普段、屋根の葺き替え工事をメインに施工する事がある中で、屋根や柱などの構造物と密接に関係している耐震性。
今回は、耐震の中でもある補強金物ホールダウン金物についてのお話。
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ホールダウン金物の役割とは！？耐震性と気密性の相互の関係
ホールダウン金物の役割とは！？気密性の相互の関係
阪神・淡路大震災の教訓から定められた「ホールダウン金物取り付け」
ホールダウン金物とは、木造住宅で使用する特別なボルトで、地震や台風などの外部からの強い衝撃で柱が土台から抜けないようにする為に取り付ける金具となります。
２０００年「建築省告示１４６０号」においてもホールダウン金物の取り付けが定められています。
地震の力で柱が・・・「ホールダウン金物」は柱を守ります！
柱の脚元の部分を「柱脚」と言い、ホールダウン金物を柱脚に設置することで、地震時に柱が土台から引き抜けてしまうことを防ぎます。
地震力が柱を引き抜いてしまう原因として・・・
地震力により、柱の浮き上がりが生じてしまうことにより引き抜けが起こります。
柱に働く引き抜き力は、強い耐力壁であればあるほど大きくなります
また、同じ強度の耐力壁であっても、耐力壁の位置により引き抜き力は異なります。
一般的に、建物の四隅が引き上げ力が強いとも言われています。
しかし、だからといってホールダウン金物を建物の四隅の柱だけに取り付ければ良いかというと、絶体にそうというわけでもありません。
では、どのようにホールダウン金物を取り付ければ、地震で柱が引き抜かれない、安心なお家になるのでしょうか？
地震に備える「ホールダウン金物」効果的な設置の為の方法とは？
引き抜き力は上向きにかかる力。
柱には重力という下向きに働く力もかかります。
「重力」という要素とは「柱の自重＋支える建物の重さ＋積載する家具の重さ」
ここで、重力が引き抜き力を上回る力である内は、重力が引き抜き力に打ち勝っているので問題は起こりません。
しかし、引き抜き力が重力を上回ると、逆転現象が生じて、その差が１トン以上になると、構造部が破断してしまうリスクが生じたり、様々な状況が重なり柱が土台から抜けてしまうことにも繋がります。
そうした状況を防ぐために、脚注部にホールダウン金物を設置し「重力＋ホールダウン金物による抵抗力〉引き抜き力」という状態を維持して破断のリスクをなくします。
その為、ホールダウン金物の最も効果的な配置方法は、構造計算の中でそれぞれの柱にかかる引き抜き力を計算して、引き抜き力から重力を差し引いた強さの金物を使用さるという方法です。
この方法であれば、無駄なく効率的にホールダウン金物を使用することが出来、また、一番安価で安心な方法となります。
構造計算を行わない場合、建物の四隅だけにホールダウン金物を入れる事が多いですが、構造計算を行う場合、絶対に角だけにホールダウン金物をいれるとも限りません。
東日本大震災、熊本地震、また、今後、予想される南海トラフ地震などの巨大地震に備えて
ホールダウン金物を取り付けることで、地震力によって柱が引き抜かれることを防ぎます。
しかし、ホールダウン金物を備えるからと言って確実に柱が引き抜かれることはない、安心だということでもありません。
過去に例に見ない非常に強い地震力を受け、ホールダウン金物自体が破断（物体が引っ張り力を受けてちぎれること）したり、破断まではしないまでも湾曲してしまったりすることもあります。
事実、新潟県中越地震や熊本地震においてそうしたケースがあり、倒壊を免れたお家でも柱が床から抜けてしまい、気密性が著しく下がってしまった報告もあります。
気密性が下がることの影響は様々ですが「家の外の音がうるさく感じ、静かな生活が損なう」という声もあります。
その後のお家での生活を考えるのなら、倒壊しないだけではなく、震災後も気密性や断熱性が保たれる耐震性能が求められます。
ホールダウン金物のみに頼るのではなく、耐震性を確保するための構造計算が凄く大切になります。
可能な限り地震力を分散させ、お家の部材を壊さない為の設計が必要となってきます。
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