IAU型免震システム
IAU型免震の免震性能−実大実験による
建物に伝わる加速度を大幅に低減

I A Uでは、実際の建物を振動台上に載せ地震観測波で揺らす試験、いわゆる「実大実験」を、すでに12回にわたって行い、IAU型免震の性能確認を行ってきました。
阪神大震災での地震動以上の振動を入れる実大実験も、すでに5回、1997年、2000年、2002年、2003年、2005年、計360波以上の実験を行われ、優れた免震性能が証明されています( 実大実験論文1論文2[PDF形式:111KB] )。

2階建て木造の戸建て住宅を利用した実験のビデオ(阪神淡路大震災の最大加速度観測波─神戸海洋気象台観測波の増幅波100kineによる外観映像)をご覧になりたい方はこちらをクリックしてください(RealMovie形式 160KB)。
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震度7の揺れを震度4に

●ノースリッジ地震最大加速度観測波の増幅波

この12回の実大実験のうち、最大加速度の地震波は、2004年新潟県中越地震での最大加速度 2515gal 同等※2で、1995年阪神淡路大震災での最大加速度(神戸海洋気象台観測波)818galの約3倍の、 1994年ノースリッジ地震最大加速度観測波Tarzana波の増幅波(EW:114kine NS;1324gal EW:2376gal UD:1435gal)震度7(水平2方向計測の計測震度:6.5※3)の地震波です。
IAU型免震システムは、この震度7 2376galの揺れを、免震住宅2階で加速度184galに、地震入力加速度を約1/13 に低減、震度7を震度4(水平2方向の計測震度:4.4※3)にします。
このような地震でも、IAU型免震システムで建てられた建物は、倒壊の心配がないだけで無く、建物内部の家具転倒等による被害もまずありません。


※1:震度7には上限がなく、計測震度8以上でも震度7のため、全ての震度7に対して震度4にできるわけではありません。
※2:gal :加速度単位で、重力加速度1Gは、981galです。kine:速度単位で、cm/秒で、100kineは、秒速1mです。
※3:気象庁の計測震度計算による。 →震度の算出方法

1994年ノースリッジ地震最大加速度観測波図
震度6の揺れを震度4に

●新潟県中越地震最大加速度観測波の増幅波

2004年新潟県中越地震で最大加速度を観測しました川口町観測波(NS;1639.9gal EW:2035.6gal UD:548.5gal XYZ合成:2515gal)のさらに増幅波(NS;1755gal EW:2205gal UD:773gal XYZ合成:2807gal震度6強(水平2方向の計測震度:6.3※)の実大実験の結果によりますと、
IAU型免震システムは、この震度6強 2205galの揺れを、免震住宅2階で加速度167gal に、地震入力加速度を約1/13 に低減、震度6強を震度4(水平2方向計測の計測震度:4.4※)にします。
このような地震でも、IAU型免震システムで建てられた建物は、倒壊の心配がないだけで無く、建物内部の家具転倒等による被害もまずありません。

※:気象庁の計測震度計算による。 →震度の算出方法

2004年新潟県中越地震最大加速度観測波図

●東海地震想定波

東海地震を想定して作成された地震波※1(NS;71kine NS;823.6gal EW:925.0gal UD:465.2gal震度6強(水平2方向の計測震度:6.3※2)の実大実験の結果によりますと、
IAU型免震システムは、この震度6強 925galの揺れを、免震住宅2階で加速度93.6galに、地震入力加速度を約1/10 に低減、震度6強を震度4(水平2方向の計測震度:4.4※2)にします。
このような地震でも、IAU型免震システムで建てられた建物は、倒壊の心配がないだけで無く、建物内部の家具転倒等による被害もまずありません。

