木造住宅の耐震の知識

地盤

軟弱地盤
地盤が悪いと木造住宅の地震被害率が高くなることは、昔からの経験的で知られています。
これは昔の木造建物が地震動に対して比較的ゆっくり揺れる構造なので、地盤が軟弱な場合には、共振作用により建物に生じる揺れの加速度が増幅されるからだと考えられています。
このような地盤の悪条件の影響に対しては、上部の木造建物を十分強く設計することによって解決しますが、それに十分耐えることのできる一体化した鉄筋コンクリート造の布基礎を設けることが必要となります。
更に耐力壁の量の割り増しとバランスの良い配置に心がけます。

液状化を起こしやすい地盤
沼などをきれいな砂で埋め立てた造成地や旧河道地（かつて川筋だったところ）、また、ゆるく堆積した沖積砂質低地などは、極めて液状化が起こりやすい地盤です。
木造住宅の液状化対策としては、地盤改良まではできないにしても、少なくとも鉄筋コンクリート造の布基礎に十分な剛性と強度を持たせることが必要です。

布基礎施工状況

埋め立て地
低湿地や沼沢地、海岸などをきれいな砂で埋め立てると、液状化の起こりやすい地盤となります。
一方、粘性土で埋め立てると、埋め立て地盤は、軟弱な地盤となります。
このように、何で埋め立てても、埋め立て地は極めて悪い地盤として認識すべきだと思います。
従って、埋め立て地に建てる木造住宅の布基礎は、必ず十分な剛性と強度をもった一体化した鉄筋コンクリート造の布基礎としなければなりません。

山地や丘陵地を造成した宅地
傾斜した地山上の盛土地盤の場合は、ひとたび地震の被害を受け亀裂等が生じると、それ以後の降雨等の気象条件によっては、すべり破壊が起きる可能性が高まります。
従って木造住宅の布基礎等を剛性にするだけでは不十分で、支持地盤そのものを耐震上安全なものにしておく必要があります。
そういう意味から、木造住宅の基礎は、一体化した鉄筋コンクリート造布基礎にすることは勿論ですが、出来るだけ地山上に設けることが望ましく盛土上にのせる場合は、耐震的に十分に強い擁壁を設け、盛土を十分締め固めておく必要があります。
また、地表面には不透水性の被膜を施し、擁壁の背後には裏込め土として砂利等を入れ、排水溝や水抜き穴、排水管等を十分に配置し、表面水ならびに地中水の流れを適切に処理することが必要となります。
片側斜面型の造成地では、特に十分な検討が必要です。

建物の形と間取り

耐震的な観点から見れば、建物の平面形はなるべく単純で、例えば長方形のようなものが理想です。
平面がL型などの建物や凸凹が多い複雑な平面形の建物では、突出している翼部分と建物本体部分の剛性が異なるため、それぞれの部分が地震時にバラバラに揺れ動いて両者の境界部分（入隅部）から壊れやすいのです。
また、建物の形状を単純でまとまりの良いものとすることは、耐震上ばかりではなく、耐風性・耐久性の面からも好ましいといえます。

二階建ての場合の立面形に関しては、二階の平面が一階の平面のなるべく中央に載るようにするのが理想です。
二階が一階の上に片寄って載っている建物では、その重心（建物全体の重さの中心）と剛心（耐力壁の剛性の中心）との間にズレが生じやすくなります。
このような建物が地震力を受けると二階に載っている部分の一階がねじれにより大きく変形し、その側から建物が壊れる恐れがあります。
また、一階に１２畳を越えるような大きな部屋をとると、柱や耐力壁の量が相対的に少なくなり、一階の耐震性が低くなります。
同様な理由により、続き間を設けることも耐震上望ましくありません。
更に建物の居間・玄関などに吹き抜けを作ると、その部分には耐力壁を配置することが困難な上に、吹き抜け周囲の壁は開口部とする傾向があるため、結果的には耐力壁が少なくなり、建物全体としての耐震性が大きく低下することになります。

建物の重さ

屋根を鉄板葺き等の軽い屋根にした建物は、地震被害の少ないことが知られています。
建物を耐震的にするには建物重量を軽くして地震力を減らすことが有効です。
すなわち、木造住宅では、屋根の重量が建物全重量に占める比率が高いので、建物を軽くするには屋根を軽くすることが効果が大きいといえます。

