋が多いですが、木造は二階建てが主流です。

一階平屋の地震のせん断係数が0.2で、二階部分は0.28です。

これは木造建物が高い分、地震の横揺れのチカラが影響するということです。

さまざまな条件がありますが、地震力を考える時に先ほどのせん断係数と建物重量を掛け算して計算します。

地震力＝地震のせん断係数×建物重量

この計算で、二階三階と高くて瓦など重たい建物は、地震に弱いということになります。

さらに地盤が弱い場所では、求めた地震力に1.5倍をかけて数値を求めます。

地盤が弱いと建物にも1.5倍のチカラがかかるということです。

ツーバイフォー構法の場合は、壁の必要面積も1.5倍になり、窓やドアなどの開口部の面積に制限がでます。

地盤は主に地耐力が使われますが、地震の場合は崩落や地割れ液状化の可能性もあり、多方面からの地盤の検討が必要です。

「計算上で問題なければ地震は大丈夫」というのは、少し問題があります。

建物の壁配置が偏っていると「ねじれ」で局部的にチカラがかかり破壊が生じます。

PANELHOUSEでは四隅に一定の壁を必ず配置してバランスを保ちました。

窓やドアを考えて、耐力壁をつりあい良く配置しないと安全が確保できません。

また、壁線間距離を12ｍ以下、耐力壁線で囲まれる面積を40㎡以下としなければなりません。（補強した時を除く）

高い部分が重いと重心が高い位置に移動します。

横揺れは重心が高いと影響を受けやすくなり、躯体を大きく変形させる力が加わり壁や柱を破壊します。

瓦など重い屋根材自体も落下の危険性が高まります。

水平の横揺れにそなえ、床、屋根を張るときの「ちどり配置」や使用釘の適切な使い方も重要です。

釘を打ち込む間隔も制限されていて、水平方向の揺れに対するために指定されています。

小屋のように小さな建物は、地震の影響を受けにくいと考えられます。

しかし、軟弱地盤に建てることが多いことや窓やドアの開口部には注意しましょう。

小屋を農地に建てる方が多いのですが、耕された農地は地盤が安定してません。

地下水が通っていたり水はけが悪い場所も多く、ぬかるんでいたりします。

また、小屋に大きな窓やドアを設置する場合も多いです。

壁量と偏心に注意して、足りないときはしっかり補強を考えましょう。