免震構造

• 免震構造とはなにか

• なぜ「震」動が「免」ぜられるか

• 実大戸建て住宅での振動台実験

• 免震構造の歴史

• 免震材料の特徴

• 設計例（戸建て住宅）

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免震構造とはなにか

地震荷重=質量×加速度（速度の時間あたりの変化率）

免震材料

地動加速度

一般構造物応答加速度

免震構造物応答加速度

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一般建物の被害例（兵庫県南部地震）

新井組技術研究報告集第8号,1995より

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一般建物の被害例（兵庫県南部地震）

新井組技術研究報告集第8号,1995より4

一般建物の被害例（兵庫県南部地震）

新井組技術研究報告集第8号,1995より

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構造設計目標の違い

免震構造物

上部構造は許容応力度以下

免震装置は原則無損傷（一部取り替え）

基礎構造は許容応力度または保有耐力以下

↓概ね無損傷をめざす

床応答加速度はほとんどのものは転倒しないレベル（250cm/s/s程度以下）

一般構造物

倒壊を防ぐ

↓

損傷を受けることが前提

床応答加速度の規定はない

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なぜ震動が免ぜられるか(1) 固有周期を長くする→応答加速度が小さい

地震荷重が小さい

固有周期（秒）0.3～0.5（秒） 3～4（秒）

地震荷重

1.0

0.3

免震構造物

一般構造物

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なぜ震動が免ぜられるか(2) 減衰性能（地震エネルギー吸収機構）の付加

固有周期（秒）0.3～0.5(秒) 3～4（秒）

地震荷重

減衰小

減衰大

免震構造物

一般構造物

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戸建て免震住宅の振動台実験

地震動：JMA神戸３方向

一条の免震住宅（ビデオ）より

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免震構造の歴史 アイディア

河合浩蔵の「地震ノ際大震動ヲ受ケザル構造」1881

建物の構造体と基礎とを滑石の層によって絶縁，1909(明治42)

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免震構造の歴史 免震材料の特許

板ばねによる周期の調整(1924,大正13)

ボールベアリングによる周期の調整(1924,大正13)

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免震構造物の歴史 過去の実例

不動産銀行姫路支店(1934,昭和9）ロッキング柱の採用による周期調整

東京理科大学１号館（1981,昭和56)鞘柱（2重柱）による長周期化鋼棒によるエネルギー吸収

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免震材料の特徴• 周期をのばす

– 積層ゴム支承

• 減衰性能を付加する

– 鉛入り積層ゴム支承(LRB)– オイルダンパー

• せん断力を遮断する

– 滑り支承

– 転がり摩擦系支承

オイレス工業株式会社HPより13

積層ゴム支承 大規模建物向き

• 天然ゴム系積層ゴム支承（周期）

• 鉛プラグ入り積層ゴム支承（周期＋減衰効果）

• 鉛プラグの減衰効果

• 高減衰積層ゴム支承（周期＋減衰効果）

• 高減衰ゴムの減衰効果

高減衰積層ゴム支承 鉛プラグ入り積層ゴム支承

織本構造設計研究所HPより14

減衰材積層ゴム支承，滑り支承との併用

鋼棒ダンパー

鉛ダンパー

粘性体ダンパー

オイルダンパー

織本構造設計研究所HPより15

滑り支承小規模建物，大規模建物での補助的使用

• 弾性滑り支承

• 剛滑り支承（FPS)

オイレス工業株式会社HPより16

設計例

在来構法木造住宅

– １階建て

– 延べ床面積120m2

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免震装置 直動転がり支承せん断力の遮断

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免震装置 高減衰積層ゴム支承周期＋減衰

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免震装置配置 平面

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免震装置配置 断面

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地震応答計算結果大加速度応答（レベ ル２地震時）

0

1

2

0 200 400 600

(cm/s/s)

E l Centro NS

Taft EW

Hachinohe NS

Hachinohe EW

BCJ-L2

大変位応答（レベル２地震時）

0

1

2

0 16 32

(cm/s/s)

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免震レトロフィットの利点 耐震補強に比べて

• 既存建物の基礎または中間階に免震装置を設置

– 費用 免震レトロフィット：100～150万円/建坪

耐震補強：５～１０万円/床面積（坪）

– 室内の安全性が高い

– 工事中も使用可能• 業務の継続性

• 引っ越し費用不要

– 外観・内部空間を変えずにすむ• 歴史的建造物

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