また、建物の使用上の注意事項ですが、二階の床に載せる積載荷重は軽くすべきでしょう。
例えば、二階に重いピアノや多くの書棚を載せると、一階にかかる地震時の水平力が大きくなるので、設計上も、そのような使われ方をする間取りは避けるのが望ましいといえます。

木造住宅の軸組

木造住宅では、基礎の上に、土台・柱・梁（はり）・桁（けた）・筋かい等を組み合わせて軸組を構成し、建物の重量や地震時に生じる力を地盤に伝達します。
軸組の構成で大切なことは、軸組の構成部材にかかる力がなるべく均等になるように、部材相互の間隔および部材長さを決めることです。
更に、柱および耐力壁の上下階の位置が一致するようにして、屋根・床・壁等の荷重と地震時に各部に生じる力が円滑に基礎まで伝達されるように計画することです。

在来構法の木造住宅では、昔から３尺（約９０㎝）を基準寸法として間取りを決めてきました。
各構成部材は、その基準寸法に基づいて相互の間隔や部材長さが決まり、それに対応する断面が決まっていました。
しかし、軸組の配置を間取りの都合によって不規則に伸ばしたり縮めたりすると、いわゆる間崩れとなり、以下のような不都合が生じます。
①一階と二階の柱位置が合わなくなるために荷重の流れが複雑になって、二階床梁の負担が大きくなる。
②体力壁の位置が上下階でずれてしまい、地震力に対して、二階の耐力壁の効果が落ちる。
以上のように軸組の構成は、間取りつまり平面計画の段階から考慮する必要があります。

布基礎

木造住宅の基礎の割合は、上部軸組に生じた力を安全に地盤に伝えることです。
従って地盤の良し悪しにかかわらず、基礎は十分な強度と剛性を確保する必要があります。
そのため、１階の外壁の下部及び主要な間仕切り壁の直下には、全体が連続して一体化した布基礎を設け、かつその布基礎は出来るだけ鉄筋コンクリート造とするのが理想です。

基礎を一体化した布基礎としないで、独立基礎や不連続した基礎にした場合は、各々のの柱の軸力の差によって不同沈下を生じ、上部構造の仕口が壊れたり、壁にひび割れが生じます。
まして、地震力が作用すると、耐力壁直下の基礎が著しい不同沈下を起こして、上部の軸組が壊れる原因になります。

布基礎を設置する地盤は、通常表土を取り除いて、いわゆる地山まで掘り下げるようにします。
基礎の底盤の下の地盤は割栗地業（砕石を敷く）等で締め固めます。
また、地盤が凍結する地方の場合は、基礎の底面を凍結深度よりも深い位置にになるようにします。

布基礎の断面形は、建物が平家建てで良い地盤の場合を除いては、底盤（フーチング）がついた形、すなわち逆Ｔ字型になるようにします。

地盤が悪い場所での基礎

軟弱地盤や埋め立て地では、地震によって地盤自身に地割れ・ゆるみが生じて建物の基礎が壊れやすく、また、傾斜地では擁壁の破壊によって盛土の一部が滑りだしたために建物の基礎が壊れるなどの被害が生じています。
これらの被害の原因のうち、基礎に関するものとしては、
①基礎が布基礎になっていない。
②布基礎の断面形状が長方形で底盤（フーチング）がない。
③布基礎に鉄筋が入っていない。
ことなどが挙げられます。

従って、軟弱地盤等では基礎には鉄筋を入れて剛強なものにすると共に、地盤条件に対応して以下のような対策を立てる必要があります。
①布基礎は底盤のついた逆Ｔ字型断面の鉄筋コンクリート造として、せいを出来るだけ高く（約６０㎝以上）とり、剛強なものとする。
②丘陵地で宅地造成後数年以内のところでは、基礎に不同沈下が生じ易いので、地山に布基礎の底盤をのせる。
盛土が深くてのせられない場合は、盛土の土質及び締め固め状況を調べて布基礎のフーチングの幅を大きくとる等の対策を講じる。
③建物の基礎を鉄筋コンクリート造の地中梁として、杭で支持する。
④軟弱地盤自体を改良して支持力を増強する。
方法としては、置換法・締固め法・脱水法・固結法等がある。
⑤１階の床はベタ基礎又は布基礎から支える。
⑥建物の上部構造の剛性が高ければ、建物に部分的に不同沈下が生じても構造全体おして不同沈下をならして平均化する作用がある。従って、耐力壁を多く配置して、建物全体の剛性を高めることが不同沈下対策として有効である。
⑦建物の不同沈下を起こさせる主な原因が、建物の重量なので、建物を全体的に軽くする。

