2007けんざい
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建材情報交流会ニュース

 第49回
「熊本地震、災害に備えるためには」

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基調講演「熊本地震の建物被害と復旧方法」
 古賀 一八氏 福岡大学 工学部建築学科 教授
          (一社)日本建築材料協会 顧問
 


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■被害の起きない建物を供給することを目指す
 熊本地震では、震度7の地震動が短期間で2回来ました。前震周期は0.5秒前後で、本震は木造家屋が一番揺れやすい1秒前後の周期です。本震のときは大阪も震度3程度の揺れがありました。地震が発生すると家具や塀が倒れ、建物が被害を受け、火災が発生しますが、水も止まるので消火活動ができず、消防車も来られません。そして延焼して負傷者や死者が出ます。負傷者に救助や医療が入り、皆は避難所に避難します。インフラも被害を受け、帰宅困難の人が出てきますが、その人たちに対してまた援助しなくてはいけません。仮設住宅の建設やがれきの処理も必要になります。これだけ被害が起こると人がたくさん必要ですが、例えば大阪のような大都市となると、助けに来る人はそこに住んでいる人の割合に対して非常に少ない。人はあてにできず、自分の命は自分で守らねばなりません。

 建物が何ともなければ救助も避難も仮設住宅もいりません。阪神淡路大震災のときに復興にかかったお金は一人当たり1千万円でした。今日本にそんなお金はありません。

 人任せの無責任な人、聞きっぱなし・言いっぱなしの人、「知ってるよ・やってるよ」と言う人、「そんなこと言うならやってみよ」と言う人、「やっているはずですが・聞いているはずですが」と言う人……このような人を「現場の五悪人」と私は呼んでいます。こういう人たちがいると何も解決しないで事故や災害が繰り返されます(図1)。

 これからやってくる東海・東南海地震、関東地震は、中越地震や熊本地震、阪神淡路大震災ともまた違います。阪神淡路大震災のときは大阪の大勢の人が一気にいろいろなことをできましたが、大阪がやられたら誰が助けるのか。だから起こったときのことを想像して対策を取る必要があるのです。一番いいのは、被害が起きない建物を供給することです。なぜなら災害に備えるよう言っても動かない人のほうがほとんどだからです。関心のない人に意識してもらうために、いくつかの言葉を私なりに考えました(図2)。

■木造被害は地盤変状や壁量不足などが原因
 熊本地震の主な被害は本震のほうで受けました。東西方向にかなり揺れたようです。益城町の治水地形分類図があります。段丘面、自然堤防、九州高速道路があり、段丘面の盛土の被害はかなり大きいです。自然堤防など地盤が柔らかいところは7、8m地盤を改良しています。液状化が起こったり、マンホールが浮いたり、電柱や電信柱が下に沈んだりしています。高速道路付近では、地割れして新しい家が傾いていました。

 切土・盛土の話ですが、土を掘ると、粘土なら2割くらい、砂なら4割くらい体積が増えます。それを盛土で締め固めても元には戻りません。地震で揺すられると少し締まって下がります。4月の震災以降、益城町に行くと盛土の部分が崩れていました。盛土部分には家を建てない方がいいのですが、建てざるを得ないところもありますので、地盤改良などの対策を考えなければいけません。耐震補強も今回いろいろと問題がありました。耐震補強したものがいくつも壊れています。一番大きな問題は、上屋を耐震補強しても下の杭は見ていないこと。だから杭が折れて傾いてしまっています(図3)。

 木造建築の倒壊原因は地盤の変状、壁量不足、筋交いや柱の引き抜きに対応した金物の問題、そして偏心です(図4)。新耐震基準の変遷を見ますと1981(昭和56)年に新耐震基準(1次)が設定されました。主に壁量です。2000(平成12)年に改正(2次)、接合部金物と住宅のバランス規定が盛り込まれます。2000年以降はホールダウン金物取付けに言及されましたが、正しい場所に付けることが大事です(図5)。

 過去に熊本でマグニチュード6クラスの地震は何度かありました。特に明治時代は明治22年、27年、28年、40年にあり、2回くらい熊本城の石垣が崩れています。明治40年、45年に竣工した熊本市内の住宅は地震を考えて地盤改良しています。

 旧基準の住宅では、壁量不足に加え、筋交いが釘止めだったので抜けてしまいました。ラスモルタルもステーブルが12mmと非常に短いので、変形追従性が少なくて落ちました。前震のときはほぼ何ともなかったのですが、本震のときは斜めになっていました。ブロックも、前震時は少し傾いているくらいだったのが、本震で倒れました。

