第 4 章 福島県前沢集落における構造調査
4.1 調査の概要
4.5.3 建物総重量の算定 25)26)
本項では、建物総重量の算定手順を示し、算出した重量を述べる。建物総重量は礎石天 端から1階梁天端までを1階階高として、1階階高の半分より上の重量とする。小屋裏を構 成する部材の重量は梁や貫、束、垂木の本数と材積の総和から概算する。茅屋根は、垂木 の上に茅を敷いたものであるため、500mm の屋根に対して637N/m2と見積もる3)。また、
後述の耐震診断においては、通常の地震用荷重のみを考えたパターンと、多雪区域である ことを考慮し、屋根上に1mの積雪を想定した積雪荷重を加えたパターンの両者を比較する。
算出した全体の上載荷重W(kN)は、柱本数N(本)、建物全体高さH(m)、床面積A(m2)等共
に表4.5.3.1に示す。また、表4.5.3.2に重量の内訳を示す。なお、地震用荷重は建物全体が
受ける荷重とし、積雪荷重は1mの積雪時の建物全体が受ける荷重とする。
表4.5.3.1 重量等の情報
高さ (m)
1階床面積 (m2)
重量 (kN)
1階柱本数
（本）
W/A (kN/m2)
W/N (kN)
N/A (1/m2)
H A W N
6.0 218 1368.3 84 6.28 16.29 0.39
表4.5.3.2 F邸の主な重量表
壁 貫,差鴨居 小屋組 茅葺屋根 荷物 積雪荷重 階層全体 1F重量(kN) 83 50.9 － － 11.5 － 333 2F重量(kN) 109 0.8 321 218 － 395 1034
- 129 -
4.5.4 地盤と住宅の常時微動計測
本項では常時微動計測の方法と結果を示す。
速度計を用いて F邸に水平2成分、地盤は水平2成分、鉛直1成分の常時微動計測を行
う。表4.5.4.1に計測開始時間と計測方向を示す。計測が成功した回のデータを使用する。
表4.5.4.1 計測回と時刻
計測回 開始時刻 方角 計測CH 成否
1 2019年11月23日10時32分53秒 NS（梁間） CH1-6 成功 2 2019年11月23日11時34分54秒 NS（梁間） CH1,4,7-10 成功 3 2019年11月23日12時20分46秒 EW（桁行） CH1-6 成功 4 2019年11月23日13時11分55秒 EW（桁行） CH1,4,7-10 成功 5 2019年11月23日13時40分56秒 NS（梁間） CH1,4,11-14 成功 6 2019年11月23日14時07分35秒 NS（梁間） CH1,4,11,15-17 成功 7 2019年11月23日14時51分23秒 地盤3成分
EW（桁行）
CH1(NS,EW,UD), CH4,5
成功
住宅の常時微動計測の結果を述べる。
計測は 1回につき300秒間とした。計測点配置を図4.5.4.1-2の図中に、計測点の写真を
写真 4.5.4.1-2 に示す。図中の矢印の向きが計測方向を表している。微動計測は地盤（梁間
方向CH1、桁行方向CH1）と小屋裏の数箇所で多点同時計測を行った。図4.5.4.3-4に桁行 方向と梁間方向のフーリエスペクトル比を示す。フーリエスペクトル比は小屋裏のフーリ エスペクトルを地盤のフーリエスペクトルで除したものである。梁間方向のピーク振動数
は4.00Hz、4.42Hzであった。桁行方向は3.61Hz、5.20Hzであった。
地盤の常時微動計測の結果を述べる。
3成分の速度計を地表面上に方角と水平を確認しながら設置し、300秒間継続して測定を 行った。図4.5.4.5に計測点配置と計測点の写真を、図4.5.4.6にH/Vスペクトルを示す。NS・ EW方向ともに2~3Hzで卓越している。
- 130 -
図4.5.4.1 計測点配置（平面）
(a) 梁上部
…微動センサー位置（桁行）
(矢印の向きは計測方向)
C H1 C H2
…微動センサー位置（梁間）
(矢印の向きは計測方向)
C H5 C H3
C H4
C H6
CH1 CH4
CH9 CH8 CH7
CH2 CH3 CH5 CH6
- 131 -
図4.5.4.1 計測点配置（平面）
…微動センサー位置（桁行）
(矢印の向きは計測方向)
C H 1
…微動センサー位置（梁間）
(矢印の向きは計測方向)
C H 9
C H 8 C H 7
C H 1 1 C H 1 0
CH1
CH11 CH12 CH13 CH14
CH17 CH16 CH15 CH10
(b) 2階床上
- 132 -
図4.5.4.2 計測点配置（断面）
(a) S1
(b) S2
微動センサー位置 紙面前方 紙面後方
( )
CH7(NS) CH8(NS) CH9(NS)
CH15(NS) CH16(NS) CH17(NS)
微動センサー位置 紙面前方 紙面後方
( )
CH6(NS) CH5(NS) CH4(NS) CH3(NS) CH2(NS)
CH14(NS) CH13(NS) CH10(NS) CH12(NS) CH11(NS)
- 133 -
図4.5.4.2 計測点配置（断面）
(c) S3
微動センサー位置 紙面前方 紙面後方
( )
CH2(EW)
CH7(EW) CH3(EW)
CH8(EW) CH5(EW)
CH9(EW) CH4(EW)
CH11(EW) CH6(EW)
CH10(EW)
- 134 -
写真4.5.4.1 桁行方向の計測点
(a) CH2 (b) CH3
(c) CH5
(e) CH9
(d) CH7
(f) CH10
- 135 -
写真4.5.4.2 梁間方向の計測点
(a) CH2 (b) CH3
(c) CH4
(e) CH8
(d) CH6
(f) CH13
(g) CH14 (h) CH16
