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地震と揺れ

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ID非公開さん

2018/7/1112:22:15

地震と揺れ

地震によって建物が揺れるのは建物の固有周期と、地震の固有周期が一致するからですよね?

下の写真にあるように、今は震度7で激しく揺れますが、建物の固有周期を劇的に遅くすることによって、地震による建物の揺れは収まっていくのですよね?

固有周期,地震,建物,フーリエスペクトル,構造物,地震波,加速度応答スペクトル

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pse********さん

2018/7/1115:56:06

建物の固有周期と地震の揺れの固有周期が一致しなくても揺れるのですが、周期が近くなるとさらに大きく揺れることは考えられます

固有周期の長い建物の例としては高層建築がありますが、巨大地震(例えば南海トラフ地震)では長周期地震動と呼ばれる、周期の長い揺れが予想されていて、高層建築は大きく揺れるだろうと考えられています

気象庁の解説はこちら
https://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/choshuki/index.html

アイディアはよくわかるのですが、固有周期をずらすことは技術的に簡単ではないので、実際は難しいかもしれませんね

武村雅之「地震と防災」というわかりやすい本がありますので、関心があればどうぞ。

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nvw********さん

2018/7/1208:27:37

【地震によって建物が揺れるのは建物の固有周期と、地震の固有周期が一致するからですよね?】(ID非公開さん)


・「地震の固有周期」などというものはありません。

気象庁「ホーム > 各種データ・資料 > 地震の活動状況 > 強震観測 > 用語の解説 > フーリエスペクトルと加速度応答スペクトル」<http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/kyoshin/kaisetsu/outou.htm>
を。
『・・地震波が構造物におよぼす影響を地震波のフーリエスペクトルから読み取ることは困難です。地震波によって構造物がどのように振る舞うかを知る方法として応答スペクトルが・・
・・・
2003年の宮城県沖の地震のときには、固有周期が0.3秒程度の構造物は大きい力を受けますが、固有周期が0.5秒以上の構造物は大きな力を受けなかったのに対し、兵庫県南部地震の固有周期0.5秒~1秒の構造物に大きな力を受けることがわかります。』

主な地震の「フーリエスペクトルと加速度応答スペクトル」については、気象庁「ホーム > 各種データ・資料 > 強震観測データ」<http://www.data.jma.go.jp/svd/eqev/data/kyoshin/jishin/index.html>を。
各観測所の「波形」の中に「フーリエスペクトル」「相対速度応答スペクトル」が出ています。


・参考:
『・・・
制震・免震・耐震の比較[編集]
比較すべき概念として「免震」と「耐震」があり、以下のように要約できる。

制震[編集]
地震動をエネルギーとして捉え、建物自体に組み込んだエネルギー吸収機構により地震が入力しても抑制する技術。建物の揺れを抑え、構造体の損傷が軽減されるため繰り返しの地震に有効。大規模建築物に採用する事が多かったが、近年では戸建て住宅への効果も検証され、採用する例が急増している。免震に比べて、コストは安価。

免震[編集]
地盤との絶縁などにより、地震力を受けないようにする。基礎部分にアイソレータやダンパーを敷き、その上に建物を設置することにより、地盤の揺れに建物が追随しないようにする。あらゆる規模の建築物に有効だが、コストは大きく、普及率は高くない。又、地盤と絶縁する為、強力な台風や竜巻により倒壊する可能性がある。又、津波に押し倒される可能性もあり、前述の台風や竜巻が起こっている時に地震が起きると、更に倒壊の危険性が高まる。

耐震・・・』
※wikipedia[制震]より。

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yos********さん

2018/7/1116:45:59

波には周波数と波長の2つの見方があります。
地震波の速度が一定とすると周波数と波長は反比例する関係にあります。
そして固有振動の問題にはもう一つの課題点があり、波長が短い波は波長の整数倍となる長さにも強震を起こすようになります。

片方が固定されている建物の場合で見ると、半波長の高さで基礎と頂部が反転するように揺れ、1/4波長なら基礎が揺れても頂部は揺れ難くなるような関係となります。

この時1波長や3/4波長の波でも同じような共振を起こす現象が生じるのです。

地震の波は1ヘルツ以下の波から数十ヘルツまでの広い帯域があります。
そのため波長もどこかに固有として計算し逃れることはできません。

逆に言うと建物に固有振動数を持たせない複雑怪奇で、なおかつ強固な建物とするのが建物の共振を防ぐ唯一の手段と言ってもいいでしょう。

波には周波数と波長の2つの見方があります。
地震波の速度が一定とすると周波数と波長は反比例する関係にあります。...

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