 熊本駅近くに、西南戦争で焼けたのちに建てられたかなり古い家がありましたが、土壁が壊れているものの、ほとんど被害はありませんでした。益城町にある築34年の家は、地面が柔らかいのに被害が軽微です。外壁のモルタルを塗るためのラス網をしっかり留めてあったからです。これが建物の変形を抑制しているので、筋交いも曲がらずにしっかり効いていました。2階建てのアパートでは、筋交いが折れています。節のある筋交いは節のところから折れやすいので本来は使わないほうがいいのです。いっぽう2Pの筋交い(1820mm)は長いのでぐにゃっと曲がっています。サイディングには拘束効果はまったくないので、筋交いに頼るしかありません。拘束効果のあるラスモルタルとは違うわけです。

■モルタル外壁は耐震性に優れている
 工事中の建物では、ホールダウン金物がない上に、金物の使い方がおかしいところが多々ありました。施工者に正しい知識がないと思われます。築2年のある建物は、壁の充足率、建築基準法上必要な壁の量に対して実際ある壁の量が1.0から1.5で、建築基準ぎりぎりでした。被災度区分判定は軽微です。なぜならラスモルタル外壁が太い金網で、長いステープルで止めてきちっと施工してあるからです。正しく施工すれば、モルタル外壁は面剛性が高いので変形が抑えられ、非常に優れています。築15年の物件も損害は軽微でした。特徴的なのは漆喰の仕上げです。仕上げをするためにはジョイント部分を補強します。ジョイント部分に割れ目が出ないよう、場合によってはボードを2枚張るので、中の壁が結果として強くなります。漆喰が強いのではなく漆喰にするために中が強くなるわけです。この家は無被害に近い状態でした。

 益城町は台風の多い地域なので瓦屋根です。サイディングでは雨水が隙間から入ってくるのでラスモルタル外壁です。きちんと施工すれば震度7が2回来ても何ともないのです。

■鉄骨造の被害について
 S造(鉄骨造)では、柱脚の固定、溶接の不良、ブレースの不良、変形の大きい鉄骨に変形の小さい外壁を止め付けたために落ちた事例があります。さらに、天井が外壁にぶつかって、天井のみならず外壁も落ちたケースが多数ありました。これは今までの地震と同じです。前震時は4階建てがきちんと建っています。健軍町の、隣接したほぼ同じ規模の家で、片方は無被害で片方は被害があった例です。一方はXY方向の梁成が同じで、もう一方は梁成が違います。梁成を同じにして同じところで溶接すべきだったのに、無理矢理溶接しています。工事は正直です。

 RC(鉄筋コンクリート造)、SRC(鉄骨鉄筋コンクリート造)の被害ですが、原因の一つはせん断補強筋のフック 、ピロティ柱の偏心です。非構造壁のせん断破壊も昔から見られます。新耐震以降の建物でも配筋がおかしいものがありました(図6)。

 私の知り合いが住んでいるマンションは1974(昭和49)年の竣工で、よくテレビにも出てきました。手前側に商店、エントランス、階段、壁が多数あり、奥は何もない。ちょうど柱、梁、仕口部のところが弱くて捻れており、せん断補強筋も90度、せん断補強筋のピッチが細かく入ってはいますが、捻れてしまいました。その道路の向かい側にあるのは1973(昭和48)年竣工です。同じデベロッパー、設計事務所、施工会社がつくったもので、躯体の仕様も同じはずですがほとんど被害がありません。何が違うかというと、手前に店舗があって壁があるのですが、奥側にも階段室があったりゴミ置き場があったりで壁があります。つまり両側にちょうど壁があってあまり捻れなかった、たったそれだけの違いです。この近くにまた1974(昭和49)年竣工の建物があります。T字型で6階建て。耐震壁、耐震ブレースでバランスよくつくってあります。せん断補強筋ピッチは100ピッチ。耐震壁をつくると向こう側が見えなくなって防犯上問題があるため、RCのブレースにしてあります。これは設計者がよく考えたと思います。T字型のところの境界梁にせん断ひび割れが2ケ所ありますが、ここには計算して耐震壁を入れようかと話しています。

 新耐震以降のRCも1995(平成7)年に竣工したもので被害がありました。柱にせん断ひび割れが入ったので、鉄筋探査器で測ったら、100ピッチのはずのせん断補強筋が350から400ピッチという信じられないものでした。

 SRCの14階建ての物件は、柱、梁、耐震壁ともまったく無被害で、非構造壁だけがやられました。これだけ被害が大きいと内装も取って、キッチンも全部外してやり直しです。

