地震に備えるために。日本の耐震・免震技術を学ぼう！
日本は世界有数の地震大国です。過去には多くの大規模な地震が発生し、どんな世代の方でも一度や二度経験があることでしょう。このような背景の中、建物の安全性を確保するために欠かせないのが耐震・免震技術です。今回は、日本の耐震・免震技術の例を3つ紹介します。
1.耐震技術と免震技術の違いとは？
耐震技術、免震技術はいずれも地震による揺れから建物を守る技術ではありますが、アプローチ方法はそれぞれ異なります。
まず耐震技術とは、建物の構造そのものの強度を高め、地震の揺れに耐えられるようにするものです。例えば、鉄筋コンクリートなど強度の高い材料を使う、耐震壁という壁を設けるといった方法で、建物が倒壊するリスクを軽減します。こうした耐震技術は、戸建て住宅、マンション、学校、オフィスビルなどさまざまな建物で採用されています。
次に免震技術とは、建物と地面の間に装置を設置して、地震の揺れが建物に伝わりにくくようにするものです。免震装置には例えば、地震の振動に合わせて柔軟に変形することで揺れを吸収、緩和させる「免震ゴム」などが使われます。マンションやオフィスビル、商業施設、病院など比較的大型の建物で採用されることが多い技術です。
耐震技術は建物が揺れに耐えられるよう強くする、免震技術は建物の揺れが小さくなるように工夫する、という違いがあります。建物の用途や規模などに応じて適切な技術が選択されることになります。
2.日本の代表的な耐震技術例：ブレース技術
ブレースとは「すじかい」のことで、柱と梁の間の四角形の骨組みに対して、斜めに交差させて入れる補強材です。建物の側面にバッテンに組まれた骨組みを見たことがある方も多いでしょう。耐震ブレースを設置することで、横揺れのような建物に対して水平方向の耐震強度を高めることができます。
地震が多い日本においては、古くから木造住宅に「すじかい」の技術が用いられてきました。鉄骨造や鉄筋コンクリート造の建物においては、鋼製ブレースといって強度の高い合金で作られたブレースが使われることもあります。
東京スカイツリーは、柱がいくつもの三角形を作り出している姿が印象的ですよね。あれはトラス構造と言って4本の柱と水平材、ブレース材を組み合わせてできています。建物は高くなるほど揺れに対して大きな力がかかりますが、こうした伝統的な耐震技術が地震の多い日本で、約634mという世界的な高層建築物を支えているのです。
3. 免震技術：積層ゴムアイソレータ
積層ゴムは免震ゴムとも呼ばれ、鋼板と円形もしくは角型のゴムを交互に重ねた構造の免震装置で建物と地盤の間に設置します。ゴム→鉄→ゴム→鉄と、ちょうどミルフィーユのようなイメージです。ゴムは力を加えるとぐにゃっと変形してまた元に戻りますよね。こうした自在に形を変えられる柔軟性が、地震の揺れを直接建物に伝わらないようにして、建物に伝わる振動をゆるやかにする役割を果たします。
積層ゴムには、天然ゴムで作られるもの、鉛プラグの入ったもの、高減衰（こうげんすい）ゴムという耐久性が強く振動エネルギーを熱エネルギーに変換する特殊なゴムで作られるものなどがあります。高層ビルや公共施設などにも多く採用され、地上54階建、約238mの六本木ヒルズにも積層ゴムの技術が使われています。
そのほかの免震技術としては、建物の柱の下に設置したすべり材が鋼板のすべり板の上をすべることで免震する「すべり支承」、建物の重みを支えるボールベアリングがレールを転がることで免震する「転がり支承」などがあります。
4. 制振技術：ダンパー技術
揺れに耐える耐震技術、揺れを伝えづらくする免震技術と並び、日本において実施されている地震対策技術に、揺れを吸収してやわらげる「制振技術」があります。その一つが「ダンパー」と呼ばれる減震装置です。建物の柱や壁、梁といった構造部分に取り付けられるもので、ゴム、金属、油などさまざまな素材でできたダンパーがあります。
例えば、ゴムダンパーはゴムの弾力性、鋼材（金属）ダンパーは金属が変形する時の力を熱エネルギーに変えることで、揺れを吸収します。オイルダンパーは、オイルが充填されたシリンダーとピストンからできており、振動でピストンが動きオイルがピストンに抵抗する力で、揺れを効果的に抑える仕組みです。制振ダンパーはすでにある建物に後付けも可能で、一軒家の新築時やリフォーム時に取り付けられることもあります。
また制振技術は、耐震技術と組み合わせることでさらに耐震性を増強することもできます。例えば、耐震ブレースに制振ダンパーを組み込んだ「制振ブレース」は東京スカイツリーをはじめ、さまざまな建物に使われています。
5.まとめ
ご紹介した日本の耐震、免震、制振の技術は、地震の多い日本の建物には欠かせない技術です。建物の長期的な安全性や資産価値を確保するためには、どのような地震対策が施されているかが重要なポイントの一つとなります。
例えば、マイホームを購入するとき、賃貸物件を契約するとき、投資物件を購入するときなどは、その建物にどのような技術が採用されているか必ず確認しておきましょう。
