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【詳細目次】
Q 建築基準法の地震に対する安全基準の骨子を、教えてください。 また、地震活動期と地震静穏期とでは、安全基準に関わる震度が変わってくるのではないですか? さらに、地震活動期と地震静穏期とでは、標準せん断力係数C0が変わってくるのではないですか?
Q 「免震」と「耐震」との比較をして下さい。 Q 一般的な2階建て戸建て住宅クラスでの、「免震」と「制震」と「耐震」との比較をして下さい。 Q 一般的な2階建て戸建て住宅クラスでは、「耐震・制震」と「免震」とでは、前提としている地震力が全く違うと聞きましたが? Q 「耐震・制震」の通常の建物の場合、地震動の前提としている「中程度の地震動」(加速度 80〜100gal程度、震度4〜5弱)を超えた場合、地震時に生じた変形は元に戻らず、構造躯体(構造耐力上主要な部分)に損傷が始まるということですか? Q 「耐震・制震」の通常の建物の場合、地震動の前提としている「中程度の地震動」(加速度 80〜100gal程度、震度4〜5弱)を超えた場合、地震時に生じた変形は元に戻らず、構造躯体(構造耐力上主要な部分)に損傷が始まるということですが、品確法の耐震等級1・2・3の場合はどうなのですか。 耐震等級3でも、震度5弱程度で損傷が始まることは変わらないと聞いたのですが? Q 「耐震・制震・免震」の通常の建物の場合の、「損傷限界」(これを超えると損傷の可能性)と「安全限界」(これを超えると倒壊・崩壊の可能性)について説明してください。 Q 免震時に破壊を起こす「免震」もあるとのことですが、そのことについて教えてください。 NEW! Q 耐震・制震住宅は、震度4〜5弱程度で損傷限界としますと、その程度の地震は頻繁に起こっていますので、そのたびに建物が傷んでいくことになります。 通常の寿命の住宅でも「免震」は勿論必要だと思われますが、特に200年という超長期対応の、「200年住宅」では、遭遇回数を考えますと、震度6強〜7程度でも損傷限界以内の「免震」しか方法が無いのではないですか。 Q 資産価値についてお尋ねしますが、耐震・制震住宅は、震度4〜5弱程度で損傷限界としますと、その程度の地震は頻繁に起こっていますので、そのたびに建物が傷んでいくことになります。 通常の寿命の住宅を考えた場合でも、建物の資産価値保全のためには、「免震」は必須のように思われますが。 Q 大手ハウスメーカーの行なった制震建物と耐震建物の比較実大実験では、ほとんど加速度(地震力)の低減効果がみられなかったとか? Q 上記のように、大手ハウスメーカーの行なった制震建物と耐震建物の比較実大実験では、ほとんど加速度(地震力)の低減効果がみられなかったようですが、 制震メーカーが、2次部材(サイディング等の外装材・石膏ボード等の内装材)を省いて、構造体だけの実大実験では、効果があると言っているのはどうなのですか? Q 2階建て戸建住宅クラスでの、「免震」と「制震」と「耐震」の揺れを、1階・2階の震度で比較して下さい。
Q 戸建て住宅クラスの「制震」では 1階では全く効果がないということですが、その説明をしてください。 Q 戸建て住宅クラスの「制震」では 2階でも地震入力以下にする効果はない、ということですが、その説明をしてください。 Q 戸建て住宅クラスの「ダンパー型パッシブ制震」は、固有周期が短い、木造のパネル構法・2×4構法の建物、在来木造の新築建物にはほとんど効果が無いというのは、本当ですか? Q 免震での「揺れを1/2」と、制震での「揺れを1/2」とは、同じ性能なのですか? Q 大手ハウスメーカーの2階建て戸建て住宅実大振動実験結果で、「制震」の応答変位(揺れ幅)が「耐震」に比べて半分になったというのはどういう意味でしょうか? それにもかかわらず、応答加速度は「耐震」に比べてほとんど低減されなかったようですが、どういうことなのでしょうか? Q 「制震」では変位(揺れ幅)で何分の1、「免震」では加速度で何分の1とか言いますが、なぜ表現がちがうのですか? なぜ「制震」では、地震入力加速度に対して何分の1とか言う表現を使わないのですか? Q 免震の場合の、応答変位(絶対変位・相対変位)について説明してください。 また、「耐震」・「制震」との比較もしてください。 Q 上記大手ハウスメーカーの2階建て戸建て住宅の実大振動実験結果において、「制震」の2階での応答加速度が「耐震」に比べてあまり変わらず、応答変位(揺れ幅)を数ミリ程度減らすことにどのような効果があるのですか? 2階に働く地震力が変わっているのですか? Q 応答変位(建物の変形)の低減効果だけを謳い、応答加速度の低減効果を謳えない「制震」に関して、 このようなものは、剛性アップによっても十分得られるのではないですか? Q 「制震」は、国土交通省の大臣「認定」が取れていないものが非常に多い、と聞いて言いますが?
Q 上記Q&Aでの「完全免震」「完全制震」「完全耐震」を加速度応答スペクトルを使用して説明してください。
Q 建物の敷地後退距離での、免震・制震・耐震の比較をしてください。 Q 建てられる地盤での、免震・制震・耐震の比較をしてください。
Q IAU型免震システムが、現形状の「転がり免震支承」を採用した理由を、「免震性能」、「メンテナンス」、「コスト」の理由以外に、「共振しない」、「地震後の揺れがない」、「原点復帰性能が良い」、「不同沈下に対応できる」等の理由だと聞いていますが、具体的に説明してください。
Q ほとんどの大手ハウスメーカーの免震は、「転がり免震支承」だと聞いていますが、いかかでしょう。 NEW!
Q 「エア断震(免震)」の問題点としての、「建築基準法に則っているか」に関しまして、 「現在の建築基準法に無いから、このような方法でしか建てられない」 と主張しているようですが、いかがなものでしょうか? Q 2009年4月5日放映の番組の中で、「エア断震(免震)」との比較で「従来の免震」を500〜600万円と言っていますが(最近=2011年5月段階のCMでは「従来の免震装置は1000万円」と言っています)? Q 2009年4月5日放映の番組の中で、「エア断震(免震)」との比較で「従来の免震」を1/5程度と言っていますが?
Q 「悪い免震」か「良い免震」かの免震性能の判定について教えてください。
Q 風揺れ固定装置が無いと、木造の免震住宅はどのくらいの風で揺れはじめますか?
Q なぜ、IAUの風揺れ固定装置は、完全自動で電気等を必要としない方式なのですか? 風揺れ対策として他にどのような方式があるのですか? 風揺れ対策として他の方式と併せて説明してください。 Q 風揺れ固定装置を持たない、木造・鉄骨造等の免震建物(1F床に分厚いコンクリートを打たない場合)は、強風時にどのようになるのですか?
Q 間取り等に制約がありますか? Q 敷地一杯建てられますか?
Q どのような工務店・建設会社でも導入可能ですか? Q どのような建築設計事務所でも導入可能ですか? Q IAUが、戸建免震装置メーカーとしてシェアNo.1と聞きましたが?
Q 地上階以上の階では、地震時に加速度・揺れ幅が増幅するというのは本当ですか? そのため、機器免震・床免震・サーバー用免震は、応答計算が難しく、免震装置のサイズも地上階のものよりも大きくなる場合が多いと聞いたのですが。
■ Q & A ■ ※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。また、グラフの色も共通で、灰色の波が地震入力加速度、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。
2009年 8月11日 駿河湾の地震 M6.5 震度6弱 全壊 棟 住家被害 8,681棟 2008年 7月24日 岩手県沿岸北部地震 M6.8 震度6弱 全壊 1棟 住家被害 382棟 2008年 6月14日 岩手・宮城内陸地震 M7.2 震度6強 全壊 30棟 住家被害 2,701棟 2007年 7月16日 新潟県中越沖地震 M6.8 震度6強 全壊1331棟 住家被害 44,344棟 2007年 3月25日 能登半島地震 M6.9 震度6強 全壊 686棟 住家被害 29,384棟 2005年 8月16日 宮城県沖の地震 M7.2 震度6弱 全壊 1棟 住家被害 985棟 2005年 3月20日 福岡県西方沖地震 M7.0 震度6弱 全壊 133棟 住家被害 8,997棟 2004年10月23日 新潟県中越地震 M6.8 震度7 全壊3175棟 住家被害122,676棟 2003年 9月26日 十勝沖地震 M8.0 震度6弱 全壊 116棟 住家被害 2,073棟 2003年 7月26日 宮城県北部地震 M6.4 震度6強 全壊1276棟 住家被害 16,061棟 2003年 5月26日 宮城県沖の地震 M7.1 震度6弱 全壊 2棟 住家被害 2,428棟 2001年 3月26日 芸予地震 M6.7 震度6弱 全壊 70棟 住家被害 50,067棟 2000年10月 6日 鳥取西部地震 M7.3 震度6強 全壊 435棟 住家被害 22,080棟 2000年7月〜8月 三宅島新島神津島近海地震 M6.5 震度6弱 全壊 15棟 住家被害 209棟 これらの地震は、政府中央防災会議決定の「建築物の耐震化緊急対策方針」が示す、日本列島が活動期に入り、「我が国において、地震はいつどこで発生してもおかしくない状況にある」ことを裏付けるものとなりました。 地震活動期に関して、西日本に関して、政府の地震予知連絡会(第140回 平成12年11月)で1995年兵庫県南部地震以後地震活動期に入ったという報告がなされていますが、東日本に関しても、1999年1月1日〜 2008年12月31日の10年間で、各県別に下記回数の地震(震度4以上)がありました。 それ以前の50年間での平均に比べて、5倍以上の異常な地震回数(1949年1月1日〜の10年間に比べて10倍以上)になっていることがわかります。 地震活動期に入っていることがわかります。 ⇒ 関連Q&A ■10年間単位での比較 ★直近(1999年1月1日〜2008年12月31日)の10年間 【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】
★1989年1月1日〜 1998年12月31日の10年間 【東日本地方 震度別地震回数表/1989年1月1日〜 1998年12月31日/気象庁調べ】
★1979年1月1日〜 1988年12月31日の10年間 【東日本地方 震度別地震回数表/1979年1月1日〜 1988年12月31日/気象庁調べ】
★1969年1月1日〜 1978年12月31日の10年間 【東日本地方 震度別地震回数表/1969年1月1日〜 1978年12月31日/気象庁調べ】
★1959年1月1日〜 1968年12月31日の10年間 【東日本地方 震度別地震回数表/1959年1月1日〜 1968年12月31日/気象庁調べ】
★1949年1月1日〜 1958年12月31日の10年間 【東日本地方 震度別地震回数表/1949年1月1日〜 1958年12月31日/気象庁調べ】
■50年間での比較 ★直近(1999年1月1日〜2008年12月31日)の10年間からの50年間推計 【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)からの50年間推計】
★1949年1月1日〜 1998年12月31日の50年間 【東日本地方 震度別地震回数表/1949年1月1日〜 1998年12月31日/気象庁調べ】
■地震発生確率の驚異的上昇/2008年と2009年比較 (政府地震調査委員会資料から) また、以下の地震発生確率の比較(政府地震調査委員会資料)からでも、その異常さが読み取れます。
建築基準法の地震に対する「安全基準※」は、以下の通りです。
※「1997年建築物の構造規定/建設省住宅局建築指導課他監修」の16-19頁、「2001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」の46-50頁、「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」の48-53頁。
のごとく、「地震静穏期」では、耐用年限中の遭遇回数からの震度は、現行建築基準法通りで良いでしょう※2。 しかし、「地震活動期」では、耐用年限中の遭遇回数(数度/一度)から該当する震度をみますと、全く違うもの になります。 「地震活動期」では、書き直しが必要となります。 以下は、地震活動期に入ったばかりの直近10年間からの推計のもので、地震活動が本格化すればさらに震度 を大きくする必要があります。
以上を整理し、さらに、標準せん断力係数C0(≒応答水平震度)を、現行法との地動加速度比から算出すると 、 以下の表「地震活動期の建築基準法の耐震基準案」のようになります。 また、下記の免震・制震・耐震の比較グラフから明らかなように、地震活動期である現状において「通常の住宅」 「長期優良住宅」共に、上記安全基準を満たしているのは「免震」しかありません。 ⇒ 関連Q&A1 2 3 4 5 6 7 ●地震活動期の建築基準法の耐震基準案 (標準せん断力係数C0は現行法との地動加速度比から算出)
※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。 ※2 現気象庁震度階では、 地震周期約0.6秒が数秒間継続した場合 震度4:25gal〜、震度5弱:80gal〜、震度5強:140gal〜、:震度6弱250gal〜、震度6強:450gal〜、 震度7:800gal〜となっています。 旧気象庁震度階とは250galまではよく合致し、震度7に関しては、800gal〜になっています。 また、震度6強も、加速度は450gal〜となり、「約300から400gal程度」では、震度6弱となっています。 ※3 現行基準法の「極めて稀に発生する地震」の想定加速度と当該地震加速度との比(下限値同士と上限値同士 の比)を、現行基準法の「極めて稀に発生する地震」に対する標準せん断力係数C0=1.0に掛けた値。 ※4 「稀に発生する地震」に対する標準せん断力係数C0の5倍の値。 5倍の値は、現行基準法の「極めて稀に発生 する地震」に対する標準せん断力係数C0=1.0と「稀に発生する地震」に対する標準せん断力係数C0=0.2 との比。 ※5 気象庁の1996年9月以前の震度5・6には弱・強の区分が無いので省略。 ●直近(1999年1月1日〜2008年12月31日)の10年間 【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】
●1949年1月1日〜 1998年12月31日の50年間 ⇒ 詳細Q&A 【東日本地方 震度別地震回数表/1949年1月1日〜 1998年12月31日/気象庁調べ】
●免震・制震・耐震の比較グラフ 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) IAU型免震住宅の場合は1994年ノースリッジ地震増幅波の約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(※6)。 ⇒ Q&A ※1※4※5※6 下記注参照。
