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コラム

2018年04月16日

耐震構造・制振構造・免震構造の特徴

地震の発生が多い日本では、常に地震に対してどう建物を守るかということが考えられてきました。地震の揺れに対応する建物の構造には耐震構造と制振構造、そして免震構造という3種類の構造があります。それぞれに特徴があり、実際に建物を建てるときには適した構造を採用しなければなりません。そこで、3種類の構造の特徴を説明します。

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建物そのものを強度に造る耐震構造

耐震構造とは、柱や梁など建物の構造自体の強度を高めることで地震の揺れに「耐える」構造です。柱と柱の間に筋交いを施したり、耐力壁を効率よく配置したりすることで耐震性を高めることができます。集合住宅では最も一般的な構造で、多くのマンションが耐震構造で設計されています。建物そのものは頑丈に作られますが、地震の揺れが建物に直接伝わるので、上層階にいくほど揺れが大きくなります。また、室内の家具類にも揺れが伝わり、大きな地震の場合は倒れる危険性があります。

なお、同じように見える「壁」でも建物を支える「主体構造」と「非構造部材」があります。柱や梁が主体構造の建物では多くの壁は「非構造部材」で、地震により損傷することはあります。主体構造に問題がなければ地震に対する建物の強さは変わりませんが地震後の修繕コストがかかります。

一方、壁式構造の「壁」は、多くが主体構造です。主体構造は損傷しないように設計されるため、大地震でも損傷部分が少なく、また柱や梁が主体構造の建物に比べて揺れが少ないのが特徴です。大成ユーレックの中層PC集合住宅は、この壁式構造を採用しています。

しなりながら揺れを軽減する制振構造

制振構造は、耐震構造に加えて組み込んだ制振装置が地震エネルギーを吸収し、建物の揺れを抑える構造です。制振装置には、柱や壁に配置するダンパーや、上層階に設置するおもりなどさまざまなタイプがあります。耐震構造に比べると揺れ幅が少なく、地震に対する揺れだけではなく風揺れにも効果があるといわれている構造です。しなりながら揺れを軽減させる構造としてタワーマンションなどの超高層ビルで用いられてきた技術であり、戸建住宅の地震対策としても用いられるようになってきました。

地震の揺れを建物に伝えない免震構造

免震構造は建物と地盤の間に免震層をつくり、地震の揺れを免震層で吸収する構造です。つまり、免震構造では建物が地盤と切り離された状態に近くなっています。地震発生時には、積層ゴムなどでできた免震装置が水平に動くため建物は地震の揺れ幅とは関係なくゆっくり大きく揺れますが、家具の転倒はほとんどなく、上層階でも同様の揺れで済みます。建物本体が損傷するリスクが少なく、地震後も建物の継続使用が可能です。ただし、縦揺れの場合は横揺れほど効果が見込めず、軟弱地盤には不向きです。免震装置の定期点検も必要です。

まとめ

耐震構造と制振構造、免震構造は、地震の揺れへの対応方法に違いがありました。1981年に導入された新耐震基準では、震度5強程度の地震でほとんど損壊せず、震度6強~7に達する大規模地震では倒壊や崩壊をしないことを目安としています。制振構造や免震構造は、この建築基準法で定められた耐震構造の基準をクリアした上で、さらに建物被害を防ぎ日常生活の継続可能性を高めたり、家具の転倒を防ぎ住人に安心を提供する構造といえます。コストは耐震構造<制振構造<免震構造の順に高額になります。どの構造を採用するかは、賃貸経営への考え方、地盤や建物形状など、総合的な判断が必要になるでしょう。

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