「地震に強い」3つの秘密
軽量鉄骨の「約19倍」の
強度を誇るPCパネル
窓ガラス1枚も割れない
箱型構造
地震の揺れのタイミングに
合わない固有周期
軽量鉄骨の「約19倍」の強度を誇るPCパネル
PCパネル
現場打ちではできない
「硬練りコンクリート」
理想的な水・セメント比の高品質コンクリートから、高品質な部材が生まれます。
生コンクリートを入れたスランプコーン(検査用の容器)を引き抜くと、生コンは自重で下がります。下がり方が小さい程、硬い良質なコンクリートです。
水・セメント比のバランスが良いPCが良い
コンクリートと鉄筋が強く付着し、強力に一体化したパネルとなります。
強度は現場打ちの2倍、ALCの10倍です!
※1㎠当たり300kgの力で加圧
リブとシェルの構造によって、薄くても強い壁となり、室内空間を有効に利用できます。
1 鉄筋
要所を補強され正確に組まれたメッシュ(網状)のカゴ。パネルにじん性(粘り強さ)を与えます。
2 シェル
剛性を高め筋交いの役目をする薄肉部。(厚さ70mm)
3 リブ
1枚のパネルの中で柱や梁のような役目をする厚内部。
窓ガラス1枚も割れない箱型構造
強い
箱形構造(壁式工法)の強さ
●地震水平力の受け止め方の比較
壁面全体で力を受け止める箱形構造
軸組工法の場合、「線」と「点」で外力を受け止めるために、柱や接合部分に負荷が集中的にかかります。腐朽・錆び・接合部不良等による柱や梁の部分的な破壊が建物全体の崩壊へとつながる危険性があります。百年住宅(WPC工法)や2×4工法のような壁式工法の場合、床・壁・天井という全ての「面」で外力を受けとめるため、負荷を分散し強い抵抗力を発揮します。水平・垂直・斜め、どの方向からの外力にも建物全体で受けとめます。
●地震による層間変位と変形量の比較
ガラスが割れない理由
百年住宅と軸組工法に阪神・淡路大震災と同じ力を加え、軸組工法が倒壊する寸前の各階ごとの変位の大きさを示しています。層間変位の比較では、百年住宅の変位量δは軸組工法の変位量δ'の1/6以下。百年住宅の構造体はほとんど変形せず、揺れにくい構造といえます。だから、阪神・淡路大震災で百年住宅全棟、窓ガラス1枚も割れなかったのです。
耐力に十分な余力がある設計
建物の構造には木造、軽量鉄骨造、コンクリート造などがありますが、異なる構造の建物を設計評価する場合、どうしても評価の考え方、安全率の掛け方が違ってきます。百年住宅西日本は2階建て、または3階建てですが、高さ31m超60m以下の中高層建築物にも適用される基準(限界耐力計算法)で構造計算を行っています。これは、地震などの力を受けた建築物に生じる変形や、部材に生じる力を計算により確認する、新たな構造計算手法です。それだけ散しい条件で検討されている百年住宅は、他構造の建物に比べて安全率が高い、つまり耐力に十分な余力がある安心設計であるといえます。
地震の揺れのタイミングに合わない固有周期
深く係わる
「固有周期」
地震の揺れの周期を外せば大きく揺れない
建物と地盤の揺れの周期
ブランコの長さ(リットル)が短いと固有周期が短く、長いと固有周期も長くなります。
※固有周期とは:ある物体が振幅するとき、その物体が1往復する時間をその物体の固有周期といいます。
建物を倒壊させる共振現象にも、百年住宅は無縁
地盤の揺れには特有の周期があり、大地震の場合には0.6秒から1.2秒の間にその周期があるとされています。地盤特有の周期と、建物の固有周期が一致した時に、揺れの方向が同調し、通常をはるかに上回る増幅された力が建物に加わります。これを共振現象とよび、建物の倒壊を引き起こします。百年住宅の固有周期は0.16秒と非常に短いので大地震の地盤特有の周期には同調しにくい構造です。一方、軸組構造の場合は、両者の周期が近く、共振現象が起きやすくなります。
共振現象を起こす
共振現象は起こらない
共振現象
子供の頃、ブランコに乗って揺れに合わせてこぐ(あるいは、押してやる)と次第に揺れが大きくなることは誰にでも経験があることでしょう。これはブランコの固有周期とブランコをこぐ周期が合っているためです。このように、固有周期に合わせて周期的に力を加えると揺れが増幅されて大きくなっていく現象を「共振」と呼びます。共振すると小さな外力でも大きな振動となり、共振しなければ大きな外力でも振動は大きくなりません。
振動台実験(実大耐震実験)
概要
2007年10月、茨城県つくば市の独立行政法人防災科学技術研究所(NIED)の大型耐震実験施設にて実施されました。東京大学、防災科学技術研究所との共同研究事業として行われたもので、WPC工法住宅としては世界で初めての実大振動実験です。
実験内容と結果
【実験環境】
実物大のWPC住宅を振動台に設置し、阪神・淡路大震災級(震度7クラス)の揺れを含む複数回の加振を行いました。
【検証結果】
激しい揺れに対し、構造躯体の損傷は確認されず、窓ガラス1枚すら割れない「無傷」であることが実証されました。この実験結果が、業界最長クラスの「地震保証」を開始する確信的根拠となっています。
【津波シェルターの検証】
シェルター開発においては、振動台で阪神・淡路大震災級の揺れを加えた直後に水没させる実験も実施し、地震で躯体が変形せず、その後の津波に対しても気密性が保たれることを確認しています。