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「耐力壁」「筋交い」って何のこと?地震に強い家の仕組みを専門家が解説

はじめに:なぜ家は地震で倒壊するのか?「横からの力」という見えない敵

地震大国である日本に住む私たちにとって、住まいの安全性は最も重要なテーマの一つです。ニュースで地震による建物の倒壊映像を見るたびに、「自分の家は大丈夫だろうか」と不安に感じる方も少なくないでしょう。

多くの木造住宅は、「柱」を垂直に立て、「梁(はり)」を水平に渡す「木造軸組工法」という伝統的な方法で建てられています。この構造は、屋根や床の重さといった「上からの力(鉛直力)」には非常に強いのが特徴です。しかし、地震がもたらす脅威は、上からではなく「横からの力(水平力)」です。

簡単な箱を思い浮かべてみてください。上から押しても簡単には潰れませんが、横から押すとぐにゃりと歪んで平行四辺形になってしまいます。建物も同じで、柱と梁だけでは地震や台風による強力な横からの力に抵抗できず、変形し、最終的には倒壊に至る危険性があります。

この「横からの力」という見えない敵に対抗するために生まれたのが、「耐力壁(たいりょくへき)」です。耐力壁は、建物の変形を防ぎ、構造全体をがっしりと固めることで、大切な家族と財産を守る、まさに「地震に強い家の心臓部」と言える存在なのです。

このブログでは、建築構造の専門家集団である私たちアルキテックが、「耐力壁」とは何か、その代表的な種類である「筋交い」や「構造用面材」の違い、そして、壁だけでは実現できない「本当に地震に強い家」の仕組みについて、分かりやすく解説していきます。

第1章:安全な家の心臓部。「耐力壁」の基本を理解する

地震に強い家づくりを考える上で、まず理解すべき最も基本的な要素が「耐力壁」です。その役割と性能の測り方を知ることで、住まいの安全性を客観的に判断する第一歩となります。

1.1. 耐力壁とは?-「ただの壁」ではない、構造を支える特別な壁

家の中には多くの壁がありますが、すべての壁が同じ役割を担っているわけではありません。部屋を仕切るためだけの「間仕切り壁(非耐力壁)」と、構造的に重要な役割を持つ「耐力壁」は明確に区別されます。

耐力壁とは、その名の通り、地震や台風によって生じる水平力に「耐える力」を持つように特別に設計された壁のことです。建築基準法では、建物の大きさや重さ、階数などに応じて、必要な量の耐力壁を、バランス良く配置することが義務付けられています。つまり、耐力壁は、法律で定められた安全基準を満たすための、不可欠な構造要素なのです。

1.2. 耐力壁の主な2つの種類:「筋交い」と「構造用面材」

木造住宅で使われる耐力壁には、大きく分けて2つの方法があります。

筋交い(すじかい)
古くから日本の木造建築で用いられてきた伝統的な補強方法です。柱と梁でできた四角い骨組みの中に、斜めに木材(あるいは鋼材)を取り付けることで、横からの力による変形を防ぎます。斜材が1本のものを「片筋交い」、2本をX状に交差させたものを「たすき掛け」と呼びます。

構造用面材(こうぞうようめんざい)
構造用合板やパーティクルボードといった板状の材料(面材)を、柱や梁に釘でしっかりと打ち付けて壁を一体化させる、より近代的な方法です。面全体で力を受け止めるため、高い強度と安定性を発揮します。この考え方は、壁・床・天井の「面」で建物を構成する「2×4(ツーバイフォー)工法」の基本原理ですが、日本の伝統的な「木造軸組工法」でも広く採用されています。

1.3. 強さを測るモノサシ:「壁倍率」とは?

「こちらの壁は強いですよ」と言われても、どれくらい強いのか分かりにくいものです。そこで、耐力壁の強度を客観的に示すための指標として「壁倍率(かべばいりつ)」という数値が定められています。

壁倍率は、長さ1mの壁がどれくらいの水平力に耐えられるかを示したもので、この数値が大きいほど、地震に強い壁であることを意味します。

例えば、建築基準法では以下のように定められています。

  • 厚さ3.0cm×幅9cmの木材を使った「片筋交い」:壁倍率 1.5
  • 厚さ4.5cm×幅9cmの木材を使った「片筋交い」:壁倍率 2.0
  • 厚さ4.5cm×幅9cmの木材を使った「たすき掛け」:壁倍率 4.0
  • 厚さ7.5mm以上の構造用合板を使った壁:壁倍率 2.5

このように、壁倍率というモノサシを使うことで、異なる種類の耐力壁の性能を比較し、建物全体で必要な強度を確保するための設計(構造計算)が可能になるのです。

第2章:徹底比較!「筋交い」と「構造用面材」、どちらを選ぶべき?

