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地震に強い、木の住まい

木は、引っ張られる力に対する比強度※が鉄の約2倍で、圧縮される力に対する比強度がコンクリートの約7倍。
三井ホームはこの木を構造材とし、外部からの力を面で受けて、力を分散させる工夫をしているので地震に強いのです。

※比強度:強度を比重で除した値。比強度が大きいほど軽くて強い材料です。

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堅牢な構造で地震の力を分散

構造の基本となる枠組みと、面材で形成された床面・壁面屋根面で箱をつくる木造壁構法は、床・壁・屋根の6面体を1単位として空間をつくるモノコック構造です。

スペースシャトルや新幹線、フォーミュラ・ワン(F1)などにも採用されるこの堅牢な構造により地震の際には6面体で揺れ自体を抑え、力をバランスよく分散し、高い耐震性を実現しています。

木造壁構法(モノコック構造)

卵の殻のように躯体を一体構造とすることで、外部からの力を構造体の全部分に分散し、ねじれや変形・倒壊を防ぎます。

堅牢な構造で地震の力を分散

構造の基本はダイアフラム

面材のみで構成された床構面は、水平力(地震や風圧で生じる横向きの力)により大きく変形し力が建物全体に伝わりません。
しかしモノコック構造の各構面は、強い剛性をもつ面材と枠組材を釘で一体化させた「ダイアフラム」と呼ばれる強固な立体盤面。
床をつくる水平ダイアフラムが、加わる力を各所に分散させて外力に抵抗し、ねじれを防ぎます。

一般的な床構面

一般的な床構面

面材だけで構成される床面は、水平力(地震や風圧で生じる横向きの力)に対してねじれが生じやすい。

そして、壁をつくる垂直ダイアフラムが、水平ダイアフラムから伝わる力、あるいは上下方向の力を分散して基礎へ伝達し、建物の変形や倒壊を防ぎます。

鉄骨造

鉄骨造

力が特定の箇所に集中し、ブレースの変形などを誘発します。

水平ダイアフラム

水平ダイアフラム

面材と枠組材が一体化しているため、高い剛性を発揮します。

垂直ダイアフラム

垂直ダイアフラム

1ヶ所だけに過大な力が集中するということがありません。

家具の転倒による被害も軽減

モノコック構造による三井ホームの住まいは、地震力や風圧力をバランスよく分散・吸収できる剛性の高い木質構造です。そのため1階の加速度が3階で増幅されにくく、家具の転倒を最小限に抑える効果があります。

プレミアム・モノコック構法と軽量鉄骨軸組工法の揺れの違い

地震の力(加速度)をバランスよく分散・吸収するため、1階の加速度が2階で増幅しにくく、家具の転倒も少ない。

接合部をボルトでガッチリ固定するため、1階の加速度が2階で増幅される。

木造軸組工法

柔構造のため、二階で揺れが増幅される。

gal(ガル)/応答加速度…加速度を表す単位。地震による揺れの激しさを表す指標として用いられます。
応答加速度は地盤の揺れ(地動加速度)が建物などに伝わった場合の大きさを示す指標です。

  • ※1 数値は実験値です。入力波やプラン・建物により揺れ方は異なります。
  • ※2 数字は三井ホーム調べ。

マグニチュード7.2という数値が記録された「阪神・淡路大震災」において、三井ホームの家は3,568棟中、全・半壊0(地盤の崩壊に起因するものを除きます)という驚くべき耐震性を発揮しました。

阪神・淡路大震災における、家具の被害率(損壊・転倒)

家具の損壊・転倒調査における食器戸棚の被害率も、RC造70%や木造軸組工法60%に対し、木造壁構法(ツーバイフォー工法)はわずか11%と優れた耐震性を証明しています。

実大耐震実験による証明[2,000gal以上で加振]

2006年4月、(社)日本ツーバイフォー建築協会による実物大の3階建住宅を使った振動実験が行われ、阪神・淡路大震災における最大地動加速度※1で加振した後、続けて大きな余震を想定して新潟中越地震の際、川口町で観測された地震波(2,036gal※1)を実験建物に加振しましたが、外壁・室内に大きな損傷はなく、優れた耐震性能と安全性を証明しました。

左写真は2回にわたる加振後の実験建物。
転倒防止策を施してない家具は大きく移動したものの、外壁及び室内に大きな損傷は見られなかった。
阪神・淡路大震災時に神戸海洋気象台で記録された地震波を、データに基づいて三次元的(横<X・Y>方向と縦<Z>方向の揺れ)に再現。

  • ※1 地動加速度は、地震の大きさの指標となるもので、地震による地表面での加速度を指す。
    単位はgal(ガル)で表示
  • ※2 gal(ガル)は、加速度の単位。1gal=1cm/sec2

■実物大3階建住宅振動実験 (1分9秒 4.3MB)
(2006年4月 (社)日本ツーバイフォー建築協会による)
阪神・淡路大震災における最大地動加速度818galを加振

■実物大2階建住宅振動実験 (53秒 2.9MB)
(2003年4月 三井ホームによる)
阪神・淡路大震災で観測された地震波を忠実に再現し、2日間のべ12回を同じ試験体に入力。
数千年分の地震にも耐える三井ホームの優れた耐震性を実証。

[TOPICS] 7階建でも優れた耐震性を発揮

2009年7月14日、独立法人防災科学研究所とコロラド州立大学の共同により、実大の7階建※ツーバイフォー(木造壁構法)の建物を用いた振動大実験を実施。震度6強に相当する地震波を加えても構造躯体に大きな損傷は見られず、ツーバイフォー(木造壁構法)の優れた耐震性が実証されました。

※1階部分は駐車場を想定した重量鉄骨造。日本では4階建まで建築可能。

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