土台とアンカーボルト

土台は木造の軸組に生じる力を基礎に伝える役目を持っています。
土台は柱の軸力を木材の繊維方向と直角の面で受けるので、めりこみが生じます。
しかし、柱の配置が適切であれば、このめりこみが問題になることはほとんどありません。
それよりも、柱に生じる引抜力に抵抗させるために、柱脚と土台とを金物で緊結することが重要です。

土台相互の継手箇所は、柱の位置から３０㎝～５０㎝程度離した位置で、その下には床下換気口のないところとします。
また、土台は地面に近く置かれるので、湿気の影響を受けて腐朽しやすいので、耐久性の高いヒノキやヒバの心持材を用いるか、又はベイツガなどを防腐処理した木材（防腐土台）を使用します。

アンカーボルトは、建物に作用する地震力によって上部軸組が基礎からずり落ちるのを防止すると共に、耐力壁によって生じる引抜き力を基礎に伝達するために、土台と布基礎を緊結するものです。
アンカーボルトの位置は以下のようにします。
①筋かいを設けた耐力壁では、筋かい上端部が取り付く柱の下部に近接した位置。
②構造用合板等による耐力壁は、その両端の柱の下部にそれぞれ近接した位置。
③隅角部及び土台切れの箇所。
④土台の継手及び仕口箇所。
⑤その他は、約２．７ｍ毎の間隔とする（住宅金融公庫融資住宅・木造住宅工事共通仕様書）が、地盤が軟弱な場合は２ｍ毎の間隔が理想。
アンカーボルトは、通常Ｍ１２（Ｚマーク表示品又はこれと同等以上）を用いてコンクリートへの埋め込み長さを２５㎝以上とする。

柱

柱は、梁・桁・胴差等を支え、その荷重を土台や基礎に伝えます。
その位置は、建物の外周及び内部の要所で、しかも各柱にかかる荷重がなるべく均等になるように配置します。
最近は柱が細長くなる傾向にありますが、細長い部材になるほど圧縮力を受けた場合に急に曲がって折れるという座屈現象を起こしやすいので、建築基準法施行令第４３条では「柱の小径」の規定を設けています。
一般の住宅では、柱の断面を１０．５㎝角以上とすれば問題はありません。

住宅の間取りにおいて、大きな部屋をとると、その部屋を含む部分の柱は本数が少なくなりがちです。
それに伴って耐力壁の量も少なくなるので、耐震上も好ましくありません。

また、２階建て以上の建物の隅柱又はこれに準じる柱は、原則として通し柱としなければなりませんが、接合部を金物等で補強して通し柱と同等以上の耐力が出るようにした場合は、必ずしも通し柱としなくても大丈夫です。

通常、通し柱には、二方向から胴差が取り付くことから、仕口部では、柱の断面の切欠が大きくなり有効断面積が小さくなります。
従って一般の柱より径を太くする（１２．０㎝角以上）と共に接合部を金物等で補強するのが理想です。

また、一般に柱の切欠き等は、柱の中央部付近を避けると共に、１/3以上を欠きとる時は、その部分を添え板等で十分に補強します。

耐力壁の種類

木造住宅では、建物に作用する地震力あるいは風圧力に抵抗させるために、筋かいや面材を用いた耐力壁を設けることにしています。
木造住宅で用いている耐力壁の耐震要素別の分類は以下の通りです。
①軸材で抵抗するもの＝木製筋かい・鋼棒筋かい
②面材で抵抗するもの＝土塗り壁・木ずり壁等
③軸材同士を組み合わせたもの
④軸材と面材を組み合わせたもの
⑤面材同士を組み合わせたもの

