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耐震改修とは、既存の構造物を地震活動、地盤運動、または地震による地盤破壊に対してより耐性のあるものにするための改修です。構造物に対する地震の要求についての理解が深まり、都市中心部付近で発生した大規模地震の最近の経験から、耐震改修の必要性が広く認識されています。先進国（米国、日本など）では1960年代後半、世界の他の多くの地域（トルコ、中国など）では1970年代後半に現代の耐震基準が導入される以前は、[ 1 ]多くの構造物は、耐震保護のための適切な詳細設計や補強なしに設計されていました。差し迫った問題を考慮して、さまざまな研究が行われてきました。耐震評価、改修、および復旧に関する最先端の技術ガイドラインが世界中で発行されています。たとえば、ASCE-SEI 41 [ 2 ]やニュージーランド地震工学会（NZSEE）のガイドライン[ 3 ]などです。これらの基準は定期的に更新する必要があります。例えば、1994年のノースリッジ地震は、溶接鋼構造の脆さを浮き彫りにした。[ 4 ]
ここで概説する耐震補強技術は、熱帯低気圧、竜巻、雷雨による強風など、その他の自然災害にも適用可能です。現在の耐震補強は、主に構造物の使用に伴う地震被害を軽減するための構造的改良に重点を置いていますが、非構造要素による被害や損失を軽減することも同様に重要です。また、耐震性能は適切な初期設計やその後の改修によって大幅に向上させることができるものの、完全に地震に強い構造物は存在しないことを念頭に置いておくことも重要です。
過去数十年の間に、新たな耐震規定の導入や先進材料（例えば、繊維強化ポリマー（FRP）、繊維強化コンクリート、高強度鋼）の入手可能性に伴い、耐震改修（または修復）戦略が開発されてきた。[ 5 ]
近年、建物の改修において、耐震改修とエネルギー改修を組み合わせた、より包括的なアプローチが検討されている。このような複合的な戦略は、エネルギー改修と耐震強化対策を同時に実施することでコスト削減を図り、建物の耐震性能と熱性能を向上させることを目的としている。[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]
従来、耐震改修は主に公共の安全確保を目的として行われており、その工学的解決策は経済的・政治的な制約を受けていた。しかし、性能設計に基づく耐震工学（PBEE）の発展に伴い、複数のレベルの性能目標が徐々に認識されるようになってきた。
一般的な耐震補強技術は、いくつかのカテゴリーに分類されます。
過去 10 年間で、新しい構造システムへの外部プレストレスの使用が開発されました。大規模な日米共同研究プログラムである PRESS (Precast Seismic Structural Systems) [ 11 ]の下で、非接着プレストレス高強度鋼テンドンを使用して、自己復元能力を持つモーメント抵抗システムを実現しました。同じアイデアを耐震補強に拡張したものが、Caltrans の研究プロジェクト[ 12 ]の下でカリフォルニア州の橋梁の耐震補強、および非延性鉄筋コンクリートフレームの耐震補強[ 13 ]で実験的にテストされています。プレストレスは、梁、柱、梁柱接合部などの構造要素の耐力を向上させることができます。外部プレストレスは、1970 年代から重力荷重/活荷重に対する構造強化に使用されています。[ 14 ]
免震とは、建物の構造を揺れる地盤から実質的に分離し、建物の完全性を保護し、耐震性能を向上させるための建物の構造要素の集合体です。この地震工学技術は、一種の地震振動制御であり、新築の建物にも、既存の構造物の耐震補強にも適用できます。[ 15 ] [ 16 ] 通常、建物の周囲に掘削が行われ、建物は基礎から分離されます。基礎との接続部は鋼または鉄筋コンクリートの梁に置き換えられ、その下には、除去された材料の代わりに免震パッドまたは免震装置が設置されます。免震は、地盤の動きが建物に伝わるのを制限する傾向がありますが、建物を基礎の上に適切に配置することもします。建物が地盤と接する部分、特にエントランス、階段、スロープでは、これらの構造要素の十分な相対運動を確保するために、細部に注意を払う必要があります。
補助ダンパーは運動エネルギーを吸収して熱に変換し、地面にしっかりと固定された構造物の共振効果を減衰させます。補助ダンパーは構造物にエネルギー散逸能力を追加するだけでなく、構造物内の変位と加速度の要求を低減することもできます。[ 17 ]場合によっては、損傷の脅威は最初の衝撃自体からではなく、繰り返される地面の動きによって誘発される構造物の周期的な共振運動から生じます。実際には、補助ダンパーは自動車のサスペンションで使用されるショックアブソーバーと同様の働きをします。