- 136 -
図4.5.4.3 桁行方向フーリエスペクトル比
(b) 計測回4 (a) 計測回3 0
10 20 30 40 50 60 70 80
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH2/CH1
CH3/CH1 CH4/CH1 CH5/CH1 CH6/CH1
0 10 20 30 40 50 60 70
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH7/CH1
CH8/CH1 CH4/CH1 CH9/CH1 CH10/CH1
- 137 -
図4.5.4.3 桁行方向フーリエスペクトル比
(c) 計測回7 0
50 100 150 200 250 300 350
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH4/CH1
CH11/CH1
- 138 -
図4.5.4.4 梁間方向フーリエスペクトル比
(a) 計測回1
(b) 計測回2 0
20 40 60 80 100 120
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH2/CH1
CH3/CH1 CH4/CH1 CH5/CH1 CH6/CH1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH7/CH1
CH8/CH1 CH4/CH1 CH9/CH1 CH10/CH1
- 139 -
図4.5.4.4 梁間方向フーリエスペクトル比
(c) 計測回5
(d) 計測回6 0
50 100 150 200 250 300 350
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH11/CH1
CH12/CH1 CH4/CH1 CH13/CH1 CH14/CH1
0 50 100 150 200 250 300 350
0.1 1 10
Amplitude
f(Hz) CH11/CH1
CH15/CH1 CH4/CH1 CH16/CH1 CH17/CH1
- 140 -
図4.5.4.5 地盤の計測点配置
図4.5.4.6 H/Vスペクトル
★
0.1 1 10 100
0.1 1 10
EW/UD NS/UD
- 141 -
F邸の常時微動計測から振動モード図を示し、振動特性を述べる。
図4.5.4.7-10に梁間、桁行方向の1~2次振動モードを示す。また構面番号と向きを図4.5.4.11、
に、高さ方向の振動モードを図4.5.4.12-15に示す。桁行・梁間方向のそれぞれの固有振動 数の小さい順に1~2次振動モードとする。
桁行方向の1次振動モードでは主屋から曲がり棟先端部にかけ振幅が増大していること がわかる。2階床レベルでは振幅が大きく出ておらず、梁レベルで振幅が大きいことがわか る。2次振動モードではねじれが発生しており主屋の下手側の中央部から曲がり棟の連結部 を境に振動の向きが反転しており、曲がり棟では先端部にかけて振幅が増大していると見 られる。桁行方向の振動では主屋に比べ曲がり棟の振幅が大きいことが推察される。
梁間方向の1次振動モードでは、主屋で上手側から下手側にかけて振幅が増大している ことがわかる。曲がり棟では大きな振幅の差は見られなかった。主屋と曲がり棟を比べる と振幅の差は小さく、主屋と一体となって振動していることがわかる。2次振動モードでは 主屋でねじれが発生しており主屋中央部を境に振動の向きが反転している。また、高さ方 向で見ても梁高と2階床高で振幅が反転している部分が多く見られた。
- 142 -
図4.5.4.7 桁行方向1次振動モード（3.6Hz）
(b) 2階床高 (a) 梁高
●･･･元の位置
●･･･振動モード
- 143 -
図4.5.4.8 桁行方向2次振動モード（5.2Hz）
(b) 2階床高 (a) 梁高
●･･･元の位置
●･･･振動モード
- 144 -
図4.5.4.9 梁間方向1次振動モード（4.0Hz）
(a) 梁高
(b) 2階床高
- 145 -
図4.5.4.10 梁間方向2次振動モード（4.4Hz）
(a) 梁高
(b) 2階床高
- 146 -
図4.5.4.11 構面番号（2階平面）
桁行1↓
桁行2↓
桁行3↓
桁行4↓
桁行5↓
梁 間 1 ↓
梁 間 3 ↓
梁 間 5 ↑
梁 間 6 ↑
梁 間 7 ↑ ↓ 梁 間 1
↓ 梁 間 4 ↓ 梁 間 2
- 147 -
図4.5.4.12 桁行方向1次振動モード（3.6Hz）
(a) 桁行1
(b) 桁行2
(c) 桁行3
- 148 -
図4.5.4.12 桁行方向1次振動モード（3.6Hz）
(d) 桁行4
(e) 桁行5
- 149 -
図4.5.4.13 桁行方向2次振動モード（5.2Hz）
(a) 桁行1
(b) 桁行2
(c) 桁行3
- 150 -
図4.5.4.13 桁行方向2次振動モード（5.2Hz）
(d) 桁行4
(e) 桁行5
- 151 -
図4.5.4.14 梁間方向1次振動モード（4.0Hz）
(a) 梁間1
(b) 梁間2
(c) 梁間3
- 152 -
図4.5.4.14 梁間方向1次振動モード（4.0Hz）
(d) 梁間4
(e) 梁間5 (f)梁間6
(g) 梁間7
- 153 -
図4.5.4.15 梁間方向2次振動モード（4.4Hz）
(a) 梁間1
(b) 梁間2
(c) 梁間3
- 154 -
図4.5.4.15 梁間方向2次振動モード（4.4Hz）
(d) 梁間4
(e) 梁間5 (f)梁間6
(g) 梁間7
- 155 -