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免震構造の建物はどれくらい地震に強いのか?そのほかの構造も解説

投稿日:2019-01-10 更新日:2019-01-10

免震構造の建物はどれくらい地震に強いのか?そのほかの構造も解説

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地震に強い建物について調べていた際に、「免震構造」といった言葉を見かけたことはありませんか?この言葉は知っている、という方でも、どんな構造なのかは知らないということが多いのではないでしょうか。

本コラムでは免震構造の建物とはどのような建物なのかに加えて、どのくらいの耐震性があるのかなどについて紹介していきます。

免震構造のほかにも、地震に強い耐震構造や制震構造についても触れていきますので、それぞれの構造の違いについても着目してみてくださいね。

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免震構造の建物なら地震の揺れを受け流せる

免震構造とは、建物と建物の基礎の間に免震装置を設置することによって、地震による揺れを建物に伝えにくくする構造のことです。免震構造の建物で使用される免震装置は、地震の揺れに合わせて水平方向に動くことによって揺れをまわりに受け流す仕組みとなっています。

免震装置には主に、役割の違う2種類の装置があります。1つは、建物を支えながら地震の揺れに合わせて動くことで、建物に揺れを伝えにくくする「アイソレータ」です。もう1つは、アイソレータによって小さくなった揺れを抑える役割をする「ダンパー」です。

アイソレータは主に、ゴムと鋼でできた板が交互に重なってできた積層ゴムを使ってつくられています。鋼の板が建物を支えて、ゴムが地震の揺れに合わせて水平に動くことにより、揺れをまわりに流して建物に揺れを伝えにくくする仕組みです。

アイソレータには主に3種類あり、それぞれ免震の仕組みが異なります。それぞれの免震構造を簡単に解説しましょう。

①転がり免震
ボールベアリングと呼ばれる、金属でできたリングがレールの上を地震の揺れに合わせて転がることによって、建物に揺れを伝えにくくする構造です。

②積層ゴム免震
積層ゴムによって、建物を支えながら揺れに合わせて平行方向に動きます。地震の揺れに合わせて積層ゴムが動くことによって、振動をまわりに流すため建物が揺れを感じにくくなります。

③すべり免震
建物内に建てられている柱の真下に、摩擦が起きにくいすべり材を設置し、その下に鋼でできたすべり板が設置されています。地震が起きた際に、すべり材が鋼の板の上をすべることによって揺れをまわりに流すので、揺れを小さくすることができます。

一方ダンパーは、アイソレータによって小さくなった揺れを、ゴムなどの弾性力や油の粘性によって抑えるといった役割をしています。鉛ダンパーや鋼棒ダンパーなどさまざまな種類があり、地震の揺れの規模や強風が起きた際など、場合によって使い分けがされます。

免震構造によって建物を構築するには、必要な条件があります。免震装置を設置するにあたって基礎を強化する必要があるため、基礎のまわりに梁を設置する必要があるのです。ほかにも敷地面積や、配管や電線を設置する場所を配慮する必要などあります。地盤が緩かったり液状化の危険性がある場合は、免震の建物を構築する際に注意が必要です。

免震構造の建物なら地震の揺れを受け流せる

免震構造の建物にもデメリットはある

免震構造の建物は、免震装置によって揺れをあまり感じさせない構造になっていると紹介してきました。しかしそんな建物でもデメリットはあります。

これまでで述べたように、免震構造は免震装置が揺れに合わせて平行方向に動くことで、揺れをまわりに受け流し、揺れが建物に伝わりにくくしています。平行方向に動くということは、横揺れの地震では大きな効果を発揮し、縦揺れでは横揺れの地震ほど効果は期待できないといったことが見て取れます。

また、横揺れの地震でも長周期地震動によって被害が大きくなる場合があります。長周期地震動とは、地震が起きた際に揺れが一往復するまでの周期が長いことで、大きく揺れる地震のことです。長周期地震動が起きると、地震により免震機能で揺れている建物の周期と共振が起きやすくなり、揺れがさらに大きくなってしまうことがあるのです。

ほかには、免震装置は工事が完了してからも定期的に点検をおこなう必要があるのもデメリットといえるかもしれません。積層ゴムが損傷を受けていると、次に地震が起きたときに正常に免震装置が働かない可能性があります。何度も点検をおこなうことが大切ですが、その分費用や時間がかかるという面があります。

免震だけじゃない!地震に強い構造

この記事では、主に地震に強い建物として免震構造の建物を紹介していますが、免震以外にも地震に強い構造にはほかにも2つほどあります。それぞれの構造の特徴や、メリットとデメリットについて解説していきます。

耐震構造

耐震構造とは、大きな地震が起きても耐えられるような強度の高い構造です。柱や梁を交わる形で設置したり、建物の基礎をコンクリート造などにすることによって、大きな地震が起きても耐えられる建物がつくられるようになりました。

耐震構造は建物が倒壊する危険性を低くできる構造ですが、建物の損傷によってケガなどの被害が出たり、壊れた箇所を直すのに費用がかかる場合があります。ほかにも大きな地震で建物の被害は抑えられても、室内での被害が出る可能性があるので、地震の揺れに備えて大きな家具などは壁に固定したりするといった対策が必要です。

制震構造

制震構造とは免震構造と少し似た構造をしています。免震構造では免震装置を建物の下に設置しますが、制震構造では建物の壁や柱などといった建物内にダンパーを設置します。

ダンパーが地震による揺れを吸収し、熱エネルギーに変えることで、地震を小さくしています。高層マンションの高層階で利用されることが多く、室内での被害を抑えることが可能です。

しかしダンパーを設置する場所や数によって、効果のあらわれ方や被害に差が出るため設置の際は注意が必要です。ダンパーは高層階では揺れを抑えられますが、それ以外の低い階層などでは装置の効果があまり出ない場合があります。

免震だけじゃない!地震に強い構造

それぞれの構造の工事費用

実際に、免震による建物などを建てる際にかかる工事費用はどのくらいかかるのでしょうか。

・耐震構造にする場合
建物の耐震性によって、工事をおこなう際にかかる費用が割引されることがあります。新しく建物を建てる際の工事費用に、耐震にかかる費用が含まれていることが多いのが特徴です。

・制震構造にする場合
建物の大きさや工事をおこなう店舗によってかかる費用に違いがありますが、1棟あたり約50万円の費用がかかります。工事を受け持っている業者は耐震構造ほど多くなく、限られています。

・免震構造にする場合
一戸建て住宅で免震装置を設置する場合、約200万円から300万円といった多額の費用がかかります。工事をおこなえる業者の数も少なく、住宅よりも高層ビルといった建物で取り入れられることが多いようです。

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まとめ

免震構造の特徴とともに、メリットやデメリットについて紹介してきました。免震構造の建物は地震にとても強い構造をしています。耐震構造や制震構造に比べるとあまり世間に浸透していませんが、本コラムによって免震構造のほかに、耐震構造や制震構造の違いについても理解していただけたら幸いです。

現在お住まいの住宅の耐震工事を依頼したい場合や、今後住宅を建てるときに耐震構造を取り入れる際には、業者に依頼し相談してみることをおすすめします。

耐震工事を依頼できる業者や料金

依頼できる業者や料金について、詳しくは「生活110番」の「耐震工事」をご覧ください。

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この記事を書いた人
編集者:ほりい
パソコンに詳しく、複雑な作業も難なくこなす。パソコンだけでなく自宅のインテリアにもこだわっており、経験を生かした記事作りをおこなう。

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