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受け継ぎ、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、活発な地震活動が東南アジアと太平洋盆地に広がっており、世界で最も地震活動が活発な国の一つとなっています。
警告技術と衝撃を軽減する建築技術を応用することが、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密です。
過去10年間、日本は世界で発生したマグニチュード6以上の地震の約20%を経験しました。最悪の災害は2011年の東北地方太平洋沖地震で、津波を引き起こし、福島原子力発電所を壊滅させ、約1万5000人の死者を出しました。
日本政府は、地震被害を軽減するための耐震技術の向上や人工知能(AI)の進歩の活用など、防災対策に多額の投資を行ってきました。エンジニアや建築家は、構造物の振動を軽減し、建物が強い地震に耐えられるよう、常に新しい設計を研究しています。
日本では地震の規模をマグニチュード(マグニチュード)ではなく、地面の揺れの強さで測ります。気象庁(JMA)は、震度1から7までの震度単位で地震を測定します。石川県の地震では、最大で震度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通報しています。
地震の力に耐えるためには、建物は可能な限り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」技術によって実現されます。具体的には、日本の建物の基礎には油圧式減衰システムが組み込まれています。日本の技術者たちは、自転車の空気入れのように機能する複雑な減衰システムを設計し、建物の耐震性を向上させました。
「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階から最上階にかけて制振システムがあれば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。
新築工事では、建物の座屈を防ぎ、地震時のエネルギー吸収を分散させる格子構造など、より革新的な工法や材料を試している企業もあります。東京では、前田建設が鉄骨と木造のフレーム構造を用いて13階建てのオフィスビルを建設しています。
「鉄骨造建築物では、木材が耐震材として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つの素材は互いに補完し合うのです」と、前田建設グループのチーフエンジニア、渡辺義孝氏は説明する。
これらの技術が成功したことの証として、2011年にマグニチュード9.0の地震が発生したとき、東京の揺れはマグニチュード5に達した。巨大な高層ビルは揺れ、窓は割れたが、大きな建物は倒壊しなかった。
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