耐力壁には「筋交い」と「構造用面材」の2種類があることを学びました。では、家を建てる際にはどちらを選ぶべきなのでしょうか。それぞれにメリット・デメリットがあり、その選択は単に強度だけでなく、住まいの快適性やコストにも影響します。

力の伝わり方の違い:「点」で支えるか、「面」で支えるか

両者の最も本質的な違いは、地震の力をどのように受け止めるか、その伝わり方にあります。

  • 筋交いは、斜材が柱や梁と接合する「」で力を支えます。そのため、地震のエネルギーが接合部に集中しやすく、非常に大きな力がかかった場合に、筋交い自体が折れたり、固定している金物が破損したりするリスクが相対的に高まります。
  • 構造用面材は、壁全体の「」で力を受け止めます。地震のエネルギーを壁全体に効率よく分散させるため、一箇所に力が集中することがありません。これにより、構造体にかかる負荷が軽減され、より安定した高い耐震性能を発揮します。

快適性への影響:断熱・気密性能

この構造的な選択は、実は住まいの「快適性」にも直結します。特に重要なのが、壁の中に入れる断熱材の施工性です。

  • 筋交いの場合、斜めに部材が入っているため、その周辺に隙間ができやすく、断熱材をきれいに充填することが困難です。この隙間は「断熱欠損」と呼ばれ、冬はそこから冷気が侵入し、夏は熱が伝わる原因となり、家の断熱性能を大きく損なってしまいます。
  • 構造用面材の場合、壁の中はすっきりとした空間になるため、断熱材を隙間なく充填することが容易です。これにより、断熱材が持つ本来の性能を最大限に引き出し、高い断熱性と気密性を確保しやすくなります。これは、冷暖房効率の向上、つまり省エネにも繋がります。

この点は、建築構造と環境設計の両方を専門とするアルキテックが特に重視するポイントです。構造の選択が、建物のエネルギー効率や居住快適性にまで影響を及ぼすことを理解しておくことは、長期的な視点で家づくりを考える上で非常に重要です。

一目でわかる!「筋交い」と「構造用面材」のメリット・デメリット

特徴筋交い構造用面材
力の伝わり方点で支える面で支える
耐震性能力が接合部に集中しやすく、金物の破損リスクがある力を面全体に分散させ、変形しにくく安定性が高い
断熱・気密性断熱材に欠損が生じやすく、性能が低下しやすい断熱材を充填しやすく、高い性能を発揮しやすい
コスト比較的安価比較的高価
その他の特徴施工が比較的容易で、日本の伝統工法として実績が長い製品によっては防火性や防蟻性を付加できるものもある

結論として、どちらか一方が絶対的に優れているというわけではありません。コストを重視する場合や、断熱性能を他の方法で補う計画がある場合は筋交いも有効な選択肢です。しかし、力の分散による安定性や、高い断熱・気密性を確保し、総合的な住宅性能を高めたい場合には、構造用面材に大きなメリットがあると言えるでしょう。

第3章:家はチームで地震と戦う。壁だけでは不十分な理由

これまで「耐力壁」の重要性について詳しく見てきましたが、地震に強い家は、優れた壁だけで作られるわけではありません。建物は、基礎、床、屋根、そしてそれらを繋ぐ接合部が一体となって初めて、巨大な地震の力に立ち向かうことができます。家全体を一つの「チーム」として捉える、このシステム的な視点が不可欠です。

3.1. すべてを受け止める土台:「基礎」の重要性

基礎は、建物の全重量を支え、その力を地面に伝えるという重要な役割を担っています。同時に、地震の揺れを最初に受け止め、建物全体をしっかりと大地に固定するアンカーでもあります。

木造住宅の基礎には主に、建物の壁の下に沿ってコンクリートを打つ「布基礎」と、床下全体を鉄筋コンクリートの板で覆う「ベタ基礎」があります。ベタ基礎は、建物の荷重を「面」で支えるため、力を分散させる効果が高く、不同沈下にも強いため、一般的に耐震性に優れているとされています。

1995年の阪神・淡路大震災の教訓から、2000年の建築基準法改正では、地盤の強度(地耐力)に応じた基礎の設計が事実上義務化されました。強固な家を建てるためには、まずその下の地盤を調査し、最適な基礎を選ぶことが大前提となります。

3.2. 力を伝える司令塔:「水平構面(床・屋根)」の役割

地震の力は、まず基礎から壁へ、そして床や屋根へと伝わります。このとき、床や屋根が一体となって水平方向の剛性を保つ面のことを「水平構面(すいへいこうめん)」と呼びます。

