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[issued:2008.07.17]

長周期地震動と超高層ビル

∼その課題と対策に向けて∼

都市の超高層建物にとって新たな課題となってきた長周期地震動。 その発生のメカニズムは?建物にあたえる影響は?そして、私たちはどの様な対策を取ればいいのでしょうか?

細澤治ポートレイト大成建設(株)
設計本部 副本部長
構造設計プリンシパル
細澤治

1. 

長周期地震動とは何か


anchor flag

長周期成分を持つ地震動のモデル図
ひとつの地震のなかには様々な周期(揺れの長さ)の揺れが含まれ、それぞれの揺れが持つエネルギーの大きさも異なります。


 地震によって建物が揺れ、損傷や倒壊といった被害が起きるのは「地震そのものの揺れ」と「建物の揺れ」が共振するためです。
地震が起きると様々な周期を持つ揺れが発生します。1秒以下の短い周期を持つ揺れはエネルギーが大きいものの、その揺れは持続する事無く、比較的早く減衰していきます。長い周期の揺れ(長周期地震動)は減衰せずに遠方まで伝わる特性を持っています。

 関東平野をはじめとした大都市がある平野はすり鉢状になっており、揺れに対しておよそ6〜8秒の周期(卓越周期)を持っています。長周期地震動による揺れは、その周期の揺れが地盤と共振し伝わり、それと共振する建物、つまり長い固有周期の建物が選択的に揺れることによって生じます。

 しかし、長周期の揺れは遠方まで伝わるものの、そのエネルギー自体は小さく、建物を揺らすほどの力はないと考えられていました。建築においても長周期地震動の問題は検討されていましたが、その際に想定していた周期は3秒程度。6秒もの長周期成分が建物を揺らすとは考えらていませんでした。


 建物を揺らすほどのエネルギーを持った長周期地震動が遠方まで伝わる可能性が高い事は「地球シミュレータ」を用いた解析によっても検証されていました。2000年の告示では長周期地震動を考慮する事が求められています。
 そして、2003年9月の十勝沖地震では震源から200kmも離れた場所にある大型石油タンクがスロッシングによる地震被害を受け、長周期地震動による被害が実際に確認されました。その後現在に至るまで研究が進められています。

 今後高い確率で発生すると考えられている東海、東南海地震等の大地震では、そのうちの長周期地震動が遠方にある大都市の超高層建物に影響を与える可能性があります。
 このため、通常の地震に加え、遠方で発生する大地震に対しても長周期地震動による影響の確認と対策が超高層建物の新たな課題として浮かび上がってきたのです。
 
地震を学ぶ

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このコーナーでは、地震発生のしくみ等の基礎知識から、現在想定されている切迫性のある地震はどこなのか等、日本の地震環境についてわかりやすく解説しています。

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