■ 説明 (建築基準法・品確法上での扱い) ※下記の「耐震等級4・5」は現行規定ではありません。 震度4〜5弱 震度6弱 地動加速度:0gal 80〜100gal 300〜400gal程度
震度5弱 震度6弱〜6強 地動加速度:0gal 100〜125gal 375〜500gal程度
震度5弱 震度6強 地動加速度:0gal 120〜150gal 450〜600gal程度
震度5弱〜5強 震度6強 地動加速度:0gal 140〜175gal 525〜700gal程度
震度5弱〜5強 震度6強 地動加速度:0gal 160〜200gal 600〜800gal程度
震度7 地動加速度:0gal 約2400gal※
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) → 詳細説明 上記グラフの、耐震・制震と免震との大きな差は、建築基準法上での扱いが全く違うからです。 すなわち、建築基準法通りでは、 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。 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 (建築基準法同等) ・ 耐震等級2は、1.25倍 ・ 耐震等級3は、1.50倍 となるだけです。 「無損傷」について、 ・ 耐震等級1、 80〜100gal=震度4〜5弱 (建築基準法同等) ・ 耐震等級2、100〜125gal=震度5弱 ・ 耐震等級3、120〜150gal=震度5弱 まで「無損傷」となり、これを超えると「破壊」が始まります。 「倒壊・崩壊の可能性」について、 ・ 耐震等級1、300〜400gal=震度6弱 (建築基準法同等) ・ 耐震等級2、375〜500gal=震度6弱〜6強 ・ 耐震等級3、450〜600gal=震度6強 これを超えると「倒壊・崩壊の可能性」がでてきます。 ⇒ 日本各地の震度6弱以上地震発生確率 建築基準法の耐震基準の「極めて稀に発生する地震動/最大級の地震動/大地震動」=300〜400galは、現行の気象庁震度階では震度6弱です。 気象庁の震度階では、約0.6秒周期が数秒間継続した場合※、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 となっています (気象庁「震度と加速度」)。 ※現行建築基準法のベースとなっています新耐震(1981年)では、80galで 8kine(一次設計)、400galで 40kine(ニ次設計)が基準となっていました。 すなわち、ω=10 ⇒ T=2π/ω≒0.6秒 で合致します。 またその当時の気象庁震度階は、震度4:25〜80gal、震度5:80〜250gal、震度6:250〜400gal、震度7:400gal以上 でした(当時、この加速度は気象庁震度階級の説明に記載されていました)。 当時の震度6:250〜400galは、数列(震度階算出は「河角の式:震度=2log(加速度)+0.7」に基づく。現在でもその改良式)としておかしく、250〜800galが正しいため、現行の震度階級の大改定時にその点も改定したことから、震度6強と震度7との境界値に、大きなずれが生じました。 現行の建築基準法通りの在来木造、鉄骨造、鉄筋コンクリート造の建物が、震度6強の地震波で実大実験をしますと、下記のように倒壊するのはそのためです。 ■ 実大実験において耐震等級1(建築基準法通り)・2の建物が震度6強で倒壊 現行建築基準法の耐震基準では、「震度6強から震度7程度に対しても、倒壊等の被害を生じないことを目標」としていますが、耐震等級1(建築基準法通り)・耐震等級2の建物が、「震度6強」地震動を使った実物大実験で、倒壊しました。それも、2009年10月27日に(独)防災科学技術研究所などが行った実物大実験では、耐震等級3に近い、建築基準法の1.46倍の耐力をもつ木造住宅が、震度6強で倒壊しました。 【木造】 ★耐震等級1(基準法通り)の木造が実験で倒壊 2004年に、(財)建材試験センターが行った実大実験において、現行の建築基準法通りの木造住宅が、震度6強の地震動(JMA神戸波 NS818gal、3方向100%加振)で倒壊しました。 同実験の論文(2005年日本建築学会大会発表論文 講演番号22003)にも、「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。 → 朝日新聞記事 2006年11月24日 ★基準法の1.46倍の耐力(≒耐震等級3)の木造も実験で倒壊 2009年10月27日に(独)防災科学技術研究所などが行った実大振動実験において、建築基準法の1.46倍の耐力(≒耐震等級3)をもつ木造住宅が、震度6強の地震動で倒壊しました。 → 実験説明 倒壊ビデオ 3階建て木造軸組構法の設計法検証事業の報告 → 「長期優良」の3階建て木造住宅、震度6強で倒壊 防災研が実験(日本経済新聞 2009年10月28日) → 建築基準法に基づいて建てられた建物は、震度階ではどこまで安全と言えるのか(日刊建設工業新聞 2010年1月7日) → 震度6弱以上の地震発生確率の驚異的上昇とその建物被害(「建築技術」2010年1月号特別記事) 【鉄骨造】 ★基準法通りの鉄骨が実験で倒壊 2007年9月に(独)防災科学技術研究所が、実大4階建鉄骨造建物の震動台実験を実施しました。 試験体は、現行の建築基準法で定められる最低限の安全性を満足するよう設計され、鉄骨の構造骨組だけでなく、コンクリートの床・軽量コンクリートの外壁・アルミサッシ・ガラス窓・石膏ボードの間仕切壁・天井など、非構造体と呼ばれる部材も含めて、建物としての主要な要素を全て再現した((独)防災科学技術研究所の説明)。 震度6強の地震動で倒壊しました(倒壊ビデオ、倒壊保護措置付)。 【鉄筋コンクリート造】 ★基準法通りの鉄筋コンクリート造が実験で倒壊 2006年1月に(独)防災科学技術研究所が、実大6層鉄筋コンクリート建物の震動台実験を実施しました。 試験体は、縦12m、横17m、高さ16mの6層構造で、70年代のやや古い設計であるが、ただし、建築基準法の現行規定を概ね満足するレベルのものです。震度6強(JMA Kobe波)の地震動で倒壊しました(実験説明 倒壊ビデオ、倒壊保護措置付)。 以上のように、建築基準法通り、もしくはそれ以上の設計での、木造、鉄骨造、鉄筋コンクリート造が、震度6強の地震動で倒壊しました。 ■ 実際の地震でも「震度6弱から全壊」=新耐震で全壊被害があった地震から 2003年7月26日宮城県北部の地震以降に、1982年以降の木造(「新耐震」)の全壊被害があった地域の観測点での地震動を下表に掲載します。震度6弱から全壊が始まっています。 加速度以外の速度、変位のデータが無いものは、時刻歴データを公表していないためです。 全壊棟数の出典は、気象庁「震度に関する検討会 報告書」(平成21年3月)の第1章 さらに、上記の2003年7月26日宮城県北部の地震以降の地震被害と、1995年兵庫県南部地震の西宮市での地震被害とを足し合わせて、「新耐震木造全壊率と計測震度との関係」を下図に掲載します。 震度6弱から全壊が始まっていることが、より明瞭になります。 震度階級と計測震度との関係は以下の通りです。 震度6弱:計測震度5.5〜6.0 震度6強:計測震度6.0〜6.5 震度7:計測震度6.5〜 青▲は1995 年兵庫県南部地震の西宮市のプロット、 黒●▲は、平成15年の宮城県北部の地震、平成16年(2004 年)新潟県中越地震、平成17年の福岡県西方沖の地震、平成19年(2007 年)能登半島地震、平成19年(2007 年)新潟県中越沖地震、平成20年(2008 年)岩手・宮城内陸地震、平成20年の岩手県沿岸北部の地震 出典は、気象庁「震度に関する検討会 報告書」(平成21年3月) 第1章の 1 - 22頁 震度階級と計測震度との関係:波形記録有無含む全データは第3回検討会資料2-2 20頁より ■ 詳細解説 以下、国交省系雑誌「建築技術」の記事内容等です。 【詳細解説】 ・ 詳細解説=「大きな節目の年、耐震基準(安全限界・損傷限界)引上げへ」 【「耐震基準の重大問題」の発生】 ・ 「建築技術」2010年1月号特別記事「震度6弱以上の地震発生確率の驚異的上昇とその建物被害」 ・ 「建築技術」2010年4月号特別記事「大きな節目の年、耐震基準の引き上げへ」 国交省系雑誌「建築技術」の、この特別記事では、2009年段階で、「東日本の地震発生頻度が異常である」ことを説明し、「地震非常事態というべき状況」としていました。 【「建築基準法の抜本的見直しのために」/「耐震基準」の歴史から】 ・「建築技術」2011年1月号連載1 「『耐震基準』を歴史的視点から見直す」 ・「建築技術」2011年2月号連載2 「『耐震基準』改定は喫緊の課題」 ・「建築技術」2011年3月号連載3 「『豊かな時代』にふさわしい『耐震基準』のために」 ・「建築技術」2011年4月号連載4 「足元固定構法から足元フリー構法への歴史的転換」 ・「建築技術」2011年5月号連載5 「地震国日本の有史以来の「悲願」実現と「日本復活」への処方箋」 ★2011年は大節目の年 ・1920年市街地建築物法施行、 ・1950年建築基準法公布、 ・1981年建築基準法改正(新耐震基準)施行、 建築の法律は、約30年ごとに大改正をしています。 2011年は1981年から数えて30年になります。 ★連載第1回 以下のように、連載第2〜4回で、「耐震基準」の、現状の大きな問題を説明しています。それを要約的に説明したのが、連載第1回です。 ★連載第2回 1998年法の問題は、阪神・淡路大震災の被災状況から、気象庁が震度階の震度6-7の境界加速度を2倍程度大きく変更したにもかかわらず、「耐震基準」を変えなかったために、震度6強-7程度まで倒壊・崩壊しないという「耐震基準」が、震度6弱程度まで下がった問題です。 ★連載第3回 1981年法の問題は、地面の加速度(設計用地震動)を、1924年、1950年法の半分以下にした問題です。これは建物の応答値を1924年・1950年法と同じにしたための問題です。それまでは建物の窓が小さく地面と建物とがほぼ同じにように揺れるに対して、建物の窓が大きくなり地面に対して建物の揺れが大きくなったにもかかわらず、建物の応答値を同じにしたために、地面からの建物への入力加速度を下げてしまったという問題です。 ★連載第4回 1920年、1950年法の問題を取り上げます。この2つの法の問題は、588年から1300年以上続いた「足元フリー構法(礎石建て構法,石場建て構法)」の歴史を断ち切ってしまったことです(現在では、ほとんど建てることが困難になっています)。「足元フリー構法」は、地震力を足元で遮断する「免震」といっても良いものです。そのため地震入力が頭打ちせずに、いくらでも地震力が建物に入ってしまうという問題です。この問題は、1998年法、1981年法に比しても、大きい問題です。 連載第4回でのもうひとつの話は、「免震」にもかかわりますが、「長周期地震の共振問題」から「線形理論」「非線形理論」の話をとりあげます。 ★連載第5回 3月11日に「平成23年東北地方太平洋沖地震」が発生し、未曽有の大災害となりました。この稿は、地震発生以前にまとめたものです(最低限の書き直しをしました)。「地震国日本の有史以来の「悲願」実現と「日本復活」への処方箋」と題し、今後の日本のための処方箋をまとめました。
★ IAU型免震の実大実験ビデオ(免震映像1:加速度750gal 速度119ineの正弦波、 免震映像2:阪神・淡路大震災最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測波の増幅波(NS:823gal EW:604gal UD:365gal 3成分合成:941gal (0.96G)をご覧になりたい方は をクリックしてください※。 映像の建物の下の赤茶色の鉄骨部分を「地面」と考えてください。 その鉄骨部分(地面)が激しく左右に動いても、建物は、あまり左右に揺れていません。 理想の免震である「完全免震」に近いものです。 ★ IAU型免震と耐震の室内の比較ビデオ(阪神淡路大震災の最大加速度観測波─神戸海洋気象台観測波90kineによる実大実験)をご覧になりたい方は をクリックしてください※。 このビデオ映像での地震波(阪神淡路大震災の最大加速度観測波)で、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倒壊しました。 → 建基法通りの耐震では倒壊 ※ RealMovie形式 447KB 102KB 332KB、CPU300MHz以上、メモリ128MB以上、モデム56Kbps以上を推奨します。 詳細はこちらを参照。推奨環境以下でご覧になるとコマ飛び等を起こし、スムーズな映像がご覧になれません。 1995年阪神大震災の最大加速度が観測された神戸海洋気象台観測波(この地震波では建基法通りの耐震は倒壊します)での実大実験結果から、地震入力に対して、2階床面の加速度を、I AU型免震は、約1/10に低減します。 通常、耐震は、1.5倍〜2.5倍増幅します。 この神戸海洋気象台観測波での、耐震/免震比較の実大実験では、下記グラフのように、2階床面の加速度を、耐震に対して I AU型免震は、約1/16 に低減しています。(応答加速度比較 ご参照) → 性能とコストによる免震・制震・耐震との比較 ![]() ※ gal :加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。 kine :速度単位で、cm/秒で、100kineは、秒速1mです。 参考Q 理想の免震である「完全免震」について説明してください。 参考Q 「悪い免震」か「良い免震」かの免震性能の判定について教えてください。
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。 ![]()
2階建て戸建て住宅クラスといいますか、通常の建物では、「耐震・制震」と「免震(IAU免震)」とでは、(構造計算の基本となっています許容応力度計算時に)前提としている地震力が格段に違います。 「免震(IAU免震)」だけが特別の位置づけになっています。 ● 地震・暴風対応の比較 免震(IAU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(IAU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。 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) ※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&A
「耐震・制震」の通常の建物が前提(許容応力度等計算)としている「中程度の地震動」(加速度 80〜100gal程度、震度4〜5弱)を超えた場合には、地震時に生じるの変形は元に戻らず、構造躯体(構造耐力上主要な部分)に損傷が始まるということです。 すなわち、「中程度の地震動」(加速度 80〜100gal程度、震度4〜5弱)までは、構造躯体の弾性範囲で元の位置に戻り、損傷もありませんが、 それ(損傷限界)を超えた場合は、構造躯体の弾性範囲を超えて、損傷が始まるということです※。 ※ 上記注参照。
