建築業界において耐震設計は最も重要な分野のひとつです。
特に、建築技術者にとって、意匠や構造など関係なく、新耐震基準の理解は欠かせません。
本記事では、1981年に導入された新耐震基準の概要、旧耐震基準との違い、そして建築設計におけるAi分布の重要性について詳しく解説します。
これを機に、耐震設計の基礎をしっかり学び、実務で活かせる知識を身につけましょう。
もちろん、一級建築士試験の勉強にも役立ちます。
まず結論：新耐震基準は「倒壊防止」が最大の目的
新耐震基準は1981年の建築基準法改正によって導入され、 それ以前の旧耐震基準と比較して、
「大地震でも倒壊しない」ことを主な目標にしています。
「倒壊しないのは当たり前では？」と思われるかも知れませんが、そこが勘所なので解説していきます。
新耐震基準とは？
1. 制定の背景
- 改正年：1981年（昭和56年）
- 1978年の宮城県沖地震で多くの建物が倒壊 → 基準見直しのきっかけ
- 建物の「耐震性能」をより厳格に求めるように変更
2. 基本的な考え方
- 中規模地震（震度5程度）：損傷しない
- 大規模地震（震度6～7）：倒壊しない
- 設計方法：「保有水平耐力」概念の導入
- 建物が揺れに耐えうる「粘り強さ」を考慮
- 地震エネルギーを吸収しながら、 建物全体がバランスよく変形できるように設計
新耐震基準の勘所のひとつは、耐震性能を規定するハードルを２段階としているところです。
「大地震に倒壊しないように設計すれば、中地震の方が小さいのだから意味がないのでは?」と思うかも知れませんが、中地震では「損傷しない」ことを求められます。
つまり、想定する地震は小さいが、建物に求められるハードルも高いのです。
そのため、きちんと設計しないと、大地震で倒壊しないけど、ちょっとした地震で所々壊れてしまうといった建物になってしまう可能性があるわけです。
さて、なんだかとてもややこしいですよね？
大地震でも「損傷しない」目標にすればいいでは？と思いますよね。
何故このようなややこしい設計法が採用されているのでしょうか。
ここからは、より深く理解したい人が読んでください。（めんどくさい人は３へスキップ）
このような設計法が採用されている理由を一言で言うと「現代科学の限界」です。
現状の技術においても、建物が大きな地震を受けた時に、構造物が倒壊に至る過程と挙動を信頼できる精度で推定することは非常に困難です。（というかできません。）
そのため、今の日本の耐震設計方法は、現状の技術で科学的で合理的に建物の挙動を推定する方法が存在する範囲、つまり、それほど大きくはない地震のレベルを設定し、倒壊するかなり手前で構造体にどこまで損傷を許容して良いのかを定義して、その手順を定めています。
つまりは、どんな大きな地震が、どこで起こるか推定できないことを考えると、将来にわたって起こりえる上限の地震というのは定義できないので、建物が絶対に「損傷しない」という目標を採用することが出来ず、仕方なくある程度の損傷は許容して、「倒壊しない」という目標設定をしているわけです。
旧耐震基準との違い
| 項目 | 旧耐震基準（1971年改正） | 新耐震基準（1981年改正） |
|---|---|---|
| 地震力の想定 | 中規模地震（震度5程度）まで | 大規模地震（震度6～7）まで |
| 設計目標 | 倒壊しない保証なし | 倒壊を防ぐことが最優先 |
| 構造設計の手法 | 主に強度重視 | 強度＋靭性（粘り）を重視 |
| 水平力の考え方 | 単純な静的水平力係数法 | 保有水平耐力の概念を導入 |
- 新耐震基準では、想定する地震の規模が大きくなり、 建物が地震時にどれだけ変形しても耐えられるか（靭性）が重視されるようになった。
- これにより、柱や梁の接合部強化、耐震壁の配置の最適化など、 構造設計の方法が大きく進化。
Ai分布と地震力算出への影響
新耐震基準では、地震力の算定において**Ai分布（層せん断力係数分布）**の考え方が重要となります。
- Ai分布とは？
- 地震力を建物の各階にどのように分配するかを示す指標です。
- 建物の高さ方向における剛性や重量を考慮し、適切な地震荷重を算出するために用いられています。
- 層ごとの応答変位や加速度を反映し、より現実的な地震時挙動を評価可能。
- 旧耐震基準との違い
- 旧耐震基準では、単純な水平力係数法に基づく均一な荷重分布を前提としていた。
- 新耐震基準では、Ai分布を適用し、上層部ほど地震力を大きく評価することで、 実際の建物挙動に即した安全性を確保。
- 実務上の影響
- 高層建築物においては特にAi分布を考慮した設計が求められ、 水平力負担のバランスを最適化。
- 地震応答解析を通じた詳細な評価が一般化し、 免震・制振技術と組み合わせることでより高い耐震性能が実現。
簡単に言うと、旧耐震基準では、地震によって建物に生じる水平方向の力を、どの階も一律「その階の重量×0.2」として算出していましたが、それだと実態に即していないので改めたということです。
その際に、すごく沢山の建物について、時刻歴応答解析を行うことで傾向をつかみ、上部側の層せん断力係数が大きくなるように、発明・工夫されたのがAi分布です。
ここで、気を付けたいのは、大きくなるのは「層せん断力係数」であって「層せん断力」ではないことです。
「層せん断力」は、「その階より上の総重量」×「層せん断係数」なので、上層階ほど「その階より上の総重量」が小さいので、その階の「層せん断力」は上の階ほど小さくなるのが一般的です。
この点は、一級建築士試験のひっかけ問題で、頻出なので記憶にとどめておきましょう。
新耐震基準と旧耐震基準のどちらで設計をしているかを見分けるときには、下記の３点がわかりやすいです。
「年代」
「保有水平耐力計算の有無」
「地震力算出がAi分布により行われているか」
年代は1981年6月以降に検査済み書が出ていれば確実ですが、その前から自主的に新耐震基準で設計している場合もあります。
保有水平耐力計算についても、建物規模が小さな場合には不要ですので、計算書にない場合があります。
ただ、新耐震基準であれば、１次設計でも、2次設計でも地震力の算出はAi分布により行われるので、その点をチェックすれば、新耐震基準であるかを見分けることが出来ます。
まとめ
✅ 新耐震基準の特徴
- 1981年6月1日以降の建物に適用
- 大地震でも「倒壊しない」ことを最優先
- 靭性（粘り強さ）を考慮した設計が求められる
✅ Ai分布の導入と影響
- 新耐震基準ではAi分布を考慮し、地震力の適切な配分を実施
- 高層建築物ではAi分布を前提とした耐震設計が必須
- 免震・制振技術との組み合わせでさらなる安全性向上が可能
新耐震基準は、安全な建物を設計し、地震に強い構造を実現するための重要な知識です。 建築設計や耐震技術を学ぶ上で、この基準を理解することが不可欠です。
そして、途中に書いた、
どんな大きな地震が、どこで起こるか推定できないことを考えると、将来にわたって起こりえる上限の地震というのは定義できないので、建物が絶対に「損傷しない」という目標を採用することが出来ず、仕方なくある程度の損傷は許容して、「倒壊しない」という目標設定としている
これは、構造設計者が常に意識すべき内容であるとともに、建築技術者全てに理解されるべき内容だと思いますので、心のどこかにとめていただけると良いのかとペンギンは思います。
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