水平構面の役割は、地震によって建物に加わった横からの力を受け止め、それを建物全体の耐力壁に均等に分配することです。水平構面が頑丈な「硬い板」のようであれば、建物は箱として一体的に揺れに抵抗できます。しかし、吹き抜けなどで床が分断されていたり、構造が弱かったりすると、この「板」が歪んでしまい、せっかくの耐力壁にうまく力を伝えられません。その結果、建物はねじれるように変形し、倒壊に至る危険性が高まります。

強い耐力壁を活かすも殺すも、この水平構面の性能次第。まさに、チームの司令塔とも言える重要な部分です。

3.3. 命綱となる連結部:「接合部金物」

どんなに強い部材を使っても、それらを繋ぎ合わせる「接合部」が弱ければ意味がありません。地震の際には、柱が土台から引き抜かれたり、梁が柱から外れたりするような、強烈な力が働きます。

こうした引き抜き力に対抗するため、現在の木造住宅では「接合部金物」の使用が不可欠です。特に、柱が基礎や土台から抜けないように固定する「ホールダウン金物」や、筋交いを柱と梁に固定する「筋交いプレート」などは、構造の安全性を確保するための命綱です。

これもまた、阪神・淡路大震災で多くの木造家屋が倒壊した原因の一つが接合部の破壊であったという教訓から、2000年の法改正で規定が強化された重要なポイントです。

3.4. バランスが命:「耐力壁の配置」

最後に、最も重要なのが「バランス」です。法律で定められた量の耐力壁をただ設置すれば良いというわけではありません。建物全体に偏りなく、バランス良く配置することが極めて重要です。

例えば、南側は大きな窓ばかりで壁が少なく、北側は壁だらけ、といった間取りの家を想像してみてください。地震が来たとき、硬い北側はあまり変形しませんが、柔らかい南側は大きく変形しようとします。この剛性の差が、建物に強烈な「ねじれ」を生み出し、一部分に想定以上の力が集中して破壊を引き起こすのです。

建物の重心(重さの中心)と剛心(強さの中心)をできるだけ近づけるように耐力壁を配置することが、ねじれを防ぎ、地震に強い家をつくるための設計上の鉄則です。これを簡易的にチェックする方法として「四分割法」などがあります。

このように、本当に地震に強い家とは、個々の部材の強さだけでなく、基礎・耐力壁・水平構面・接合部というチーム全体が、絶妙なバランスの上で連携して初めて実現されるのです。そして、この複雑なバランスを計算し、最適化することこそが、私たち構造設計専門家の腕の見せ所なのです。

第4章:もう一段階上の安全へ。「耐震」だけでなく「制震」「免震」という選択肢

これまで解説してきたのは、建物を頑丈にすることで地震の揺れに「耐える」、いわゆる「耐震」という考え方です。これは日本の建築における基本であり、法律で定められた最低限の安全基準です。しかし、より高い安全性と安心を求めるために、現在ではさらに進んだ技術が存在します。それが「制震」と「免震」です。

4.1. 基本の「耐震」:揺れに「耐える」頑丈な家づくり

「耐震」は、柱や梁、耐力壁といった構造体を強化し、建物自体をがっしりと固めることで、地震の力に力ずくで抵抗する技術です。建築基準法が定める耐震基準は、あくまで「震度6強から7の地震で、建物が倒壊・崩壊せず、中にいる人の命を守ること」を主目的としています。

しかし、これは「建物が無傷であること」を保証するものではありません。大きな地震の後、家は倒壊こそしなかったものの、大きく損傷し、住み続けることが困難になる可能性は十分にあります。また、強い揺れが建物に直接伝わるため、家具の転倒などによる二次災害のリスクも残ります。

4.2. 次世代の「制震」:揺れを「吸収する」しなやかな家づくり

「制震」は、建物の骨組みの中にオイルダンパーなどの特殊な装置(制震装置)を組み込み、地震のエネルギーをその装置が吸収する技術です。地震の揺れを熱エネルギーなどに変換して放出することで、建物全体の揺れそのものを小さくします。

「耐える」だけでなく、揺れを積極的に「制御」するのが制震の特徴です。これにより、構造体へのダメージが大幅に軽減され、本震だけでなく、繰り返し襲ってくる余震に対しても効果を発揮します。建物の損傷を抑えることで、地震後も安心して住み続けられる可能性が高まり、大切な資産としての家の価値を守ることにも繋がります。

4.3. 究極の「免震」:揺れを「受け流す」家づくり

「免震」は、建物と基礎の間に積層ゴムなどの特殊な免震装置を設置し、建物と地面を物理的に切り離す考え方です。地震が起きても、地面だけが揺れ、その揺れが建物にはほとんど伝わらないように「受け流す」ことができます。

3つの技術の中では最も揺れを抑える効果が高く、建物はもちろん、中の家具や什器への被害も最小限にできます。ただし、非常に高度な技術であるため、コストが最も高くなるほか、設置できる土地の条件に制約がある、地下室が作れない、縦揺れには効果が限定的であるなど、いくつかのデメリットも存在します。

