免震構造、耐震構造、制震構造とは、それぞれの違いを解説


日本では、関東大震災を経て耐震計算基準が始めて制定されました。
耐震計算基準は、その後、十勝沖地震や宮城県沖地震などのいくつかの震害を経て改訂や改正が行われ、1981年に建築基準法施行令の構造計算規定が改正されました。
この基準は、「新耐震設計法」と呼ばれる耐震設計に関する抜本的な改正で、従来は取り入れられていなかった地盤や建物の動的な特性、構造部材の終局強度に基づく大地震動時に対する設計などの項目が新たに加えられました。

新耐震設計法で目標とする耐震性能は、耐用年限中に数度は遭遇する程度の地震に対して建物の機能を保持すること、また耐用年限中に一度遭遇するするかもしれない程度の地震に対して、建物の架構に部分的なひび割れなどの損傷が生じても、最終的に崩壊からの人命の保護を図ることとされています。
しかし、阪神・淡路大震災以降、建物が崩壊しないことはもちろん、震災後にも機能を維持することのできる耐震性能が、防災上重要な建物だけでなく、一般の建物でも求められるようになってきました。


耐震構造では、大地震動に遭遇したときに建物が崩壊しないような設計は行われていますが、建物に被害が生じることは許容しており、建物が保有している機能の停止も同時に許容されています。
地震力が建物に直接伝わるため、高層建物では丈夫に行くほど揺れが大きくなる傾向があり、家具や什器の破損などの被害が問題となってきています。

免震構造とは、積層ゴムなどの免震部材を設置した免震層で集中的に地震動のエネルギーを吸収し、建物への地震動の入力を著しく低減できる構造です。
大地震動に遭遇したときに建物が崩壊しないことはもちろん、震災後にもその機能を十分維持できる性能を有する建物とすることができます。
免震構造とすることによって、大地震動による地面の激しく速い揺れを、建物にはゆっくりした揺れに変え、建物上部での揺れの増大を抑えることができます。

制震構造とは、建物に何らかの制震部材を組み込み、大地震動により建物に入力する地震動のエネルギーをそこで吸収する仕組みとなっています。
これにより耐震よりも建物の揺れの増幅を抑えることが可能です。


免震構造の架構タイプは、免震層の位置により、建物の最下部に設ける免震基礎と、建物の中間階に設ける中間層免震に大別されます。

基礎免震は、最も基本的な免震構造のタイプで、建物の最下層の基礎部分に免震層を設け、アイソレータやダンパーなどの免震部材を設置する断面構成となっています。
免震構造の最も重要なコンセプトである、地盤と建物との絶縁を体現した姿がこの基礎免震で、免震構造の大多数がこのタイプになっています。

この基礎免震により、建物全体を免震化することができますが、建物下部にもう1層構造躯体を設ける必要があるために、躯体数量、根切り量、施行工期はその分かさむことになります。
地下階がある場合には、城郭建築における濠のような形状の地下外壁を建物周辺に配置する計画となります。
この地下外壁は、免震構造の性能を十分発揮させるために、大地震時においても壊れないように構造設計する場合が多いため、壁厚が1m前後となることもあります。

中間層免震は、建物の途中階に免震層を設け、下部構造は一般耐震建物同様地盤に床付けする断面構成です。
敷地周辺にクリアランスをとる余裕がない場合や、地下掘削が困難な場合は有効な免震タイプです。
中間層免震の採用により、基礎免震での根切り量増の懸念は解決されますが、免震層下部の構造部分では上部ほど免震効果が期待できなくなることがあります。


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