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2階建て戸建て住宅クラスでの、免震と制震と耐震の比較を行います。 以下のグラフのように耐震・制震と、免震とは、全く水準が違うものです。 これは、建築基準法上での扱いが全く違うからです。 すなわち、 耐震・制震:稀に発生する地震動=震度5弱(80〜100gal程度)に対して無損傷、 極めて稀に発生する地震動=震度6弱(300〜400gal程度)以上では倒壊・崩壊の可能性 免震 :極めて稀に発生する地震動=震度6弱(300〜400gal程度)に対しても無損傷 だからです。 ⇒ 日本各地の震度6弱以上地震発生確率 震度4〜5弱※4 震度6弱※4 地動加速度:0gal 80〜100gal※1 300〜400gal程度※1
震度5弱※4 震度6弱・6強※4 地動加速度:0gal 100〜125gal※1※5 375〜500gal程度※1※5
震度5弱※4 震度6強※4 地動加速度:0gal 120〜150gal※1※5 450〜600gal程度※1※5
震度7※4 地動加速度:0gal 約2400gal※6
上記加速度(地表面から建物入力加速度)に関して、被害地震の加速度(地表面加速度)は下記の通り。 ・ 1995年阪神淡路大震災(全壊約10万棟)の最大加速度: 818gal (神戸海洋気象台観測の南北方向) ・ 2004年新潟県中越地震(全壊3175棟)の最大加速度: 2036gal (川口町観測の東西方向) ● 地震力の伝達 以下の比較での「制震」は、戸建て住宅クラスによく使われる「ダンパー型パッシブ制震」です。 耐震: 地震力が1階にそのまま入り、2階は1階の柱・壁で地震力が増幅します。 制震: 地震力が1階にそのまま入り、2階は1階の柱・壁で地震力が増幅しますが、1階の柱・壁に組み込まれた ダンパーでその増幅を抑制することを想定していますが、大手ハウスメーカーの行なった下記実大実験結果 から、戸建てクラスの「制震」では、ほとんど地震力の低減効果は期待できないということがわかりました。 つまり、地震力の低減効果では、耐震≒制震ということです。 免震: 地震力を1階下などに設けられた免震装置でカットします。 耐震≒制震に比べて圧倒的な地震力低減効果 が得られます。 ![]()
● 地震・暴風対応比較 免震・制震・耐震の、通常の建物の場合、下表のように、建築基準法の構造設計荷重(許容応力度等計算※1)としての地震力・風圧力も違います(在来木造などの仕様規定もそれに準じています)。 「免震」だけが別格の位置づけになっています。
ここで ・ 「中程度の地震動」とは、 80〜100gal程度※1で、震度4〜5弱※4 ・ 「最大級の地震動」とは、300〜400gal程度※1で、震度6強〜7(国交省 気象庁旧震度/震度6弱気象庁新震度※4) ・ 「中程度の暴風」とは、 50年に一度の暴風※1 ・ 「最大級の暴風」とは、500年に一度の暴風※1 であり、下表のようになります。 また、「耐震住宅・制震住宅」で、品確法の耐震等級1・2・3の場合でも、上記加速度に対して ・ 耐震等級1は、1.00倍※5 ( 80〜100gal=震度4〜5弱※4) ・ 耐震等級2は、1.25倍※5 (100〜125gal=震度5弱※4) ・ 耐震等級3は、1.50倍※5 (120〜150gal=震度5弱※4) であり、下表との差は生じません。
「免震」だけが別格の水準となっています。 すなわち 耐震・制震住宅は、震度4〜5弱(耐震等級3でも震度5弱)で 「損傷限界」=損傷が始まる段階に至るのに対し、 免震(IAU免震)住宅は、「最大級の地震動」=震度6強〜7※4でも 「損傷限界」に至りません。 また、「最大級の地震動」(加速度300〜400gal程度)では、 免震(IAU免震)住宅は、「損傷限界」=損傷が始まる段階にまだ至らないのに対し、 耐震・制震住宅は、これを超えた場合、倒壊・崩壊の可能性が出てきます※1。 ⇒ Q&A1 2 3 4 ※1 2007年度版 建築物の構造関係技術基準解説書/国土交通省住宅局建築指導課他監修、及び1997年度版建築物の構造規定/建 設省住宅局建築指導課他監修に基づく。 最大級の地震動/大地震動=300〜400gal、中程度の地震動/中地震動=80〜100gal となっています。 「最大級/中程度の暴風」とは、再現期間にして概ね500年/50年に相当する暴風。 地震対応に対しては、「IAU型免震住宅」「制震住宅」「耐震住宅」共に短期許容応力度内。 暴風対応に対しては、「IAU型免震建物」は材料強度内、「制震住宅」「耐震住宅」は短期許容応力度内。 「500年に一度の暴風(=最大級の暴風)」に対しても、IAU型免震建物は風で移動しないことを前提としています。 ※2 上部構造に関しては、4号建築で構造計算省略の場合を除く。 ※3 200gal で液状化しない地盤であること。400gal 程度で液状化の可能性がある場合は、必ず地盤改良等を行います。 ※4 「300〜400gal 程度で、震度6強〜7」は、上記※1の「1997年度版建築物の構造規定」参照。 気象庁震度階に加速度表示がされ ていた時期があり、「建築物の構造規定」の1997年度版まではそれによるものと考えられる。 現震度階でも、水平加速度で 約0.6 秒周期 数秒間継続の場合は、震度7を除けば合致し、震度4:25〜80gal程度、震度5弱:80〜140gal程度、震度5強:140〜 250gal程度、震度6弱:250〜450gal程度、震度6強:450〜800gal程度、震度7:800gal程度以上。 ※5 必携 住宅の品質確保の促進等に関する法律/国土交通省住宅局住宅生産課監修 参照。 ※6 IAU型免震住宅の場合は1994年ノースリッジ地震増幅波では約2400gal まで損傷限界以内、すなわち、C0=0.2以内である ことを実大実験で確認。 