■管理会社は住人への適切なアドバイスを行うべき
 次の、耐震壁が設けられた建物は非構造壁に負担がかかっています。これも普通の壁ですが、建物の1階にエントランスがあり、壁がたくさんあります。駐車場も非構造壁の設計ですが、捻れてしまいます。いくら非構造壁といっても、それで壁が壊れています。ほかは被害がなく、構造体も何ともないのですが、誰も住んでいません。住めますし、泥棒が入るので、管理人に「戻ってきてもかまわない」と住人に伝えるように言いましたが、直接言ってくださいと言われました。責任感がない管理会社で気の毒でした。こんな管理会社がたくさんあります。どうすればいいか分からなくて動こうにも動けず困っているのに、的確な時期に的確なアドバイスを住民にせず、総会も開かない。

■天井の落下について
 天井は吊り天井かシステム天井ですが、吊りボルトと振れ止めがあります。野縁受けと野縁で天井板が止まっています。落ちるメカニズムを示した図です(図7)。地震が発生すると振り子のように揺れて、天井がぶつかり、ぶつかったところが耐えきれずに反りあがります。すると野縁や野縁受けが変形してビスの頭から天井板が抜けてしまいます。次にクリップが変形して、連鎖的に外れたり滑ったりします。先ほどビデオをご覧いただきましたが、最終的には映像のように滑るように天井が落ちてしまいます。これも今回熊本地震で検分しているところですが、やはりクリップが開いたり、ぶつかった跡があったりと、落下メカニズムのとおりになっていました。

 スーパーの例ですが、天井が揺れて壁にぶつかって壁が落ちました。ALCの壁でロッキング工法(2点で留めて回転する)で動くようにつくったのですが、後から看板を付けて固定してしまったため看板が落ちました。夜中の1時だったから誰もいなかったので事なきを得ましたが、設計者も看板のことにタッチすべきだと思います。落ちた看板はALCの弱いところに樹脂系のアンカーで留められていました。天井も釘で真っ直ぐ留めてあります。釘は真っ直ぐだと弱くて抜けやすいので、下に荷重がかかるようなら横に留めなければいけないのですが、釘の使い方を間違っています。アンカーボルトもそうです。一番いいのは天井がないことです。

 九州の体育館ではそんなに寒くないので天井を入れないところもあります。ALCもロッキング工法で留めています。しかし、落下したロッキング工法の外壁を見ると、ボルトで5点留めてあるのです。おそらくたくさん付ければ強くなると思っているのでしょう。ビス留めのALCもあるし、ブレースがなく変形が大きいのです。しかも結束線で留めている外壁もあります。結束線なんかすぐ錆びてしまうので、決められたとおりきちんと留めてほしいと思います。ガラスもそうです。

 それから、商店街も大変です。その店が好きなようにどんどんやっていっているからです。商店街というのはそれぞれ建った年代が違い、構造も違います。裏にまわると木造だったり、とにかくいろいろなことがされています。外装材も4点留めです。パネルを4点で留めて、今度はジョイント部分が違う建物を一緒にくっつけたり、普通はエキスパンションを設けるところは逆にくっつけたりしています(図8)。

■現地で消費することが復興への支援
 今回屋上の被害はなかったのですが、屋上へ行くと今にも折れそうな鉄骨の上に貯水タンクがあるのを見かけます。補修でも今問題になっているものがあります。構造部材である梁に発生したひび割れを、単純にシール工法で補修したり、耐震壁を単なるシール工法で留めていたのを補修しただけの梁が見受けられたり、耐震壁をUカットシールしただけの補修もありました。本当はひび割れをきちんと補修してつながなければいけないのですが、このような不十分な対応が散見されます。

 補修するなら正しく直すべきです。例えば柱を直すのなら、例えば1m角の大きな柱を直す場合、しっかり施工しないと中まで樹脂が入りません。Uカットシールなんてとんでもない話です。いろいろやってみれば分かりますが、鉄筋もつなげればいいのです。先ほどの耐震壁が割れた例でも、配筋をきちんとしてグラウトすれば元に戻ります。元の性能になるように直すのが当然です。補強工法には鋼板やカーボンなどいろいろあります。

 熊本は今満身創痍ですが、復興に向けて頑張っています。ぜひ熊本に来てください。食べたり、飲んだり、お土産を買ってください。義援金もいいのですが、現地へ行ってどんどんお金を使ってください。


 


「モルタル外壁の適切なラス選択とJIS改定について」
 山中 豊茂氏 且R中製作所 代表取締役社長
 

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■モルタルは地震に弱いというイメージは誤解
 中越地震(2005年)や中越沖地震(2007年)、今回の熊本地震(2016年)も古賀先生と一緒に調査させてもらいました。いずれのときも、モルタル外壁が落ちていました。モルタルは非常に地震に弱いのではないかというイメージを皆さんお持ちだと思います。学識経験者・メーカーや日左連で組織する日本住宅モルタル外壁協議会(NiMoGa)でモルタルに対するイメージ調査を行いましたが、やはり最初に出てくるのが「モルタルは地震に弱い、ひび割れする」というイメージでした。しかし実験をやると外壁は落ちないのです。地震によるモルタル外壁のはく落の原因は工務店や施工者、メーカーそれぞれに責任があるのではないかと私は思っています。