・ 「中程度の地震動」とは、加速度 80〜100gal程度※1で、震度4〜5弱※4 であり、 また、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 ・ 耐震等級2は、1.25倍※5 ・ 耐震等級3は、1.50倍※5 程度で ・ 耐震等級1は、 80〜100gal=震度4〜5弱※4 ・ 耐震等級2は、100〜125gal=震度5弱※4 ・ 耐震等級3は、120〜150gal=震度5弱※4 となり、やはり震度5弱程度です。 耐震等級3でも、震度5弱程度を超えた場合、地震時に生じた変形は元に戻らず、構造躯体(構造耐力上主要な部分)に損傷が始まるということです。 「免震(IAU免震)」が、前提(許容応力度計算/この段階までは損傷が生じない)としている「最大級の地震動」=加速度300〜400gal程度※1 震度6強〜7※4に比べてあまりにも小さい値です。 すなわち、「免震(IAU免震)」だけが別格の位置づけになっています。 ※1※4※5 上記注参照。
・「中程度の地震動」(加速度 80〜100gal程度※1、震度4〜5弱※4) で、 耐震・制震住宅は、「損傷限界」=損傷が始まる段階に至り、これを超えると、損傷の可能性が出てきます※1。 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。 ・「最大級の地震動」(加速度300〜400gal程度※1、震度6強〜7※4) で、 耐震・制震住宅は、「安全限界」=倒壊・崩壊が始まる段階に至り、これを超えると、倒壊・崩壊の可能性が出て きます※1。 免震(IAU免震)住宅は、「損傷限界」=損傷が始まる段階にまだ至りません。 損傷段階・倒壊崩壊段階について、耐震・制震住宅(耐震等級1〜3)と免震住宅とを比較しますと、下図のようになります。 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) IAU型免震住宅の場合は、1994年ノースリッジ地震増幅波の約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(※6)。 ⇒ Q&A ※1※4※5※6 上記注参照。
「転がり系免震」に比べて、「すべり系免震」は免震性能が悪いので、そのことのチェックは必要です。 すなわち、上部構造(建物本体)の応答加速度が、200galを超えるかどうかです。 「転がり系免震」でも、稀にありますので、そのことのチェックは必要です。 建物本体(上部構造)を「耐震等級3」としている免震は要注意です。 IAU型免震住宅の場合は、1994年ノースリッジ地震増幅波の約2400gal まで、すなわち、C0=0.2以内であることを実大実験で確認しています。 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4〜5弱※4 震度6弱※4 地動加速度:0gal 80〜100gal※1 300〜400gal程度※1
地動加速度:0gal 加速度は免震により異なる※6
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) IAU型免震住宅の場合は1994年ノースリッジ地震増幅波の約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。 ※1※4※5※6 上記注参照。 ⇒ 解説 詳細解説
例えば、2004年1月1日〜 2008年12月31日の5年間で、東日本地方では各県別に下記回数の「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、「損傷限界」(損傷が始まる段階)に達する震度4〜5弱以上の地震に、 今後 50年間で、1県あたり平均230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920回も遭遇することにもなります。 このような耐震・制震住宅の被害及び資産価値の低下を考えますと、さらに今後益々地震活動が活発化するであろう「地震活動期の日本列島」の状況を考えますと、 通常の耐久年数の住宅でも「免震」は不可欠なものと考えられますが、 特に、200年住宅を考えた場合は、「免震」しか方法が無いように思われます。 【東日本地方 震度別地震回数表/2004年1月1日〜2008年12月31日/気象庁調べ】
※10年間平均からでも また、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。 この結果からでも、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。 5年間平均以上の結果となっています(また、1999年1月1日〜 2003年12月31日を見ますと、東日本より西日本で、大地震、2000年鳥取県西部地震 M7.3 震度6強、2001年芸予地震 M6.7 震度6弱等が起こっています)。 【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】
上記説明のように、通常の住宅(耐震・制震住宅)が「損傷限界」(損傷が始まる段階)に達する震度4〜5弱以上の地震に、 ☆今後 50年間で、 1県あたり平均230回も遭遇( 5年間平均からの推計) 1県あたり平均278回も遭遇(10年間平均からの推計) ☆今後 200年間で、 1県あたり平均 920回も遭遇( 5年間平均からの推計) 1県あたり平均1112回も遭遇(10年間平均からの推計) することにもなります。 このような地震遭遇回数での、通常の住宅(耐震・制震住宅)の被害及び資産価値の低下を考えますと、さらに今後益々地震活動が活発化するであろう「地震活動期の日本列島」の状況を考えますと、 50年程度の通常の寿命の建物でも、「免震」は、資産価値の保全のためには不可欠なものと考えられます。 さらに、「最大級の地震動」※4でも「損傷限界」に至らないことまで考慮しますと、「免震」はより一層不可欠なものとなります。 また、200年住宅を考えた場合には、絶対必須条件と言ってもよいかもしれません。 震度4※4 震度5強※4 地動加速度:0gal 60gal程度 200gal程度※1※5
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) IAU型免震住宅の場合は、1994年ノースリッジ地震増幅波の約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(※6)。 ⇒ Q&A ※1※4※5※6 上記注参照。
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。
すなわち、2次部材(サイディング等の外装材・石膏ボード等の内装材)まで入れた、完成した建物での実大実験をしないと、本当の効果はわからないということです。 構造体のみでは僅かに制震効果があったとしても、この2次部材まで入れると、耐震構造との差がほとんど無くなる、そのことを上記大手ハウスメーカーの行なった実大実験は明らかにしているからです。 これは、2次部材が、緩衝材・ダンパー等の役割を果たして、(場合よっては、かなり大きな)制震効果を持っているためです (これは一般の耐震構造全てに当てはまる話です)。 そのため、この2次部材を無視した実大実験では、本当のところはわからないからで、2次部材を省いた実験値を、そのまま完成した建物にも当てはめて、効果があるように表現をしている場合は、誇大広告、それも著しい誇大広告になる場合があります。
比較条件は、下記の比較条件をご参照下さい (詳細は、免震・制震・耐震の比較を参照)。 なお、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。 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)。 参考Q 一般的な2階建て戸建て住宅クラスでの、免震と制震と耐震との比較をしてください。 参考Q 震度6強の地震波による、一般的な2階建て戸建て住宅クラスでの、IAU型免震と制震と耐震との比較をしてください。 参考Q 想定東海地震で、2階建て戸建て住宅クラスでの、IAU型免震と制震と耐震との比較をしてください。
・ 「免震」は、固有周期を伸ばす装置により、固有周期を伸ばして免震させ=地震入力よりも低減させ(下グラフ「加速度応答スペクトル※1」参照)、共振域での共振による増幅を抑えるためにダンパー(下グラフ「加速度応答スペクトル※1」の減衰定数10〜20%参照)を使用しています。 地震入力よりも低減させるという免震効果は、固有周期を伸ばす事によって得られます※2。 免震※2 = 固有周期を伸ばす装置 + ダンパー → 地震入力以下にする効果有り 制震※3 = ダンパー → 地震入力以下にする効果無し ・ 戸建て住宅クラスに一般的な「ダンパー型パッシブ制震」は、固有周期を伸ばす装置をもたず、ダンパーのみの使用で(下グラフ「加速度応答スペクトル※1」の「制震住宅の領域」の減衰定数10〜20%参照)※4、1階の柱壁等の構造によって2階(以上)へ伝わる加速度が増幅する現象=共振現象を抑え込むもので、そのために、1階には効果がなく、2階(以上)における効果で、またその2階(以上)においても、免震のような、地震入力(地面)よりも低減させるという効果は持ちえません。 → 参照Q&A ※1 グラフの横軸が建物または免震システムの固有周期、グラフの縦軸が応答加速度(≒2階建ての場合の2階床面の加速 度)で、建物の減衰定数(5%〜20%)ごとの固有周期と応答加速度との関係を表しています。 一般の建物、固有周期を もつ免震建物の応答加速度を調べるのによく使われるグラフです。 ※2 IAU型免震は、非線形の装置のためこの理論では解析できません。 ※3 戸建て住宅クラスの「ダンパー型パッシブ制震」 ※4 厳密に言えばダンパー等の減衰材によって固有周期は僅かに伸びますが、免震効果を生じさせるほどのものでは全くあ りません。 ![]() ・ 阪神淡路大震災の最大加速度地震波で、免震・制震・耐震の比較 ・ 東海地震想定波で、免震・制震・耐震の比較 ・ 震度7の地震波で、免震・制震・耐震の比較 ・ 世界で観測史上最大水平加速度地震波で、免震・制震・耐震の比較 地震に対する性能において、 IAU型免震と比較しますと、「制震」は、一桁性能の劣ったもので、またそのコストパフォーマンス(下記グラフ参照)においても全く水準の違うものです。 免震のような、地震入力(地面)よりも地震力を低減させるという効果を持たないものですから、 決して「免震」の先をゆくものではありません。 真の地震対策を望むなら「免震」となります。 ● 東海地震想定波(約1.1G)での IAU型免震・制震・耐震比較 ![]() 2階同士での比較 ![]() 1階同士での比較
そのパッシブ制震で考えますと、前述のように、建物本体の固有周期を伸ばす方式※1ではありませんので、免震効果はありません※2。 つまり、地震入力(地面)以下にする効果はありません。 1階の壁等に設けられたダンパーによる共振抑制効果によって、耐震建物の場合に2階以上の階で生ずる応答加速度の増幅(共振現象)を抑制する効果です(「ダンパー型パッシブ制震」)。 → 免震・制震・耐震の比較 T U 要約版(PDF) 参考として、以下に、過去に強震動を記録した地震波による、2階建て住宅クラスでの、「IAU型免震」と「制震」と「耐震」の2階同士の震度比較を掲げておきます。 全ての地震波において、「制震」の2階の計測震度は、地震入力(地面)よりも上回っており、 「制震」は、地震入力以下にする効果はありません。 詳細は、免震と制震と耐震の震度比較 を参照してください。 なお、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 厳密に言えばダンパー等の減衰材によって固有周期は僅かに伸びますが、免震効果を生じさせるほどのものでは全くあ りません。 ※2 戸建て住宅等の固有周期は最大伸ばしても1秒以下であり、そのため地震入力加速度に対する免震効果は期待できませ ん。 地震入力加速度よりはどうしても上回ります。 参考Q 戸建て住宅クラスの「ダンパー型パッシブ制震」で 「地震による揺れを半減」というような広告する会社がありますが、本当ですか? 参考Q 戸建て住宅クラスの「ダンパー型パッシブ制震」で 「震度7クラスの揺れを、震度5〜4に減震させる」というような広告する会社がありますが、本当ですか? 参考Q 戸建て住宅クラスの「ダンパー型パッシブ制震」で 「震度7の地震を3分の2に軽減する制震住宅」というような広告する会社がありますが、本当ですか? 参考Q 戸建てハウスメーカーで「ダンパー型パッシブ制震」を採用して、応答加速度の低減効果を全く謳わないで、「免震の先へ」とか「免震の先をゆく」などと広告する会社がありますが、どう思いますか?
下記のグラフは、下記のような、過去の代表的な地震波での応答スペクトルの計算による、耐震に対する制震の応答加速度低減率を表したものです。 これらの地震波から、固有周期が0.1秒〜0.2秒の建物では、耐震の応答加速度に対して0.9倍〜0.8倍程度のため、制震による応答加速度低減効果はあまり期待できないということがわかります。 なお、「耐震」は減衰定数 5%、「制震」は減衰定数15%で、詳細は、免震・制震・耐震の理論的説明 を参照してください。 ※ 最初の強い地震(本震)で建物が破壊して、固有周期が伸びれば、次の余震から効く場合があるでしょう。 しかし、もっと強い本震では効かないということになります。 ![]() ・1968年十勝沖地震での、八戸港湾観測波(NS:75kine基準化 494gal)、 ・1995年阪神淡路大震災(1995年兵庫県南部地震M7.3)での、神戸海洋気象台観測波(NS:91kine 818gal)、葺合(NS:123kine 802gal)、東神戸大橋(NS:89kine 281gal)、 ・2003年十勝沖地震 本震での、浦河町(EW:42kine 349gal)、最大余震での浦河町(EW:43kine 493gal)、 ・2004年新潟県中越地震での、小千谷(EW:125kine 1308gal)、 ・1940年インペリアル・バレー地震での、エルセントロ(NS:75kine基準化 766gal)、 ・1994年ノースリッジ地震での、タルザナ(EW:増幅波114kine 2376gal) さらに、同上の地震波による、建物の固有周期を0.15秒での2階建て住宅での「制震」と「耐震」の2階同士の震度比較を行います。 建物の減衰定数を耐震:5% 制震:15%として、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)を算出して気象庁計測震度計算を行い、 2階建て建物の2階での水平2方向の計測震度を計算し気象庁の震度階を算出しました。 結果は以下の通りです。 計測震度に差があるものもありますが、これらの地震波では、気象庁震度では「制震」と「耐震」での震度差が出ない結果となっています。
参考Q 戸建て住宅クラスの「ダンパー型パッシブ制震」では、パネル構法建物、2×4建物は応答加速度の低減効果がほとんど無いというのは、本当ですか?