上部構造が C0=0.2以内(無損傷)に納まらない「免震」も世の中にありますのでご注意ください。 ⇒ Q&A5 ● 耐震等級1・2・3の耐震・制震住宅が「損傷限界」に達する地震の遭遇回数 例えば、1999年1月1日〜 2008年12月31日の10年間で、東日本地方では各県別に下記回数の、耐震等級1・2・3の耐震・制震住宅が「損傷限界」(損傷が始まる段階)に達する地震(震度4〜5弱以上)がありました。 この結果から推計しますと、震度4〜5弱以上の地震に、 今後 50年間で、1県あたり平均 278回も遭遇することにもなります。 今後200年間で、1県あたり平均1112回も遭遇することにもなります。 ⇒ Q&A6 さらに今後、より地震活動が活発化するであろう「地震活動期の日本列島」を考えますと、 200年住宅は勿論、通常の住宅でも「免震」は不可欠なものになっていくものと考えられます。 ⇒ Q&A7 【東日本地方 震度別地震回数表/1999年1月1日〜2008年12月31日/気象庁調べ】
政府中央防災会議の調査では、東海地震、東南海地震、南海地震、近畿・中部圏直下型地震、首都直下地震では、広域で震度6強が予測されていますが、 建築基準法同等(品確法の耐震等級1)で建てられた木造の耐震構造の住宅では、震度6強で倒壊の危険性があります。 (財)建材試験センターが実施した実大木造住宅振動実験において、建築基準法同等(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震構造の住宅は、震度6強で倒壊しました。 (財)建材試験センター中央試験所内に設置している「木質構造建築物の振動試験研究会」(委員長 坂本 功慶応大学教授)が、平成16年から平成18年度にかけて実大木造住宅振動実験を実施した結果、建築基準法同等の、品確法の耐震等級1で建てられた耐震住宅は、阪神淡路大震災で神戸海洋気象台で観測されました震度6強の地震波で倒壊しました。 また耐震等級2でも躯体に相当な被害が出ました。 同実験の報告論文=2005年日本建築学会大会発表論文(講演番号22003)にも 「標準的な仕様で、壁量が建築基準法や品確法の等級1を満たした建物であっても、(中略)兵庫県南部地震のような大地震時に倒壊する危険性を有していることがわかった。」 と記載されています。 → 木造住宅実験、耐震基準内でも倒壊? 産学研究会(朝日新聞 2006年11月24日) → 2005年日本建築学会大会学術講演梗概集 講演番号22001、22002、22003〜22013 また、1回の加振実験で倒壊を免れた場合でも、2回目の加振実験で倒壊する場合が多々あります。 → 2回目加振実験映像(評点1.5≒耐震等級3※) / 在来木造住宅震動台実験の概要 / (防災科学技術研究所) 東海地震クラスの1923年9月の関東大震災M7.9では、(阪神大震災クラスの)M7以上の余震が2日間で5回連続して起こりました(翌年1月まで入れると6回)。 このように余震まで考慮に入れて、数回の加振実験をして耐震性を確認しないと、本当の意味で安全とは言えません。 ※「耐震診断による耐震等級(構造躯体の倒壊等防止)の評価指針(案)」/国土交通省 制震構造発売の大手ハウスメーカー2社(M社、D社)が実際の建物を使用した振動実験(実大実験)を行っています。 その実大実験結果から、制震構造は、耐震構造に比べてほとんど加速度(地震力)の低減効果がみられないという結果が得られました。 そのことは下記の日本建築学会論文に発表されています。 ・M社の実大実験 M社は、2棟の木質パネル構法建物(A棟:2階建て延床99.4u/B棟:2階建て延床106u)に阪神淡路大震災で最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測地震波等を加震して、実大実験を行なっています。 この実験結果から、「加速度については、ほとんど変化が見られなかった」(A棟:下記学会論文講演番号22035)、「全体としては、加速度に与える影響は少ない」(B棟:下記学会論文講演番号22037)ということがわかり、耐震に対して制震はほとんど加速度(地震力)の低減効果が無いということが示されました。 ・D社の実大実験 D社は、軽量鉄骨住宅の完全同仕様の耐震棟と制震棟(両棟共に2階建て延床92.7u)とを、世界最大の震動台をもつE-ディフェンス(防災科学技術研究所 兵庫耐震工学研究センター)の震動台上に建てて、阪神淡路大震災で最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測地震波等を加震して、「耐震」と「制震」の厳密な比較実験を行っています。 その結果、「X方向の応答加速度は76回目(の加振)※までは耐震棟と制震棟で目立った差はない」、「Y方向についてはそれほど目立った特徴は無い」(下記学会論文講演番号21285)となっています。 相当な回数の加振(76回以上※の地震波による振動実験)をしない限り、耐震と制震とでは応答加速度に目立った差が出ないという結果になっています。 ※この76回という回数は、1回の地震間隔を100年と考えると7600年間、10年と考えたとしても760年となり、一般的な(30〜50年の寿命の)住宅は勿論のこと、200年住宅でも、地震力低減において制震は全く効果が無いということになります。 詳細は、 M社の論文は日本建築学会大会学術講演梗概集2005年9月講演番号22035,22036〜22037 D社の論文は日本建築学会大会学術講演梗概集2007年8月講演番号21284〜21285 に掲載されています。 地震の震度ごとの、 IAU型免震と制震と耐震の比較を行います。 比較条件は、下記の比較条件をご参照下さい。 ここでの「制震」は、戸建て住宅クラスによく使われる「ダンパー型パッシブ制震」です。 なお、上記のように、大手ハウスメーカーの行なった実大実験によれば、「制震」は、「耐震」に比べてほとんど加速度の低減効果がみられないという結果となっています。 実際には、「制震」と「耐震」との差は下記ほども無いと思われます。 ● 1階同士の比較 ⇒ 建物全体としての損傷・倒壊の可能性については下記「2階同士の比較」参照 IAU型免震と制震と耐震の、1階同士の震度と加速度の比較を行います。 下表のように、制震は、耐震と全く同じです。 IAU型免震は制震に比べても格段の効果を持ちます。 gal
