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熊本震災調査レポート

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熊本震災発生から2週間経った5月3日〜5日、木の家ネットの会員有志が震災調査に向いました。今回の特集ではテーマごとに執筆したレポートをお届けします

kawabatashin 川端 眞(川端建築計画):被害建物の構造的な特徴
  • 被害の要因は、地盤崩壊と耐力不足。
  • 「2000年基準」以降の建物はよくもちこたえている。
yoko 和田 洋子(一級建築士事務所 バジャン):土壁の被害状況
  • 土壁が割れても軸組は大丈夫
  • 設計の工夫や施工の配慮が被害を最小に
niwaakihito2 丹羽 明人(丹羽明人アトリエ):瓦屋根の被害状況
  • ガイドライン工法による瓦屋根は落ちていない!
  • 太陽光パネル、大丈夫?
oheshinobu1 大江 忍(有限会社ナチュラルパートナーズ):伝統構法の文化財や民家の被害状況
  • 阿蘇神社、西原村八王社、築100年以上の民家の事例。
  • 壁のない屋根の重たい建物は倒壊。板壁は粘る。石場建ての足元は動く。
miyamoto 宮本 繁雄(建築工房 悠山想):熊本地震ボランティア活動の経過
  • のべ200名が川尻に集結、地震発生後3週間で土蔵の瓦屋根を再建!
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川端 眞

川端建築計画 (滋賀)

被害建物の構造的な特徴

建物の被害は、大きくふたつに分類できる。ひとつは地盤の崩壊によるもの、そしてもうひとつは建物自体がもつ耐力不足等の問題によるものである。

地盤の崩壊による被害

地盤の崩壊はさらに大きくふたつに分類できる。ひとつは造成地の崩壊や地割れによる基礎の崩壊、これは、建築時に対処することは極めて困難である。もうひとつには、地盤の液状化による建物の沈下や傾斜があるが、地盤調査をすることが求められるようになってからは、(既築の建物には困難だが)地盤改良を施すなど、建築時に対処が可能となった。ゆえに、液状化による地盤崩壊は、地盤調査が一般的ではなかった頃の建物に、顕著な被害が出ているように見受けられた。

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写真1:地盤の崩壊1
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写真2:地盤の崩壊2

地震周期から見れば、100年の集落は新興住宅地

山間部の石積み擁壁が崩壊している光景はあたかも昔ながらの山間部の集落が地震に弱いといった印象を与えるが、ヒアリングをしてみるとそうではないことがわかる。今回調査した大切畑地区などは100年程度前から人々が暮らし始めたとのことであり、地震の発生周期からすれば、安全を確認していなかったと言わざるを得ない。つまり伝統的な集落は数百年の歴史を経て安全性を確認しているからこそ、そこに住み続けていると考えられる。そういう意味では100年程度しか人が暮らしていない地域というのは言うなれば新興住宅地である。さらに悪いことに、現代のような造成技術が発達していなかったことから簡素な石積みで無理な造成をしており、このことが被害を拡大させたと考えられる。

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写真3:地盤の崩壊による建物被害1
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写真4:地盤の崩壊による建物被害2
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写真5:地盤の崩壊による建物被害3

建物の耐力不足による被害

「2000年基準」以降の建物の被害は少ない

建物自体の耐力不足については、現行の建築基準法を守れているかどうかではっきりと運命が分かれると言わざるを得ない。現行の基準とは、1981年に定められた「新耐震基準」をより具体的な仕様として示すように改正した「2000年基準」のことである。新耐震基準は、旧基準が「震度5程度の地震に耐えうる住宅」であったのに対して「数百年に一度程度発生する震度6強~7程度の地震に対しても倒壊・崩壊しない」にレベルアップされたもので、それなりの耐震性をもたせるべく、耐力壁の量や壁倍率が定められた。