 実際に工務店の場合はコストやデザイン重視で、施工に対しては職人に任せきりで経験的な施工を容認してしまう。コストを下げろと言われ、職人は困り果て、材料メーカーも販売競争なので規格外品でも出す。職人も勉強不足で仕様書もきちんと見ず、経験値だけでやるため不適切な施工になり、最終的にユーザーが被害を受けるという負のスパイラルが生じています(図1)。

 皆さんがいろいろな立場から「値段の問題だけではなく少なくともこれはしないとだめ」と伝えたり、メーカーも職人や設計・施工者に対して「こうしてください」と強く言ったりすることができれば、問題は起こらず安全な住宅ができると思います。

 中越地震の写真を見ると、不適切な施工を行われたモルタル壁が落ちているのが分かります。ステープルの線径が細く、脚の短いものがどさっと落ちているものがあります。モルタルとラスが一体になっていれば、非常に強いものなのですが、構造躯体、下地ときちんと留まっていないということです。裏側を見ると脚の短いステープルでピッチが荒い。壁が建物にきちんと付いていないので、モルタルの自重に耐え切れず落ちるのです。

 不適切なモルタル外壁は、ひび割れから雨水が浸入したり、壁内結露があったりして部分的に下地が腐って抜け落ちたり、質量が軽い平ラスは錆びてしまって無くなっているケースもあります。設計上で鉄骨と木下地を組んだ変な組み合わせですが、見るとやはり同じ壁の中に違うラスを貼ったり、一部に裏打ち材がないので、下地金物が腐ってきてぼろぼろになっています。下地を腐食させると基本的には持ちません(図2)。

■正しく施工すればモルタルは強い耐震性を持つ
 熊本地震では、益城町の中心を調査しました。私が古賀先生と行ったのは5月で、その時点で震度7が2回、6が5回、5が9回、4は100回を超えている状態の時期でした。今回の調査は、被災地で被害が少なかった木造モルタル住宅を中心に行いました。

 被害が軽微で済んだ建物は、今まではどういう施工をしていたのか分からなかったのですが、実際に施工された左官業者の方々にも一緒に行ってもらい、住人の方に図面も見せてもらいました。その上で、自信を持ってきちんと施工すれば問題ないことがわかった事例がありました。震度7地域の住宅では、建築基準法の必要壁量ぎりぎりの木造軸組みの住宅で、ひび割れ程度の部分的な被害で「軽微」と判定された建物でした。被害が軽微で済んだのは、ラスモルタル壁が耐震的に寄与したとしか考えられないということです。きちんと施工すれば被害を免れることができるのです。

■ラスの種類について
 ラスの正式名称はエキスパンドメタルラスです。「エキスパンド」は「膨らませる」、「メタル」は金属、「ラス」は木ずり、木舞(こまい)を意味し、昔、漆喰などを塗るための下地として打っていた細かい木のことです。ラスには現在、エキスパンドメタル、ワイヤーラス、メタルラス、ラスシートという4種のJIS規格があります。

 厚さが1.0以上の鉄板を使ったものがエキスパンドメタルです。ワイヤーラスは、昔モルタル外壁が始まった頃に使われていたフェンス状のものです。どちらかというと古い建物で使われているケースが多く、塗り厚も非常に厚い場合が多いようです。現在はこれをつくっているメーカーはほとんどなく、JISのものとしてもほとんど見ません。このような施工をする左官業者の方々も今はほとんどおられないようなので、現状では使えないのではないかと思います。

 一般的にラスといわれるのはメタルラスで、平ラスというフラット状のものがよく目にされます。平ラスに波を付けたのが波形ラス、それにこぶを付けたものがこぶラス、メッシュの間にリブという骨が付いたものがリブラスです。リブラスは、リブの山の高さによってA型、B型と分かれていますが、今回JISの改訂でB型が廃止になり、新しくC型がJISとして採用されています(図3)。

 ラスシートは角波亜鉛鉄板ラスのことで、残念ながら地震のときにことごとく落ち、危ないとよくいわれるのですが、調査すると、座金の付いたビスではなく、頭の小さいビスだけで留めているものが落ちていることが分かりました。スポット溶接だけで留まっていることになり、どうしても自重に耐え切れず、ラスとモルタルが落ちた事例がたくさんあります。実験でも、きちんと施工すれば地震に対してほぼ問題がないというデータが出ています。

 鉄骨造の場合は外壁と内壁、内装によってもラスが変わります。木造住宅の場合は在来工法やツーバイ、プレハブ、下地の構造によって使い分ける必要があります。木造の場合、モルタル直貼りと通気工法があり、それによっても下地が異なります。