:加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。
強震動時の応答値比較は以下のようになります。 「耐震」
= 「制震」 = 地震入力 >> 「IAU型免震」 ● 2階同士の比較 (建物全体としての損傷・倒壊の可能性も示しています) IAU型免震と制震と耐震の、2階同士の震度と加速度の比較を行います。 下記グラフのように、パネル構法、2×4、在来木造新築(固有周期 0.15秒)の場合ですと、制震は耐震に比べ顕著な効果があるとは言えません。 免震は制震に比べても格段の効果を持ちます。 gal
:加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。
※ 2007年度版 建築物の構造関係技術基準解説書/国土交通省住宅局建築指導課他監修、1997年度版建築物の構造規定 /建設省住宅局建築指導課他監修、及び「住宅の品質確保の促進等に関する法律」に基づく。 ★耐震等級1では、建物の応答加速度が、 200gal≒0.2G(標準せん断力係数C0=0.2以内)を超えると、損傷の可能性。 1000gal≒1.0G(標準せん断力係数C0=1.0以内)を超えると、倒壊の可能性。 ★耐震等級2では、建物の応答加速度が、 250gal≒0.25G(標準せん断力係数C0=0.25以内)を超えると、損傷の可能性。 1250gal≒1.25G(標準せん断力係数C0=1.25以内)を超えると、倒壊の可能性。 ★耐震等級3では、建物の応答加速度が、 300gal≒0.3G(標準せん断力係数C0=0.3以内)を超えると、損傷の可能性。 1500gal≒1.5G(標準せん断力係数C0=1.5以内)を超えると、倒壊の可能性。 強震動時の応答値比較は以下のようになります。 「耐震」
≒ 「制震」 > 地震入力 >> 「IAU型免震」 【比較条件】 制震は、戸建て住宅クラスで一般的に使われるダンパー型パッシブ制震を想定しています。 免震の加速度は、実大実験での値で、震度はその加速度値(水平2方向)から気象庁計測震度計算を行い、気象庁の震度(水平2方向)を算出しました。 耐震・制震は、数値解析結果で、解析モデルとして、建物の固有周期を耐震・制震ともに 0.15秒とし、減衰定数を耐震の場合は 5% 制震の場合は 15%とし、1質点モデルで時刻歴応答解析での加速度(2階建て建物での2階相当)を水平2方向でまず算出し、気象庁計測震度計算を行い、気象庁の震度(水平2方向)を算出しました。 地震波は、以下の通りです(地震波は、IAU型免震との比較条件を同一にするためにIAU型免震の実大実験で使用したものです)。 ・1994年ノースリッジ地震M6.7での、タルザナ観測波の増幅波(EW:114kine NS:1324gal EW:2376gal UD:1435gal NSEW合成:2377gal 3成分合成:2450gal(2.5G)、水平2方向で震度7)から、EW方向を基準にし、EW:5kine・7.5kine・10kine・15kine・20kine・25kine・30kine・35kine・40kine・(以降10kineごとに作成、75kineのみ追加)・・100kine・110kine・114kineまでの波を、EW方向・NS方向共に作成し、応答加速度および震度を求めて比較を行いました( IAU型免震のみ、EW:114kineの実大実験値を使用)。 さらに、耐震と制震とIAU型免震の比較を、震度6強以上の代表的地震波で、行います。 以下の比較での「制震」は、戸建て住宅クラスによく使われる「ダンパー型パッシブ制震」です。 なお、上記のように、大手ハウスメーカーの行なった実大実験によれば、「制震」は、「耐震」に比べてほとんど加速度の低減効果がみられないという結果となっています。 実際には、「制震」と「耐震」との差は下記ほども無いと思われます。 ○阪神淡路大震災の最大加速度地震波の場合 → 詳細
○東海地震想定波の場合 → 詳細
○震度7の地震波(約2.5G)の場合 → 詳細
○世界で観測史上最大水平加速度地震波の増幅波(約3G)の場合 → 詳細
→ 建基法通りの耐震では倒壊 よって、これ以上の地震波である、「東海地震想定波」、「震度7の地震波(約2.5G)」、「史上最大水平加速度地震波」では全て倒壊の可能性がありますが、ここでは倒壊しないという条件での比較を行っています。 以下に、その詳細を、地震波ごとに説明します。 比較条件の詳細は比較条件をご参照下さい。 グラフの、朱色の波が耐震の2階の応答加速度、黄色の波が制震の2階の応答加速度、青色が免震の2階の応答加速度です。 このページの全てのグラフのスケールは合わせています。 以下は、コンピューターによる数値解析の結果ですが、大手ハウスメーカーの行なった実大実験によれば、「制震」は、「耐震」に比べてほとんど加速度の低減効果がみられないという結果となっています。 実際には、「制震」と「耐震」との差は下記ほども無いと思われます。 ●2階建て建物の1階において 1階の壁等に制震装置を設置する戸建て住宅クラスの制震では、1階は全く効果がありません。 耐震と全く同じです。 地上と同じ応答加速度、震度になります。 ちなみに阪神淡路大震災での死者のほとんどは1階での死者です。 ●2階建て建物の2階において 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7〜6強、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.13〜1.82倍、耐震は1.28〜2.45倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/11〜1/18、耐震に対して1/13〜1/24に応答加速度を低減します。