同調質量ダンパー（TMD）は、何らかのバネに取り付けられた可動式の重りを使用します。これらは通常、非常に高い軽量の建物の風による揺れを軽減するために使用されます。同様の設計は、破壊的な地震による共振を起こしやすい8階から10階建ての建物に耐震性を与えるために使用できます。[ 18 ]
スロッシングタンクは、低粘度流体（通常は水）の大型容器で、屋上など横揺れが大きい構造物の場所に設置され、局所的な共振による動的運動を打ち消すように調整されます。地震（または風）が発生すると、タンク内の流体は前後に揺れ動き、その動きは通常、内部のバッフル（タンク自体が構造物と共振するのを防ぐ仕切り）によって制御されます（スロッシングダイナミクスを参照）。質量の対抗運動と、流体の運動エネルギーがバッフルによって熱に変換される際のエネルギー散逸または振動減衰の両方により、構造物全体の正味の動的応答は低減されます。一般的に、システム内の温度上昇は最小限で、周囲の空気によって受動的に冷却されます。サンフランシスコのワン・リンコン・ヒルは、屋上にスロッシングタンクを備えた超高層ビルで、主に風による横揺れの大きさを低減するために設計されました。スロッシングタンクは、受動型の同調質量ダンパーです。効果を発揮するためには、液体の質量は通常、制動対象の質量の1～5%程度である必要があり、そのためには相当量の液体が必要となります。場合によっては、これらのシステムは消火用の非常用貯水槽としても機能するように設計されていることもあります。
現代の軽量素材を用いて建設された超高層ビル（「スカイスビル」）は、特定の風況下で不快な揺れ（ただし危険ではない）を起こす可能性があります。この問題を解決するには、上層階に、拘束されながらも限られた範囲内で自由に動ける大きな質量を、エアクッションや油圧フィルムなどのベアリングシステム上で動かす方法があります。電動ポンプとアキュムレータによって駆動される油圧ピストンは、風力や固有共振に対抗するために積極的に駆動されます。適切に設計されていれば、地震発生時にも、外部からの動力の有無にかかわらず、過剰な揺れを制御するのに効果的です。しかし一般的に、現代の鉄骨造の高層ビルは、中層（8階から10階建て）のビルほど危険な揺れを起こしません。これは、高層で質量のあるビルの共振周期が、地震による約1秒間の揺れよりも長いためです。
低層建築物の耐震改修で最も一般的な方法は、既存の構造に強度を加えて地震力に抵抗することです。補強は、既存の建築部材間の接合部のみに限定される場合もあれば、特に低層階において、壁やフレームなどの主要な抵抗部材を追加する場合もあります。米国西部における非補強組積造建築物の一般的な耐震改修策としては、鉄骨フレームの追加、鉄筋コンクリート壁の追加、そして場合によっては免震構造の追加などが挙げられます。
増築部分は既存の構造物としっかりと接続されるのではなく、単に隣接して配置されることが多く、床、外壁、屋根の連続性はごくわずかです。そのため、増築部分は元の構造物とは異なる共振周期を持つ可能性があり、容易に分離してしまうことがあります。その結果、相対的な動きによって2つの部分が衝突し、深刻な構造的損傷を引き起こす可能性があります。耐震改修では、2つの建物を一体化して単一の質量として機能させるか、またはダンパーを用いて相対的な動きによるエネルギーを吸収し、さらに、間隔を広げたり、セクション間にスライドブリッジを設置したりするなど、適切な対策を講じます。
1886年のチャールストン地震以前、サウスカロライナ州チャールストン市の建物は、強風やハリケーンによる横方向のたわみに対する構造補強として、タイロッドとアンカープレートを使用していた。[ 19 ]
地震後、建物の所有者は、部分的に損傷した建物にタイロッドを壁を通して取り付け、建物の横方向の安定性を高めた。反対側の壁からのロッドは内側でターンバックルで接続され、外側でアンカープレートの上にナットで固定された。彼らはそれを「地震ボルト」と呼んだ。この補強は主にチャールストン地域で行われたが、同じ手法はジョージア州サバンナでも見られる。[ 19 ]
耐震ボルトは、不安定な状態になった際に家屋を解体することなく、締めたり緩めたりすることで家屋を支えることができた。ボルトは家屋の支持構造に直接、緩く接続されていた。
補強されていない石造の歴史的建造物には、文化的に重要な内装装飾や壁画など、損なわれてはならないものがある。このような場合、鉄骨、鉄筋コンクリート、またはプレストレストコンクリート製の柱を外部に多数追加することが解決策となる。基礎、上部プレート、屋根トラスなどの他の部材との接合部には、細心の注意を払う必要がある。