さらに、2000年の改正では、それまで設計者の判断に任されていた耐力壁のバランスよい配置、基礎の形状、引き抜き防止のための金物の接合法などが、より具体的な仕様として示され、建物の耐震性がしっかりと確保されるようになった。また、伝統構法など、仕様規定にはのらない建物については、限界耐力計算による構造計算で安全性を担保できる「性能規定」ももうけられた。

「2000年基準」が具体的に定めたこと

  • 地耐力に応じて基礎を特定。地盤調査が事実上義務化に (施行令38条)
  • 構造材とその場所に応じて継手・仕口の仕様を特定 (施行令第47条 告示1460号)
  • 耐力壁の配置にバランス計算を (施行令第46条 告示1352号))

現行の2000年基準を守っているであろう建物では、耐力不足が原因と考えられる倒壊はほとんどみられない。逆に言えば、それ以前の建物はプレファブ造でも大きな被害が出ているものもあり、構法による差異はあまりみられない。仕様規定であれ限界耐力計算を用いた性能規定であれ、きちんと2000年基準での法律を守って建てることが肝要で、それ以前の建物は耐震補強を施すことが重要である。

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写真6:筋かい金物や柱脚金物が無い、1981年基準は満たしていても、2000年基準は満たしていない建物。筋交いや柱が土台からはずれてしまった。
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写真7:プレファブ造の被害。建物が基礎から切れてしまっている。

新しい建物で唯一、小屋部分が倒壊しているものが複数みられた。熊本では野地板に構造用合板を使用しないことが多いとのことであり、面剛性が不足していることが原因であると考えられる。

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写真8:小屋部分の被害

伝統構法による建物の状況

土壁は落ちているが、構造的に耐えている

建築基準法の仕様規定では、現代工法の木造建物は、筋交いや構造用合板、接合金物などを使うことで変形を抑えて地震に耐えるが、伝統構法建物は、より大きな変形性能をもつ。ある程度以上の揺れになると、土壁は落ちるが、木組や下地の貫が粘り強くこらえもちこたえ、倒壊を防ぐ。

土が落ちている伝統構法の建物は、概して被害が大きくみえるが、構造的には十分に地震に耐えているものも少なくない。土壁が落ちているのは、構造体の変形性能を発揮するためなのだが、この変形の痕跡が「大破」しているかのごとく見えてしまうのだ。実際には、軸組が守られていれば、大した手間をかけずとも、土壁を塗り直すだけで修復することができる。

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写真9:伝統構法建物。土壁が一部剥落してはいるが、修理して再利用はできる。

偏心は、悪い影響を及ぼしていない

また、今回の調査で最も不思議だったのが、偏心についてであった。一般に偏心していることは良くないことであり、偏心が大きいほど被害は大きくなるといわれている。しかし、大きな変形を許容する伝統構法では、偏心による影響は全く感じられなかった。水平構面が地震エネルギーを吸収しているとしか考えられない。

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写真10:偏心の大きな伝統構法建物

ガイドライン工法以後の瓦葺きは、健全

屋根瓦については、棟が落下すると大被害に見えてしまう。瓦葺きの工法は阪神淡路大震災の反省からガイドライン工法が普及している。瓦葺きの建物は、ガイドライン工法以前の大被害の例と、ガイドライン工法で施工されていると思われる全くの無被害の例とに二分されていた。

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写真11:ガイドライン工法による瓦屋根

伝統構法は、原則をきちんと守ることが大事

伝統構法で建てるのであれば、伝統構法の変形性能を生かすつくりかたをすることが大事だ。

たとえば、変形を妨げる筋交いや、耐力が高すぎて柱脚の浮き上がりを起こすおそれのある構造用合板は用いないのがよい。大地震の時に柱の足元が滑るようにする石場建ては、基礎に緊結しないのであれば、一切留めつけてはいけない。粘りづよく変形しながらもちこたえようとする挙動、フリーな柱脚が礎石から動こうとする挙動を押さえんでしまうようなことは、しないことだ。

