力の掛かり方には圧縮、引っ張り、曲げともう一つ｢せん断｣があります。前の3つは言葉だけでなんとなく解ると思いますが、｢せん断｣とは何でしょうか。
方向が180度違い、軸がずれた力(偶力)により起こる引き裂くような力のこと。ハサミで切るのはこの作用。 材料の性質によりますが圧縮や引っ張りの力よりせん断の方が許容応力がかなり低く、破断しやすい。つまり一番弱いところなのです。 だからトイレットペーパーを引きちぎらず、ビリビリと捲るように切るのです。
地震や風は主に水平力。動きたくない建物との間に偶力が発生します。 これをせん断応力のみで持ちこたえるのは、突進してくる力士にけたぐりをかますようなもの。出来ればがっぷり四つに組んで全身で持ちこたえたい。
つまり弱点のせん断応力で勝負せず、曲げや圧縮、引っ張りの力に変えて力を吸収するように戦いたい。それが建物の構造設計の考え方です。しかしキチンと設計されたように見える建物でも、いざ地震が来ると、力の流れが意外な形で現れ、部分的なせん断破壊が起き、十分力を発揮せず、大きな被害になることも。予見することは困難かもしれませんが、被災してからでは遅すぎます。よく点検することで対策を打つことも可能です。
人も建物も、弱点を知り対策を取ることが肝心です。そう思いながらも弱点を克服できない私がいます。
全国商工新聞 Oct. 2023