ここに示されているのは、一般的な鉄筋コンクリート造の学生寮の外部せん断補強です。この建物は、柱の垂直強度と下層階のせん断強度が十分であったため、ヘイワード断層付近のこの場所における耐震性を確保するために必要なせん断補強は限定的でした。
状況によっては、はるかに大規模な補強が必要となる場合もある。右図に示すような店舗の上に建てられた駐車場では、補強材の配置、細部の仕上げ、塗装自体が建築的な装飾となっている。
この崩壊モードは、軟弱階崩壊として知られています。多くの建物では、地上階は上層階とは異なる用途で設計されています。低層の住宅は、片側に大きなドアがある駐車場の上に建てられている場合があります。ホテルは、壮大なエントランスや宴会場を設けるために、地上階を高くしている場合があります。オフィスビルは、地上階に連続したショーウィンドウのある小売店が入っている場合があります。
従来の耐震設計では、建物の下層階は上層階よりも強度が高いと想定されています。しかし、実際にはそうではなく、下層階の強度が上層階よりも低い場合、建物は地震に対して想定通りの反応を示しません。現代の設計手法を用いれば、下層階の強度不足を考慮に入れることが可能です。 1994年のノースリッジ地震では、ある大規模集合住宅でこのような構造上の欠陥が複数発生し、死者の大部分を占めました。
通常、このような問題が発生した場合、弱い階を補強して、上階よりも強度が高くなるように、耐震壁やモーメントフレームを追加します。逆U字型ベントで構成されるモーメントフレームは、下階のガレージへのアクセスを維持するのに役立ちます。一方、より低コストな解決策としては、複数の場所に耐震壁やトラスを使用する方法があります。この場合、自動車の駐車スペースとしての利便性は多少低下しますが、他の収納スペースとして利用することは可能です。
梁柱接合部は、耐震補強においてよく見られる構造上の弱点です。1970年代初頭に現代の耐震基準が導入される以前は、梁柱接合部は通常、設計またはエンジニアリングされていませんでした。実験室試験により、これらの詳細が不十分で設計が不十分な接合部の耐震性脆弱性が確認されています。[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ]梁柱接合部の破損は、最近の地震でよく見られるように、フレーム構造の建物の壊滅的な崩壊につながる可能性があります。[ 24 ] [ 25 ]
鉄筋コンクリート梁柱接合部については、過去 20 年間にさまざまな補強ソリューションが提案され、テストされてきました。哲学的には、上記で説明したさまざまな耐震補強戦略は、鉄筋コンクリート接合部に適用できます。コンクリートまたは鋼製のジャケットは、炭素繊維強化ポリマー(FRP) などの複合材料が登場するまで、一般的な補強技術でした。炭素 FRP やアラミック FRP などの複合材料は、耐震補強に使用するために広範囲にテストされ、ある程度の成功を収めています。[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]新しい技術の 1 つは、梁の選択的弱化と接合部への外部ポストテンションの追加[ 29 ]を使用して、梁に曲げヒンジを実現することです。これは、耐震設計の観点からより望ましいものです。
例えば、1994年のノースリッジ地震の際に、低層から中層の鉄骨造建築物の梁柱接合部で広範囲にわたる溶接部の破損が発生したことは、1970年代以降に設計されたこれらの「現代的設計」の溶接モーメント抵抗接合部の構造的欠陥を示している。[ 30 ]その後のSAC研究プロジェクトでは、これらの溶接鋼製モーメント抵抗接合部に対するいくつかの改修ソリューションが文書化、テストされ、提案されている。これらの溶接継手に対しては、a) 溶接部の強化、b) 鋼製ハンチまたは「ドッグボーン」形状フランジの追加など、さまざまな改修ソリューションが開発されている。[ 31 ]
ノースリッジ地震の後、多くの鉄骨モーメントフレーム構造の建物で、梁と柱の接合部に脆性破壊が発生していることが判明した。このような予期せぬフレーム接合部の脆性破壊の発見は、技術者や建築業界にとって衝撃的なものであった。1960年代以降、技術者は溶接鋼モーメントフレーム構造の建物を、建築基準法で規定されているシステムの中で最も延性に優れたシステムの一つとみなすようになった。多くの技術者は、鉄骨モーメントフレーム構造の建物は基本的に地震による損傷を受けにくく、損傷が発生した場合でも、部材や接合部の延性降伏に限られると考えていた。1994年のノースリッジ地震で建物が受けた損傷を観察したところ、想定された挙動とは異なり、多くの場合、非常に低い塑性要求レベルで接合部内部で脆性破壊が発生したことが明らかになった。 1994 年 9 月、SAC ジョイントベンチャー、AISC、AISI、および NIST は、さまざまな参加者の取り組みを調整し、問題の体系的な調査と解決の基礎を築くために、ロサンゼルスで国際ワークショップを共同で開催しました。