免震の「揺れを1/2」とは、建物に働く地震力を1/2にするということです。 ・ 制震の1/2とは 耐震建物の変形に対して、制震建物の変形が1/2ということです。 例えば、強震動時に耐震建物の変形が10mmに対して、制震建物の変形が5mmということです。 地面がそのとき300mm左右に揺れたとして、制震が建物の変形量が10mmから5mmになるという意味で、その(地面の揺れと建物の変形)合計値として300mm+10mmが300mm+5mmに低減するということです。 しかし、±310mmの揺れが±305mmの揺れに低減したとしても、それはほんの僅かだということはわかると思います。 実際、大手ハウスメーカーの行った実大振動実験でも、「耐震」と「制震」の応答加速度にほとんど差が出ていません。 すなわち、応答加速度、すなわち、建物に働く地震力において 耐震≒制震 となります。 ・ 免震の1/2とは 地震の応答加速度を1/2にするということ、すなわち、建物に働く地震力を1/2にするということです。 ・ 免震と制震の性能比較 以上から、応答加速度の比較、すなわち、建物に働く地震力の比較をしますと、 耐震≒制震>>免震 となります。 なお、免震で1/2という性能のものは、非常に悪い性能のもので、IAU免震の場合は1/10ですから、制震に比べてさらに格段の差が出ます。 また、免震の「揺れを1/2」に対して、制震の「揺れを1/2」の表現は、誤解を与える表現です。 もし同じ表現を使って混同させるようにしていれば、一般の方を誤認させる不当な表示にあたります。
例えば地震時に、地面に対して2階部分が、「耐震」では±20mm左右に揺れた(建物が変形した)のが、「制震」では±10mmで済んだという意味です。 例えば地震時に、地面が±300mm(絶対変位※)左右に揺れて、 「耐震」の2階で±300mm(地面の揺れ)±20mm(建物の揺れ=建物の変形)=±320mm(絶対変位※)左右に揺れたとして、それが「制震」の2階で10mm減ったという話です。 つまり±310mm(絶対変位)の左右の揺れで済んだという話です。 揺れ幅が±320mm→±310mmになったとしても絶対量が大きいので、部屋の中にいる場合体感としては実はあまり変わりません。 その結果、応答加速度は「耐震」に比べて「制震」はほとんど低減されていないという結果になります。 → 参考Q&A ※ 止まった位置(不動点位置)からの計測。 「変位」は地面に対して2階床面でのずれで、相対値です。「加速度」は静止状態からの絶対値です。 そのため、変位は相対変位(相対値)、加速度は絶対加速度(絶対値)を一般的にとります。
例えば2階の「(相対)変位」は1階(≒地面)に対して2階の水平方向での揺れ幅(=建物の変形)で、つまり、地面に対しての相対変位で相対値です。 「加速度」は静止状態からの絶対値です。 よって、全く水準の違うものです。 例えば、(相対)変位で 1/2 というものと、(絶対)加速度で 1/2 というものと、全く水準の違うものです。 ・ 「制震」: 変位 1/2 ということは、 地面が±300mm動く中で、地面に対して2階床面で「耐震」では±20mm(絶対変位※では±320mm)左右に揺れるのが、「制震」では±10mm(絶対変位※では±310mm)に低減したということです。 絶対変位で、310mm/320mm=31/32 に低減したということは、絶対加速度で、31/32 に低減したということとほぼ同じです。 また、絶対変位で言えば、310mm/320mm=31/32 に低減したということでは、微小な感じですが、それを相対変位で書けば、10/20=1/2 で、効果を大きく感じさせます。 意図しているかどうかわかりませんが、効果を強調できます。 ・ 「免震」: 加速度 1/2 ということは、 地面が 1000galの加速度(地震入力加速度)で動く中で、2階床面で 500galの加速度に低減したということです。 これは、絶対加速度で、500gal/1000gal=1/2 に低減、地震入力加速度に対して1/2 に低減した、ということです。 しかし、免震の世界で言えばかなり悪い免震です( IAU免震では 1/10 です)が、しかし、「制震」の 31/32 に比べれば、画期的に良いものです。 このように、同じ1/2 の表現でも、絶対値換算をしますと、「制震」 31/32 に対して、「免震」 1/2 ですから、全く水準の違うものです。 そのため、(穿った見方をすれば)「制震」は、加速度表現を避け、地震入力加速度に対して何分の1と言う表現を避けている、と思われても仕方ないかもしれません。
・ 応答変位(絶対変位) 完全免震の絶対変位(止まった位置=不動点位置からの計測)は、地震で地面が揺れていても、建物は全く揺れていない状態(地震入力が無い状態)ですので、絶対変位は 0mmです。 ・ 応答変位(相対変位) 建物に地震入力が無い状態のため、1階と2階との変位差が生じていません。 相対変位も 0mmです。 免震技術の目標は、この完全免震に近づけることですが、 IAU型免震の場合、地震入力に対して 1/10となりますので、かなり不動点状態に近づきます。 その結果、絶対変位・相対変位共に 0mmに近づきます。 → 免震映像1 / 免震映像2※2=映像の建物の下の赤茶色の鉄骨部分を「地面」と考えてください。 その鉄骨部分(地面)が激しく左右に動いても、建物は、あまり左右に揺れていません。 対して、「耐震」「制震」の場合、上記Q&Aでの例にしたがって説明しますと、 ・ 「耐震」では、地面が ±300mm動く中で、地面に対して2階床面で、(相対変位)±20mm左右に揺れます。 絶対変位では ±320mm左右に揺れます。 ・ 「制震」では、地面が±300mm動く中で、地面に対して2階床面で、(相対変位)±10mm左右に揺れます。 絶対変位では ±310mm左右に揺れます。 結局、絶対変位がそのまま建物への入力の大きさにつながります。 ・ 免震 ≒ ±0mm※1 ・ 制震 = ±310mm ・ 耐震 = ±320mm 絶対変位が大きいということは、その変位で建物が振りまわされるということです。 ※1 上述の「完全免震」に近い場合。 ※2 免震映像1 :地震波(加速度750gal 速度119ineの正弦波)による実験ビデオ、 免震映像2 :阪神・淡路大震災最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測波の増幅波(NS:823gal EW:604gal UD:365gal 3成分合成:941gal (0.96G))による実験ビデオをご覧になりたい方はクリックしてください。 RealMovie形式 160KB CPU300MHz以上、メモリ128MB以上、モデム56Kbps以上を推奨します。 詳細はこちらを参照。推奨環境以下でご覧になるとコマ飛び等を起こしスムーズな映像がご覧になれません。
この2階建て戸建て「制震※」住宅の実大振動実験結果において、 2階での応答加速度が「耐震」とほとんど変わらないということなので、地震力もほとんど低減されていません。 この「制震※」は、1階だけでなく、2階においても「耐震」とほぼ同じ地震力が働いているということになります。 → 参考Q&A ※ 1階の壁等にダンパー(制震材)を入れる「ダンパー型パッシブ制震」
変位(建物の変形)低減だけなら、剛性アップによっても十分得られます。 このような応答変位低減効果だけしか謳えない「制震」は、ダンパーによる効果なのか、制震壁等の剛性アップによる効果なのか、実のところよくわかりません。 剛性アップによる変位(建物の変形)低減の場合、これは「制震」でなく「耐震」です。 → 参考Q&A
その場合、「制震」製造メーカーまたは工務店が言っている「制震」の性能値の根拠が怪しいものになります。 また、法的な根拠が無いため、法的に担保のない状態になっています。 「制震」を導入なさる場合には、「制震」としての大臣「認定」取得済みかどうかの確認を必ずなさるべきだと思います。 制震性能の法的担保の無いものは、後々、もめる原因になります。 参考Q 「制震」は、やわらかい建物でないと効かない、固い建物では効かない、ということですか? 参考Q 「『制震』は、やわらかい建物でないと効かない」ということですと、 戸建てクラスの住宅で、「制震」が良く効くと宣伝することは、建物の「剛性」の低さを証明することにならないですか? 参考Q 剛性不足で倒壊の危険性があると判断されましたが、ダンパー(制震装置)をつければ大丈夫でしょうか? 参考Q もともと固有周期の短い木造等の戸建て住宅は、制震がそれほど効かないため、1階だけをやわらかくして、制震が効くようにすれぱ良いという考え方になりますが、どうなんでしょうか? 参考Q 戸建て住宅クラスでの「剛性をもたないダンパー」と「剛性をもったダンパー」の応答加速度の低減効果について教えてください。 参考Q Soft First Story 手法と「免震」との関係、さらに「制震」との関係について教えてください。 参考Q 戸建て住宅クラスでの「制震」では、応答加速度の低減効果の無い「制震」があるようですが、そのような「制震」を制震として認めてよいのかわかりませんが、そのような「制震」を含めて、地震に対する性能で「制震」の分類をしてください。 参考Q 戸建てハウスメーカーで「ダンパー型パッシブ制震」を採用して、応答加速度の低減効果を全く謳わないで(おそらく前記Q&Aの「制震B」の性能に近いものだと思われますが)、「免震の先へ」とか「免震の先をゆく」などと広告する会社がありますが、どう思いますか?
「完全免震」とは、固有周期∞秒、若しくは地面と完全に切り離され、地面との摩擦等の抵抗力が0の場合とします。 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」での「完全制震」とは、完全に共振現象を抑え込む状態とします。 「完全耐震」とは、共振による増幅現象の完全にない完全剛体(固有周期0秒)とします。 ●「完全免震」 完全免震の応答加速度は、地震で地面が揺れていても、建物は全く揺れていない状態(地震入力が無い状態)ですので、応答加速度は、0galです。 つまり、建物の応答加速度※は、0です。 ●「完全制震」 ・ 1階応答加速度 = 地震入力加速度 1階の壁等に制震装置を設置するダンパー型パッシブ制震では、1階には効果がなく、地震入力加速度が1階にそのまま伝わります。 ・ 2階応答加速度 = 地震入力加速度 1階での応答加速度の増幅を完全にダンパーが抑制し、2階応答加速度は地震入力加速度となります。 つまり、1階・2階の応答加速度※は、地震入力加速度そのものです。 ●「完全耐震」 ・ 1階応答加速度 = 地震入力加速度 地震入力加速度が1階にそのまま伝わります。 ・ 2階応答加速度 = 地震入力加速度 固有周期0秒であり、2階に伝わる加速度の増幅がないため、2階応答加速度は地震入力加速度となります。 つまり、1階・2階の応答加速度※は、地震入力加速度そのものです。 ということは、1階・2階の応答加速度は、完全状態になると、「耐震」 = 「制震」 となります。 以上から、 「完全耐震」: 1階・2階の応答加速度 = 地震入力加速度 「完全制震」: 1階・2階の応答加速度 = 地震入力加速度 「完全免震」: 1階・2階の応答加速度 = 0gal 例えば震度7の地震が襲ってきたら、 「完全耐震」: 1階・2階の震度 = 震度7 「完全制震」: 1階・2階の震度 = 震度7 「完全免震」: 1階・2階の震度 = 震度0 となります 建物に働く地震力の低減効果では、 「完全耐震」 = 「完全制震」 << 「完全免震」 です。 そのため、 建物に働く地震力は、「制震」はどんなに性能を上げても「免震」に到達しません。 逆に「耐震」の性能を上げれば(「完全耐震」状態となり、応答加速度は、地震入力加速度となり)、「完全制震」と同じ性能になります。 一般的に、「免震」と「制震」とは同じ部類と考えられていますが、建物に働く地震力では、「耐震」と「制震」とは近しい部類で、「免震」とは大きな隔たりがあります。 ※ 力=加速度×質量
「完全免震」は、固有周期∞秒で、右方向のかなたにあります。 応答加速度は、0galとなります。 「完全耐震」は、固有周期0秒のところです。 応答加速度は、地震入力加速度となります。 「完全制震」は、建物の固有周期はそのままで、減衰定数だけを大きくして、地震入力加速度の横線(橙色)まで、下りたところです。 応答加速度は、地震入力加速度となります。 ![]() 度)で、建物の減衰定数(5%〜20%)ごとの固有周期と応答加速度との関係を表しています。 一般の建物、固有周期を もつ免震建物の応答加速度を調べるのによく使われるグラフです。 参考Q 上記の「完全制震」「完全耐震」の比較から、建物に働く地震力低減を考えた場合、2階建て戸建て住宅は、「完全制震」「完全耐震」のどちらをめざすのが容易ですか?