 直貼りは、在来ならラス下地、ツーバイなら下地面材に防水紙を貼り、ラスを貼ってモルタル。これが基本的な直貼りの工法です。一般的によく使われる二層下地通気工法は、躯体に透湿防水シートを貼り、胴縁の上に下地を設け直貼りを行います。躯体と外壁の間に通気層を設けるという工法です。直貼りと同類のラスに使うことができます。単層下地通気工法は、サイディングと同じように胴縁の上に防水紙の付いたラスを貼り、その上にモルタルというやり方です。

■ラスの施工について
 施工例をご覧ください。木造住宅の場合に使われるステープルは、F、J、M、Tとアルファベットが大きくなるにつれて線径が太くなります。F線は防水紙留めで使う手打ちのものです。J.M線は、直貼り・二層下地通気工法でラスを留めるものです。また、ラスは700g/u以上でステープルの脚長は19o以上が基本です。建物が変形したとき、脚の短いものはすぐ抜けるので、抜け落ちないための安全率を考えると19mm以上が必要です(図4)。

 単層下地通気はリブラスCが基本となり、質量も800g/u以上になります。胴縁しかないので裏打ちにラスの裏打ち材が付いたものを使います。ステープルはT線以上。胴縁を貫通して下地の構造まで届くには最低でも25mm必要です。

 鉄骨造の場合はリブラスCとラスシートで施工します。座金を使った留め付け方法が望まれます。内装の間仕切りの中に使うラスシートは板厚0.19mmが標準で、高さが6m以上になると地震で落ちるおそれがあるので、外部に使われるラスシートと同じ0.4mmを使うのが望ましいです。施工については日本住宅モルタル外壁協議会のウェブサイトで各種仕様書や研究結果が掲載されています。

■JISの改訂について
 もともとメタルラスがJIS化されたのは1950(昭和25)年で、2014(平成26)年、大改訂を行っています。技術的な改訂で、適用範囲、品質、材料の削除と追加、試験の追加、検査の追加、製品削除と追加、呼称の変更があります。

 適用範囲の変更では、もともと左官、庇、およびコンクリートの下地に使用するメタルラスに規定されていましたが、今回左官の耐火被覆・防水被覆などの下地に使う材料、軽量気泡コンクリートパネルの芯材(ALC)も加わり、適用範囲が増えました。

 品質の改訂では、今までは外観検査しかありませんでしたが、新規格はそれに加えて引張性能試験が追加されています。

 材料の改定では、もともとはメッキされていない鉄の素材でしたが、新規格は、モルタルなどの下地に使われるラスについては溶融亜鉛メッキ鋼板、基本的にはメッキの付着量表示記号Z12以上として、リブラスについては Z08以上という表記のものを使うことになりました。今回は新たにステンレスの素材も入りました。従来のメッキ処理されていないものは、ALC用として使われることになりました(図5)。

 今までは試験はありませんでしたが、新規格は外観試験、寸法および質量測定、引張試験、耐食性試験が増えました。耐食性能試験は200時間の中性塩水噴霧によって錆びた状態で引張試験をするというものです。

 寸法と質量測定規定でラスのメッシュ寸法は、長径26〜32mm×短径13〜16mmと範囲指定でしたが、「長径26×短径13mm」をT型、「長径32×短径16mm」をU型としました。分けた理由は、関東メーカーがメッシュの小さい(関東目)T型、関西メーカーがメッシュが大きい(関西目)U型のメッシュで生産されているからです。

 外形の寸法ですが、昔は坪単位だったので、2尺の6尺では2‘×6‘(3枚で1坪)、といった形でJISを規定していました。現在は、3‘×6‘が主流で3尺幅の製品はJISの範囲ではありませんでした。今回はその範囲を入れて寸法を変えています。

 今まではJISの1号品、2号品、3号品、4号品、という呼び方をしていましたが、今回質量で表すことになったので、u単位の質量が1号の場合は450gで「F450」となります。Fは「フラット」の意味で、平ラスの場合はF、こぶラスの場合はKと表記します。

 こぶラスは、800g/uと、山の高さ11mm高を新規に追加しました。波形ラスの場合W「ウエーブ」とし、従来は10mm山の波の高さだけがJIS製品でした。これは基本的にモルタルが砂モルタルで、告示は20mmが基本的な塗り厚だったためです。そのためラスがちょうど中心に来る10mm山高というのがJISの標準でしたが、近年では既調合軽量モルタルで15mm、16mmの塗り厚で防耐火認定を取れるものが出てきており、今回の改訂で6mmと8mm山高がJIS規格に増やされました。