1995 年 9 月、SAC ジョイントベンチャーは、SAC スチール プロジェクトのフェーズ II を実施するために FEMA と契約を締結しました。フェーズ II では、SAC は、さまざまな構成のモーメント抵抗鋼フレームと接続部の性能に関する広範な問題中心の研究を継続し、最終的には鋼構造の耐震設計基準を開発することを目標としました。これらの研究の結果、1994 年のノースリッジ地震以前に鋼モーメントフレーム構造で使用されていた典型的なモーメント抵抗接続部の詳細には、本質的に脆性破壊を起こしやすい特徴がいくつかあったことが現在ではわかっています。[ 32 ]
木造建築の床は通常、根太と呼ばれる比較的厚みのある木材を土台とし、その上に斜めに張られた木板や合板で下地床を形成し、その上に仕上げ床材を敷設します。多くの構造物では、これらはすべて同じ方向に並んでいます。梁が横倒しになるのを防ぐため、両端に補強材が使用され、さらに剛性を高めるために、梁の間隔内の1箇所または複数箇所に、補強材や斜めの木製または金属製のブレースが配置されることがあります。外縁部では、一般的に同じ厚さの補強材と外周梁が用いられます。
補強材や釘打ちが不十分な場合、建物に加わるせん断力によって各梁が平らに倒れることがあります。この状態では、梁は本来の強度をほとんど失い、構造がさらに崩壊する可能性があります。改修工事の一環として、特に建物の外縁部では補強材を二重にすることが考えられます。床版の上に建てられた外周壁の土台板の間に釘を追加することが適切な場合もありますが、そのためには内装の漆喰や外装材を取り除いて土台板を露出させる必要があります。土台板はかなり古く乾燥している可能性があり、しっかりとした釘を使用する必要があるため、割れを防ぐために古い木材に釘用の下穴を開けておく必要があるかもしれません。この目的で壁を開ける場合、特殊なコネクタとエポキシ接着剤で接着したボルトを使用して、垂直の壁部材を基礎に固定することも適切です。
周縁基礎またはスラブ基礎の上に建てられた、1階建てまたは2階建ての木造住宅は、地震に対して比較的安全ですが、1950年以前に建てられた多くの建物では、コンクリート基礎と床版（周縁基礎）または間柱壁（スラブ基礎）の間にある土台板が十分にボルトで固定されていない可能性があります。さらに、古い取り付け部（十分な防錆処理が施されていないもの）は腐食が進み、弱くなっている可能性があります。横方向の揺れによって、建物全体が基礎やスラブから滑り落ちる可能性があります。
こうした建物は、特に緩やかな傾斜地に建てられる場合、低い間柱壁（「クリップルウォール」または「ピンアップ」と呼ばれる）を介して外周基礎に接続されたプラットフォームの上に建てられることが多い。この低い壁構造自体が、せん断力や角部での壁同士の接合部で破損し、建物が斜めに移動して低い壁が崩壊する可能性がある。ピンアップの破損の可能性は、角部がせん断力に対して十分に補強され、せん断パネルが角柱を介して互いにしっかりと接続されていることを確認することで低減できる。これには、腐食防止処理が施された構造用合板が必要となる。このグレードの合板は、内部に未充填の節がなく、一般的な合板よりも多くの薄い層で構成されている。耐震設計の新しい建物では、通常、OSB（配向性ストランドボード）が使用され、パネル間には金属製の接合部が使用される場合もあり、性能を高めるためにしっかりと取り付けられたスタッコ仕上げが施される。現代の多くの分譲住宅、特に膨張性（粘土質）土壌の上に建てられた住宅では、建物は比較的厚い一枚のコンクリートスラブの上に建設され、スラブが固まった後に高張力の鉄筋によって一体化されます。このポストストレスによってコンクリートは圧縮状態になり、曲げに対する強度が非常に高くなるため、悪条件の土壌でもひび割れが生じません。
古い低コスト構造物の中には、浅い穴に埋め込まれた先細りのコンクリート製支柱で支えられているものがあり、これは既存の建物に屋外デッキを取り付ける際によく用いられる方法です。この方法は、湿った土壌、特に熱帯地方では、家の下に乾燥した換気の良い空間が確保されるため、また、極北の永久凍土（凍った泥）地帯では、建物の熱が地盤を不安定にするのを防ぐために用いられます。地震の際には、支柱が傾き、建物が倒壊する可能性があります。これを防ぐには、深い穴を掘って現場打ち鉄筋コンクリート製の支柱を設置し、それを建物の角の床パネルに固定する方法があります。また、支柱間に十分な斜めブレースやコンクリート製の耐震壁を追加する方法もあります。