変形性能に根ざした伝統構法に、変形しないことを目指して定められた基準法の仕様規定を半端に組み合わせると、予想外の挙動をすることになり、最悪の場合、人の命を奪うことになる。

建物、特に住宅は人命を守ることが最大の役目であることを改めて肝に銘じた。

yoko

和田 洋子

一級建築士事務所 バジャン (岡山)

土壁を用いた建物の被害

土壁が壊れて、軸組を守るシステム

土壁には1,500年の歴史があるという。地震が周期的に発生する日本で、昔から土壁が建材として使われてきたのは、どこにでもある材料という以外に、土壁が壊れながら地震のエネルギーを吸収することで、軸組にダイレクトにはダメージを与えないこと、そして、壊れても修復が可能だからだと思う。

地震発生直後のニュースで、土壁の建物の被害がことさらに大きく報道されていた。確かに一見すると、仕上げの漆喰が剥落しただけでも、大きな被害のように見える。ましてや、土が落ちて竹小舞が現われていれば、衝撃的な光景として映る。しかし、土壁が壊れることはもともと織込み済みのことで、いわば確信犯なのだ。土壁が地震に対して抵抗するシステムが理解されず、粘って耐えた建物も大被害を受けたかのように扱われるのを、とても残念に思う。

しかし一方で、大破や倒壊をした土壁の建物があるのも事実だ。では、倒壊した建物とそうでない建物は、何が違うのだろう。

住宅

しっかりと作られた軸組は健全

土壁の建物が多くある益城町小谷地区を、地元の消防団の方に案内していただいた。

ほとんど無傷に見えたこの住宅は、南面にほとんど壁がない伝統的な立面を持つ。棟瓦が一部落ちているものの、垂木が社寺建築なみに密に入っており、屋根の歪みもなさそうだ。隣接する古い納屋にはかなりの残留変形が生じていて、特に揺れが少なかった訳ではない。

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写真1:激震地にありながら、被害がほとんどなかった伝統的な住宅。

桁部分には、構造長押のような部材が見える。しっかりした軸組だ。土壁も外壁の隅部で漆喰が剥落し、屋根との取合い部分に竹小舞が少し覗いている以外は無傷に見える。とても極稀地震を2回も受けたとは思えない。当たり前のことだが、しっかりと作ればそれだけ被害が少ないのだ。

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写真2:壁が落ちたのは、赤丸で囲んだところ(2階の隅と屋根との取り合い部分)ぐらい。隅や端部の土壁が壊れることで、軸組が激しく揺れた時の変形性能が増す。

二階が重くて硬いと、被害は増大する

一方で、倒壊した土壁住宅も数軒あった。地盤崩壊と一階の耐力不足が主な原因だ。この地域の住宅の特徴だろうか、二階の壁が多く、階高も高い。激震に耐えるには辛い条件だ。一階に居間や食堂、座敷など大きな空間を、二階には個室を配置することが多いので、必然的に、二階は壁が多く「重くて硬く」なる。それが被害を増大させたと思われる。改めて一階と二階のバランスの重要性を実感した。

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写真3:一階が倒壊
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写真4:一階が倒壊

ほとんどの蔵は何がしかの被害を受けていた。

小舞の間隔が密で、表裏の土を一体化する「ヘソ」が利いていない。

土壁の作り方は地域性に富むので、一概にどれが正しいとは言えないが、分厚く土を塗る蔵の小舞には、住宅で使う竹より太い丸竹を使うことが多い。しかし、土壁がバッサリと「三枚おろし」のように剥がれたこの蔵の小舞は、住宅のように細い竹で密に編まれていた。

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写真5:小舞の間隔が細かく、「ヘソ」をつくる空隙がほとんどない。

荒壁を塗る時に、小舞の空隙から裏側に突起状にはみ出す荒壁土を「ヘソ」と呼ぶ。小舞が密で空隙が小さいために、荒壁土と裏返し土とを一体化する役割を果たす「へソ」がほとんどない。