なお、 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。 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。 → 免震・制震・耐震の比較 T
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。
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=パネル構法、2×4、在来木造新築の場合 → 詳細データー ![]() ( 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。 ![]() 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 0.30秒=築年数の古い在来木造の場合 → 詳細データー ![]() ( 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。 ![]() 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。 ![]() 【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 0.15〜0.30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))、 結果は以下表の通りです。 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。 参考Q 阪神淡路大震災の最大加速度地震波で、IAU型免震・制震・耐震の比較をしてください。 参考Q 東海地震想定波で、IAU型免震・制震・耐震の比較をしてください。 参考Q 世界で史上最大水平加速度地震波で、IAU型免震・制震・耐震の比較をしてください。
※ IAU免震の場合は、500年に一度の台風に対応する風揺れ固定装置を装備しています。 → 風揺れ固定装置
参考Q 「制震」には建築基準法等における設計基準がないとしたら、制震ダンパーによる減衰定数の設定とか、剛心と重心のずれ(偏心距離)の許容範囲の規定とか等はどうしているのですか。
参考Q 地下室が可能か、での免震・制震・耐震の比較をしてください。 参考Q ビルトインガレージが可能か、での免震・制震・耐震の比較をしてください。
このように免震建物の建てられる敷地として、現在大きな問題となっています、液状化、側方流動化、崩落化などのチェックがされ、敷地に対してもより高い安全性が図られています。
参考Q 設計にかかる期間での、免震・制震・耐震の比較をしてください。 参考Q 工事にかかる期間での、免震・制震・耐震の比較をしてください。 参考Q メンテナンスでの、免震・制震・耐震の比較をしてください。
なお、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。 地震波としては、以下の地震波を使用し、 ・ 阪神淡路大震災最大加速度地震波 ・ 東海地震想定波 ・ 震度7(約2.5G)の地震波 ・ 世界で観測史上最大水平加速度地震波の増幅波(約3G) 「IAU型免震」と「ダンパー型パッシブ制震」と「耐震」の震度と2階応答加速度は、免震・制震・耐震の比較 Tでの検討 ・ 阪神淡路大震災最大加速度地震波 ・ 東海地震想定波 ・ 震度7(約2.5G)の地震波 ・ 世界で観測史上最大水平加速度地震波の増幅波(約3G)) したものを使用しています。 下記の地震入力低減効果とコストの関係のグラフに関して、 ・ 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、免震・制震・耐震の比較 Tでの検討による建物の応答加速度を示します。 ● 阪神淡路大震災最大加速度地震波での比較 → 参考Q&A (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) → 詳細データー
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。
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細データー
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。
![]() ● 東海地震想定波での比較 → 参考Q&A (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) → 詳細データー
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。
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細データー
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。
![]() ● 震度7(約2.5G)の地震波での比較 (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) → 詳細データー
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。
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細データー
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。
![]() ● 世界で観測史上最大水平加速度地震波の増幅波(約3G)での比較 ※:参照 (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) → 詳細データー
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。
![]() (固有周期 0.2秒の場合) → 詳細データー
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。
![]() (固有周期 0.3秒の場合=築年数の古い在来木造の場合) → 詳細データー
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。
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a) 免震性能 これまで建築物に採用されている免震支承の多くは「積層ゴム免震支承」でしたが、この免震装置ではある程度重さのあるビルなどの建物でないと有効でなく、木造・鉄骨造等の軽量建物には免震効果は期待できませんでした。 これに対し、軽量建物にも免震効果が得られるのが、「転がり免震支承」また「すべり免震支承」です。 その転がり免震支承とすべり免震支承を比較しますと、免震性能を決定づける摩擦係数において、 転がりの摩擦係数 ≒ 1/100 (3/1000〜1/100) すべりの摩擦係数 ≒ 1/10 (5/100〜1/10) と一桁違う性能を示します。 つまり転がり免震支承が一桁違う高い性能を持つわけです。
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上記の値は、「転がり免震支承」の場合の、2階建て建物での免震実大実験の結果で、それも加速度増幅の働く2階床面での応答加速度です。 また、免震支承もフラット免震支承ではなく勾配付き免震支承の場合で、大地震になりますとダンパーが相当に効いて応答加速度をさらに大きくさせますが、( IAU型転がり免震の場合ですが) 「転がり免震支承」では、この程度の免震性能は得られます。 震度4での小地震でも1/4、大地震では1/13となっています。 一般的に、「すべり免震支承」では、百数十galでは免震しませんが、 「転がり免震支承」( IAU型転がり免震の場合ですが)では、1/4免震が得られています。 b) メンテナンス メンテナンスにおいても、転がり免震支承のうち、IAU型免震支承の二重免震皿転がり免震支承は、すべり免震支承に比べて格段にメンテナンスが容易です。 二重免震皿転がり免震支承の場合は、ごみ・砂程度が入っても免震性能はさほど落ちませんが、多球式※の転がり免震支承またはすべり免震支承の場合はそういうわけにはいきません。 また、多球式※の転がり免震支承でみられるような定期的な注油も必要としません。 【多球式※転がり免震支承の問題】 多球式※の転がり免震支承では定期的な注油を怠りますと錆びが発生して正常な免震性能が得られません。 このような装置は、本来「機械」で使用すべき装置であり、常時に動いていることにより潤滑油が行きわたる機構です。 それを何十年に一度の地震でしか大きく動かない、そのため全体に潤滑油が行きわたらないというような、免震支承に使うこと自体が、大きな問題といわざるを得ません。 また、多球式は、球が一個でも損傷しますと、支承全体が動かなくなる可能性を持っています。 この多球式は、複雑な機構のため、コストアップになるだけで、そのメリットはわかりません。 メンテナンスのされにくい建物では、「シンプル イズ ベスト」をめざすべきであり、単純さの極みである「単球式二重皿免震支承」に比べれば、「多球式転がり免震支承」はあまりに遠い存在です。 ※多球式: 一つの大きい球に多数の小さい球が載りそれが循環する「循環式転がり案内」、また、多数の小さい球が循環する「循環式転がり案内」使用のもの(クロスリニア型)。 c) コスト コストにおいても、転がり免震支承、特にIAU型免震支承の二重免震皿転がり免震支承は、すべり免震支承また多球式の転がり免震支承に比べても格段に安価です。 ![]() 二重免震皿転がり免震支承 二重免震皿転がり免震支承(複数基型) 以上のことから、IAU型免震システムは、最も免震性能の高い、最もコストパフォーマンスの優れた、二重免震皿転がり免震支承を採用しています。 当然、木造・鉄骨造等の軽量な戸建て住宅にも対応でき、最も優れたコストパフォーマンス、最も高い免震性能を発揮します。
a) 共振 → 共振・長周期地震 / 共振防止 「積層ゴム免震支承」は、固有周期を持つため、長周期の地震に遭遇しますと、免震効果が全く得られないだけでなく、場合によると共振を起こすこともあります。 「ゴム(バネ)復元材+すべり免震支承併用装置」「ゴム(バネ)復元材+転がり免震支承併用装置」にも同じことが言え、球面支承でも固有周期をもつため、同じことが言えます(減衰材によって増幅はある程度抑えられますが共振現象を消去できるわけではありません)。 その点、IAU型免震支承は固有周期を持たないため、共振を起こさず加速度増幅のない装置です。 b) 地震後の揺れ続け → 地震後の揺れ続け 「積層ゴム免震支承」は、固有周期を持つため、地震後も揺れ続けます。 「ゴム(バネ)復元材+すべり免震支承併用装置」「ゴム(バネ)復元材+転がり免震支承併用装置」にも同じことが言え、球面支承でも固有周期をもつため同じことが言えます(減衰材によって地震後の揺れ続けをある程度抑えられますが、減衰を強くすると次項の原点復帰しないという問題が出てきます)。 その点、IAU型免震支承は固有周期を持たないため、地震後の揺れが続かない装置です。 c) 原点復帰性能 → 免震後の建物位置ずれ / 余震・連続地震対応 「すべり免震支承」は、摩擦係数が大きいため、地震後に建物が元の位置に戻らないという現象があります。 「ゴム(バネ)復元材+すべり免震支承併用装置」にも同じことが言えます。 「ゴム(バネ)復元材+すべり免震支承併用装置」に比べればましですが、「ゴム(バネ)復元材+転がり免震支承併用装置」にも同じような現象が見られます。 これはゴム・バネは原点付近の復元力が小さく、さらに固有周期を長くするためにバネ力を小さくしているために原点復帰しにくくなっている現象です。 また、球面支承でも原点付近の復元力が小さいため同じことが言え、特にすべり系の球面支承はその傾向が大きいです。 さらに加えて(原点復帰型ダンパーで無い型の)共振抑制等の減衰材を併用すると、さらに助長される現象です。 この建物が元の位置に地震後戻らないという現象は、余震・連続地震で大問題になります。 東海地震(M8)クラスでは阪神大震災(M7)クラスの余震が何回も襲ってくる可能性があります。 もし地震後元の位置に戻らなければ、次のこのような強震動の余震に対して正常な免震が得られず、ストッパーに衝突したり、ストッパーからはみ出したりして大問題になる可能性があります。 → 免震後の建物位置ずれ その点、IAU型免震支承はきちんと原点復帰して地震後建物の位置ずれがない装置であるため、次に襲ってくるこのような強震動の余震に対して連続地震に対しても対応できるわけです。 大地震時には停電の恐れがあるため、電気で元の建物位置に戻すようなことも IAU型免震システムでは当然していません。 d) 不同沈下対応 フラットな免震皿をもつ免震支承の場合、地震後、強風後も元の位置に戻らないだけでなく、不同沈下によっても、建物がずれてしまい、また地震時に正常な免震が得られません。 IAUの免震システムでは、転がり免震支承の免震皿にすり鉢状の勾配を設けてあり、傾斜角1/50程度の不同沈下等でも建物が動き出してずれてしまうということはありません。 この傾斜角1/50は、日本建築学会「小規模建築物基礎設計の手引き」での「倒壊の危険及び使用困難」という最終段階での不同沈下傾斜角1/67(15/1000)※さえも上回っており、全く心配のない値です。 ※「小規模建築物基礎設計の手引き」日本建築学会P59
※2008年版までのJIS規格に記載。現在は記載されていませんが、同じ仕様です。
また、現状、このように「転がり系免震」が大手ハウスメーカーの主流になっているのは、免震に関する告示(平成12年建設省告示第2009号)で、「極めて稀に発生する地震」まで「無損傷」を要求されており、それに「すべり系免震」では答えることが難しいからです(下図参照)。また、ほとんどの工務店・ハウスメーカーの免震も「転がり系免震」が主流になってきているのは、標準的な仕様である標準せん断力係数C0=0.2のままで「極めて稀に発生する地震」まで「無損傷」状態が得られるように構造設計をするのが「すべり系免震」では難しいからです(下図参照)。 【免震・耐震※の比較】 ※「耐震」の中に「制震」もはいる。 ![]() ※2 免震 2400galは、IAU免震建物の実大振動実験の結果に基づく。
参考Q IAU型戸建て住宅用免震システムは、地震時(免震時)の建物の捩れ、また強風時の建物の回転を防止する装置を標準装備しているとか?
