地面と建物の縁を切り、大地震の時だけ足元が滑って地震力をかわす「基礎滑り構法」の開発が進んでいる。安価に継続使用性を高める試みだ。世界最大規模の試験体を加振する公開実験で、その減災効果が確認された。

 阪神大震災を再現した揺れで、10階建て鉄筋コンクリート(RC)造の試験体がよじれるように揺れた。大きく変形しそうになったところで、取材席から向かって右側の下端部分が一瞬だけ浮き上がった〔写真1、2〕。

〔写真1〕試験体がよじれて下端が浮いた
振動実験の模様。よく見ると試験体が変形して1階床の右側が持ち上がっている。上部構造は基礎に固定しておらず、上に載っているだけの状態だ。加振には、阪神大震災で神戸海洋気象台が観測した地震波(JMA神戸波)を用いた(写真:池谷 和浩)
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〔写真2〕浮き上がった1階床
1階床が浮いた瞬間を振動台の上に設置した無人カメラが捉えていた。写真中央が柱の直下で、下側に間接基礎滑り支承がある(写真:防災科学技術研究所)
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 1分程度で終了した加振の後、浮いた下端を見ると、試験体は当初の位置から少しだけずれていた。

 2018年12月21日、防災科学技術研究所(防災科研)・兵庫耐震工学研究センター(兵庫県三木市)の3次元振動実験施設(通称、E-ディフェンス)で実施された公開実験だ。試験体は集合住宅をモデル化したもので、高さ27.45m、重さ約930トン。振動実験の試験体としては世界最大規模となる。

 試験体の短手方向は純フレーム構造、長手方向は1階から7階に連層耐震壁を持つフレーム構造だ。現行の建築基準法に沿って構造計算を実施した。

 一般的なRC造と異なるのは基礎形式。フラットなRC基礎(滑り基礎)の上に、鋳鉄製の「間接基礎滑り支承」を取り付けた上部構造が乗っている〔図1〕。

〔図1〕基礎滑り構法とは
摩擦力があるので中程度の地震までは地面に追随するが、大地震では滑り移動が生じる。間接基礎滑り支承は直径65cmの円盤状とした「ねずみ鋳鉄」の板で、厚さは4cm。上部構造側にボルトで固定した(資料:防災科学技術研究所)
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 実験後の速報では、試験体が浮いたりずれたりした結果、「基礎を固定した場合に比べて最大層間変形角が3分の2から2分の1程度に抑えられたと考えられる」(姜在道(カンジェド)防災科研・兵庫耐震工学研究センター特別研究員)という〔図2〕。また加振で試験体の位置は最大24cmずれた。最大30cm程度の移動が生じると想定していたが、その範囲に収まった。

〔純フレーム構造〕
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〔耐震壁付きフレーム構造〕
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〔図2〕層間変形角の抑制効果を確認
防災科学技術研究所が実験後に明らかにした各階の層間変形角の速報値。変形が大きくなりやすい柱と梁のみの純フレーム構造(短辺方向)でも50分の1に達しなかった(資料:防災科学技術研究所)

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