鉄筋コンクリート柱は通常、直径の大きな垂直鉄筋（補強鉄筋）が環状に配置され、その周囲を細い鉄筋の輪で囲んでいます。地震による破壊事例を分析した結果、弱点は垂直鉄筋ではなく、輪の強度と数量が不十分であったことが判明しました。輪の構造が損なわれると、垂直鉄筋が外側に曲がり、中央のコンクリート柱に負荷がかかります。するとコンクリートは周囲の鉄筋に拘束されなくなり、粉々に崩れてしまいます。新しい構造物では、輪状の構造をより多く用いるようになっています。
簡単な改修方法の一つは、鋼板を成形・溶接して一体化した円筒状のジャケットで柱を囲むことです。ジャケットと柱の間の空間にはコンクリートを充填します。この工程はグラウト工法と呼ばれます。地盤や構造上の条件により、このような追加的な改修が必要な場合は、柱の基部付近に杭を打ち込み、杭と柱をつなぐコンクリートパッドを地盤面または地盤面より下に製作します。図示の例では、想定される耐震性を確保するために、すべての柱を改修する必要はありませんでした。（この場所はヘイワード断層帯から約1.6キロメートル離れています。）
高架道路の盛土部と陸橋構造物の境界部には、コンクリート壁がよく用いられます。この壁は、土砂を保持してスパンを短縮するとともに、スパンの重量を未攪乱地盤の基礎に直接伝達する役割を果たします。これらの壁が不十分な場合、地震による地盤の揺れによって崩壊する可能性があります。
改修方法の一つとして、壁面に多数の穴を開け、それぞれの穴の表面に短いL字型の鉄筋をエポキシ接着剤で固定する方法があります。次に、新しい部材に垂直方向と水平方向の鉄筋を追加で固定し、型枠を設置してコンクリートを一層流し込みます。この改修は、掘削した溝に追加の基礎を設けたり、境界壁のスパンを維持するために追加の支持梁やタイバックを設置したりすることと組み合わせることができます。
組積造構造物、特にレンガ造りの建物では、ガラス繊維と適切な樹脂（エポキシ樹脂またはポリエステル樹脂）のコーティングで補強されています。下層階では露出面全体に塗布される場合もありますが、上層階では窓やドアの開口部周辺の狭い範囲に限定される場合もあります。この塗布により引張強度が増し、塗布面から離れる方向への壁の曲がりを防ぐことができます。建物全体を効果的に保護するには、適切な処理箇所を特定するための綿密な分析とエンジニアリングが必要です。
鉄筋コンクリート造の建物では、組積造の充填壁は非構造要素とみなされますが、充填壁の損傷は大きな修復費用につながり、構造物の挙動を変化させ、前述の軟弱階や梁柱接合部のせん断破壊につながる可能性もあります。面内および面外のメカニズムによる充填パネルの局所的な破壊、あるいはそれらの組み合わせによる破壊は、耐力の急激な低下につながり、ひいては構造物全体の脆性破壊を引き起こす可能性があります。低強度の地震であっても、充填フレームの損傷は大きな経済的損失と人命の損失につながる可能性があります。[ 33 ]
組積造充填材の損傷や破損を防ぐため、一般的な改修戦略では、充填材を強化し、フレームとの適切な接続を確保することを目的としています。組積造充填材の改修技術の例としては、鉄筋プラスター[ 34 ] [ 35 ] 、エンジニアリングセメント系複合材[ 36 ] [ 37 ] 、薄層繊維強化ポリマー（FRP）[ 38 ] [ 39 ]、そして最近では繊維強化モルタル（TRM） [ 40 ] [ 41 ]などがあります。
湿った、あるいは固結度の低い沖積土が、下層の堅固な地盤と「砂浜のような」構造で接する場所では、傾斜した砂浜に打ち寄せる波と同様に、沖積土を伝わる地震波が増幅されることがあります。このような特殊な状況下では、重力の2倍にも達する垂直方向の加速度が観測されています。建物がしっかりと地盤に固定されていない場合、建物が基礎から（あるいは基礎と共に）空中に押し上げられ、着地時に大きな損傷を受ける可能性があります。たとえしっかりと地盤が固定されていても、上層階や屋根構造などの高い部分、あるいは庇やポーチなどの付属構造物が、主構造から分離してしまうことがあります。
現代の耐震構造における優れた設計手法では、未処理または調整された地盤から基礎、土台、垂直スタッド、各階の土台キャップ、そして屋根構造に至るまで、建物のすべての構成要素に良好な垂直接続が確保されていることが求められます。基礎と土台の上部では、通常、鋼製のストラップまたはシートプレスを使用して接続が行われ、特殊な高せん断強度釘で木材部材に釘打ちされ、大きなワッシャーを使用して貫通ボルトで固定された重いアングルプレスが使用されます。既存の構造において、土台と基礎の間に適切なボルトが設けられていない場合（または腐食の可能性があるため信頼できない場合）、特殊なクランププレートを追加することができます。各クランププレートは、コンクリートの露出面に開けられた穴に挿入された拡張ボルトを使用して基礎に固定されます。その後、他の部材は追加の金具を使用して土台に固定する必要があります。