※1:政府中央防災会議の東海地震被害想定の想定地震に準拠。
※2:気象庁の計測震度計算による。 →震度の算出方法

東海地震想定波(静岡)による実大実験結果図

●阪神淡路大震災最大加速度観測波

1995年阪神淡路大震災で最大加速度を観測しました神戸海洋気象台観測波(原波 NS;90kine NS;818.0gal EW:617.3gal UD:332.2gal / 実験波 NS;100kine NS;823.1gal EW:603.8gal UD:333.0gal)震度6強(水平2方向の計測震度:6.4※)の実大実験の結果によりますと、
IAU型免震システムは、この震度6強 823galの揺れを、免震住宅2階で加速度83galに、地震入力加速度を約1/10 に低減、震度6強を震度4(水平2方向の計測震度:4.0※)にします。
このような地震でも、IAU型免震システムで建てられた建物は、倒壊の心配がないだけで無く、建物内部の家具転倒等による被害もまずありません。

※:気象庁の計測震度計算による。 →震度の算出方法

1995年阪神淡路大震災 増幅波による実大実験結果図(地震入力/免震応答加速度比較)
耐震/免震比較実大実験

実大実験では、耐震住宅での実験も同時に行い、耐震とI AU型免震の比較も行っています。
1995年阪神大震災の最大加速度が観測された神戸海洋気象台観測波での以上のような実大実験結果から、
地震入力に対して、2階床面の加速度を、I AU型免震は、約1/10に低減していますが、通常、耐震は、1.5倍〜2.5倍増幅します。
下記の耐震/免震実大実験比較の通り、
耐震に対して、I AU型免震は、約1/16 に地震の揺れを低減しています。Q&A 「1/10免震」

●免震構造

下のグラフは1995年阪神淡路大震災で最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測波を、I AU型免震を装備した在来木造2階建ての戸建て住宅(延床面積 135.8m2)に加えた場合の実大実験結果で、地震入力加速度と建物2階床面に伝わる加速度を示しています( I AU型免震構造の2階床面最大加速度 83.4gal /地震入力最大加速度 823.1gal )。
地震入力加速度に対して建物の2階床面の加速度を、I AU型免震は、約1/10 に低減しています。
( 0.10≒免震構造の2階床面最大加速度 83.4gal /地震入力最大加速度 823.1gal )→実大実験結果
また、地震入力震度6強(水平2方向の計測震度:6.4※)の揺れを、震度4(水平2方向の計測震度:4.0※)に低減しています。

※:気象庁の計測震度計算による。 →震度の算出方法

1995年阪神淡路大震災 増幅波による実大実験結果図(地震入力/免震応答加速度比較)

●耐震構造

下のグラフは上のグラフと同じ1995年阪神淡路大震災で最大加速度観測波の神戸海洋気象台観測波を、耐震構造の在来木造2階建ての戸建て住宅(延床面積 135.8m2)に加えた場合の実大実験結果で、地震入力加速度と建物2階床面に伝わる加速度を示しています( 耐震構造の2階床面最大加速度 1439.3gal /地震入力最大加速度 899.5gal )。
耐震住宅では、地震入力に対して2階床面の加速度は、通常1.5倍〜2.5倍増幅しますが、この耐震構造の実大実験では、地震入力加速度に対して建物の2階床面の加速度を、約1.6倍増幅しています。( 1.60≒耐震構造の2階床面最大加速度 1439.3gal /地震入力最大加速度 899.5gal )
また、地震入力
震度6強(水平2方向の計測震度:6.4※)の揺れを、震度7(水平2方向の計測震度:6.7※)に増幅しています。

※:気象庁の計測震度計算による。 →震度の算出方法

1995年阪神淡路大震災 増幅波による実大実験結果図(地震入力/耐震応答加速度比較)

●耐震/免震比較

以上の、2階床面応答加速度の実大実験比較から、耐震建物に対して、I AU型免震建物は、約1/16 に地震の揺れを低減しています。
(2階床面応答加速度比較:
1/16≒免震構造の応答倍率 0.10/耐震構造の応答倍率 1.60 )
耐震建物の震度7 に対して、I AU型免震建物は、震度4 に地震の揺れを低減しています。
耐震構造に比べ、 I AU型免震がいかに地震加速度を低減しているかが分かります。

