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【クローズアップ科学】高層ビル襲う長周期地震動 AI、スパコン活用…震災教訓に対策強化

NTTファシリティーズは、長周期地震動によるビルの揺れを模型で解析し、AIで制震ダンパーの動きを制御する研究を進めている(同社提供)
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 東日本大震災で都心などの高層ビルに大きな揺れをもたらした「長周期地震動」。教訓を南海トラフ地震に生かそうと対策が強化され、人工知能(AI)などを使って揺れを減らす新たな研究も始まった。(伊藤壽一郎)

共振で揺れ増幅

 地震が起きると、さまざまな周期の揺れ(地震動)が発生する。周期とは揺れが1往復する時間のことで、これが2秒程度より長いものを長周期地震動という。

 ゆっくりとした大きな揺れで、地震の規模が大きいほど発生しやすい。短い周期の揺れより衰えにくく、遠くまで伝わりやすいのも特徴だ。

 ビルには揺れやすい固有の周期があり、これが地震動の周期と一致すると「共振」という現象で揺れが大きくなる。ビルの周期は主に高さで決まり、10階建てで0・6~1・0秒、高さ100メートルの超高層ビルで3秒程度。高いビルほど長周期地震動で大きく揺れるのは、このためだ。

 大震災では震源から約400キロの東京の超高層ビルが大きく揺れた。約700キロ離れた大阪市でも超高層ビルの高さ約220メートルの最上階が約10分間、最大で左右に計2・7メートルの幅で揺れ、防火扉などが破損した。

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