高さ634メートルの東京スカイツリー(左)は、日本の伝統的な五重塔建築の垂直の心柱である心柱の特徴を共有し、心柱制振システムによって地震による揺れを軽減する構造を採用しています。 (出典:japan.go.jp) |
日本は環太平洋火山帯に位置し、東南アジアと太平洋盆地にかけて活発な地震活動が広がっており、世界で最も地震活動が活発な国の一つとなっています。
地震の警告や衝撃を軽減する建築技術の応用は、日本人が地震による被害を最小限に抑えるのに役立っている秘訣です。
過去10年間、日本は世界のマグニチュード6以上の地震の約20%に見舞われました。最悪の災害は2011年の東北地方太平洋沖地震で、津波が福島原子力発電所を破壊し、推定1万5000人が死亡した。
日本政府は地震被害を抑えるために耐震技術の向上や人工知能(AI)の進歩の導入など、災害軽減に多大な投資を行ってきた。エンジニアや建築家は、建物の振動を軽減し、強い地震の際に建物がしっかりと耐えられるようにするための新しい設計を常に研究しています。
日本では地震をマグニチュード(マグニチュード)ではなく、地面の揺れで数えます。日本地震震度階級(JMA)は震度単位(揺れの度合い)で測定され、範囲は1から7です。石川県の地震では、揺れは最大レベル7に達しました。
気象庁は180台の地震計と627台の震度計を備え、地震の発生をリアルタイムでメディアやインターネットに報告しています。
地震の力に耐えるためには、建物はできるだけ多くの地震エネルギーを吸収できなければなりません。この能力は「免震」技術から生まれ、具体的には日本の建物の基礎には油圧式ショックアブソーバーシステムが採用されています。日本のエンジニアたちは、建物内で自転車の空気入れのように機能し、耐震性を高める複雑な衝撃吸収システムを設計した。
「高層ビルは振動により最大1.5メートル動く可能性があるが、2階から最上階まで制振システムがあれば、その動きを最小限に抑えることができ、上層階への被害を防ぐことができる」とロンドン大学(英国)の地震学者ジギー・ルブコウスキー氏は述べた。
新築の場合、建物の座屈を防ぎ、地震の際に吸収されたエネルギーを分散させる格子構造など、より革新的な方法や材料を試している企業もあります。東京では、建設グループの前田建設が鉄骨と木造のフレームを使用して13階建てのオフィスビルを建設している。
「鉄骨造の建物では、耐震材料として木材が使われることはほとんどありません。しかし、鉄は引張力に耐え、木材は圧縮力に耐えられるため、この2つの材料は互いに補完し合っています」と前田グループの主任技師、渡辺佳孝氏は説明する。
これらの技術が成功したことの証拠は、2011年にマグニチュード9.0の地震が発生したとき、東京の揺れがマグニチュード5に達したことです。巨大な高層ビルは揺れ、窓は割れましたが、大きな建物は倒壊しませんでした。
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