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help リーダーに追加 RSS 実験・長周期地震動を受ける超高層建築

<<   作成日時 : 2008/06/18 14:18   >>

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中越沖地震では、都内の超高層のエレベーターが緊急停止した。
私をはじめてとして、遠い地震でも長周期の地震動と、建物固有の周期の長い超高層建築が
共振によって、設計で想定されてない大きな揺れに見舞われることを心配するお方も以前から多かった。
数十階の高層のものは、数階の建物よりは建物の揺れる時の周期が長い。
長いネギの方が、手で振った時、短いネギより大きく揺れる。(笑)ネギ一本一本に固有な周期がある。
関東平野には3.5km程の深さの堆積土がある。東京から遠い地震のユサユサとした
周期(元の状態から右に揺れて元に戻り、左に揺れて元に戻るまでの時間、回数ではない。)
の長い地震動が収まりにくい。なかなか消えず、お盆のなかを振動が行ったり来たりするよう
だと言われてる。東南海、南海、東海みたいな遠い地震だから大丈夫ではない。
『悪夢・長周期の地震動の超高層ビル』みたいな記事や本もあるが、
ここには専門からの提言を大略してあるが、そのまま提言をUPして、みなさんに読んでいただきたい。

以下

海溝型巨大地震による長周期地震動と
土木・建築構造物の耐震性向上に関する共同提言
2006 年11 月20 日
社団法人 土木学会
社団法人 日本建築学会

T.はじめに

我が国では、高層建築が林立する大都市が海溝型巨大地震に見舞われたことはない。
(ここは重要=さとし)
従って、最新技術を駆使して予測される想定地震動を用いて既存構造物の耐震性を検討する
ことは極めて重要である。短周期地震動に関しては1995 年の兵庫県南部地震が貴重な経験
となった。短周期域の地震入力は場所によっては現行の設計地震入力の2 倍を超えていた。
しかし、現行の耐震設計法に従って設計された建築物は概ね致命的な損傷を免れた。従っ
て、長周期地震動においても、予測地震動が現行の設計地震入力を上回っても、既存構造
物が危険であると即断はできない。略

(超高層がすべて「危険」とは言ってない。=さとし)


提言3
地震時における構造物の挙動は、地震が構造物にもたらすエネルギーと構造物の
吸収エネルギーの釣合に着目することにより大局的包絡的に把握できる。
熱力学の2 大法則は宇宙の物理現象を最も包括的にとらえた基本原理である。耐震設計
におけるいわゆるエネルギー法はこの基本原理に基づくものである。第1 法則は、エネル
ギー不変の法則である。これに相当するものは「地震が構造物に与えるエネルギー(地震
入力エネルギー)は構造物が吸収するエネルギーの総量に等しい」と云うエネルギーの釣
合である。第2 法則はエントロピー増大則である。熱力学的には全ての事象は完全に可逆
的なものでは有り得ない、このことがエントロピーと云う状態量の増大をもたらす。これ
に相当するものは「地震により構造物は何らかの損傷を受ける」と云う事である。構造物
が完全に弾性体であれば構造物にエネルギーが流入し、時を経て流出するのみで損傷は生
じない。しかし、いかなる構造物も完全に弾性ではあり得ず何らかの非線形性を持つ。こ
れが構造物の損傷につながる。非線形の具体的な姿が塑性変形である。

(これは耐震性把握の基本姿勢の呼びかけである。エネルギーの釣合いで建物を「持たせる」
か、エントロピーの増大則とは、戻らない現象を説明する法則で、お湯と水を混ぜて作った
ぬるま湯はぬるま湯のままであって、元に戻らないみたいに、「損傷」させるか。
熱力学の2大法則になぞらえて言ってる。)

超高層建物 (について)
提言8
長周期地震動により超高層建物に入力するエネルギーは、これまでの設計で想定
していたエネルギーを大幅に上回る可能性があり、幾つかの地点においては特定の周期
帯で極めて大きな地震入力が予測されている。現在の耐震技術に基づき慎重な設計が為
された建物については、その固有周期が極めて大きな入力が予測される特定の周期帯に
属する場合を除いて、耐震安全性が確保されると考えられる。現在の耐震設計で用いら
れている架構の塑性変形能力を確保するための条件を満足していない建物、および極め
て大きな入力が予測される特定の周期帯に属する建物については、過大な損傷を生じる
可能性がある。