最も難しい改修工事の1つは、地盤崩壊による被害を防ぐためのものです。地盤崩壊は、斜面、斜面崩壊、地滑り、または水で飽和した砂や泥の液状化による平地で発生する可能性があります。一般的に、深い杭を安定した土壌（通常は硬い泥や砂）または下層の岩盤まで打ち込むか、斜面を安定させる必要があります。過去の地滑りの上に建てられた建物の場合、大規模で深い地滑りを安定させるのは現実的ではないため、改修工事の実現可能性は経済的な要因によって制限される可能性があります。地滑りや地盤崩壊の可能性は季節要因にも左右され、乾季の初めよりも雨季の初めの方が土壌が安定している場合があります。このような「2つの季節」を持つ地中海性気候は、カリフォルニア州全域で見られます。
場合によっては、水路やパイプを通して捕捉して迂回させることで、より高く安定した標高からの雨水の流入を減らし、水平に穴の開いたチューブを挿入して直接浸透した水や地下水脈からの水を排水することが最善策となる。カリフォルニア州には、歴史的には動かなかったものの、（水で飽和し、地震で揺れた場合）一斉に移動し、郊外開発の区画全体を新しい場所に運ぶ可能性が高い、古代の地滑りの上に大規模な開発が行われている場所が数多くある。最も近代的な住宅構造（ポストテンションケーブルで補強された一体型のコンクリート基礎スラブにしっかりと固定されている）は、このような動きにほぼ無傷で耐えることができるかもしれないが、建物はもはや適切な場所には存在しないだろう。
建物への天然ガスやプロパンの供給管は、地震発生時および発生後に特に危険な状態となることが多い。建物が基礎からずれたり、側壁の崩壊によって倒壊したりすると、建物内部でガスを輸送している延性鋳鉄管が、特にねじ込み継手部分で破損する可能性がある。そうなると、高圧配管から圧力調整器にガスが供給され続け、相当量のガスが流れ続ける。そして、近くの点火源（例えば、点火中のパイロットランプやアーク放電を起こしている電気接続部など）によって引火する恐れがある。
地震後にガスの流れを自動的に抑制する主な方法は2つあり、いずれもレギュレーターの低圧側に設置され、通常はガスメーターの下流側に設置されます。
最も安全な構成は、これらのデバイスをそれぞれ1つずつ直列に接続して使用することのようです。
トンネルが滑りやすい断層を貫通しない限り、トンネルにとって最大の危険は、入口を塞ぐ地滑りです。入口周辺には、落下物をそらすための追加の保護対策（雪崩をそらす場合と同様）を施したり、トンネル上部の斜面を何らかの方法で安定化させたりすることができます。小～中サイズの岩や巨石のみが落下すると予想される場合は、斜面全体を金網で覆い、金属棒で斜面に固定することができます。これは、適切な条件が揃っている高速道路の切土工事でもよく用いられる対策です。
水中トンネルの安全性は、トンネルが建設された地盤条件、使用された材料と補強材、予測される最大地震規模、およびその他の要因に大きく左右されるが、これらの要因の中には、現在の知識では未解明のままのものもある。
構造、耐震、経済、政治的に特に注目すべきチューブは、BART（ベイエリア高速鉄道）のトランスベイ・チューブです。このチューブは、革新的な工法でサンフランシスコ湾の海底に建設されました。軟弱な湾の泥にシールドを押し込むのではなく、陸上でセクションごとにチューブが建設されました。各セクションは、円形断面の内側の列車トンネル2本、長方形断面の中央アクセス用トンネル、そして3本の内側チューブを囲む外側の楕円形のシェルで構成されています。これらの間の空間はコンクリートで満たされました。湾の海底には溝が掘られ、チューブセクションを受け入れるための砕石の平らな床が準備されました。セクションはその後、所定の位置に浮かべられ沈められ、ボルトで接続された先に置かれたセクションと接合されました。その後、チューブの上にオーバーフィルが置かれ、チューブを固定しました。サンフランシスコからオークランドまでが完成すると、線路と電気部品が設置されました。大地震時のチューブの予測される挙動は、ゼラチンデザートのボウルの中の（茹でた）スパゲッティの連なりに例えられました。両端での動きの差によってチューブに過度の負荷がかかるのを避けるため、サンフランシスコ側の終点、ランドマークであるフェリービルディングの下には、スライド式のスリップジョイントが設けられた。
