耐震構造

耐震構造は、建物を地震からある程度またはそれ以上保護するように設計されています。地震による被害を完全に防ぐ構造物はありませんが、地震工学の目標は、従来の構造物よりも地震活動中に優れた耐性を持つ構造物を建てることです。建築基準法によると、耐震構造は、その場所で発生する可能性のある特定の確率の最大地震に耐えるように設計されています。これは、まれな地震に対しては建物の倒壊を防ぎ、人命の損失を最小限に抑え、より頻繁な地震に対しては機能の損失を制限する必要があることを意味します。^[1]

地震による破壊に対抗するために、古代の建築家がとった唯一の方法は、ランドマークとなる建造物を長持ちさせるため、過度に堅く強く作ることでした。

現在、地震工学には、実験結果、コンピューターシミュレーション、過去の地震の観察を利用して、対象地域の地震の脅威に必要な性能を提供する設計哲学がいくつかある。これらの哲学には、構造物を適切な大きさにして、許容できる損傷で揺れに耐えられるだけの強度と延性を持たせることから、基礎免震装置を装備したり、構造振動制御技術を使用して力と変形を最小限に抑えることまでが含まれる。前者はほとんどの耐震構造物に一般的に適用される方法であるが、重要な施設、ランドマーク、文化遺産の建物では、より高度な（そして高価な）免震または制御技術を使用して、強い揺れに耐えて損傷を最小限に抑えている。そのような応用例としては、天使の聖母大聖堂やアクロポリス博物館がある。^[要出典]

地震工学構造の分野における新しい動向やプロジェクトのいくつかを紹介します。

2011年のクライストチャーチ地震に関するニュージーランドの研究によると、現代の基準に従って設計・施工されたプレキャストコンクリートは良好な性能を示した。^[2]地震工学研究所によると、アルメニアの地震では、プレキャストパネルの建物はプレキャストフレームパネルに比べて耐久性が優れていた。^[3]

ある日本の建設会社は、建物全体を耐震化する代わりに、6フィートの立方体シェルターを開発しました。^[4]

2 つ以上の建物モデルを同時に振動台でテストすることは、地震工学ソリューションを実験的に検証するための明確で説得力のある効果的な方法です。

そこで、1981年の日本の建築基準法が制定される前に建てられた木造住宅2棟をE-ディフェンス^{[5]に移して試験を行った。1棟は耐震補強を施した住宅で、もう1棟は補強を施していない。この2つのモデルをE-ディフェンスプラットフォーム上に設置し、同時に試験を行った[6]}。

グレンデールの建築家メリル・W・ベアードがロサンゼルスのACマーティン・アーキテクツと共同で設計した、グレンデールのイーストブロードウェイ633番地にある市役所ビルは1966年に完成しました。 ^[7]イーストブロードウェイとグレンデールアベニューの角の目立つ場所に位置するこの市庁舎は、グレンデールの市民センターの象徴的な要素として機能しています。

2004 年 10 月、Architectural Resources Group (ARG) は、構造エンジニアのNabih Youssef & Associates から、耐震改修計画に伴う建物の歴史的資源評価に関するサービスを提供する 契約を締結しました。

2008 年、カリフォルニア州グレンデール市の市役所ビルは、革新的な複合振動制御ソリューションを使用して耐震改修されました。この改修では、建物の既存の高架基礎に高減衰ゴム支承が設置されました。

鋼板せん断壁（SPSW）は、柱梁システムで囲まれた鋼板の充填板で構成されています。このような充填板が構造物のフレームベイ内の各レベルを占めると、SPSWシステムが構成されます。^[8]耐震建築方法のほとんどは古いシステムから採用されていますが、SPSWは地震活動に耐えるために完全に発明されました。^[9]

SPSW の動作は、ベースから片持ちで取り付けられた垂直プレート ガーダーに似ています。プレート ガーダーと同様に、SPSW システムは、鋼製充填パネルの座屈後の動作を利用してコンポーネントのパフォーマンスを最適化します。

カリフォルニア州ロサンゼルスのLA Live開発の一部であるリッツ・カールトン/JW マリオット ホテル ビルは、強震や強風による横方向の荷重に耐える高度な鋼板せん断壁システムを採用したロサンゼルス初の建物です。

柏崎刈羽原子力発電所は、定格出力で世界最大の原子力発電所であり、2007年7月に発生したマグニチュード6.6の_最も強い中越沖地震の震源地の近くにあった。^[10]この地震により、構造検査のために長期間の停止が行われ、運転再開前にさらに耐震性を高める必要があることが示された。^[11]

2009年5月9日、耐震改修工事の後、1基（7号機）が再稼働した。試運転は50日間継続する必要があった。この発電所は地震後、ほぼ22か月間完全に停止していた。

日本で、一軒だけ木造のマンションが壊滅的な地震に見舞われた。^[12]この実験は、木造建築物をより強固にし、大地震に耐えられるようにするためのヒントを得るため、2009年7月14日にウェブキャストで生中継された。^[13]

兵庫県立地震工学研究センターの三木シェイクは、米国国立科学財団の地震工学シミュレーションネットワーク（NEES）プログラム から主な支援を受けている 4 年間の NEESWood プロジェクトの頂点となる実験です。

「NEESWood は、米国の地震活動地帯にある木造建築物の高さを安全に高めるとともに、低層木造建築物の地震被害を軽減するために必要なメカニズムを提供する新しい耐震設計哲学の開発を目指しています」とテキサス A&M 大学土木工学部の Rosowsky 氏は語ります。この哲学は、木造建築物に地震減衰システムを適用することに基づいています。ほとんどの木造建築物の壁の内側に取​​り付けることができるこのシステムには、強力な金属フレーム、ブレース、粘性流体で満たされたダンパーが含まれます。

提案されたシステムは、コア壁、最上階に組み込まれたハットビーム、外側の柱、ハットビームの先端と外側の柱の間に垂直に設置された粘性ダンパーで構成されています。地震時には、ハットビームと外側の柱がアウトリガーとして機能してコアの転倒モーメントを軽減し、設置されたダンパーもモーメントと構造物の横方向のたわみを軽減します。この革新的なシステムにより、各階の内側の梁と内側の柱が不要になり、地震の多い地域でも柱のない床面積の建物を実現できます。^{[14] [15]}

「耐震建築」または「地震建築」という用語は、1985年にロバート・ライターマンによって初めて導入されました。^[16]「地震建築」というフレーズは、耐震性の建築表現の程度、または耐震性における建築構成、形状、またはスタイルの含意を説明するために使用されます。また、耐震設計の考慮が建築に影響を与えた建物を説明するためにも使用されます。これは、地震が発生しやすい地域で構造物を設計する際の新しい美的アプローチと見なされる場合があります。^[17]

1884年5月のサイエンティフィック・アメリカン誌の記事「地震に強い建物」では、正倉院などの初期の工学的取り組みについて説明されている。^[18]

建築基準法が改正される前は、ドア枠は建物の中で最も補強された要素であり、地震の際に最も安全な場所であると考えられていました。これは、一般的な誤解にもかかわらず、もはや一般的なアドバイスではありません。^{[19] [20]}

ウィキメディア・コモンズには、地震工学構造に関連するメディアがあります。

• 地震バロック
• 緊急管理
• 土質工学
• 埋立地の地震応答
• 耐震補強
• 津波に強い建物

• 設計ディスカッション入門 - BC 住宅管理委員会による地震イベント- 耐久性のある建物の設計戦略の概要。