1995年阪神淡路大震災 増幅波による実大実験結果図(耐震/免震応答加速度比較)

●耐震/免震比較映像

上記実大実験の、耐震構造と免震構造の比較映像です。 ビデオ映像もご覧いただけます。

 
免震構造の揺れ その1   耐震構造の揺れ その1
 
免震構造の揺れ その2   耐震構造の揺れ その2
 
免震構造の揺れ その3   耐震構造の揺れ その3
 
免震構造の揺れ その4   耐震構造の揺れ その4
▲非常に緩やかな揺れで家具も
転倒していません。
  ▲家具が転倒し、建物自体もかなりの
ダメージを受けています。

この耐震と免震との室内の比較ビデオ(阪神淡路大震災のの最大加速度観測波─神戸海洋気象台観測波90kineによる実大実験)をご覧になりたい方は
実験3(耐震・免震比較) 実験10 耐震室内 / 免震室内
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IAU型免震の免震性能

上記の地震波以外にも様々な地震波を加えてみましたが、 I AU型免震構造はどの場合も高い免震性能を発揮しました。
下表のデータは、12回の実大実験のうちの、5回分の実大実験データーです。
過去のさまざまな大地震の揺れを再現し、IAU型免震住宅の応答をみたものです。
低減率をみると、地震力を7.6%〜33.3%に低減しており、非常に高い免震性能を発揮しています。→実大実験参照

(1)1997年実大実験結果

人工地震波

地震の最大入力
加速度
(A)

建物2階応答加速度
(B)

B/A

Taft
40kine NS+EW

359.5gal

67.5gal

18.8%

Hachinohe>
40kine NS+EW

249.1gal

56.3gal

22.6%

1995年阪神大震災最大加速度観測波(神戸海洋気象台)の
増幅波
100kine NS+EW+UD

823.1gal

83.4gal

10.1%

1995年Fukiai
75kine NS+EW

432.7gal

60.0gal

13.9%

(2)2000年実大実験結果

人工地震波

地震の最大入力
加速度
(A)

建物2階応答加速度
(B)

B/A

El Centro
50kine NS+NS

498.2gal

92.7gal

18.6%

Taft
50kine EW+EW

440.7gal

95.8gal

21.7%

Hachinohe
50kine EW+EW

252.7gal

84.1gal

33.3%

1995年阪神大震災最大加速度
観測波(神戸海洋気象台)
94kine NS+EW+UD

801.1gal

95.1gal

11.9%

2001年4月25日 日本機械学会主催第7回「運動と振動の制御」シンポジウム発表論文
実大実験論文1 参照

(3)2002年実大実験結果

人工地震波

地震の最大入力
加速度
(A)

建物2階応答加速度
(B)

B/A

El Centro
50kine NS

552.8gal

93.6gal

16.9%

1995年阪神大震災最大加速度観測波(神戸海洋気象台)の増幅波
90kine NS+EW+UD

882.5gal

84.6gal

9.6%

1994年ノースリッジ地震
最大加速度観測波の増幅波
114kine NS+EW+UD

:2376.5gal

183.5gal

7.7%

(4)2003年実大実験結果

人工地震波

地震の最大入力
加速度
(A)

建物2階応答加速度
(B)

B/A

El Centro
50kine NS

496.9gal

79.3gal

16.0%

1995年阪神大震災最大加速度観測波(神戸海洋気象台)の
増幅波
110kine NS+EW+UD

1072.3gal

86.8gal

8.1%

東海地震想定波(静岡)
NS+EW+UD

925.0gal

93.6gal

10.1%

日本建築学会2003年度学術講演会(2003年9月)発表論文
免震論文 2 [PDF形式:111KB] 参照

(5)2005年実大実験結果

人工地震波

地震の最大入力
加速度
(A)

建物2階応答加速度
(B)

B/A

2004年新潟県中越地震最大加速度観測波(川口町)の増幅波
NS+EW+UD

2204.5gal

166.8gal

7.6%