建設コンソーシアムPBTB（パーソンズ・ブリンカーホフ・チューダー・ベクテル）の技術者たちは、当時入手可能な最良の地盤運動予測値を使用しましたが、現代の計算解析手法と地盤工学の知識からすると、これは不十分であることが現在では分かっています。チューブの予期せぬ沈下により、破損することなく許容できる滑り量が減少しました。これらの要因により、スリップジョイントは、この地域で発生する可能性のある（あるいは発生する可能性が高い）大規模地震の下でチューブが耐えられるよう、短すぎる設計になってしまいました。この欠陥を修正するには、スリップジョイントを延長して追加の動きを許容する必要がありますが、この変更は費用がかさむだけでなく、技術的にも物流的にも困難になると予想されます。BARTチューブのその他の改修工事には、チューブのオーバーフィルの振動圧密による液状化防止が含まれており、これは既に完了しています。（オーバーフィルが破損した場合、チューブの一部が底部から隆起する危険性があり、これはセクション接続部の破損につながる可能性があります。）
橋梁には複数の破壊モードが存在する。
多くの短い橋梁スパンは、片端が静的に固定され、もう一方の端がロッキング部材に取り付けられています。このロッキング部材は、橋梁スパンが温度変化に応じて伸縮するのを許容しながら、垂直方向と横方向の支持を提供します。スパンの長さの変化は、道路の隙間をまたぐ櫛状の伸縮継手によって吸収されます。激しい地盤変動時には、ロッキング部材がレールから外れたり、設計限界を超えて移動したりすることがあり、その結果、橋梁が静止位置から外れ、位置ずれを起こしたり、完全に崩壊したりする可能性があります。このような動きは、梁に摩擦クランプで固定され、極度の応力下で滑りながらもアンカーに対する相対的な動きを制限するように設計された、延性鋼または高強度鋼製の拘束部材を追加することで抑制できます。
吊り橋は地震発生時に、突風に対する設計応答を超える左右の揺れを起こすことがあります。このような揺れは、路面の破砕、支承の損傷、部材の塑性変形や破損を引き起こす可能性があります。油圧ダンパーやクランプ式スライド接続部、追加の斜め補強材などの装置を設置することが考えられます。
格子桁は、2本のI形鋼を平鋼またはアングル材の格子で交差させて接続した構造です。格子部分を板材に置き換えることで、強度を大幅に向上させることができます。これは通常、熱間リベットをボルトに置き換えるのと同時に行われます。
古い構造物の多くは、あらかじめ開けられた穴に真っ赤に熱したリベットを挿入して作られていました。柔らかいリベットは、片側をエアハンマーで、頭部をバッキングバーで叩いて成形されます。ゆっくりと冷却されるにつれて、リベットは焼きなまし（軟らかい）状態になりますが、製造時に熱間圧延と焼入れが行われた板材は比較的硬いままです。極度の応力がかかると、硬い板材が柔らかいリベットをせん断し、接合部が破損する可能性があります。
解決策は、酸素トーチで各リベットを焼き切ることです。次に、リーマーで穴を正確な直径に加工します。ヘッド、リーマー加工された穴に合うシャフト、ねじ山付きの端部からなる特殊な位置決めボルトを挿入し、ナットで固定した後、レンチで締め付けます。このボルトは適切な高強度合金で作られ、熱処理も施されているため、熱間リベットによく見られる塑性せん断破壊や、通常のボルトに見られる脆性破壊を起こしません。部分的な破損は、ボルトで固定された金属の塑性流動によって発生します。適切な設計を行えば、そのような破損は致命的な被害にはならないはずです。
高架道路は通常、橋のようなセグメントで接続された高架土盛土の上に建設され、多くの場合、垂直の柱で支えられています。橋の終端部で地盤が崩壊すると、橋が道路の残りの部分から分離して崩落する可能性があります。この場合の対策としては、支持壁に補強材を追加するか、両端の縁に沿って深いケーソンを設置し、橋の下の支持梁で接続する方法があります。
別の問題として、両端の盛土が（共振効果によって）互いに逆方向に塊となって移動する場合が挙げられます。高架橋の基礎棚が不十分な場合、高架橋が崩落する可能性があります。高架橋を片側または両端の基礎に固定するために、追加の棚と延性のある支保工を追加することができます。支保工は梁に固定するのではなく、梁にクランプで固定することができます。中程度の荷重がかかると、これらの支保工は高架橋を隙間の中央に保持し、片側の基礎棚から滑り落ちる可能性を低くします。固定端が破損するのではなく滑動する構造になっているため、基礎から外れた場合でも、構造物が完全に崩落するのを防ぐことができます。
道路の大部分は高架橋のみで構成され、垂直柱以外では地面と接続されていない部分もあります。コンクリート柱を使用する場合、詳細設計が重要になります。典型的な破損例としては、土壌との接合不良または鉄筋による円筒状の巻き付け不足により、柱列が倒壊することが挙げられます。これらの破損は、1995年の阪神・淡路大震災で神戸市で発生し、中央を1列の大きな柱で支えられていた高架橋全体が片側に倒壊しました。このような柱は、基礎パッドまで掘削し、追加の杭を打ち込み、柱の横または内部に鉄筋でしっかりと接続された新しい大きなパッドを追加することで補強されます。巻き付け鉄筋が不十分な柱は、破裂して破裂点でヒンジを起こす傾向があるため、上記のように溶接鋼板の円形または楕円形のジャケットで完全に覆い、グラウトを注入することができます。