2011年2011年5月2日放送のTV取材を受けた関係上、特に調べました(過去に記載したものに加筆しました。書く気の起こらない、まことに嫌な話です。しかし、捨て置けない話です。業界全体の姿勢を問われかねません)。 姉歯事件以降、伝統構法の足元フリーの「石場建て」(「免震」の原型)も建てられなくなっている現状※で、建築基準法制度を無視、もしくは「脱法」的方法を考え、全国的に工務店を勧誘して、大規模に建ててしまう(東日本大震災時までに50棟)という、これほど大胆で悪質な話はない、というのが感想です。姉歯事件以降、(姉歯事件はこの業界にとって何だったのか)これが許されるようでは、この国の法秩序はどうなってしまったのかという感想も持ちました。 ※ 「伝統的構法の設計法作成及び性能検証実験」検討委員会で検討して、足元フリーの「石場建て」(「免震」の原型)を復活しようとしています。これが本来の手続であり、方法です。 1.免震として「違法」 本来の手続は、 1.国土交通省の免震装置(材料)の大臣認定を取得し、 2.建築基準法に基づく「免震建築物の構造方法に関する告示」(平成12年10月17日建設省告示第2009号その後改正あり)に則り、確認申請を出します。 しかし、「エア断震(免震)」は、これに則っていません。免震として完全な「違法」です。 2.地震時に「違法」 免震として完全な「違法」ですが、「免震」の定義は別にしても(「断震」と言っているので問題が無い」と主張しているようですが)、一番重要な、地震時の状態(エアで浮いた状態)として「違法」です。 (1) 地震時の状態(エアで浮いた状態)として「違法」です。 ・ 地震時の挙動が性能評価委員会等でまったく確認されていません。 ・ 実験ビデオを見ていると地震の変位量が小さすぎる。大変位の地震で、どうなるのかは全くわかりません。 ・ 実験ビデオを見ていると地震の周期か短い。周期の長い地震でどうなるのかも全くわかりません。 ・ 実験ビデオを見ていると地震の上下動が入っていない。上下動を入れた地震ではどうなるのかも全くわかりません。それほど上下動が大きくない阪神・淡路大震災の神戸海洋気象台観測波でもビデオ(RealMovie形式※)の通りです(装置寸法は30cm程度あります15cm程度上下しているのがわかります)。2004年新潟県中越地震では70cm程度の上下動が観測されています(震度4を感知した瞬間に70cm程度の上下動となる)。2008年岩手・宮城内陸地震では3.9Gの上下動が観測されています。このような波で実験をすべきでしょう。 → 直下地震の上下動 ・ 初期微動のほとんど無い直下型地震(上下動が加わる)でどうなるのかも全くわかりません。 → 直下地震 ・ 応答変位(限界変位)はどうなっているのか。それに基づく、建物と隣地塀等との「免震クリアランス」は取れているのか。塀と建物にはさまれて人が押し潰されないのか。 ・ 地震時に地面(敷地)は、GPS観測の結果から、数十cmまたはそれ以上のずれ(東日本大震災では牡鹿観測点で約5.3mの水平移動を観測)を起してしまい、敷地が移動して、元の位置に戻らない状態になるわけで、その結果、建物が不動点状態(浮上時)の場合は、敷地からずれてしまいます(実大実験ではこれを再現できません。実大実験では、実際の地震波を「基線補正」してつくり直し、原点復帰させているからです)。この装置では、建物を元の位置に戻す原点復帰のために、地震終了後且つ着地直前※に大きくなる風船(タイヤチューブ)のような「空気バネ」を使用しているようですが、地震中の、原点復帰のための復元材でないため、地震中に、数十cmまたはそれ以上の地殻変動によるずれが生じると、(大きくなる前の)風船に接触するか、それを破壊してしまう可能性をあります。また接触した状態では、正常な免震ではなくなります。また破壊した場合、限界変位を超えて非常に危険です。 ※風船(タイヤチューブ)が大きくなるタイミングが、地震終了前だと「免震」を著しく阻害し、着地後では摩擦のため建物を元の位置に戻せなくなります。そのタイミングの感知は、非常に難しいと思われます。 ・ 以上の理由から、一般的には、敷地からのずれを防ぐために原点復帰させるためのバネ等(空気バネ、ゴム等の復元材)を使用します。固有周期の問題があり、減衰が無い状態では、共振問題で非常に危険です。ダンパー等の減衰材を設けないと非常に危険です。バネ等使用の免震装置になり、単に長周期地震で共振する、それも減衰(摩擦)が小さいと場合によっては非常に危険な「共振装置」でしか過ぎないことになります。共振域の地震で「免震」せずに共振します。それも、本装置(エア)のように摩擦係数(減衰)が極めて小さいと非常に危険です。このようなことから、多くの部材(復元材、減衰材)を設けることになり、地面との接触が始まり、結局、それほど高い免震性能が得られなくなるだけでなく、なんら普通の(積層)ゴム系の免震装置と変わらなくなります。 → 免震性能 ・ そして復元のためにバネ等を使用するなら、偏心率はどうなっているのかということです。それを間違えると、地震時の非常に危険な「捩れ」が生じます。免震の偏心率の規定は非常に重要で、重心と剛心(バネ等の復元材)の誤差は数センチ程度しか許容されていません。また、本装置(エア)では減衰(摩擦係数)が極めて小さいため、自由な間取り・平面計画(プラン)なども極めて困難になります。 (2) 以上のような地震時の挙動の検証がなされていません。 一般的には、動的解析を行います。運動方程式を立てて動的解析を行います(これがわかっていない。地震波(海溝型、直下型、地盤ごとの地震波の相違)ごとの相違もわかっていない)。さらに検証に不十分な場合、実大振動実験を行い、その照合を行います。運動方程式通りかどうかです。運動方程式で地震波ごとの挙動を予測できるかどうかです。 (3) 以上の地震時の挙動の検証から、設計上の安全チェック項目が決まってきます。また、維持管理上のチェック項目が決まってきます。 以上の地震時の挙動がわからないだけでなく、そのような設計上の安全チェック、維持管理等もなされていませんので、「違法」というだけでなく、非常に危険です。安全が全く担保されていないということです。 3.「大臣認定違反」 免震装置の大臣認定としては、 「転がり(エア)+ゴム系免震」 のジャンルのものでしょうか。これは「摩擦係数」さえ計れば、理論的には簡単でしょうが、問題は、この「摩擦係数」が地震時に安定的に、長期的にも安定的に得られるかどうかでしょう。具体的には、直下型地震等に浮上が間に合うのか。地震の上下動に対して安定的であるかどうか。上部構造の偏心荷重・荷重変動に対して安定的であるかどうか(全部が浮上せずに部分的に接触したままでは、捩れた大変危険な挙動を引き起こします)。長い継続時間の地震に安定的であるかどうか。繰り返し襲ってくる余震に安定的であるかどうか等。 もうひとつ問題は「電気等の動力使用」の問題です。 免震告示(告示第2009号)の確認申請で建てられる免震では、「電気等の動力使用」は不可だと聞いています。 そのために、物件ごとの「大臣認定」になります(「空気バネ」使用の3次元免震はそれで建てています)。 それには相当な時間と費用が掛かります。 それを嫌がり「脱法」行為(または「違法」行為)に及んだと聞いています。「脱法」行為(または「違法」行為)に関して、これでは計画的ですので、悪質な話です。 4.法律違反の問題 1 このような法律に則らない行為はもってのほかです。 免震装置の「大臣認定」を取得せずに、建てている事は、公知されていますので、施主もわかっていて建てていることになり、「違法」性は否定できなくなります。また、設計事務所、工務店等も同罪になる可能性があります(施主よりも専門家ですので、まったく知らなかったとはいえなくなります)。 5.法律違反の問題 2 しかし、ここでは、これに巻き込まれている施主、設計事務所、建設会社・工務店についての立場での、実質的な問題について書いてみます。 まず、法律に適合することで、(以上述べたような)安全上の様々なチェックがなされ、安全上の担保がなされるのですが、これを無視すれぱ、全く担保のない状態になっています(地震は勿論、地震以外にも、免震ゆえに生じる様々な問題に対してのチェックがなされます)。 そのため、もし問題が起こった時に、一切の責任を開発者は当然ですが、それに巻き込まれている販売会社、施工会社、設計事務所、建設会社・工務店が負わなければならない事になります。 今回の震災は「想定以上」とよく言われますが、今後起こる地震でも「想定以上」のことが多々あるでしょう。それが法律を守っていれば、法律以上のことであれば責任を免除されることになりますが、法律を守っていない「エア断震(免震)」の場合、全てその責任を負うことになります。開発者だけでなく、販売会社、施工会社、設計事務所、建設会社・工務店も当然巻き込まれます。また、法律で想定して記載されていることで事故が生じた場合、法律違反しているのですから当然、責任は免れません。 今回の震災で、地震の凄まじさをみせつけれられました。その凶暴な地震から国民の生命と財産を守ることが、いかに大変なことであることかもわかりました。国のレベルでさえ地震に関してもまだ十分にわかっていない。一民間業者はもっとわかっていません。国の法律を無視し、国土交通大臣認定取得のための委員会の各種の検討を経ずに、具体的に建ててしまっている「エア断震(免震)」のやりかたには、大変な危険と問題、非常な怖さを感じざるを得ません。姉歯事件以降ではもう起こりえないと考えられていたやりかたで、このままでは、建設業界全体の基本的な姿勢を疑われ、「性悪説」に立った2006年建築基準法改正を世の中が当然だとして是認することにもなりかねません。 他に実質的な、地震時の状態(エアで浮いた状態)の問題を書いてみました。 6.電源等を使用せず、且つ完全自動であるか 電気を使用する方法が、長期的に安定的であるかという問題です。 → 電源不要全自動 例えば、余震対応を考えても、大地震時には停電になり、連続する余震に対応できるのかということです。 平成16年新潟県中越地震では、地震発生直後の4時間だけで、164回の有感地震が発生、震度4以上だけでも26回発生しています。 約1週間で580回、震度4以上で45回、震度6弱以上で5回も発生しています。東日本大震災では、約1週間(3月18日12時)で発生した余震は、M7以上は3回、M6以上は49回、M5以上は262回、震度6強以上が3回も発生しています。有感地震は無数にありました。 7.直下地震に間に合わない 阪神大震災以降の大地震はほとんどが直下地震ですが、その直下地震に間に合わない可能性を持っています。 S波の震度4を感知してからでは間に合わないだけでなく、直下地震の場合大きなP波を感知してからでもまた間に合わない問題があります。 またさらに初期微動を検知してからという場合、初期微動だけで大地震との区別ができるのかという問題もあります(それができない場合は、微小地震でも常に作動ということになります)。 いずれにしても、未完成技術を売っていることになります (また、そういうものでは国の認可は取れません)。 8.直下地震の上下動の問題 2004年新潟県中越地震では70cm程度の上下動が観測、2008年岩手・宮城内陸地震では3.9G(3866gal)の上下動が観測されています。 このような地震では、「エア断震(免震)」のように少し浮き上がっていると、ぶつかって衝撃が生じるか、跳ね飛ばされるという問題が生じます。 逆に(引き抜き防止装置等で)浮き上がらずに密着しているほうが良いわけです。 アイデアの面白さではなく、結局、いかに安価で長期安定的に、浮かした状態に近い状態が得られるかを検討した結果が、ボールで実質的に浮かすことになったのです。 すなわち、長期安定的で且つ安価な方法の中で、最も摩擦係数の小さい「転がり」という方法を採用することになったのです。
また、このような法律上の正式な手続をとらずに (そのため、現時点で建設するためには脱法的な方法、違法といってよいやり方しかないにもかかわらず)、全国の工務店を勧誘していることに、大変な問題を感じます(正式な国土交通省の認可をとらずに商売を始めている。姉歯事件以降では考えらない由々しき話です)。このことは、全国の工務店に、「脱法」行為もしくは「違法」行為を勧めていることになります。 さらに、このようなことから(「脱法」「違法」しているのであるから)「料金」に関しても「申請費用がかからない」と堂々と書いていることに、この問題に対する基本的な姿勢、それも大変な悪質さを感じるところです。
開発当初は各種条件を落として安くできると思うことが多いのですが、最終的な完成段階では予想を超えて高くなります。 完成段階から既に相当に時間が経っています IAU免震の300万円台は、当然それらを含んだものです ( IAU免震の当初の段階では、100万円台を予測しておりました。 しかしこの100万円台という価格も条件さえ整えば実現可能なものと現在でも思っています)。
※ IAU免震は、変位抑制装置(ブレーキ)を使用しなければ、応答値一定型です。変位抑制装置(ブレーキ)を使用しなければ、8〜12galから相当に落とした現状でも、応答値は、30gal台が得られます。「エア断震(免震)」とは変わりません。
★ 応答加速度(絶対加速度)= 0gal 完全免震の絶対加速度(止まった位置=不動点位置からの計測)は、地震で地面が揺れていても、建物は全く揺れていない状態(地震入力が無い状態)ですので、絶対加速度は 0galです。 ★ 応答変位(絶対変位)= 0mm 完全免震の絶対変位(止まった位置=不動点位置からの計測)は、地震で地面が揺れていても、建物は全く揺れていない状態(地震入力が無い状態)ですので、絶対変位は 0mmです。 → 参考Q&A 免震技術の目標は、この完全免震に近づけることですが、 IAU型免震の場合、地震入力に対して1/10となりますので、かなり不動点状態に近づきます。 絶対加速度 0gal、絶対変位 0mmに近づきます。 → 免震映像1 / 免震映像2※=映像の建物の下の赤茶色の鉄骨部分を「地面」と考えてください。 その鉄骨部分(地面)が激しく左右に動いても、建物は、あまり左右に揺れていません。 かなり完全免震に近いものです。 → 参考Q&A / 参考Q&A ※ 免震映像1 :地震波(加速度750gal 速度119ineの正弦波)による実験ビデオ、 免震映像2 :阪神・淡路大震災最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測波の増幅波(NS:823gal EW:604gal UD:365gal 3成分合成:941gal (0.96G))による実験ビデオをご覧になりたい方はクリックしてください。 RealMovie形式 160KB CPU300MHz以上、メモリ128MB以上、モデム56Kbps以上を推奨します。 詳細はこちらを参照。推奨環境以下でご覧になるとコマ飛び等を起こしスムーズな映像がご覧になれません。
例えば、阪神淡路大震災の最大加速度観測波=神戸海洋気象台観測波の最大加速度(818gal)に比べて、1/10※か 1/5 か 1/3 かなどでわかります。 当然、1/10 が良い免震です。 1/10 → 1/5 → 1/3 の順で悪くなってゆきます。 「完全免震」なら、1/∞=0 となります。 また、実大実験のビデオの動きで、地面に対して建物がいかに止まっているかでわかります。 1/10位になると建物がかなり止まってきます。 悪い免震ですと、建物がかなり左右に揺れます。 → 参考Q&Aの「免震映像」参照 また、実大実験をしてみないと本当の免震性能はわかりませんので、実大実験をしていないものは、実は性能は?です。 IAUの場合は12回(12棟の建物で)の実大実験をして、それも1回の実験で100波以上の地震波を入れる場合もあり、そのような多数の地震波で免震性能を確認をしてきました。 当初の頃は、理論値と実験値に相当の乖離があるもので、実験を重ねるごとに、免震装置の改良だけでなく、理論の修正も行い、実験値との乖離もなくなります。 そういう意味で実験をしていない、理論だけものは、実は正確な免震性能はわからないものです。 ※ 耐震建物の2階に比べて、1/10 といっている免震もあります。 耐震建物の応答倍率が2倍とするなら、その免震は地震入力に比べて、1/5 です。 1/10 に比べて2倍程度悪い性能のものですのでご注意ください。 → 参考Q&A
