JP4979040B1 - 津波、高潮、洪水対策用退避部屋 - Google Patents
津波、高潮、洪水対策用退避部屋 Download PDFInfo
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Abstract
想定外の津波などが来襲した場合や、来る東南海地震の津波にも対応するためには、転覆船から救出された事例のように、波に呑み込まれても最低限の空気量を閉じ込める密閉空間が必要であり、重くて頑強な構造体で内部に漂流物衝撃防止機能のある安全な退避空間が確保できれば解決できる。
【解決手段】
身近に設置できることが重要で、構造体は密閉空間を維持し、生存必要空気量を保持できる退避部屋で、退避入口は開口構造とし、室内に浸水を許すものの構造体は水圧と空気圧の内外のバランスを保ち、穏やかな上昇水面を利用して入口より高い位置に漂流物衝撃防止機能の仕切り壁や高床、足場を設け、内部を危険な入口濁流ゾーンと安全な退避ゾーンに分離する。
【選択図】 図16
Description
浮上の時間はわずかなので漂流の波のうねり具合を見て瞬間的にでもハッチを開ければ新鮮な空気は補充される。ただし、波が収まるまで開けすぎないよう注意が必要なことはもちろんである。港湾空港技術研究所の射流実験を参考に15tf/m2の圧力がかかると想定する。浮体の座屈は、回転体シェルの座屈として、外圧の場合、球形シェルの近似圧壊圧力があたえられる(平成5年版土木学会構造力学公式集p405)。
p=16.70E(t/d)2.5、ここで、E:弾性係数N/mm2、t:板厚、d:球体の直径、したがって、p=16.70*200,000N/mm2*0.00001=3,408tf/m2>15tf/m2で、十分な耐荷力がある。浮体には、回転抑制、衝突防御のために補強リブを張り出すことも考えられる。衝撃吸収材の木片も効果的いえる。
M=0.0757・p・a2
ここに M:平板の等分荷重を受ける4辺固定板のモーメント
p:等分荷重(tf/m)
a:短辺(m)
したがって、p:奥行き幅1m当たりでは50tf/m、a:4mで、
M=−0.0757*50*4*4=60.56tf・mとなる。
簡易計算での終局時の必要鉄筋量は、
As=M/σs*(7/8)*d
ここに As:必要鉄筋量(cm2)
σs:降伏点又は0.2%耐力(N/mm2)
d:部材の有効高さ(cm)
したがって、σs:SD345の降伏点又は0.2%耐力=345N/mm2、部材厚35cm、かぶり10cmとすると、d=25cmとなり、As=6,056,000/3,520*(7/8)*25=78.64cm2、すなわち、鉄筋径D32を10本/mを配置すれば79.42cm2となり、必要鉄筋量は満足できる。したがって、50mの津波でも鉄筋コンクリートの壁厚を35cmとすれば実現可能である。
構造体の中間に隔壁を設けると、モーメントはb=4m,a=6/2=3mではb/a=1.33で、表より補間して、M=−0.0699*50*3*3=31.455tf・mとなり約半減できる。建物の壁や屋上の床と一体構造とする場合、浮力は問題にならないので、建物の一般的な壁厚に合わせて薄い壁で設計できる。壁部材厚25cm、かぶり10cmとするとd=15cmで、As=M/σs*(7/8)*d=3,145,500/3,520*(7/8)*15=68.08cm2となり、鉄筋径D32を9本/mを配置すれば71.478cm2となり、必要鉄筋量は満足できる。ただし、ひび割れがあっては密閉性が保たれないので鋼板とかの強度補強で2重の安全を施すことでより安心につながる。参考として、学校の教室の壁に退避部屋を設ける場合の例を図7に掲げる。生徒40人、子供一人当たりの必要空気量は0.5m3/時として20m3、教室の横幅8m、高さ3mに1m幅の退避部屋を造れば、24m2>20m2で空気量は満足される。マンションの隣との壁に退避部屋を設ける場合の例を図8、9に掲げる。大人2人、子供2人で1時間の必要空気量は3m3、横幅8mの壁を隣どうしで半分にして、高さは3mに0.5m幅の退避部屋を造れば、(8/2)*3*0.5=6m3で空気量は満足できる。図6は鉄筋コンクリート造の重くて堅固な建物の床、中壁、天井に筒状の退避部屋を固定した場合の例である。
2 ハッチ(漂流物衝撃防止機能を有す)
3 翼による水平回転抑制機能
4 衝撃吸収材としての木板
5 取手
6 2点でつないだロープ
7 建物の天井
8 建物の側壁、外壁
9 建物の床
10 ハッチを設けない入口
11 射流
12 射流の水平掃力による転倒モーメント
13 重量による抵抗モーメント
14 転倒や浮力に抵抗するせん断キー
15 筒状の退避部屋
16 壁との固定で、ボルト、アンカー類による
17 廊下
18 教室の隣クラスとの中壁
19 教室の隣クラスとの中壁と一体構造として増築した退避部屋
20 外壁に一体構造として設置、増築した退避部屋
21 非常階段
22 隣どうしの中壁と一体構造として増築した退避部屋
23 隣どうしの中壁を、2分割で一体構造として新築した退避部屋
24 マンションのベランダ
25 建物の中壁
26 建物の外壁と一体構造としたベランダの退避部屋
27 建物の屋上の床
28 建物の屋上の床と一体構造の退避部屋
29 入口頂点高さまでの水位h(1/1)=内部の水位で必要空気量が決まる水位
30 津波高さ10m、20m、30m、40m、50mの場合の水位上昇、
各h(1/2)、h(1/3)、h(1/4)、h(1/5)、h(1/6)
31 内部の足場(漂流物衝撃防止機能を有す)、階段、タラップ
32 仕切り壁(までの水位)(漂流物衝撃防止機能を有す)
33 高床
34 中壁
Claims (1)
- 想定外の津波、高潮、洪水の来襲のときでも常に密閉空間を維持し、生存必要空気量を保持できる退避部屋であって、退避入口にハッチを設けず、構造体の内部に漂流物衝撃防止機能を設け、内部への上昇水面で密閉空間を形成し、圧縮空気として保持し、固定重量が浮力に勝ることを利用して水没しても浮上しない退避部屋として、鉄筋コンクリート造等の重くて堅固な建物単独の場合、または前記建物の壁と一体構造の場合、もしくは前記建物の壁や引き抜き抵抗の大きい鋼管構造の塔に固定する筒状、箱状の退避部屋の場合は、内部に漂流物衝撃防止機能として、入口頂点高さより高い位置で、人や穏やかな水面上昇で漏れこぼれる水が通れるよう天井より50cm以上の離隔を確保した仕切り壁、または50cm以上の直径を確保したマンホールを形成した仕切り壁、あるいは入口頂点高さより高い位置で高床もしくはその両方を設置することとし、前記建物の壁や塔に固定する筒状、箱状の退避部屋で空間が狭い場合は、内部に漂流物衝撃防止機能として、入口頂点高さより高い位置で、天井までの退避ゾーンに、漂流物の直接衝突を防ぎ、危険回避のための足場を設置することとして、ハッチを設けず解放されている構造体内部に漂流物衝撃防止機能のこれら仕切り壁や高床、足場を設置することで、外周の水位上昇とともに濁流が上昇して危険な入口濁流ゾーンと、穏やかに水位上昇するなかでの天井近くまでの呼吸を確保して安全な退避ゾーンに分離したことを特徴とする津波、高潮、洪水対策用退避部屋。
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