写真6:小舞と構造体とが結わえられていない

小舞と軸組の貫とを縄で結わえた形跡もない。そのことも、土壁が面で崩落することにつながったのではないか。

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写真6:竹小舞が柱や貫などに結わえられておらず、土壁がバッサリと落ちてしまった。

土壁は落ちていても、軸組は大丈夫。

大壁が一部壊れた蔵は、折釘や竹釘は打たれているものの、柱に横竹を渡すスサ掛けや樽巻きは見当たらなかった。土壁が軸組に結ばれていない。柱外にそのまま大壁塗りをしたおおらかな蔵は、壁一面が板状の塊となって脱落していた。

それでも軸組には大した損傷もなさそうなので、土壁が軸組を守るという本来の働きは果たしたと思う。

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写真7:割れた土壁
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写真8:土壁は落ちたが、塗り直せばまた使える。

こちらの蔵も、土壁の一部が脱落して太い竹小舞が露出している。とはいえ、ガッチリとした小屋組を持つ蔵の構造体には残留変形もほとんど見られず、建物としての安心感があった。

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写真9:土壁が一部落ちてはいるが、軸組そのものは大丈夫。

しかし、いずれの例も土壁が派手に落ち、「大破」と見なされそうな様子をしているが、構造的には健全性を維持しており、土壁さえ塗り直せば修復は十分可能だ。

納屋

差鴨居が取りつく柱上部を開口にするという知恵

小谷地区には、階高が高く開口も広く太い部材を使った立派な納屋が多かった。作りはほぼどこも同じで、正面は全開口で三方は壁という偏心の大きな平面をしている。ほとんどの納屋で土壁の剥落が見られ、一部では三方差し仕口部分で柱の折損があったが、残留変形も少なく、十分に修復が可能な状態だ。

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写真10:このあたりには、納屋とは思えない太い材を使った立派な納屋が多い。

小壁が取り付く柱の折損を防ぐためか、左右から差鴨居が取り付く柱の上部は、少なくとも片方が、中には両方が開口になっていた。どの納屋もかなり築年数が経っていると思われるが、経験則から小壁が取り付く柱の折損を避けるために開口を設けたのだろう。

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写真11:差鴨居と柱が交わる四方差しの仕口まわりに注目。仕口の右上に、あえて小壁をつけていない。小壁が柱を破壊しないための工夫だろう。
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写真12:こちらの納屋は、柱の上部の両側が開口になっている。

この地域の納屋には、厨子(つし)二階がついていることが多いようだが、差鴨居が取り付く柱の上部は、二階部分でも小壁をつけていない。これも、小壁を抜いた上部に荷をかけないためだろう。

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写真12:納屋の二階部分に注目。差鴨居と柱が交わる真上は開口となっている。

全く無傷に見える納屋もあった一方で、大破した納屋もあった。この納屋は、差鴨居の上の柱間に開口をとっているが、差鴨居が取りつく柱のすぐ上は垂壁になっていた。

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まとめ

重さと強さのバランスのよさが必要

地震の入力エネルギーは建物の重さにおおよそ比例する。土壁の耐力は長さと塗厚に比例する。土壁は耐震要素でありながら、重たいので耐震的には不利である。耐震性を増すために量を増やせば済むという単純な話ではないのが、悩ましい。

土壁の効果は、軸組に腐朽や蟻害のないことが前提

地震時に土壁が担う役割は大きい。土壁を用いた建物の耐震性は土壁に依存すると言っても過言ではないだろう。もっとも土壁はそれだけでは成り立たない。柱や梁桁、貫といった軸組と一体となって地震に抵抗する。土壁がいざというときに十分に力を発揮するためには、軸組が健全であるというのが大前提だ。もしかしたら、被害が大きかった建物は、木部の腐朽が生じていたり、蟻害を受けていたのではなかろうか。

設計も施工も大事

被害が少なかった建物は、設計上の工夫がされていたり、施工がしっかりとしていた。建物が耐震性を発揮するためには、設計と施工の協働が重要だと感じた。

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丹羽 明人

丹羽明人アトリエ (愛知)

