地震は地下の岩盤が破壊されたときの衝撃です。
この衝撃が地震波として地表まで伝わり、我々が感じる地震となります。
それでは、何故岩盤が破壊されるのでしょうか?
岩盤は厚さ数十キロメートルの岩の板で「プレート」と呼ばれています。
地球表面には様々なプレートに分かれており、これらはおのおの別々の方向に年間数センチ動いています。
プレートどうしがぶつかり合う場所(ひずみ)では、それぞれ力が加わり、この力が地震を起こす源となっています。
「マグニチュード」は地震そのものの大きさ(規模)を示すもので、地震の発生した場所から大きさを出します。
これに対し「震度」は地面のゆれの強さを示すもので、震源地から様々な場所に伝わり、その場所で感じるゆれの大きさとなるため、場所によって震度は異なります。
地震には「直下型地震」と「海溝型地震」が有ります。
直下型はプレートどうしのひずみが都市の真下で起きた場合を言います。
これに対し海溝型は海底でプレートが地球内部に入ろうとする場所などで起こります。
岩盤が引きずり込まれようとし、それに対し戻ろうとする力が加わり、この戻りのはね返ったときの場合を言います。
この海溝型は非常に規模が大きいのが特徴です。(関東大震災はこの海溝型です)
地震が起きると、その衝撃は震源から放射状に伝わっていきます。
地震の波は「P波(縦波)」と「S波(横波)」の2 種類があり、P波は直進方向に進み、S波は波の方向に対し垂直方向に振動します。
なのでP波はS波より2~3 倍早く伝わります。
ですので最初にゆれをもたらすのがP波で小さくゆれます。次に大きなゆれをもたらすS波がやってきます。
震源から出た波は、固い地盤から軟弱な地盤に入ったときに、「振幅」つまり地震のゆれ、が大きくなります。 地盤が軟らかいほど、振幅の増幅率が大きくなり、急激に地震が大きくなり被害が大きくなると考えられています。
本当です。日本は国土の周りのほとんどにプレートの断層が有ります。
世界各都市の自然災害リスク(ミュンヘン再保険算出)は、東京が710指数に対し、ロンドン30、パリ25、北京15、ニューヨーク42と、断トツの1位となっています。
この評価からも、我々は日頃から地震による対策(リスクヘッジ)を行わなければならないのです。
共振は、外部から与えられた刺激により固有振動を起こすことです。
共振のシステムとして、振動する振り子が単純な例として挙げられます。
振り子を押して系に振動を励起することにより、振り子はその固有振動数で振動を始めます。
振り子の固有振動に近い周期で振動を与えると、振動の振幅は次第に大きくなります。
しかし、固有振動と大きく異なる周期で振動を与えると、振幅は大きくなりません。
免震装置の持っている固有振動数と同じ地震が起きた場合、やはり共振してしまい、
そうなると、振幅が大きくなり、いずれ最大変位数(動く幅)を超え、外れてしますことになります。
免震装置を選ぶ場合は、この共振に対する免震能力が重要になり、アブサーバーはその点では合格商品です。
復元性とは、元の位置に戻る能力のこと。地震後に速やかに元の位置に戻す能力でアブサバーでは位エネルギーの変動を利用して復元能力を実現しています。
減衰性とは、入力振動を吸収する能力のことで、地震時のエネルギーを吸収して、建物床面との相対変位を抑え、
地震終了時には振動を速やかに停止させる能力。アブサーバーではマーブルと上下プレートの摩擦を利用しています。
免震装置の能力としては、減衰と復元の相反する能力を実現することが望まれます。
「耐震」とは、建物自体の強度を高めて地震のゆれに耐えられる建物にすること。
これに対し「免震」とは、基礎部と上部積載物の間に免震装置を配置し、地震の振動を上部に伝わりにくくすること。
また一方「制震」とは、躯体に特殊な粘性体を充填したり、ダンパーによってゆれを吸収することを言います。
免震建物には特に必要ないですが、免震装置の特性を把握して検討する必要があります。
ただし、耐震建築の場合は、建物自体が強固な構造となり、地震に耐える構造のため、中にあるものや人は関係なく、
振動をもろに受けるため、免震装置は必要となります。
装置が振り子運動をするので、装置の周期(復元力)は載荷荷重に左右されることがありません。
また減衰力は摩擦力を基本としているので、載荷荷重に見合った減衰力を得られる機構となっていて、載荷荷重が軽量でも充分免震性能が発揮されます。
地盤の状態や建物によって変化するので、震度階で表現するのは難しいですが、基本的には通常の建物が倒壊するぐらいまでは充分機能します。
都立産業高専品川キャンパスで見ることが可能です。
水平方向のように劇的に免震することは出来ませんが、オプションの特殊剛性ゴムマットにより効果を発揮させることが可能です。
以下の機関での振動実験で免震性能が実証され、また公的認定・特許などを取得しています。
本免震装置はメンテフリーです。保証は30年です。
電気やモーター、油圧、バネなどの駆動装置は一切使っていないので、鉄やアルミプレートの自然劣化だけが保証範囲外になります。
納入時に組立できないなどの問題があれば、無償で交換します。
納入後の返品はできません。