関東大震災100年
耐震診断基準
藤村 勝(東京都建築安全支援協会管理建築士)
 9月1日は関東大震災から100年目の日となります。この地震では14万人を超える人命が失われたと言われています。地震から人命を守るのは建築士の義務であり、危険な建物を安全な建物に改善する使命があり、耐震改修促進法に基づく活動を行う必要があります。
 耐震改修促進法では15種の耐震診断方法が同法の指針と同等の効力を有する診断方法として指定されていますが、実務においてはこの中で日本建築防災協会の耐震診断基準が一般に用いられています。この耐震診断基準は構造種別ごとに複数の基準に分かれているので、耐震診断基準の要点と耐震性の判定基準を整理して紹介します。
表① 耐震診断基準:(一財)日本建築防災協会
耐震診断基準の種類
 (一財)日本建築防災協会がこれまで発刊してきた既存建物の耐震診断基準のうち、現在でも活用されている診断基準を表①にまとめます。鉄筋コンクリート造(RC造)の診断基準の最新版は2017年版ですが、2001年版により既に多くの建物の診断が行われていることから、2001年版も2017年版と同様に現在でも有効と扱われています。鉄骨鉄筋コンクリート造(SRC造)の耐震診断基準はRC造と同様の計算体系となっており、最新の診断基準は2009年版です。鉄骨造(S造)の診断基準の最新版は「2011年版 耐震改修促進法のための既存鉄骨造建築物の耐震診断指針」で、名称から解るようにRC造、SRC造の診断基準と異なる計算体系となっています。木造の最新の診断基準は2012年版の木造住宅の耐震診断と補強方法で、この中に一般診断法、保有耐力診断法および限界耐力計算法など、複数の計算方法が示されています。
 すべての診断基準には耐震改修設計指針が一対の規定として用意されており、耐震補強方法と補強された建物の耐震性能評価方法が示されています。
表② 耐震性能の評価と判定
耐震性能の評価と判定
 耐震診断における建物の耐震性能の評価と判定方法は構造種別により異なり、表②に示すようにRC系建物、S系建物、木造の3種類に区分できます。RC造、SRC造および壁式RC造からなるRC系建物の耐震性能は、建物の強度(C)と靭性(F)および経年劣化の程度(T)などを表②最上段に示す算定式により、Is(構造耐震指標)および、累積強度指標と形状指標の積(CTu・SD)で評価し、右欄に示す式で判定します。RC系建物には計算精度が異なる第1次診断~第3次診断による計算方法と判定値がありますが、表中の判定値には一般に用いる第2次、第3次診断の値を示しています。
 ラーメン構造、ブレース構造、トラス構造など、さまざまな構造形式からなるS系建物の耐震性能は、建物の強度(C)と靭性(F)などを表②中段に示す算定式によるIs(構造耐震指標)およびq(保有水平耐力に係わる指標)で評価し、右欄に示す式で判定します。
 RC系もS系も同様の概念による算定方法ですが、建設地の地域係数(Z)と建物の振動特性係数(Rt)をRC系では判定値(Iso)に考慮し、S系では建物の耐震性能(Is、q)に考慮する点が異なります。木造の一般診断法および保有耐力診断法における耐震性能は、建物の保有水平耐力(edQu)と必要耐力(Qr)から表②下段に示す算定式によるIw(構造評点)で評価し、判定値は1.0としています。
表③ 建物実態調査
建物実態調査
 過去の大地震では建物の耐震仕様の旧さだけでなく、施工状態の悪さや建物の劣化が被害要因となっていることが報告されており、耐震診断においては現地調査により建物の実態を把握し、耐震性能の評価に適切に反映させる必要があります。耐震診断で標準的に行う建物の実態調査項目を表③に示します。
 構造種別に係わりなく行う調査として、建物の現況が設計図書と相違していないことを確認する建物形状・寸法調査、建物のひび割れ・変形・劣化の程度を調査する外観劣化調査、杭や基礎の健全性を確認するための不等沈下調査があります。RC造やSRC造の建物では躯体からコアボーリングにより供試体を採取し、コンクリートの強度および中性化の程度を確認する調査を行います。S造ではこれまでの大地震で被害が多く発生した柱脚、柱・梁接合部の状況確認調査および溶接部の超音波探傷試験による調査を行います。木造は設計図書に十分な構造仕様が記載されていないことが一般的であるため、筋かいの量と配置、壁の仕様、接合部の仕様などを調べる軸組および床組の調査を行います。これらの調査結果は、それぞれの診断基準に従い診断計算に適切に反映させます。
 耐震診断は設計図書に基づき行いますが、設計図書が保存されていない建物では現地調査により設計図書を復元した上で診断を行います。設計図書を復元するために、はつり・部分解体調査を行うので、建物にできるだけ損傷を与えないように、適切な調査計画を立案することが必要です。
図❶ 第2次診断と第3次診断によるIs指標
図❷ 3次診断もしくは第3次診断的な検討が望ましい架構
診断次数
 耐震診断は、多数存在する既存不適格建築物の中から耐震性能が悪い建物を効率よく見つけ出すために、RC系の建物では計算精度が異なる第1次診断から第3次診断が用意されています。
 第1次診断は柱と壁のコンクリート断面積から耐震性能を概略的に評価し、判定値はIso=0.80とします。第2次診断は柱と壁の断面と配筋から耐震性能を評価し、判定値は既往の大地震での検証を踏まえてIso=0.60とします。第3次診断は梁や基礎の強度も考慮して耐震性能を評価しますが、第3次診断の判定値は既往の大地震での検証が行われていないので第2次診断と同様としています。判定にはスクリーニング機能があり、下位の診断でOKとなれば上位の診断は不要とされています。
 しかしながら、これまでの診断事例では図❶に示すように第3次診断結果は第2次診断で得られる構造耐震指標(Is)よりも小さい傾向があり、第2次診断でNGとなる建物が第3次診断でOKになることは極めて少なく、スクリーニング機能が発揮できていません。このため、図❷に示すような梁が柱よりも極端に弱い建物や、地震時の変動軸力が大きい建物、下階壁抜け柱を有する建物など、3次的な検討が必要である建物を除いて第2次診断で判定することが一般的です。なお、S造では第1次および第2次診断のような略算的な計算方法が用意されていないため、梁を考慮した保有水平耐力計算と同様の計算のみとなります。
表④ 耐震診断評価プログラム
評価プログラム
 耐震診断計算では強度寄与係数の計算、グルーピング計算など、新築建物の保有水平耐力計算では使わない計算を多数用いるため、計算は(一財)日本建築防災協会の耐震診断プログラム評価を取得したソフトを用いて行うことが推奨されています。RC造建物を対象としてプログラム評価が行われており、現在、表④に示す4社が評価を取得しており、各社とも2001年版および2017年版の耐震診断基準対応ソフトの評価を受けています。SRC造、S造についても各社でソフトが開発されていますが、プログラム評価が実施されていないので、これらの構造の耐震診断では診断者が信頼できるプログラムを選定することが必要となります。SRC造、S造は多種の部材種別と構造形式があり、既製のプログラムでは一貫計算が困難と思われる仕様の建物が多く、これらの建物の診断結果については建築士事務所協会の評価委員会など、専門家による審査を受けることが望ましいとされています。
藤村 勝(ふじむら・まさる)
東京都建築建築安全支援協会管理建築士
1949年 長野県生まれ/1972年 日本大学理工学部建築学科卒業後、竹中工務店東京本店設計部入社/現在、東京都建築安全支援協会管理建築士