資源・エネルギー鎌田浩毅の役に立つ地学

震度が小さい遠くの地震で高層ビルが大きく揺れるメカニズム

高層ビルと長周期地震動

「固有周期」と合えば「共振」/107

 昨年10月7日に首都圏で震度5強を記録した地震は、羽田空港と千葉県浦安市で「長周期地震動」階級の「2」を観測した。長周期地震動とは、大きな地震で高層ビルがゆっくりと大きく揺れ続ける現象で、階級「2」は4段階のうち下から2番目に当たる。室内の棚にある食器や本棚の本が落ち、高層階では物につかまらないと歩くことが難しい状況である。

 長周期地震動には遠くまで伝わりやすい性質があり、地震が発生した場所から数百キロメートル離れた地域で大きく長く揺れることがある。地震の揺れにはさまざまな成分が含まれていて、建物の性質によって増幅される揺れが異なる。今回の地震は深さ75キロメートルという深い位置で起きたため、地表に到達する途中で関東平野の厚い堆積(たいせき)層を通過し、長周期の成分が増幅された。

 ここで「周期」とは、揺れが1往復するのにかかる時間のことである。低い建物はガタガタといった「短周期」で揺れやすく、高い建物はゆっくりとした「長周期」で揺れやすい。これは建物が「共振」することによって生じる現象で、共振した建物はブランコのように大きく揺れ出し、ひどい場合には倒壊に至る。

 気象庁が決めた長周期地震動階級は、被害の程度に応じて作られたもので、地震の揺れは同じでも、建物が持つ揺れに対する性質によって揺れが増幅されたりする。

 建物にはそれぞれ固有の揺れやすい周期、すなわち「固有周期」がある。これが地震の揺れと合うと建物が「共振」する。この固有周期は、建物の高さとほぼ比例しており、具体的には建物の階数に0.1秒をかけた数字が、固有周期の目安になる。例えば、10階建てでは1秒が固有周期となるので、周期1秒の揺れがやってきたら最もよく揺れる…

残り607文字(全文1357文字)

週刊エコノミスト

週刊エコノミストオンラインは、月額制の有料会員向けサービスです。
有料会員になると、続きをお読みいただけます。

・会員限定の有料記事が読み放題
・1989年からの誌面掲載記事検索
・デジタル紙面で過去8号分のバックナンバーが読める

通常価格 月額2,040円(税込)

週刊エコノミスト最新号のご案内

週刊エコノミスト最新号

8月23日号(8月16日発売)

電力危機に勝つ企業12 原発、自由化、再エネの死角 オイルショックを思い出せ ■荒木 涼子/和田 肇15 電力逼迫を乗り越える 脱炭素化が促す経済成長 ■編集部16 風力 陸上は建て替え増える 洋上は落札基準を修正 ■土守 豪18 太陽光 注目のPPAモデル 再エネは新ビジネス時代へ ■本橋 恵一2 [目次を見る]

デジタル紙面ビューアーで読む

おすすめ情報

編集部からのおすすめ

最新の注目記事