なお、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。 ■ 阪神淡路大震災で最大加速度の地震波 IAU型免震では、地震力が 1/10に、震度4になりました。 ![]() 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、制震は1.13倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/13に、制震に対して1/11に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() ・ 免震・制震・耐震の2階での比較/固有周期 0.30秒=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、耐震は震度7に、制震も震度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、制震は1.82倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/24に、制震に対して1/18に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() ■ 東海地震想定波M8.0(3成分合成:1.07G) IAU型免震では、地震力が 1/10に、震度4になりました。 ![]() 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、制震も震度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、制震は1.66倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/25に、制震に対して1/16に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() ・ 免震・制震・耐震の2階での比較/固有周期 0.30秒=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、耐震は震度7に、制震も震度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、制震は1.50倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/23に、制震に対して1/15に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() ■ 世界で観測史上最大水平加速度を記録した観測波(3成分合成:約2.5G)の増幅波(3成分合成:約2.9G) IAU型免震では、地震力が 1/13に、震度4になりました。 ※:2004年当時のものです。実大実験波はさらにその増幅波で3成分合成で 2807galです。東日本大震災では築館[K-NET]で3成分合成で 2933galが観測されましたがほぼ同等です。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、この地震波が勝っています。 → 岩手・宮城内陸地震での強震動 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。 建物を倒壊させるのは水平動で、水平加速度の大きさです。 ![]() 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、制震も震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.50倍、制震は1.10倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/20に、制震に対して1/14に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() 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、制震も震度7に増幅し、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.66倍、制震は1.20倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/22に、制震に対して1/16に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() ■ 震度7で 2.5Gの加速度の地震波 IAU型免震では、地震力が 1/13に、震度4になりました。 ![]() 震度7の揺れを、IAU型免震は震度4に低減、耐震は震度7、制震も震度7に、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.24倍、制震は1.09倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/16に、制震に対して1/14に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() ・ 免震・制震・耐震の2階での比較/固有周期 0.30秒=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、耐震は震度7に、制震も震度7に、 地動加速度を、 IAU型免震は1/13に低減、耐震は1.73倍、制震は1.14倍に増幅します。 IAU型免震は、耐震に対して1/22に、制震に対して1/15に、地震力を低減します。 → 詳細データー ![]() 参考Q 1/10の免震性能について、 阪神淡路大震災最大加速度クラスの地震の場合、 IAU型免震は、地震入力に対して免震の2階の加速度で 1/10という性能だと聞いていますが、 他社のものは耐震(非免震)の2階に対して免震の2階の加速度で 1/10という性能のものが多いと聞きましたが、 その違いは? 参考Q 世界で観測史上最大水平加速度を上回る約3Gの加速度の地震波での実大実験も行ったとか、その性能について教えてください。 参考Q 震度7の地震波での実大実験も行ったとか、その性能について教えてください。 参考Q 震度7と震度6強の、地面の加速度の差を教えてください。 阪神淡路大震災で最大加速度を記録した神戸海洋気象台観測波は震度7でないと聞きましたが。
バネ・ゴム(積層ゴム)・球面支承を使った一般的な免震では、免震層(免震装置設置層)の固有周期の長周期化によって、免震効果を出します。 そのため長周期の地震に遭遇しますと、免震しないか、場合によると共振を起こすこともあります。 IAU型免震は、固有周期の長周期化というより、基礎と建物の絶縁により免震効果を与えます。 また、 IAU型免震は、どのような周期の地震にも、加速度が増大するという共振領域(バネ・ゴム・球面支承系には存在します)を持ちません。 そのため、最近になって騒がれ始めています長周期の地震でも、非常に安全です。 このことは、実大実験でも証明されています。 次に、長周期地震とどのような免震装置のタイプが危険なのかについて説明をします。 (1) 長周期地震とは 現在話題になっています長周期地震とは、南海地震等巨大地震の強震動後に襲ってくる揺れです。 強震動後に長く続く揺れですが、しかし加速度はさほど大きくありません。 この長周期地震の最初の観測は、1964年新潟地震に観測されましたが、当時はそれほど注目されず、2003年09月26日のM8.0の十勝沖地震での出光興産北海道製油所(苫小牧市)で起きたナフサタンク火災事故で大きく注目されるようになりました。 この事故は長周期地震波による共振現象によるものと判明したわけです。 そして、2004年9月 5日のM6.9、M7.4の東海道沖(紀伊半島南東沖)地震 において、関東平野で周期7〜8秒、大阪平野・濃尾平野では周期5秒前後という長周期地震が観測されました。 → 東京大学地震研究所発表 この地震の調査結果として、東京大学地震研究所から、これは各平野に固有周期があり(関東平野で周期7〜8秒、大阪平野・濃尾平野では周期4〜5秒前後)、それが大地震後に長周期地震を発生させるという発表がありました。 (2) 長周期地震の発生原因 この長周期地震の発生原因は、ある程度の大きさの平野で、堆積層の下に固い地盤があり、それが球面状等(堆積盆地構造)になっている場合に、地震波が、この堆積層の中で球面状の固い地盤によって反復運動を繰り返すことによって生じるものだとわかってきました。 ちなみに大阪平野の固有周期が約5秒のため、長周期地震波の周期も4〜5秒前後になると考えられています。 また、平野が大きいほど長周期となると考えられています。 大阪平野、濃尾平野では周期4〜5秒前後ですか、関東平野では周期7〜8秒前後にもなると考えられています。 このような大きな平野で且つ堆積盆地構造の場合、大地震時(M7.5以上)に、長周期地震がおきると心配されています。 (3) 心配される免震装置のタイプ この長周期地震で、現在心配されているのが、免震建物の共振です。 固有周期をもった免震装置の固有周期(3〜4秒)が、この長周期地震の周期に近いからで、そのことによる共振現象です。 それゆえ問題になるのが固有周期をもった免震装置です。 すなわち、バネ・ゴム(積層ゴム)・球面支承を使った免震装置です。 この長周期地震の加速度はさほど大きくない可能性がありますが、ただ、地震が長く続くため、固有周期をもった免震装置は共振を起こして、ますます加速度が増幅してゆくことが心配されています。 そのため、固有周期をもった免震装置は要注意なのです。
想定以上の大地震に対して、一般的な免震装置ですと、ストッパーに衝突させる形で建物の暴走を防ぎますが、これは非常に危険なやり方です。 IAU型免震システムでは、想定以上の大地震での安全性を考え、予想を上回る過大な変位(揺れ幅)に対処するための過大な変位を抑制し、ストッパーへ衝突させない、もしくは衝突をやわらげるストッパー衝突緩衝装置を標準装備しています。 このストッパー衝突緩衝装置(ダンパー兼用)は、変位が大きくなるほど変位抑制能力も大きくなるようになっており、ストッパーに近づけば近づくほどその変位抑制能力はさらに大きくなります。 想定外の大地震に対して、ストッパーへ衝突をさせない、もしくは衝突を緩和する役割を果たします。 → 2.3. 過大変位抑制及びストッパー衝突緩衝装置 / 全方位型油圧ダンパー 全方位型油圧ダンパー(ストッパー衝突緩衝装置兼用)
一般的な免震では、建物上の重量バランスが悪いと免震時に大きく回転(捩れ)を起こし、建物が振り回され、非常に危険な状態になります。 IAU型免震支承は、住宅の間取また家具等の平面配置における重量バランスが悪くても、基本的に捩れを起こしません。 それに加えて、万が一を考えて、捩れを防ぐ免震装置を必ず装備しています(引抜き防止付転がり免震支承 ご参照)。 そのため、非常に安全です。 そのことは、実大実験でも証明されています。 → 10.5. 間取変更・リフォーム対応
参考Q 縦揺れについて、ある免震メーカーから「地震の上下動によって建物が跳ね上がるには、地球の重力(1G)以上の加速度が必要ですが、このような地震は過去の歴史にもありませんし、将来もありえないと考えられます」と聞きましたが本当ですか?
引抜き防止付転がり免震支承 参考Q 物が浮き上がる1G以上の上下動での実大実験をしているのですか? 2003年宮城県北部地震、2004年新潟県中越地震では、1G以上の上下動が観測されたと聞いていますが。
これは、固有周期をもった免震装置もった装置、すなわちバネ・ゴム(積層ゴム)・球面支承を使った免震装置で、摩擦抵抗またダンパーによる減衰が小さい場合に、特に顕著になります。 IAU型免震では、そのような現象はありません。 地震後すみやかに揺れはなくなり、地震後揺れ続けるということはありません。
これは、バネ・ゴム(積層ゴム)・球面支承を使った免震装置の特徴です。 これは中心ほど復元力が小さくなるからです(復元力=バネ定数×中心からの距離)。 特に摩擦抵抗またダンパーによる減衰が大きい場合は顕著になります。 IAU型免震では、免震後、きちんと元の位置に戻り、位置ずれのない装置です。 実際の建物を使った実大実験で、それも阪神淡路大震災での地震動以上の振動を入れる実大実験で、すでに5回、1997年、2000年、2002年、2003年、2005年と、計360波以上の地震波を入れる実験を行ってきましたが、すべて地震後元の位置に戻っています。 →実大実験 @2000年実験免震支承回り、A2002年実験免震支承回り、B2003年実験免震支承回り をご参照。 (RealMovie形式 @484KB A409KB B681KB ※CPU300MHz以上、メモリ128MB以上、モデム56Kbps以上を推奨します。 詳細はこちらを参照。推奨環境以下でご覧になるとコマ飛び等を起こしスムーズな映像がご覧になれません。)また、そのような装置でないと次に襲ってくる余震に対応できません。 → 3.10. 余震・連続地震対応
最近の地震で言えば、 2003年の十勝沖地震M8.0ではM7.1の余震がありました。 2003年7月の宮城県北部地震では、M5以上の地震が5回連続して起こりました。 2004年新潟県中越地震では、M5以上の地震が26回連続して起こりました。 震度5弱以上が19回です。 そのうち3回は震度6強以上(最大余震では世界で観測史上最大水平加速度を観測しました。下記参照)でした。 このように、東海地震クラスでは阪神大震災クラスの余震が何回も襲ってくる可能性があります。 このような連続地震また余震に対しては、建物自体が免震装置により元の位置に戻ることが必須の条件です。 上記のように、元の位置に戻らない免震装置では次の地震に対して対応できないので危険だからです。 また電気を使って建物を元の位置に戻すタイプも問題です。 大地震時には停電になることが多いからです。 また、何十波も地震波を入れてそれに耐えられるかの確認のための実大実験も重要です。 IAU型免震では、このような連続地震また余震を想定して、一回の実大実験で100波程度地震波をいれて(一日に数十波連続して加振実験を行い)作動確認をし、且つ元の位置に戻ることを確認してきました(実大実験 ご参照)。
参考Q 2003年宮城県北部地震、2004年新潟県中越地震では、1G以上の垂直動が観測されたと聞いていますが、 このクラスの垂直動での確認のための実大実験をしているのですか。
IAU型風揺れ固定装置は、500年に一度の台風(500年再現期待値に相当する暴風※)に対しても、風揺れに抵抗します。 この性能での国土交通大臣の認定を取得しています。 ※500年再現期待値相当:「2001年版建築物の構造関係技術基準解説書(国土交通省編集)」の307〜308頁参照。 風揺れ固定装置
転がり系・すべり系免震支承共に、摺動面が勾配を持たないフラット形状の免震支承の場合です( IAU免震支承は勾配を持っていますので、この値は適用できません)。 この結果から、 ・ 台風シーズン以外の期間に関して、東京都心の2010年2月14日から5月までのデーターを見る限り、転がり免震は、 頻繁に風揺れを起こし、すべり免震でも、月に何回かは揺れる日があるようです。 → 風速データ ・ 台風が接近しますと、この風速値を遥かに超える場合が多々あります。 → 風速データ この結果、 転がり免震は、風揺れ固定装置がないと使用に堪えるものではありません。 すべり免震でも、風揺れ固定装置がないと強風時に問題が起こる可能性が高く、また強風時以外でも不快な風揺れ現象を抑えることは困難です。 ※1 過去の IAUの平均的な実施物件20棟(延床面積86.8〜213.5u:平均 157.5u)の、風の受圧面積(63.7〜132.3u:平均 86.9u)と建物重量(254.0〜905.5KN:平均 547.4kN)とから、動き出す風速を個々に算出し、その風速の平均値を出しました。 構造は、2階建ての木造住宅で、 1階床下の免震架台は鉄骨造でコンクリート造でない場合です。 ※2 速度圧算定式は、日本建築学会「建築物荷重指針・同解説2004」のA6.1.1(日本建築学会「建築物荷重指針・同解説(第3版)」の 6.2.1)によります。 ※3 少しでも揺れる(動きだす)瞬間を考えますと、瞬間風速(m/s)となります。 ※4 すべり系免震装置は、公表値が摩擦係数が0.05のものが多く、摩擦係数0.1はあくまで参考値で、現在市販のすべり系免震のものよりは相当に免震性能が悪いものの場合です。 参考Q 木造等の免震住宅の場合、強風で揺れることはありますか? 参考Q 中低層免震建物の場合でも、風揺れ固定装置は必要ですか? 参考Q 風揺れ固定装置が無いと、木造等の免震住宅は風でどのくらい揺れるのですか? 参考Q すべり免震支承を採用し、風揺れ固定装置を装備していない、ハウスメーカーの話ですが、「最大瞬間風速25〜30m/sまでなら動かず、それほどの風が市街地に発生することはめったにない」 「最大瞬間風速30m/sの風が市街地で発生する頻度は数十年に1回あるかないかと極めて稀」という話ですが、 「最大瞬間風速25〜30m/sの風が市街地に発生することはめったにない」というのは、本当でしょうか?
