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免震構造で建物を地震の揺れから守る!主な装置や補助金について

投稿日:2019-01-09 更新日:2019-01-31

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「家の耐震補強をしたいので耐震について調べていたら、免震構造という聞きなれない言葉が出てきて気になった。でも免震構造がどんなものなのかはわからない。」という方はいませんか?

本コラムでは、免震構造とはどのような構造なのかについて解説していきます。免震構造のほかにも地震に備えた構造がいくつかありますので、それらについても同時にふれていきます。これから家の建築を考えている方や、住宅の耐震補強について知りたい方は必見です。

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免震構造ってどんなものなの?

地震のおおい日本では建物を建てる際に、免震構造を取り入れる場合があります。免震構造と聞いて、なんとなく理解はできていても、実際に説明しようとすると悩むという方もいるのではないでしょうか。ここからは免震構造についてみていきましょう。

免震構造について入るまえに、免震とはどういったものかについて簡単に説明します。免震とは、揺れが起きた際に直接建物やものに揺れを伝えず、周りに流すといった意味があります。免震構造では地震が起きた際に、建物に直接地震の揺れを感じさせないために免震装置を地面に設置します。

免震構造で使われる免震装置には2種類の装置があります。1つは建物を支えるアイソレータ、もう1つはそのアイソレータの補助をおこなうダンパーです。それぞれの詳しい特徴は以下の通りです。

・アイソレータ
地面と建物の間に設置され、建物を支えながら地震による揺れを吸収することによって、建物全体に揺れが伝わるのを防ぐ役割をしています。

・ダンパー
アイソレータによって弱くなった揺れを、金属の特性である摩擦などによって抑える役割を担っています。

地震が起きた際に免震装置が揺れのパターンに合わせて変形することによって揺れを吸収します。建物全体に加えて室内への揺れも抑えるため、ものが倒れたり割れることによって大きなけがをするおそれを減らすことができるのです。

建物を免震構造にすることによって、地震が起きた際に受ける被害を最小限に抑えることができます。しかし、このような素晴らしい構造にもかかわらず、あまり世間に浸透していないのはなぜなのでしょう。

免震構造では建物を建てる際に地面の上に免震装置を設置するため、多額の費用がかかります。一戸建ての住宅を建てる際に免震構造を取り入れるとなると、約200万円から300万円という費用が必要です。

免震構造は地震への耐震性は確保できますが、上記のように工事にかかる費用が大きくなってしまうことが世間にあまり浸透していない原因として考えられます。しかし免震構造のほかにも、地震への対策として耐震構造と制震構造をうまく取り入れることによって、地震に強い建物を築くことが可能です。

免震構造と耐震構造・制震構造の違い

地震による建物への被害を抑えるための対策として、免震構造のほかに耐震構造と制震構造があります。ここではそれぞれの構造の特徴と、地震が起きた際にどのような役割を担うのかについて解説していきます。

耐震構造とは

柱や建物の基礎などを強化することによって、地震の揺れに対抗する構造をしており、建築基準法で決められている耐震基準を満たしたつくりをしています。建築基準法の耐震基準は1981年の6月に大きく改正がされ、改正されるまえの旧耐震基準では、震度5強程度の地震では倒壊することがない耐震性をもつと決められていました。

改正後の新耐震基準では、震度6強から7程度の地震が起きても倒壊しない耐震性の建物を建てるという基準に変更がされました。ほかにも、震度5強程度程度の地震では損傷をあまり受けないといった基準が追加されたことによって、より地震に強い建物でないと新耐震基準をクリアすることができなくなったのです。

制震構造とは

建物の下に免震装置を設置する免震構造とは違い、建物の内部に地震の揺れを抑える装置を設置します。建物内部に入れ込む装置にダンパーが使われることによって、揺れを抑えることができるのです。ほかにも、建物内の柱などを交わるような形にすることで、地震の揺れを吸収し地震による被害を少なくしています。