 リブラスの表記はR「リブ」とA型とC型の組み合わせで「RA」・「RC」となります。また新設されたリブラスCの寸法形状について、リブの部分は連続成形でロールフォーミングするために、ハット形、V形が今回追加されました。リブピッチは山から山の長さを表しています。リブラスの規格基準では、先ほどと同じように質量が表記されています。0.3mmという板厚のものに対して山高が5mm、6mm、7mm、8mmと、各1mmサイズで基準が決められています。ただしこれは若干質量が変わることになるため、リブピッチが150mmおよび155mm製品の場合だと、最低の5mm山高で800g/u、板厚0.4mmのものはほとんど1kg/u、板厚0.5mmでは1.3kg/u以上の質量となります。使用用途によりリブピッチが100mm、75mmといろいろなタイプがあるので、このように規格が増えています。

 製品の呼び方は、以上のような規格を踏まえているのでご注意ください。例にあげた「ラス下地用平ラス:I F 700(3号)Z12」は、メッシュの形が「I型」、ラスの形状が「F」ということです。「700」は質量の表示で、旧の呼び方が3号。「Z」は材料記号で溶融亜鉛メッキを表し、「12」がメッキの質量です。今までは「3号品」や「平ラス3号」などと呼んでおり、どんなものか分かりにくかったのですが、こう表記することでメッシュの形状や質量がすぐ分かるようになっています。波形ラスやこぶラスの場合も、「W」が波形(ウエーブ)、「K」がこぶを意味します。その後ろに質量表示がきて、次に「10」や「11」など山の高さが示され、メッキの量が続きます。

 リブラスの場合は、リブの本数によっていろいろ変わってきたので、メッシュの形状であるI型、II型という表記では呼び分けができません。そのためにリブのピッチ寸法(155や75など)を先に表します。その後ろにリブラスCを現す「RC」という表記がきます。そして質量、山の高さ(5mmや8mmなど)が続くところはこぶラス、波形ラスと同様です。溶融亜鉛メッキの場合は「Z」、ステンレスの場合は「SU」という表記で表します。例えば、ステンレスリブラスの場合「155RC800-05SU」となります。このように、呼び方がかなり変わることになりますが、配布資料にある近畿メタルラス工業組合のパンフレットに、いろいろな基準のものが分かりやすく記載されているので、参考にご覧ください(図6)。

 
 


「特定天井対策の方向性」
 大西 弘晃氏 北恵梶@
営業推進部 工事推進課

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■特定天井基準ができた背景
 
2001(平成13)年の芸予地震で大きい建物の天井や間仕切り壁の脱落による負傷者が発生しました。このとき「天井面の周辺部と周囲の壁との間にクリアランスを確保しなさい」という「技術的助言」が出されました。技術的助言は、それまで「通達」という形で出されていたもので、法的に強い縛りはないのですが、確認申請など行政からの指導があります。

 2003(平成15)年の十勝沖地震では、空港出発ロビーの吊り天井が約300uにわたって落ちました。このときは2001(平成13)年の技術的助言に加え、剛性の異なる部分に構造的なクリアランスの確保(天井同士で硬さが違うと揺れの伝わりが異なるため)という技術的助言が出されました。さらに既設設備での点検・改善の際の脱落防止、落下防止措置による当面の安全確保も加えられました。

 2005(平成17)年の宮城沖地震では、スポーツ施設の天井の約9割が落下。このとき、行政による中間検査または完了検査の際、今までの技術的助言がきちんと行われているかの確認が強化されました。

 そして2011(平成23)年東日本大震災で天井が落ち、2013(平成25)年は静岡県と神奈川県の室内プールの天井が、ともに事故で落ちました。「天井面のゆがみや垂れ下がりの有無を目視で確認するように」という技術的助言が出されました。

 このような背景があり、2014(平成26)年4月に「天井脱落対策に係る技術的基準を定める告示等の施行」という形でまとめられました。ポイントは5つ。1つめは中規模地震のときに天井の損傷を防止し、それを超える一定の地震においても脱落の低減を図ることを目標としていること。2つめは、脱落によって重大な危害を生ずるおそれがある天井を「特定天井」とする定義。3つめは特定天井の技術基準。4つめは既存建築物について一定範囲内の増改築時に適用できる基準の位置づけ。5つめは耐久性確保のため材質に注意が必要とする規定です(図1)。

■特定天井の概要
 特定天井とは、脱落によって重大な危害を生ずるおそれのある天井で、具体的には
6m超の高さで面積200u超、質量2kg/u超、かつ人が日常利用する場所にある吊り天井を指します。技術的基準には、仕様ルート、計算ルート、大臣認定ルートがあります。仕様ルートは個々に計算するのは大変なため、国から「こういう仕様にしなさい。こうすると最低限法律の求める強度は確保できますよ」としたもので、一般的には仕様ルートで検証されるケースが多いです。既存物件に関しては落下防止の措置をします。