1階に関して、耐震・制震ともに地震入力と同じですので、2階同士の比較をします。 ※ gal :加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。
以下では、建物固有周期ごとに、2階建て建物の2階での揺れの比較を、2階の応答加速度グラフを使って行います。 (1) 固有周期 0.15秒の場合(パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度6強、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.13倍、耐震は1.28倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/11、耐震に対して1/13に応答加速度を低減します。
![]() ( IAU免震と耐震※との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、耐震は1.28倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/13に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() ( IAU免震と制震との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度6強に、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.13倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/11に地震力を低減します。 ![]() (2) 固有周期 0.3秒の場合(築年数の古い在来木造の場合) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.82倍、耐震は2.45倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/18、耐震に対して1/24に応答加速度を低減します。
![]() ( IAU免震と耐震※との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、耐震は2.45倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/24に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() ( IAU免震と制震との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.82倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/18に地震力を低減します。 ![]() ●性能とコストによる IAU免震・制震・耐震の比較 上記検討結果から、2階建て建物での IAU免震・制震・耐震の、1階2階での震度比較表と、2階における地震入力低減効果とコストによる比較グラフを示します。 下記の地震入力低減効果とコストの関係のグラフにおいて、 ・ グラフの縦軸の「地震入力低減効果」とは、地震入力加速度に対する建物(2階床面応答加速度の増幅率の逆数によって表しています。 応答加速度が地震入力加速度の1/10であれば、効果は“10”となります。 1を超える場合に地震入力に対する低減効果があるということになります。 ・ グラフの横軸のコストは、「耐震」を 0基準とし、「制震」を 50万円〜150万円、「免震」を 260万円〜350万円として、目盛られています(建坪20坪、総2階では40坪での比較)。 ・ グラフ中の〔 〕内の値は、上記の検討結果による建物の応答加速度を示します。 (固有周期 0.15秒の場合=パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) → 詳細
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細
![]() 以下は、コンピューターによる数値解析の結果ですが、大手ハウスメーカーの行なった実大実験によれば、「制震」は、「耐震」に比べてほとんど加速度の低減効果がみられないという結果となっています。 実際には、「制震」と「耐震」との差は下記ほども無いと思われます。 ●2階建て建物の1階において 1階の壁等に制震装置を設置する戸建て住宅クラスの制震では、1階は全く効果がありません。 耐震と全く同じです。 地上と同じ応答加速度、震度になります。 ちなみに阪神淡路大震災での死者のほとんどは1階での死者です。 ●2階建て建物の2階において 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.50〜1.66倍、耐震は2.35〜2.53倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/15〜1/16、耐震に対して1/23〜1/25に応答加速度を低減します。
1階に関して、耐震・制震ともに地震入力と同じですので、2階同士の比較をします。 ※ gal :加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。
