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あなたが住む家は、あなたを地震から守ってくれますか

明治大学 理工学部 教授 平石 久廣

地震にも安心の家に住むには、耐震技術の情報も大切

 中高層の建物などで使われている耐震技術には、耐震、免震、制振と呼ばれるものがあります。

 免震構造とは、非常に変形しやすくかつ損傷しない免震部材とダンパーなどの地震動のエネルギーを吸収する部材で、建物と基礎との間に免震層を構成し、この層の変形によるエネルギー吸収で、上部の建物の変形を小さくする構造です。

 また、制振構造とは、エネルギーを吸収する部材を建物の各層に取り付ける技術で、揺れの小さな段階から制振部材によって地震動のエネルギーを吸収し建物の変形が過大にならないようにする構造です。

 それに対して耐震構造は、一般には、低層の住宅と同じように力で地震動に抵抗する構造のように思われていますが、それは非常に狭義の意味で、むしろ、前述のように建物全体が揺れることでエネルギーを吸収する構造が現在の耐震構造の主流です。

 この耐震構造として、近年、特に発達したのは鉄筋コンクリート造の技術です。もともと鉄筋コンクリート造は耐力を大きくすることが容易で高い水平抵抗力を有しますが、旧基準(特に1971年以前の基準)のもののほとんどは一定の限界点を超えると、極めてもろい急激な破壊であるせん断破壊をしてしまいます。1968年に起きた十勝沖地震では、鉄筋コンクリート造柱のせん断破壊によって建物が壊れるケースが多く見られました。

 そこで、せん断破壊させずに良好なエネルギーを吸収しうる、せん断設計の技術が開発されました。その結果、特に現行基準(1981年施行)の鉄筋コンクリート造はせん断破壊せず、鉄筋コンクリート造がもともともっていた塑性変形(強度を維持しながら変形しエネルギーを吸収する)の特性を活かすことができるようになったのです。すなわち、鉄筋コンクリート造は変形しながら地震動のエネルギーを吸収し、なおかつ、塑性変形することによって建物の周期を変えていくのです。

 結果として、仮に、地盤の卓越周期と建物の固有周期が一致した場合、免震構造や制震構造では対処が難しくなりますが、建物全体を揺らしてエネルギーを吸収する耐震構造の場合は、地震動が大きくなってもせん断破壊を起こすことはなく、塑性変形を起こしながら、地盤の卓越周期の周期から逃れることができるのです。

 この技術は、当然、超高層ビルなどにも活かされています。このように現行基準の鉄筋コンクリート造は塑性変形能、エネルギー吸収能、さらには自律的な共振回避機能を有することから優れた、スマートな(賢い)構造であるといえます。

おわりに

 住宅や高層マンションの購入を考えている人は、立地の良さや景観の良さばかりに着目するのではなく、その住宅やマンションにどのような耐震技術が用いられているのか、また、どのような地盤に建てられているのかを確認することが大切です。低層であろうが高層であろうが、耐震的な建物はあなた方やあなた方の子どもたちを地震から守ってくれるものであり、そうでないものは最悪の凶器にもなります。

 安心して住める住宅を求めるには、日頃から、こうした情報にも関心をもっていてもらいたいと思います。

>>英語版はこちら(English)

※記事の内容は、執筆者個人の考え、意見に基づくものであり、明治大学の公式見解を示すものではありません。

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