ガラスのたわみ｜厚さの影響と安全な許容範囲は？

2025 8/06

建築物のガラスは、採光や景観の確保、防犯、断熱、そしてデザイン性の面で欠かせない素材です。
しかし、この硬く見えるガラスも、風圧や自重などの外力によって、ごくわずかに変形することがあります。

この変形が「たわみ」です。

たわみは、ガラスの安全性や耐久性、さらには美観にまで大きく影響するため、設計・施工においては、その厚さや設置条件に応じた許容範囲を理解しておく必要があります。

この記事では、ガラスのたわみとは何か、厚さによる変化、そして許容範囲について、その基本的な考え方を解説していきます。

※本記事は一般的な情報提供を目的としています。
実際の設計や施工にあたっては、必ず専門家に相談し、適切な計算と評価を行ってください。

「たわみ」とは？ガラスが曲がるメカニズム

たわみ（Deflection）とは、ガラスに風圧や自重などの力が加わった際に、ガラス板が元の位置からどれだけ変形するかを示す物理現象です。

わかりやすく言えば、「しなり」のことです。

ガラスのたわみは、力が加わっている間だけ発生し、力を取り除けば元の形状に戻る「弾性変形」の範囲内です。
割れてしまう「塑性変形」や「破損」とは根本的に異なります。

ガラスのたわみは、以下の4つの要素によって決まります。
これらの要素が複雑に絡み合い、たわみの大きさを決定します。

ガラスの厚さは、たわみの大きさを決めるうえで非常に重要な要素です。
物理学の理論に基づくと、たわみ量は厚さの3乗に反比例します。

δ ∝ 1 / t³
※ δ（デルタ）はたわみ量、tはガラスの厚さ（mm）

この式が示すのは、例えばガラスの厚さを 2倍にすると、たわみ量は 約1/8 に減るということ。
逆に厚さを半分にすると、たわみ量は 8倍に増加します。

例として、W900×H1800のガラスの場合、厚さが6mmのガラスと、12mmのガラスではたわみの量が大きく異なります。
厚さ12mmは6mmの 2倍の厚さなので、たわみ量は理論上 1/8に軽減されるのです。

ガラスの「サイズが大きくなる」＝「スパン長が伸びる」ことを意味します。
たとえば同じ厚さのガラスでも、

中央のたわみは大きくなります。つまり、厚さを増やす必要があるというわけです。

このように、「厚さの3乗に反比例する」という理論だけでなく、ガラスサイズとのバランスも重要です。
現場では設計荷重や設置条件をもとに、最適な厚さを選定していくことになります。

たわみが大きすぎると、以下のような問題が発生するリスクが高まります。

これらの問題を避けるために、たわみ量には「安全かつ機能的に問題のない最大値」、つまり許容たわみ量が設定されています。

ガラスのたわみについては、建築基準法に明確な数値基準はありませんが、
実務上は、業界団体の指針や設計基準に基づき、許容たわみの範囲が設定されます。

一般的には、ガラスの短い辺の長さ（スパン長 L）に対する比率で許容たわみが示されます。

この基準は、安全性と美観の両方を考慮したものです。

例: W900mm × H1800mm のガラスの場合ガラスの短い辺（スパン長） = 900mm 代表的な許容たわみ比率を L/120 とすると、許容たわみ量 = 900mm÷120=7.5mm つまり、このガラスのたわみは最大で約7.5mmまでが許容範囲の目安となります。

ガラスは長辺方向（この例では1800mm）にもたわみます。
たわみはスパン長の3乗に比例するため、長辺方向は短辺方向よりはるかにたわみやすくなります。
※支持条件の影響も大きく受けます

実際の設計では、短辺方向のたわみ許容値と長辺方向のたわみ許容値の両方を計算し、どちらも許容範囲内に収まるようにします。

※これらの目安は一般的な基準であり、ガラスの種類や支持方法などによって変動します。
　実際の設計にあたっては、専門家による計算が不可欠です。