以下では、建物固有周期ごとに、2階建て建物の2階での揺れの比較を、2階の応答加速度グラフを使って行います。 (1) 固有周期 0.15秒の場合(パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.66倍、耐震は2.53倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/16、耐震に対して1/25に応答加速度を低減します。
![]() ( IAU免震と耐震※との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、耐震は2.53倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/25に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() ( IAU免震と制震との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.66倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/17に地震力を低減します。 ![]() (2) 固有周期 0.3秒の場合(築年数の古い在来木造の場合) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.50倍、耐震は2.35倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/15、耐震に対して1/23に応答加速度を低減します。
![]() ( IAU免震と耐震※との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、耐震は2.35倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/24に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() ( IAU免震と制震との比較) 震度6強の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/10に低減、制震は1.50倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/15に地震力を低減します。 ![]() ●性能とコストによる IAU免震・制震・耐震の比較 上記検討結果から、2階建て建物での IAU免震・制震・耐震の、1階2階での震度比較表と、2階における地震入力低減効果とコストによる比較グラフを示します。 下記の地震入力低減効果とコストの関係のグラフにおいて、 ・ グラフの縦軸の「地震入力低減効果」とは、地震入力加速度に対する建物(2階床面応答加速度の増幅率の逆数によって表しています。 応答加速度が地震入力加速度の1/10であれば、効果は“10”となります。 1を超える場合に地震入力に対する低減効果があるということになります。 ・ グラフの横軸のコストは、「耐震」を 0基準とし、「制震」を 50万円〜150万円、「免震」を 260万円〜350万円として、目盛られています(建坪20坪、総2階では40坪での比較)。 ・ グラフ中の〔 〕内の値は、上記の検討結果による建物の応答加速度を示します。 (固有周期 0.15秒の場合=パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) → 詳細
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細
![]() 以下は、コンピューターによる数値解析の結果ですが、大手ハウスメーカーの行なった実大実験によれば、「制震」は、「耐震」に比べてほとんど加速度の低減効果がみられないという結果となっています。 実際には、「制震」と「耐震」との差は下記ほども無いと思われます。 ●2階建て建物の1階において 1階の壁等に制震装置を設置する戸建て住宅クラスの制震では、1階は全く効果がありません。 耐震と全く同じです。 地上と同じ応答加速度、震度になります。 ちなみに阪神淡路大震災での死者のほとんどは1階での死者です。 ●2階建て建物の2階において 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.09〜1.14倍、耐震は1.24〜1.73倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/14〜1/15、耐震に対して1/16〜1/22に応答加速度を低減します。
1階に関して、耐震・制震ともに地震入力と同じですので、2階同士の比較をします。 ※ gal
:加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。
以下では、建物固有周期ごとに、2階建て建物の2階での揺れの比較を、2階の応答加速度グラフを使って行います。 (1) 固有周期 0.15秒の場合(パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.09倍、耐震は1.24倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/14、耐震に対して1/16に応答加速度を低減します。
