四分割法とは?壁充足率・壁率比の計算と偏心の確認方法
木造で耐力壁が足りていても、配置が偏っていると地震時に建物がねじれて倒壊することがあります。これを防ぐため、耐力壁のバランスを確認するのが四分割法です。小規模木造(4号建築物)で広く使われる簡易な方法です。
四分割法の考え方
平面を、X方向・Y方向それぞれについて4等分し、その両端の1/4ずつ(側端部分)の壁量を調べます。端のほうに壁がきちんとあれば、ねじれにくいバランスの良い建物だと判断できます。
図:平面を4分割し、両端1/4(側端部分)の壁量を調べる。X・Y両方向で行う
手順①:壁充足率を計算する
まず、両端の側端部分それぞれについて、壁が足りているかを壁充足率で確認します。
手順②:壁率比を計算する
次に、両端のバランスを壁率比で確認します。
例外:両端とも壁充足率が1.0以上(=どちらも壁が十分)なら、壁率比の確認は不要です。十分な壁があれば多少偏っていても問題ないためです。
計算例
| 左の側端 | 右の側端 | |
|---|---|---|
| 存在壁量 | 6.0 m | 3.0 m |
| 必要壁量 | 4.0 m | 4.0 m |
| 壁充足率 | 6.0/4.0=1.5 | 3.0/4.0=0.75 |
右側が1.0未満なので壁率比を確認します。壁率比=0.75÷1.5=0.5 → ぎりぎりOK。もし右側がさらに少ないとNGとなり、右側に壁を追加する必要があります。
- 四分割法は「壁が端のほうにバランスよくあるか」を簡易に確認する方法。
- 判定は「両端とも壁充足率1.0以上」か「壁率比0.5以上」のどちらかを満たせばOK。
- より厳密には偏心率(≦0.3、木造の場合)で確認する方法もある。南面に窓を集めると壁が偏りやすいので注意。
プラン検討の初期段階で四分割法にひっかかるのは、たいてい南面に大開口を並べた住宅だ。壁量計算だけ通しても壁率比で引っかかることが多いため、開口配置を決める前の段階で側端部分の壁量を仮に拾っておくようにしている。
壁の強さと必要量は「壁倍率と必要壁量」、偏心の一般論は「層間変形角・剛性率・偏心率」、軸組図は「軸組図の読み方」をどうぞ。
判定の流れ(フローで整理)
四分割法の判定は、条件分岐が少しややこしいので流れで押さえておきましょう。X方向・Y方向それぞれについて、次の順で確認します。
NGになったときの改善方法
判定を満たさない場合は、壁が少ない側の側端部分を強化します。単純に壁を増やすだけが手ではありません。
| 改善方法 | 内容 | 注意点 |
|---|---|---|
| 壁を追加する | 不足している側の側端部分に耐力壁を新設 | もっとも確実。ただし開口計画との調整が必要 |
| 壁倍率を上げる | 既存の壁を、より倍率の高い仕様(構造用合板・筋かいの倍化など)に変更 | 柱頭・柱脚の金物が大きくなる。壁倍率の上限にも注意 |
| 反対側の壁を減らす | 強すぎる側を減らして比率を改善 | 全体の必要壁量を割らないこと。原則は不足側の強化が優先 |
南面に大きな窓を並べたプランでは、南側の側端部分に壁がほとんど残らず、壁率比が0.5を大きく下回ることがあります。この場合、北側の壁をいくら増やしても比率はかえって悪化します(分母が大きくなるため)。改善するのは必ず「少ない側」です。窓の幅を少し詰めて袖壁を確保する、隅角部に耐力壁を配置するなどの調整が有効です。
よくある質問
Q1. 四分割法と偏心率の計算は、どちらを使えばよいですか?
小規模な木造(いわゆる4号建築物)では、簡易な四分割法で確認するのが一般的です。四分割法は側端部分の壁量だけを見る簡便法で、計算が容易な反面やや安全側の判定になります。より精密に評価したい場合や、四分割法ではNGだが実質的なバランスを確認したい場合には、偏心率(木造では0.3以下)による確認を行います。
Q2. 側端部分とは具体的にどこを指しますか?
その方向の全長を4等分したときの、両端それぞれ1/4の範囲です。たとえば東西方向の長さが12mなら、東端から3mまでと西端から3mまでの帯状の範囲がそれぞれ側端部分になります。この2つの範囲について、床面積から必要壁量を、壁の長さと壁倍率から存在壁量を求めて充足率を計算します。中央の1/2の範囲は評価に含めません。
Q3. 壁量計算をクリアしていれば四分割法は不要ですか?
不要ではありません。壁量計算は「建物全体で壁が足りているか」を見る検討で、配置の偏りは評価していません。全体量が足りていても片側に壁が集中していると、地震時に建物がねじれて壁の少ない側から壊れます。壁量(量)と四分割法(バランス)は目的が違う検討なので、両方を確認する必要があります。
まとめ
- 四分割法は耐力壁の配置バランス(ねじれにくさ)を確認する方法。
- 平面を4分割し、両端1/4の壁充足率(存在壁量÷必要壁量)を計算する。
- 「両端とも1.0以上」または「壁率比0.5以上」でバランスOK。