高架橋は、構成要素間の接続部で破損することがあります。カリフォルニア州オークランドのサイプレス・フリーウェイがロマ・プリータ地震の際に崩壊した事例がその一例です。この高架橋は2層構造でしたが、柱の上部が下層を支える下部と十分に接続されていなかったため、上層デッキが下層デッキの上に崩落しました。このような脆弱な接続部には、外部補強が必要です。外部鋼製部材を用いるか、あるいは鉄筋コンクリート製の完全な被覆材を用いるかのいずれかで、多くの場合、多数のドリル穴にエポキシ接着剤で接着するスタブ接続部が使用されます。これらのスタブは追加の被覆材に接続され、外部型枠（一時的なものも恒久的なものもある）が設置され、その空間にコンクリートが流し込まれます。サイプレス高架橋のような大規模な連結構造物も、動的なコンピュータシミュレーションを用いて全体として適切に解析する必要があります。
地震による被害のほとんどは、横方向の力によって引き起こされます。土台を基礎にボルトで固定したり、壁を補強するために合板を取り付けたりすることは、住宅所有者が木造住宅に適用できる基本的な耐震補強技術のほんの一例です。サンレアンドロ市は、以下のパンフレットに概説されているように、これらの手順に関するガイドラインを作成しました。既存の建物の耐震補強と保存には、市民の意識向上と主体的な取り組みが不可欠であり、ベイエリア自治体連合などの活動は、地震活動が活発な地域社会に情報リソースを提供する上で重要な役割を果たしています。
北米の住宅のほとんどは木造軸組構造です。木材は軽量で、石材よりも柔軟性があるため、耐震構造に最適な材料の一つです。加工が容易で、鉄骨、石材、コンクリートよりも安価です。古い住宅では、木造軸組壁と基礎の接合部と、比較的弱い「クリップルウォール」（クリップルウォールとは、高床式住宅で基礎の上部から最下階まで伸びる短い木造壁のことです）が最大の弱点となります。木造軸組構造の土台と基礎の接合部を追加することは、耐震改修工事においてほぼ必ず重要な部分となります。クリップルウォールのある住宅では、クリップルウォールを補強して横方向の力に耐えることが不可欠です。補強材としては通常、合板が使用されます。配向性ストランドボード（OSB）は合板ほど安定した性能を発揮しないため、改修設計者や施工業者に好まれる選択肢ではありません。
古い木造建築物の改修方法には、以下のようなものや、ここに記載されていないその他の方法が含まれる場合があります。
木造軸組工法は、構造が適切に設計されていれば、石積みと組み合わせることで効率的な工法となる。トルコでは、伝統的な家屋（バグダディ）はこの工法で建てられている。エルサルバドルでは、住宅建設に木材と竹が用いられている。
パキスタン、イラン、中国などの発展途上国の多くの地域では、農村部の住宅や住居の構造として、補強されていない、あるいは場合によっては補強された組積造が主流となっています。組積造は20世紀初頭にも一般的な建築様式であったため、こうした危険にさらされている組積造構造物の多くは、重要な歴史的価値を有していると考えられます。特に、補強されていない組積造の壁は危険です。このような構造物は、改修よりも建て替えの方が適している場合もありますが、壁が比較的小規模な構造物の主要な耐荷重要素である場合は、適切に補強する必要があります。床梁と天井梁が壁にしっかりと固定されていることが特に重要です。鋼材や鉄筋コンクリート製の追加の垂直支持材を追加することもできます。
米国西部では、一般的に石積みと見なされているものの多くは、実際にはレンガや石の化粧張りです。現在の建築基準では、垂直構造部材に固定された金属製のストラップで構成されるタイバックの必要量が規定されています。これらのストラップはモルタル層まで伸び、化粧張りを主要構造に固定します。古い構造物では、耐震安全性を確保するのに十分な固定がされていない場合があります。住宅内部（床から天井まで暖炉を覆うために使用されることもあります）で固定が不十分な化粧張りは、居住者にとって特に危険です。古い石積みの煙突も、屋根より上に大きく垂直に突き出ている場合は危険です。これらは屋根のラインで破損しやすく、大きな塊となって家の中に落下する可能性があります。改修工事では、追加の支持部材を追加できますが、既存の石積みの煙突を現代の設計基準に適合させるには、非常に費用がかかります。突き出た部分を取り外し、より軽量な材料に交換するのが最善です。煙道タイルを特殊な金属製の煙道に、石積みを木造構造に置き換えます。既存のレンガ造りと調和させるには、非常に薄い化粧板（タイルに似ているが、レンガのような外観を持つ）を使用するのが効果的です。