下図のように、普段は風揺れに対して固定状態(建物と基礎とをロック)、地震を感知すると固定解除して免震状態に、地震が終わると、また固定状態に戻ります。 この一連の動きを全自動で全く電源等を必要とせずに行います。
風揺れ対策として以下の方式が考えられますが、Dの「完全自動で電気等を必要としない」方式のみが完全であるため、 IAUの風揺れ固定装置は、Dの方式を採用したわけです。 @風揺れ固定装置を装備せず、風揺れを起こしても我慢して住んでもらう。 →地震対策ができたとしても、風揺れを起こし、強風被害も生じ、結局、建物を風に対して弱くする可能性があります。 A木造・鉄骨造にも拘らず1F床に分厚いコンクリートを打ち、風に揺れないようにする。 →高コストにつながります。 B手動式の風揺れ固定 →手動で建物と基礎とをロック(固定)するもので、長期間家を空けられません。 また、ロック(固定)解除を忘れてしまいますと地震時に免震しません。 C電気式の風揺れ固定装置 →電気を使用して風揺れ固定装置を固定状態また固定状態を解除するもので、地震・強風時の停電の時には作動しません。 そのため、地震時に免震しない、または強風時に風揺れを防げない等の問題があります。 D完全自動で電気等を必要としない風揺れ固定装置 →人がいなくても完全自動で作動し、電気等を必要としない方式のため、以上のような問題が起こりません。
すべり免震でも、瞬間風速25〜30m/s程度から揺れ始めます。 最大瞬間風速25〜30m/s程度の強風は、最近では台風シーズン以外でも頻繁に観測されるようになりました。 台風時には、最大瞬間風速40m/s超える場合も多々あります。 その場合建物が強風で翻弄される可能性があります。 大地震に対して台風は毎年襲来します。 最近は台風シーズン以外でも強風、特に突風が多く観測されるようになりました。 そのため風揺れの頻度が多くなると、居住者も勿論大変ですが、ハウスメーカーもクレーム対応で大変なことになります。 また、風揺れ固定装置を持たない方式ですと、大台風時には全て建物の基礎と建物とを緊結しに回らないといけなくもなります。 棟数が増えると大変なことにもなります。 この方式は、地震対策のために、結局、建物を風に対して弱くすることにつながる可能性があります。 参考Q IAU型風揺れ固定装置は完全自動装置ですが、風時に手動で固定する方式の風揺れ固定装置の問題について教えてください。 参考Q IAU型風揺れ固定装置は完全自動装置で且つ電源を必要としない方式ですが、電源を必要とする方式の風揺れ固定装置の問題について教えてください。 参考Q 他の風揺れ固定装置に関する質問ですが、地震時解除型風揺れ固定装置が建物周辺に4基配置されているものがありますが、1基でも解除しないと(または解除が遅れた場合)、解除しなかった風揺れ固定装置を中心に捩れて(回転して)しまうと思いますが、どうでしょうか。 参考Q 他の風揺れ固定装置に関する質問ですが、強風時固定型風揺れ固定装置が建物周辺に4基配置されているものがありますが、1基でも先に固定した場合、強風によって風揺れ固定装置を中心に捩れて(回転して)しまうと思いますが、どうでしょうか。
引抜き防止付転がり免震支承
これは、固有周期をもった免震装置もった装置、すなわちバネ・ゴム(積層ゴム)・球面支承を使った免震装置で、摩擦抵抗またダンパーによる減衰が小さい場合に、特に顕著になります。 IAU型免震では、風揺れ固定装置がありますので、強風中に揺れないだけでなく、強風後も揺れ続けることは、当然のごとく全くありません (もし風揺れ固定装置が無い場合でも、IAU型免震支承では、そのような現象はありません。 強風後すみやかに揺れはなくなり、強風後揺れ続けるということはありません)。
これは、バネ・ゴム(積層ゴム)・球面支承を使った免震装置の特徴です。 これは中心ほど復元力が小さくなるからです(復元力=バネ定数×中心からの距離)。 特に摩擦抵抗またダンパーによる減衰が大きい場合は顕著になります。 IAU型免震では、風揺れ固定装置がありますので、強風中に揺れないだけでなく、位置ずれのない装置です (もし風揺れ固定装置が無い場合でも、IAU型免震支承では、そのような現象はありません。 位置ずれのない装置です)。
IAUの免震システムでは、転がり免震支承の免震皿にすり鉢状の勾配を設けてあり、傾斜角1/50程度の不同沈下等でも建物が動き出してずれてしまうということはありません。 この傾斜角1/50は、日本建築学会「小規模建築物基礎設計の手引き」での「倒壊の危険及び使用困難」という最終段階での不同沈下傾斜角1/67(15/1000)※さえも上回っており、全く心配のない値です。 ※「小規模建築物基礎設計の手引き」日本建築学会P59
外壁等の外周部に関しても、免震支承上の鋼製等の免震架台の上に柱・壁等が載っています。 免震支承上の免震架台から張り出した免震架台の上に外周部の柱・壁を建てるような事はしていませんので、長期的に外壁等が垂れるような心配はありません。 また、そのお陰で、外周部に関して鋼製等の免震架台を2重にする必要がなく、免震架台の相当なコストダウンが図れます。 現在、鉄の値段が高騰する中、意外と IAU型免震が安価なのは、免震装置の値段の安さと、この鋼製免震架台の安さに理由があります。 また、免震支承上の免震架台の上に柱・壁等が載せられることから、木製の免震架台も可能になります(木製の免震架台では張り出した架台の上に外周部の柱・壁を建てるような事はまず無理です)。 鉄の値段が高騰する中、木製免震架台は大幅なコストダウンを図れる可能性をもっています(価格 / 木製架台工法 pdf版 ご参照)。 参考Q ある大手免震住宅メーカーさんの鉄骨の免震架台が外国で作られていて、現在問題になっているとか。 IAUさんの場合、そのような問題はないですよね。
参考Q 免震装置の寿命はどれくらいですか? 参考Q IAU型免震では、全方位対応型油圧ダンパーと風揺れ固定装置に関しては、60年相当の高温劣化加速試験をして、耐久性の確認をしているという話を聞きましたが? 参考Q 戸建て免震住宅の場合、鋼製の免震架台で「さび止めペイント」を使用している免震メーカーのものがありますが、耐久年数に問題はないのですか?
![]() 二重免震皿転がり免震支承 二重免震皿転がり免震支承(複数基型) 参考Q IAU型免震では、各転がり免震支承に 500cc程度の砂を入れた実験までして、メンテナンスフリーの確認をしているという話を聞きましたが? 参考Q 通常の建物に比べて、留意しなければならないことがありますか? 参考Q 免震装置の維持管理はどうするのですか?
参考Q 確認申請だけで対応できるのでしょうか? 大変な手間とお金のかかる評定等の手続は必要ないのでしょうか?
変形建物でも捩れが起こりにくく、さらに捩れを抑制するシステムですので、建物形状にほとんど制約がありません。 (凹凸のあるプラン) ![]() (ビルトインガレージのあるプラン) ![]() (ホームエレベーターのあるプラン) ![]() (コ字型プラン) ![]() (L字型プラン) ![]() (T字型プラン) ![]() (アールのあるプラン) ![]() ![]() 参考Q 一般の木造住宅でも、確認申請だけで建てられますか? 構造に関する制限はありますか? 参考Q 木造3階建てでも、確認申請だけで建てられますか? また、鉄骨住宅でも可能ですか? 高さ・階数・階高制限はありますか? 参考Q 店舗併用、事務所併用等の建物でも、確認申請だけで建てられますか? 機能・用途等の制限はありますか? 参考Q 確認申請だけで建てる上での、面積制限はありますか? 参考Q 確認申請だけで建てる上での、平面プラン等の住宅形状に制限はありますか? 参考Q 地下免震も、確認申請だけで可能ですか? 地下室も可能ですか? 参考Q ビルトインガレージも、確認申請だけで可能ですか? 参考Q ホームエレベーターを設置できますか。 確認申請だけで可能ですか? 参考Q 外断熱にも対応できますか?
敷地(道路)境界に対して、2階以上で36cm、1階で46cm後退が必要です(不特定の人が出入りする玄関等では106cmです)。 参考Q 敷地境界線等からの建物後退距離を教えてください。 参考Q IAU型免震住宅の敷地後退距離は、民法234条の境界線より 50cm以上後退という寸法を守っていれば無理のない寸法だと聞いていますが?
参考Q 埋立地や扇状地に、確認申請だけで建てられますか? 参考Q 傾斜地などでも、免震住宅は確認申請だけで建てられますか?
参考Q 既築免震建物において、外形は変更せずに内部の間取りを変更した場合(リフォーム時)、特に一部倉庫等への用途変更で重量が大きく変わる場合、支承の耐圧性能以内であっても、重心と剛心とを合わせるために個々の支承のバネ定数、ダンパーの減衰係数の変更を必要とするため装置そのものの変更となり、ほとんど全ての支承・ダンパーの交換を必要とし、大変だと聞いていますが?
参考Q 中低層ビルの場合、通常の耐震建物に比べて、設計期間が余分にかかるかを教えてください?
木製架台の場合の免震層の工事にも2日程度かかりますが、一般の木製土台の施工時間と重複しますので、その時間を差し引きしますと、実質は一日余分にかかる程度です。 参考Q 中低層建物の場合、通常の耐震建物に比べて、余分にかかる工事期間を教えてください?
まず、建坪単価について、建坪(架台面積)と建坪単価との関係のグラブで、ご案内いたします。 建坪単価グラフ [pdf版] : 架台面積25坪以上、2005年4月〜9月※2 概算見積、工務店経費含まず。 このグラフの単価に幅がありますのは、建物形状の複雑さに応じて単価が変わることを意味しています。 シンプルなプランほど単価は下がります。 免震装置数・鋼製架台等が減るからです。 次に、延床単価につきましては、総2階建てであればこの建坪単価の約1/2に、総3階建てであれば約1/3になります。 このグラフの見積値は、あくまで当社での概算見積ですので、参考値としてお考えください。 実際の見積は個々の工務店、ハウスメーカーからお取りください。 → IAU型免震住宅会社一覧 ※1 免震装置代、梱包輸送費、鋼製架台(材工)、基礎(up分)、設備(up分)、仕上(up分)、構造設計料を含みます。 当然鋼製架台は標準耐用年数50年の溶融亜鉛メッキの場合です。 「さび止めペイント」は値段が相当に下がりますが耐久年数の問題があり、 IAUでは鋼製免震架台には推奨していません。 → 鋼製免震架台防錆仕様 ※2 2012年現在の価格とほぼ合致しています。2005年10月以降中国等バブルで鋼材が値上がりましたが、現在は2005年当時の価格まで戻ってきています。 参考Q 価格は? 参考Q 戸建て住宅の場合の、免震装置価格の内訳は? IAU型免震システムでは、過大変位対応、地震時の上下動また風時の浮き上り防止、風揺れ抑制等の機能がありますが、 免震だけの機能装置の、免震装置価格全体に占める割合は? 参考Q 戸建て住宅の場合の、免震にかかる全費用の内訳は? 鋼材価格高騰による影響は? 参考Q 建坪20坪程度(延床40坪程度)の住宅で、免震のみの機能と木製架台とで構成した場合には、免震化に伴う全費用が、IAU免震では200万円を切ることも可能と言うことを聞いたのですが? 参考Q 戸建て住宅クラスでの「免震」と「制震」と「耐震」との比較を、地震入力低減性能とコストの関係で行ってください。
また、導入準備中の会社(未発表)も多数ございますので、 ご希望のハウスメーカー・工務店に 「 I A U 免震」 とご指名、また「 I A U 免震」であることのご確認していただければ、と思います。 ・ 日本全国のIAU型住宅免震導入会社一覧(地域住宅会社) ・ 日本全国のIAU型免震住宅設計資格者を有する設計事務所一覧 ・ 日本全国のIAU型免震住宅資格者一覧
ただし、免震技術者資格の試験と導入時の経営審査等がありますが、合格率は高いです。 → IAU型免震募集要項
ただし、免震設計資格の試験に合格する必要がありますが、合格率は高いです。 → IAU型免震募集要項
参考Q 免震住宅を販売している I 工務店が、シェアー78.2%というような表記をしていますが?
免震建築物の場合では、地上階以上の階での免震層設置は、「中間層(階)免震」といって、国土交通大臣の認定手続を現在でも必要とします(確認申請を必要とする免震建物の場合は、免震装置は全て大臣認定を受けたものですが、それ以上に、建物自体の大臣の認定も必要とします)。 地上階以上の階での免震設置を、安易に考えないでください。 実は地上設置の免震(基礎免震)よりも難しいのです。 【阪神大震災最大加速度観測の神戸海洋気象台観測波の場合】 なお、一例として阪神大震災で最大加速度を観測した神戸海洋気象台観測波の場合の、地上階と設置階との加速度と変位比較(建物固有周期 T=0.8秒の場合)を、以下に示します。 地上で23cm程度の変位が、50cm程度になり、2倍以上に増幅しています。 ダンパー無しの、変位20cm程度の免震支承では全く対応できません。 ■加速度比較 ![]() ■変位比較 ![]() 参考Q 地上階以上の階では、地震時に加速度・揺れ幅が増幅するということですが、一般の機器免震・床免震・サーバー用免震で、地上階のものより小さめのものが見られますが、どうなんですか。 参考Q 機器免震・床免震・コンピューターサーバー用免震で、ダンパーがないものが見受けられますが、大丈夫なのですか? 参考Q 市販の機器免震・床免震・コンピューターサーバー用免震で、国土交通省の免震装置としての大臣認定を受けていないが見られますが、大丈夫なのですか? 参考Q IAU型免震システムによる機器免震・床免震・コンピューターサーバー用免震は、オーダーメードで、自由な免震性能の設定は可能ですか? 参考Q IAU型免震システムでは、1G以上の縦揺れでの、浮き上がり防止の対処も可能とか? 2004年新潟県中越地震でのこのような被害もあったとか。 このことを説明してください。 参考Q IAU型免震システムによる機器免震・床免震・コンピューターサーバー用免震での、中小地震での免震性能を教えてください。 参考Q IAU型免震システムによる機器免震・床免震・コンピューターサーバー用免震での、大地震での免震性能を教えてください。
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