免震構造で用いられる主な装置について

免震構造では地面の上に免震装置を設置することで、揺れを分散させるので揺れによる被害を最小限に抑えることができます。そんな免震装置とは、どのようなものが使われているのでしょうか。

免震構造では2つの免震装置によって、地震の揺れを吸収して建物に伝わる揺れを抑える働きをしていると説明しました。ここでは先ほど紹介したアイソレータとダンパーについてより詳しく紹介していきます。

建物が地震によって揺れる際に、水平方向に揺れが一往復するときにかかる時間のことを固有周期といいます。マンションや構造ビルなどの階層が高い建物では、上階にいくほど固有周期が長くなり揺れが大きくなります。

地震が起きたことで固有周期が短くなっている状態を、アイソレータが地震の揺れを吸収することによって、固有周期が長くなり揺れを小さくすることができます。

このように地震が発生した際の短くなった周期を長い周期に変えて、揺れを小さくする役割をするのがアイソレータに含まれる種類であるすべり支承です。アイソレータによって揺れが抑えられたところで、ダンパーがさらに揺れを吸収することで揺れをいち早く抑えることができます。

免震装置によって建てられる免震構造には4つの種類にわけることができます。1つ目は弾性のあるすべり支承の下に、建物がすべりやすくするすべり板を設置して、すべり板の下に積層ゴムを設置する免震構造です。

この構造で利用されるアイソレータは、弾性のあるすべり支承(アイソレータ)と積層ゴムです。ダンパーは、アイソレータが働いたことによって生じた摩擦がダンパーになります。

2つ目は、鉛が中心に入った積層ゴムによる免震構造です。この構造で利用されるアイソレータには積層ゴムがあります。ダンパーには積層ゴムの中心に入れられた鉛です。近年では、環境に与える害を考えて鉛ではなく、スズを利用する場合もあります。

3つ目は、建物に伝わる揺れなどを抑えて小さくする機能に特化した材料を含んだ積層ゴム(高原衰積層ゴム)を設置する免震構造です。アイソレータは高原衰積層ゴムです。ダンパーは、高原衰材でできたゴムになります。

4つ目には、積層ゴムと建物の重さに耐えられず、形が変形してしまった場合でも元に戻れたり戻れなかったりするといった性質をもつダンパーによってできた免震構造です。アイソレータは積層ゴムになります。ダンパーは鉛や鋼といった材料です。

耐震改修工事で免震装置を設置した場合補助金が出ることも

免震構造の耐震性について理解はできたが、実際に住宅を建てる際に免震構造を取り入れようと考えた際に気になるのが工事費用ですよね。

実は、建物の耐震改修工事にかかる費用が足かせになって工事を依頼しようか悩んでいる方にとって耳よりな情報があります。建物の耐震工事で免震装置を設置する場合では、自治体から補助金が受け取れる場合があるのです。

補助金制度は、建物のまわりに耐震ポールと呼ばれる柱を設置する工事や、耐震診断をおこないたい場合に適応されることがあります。ほかにも、地震による被害を最小限に抑えられる免震構造を取り入れた住宅を建てる際にも、補助金制度を利用できることがあります。

耐震改修工事の際に利用できる補助金制度については、自治体によって違いがあります。住宅を建てる際に免震構造を取り入れたいと考えている方は、一度お住まいの自治体に確認をしてみてはいかがでしょうか。

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まとめ

免震構造は、免震装置によって地震が起きても、揺れを直接建物に伝えることが少ない構造となっています。今後家を建てようと検討している方や、住宅の耐震工事をおこなう予定の方は、免震構造を参考にするとともに耐震構造や制震構造も合わせて考えてみてはいかがでしょうか。

耐震改修工事をおこなう際に適応される補助金制度も、お住まいの自治体によって内容が異なる場合があるので、補助金を受け取りたい際は確認を取りましょう。

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この記事を書いた人
編集者:ふみ
昔から住宅展示会が大好き、理想の内装を追い求めるのが趣味。読者の目線に立ったコラムを作っている。

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2019-01-31 17:32:37
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