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耐震診断と耐震補強を考える

ー耐震診断の必要性と耐震補強プロジェクトの進め方ー

建物の地震に対する強さを判定する「耐震診断」とそれを強化する「耐震補強」。
このコーナーでは、建物の「耐震性」について詳しく解説するとともに、最適な耐震補強プロジェクトのための専門知識としての「耐震診断」と「耐震補強」についての基本事項を解説します。


3. 

耐震性能とIs値(耐震指標)について


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旧耐震基準の建物はどのように耐震性能を評価するのか?


 施設(ファシリティ)の地震対策を行う場合、まず、建物の構造体の耐震性能を正しく把握することから始まります。

 1981年に改正された現在の耐震基準では、大地震時に必要な「保有水平耐力」(建物が地震による水平方向の力に対して対応する強さ)を建物が保有しているかどうかを検討するように規定しています。「建物の耐震強度が50%」と言われる場合、建物の保有水平耐力が必要な耐力の50%であるという意味で使われている場合が多いようです。

 一方、1981年以前の旧基準の建物は、設計法が現在と異なるため、現在と同様な「保有水平耐力」に基づく方法で耐震性の検討を行うことができません。このため、耐震診断では建物の強度や粘りに加え、その形状や経年状況を考慮した耐震指標:Is値を計算します。
 耐震改修促進法等では耐震指標の判定基準を0.6以上としており、それ以下の建物については耐震補強の必要性があると判断されます。つまり、「Is値≧0.6」の建物は「必要な耐震強度に対し100%の強度を持っている」ことを意味していて、「耐震強度が60%」ということではありません。

 また、総合的には同じ耐震性能を持つ建物であっても、左のグラフのAの様に強さ(耐力)の大きい建物とBの様に粘り(変形能力)に優れた建物とがあります。

 総合的にはIs値が0.6を上回った場合でも、それが粘り強さの指標が大きい建物の場合、地震で大きな変形が生じることで大破する場合があります。これらの被害を防ぐために、建物にある程度の強度を確保する目的で建物の形状(SD)や累積強度(CT)の指標に関する判定基準が設けられています。
 従って、安全の判定基準は Is≧0.6かつCT・SD値≧0.3となります。
耐震改修促進法の用語では「地震の震動及び衝撃に対し倒壊し、又は崩壊する危険性が低い」と評価されます。
耐震診断を受けたい

耐震診断を受けるには、費用や時間はどのくらいかかり、どのような点に注意して準備すればよいのでしょうか?

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Is値(Seismic Index of Structure:耐震指標)とは?



地震被害を受けた建物のIs値分布
1:被害地震を未経験の建物のIs値の分布
3:1968年十勝沖地震及び1978年宮城県沖地震で中破以上の被害を受けた建物群のIS値分布
(Is値が0.6以上の場合は、中破以上の被害を受けていない)


 今までの地震被害の研究からIs値は0.6以上あれば安全と判定されますが、それは以下の理由によるものです。

 右図は鉄筋コンクリート造建築物と1968年十勝沖地震(M7.9、震度5)および1978年宮城県沖地震(M7.4、震度5)で中破以上の被害を受けた鉄筋コンクリート造建築物の2次診断の結果を比較したものです。
 この分布によると震度5程度では、Is値が0.6以上の建物に中破以上の被害が生じていないことがわかります。また、Is値が0.6を下回るとIs値が低くなるに従って被害を受ける可能性が高くなることがわかります。

Is値と大地震の被害を比較すると下記の様なことがいえます。
・Is値が大きくなると、被災度は小さくなる傾向が見らます。
・Is値が0.6を上回れば被害は、概ね小破以下となっています。
・Is値が0.4から0.6の建物では多くの建物に中破以上の被害が生じています。
・Is値が0.4以下の建物の多くは倒壊または大破しています。

 耐震改修促進法ではIs値≧0.6についての安全性とは「地震の震動及び衝撃に対し倒壊し、又は崩壊する危険性が低い」と評価されるものなっています。また、旧建設省の告示(平成7年12月25日 第2089号)によるIS値及び保有水平耐力(q値)の指標としては、以下のものがあります。

■Is<0.3またはq<0.5:地震の震動及び衝撃に対して倒壊し、又は崩壊する危険性が高い。
■0.3≦Is<0.6または0.5≦q<1.0:地震の震動及び衝撃に対して倒壊し、又は崩壊する危険性がある。
■Is≧0.6かつq≧1.0:地震の震動及び衝撃に対して倒壊し、又は崩壊する危険性か低い。

 また、耐震診断の項目でも述べていますが、1次診断による診断の場合では、診断の内容や特性からIs≧0.8が基準となります。また、地域や施設の重要度等に応じて、割り増し係数が定められている場合があります。

Is=0.6の建物が受ける地震被害予測

Is=0.6の建物が受ける地震被害予測
Is=0.6の建物は、概ね中地震では小破以下、大地震でも中波以下の被害にとどめられることが予測されますが、それ以上の被害を受ける可能性もあります。

 このようにIs値は、耐震診断の結果、建物の耐震性能を表す指標として算出されますが、同時に補強が必要な場合の目標値としても検討される数値です。補強計画を立てる際には、その目標値としてのIs値が持つ意味をよく理解して、必要な耐震性能について検討する必要があると言えるでしょう。
設計図書が無い場合の耐震診断と耐震補強

設計図書が無くても調査を行うことで耐震診断、耐震補強を実施することは可能です。
しかし、コストやスケジュールをはじめとした様々な課題もあるため、将来的な運用計画や投資コストを十分に吟味して取り組むことが必要です。

耐震診断結果の読み方と補強目標の検討

一般的に補強計画においては、耐震指標Is値が0.6を上回ることが目標となりますが、それはどのような耐震性能を意味するのでしょうか?

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