(学会として長周期の地震動と超高層の「組み合わせ」に大変関心を寄せたとの明確な表明
である。超高層に入力するエネルギーが想定外の可能性があり、吸収エネルギーを大幅に
上回る可能性のあることを喚起してる。建物の位置、構造規模、固有周期、制震・免震等耐震
設計内容、地震地動の中味によって、個々の建物には、個々の吸収エネルギーの仕方がある。
超高層の全てのものが吸収エネルギーを上回る地震エネルギーを受けるという意味ではない。)

ここで防災科学技術研究所が行った「実物・実エネルギー」実験の映像をみていただきたい。
超高層が大振幅を受けた室内の状況が見られます。

(最初↓をクリック)

http://www.bosai.go.jp/hyogo/movie.html  のページの

◇長周期地震動による高層建物の大振幅に備える震動台実験(2008年1月)

の中の

(20080124_t1.wmv)  を次にクリックすると映像が見られます。


さとしの大略すぎるメッセージではまずいので、専門学会の共同提言の全文は
↓にありますので、見てください。


http://www.aij.or.jp/scripts/request/document/061120-1.pdf



実験映像は周期の長い地震を受けたオフィス空間の状態を見ることも研究テーマであると
説明もある。
揺れることはエネルギーの吸収そのものの表現である。揺れない超高層・高層の建設は無理である。
ただ、実験は、東南海地震を想定し、左右合わせて3Mの床の揺れを与えてる。
コピー機が自転車並みのスピードでころがり、凄いものだ。

家具の固定は、どんな地震にも、どんな建物にも大切なことですね。
また、固定された家具などの、固定物にしがみつくことも身を助けることかもしれません。


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コメント(6件)

内 容 ニックネーム/日時
力学が苦手なのでさとし君のように難しいことは
書けませんが、一関市の取引会社に電話すると
木造は殆んど被害がなかったようで安心しました。
揺れの周期が違って共振をおこさなかったようです。
高層の建築は計算上ではクリアしていると思いますが
自然は、人間の想像をはるかに超えて突然やって
きますから、怖いです。
のんびりかあさん
2008/06/18 16:59
のんびりかあさん〜こんにちは。
取引会社さん、被害が殆んどなくてよかったですね。
共振とは不思議なものです。昔のバスは(笑)遅いスピードで、エンジンの振動と合って、乗車イスがよくブルブルと振動してました。
提言は、遠くの弱い地震でも周期が合ってしまい、共振で怖い場合があることを注意してもらいたいようです。
人間の力ではどうにもならない自然の力に「あえて負けて」、あまり計算上も無理をしないものを心がけたいです。
実大実験施設は長い間の希望でしたようです。他の映像を見ますと、コンクリートが余力の延びなく、堅いお菓子が噴き出すように崩れるような感じで、考えさせられます。
さとし君
2008/06/18 17:32
以前、私の勤務していた建物の廊下や事務所は大きなヒビが入っていて…ちょっとした地震がきたら確実に崩壊するだろうな〜と思っていました。責任者にそのことをいうと、予算がない…の一言。将来の命よりも現在の金が大切なのです。大きな立派なビルには先進の耐震構造が施されているかも知れませんけど、昔の建物にいて…大きな不安を抱きながら仕事をしている人がたくさんいます。民間の家ももっと深刻ではないでしょうか。特に高齢者の築年数の経っている家は…。少しずつでも改善していかなければ…。
おいちゃん
2008/06/19 10:28
長周期振動とは関係ないけれど、この近く、荒川断層が通っているのだわ。そのときは、難しいかなあ、と思うこの頃です。
秋桜
2008/06/19 14:57
おいちゃん〜こんばんは〜。
指摘し、上申することは大切ですね。
おいちゃんのブログの再コメントでも、このコメントでも、ハッとしたことがあります。民間の家で、高齢者のお宅の、居間の部分だけでも堅固に耐震化する考えを持つ必要があるかもしれませんね。そんなことをさとしも気がつかせていただきました。
東海地震の被害が甚大と予想される県内では、民間のビルも行政の指導によって、予算を組めない時代で大変ですが、耐震化する方向の動きもあります。
さとし君
2008/06/19 23:22
秋桜さん〜こんばんは〜。
「荒川断層は存在しないと判断される」との調査もあります。あまり心配しないでください。
平成16年8月11日 付け
地震調査研究推進本部
地震調査委員会
の報告書を読み、コメントしました。アドレスは
http://www.jishin.go.jp/main/chousa/04aug_arakawa/index.htm
さとし君
2008/06/19 23:31

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