![]() ( IAU免震と耐震※との比較) 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.24倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/16に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() ( IAU免震と制震との比較) 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.09倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/14に地震力を低減します。 ![]() (2) 固有周期 0.3秒の場合(築年数の古い在来木造の場合) 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.14倍、耐震は1.73倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/15、耐震に対して1/22に応答加速度を低減します。
![]() ( IAU免震と耐震※との比較) 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.73倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/22に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() ( IAU免震と制震との比較) 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.14倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/15に地震力を低減します。 ![]() ●性能とコストによる IAU免震・制震・耐震の比較 上記検討結果から、2階建て建物での IAU免震・制震・耐震の、1階2階での震度比較表と、2階における地震入力低減効果とコストによる比較グラフを示します。 下記の地震入力低減効果とコストの関係のグラフにおいて、 ・ グラフの縦軸の「地震入力低減効果」とは、地震入力加速度に対する建物(2階床面応答加速度の増幅率の逆数によって表しています。 応答加速度が地震入力加速度の1/10であれば、効果は“10”となります。 1を超える場合に地震入力に対する低減効果があるということになります。 ・ グラフの横軸のコストは、「耐震」を 0基準とし、「制震」を 50万円〜150万円、「免震」を 260万円〜350万円として、目盛られています(建坪20坪、総2階では40坪での比較)。 ・ グラフ中の〔 〕内の値は、上記の検討結果による建物の応答加速度を示します。 (固有周期 0.15秒の場合=パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) → 詳細
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細
![]() 以下は、コンピューターによる数値解析の結果ですが、大手ハウスメーカーの行なった実大実験によれば、「制震」は、「耐震」に比べてほとんど加速度の低減効果がみられないという結果となっています。 実際には、「制震」と「耐震」との差は下記ほども無いと思われます。 ※:平成20年岩手・宮城内陸地震において、三成分合成で 4022gal(NS:1143gal、EW:1433gal、UD:3866gal、三成分合成:4022gal)が観測されましたが、水平動においては、この地震波が現在でも最大です。 岩手・宮城内陸地震では倒壊棟数が異常に少なかったように、上下動が史上最大でも建物倒壊につながっていません。 → 岩手・宮城内陸地震での強震動 ●2階建て建物の1階において 1階の壁等に制震装置を設置する戸建て住宅クラスの制震では、1階は全く効果がありません。 耐震と全く同じです。 地上と同じ応答加速度、震度になります。 ちなみに阪神淡路大震災での死者のほとんどは1階での死者です。 ●2階建て建物の2階において 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.10〜1.23倍、耐震は1.50〜1.92倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/14〜1/16、耐震に対して1/20〜1/25に応答加速度を低減します。
1階に関して、耐震・制震ともに地震入力と同じですので、2階同士の比較をします。 ※ gal
:加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。
以下では、建物固有周期ごとに、2階建て建物の2階での揺れの比較を、2階の応答加速度グラフを使って行います。 (1) 固有周期 0.15秒の場合(パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.10倍、耐震は1.50倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/14、耐震に対して1/20に応答加速度を低減します。
![]() 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.50倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/20に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.10倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/14に地震力を低減します。 ![]() (2) 固有周期 0.2秒の場合((1)(3)の中間の建物) 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.23倍、耐震は1.92倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/16、耐震に対して1/25に応答加速度を低減します。