 仕様規定の要点を説明します。吊り部は、斜め部材を入れ、X方向Y方向という形で動かないようにします。重さは2kg超ですが上限が20kg。天井材自体が落ちないようにネジ、ボルト等で相互に緊結し、壁との隙間は6cm以上とり、壁に当たっても大丈夫なよう、もしくは当たらないようにとなっています。吊り材の長さは3mです。

 天井の重さは、ロックウール吸音板+せっこうボードなら10kg13kg/u、せっこうボードなら7kg10kg/uなどで、一般的には10kg/uくらいだと思います。10kgといっても、500uあれば5tになります。構造体ではないにしても非常に重いものなのです。

 地震時には吊り天井がブランコのように振れて、天井面が変形してつぶれていき、それが壁にぶつかってさらにつぶれます。その衝撃で変形・接合部に損傷が起こり天井が落ちる、というのが天井崩壊メカニズムです。そこでクリップなどを補強して接合部分が破壊しないようにする、筋交いを入れて天井材が揺れないようにする、あるいは壁との隙間・クリアランスを設けて衝突破壊しないようにする、というのが仕様規定の考え方です。

■「クリアランスなし天井」の研究から「隙間なし天井」追加
 ここで、「ブランコのように揺れて衝突するのなら、揺れないようにすれば」という考えが出てくるわけですが、その場合は天井材に剛性が必要になるので、天井面構成部材をさらに強化しなければなりません。天井面に生じる地震力を適切に躯体に伝達させるための手段として、一つに屋根面または床スラブと天井面構成部材の間にブレース・斜め材を設置すること、もう一つに、天井の周囲の壁に負担させることで耐震性を確保する「クリアランスなし天井」にする場合が考えられます。

 今年6月、天井と周囲の壁等との間に隙間を設けない仕様「隙間なし天井」が仕様規定に追加されました。従来は「斜め材を入れて隙間を設けよ」とのことだったのが、新基準では隙間をなくすので斜め部材が省かれています。これは建物自体が傾いたときの層間変形に追随させるために、あえて斜め部材を入れないのです。そして周囲の壁自体も十分な剛性、強度を持っていること。先の隙間あり天井には規定がなかったのですが、隙間なし天井の場合は天井面をがっちり固めるために天井板はJIS規格の9.5mm厚のせっこうボード等とします。天井面は水平にする。先の隙間あり仕様では斜めの天井でもよかったのですが、隙間なしは水平にする、斜め部材を設ける。さらにあまり振れないようにということで、吊り材の長さが1.5mに規制を受けます。他、様々な規定があります(図2)。

■熊本地震の天井落下被害
 
6月に隙間なし天井が施行される約1カ月前に熊本地震が起こりました。短期間に想定外の揺れが多数回繰り返されましたが、熊本地震のような地震に対して耐えられるのかという不安は出てくると思います。熊本で落ちた天井は法改正前のものですが、ヒアリングによると、前震では比較的小さい被害でとどまっていたものの、本震で大きな被害を受けたものが多かったようです。中にはしばらく経ってから落ちたものもありました。

 ということは、ある強度以下の地震なら何回揺れても性能が担保できる天井ができたら本来は一番いいと思います。しかしそういうスーパー天井は難しい。幸いにも、体育館等の吊り天井は落下防止対策のため、事前に行政が撤去するよう指導したため、多くは事無きを得ました。それでも対策の遅れた指定避難所が多くありました。熊本県内の70カ所の指定避難所が被害を受け、閉鎖や一部閉鎖の措置がとられていたそうで、そのうち約9割は建物本体の耐震化と比べ対策が遅れがちな天井や照明などの非構造部材の損傷が原因でした。本来安全であるべきはずの避難場所が使えずに困ったというニュースは記憶に新しいところです。

 今まで地震が起きるとまず耐震化が疑われてきました。住宅の場合、非構造部材という話はなかなか出てこない。天井は非構造部材ですが、大きな建物で天井が落ちると非常に危ないので、今回改めて非構造部材は重要だということが再認識されたと聞いています。

 大きな建物で天井が落ちた状況の中で、天井ごと落ちているのは分かるのですが、天井板が野縁から外れて落ちているものがありました。これはなぜでしょうか。熊本地震の建築物被害に関する写真を見ると、応力がかかって天井が割れたのかビスが抜け落ちています。いろいろな要素がからみ合っているので限定はできませんが、繰り返し揺れることによってビス穴がゆるみ落ちているのではないかという話を聞きました。重量があるので留め方にも工夫が必要になります。耐力壁を、構造用合板で構成するケースが多くなってきました。構造用合板の場合は釘で留めるので、最初の揺れでは持つのですが、揺れがくり返されると次第に釘が抜けてくるため、どんどん耐力が弱くなってきます。