3つの地震対策「耐震・制震・免震」の比較

対策考え方建物への影響コスト
耐震構造を固めて揺れに耐える揺れは直接伝わる。建物が損傷する可能性あり。◎ (基準)
制震装置で揺れのエネルギーを吸収する揺れを低減し、建物の損傷を抑える。繰り返しの地震に強い。○ (中)
免震建物と地面を切り離し、揺れを伝えない建物自体の揺れが非常に小さい。家具の転倒も少ない。△ (高)

このように、地震対策には段階があります。法律が求める「耐震」をベースに、予算や求める安全レベルに応じて「制震」や「免震」を付加していくことが、より安心な住まいを実現するための鍵となります。

第5章:アルキテックの取り組み:解析技術と先端テクノロジーで実現する真の安全

これまで見てきたように、本当に地震に強い家は、単に良い材料を使うだけでは実現できません。第3章で解説した「チーム」としての構造性能を最大限に引き出すには、専門家による高度な「構造計算」や「構造解析」が不可欠です。

私たちアルキテックは、建築構造と建築環境の専門家集団として、最新の解析技術と研究開発(R&D)に基づいた、一歩先の安全を提供しています。

専門家による高度な構造解析

アルキテックでは、SNAPやwallstatといった最先端の構造解析ソフトウェアを駆使し、設計段階で建物が巨大地震の際にどのように揺れ、どこに力が集中するのかを精密にシミュレーションします。これにより、耐力壁の最適な配置や、必要な接合部金物の種類などを、科学的根拠に基づいて決定することができます。これは、単なるルールに基づいた設計ではなく、一棟一棟の建物の特性に合わせたオーダーメイドの安全設計です。

研究開発と実証実験に裏打ちされた技術力

私たちの強みは、理論上の計算だけに留まらない点にあります。池袋の本社オフィス内には本格的な構造実験設備を備え、大学の研究機関と連携しながら、新しい工法や部材の開発、そしてその性能実証を日々行っています。特に、早稲田大学との長年にわたる共同研究は、私たちの技術の信頼性を支える大きな柱です。

「耐震+制震」をパッケージで提供する「超耐震パック」

こうした私たちの知見と技術を結集したソリューションの一つが、「超耐震パック」です。これは、建築基準法を満たす強固な「耐震」設計をベースに、早稲田大学と共同開発した高性能なオイルダンパーによる「制震」技術を付加するサービスです。

「超耐震パック」の大きな特徴は、制震ダンパーを設置するだけでなく、その建物が実際に巨大地震の揺れ(観測された地震波)を受けた際にどうなるかをシミュレーションする「時刻歴応答解析」を行い、その結果を詳細な報告書としてお客様にご提出する点です。これにより、「耐震等級3」といった基準値だけでなく、「2016年の熊本地震の揺れを受けても倒壊しない」といった、よりリアルで具体的な安全性を”見える化”し、心からの安心をお届けします。

このシステムは、販売開始から12年で3000棟以上の導入実績を誇り、数々の振動台実験でも、耐震住宅では倒壊してしまうレベルの揺れに対しても、住む人の安全を確保できることが実証されています。

さらに、アルキテックでは「DIY制震」といった、より手軽に安全性を向上させるための技術開発にも取り組んでおり、専門家として社会の防災力向上に貢献することを目指しています。

まとめ:本当の「安心」を手に入れるために

今回は、「耐力壁」と「筋交い」という基本的な部材から、地震に強い家の仕組みについて掘り下げてきました。

この記事のポイントを改めて整理します。

  1. 地震対策の基本は「耐力壁」:建物は横からの力に弱く、それを防ぐのが耐力壁の役割です。
  2. 耐力壁には種類がある:伝統的な「筋交い」と、より高性能な「構造用面材」があり、それぞれに特徴があります。
  3. 家はチームで戦う:強い壁だけでなく、それを支える「基礎」、力を伝える「水平構面」、部材を繋ぐ「接合部」がバランス良く連携して初めて、家は地震に強くなります。
  4. 安全にはレベルがある:法律が定める「耐震」は命を守るための最低基準です。建物の資産価値を守り、地震後も住み続けるためには、揺れを吸収する「制震」などの付加技術が有効です。

建築基準法が定める耐震基準は、国民の生命を守るための非常に重要なルールです。しかしそれは、あくまで最低限の防衛ラインです。その先の、家族が末永く、そして何があっても安心して暮らし続けられる住まいを実現するためには、専門家による科学的根拠に基づいた、より高度な知見と技術が求められます。

家の構造や耐震性について、少しでも疑問や不安があれば、私たち建築構造の専門家集団であるアルキテックに、お気軽にご相談ください。皆様の大切な住まいづくりを、確かな技術力でサポートします。

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