新生のらくろ君Aの館

今日のセミウォーキングは東大寺からさして橋を通り、若山神社下に上って、島本駅を経由して、帰宅した。

ゴミの日なので、伸びて鬱陶しくなった卯の花を一寸切りそろえた。

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最近は地震の話題が多い気がする。昨日の日経日曜版でも長周期パルスの問題が特集されていた。最近 (5 月 ) 長周期パルス発生を予測する手法が学会で提案されたようだが、これから超高層ビルが続々と建てられる時代に、一寸振り返ってみておく必要があると思う。

通常地震が起こす振動は、周期が 1 秒以下で、耐震設計を施された建物では、大きな被害は起こらないとされる。ところが長周期の振動となると、一寸話は違ってくる。長周期のものでも長時間継続する振動 ( 長周期振動 ) と 1 回だけの大きな揺れ減少の長周期パルス振動の 2 ケースがある。

この、長周期パルスが初めて計測されたのが、 2016 年 4 月の震度 7 を記録した熊本地震だ。死者 256 人を出す大惨事で、国宝の熊本城も大ダメージを受けた。地震発生の 10 秒後、 1 発の大きな揺れが襲っていたことが分かったのだ。揺れが 1 往復するのにかかる時間＝周期は、およそ 3 秒。脈打つような揺れ 1 回起こっている。最大速度は毎秒 2.6m と極めて大きい。観測された断層の移動量は水平方向で約 1.6m 、上下方向で約 2m とのことだ。

一方の長周期振動は、 2011 年の東日本大震災時に 770km 離れた大阪で、観測され、 55 階建ての高さ 256m の高層ビル（おそらくりんくうゲートタワー）を約 10 分間に亘って揺らしたという。

長周期振動は長時間揺れが続くことが特徴だ。

これまで直下型地震では、短い周期の揺れによる被害が相次いできた。 1995 年の阪神・淡路大震災では被害が集中したのは木造などの低い住宅で、神戸市内で観測された揺れは周期が 1 秒から 2 秒程度だ。

短い周期の揺れの場合、超高層ビルは揺れを吸収するが、周期が 3 秒以上の長周期パルスの長い揺れでは超高層ビルの固有周期と共振を起こす可能性が大きくなり、超高層ビルは一撃で大きく揺れる。

熊本の場合は、高層ビルがなかったので、直接揺れの観測などは行えなかったが、工学院大学では、コンピューターシミュレーションで、高さ 129m 、 29 階建てビルを想定して計算すると、長周期パルス起こった場合、その一撃で、最も揺れる最上階の振幅は約 3m にもなったという。そして、その時、大きな負荷がかかる下の階は損傷を受け、揺れが収まっても、ビルは傾いて、変形したままになってしまうことが分かった。

揺れ幅をビルの高さで割った値が 50 分の 1 を超えると、深刻な被害の恐れがあるとされているようだ。そうならなくても振幅 3m を経験したら、人はまともでは居られないのではないか。

私も船に搭載するタワー状の荷役クレーンの台を設計したことがあるが、運転台が高いところにあるこうしたクレーンは、基部の強度（応力）は破壊に至らない許容範囲にあっても、荷物を振り回す際のたわみに制限を設けていた。運転手が感じるたわみがクレーン台の高さの 10 分の 1 以下に抑えるようにしたものだ。大阪のビルが揺れるビデオを見たことがあるが、結構な揺れで、中に居た人は生きた心地がしなかったことだろう。

最近のビルには、耐震装置や、免震、制震装置が施されている。

「耐震」は壁や柱など建物の構造自体を強化し、建物そのもので振動エネルギーを受け止め、その力に耐えられるようにする方法で低層ビルなどには向くが、高層ビルになると、基礎が大きくなりすぎるために実際的ではない。

「免震」は地面と建物の間に入れた免震装置が振動エネルギーを吸収し、建物に振動が伝わらないようにする方法で専ら高層ビルではこの方法が採られている。また、「制震」はビルの屋上などに備え付けた振動軽減装置（建物とは逆方向に揺れることで、揺れ幅を解消する）を設置し、建物の揺れを制限する方法だ。これも免震の 1 つの方法と言える。

然し、建物の基部などに付けたこの積層ゴムなどの免震装置も、あまりに大きな振幅だと、ビルが周囲の壁に建物がぶつかってしまい、積層ゴムが破損してしまう恐れがあるのだ。

今のところ、発生するのが希なことから、それほど大きな問題にはなっていないようだが、この対策も考えておかねばならない時期になっている。

プレート型（海溝型）の巨大地震が、数百年の周期で発生していると新聞にはあるが、この間勉強したときには 30 年周期で起こるとも云っていた。それほど曖昧だが、結果はかなりシビアなのだ。

之に比べて活断層による地震は数千年から 1 万年周期とここでは書かれているが、前に調べたときには 1000 年周期と予測は縮まっているのだ。いたるところに活断層が存在する地震列島、日本（ 113 の活断層があるとされる）は今までの免震装置をも凌駕する危険な地震になってきた。

最もリスクが高いことが分かったのは、大阪の上町断層帯だ。上町断層帯は全長およそ 42km で、そこには超高層ビルやマンションが立ち並んでいる。このような場所に高層ビルを建てるのは、極めて危険だと云う事だ。それこそ、地震に強いとされてきた建物にも一撃で大きなダメージを与えるということが分かってきたのだ。先のシミュレーションでも分かったように、最大 3m もの揺れでは、基部自体が移動するというとんでもない復次効果をもたらすのだ。

通常、地震で揺れる建物も、基部は元の位置に留まるわけだが、長周期パルスでは、それ自体が動いてしまうということだ。

長周期パルスの研究は始まったばかりだという。地震大国日本は、相当に力を入れなければ、大都市崩壊もあり得るのだ。

【古今和歌集】

４５４．いさゝめに時まつまにぞ日はへぬる　心ばせをば人に見えつゝ　（きのめのと）

ほんの少しと思ってタイミングを待っている間に日は経ってしまった、この心の思いをあの人に知られながらも

（いささめに・・・かりそめに、心ばせ ・・・ 心の思い、人に見えつつ ・・・ あの人に知られながらも）

（ささ（笹）・まつ（松）・びわ（枇杷）・ばしょう（芭蕉）」を入れて詠んだ歌）