これらの耐力壁の強さは、使用部材および部材の構成方法等によって異なります。

耐力壁の量

耐力壁の量（必要長さ）は建築基準法施行令第４６条で規定されており、その必要最小量は、各階の床面積１平方メートル当たりの壁の長さ（㎝）という形の所要壁率を与えられています。
これは、地震力が建物の重量に比例しており、また建物重量がほぼその床面積に比例することによるからです。
しかし、この壁量は、建物が地震力を受けて大修理を必要とする直前の状態を基準として定めた最低限度なので、内装・外装材の被害を小さくするには、これよりも壁量を増やして耐震性を高めることが必要です。

木造住宅では、地震力に対しては必要壁量を確保していても、風圧力に対しては壁量が不足することもあります。
建築基準法施行令第４６条では風圧力に対する壁量も定めており、その必要量は建物の見付面積（例えば立面図の北面と東面の面積）にほぼ比例することから、見付面積１平方メートル当たりの壁の長さ（㎝）という形で所要壁率を与えられています。

耐力壁の配置

耐力壁は、梁間方向および桁行方向に作用する地震力に対してそれぞれ安全であるように配置します。
耐力壁の配置に関し、考慮すべき要件は以下の通りです。
①耐力壁は、耐力壁線上に釣り合いよく配置する。
②建物の全ての外周は、耐力壁線で構成し、平面内は閉じた耐力壁線によって区画する。
特に建物外周の耐力壁線が交差する隅角部は、耐力壁をＬ字型に配置するのが好ましい。
③相対する耐力壁線相互の距離は８ｍ以下とし、かつ耐力壁線で囲まれる面積を４０平方メートル以下とする。
④耐力壁線上の連続する開口部の幅は、４ｍ以下とし、かつその幅の合計長さは、当該壁線の全長の４分の３以下とする。
なお、平面上耐力壁線のずれが２ｍ以内で、かつ力を有効に伝達するように床等の剛性を高めて一体化を図った場合は、一本の耐力壁線とみなしてよい。
⑤２階の耐力壁線は、なるべく１階の耐力壁線と一致するように、かつ、２階の耐力壁は下階の耐力壁の直上に設けるか、あるいは下階の耐力壁と市松状になるように配置する。
なお、２階の床面を十分に剛強すれば、１階と２階の耐力壁線のずれは２ｍまでとしてよい。

筋かいの入れ方

建物には、左・右両方面から地震力が作用します。
他方、筋かいには、主に圧縮力に抵抗するものと、主に引張力に抵抗するものがあります。
従って、筋かいは、その傾きが右下がり、左下がり半々になるようにします。
また、個々の筋かいの傾きは高さと幅の比が３以下になるようにします。

同じ筋かいでも、その両端接合部の仕口いかんによって耐力に大きな差が生じます。
端部を２～３本の釘でとめた程度の軸組では、引張側になる筋かいはほとんど効力を持たず、圧縮側となる筋かいが力を負担するだけです。
筋かい端部を添えつけにしたり、金物などを用いて補強することによって、引張り筋かいとしても効果を発揮させることができます。

合板の張り方

面材を使用する耐力壁には、直接、柱・間柱・横架材等に釘打ちする直貼りの方法と、胴縁を介して釘打ちする胴縁仕様とがあります。
いずれの場合も、面材はその耐力壁を構成する軸組部分全体にわたって張りつめるようにし、張り残し部分を作らないことが肝心です。
合板は、釘によって貼られるので、合板貼り耐力壁の壁倍率は面材の種別のほかに釘の種類、釘の間隔で異なります。
なお、２枚の面材を併用する場合は、面材を軸組の両面に貼るものとし、片面だけに重ね貼りしたものは耐力上は軸組に直接貼られた１枚のみしか認められません。
面材を釘打ちする時に重要なことは、端部の欠け、割れなどの損傷を生じさせないことです。
面材の縁端距離は、少なくとも１０mm以上とし、釘の径が太くなった時は、割れなどに注意しなくてはなりません。

屋根面・床面

建物全体が一体となって地震力に抵抗するためには、屋根面・床面などの水平構面は、地震時に面内方向に作用する力に対して十分な剛性・強度を確保することが必要です。
木造住宅では、構造計画の段階で耐力壁を釣り合いよく配置することが要求されていますが、それは、床面などの水平構面がその面内に働く力を耐力壁まで確実に伝達するだけの強さと剛性を持っているということを前提としています。

