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免震について
加速度と降伏点
地震の時に、建物に加わる力を地震力または地震荷重といいます。地震によっては、建物に加わる水平方向の力は、地震で生じる加速度が大きくなるに比例して大きくなります。速度の変化のことを、加速度といいます。これは、1秒間における速度の変化を表しています。
地震の加速度は、一方向にのみ繰り返される力と思うかもしれませんが、そうではありません。周期もいろいろありますし、大きさも方向も別の加速度が混じっています。一般的には、地震の垂直振動の加速度は、水平方向の加速度の5分の1から10分の1程度です。一般的に建物は縦の振動に対しては強いものです。
家具や建物の重さを支えるように設計されているからです。ただし、横からの振動には弱いところがあります。ちなみに、免震構造の建物は、横の揺れにも強いとされています。建物は、横から押されることで傾いていきますが、大体2センチくらい傾くまでは、力が抜けると傾きは元に戻ります。
しかし、ある程度の限界を超えて力を加えてしまうと、元には戻らなくなって、変形したままになります。この限界を、降伏点と呼びます。建物は、一般的に降伏点をかなり越えたとしてもそれだけで倒壊するようなことはありません。しかし、変形を何回も繰り返してしまうと、建物の傾きは大きくなっていき、最終的には倒壊してしまいます。
地震で建物が倒壊してしまうのは、一度で大きく変形してしまったか、降伏点を越える変形が繰り返されたケースになります。免震構造は、このような揺れに対しての減衰効果があるので有効だとされているのです。