NSJ住宅性能研究所

木構造シリーズ11

層間変形角

1. 層間変形角とは？

地震や風などの水平力が建物に加わると、建物は少し傾いて変形する。

そのとき、階ごとの変形の度合いを角度で表したものが「層間変形角」

計算式は次のとおり：

層間変形角[

2. 各階の計算方法

■1階の層間変形角
1階の床は固定されていると考えるので、「2階床の変形量 ÷ 1階の高さ」で求める。

■2階の層間変形角
「屋根（桁梁）の変形量 − 2階床の変形量」を「2階の高さ」で割る。


3. 木造の制限値

・1981年以前： 1/60 rad 以下
・1981年以降： 1/120 rad 以下

さらに、建築基準法の規定では、

・中地震（震度6弱程度）：1/120 rad 以下
・大地震（稀に起こる非常に大きな揺れ）：1/30 rad 以下


4. 実験からわかっていること

伝統工法で建てられた建物は、大地震で層間変形角が 1/10 rad を超えても、倒壊しない場合がある。

つまり「大きく傾く＝すぐ倒壊」ではなく、接合部（仕口）がしっかりしていれば、柱が鉛直荷重を支えて持ちこたえることもある。


5. 剛性（かたさ）の考え方

同じ力をかけたときの変形量が小さいほど剛性が高い

・1トンの力で1mmしか変形しない → 剛性が高い
・1トンの力で10mm変形する → 剛性が低い

同じ変形量に達するまでに必要な力が大きいほど剛性が高い

・10mm変形させるのに10トン必要 → 剛性が高い
・10mm変形させるのに1トンで済む → 剛性が低い


6. 耐震設計の基本理念

一次設計（中小地震）
→ 損傷しないことが目標（1/120 rad 以下）

二次設計（大地震）
→ 損傷しても倒壊せず、人命・財産を守ることが目標（1/30 rad 以下）


＜まとめ＞

「層間変形角」は、建物の揺れやすさ（かたさ）のものさし。
耐震設計は「揺れても倒れない建物」にするための工夫だといえます。

次回は、木造とその他構造について、お話します。