![]() 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.92倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/25に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.23倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/16に地震力を低減します。 ![]() (3) 固有周期 0.3秒の場合(築年数の古い在来木造の場合) 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震と耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.20倍、耐震は1.66倍に増幅します。 この結果、 IAU型免震は、制震に対して1/16、耐震に対して1/22に応答加速度を低減します。
![]() 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.66倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/22に地震力を低減します。 ※ 建築基準法通り(品確法の耐震等級1)で建てられた耐震住宅は、この地震波以下で倒壊しましたが、ここでは倒壊しないという条件での応答値で、比較を行っています。 ![]() 地震の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、制震は震度7に増幅し、 約3Gの地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、制震は1.20倍に増幅します。 IAU型免震は、制震に対して1/16に地震力を低減します。 ![]() ●性能とコストによる IAU免震・制震・耐震の比較 上記検討結果から、2階建て建物での IAU免震・制震・耐震の、1階2階での震度比較表と、2階における地震入力低減効果とコストによる比較グラフを示します。 下記の地震入力低減効果とコストの関係のグラフにおいて、 ・ グラフの縦軸の「地震入力低減効果」とは、地震入力加速度に対する建物(2階床面応答加速度の増幅率の逆数によって表しています。 応答加速度が地震入力加速度の1/10であれば、効果は“10”となります。 1を超える場合に地震入力に対する低減効果があるということになります。 ・ グラフの横軸のコストは、「耐震」を 0基準とし、「制震」を 50万円〜150万円、「免震」を 260万円〜350万円として、目盛られています(建坪20坪、総2階では40坪での比較)。 ・ グラフ中の〔 〕内の値は、上記の検討結果による建物の応答加速度を示します。 (固有周期 0.15秒の場合=パネル構法、2×4、在来木造新築の場合) → 詳細
![]() (固有周期 0.2秒の場合) → 詳細
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細
![]() 【比較条件】 制震は、戸建て住宅クラスで一般的に使われるパッシブ制震のダンパー型を想定しています。 免震の加速度は、実大実験での値で、震度はその加速度値(水平2方向)から気象庁計測震度計算を行い、気象庁の震度(水平2方向)を算出しました。 耐震・制震は、数値解析結果で、解析モデルとして、建物の固有周期を耐震・制震ともに 0.15〜0.30秒とし、減衰定数を耐震の場合は 5% 制震の場合は 15%とし、1質点モデルで時刻歴応答解析での加速度(2階建て建物での2階相当)を水平2方向でまず算出し、気象庁計測震度計算を行い、気象庁の震度(水平2方向)を算出しました。 地震波は、以下の通りです(地震波は、比較条件を同一にするためにIAU型免震の実大実験で使用したものです)。 ・1995年阪神淡路大震災(兵庫県南部地震)M7.3での、最大加速度観測の神戸海洋気象台観測波増幅波(NS;100kine NS;823gal EW:604gal UD:333gal NSEW合成:902gal 3成分合成:922gal(0.94G))、 ・東海地震想定波M8.0での、静岡市想定波(NS:;71kine NS:824gal EW:925gal UD:465gal NSEW合成:1042gal 3成分合成:1052gal(1.07G))、 ・1994年ノースリッジ地震M6.7での、タルザナ観測波の増幅波(EW:114kine NS:1324gal EW:2376gal UD:1435gal NSEW合成:2377gal 3成分合成:2450gal(2.5G)、水平2方向で震度7)、 ・2004年新潟県中越地震最大余震M6.5での、世界で観測史上最大水平加速度を記録しました川口観測波のさらに増幅波(EW:76kine EW;2205gal NS:1755gal UD:773gal NSEW合成:2804gal 3成分合成:2807gal(2.9G)) → 免震・制震・耐震の比較 → 免震・制震・耐震の比較 U → 免震・制震・耐震の比較 Q&A → 免震・制震・耐震の比較【要約版】[PDF形式] Copyright: (C) 2005 IAU CO.,LTD. All rights reserved. | IAU免震: 工務店・ハウスメーカー一覧 設計事務所一覧 (地震被害0事業推進会社の欄) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||