 だから耐力壁も釘ではなく専用ビスの方が強いのではないかと私自身は考えています。とはいえ相手が合板であればビスはききますが、天井材で主流のせっこうボードでは、揺れるとビス穴がバカになり落下の危険度が上がります。今回の地震で柱などの構造体の耐震化に加えて窓ガラスや廊下、天井などの非構造部材の耐震性の確保も重要とされました。落ちないように強度を上げようというのが今までの法律の流れです。しかし熊本地震のように繰り返し揺れた場合、完全には落下を防げません。「絶対落ちない天井」をつくるのはコストもかかって難しいのです。

 それなら落ちても安全な天井、特定天井にしないという考え方もできるのではないでしょうか。

■特定天井にしないという考え方
 「その他の天井」には、吊り天井以外の天井、落下しても人に重大な危害を与えるおそれの低いものとして、
6m以下の天井、200u以下、天井の重量が2kg/u以下、人が常時利用しない、というのが当てはまります。高さや大きさは天井材自体には関係がない現場の話です。商品として考えた場合に重要なのが、吊り天井以外の天井にするのか、重量を2kg/u以下にするのかです。

 また考え方の一つとして、天井を設置しないという事も考えられます。無ければ当然落ちませんが、配管・配線がむき出しになって意匠性に欠けます。断熱性が劣るため、例えば屋根材が熱くなると下部空間もそのまま熱くなります。吸音・遮音性の問題で空間性能が悪くなる可能性もあります。

 二つめは膜天井です。素材が軽く柔らかいため、変形や衝撃に強い。光が適度に透過するので、膜天井の上に照明をつけると拡散効果が期待できる。湿気に強い。デザインによりますが、膜天井をネット代わりにして落下物を受け止める効果も期待できます。欠点は、断熱性に劣るためエネルギー効率が悪くなったり、吸音・遮音性に劣るため空間性能が悪くなったりする場合があることです。膜天井にしても下地材はいるので、落下の危険性は残ると考えられます。

 三つめは2kg/u以下の軽量天井。グラスウール・スチレンボードなどが想定されます(図3)。

■軽量で簡単施工の安心・安全天井
 ここで当社の取扱商品「かる〜い天井」を紹介します。下地材も含めて
2kg/u以下です。天井ジョイント部材をプラスチックにし、施工も非常に簡単な商品です(図4)。軽量な天井は落下しても人を傷つける程度が軽いので有利なのですが、試験を行いさらに検証を進めています。

 応答加速度2.2gal以上の正弦波を加えて試験をして、どこの振幅で一番揺れるのかを調べ、熊本地震、兵庫県南部地震(阪神・淡路大震災)、東北地方太平洋沖地震(東日本大震災)における各地震波を同じ試験体で、5回、6回繰り返して行いました。又、体育館での競技で下からバレーボールなどが当たるということも想定されるので、下からバレーボールを当てて衝撃試験をしましたが、脱落および変形は見られませんでした。

 今回皆さんにお配りしたチラシの商品は下地を含めて1.85kg/uで、特定天井には該当しません。本年法制化された新基準の適用を受けないので、軽量化の優位性はあるのですが、法的に裏付けがない工法となっています。そのため、本天井システムの実態的な安全性を確かめるべく今回の実験を行ったのですが、数回に及ぶ大地震相当の加振によっても損傷は見られず、軽量化した本天井システムの安全性を証明するものとなりました。従ってこのような商品をどんどん広めていきたいと思っています(図5)。

 既に施工実績もあり、不燃認定を取っています。施工は下から天井をはめる形になりますが、はめ込むときビスを使わないので施工が非常に簡単です。

 施工事例@をご覧ください。某大学の実験棟で500uあります。こちらはある地域の剣道場と柔道場の屋根ですが、もともとこの鉄骨の下に天井がありました。ところが危ないということで天井を撤去すると、上の骨組みが見えてきたわけですが、それでは暑いため、屋根に沿って斜めにこの軽い天井を施工しました。

 事例Aは東のほうにある大学の廊下です。廊下の壁と天井、そして教室と大講義室。一番高いところで7mです。事例Bこれは群馬の有名な建物らしいのですが、天井をシックな色にして、底目天井でおしゃれな形でおさまっている物件です(図6)。

 このように、いろいろ施工もしておりますが、もちろん特定天井仕様でなければいけないという天井もたくさんあると思います。状況に応じて提案していきたいと思っています。安全性を考えたとき、第一に「軽くする」ことは誰もが考えます。軽くしてなおかつ施工性の良いものがこれからどんどん出てくるとは思いますが、そういう商材を取り扱っていこうと考えています。今まで北恵は住宅資材を基本にしてやってきましたが、今後、非住宅建材も手がけたいと思い、このような商材を紹介させていただきました。

 



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