瓦屋根の被害状況

視察初日、5月3日の朝。フェリーで大分に上陸し、道中に点在する被災状況を見ながら、陸路で熊本県上益城郡益城町に入ると、とたんにこの光景が目に飛び込んできた。

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朝から降り始めた雨は、昼過ぎには本降りに。重苦しく暗い空の色とは対照的に、風にはためくブルーシートの鮮やかな青がなんとも痛々しく、気持ちも暗くなってしまった。。「やっぱり、テレビの映像で見た通り。被害状況はかなりひどそうだな!」

あれだけの激震に、耐えた瓦屋根が結構ある!

なにしろ、前震と本震、そして余震と、何度も激震に揺さぶられた地域だ。ほとんど全ての家の屋根瓦が振るい落とされていることだろう。この先に瓦礫の山と化した家々が連なっているのだろうか?と思いきや、近づいてみると意外や意外。外観の損傷もほとんど無く、屋根瓦も全くズレること無く建っている家もあることに驚いた。

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ガイドライン工法:土葺きから桟葺き・釘止めへ

かつて、瓦は土を敷いた上に並べるように敷き詰めるだけの「土葺き」だった。不均質な焼き物の瓦を上手く馴染ませて葺くためにとられた工法だとも聞く。土の粘性を頼りに貼付けるわけだが、土の付着強度はそれほど強いものではなく、時間とともに緩むこともあり、強く揺らされるとズレ落ちてしまう。そのため、大地震があると、多くの家の瓦が脱落して、街は文字通り瓦礫の山となった。

1995年の阪神淡路大震災の経験から、建築に関する様々な基準が見直される中で、2001年に瓦屋根についても『瓦屋根標準設計・施工ガイドライン』が出された。これは「建築基準法で求められている風圧力や地震力に対して充分な強度をもつ「土葺き」に代わる施工方法がまとめられたもので、各部の納め方なども明確に示されている。

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ガイドライン工法は、桟に引っ掛けるようにして葺いて、ステンレス釘で直接屋根の下地にとめ付けて行く施工法で「引っ掛け桟葺き」とも言う。

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阪神大震災クラスの地震や台風の強風にも耐える施工法が示されている。

瓦が屋根にしっかりと固定されるようになったことが功を奏し、ここ熊本でも屋根の被害を免れた家を多く見ることができた。

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左:従来の土葺きの瓦屋根 右:ガイドライン工法の瓦屋根

瓦屋根の美観を損ねず、軽量化にもなり、災害に強い!

見た目にはかつての土葺き瓦屋根と全く変わりなく、美観を損ねるものではない。瓦屋根の魅力はそのままでいて、災害にも充分に強いということが、今回の被災地でも明らかになった。

また加えてこの工法は、土を載せない分屋根全体を随分軽くすることができるので、家そのものの耐震性も大きく向上させることができる。例えば、延べ面積40坪の総二階建ての場合、約100㎡の屋根に載る土の重量は、およそ3500kg。実に乗用車(プリウス相当)3台分量だ。これだけの重量を屋根から降ろせば、地震時の建物に掛かる負担が、いかに軽くなるか、容易に想像できる。

屋根の葺き替えは住みながら施工する事も容易で、耐震改修の効果は大きい。

太陽光パネルを載せた瓦屋根が心配

最後に余談だが、屋根上に太陽パネルが設置されている住宅を多く見かけた。もちろん瓦屋根の上にも・・・。今回の激震でも、幸いズレ落ちること無く持ちこたえた現場も見かけるが、一見大丈夫そうに見えても、その固定部の状況が心配だ。瓦を貫通して金物でとめ付けてあるとすれば、その部分には大きな負担が掛かっており、きっと損傷しているに違いない。

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屋根の上に太陽光パネル。増々違和感を感じてしまった。ただでさえ過酷な環境下にさらされ続ける屋根はシンプルにつくりたい。

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