このように水平構面の面内の強さと剛性が十分で、この面が一体として働くようにすれば、建物のひとつの階をとった場合、その階のどの耐力壁の水平変形も同じになるために、それぞれの耐力壁は、その剛性に応じた地震力を受け持つことになり、うまく力の配分が行われることになります。

逆に水平構面の面内の強さと剛性が低いと、耐力壁のない部分や耐力壁の少ない耐力壁線の通りでは、変形が過大になって、この部分から壊れ始める恐れがあります。
このため、建築基準法施工令では、小屋組と床組の強さと剛性を確保するために、小屋組には揺れ止めを、小屋梁面と床組面の隅角部には火打材を入れるようにとの規定を設けています。

また、床板として、構造用合板を貼りつめることは、水平構面を固める上で効果が高いのです。
床面に、吹き抜けや階段室を設けると、この部分の水平構面の強さ・剛性が小さくなって、建物を一体的に固める上で弱点となり易いと言えます。

そのために、やむを得ずに吹き抜け等を設ける時には、吹き抜け等の大きさを必要最小限にし、かつ、その周辺の強さ・剛性を高めるようにして構面の剛性低下を極力防ぐように心がけます。

また、吹き抜けが大きく、水平構面が二つに分離されると考えられる場合は、平面的に二つのブロックに分けて考え、それぞれのブロックごとに壁量を確保し、かつ、個々のブロックとしても全体としても建物に有害な偏心が生じないように耐力壁をバランスよく配置します。

防腐

構造材が腐朽すると、特に地震時には、建物が非常に危険になります。
木造建物の腐朽には、水分の存在が大きく関係しており、一度湿るといつまでも湿ったままになっている部分にある木材が腐朽しやすいのです。

このような部分としては、日照・通風の悪い箇所（床下、北側）、雨露にさらされる箇所（外壁下部）、雨漏りのある箇所（小屋組、外壁）、常時」水を使用する箇所（台所、浴室などいわゆる水回り）、結露しやすい箇所（外壁内部、水道管の通っているところ）などが挙げられます。

防腐対策としては
１）耐朽性のある材料を使用する。
２）防腐措置を講じる。
３）換気が促進されるような構造とする。
などが挙げられます。

各部分毎の具体的な防腐対策を下に示します。
①敷地内の排水を良くする。床下が湿潤な状態にならないようにする。
②土台には、耐久性の高いヒノキ、ヒバの心持ち材または防腐土台（ベイツガなどに防腐・防蟻剤を加圧注入した木材）を用いる。
③基礎のせいを高くし、土台および床組の部材を地盤から離し吸湿を防ぐ。
④床下換気口は、敷地の乾湿の程度にもよるが、５ｍ以内毎に設け、大きさは４５０平方センチメートル程度以上とする。
⑤柱・筋交い・土台等で、地面から１ｍ以内の部分には防腐処理を施す。
⑥木造の外壁をモルタル塗とする場合は、下地に防水紙等を用いる。
⑦屋根の妻壁部分に換気口を設けて小屋組の換気を図る。
⑧台所・浴室等のタイル貼り、石貼り、モルタル塗壁およびモルタル塗にした外壁等では、一度水分が壁体内部に侵入した場合、乾燥が非常に遅いので、壁体内部の換気が十分に行えるようにして、木材の乾燥を図る。

防蟻

木材は、蟻害を受けやすい欠点を持っています。
シロアリによる被害は、シロアリの種類（やまとシロアリ、いえシロアリ）によって、食害箇所および激しさがことなります。
防蟻対策の基本は、直接的にはシロアリの建物への侵入阻止、間接的には、木材の湿潤化防止であると言ってよい。
具体的な防蟻対策を以下に示します。
①床下と外壁周囲の地盤に対して、防蟻剤で土壌処理をする。処理方法としては、散布法、混合法、加圧注入法がある。
②床下をコンクリートのたたきにして、防湿を図ると共に地中からのシロアリの侵入を防止する。
③基礎と土台等の間に、防蟻板を設ける。