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日本建築学会大会学術講演梗概集（北陸） 2010年 9 月

長周期地震動に伴う棟間衝突に関する一考察
その１：1985 年メキシコ地震を教訓にして1985 年メキシコ地震
やや長周期地震動

メキシコ盆地棟間衝突

正会員○太田 外氣晴*1

正会員

磯部 大吾郎*2

同井上 智広*3

同松枝 富士雄*4

埋め立て軟弱地盤
進行性破壊

１．まえがき巨大地震の発生が想定されている日本では、やや長周測点や、建物 N. Leon の位置も示されている。同図から各期地震動と高層ビルの応答の再評価が必要である。1985

SA が判る。市中心部に近い SCT の Tp は約 2 秒であるが、地点のピーク周期 Tp と UNAM に対するスペクトル振幅

年メキシコ･ミチオアカン地震 Ms8.1 では、震央距離約

市の東部の Tp は 3～5 秒で、SA は市中心部の数倍もある。

400km の極端な埋め立て軟弱地盤のメキシコ市で大被害

メキシコ盆地の表層地盤と主要地点を図 2 に示す。N.

が発生して世界を驚愕させた。この大被害を改めて見直Leon では、本震時における強震記録はない。しかし表層し、日本における今後の教訓になる点を検討したい。

軟弱地盤の深さが同程度の SCT の記録は、図 1, 3 のようそこでメキシコ盆地の地盤と地震動特性、及びトラテに卓越周期 Tp≒2 秒で、図 1 では両地点の SA も同程度でロルコ団地の 14 階建て集合住宅 Nuevo Leon(N. Leon)をある(図 3 には日本の限界耐力計算法の値も併記)。そこ再調査し、倒壊現象の解析的な再現を試みる。この時、3で N. Leon には、SCT の観測記録を与えることとする。

連棟建物の棟間衝突の問題等に直面する。ここではそれSCT の観測記録の水平成分は NS, EW であるが、震央かららの問題を追及して、今後の参考に供するものである。の地震波が建物との角度に応じた方向変換を実施する。
西部丘陵地の UNAM や Tacubaya における水平最大加速度

２．地盤と地震動
メキシコ市は海抜約 2240m にあり、メキシコ谷が火山は 28～44Gal であった。SCT, EW の記録はフイルターが活動でせき止められて、大テスココ湖が形成されていた。

深さ(m)

N

中間地帯

50

N. Leon

1521 年、湖中にあったアステカ帝国の首都テノチティト

0

ランは、スペイン軍に占領された。湖は大規模埋め立て

一により約 1800 万人の大都市となり、地震被害を受けた。

砂

メキシコ市では、丘陵地、旧湖地帯、中間地帯の 3 分

層
上震央割の地盤区分であった。1985 年地震の後に地盤区分が見堆

旧湖地帯

れていたが、現在は連続的に分類されている(図 1)。
1985 年地震の後、強震観測点は約 100 点となり、主要点における 5 地震の平均スペクトル比(対メキシコ大丘陵地帯
図2

←SCT部

SCT直され、市の中心部と南部は、地震前は不連続と考えらUNAM)を図 1 に示す。同図には、本研究で注目される観←N. Leon

第第積二粘砂土層層メキシコ市の表層地盤(UNAM による)と主要地点

N.Leon限界耐力計算法(簡略法)

Tacubaya
SCT

512/T

1382/TUNAM

図１メキシコ市の地盤区分と平均スペクトル比 1)に加筆

図 3 SCT その他強震動の加速度応答スペクトル SA2)に加筆

Collision between Neighboring Buildings under Long-Period Ground
Motion, Part 1: Lessons Learned from 1985 Michioacan Earthquake―939―

Tokiharu OHTA, Daigoro ISOBE, Tomohiro INOUE
and Fujio MATSUEDA

施され、約 162Gal(元記録は 168Gal)となった。

表1

Type-C(14 階建て)の T1 に関する平均周期(秒)5)を整理

建物の方向

３．対象建物の概要

NS 長辺 LEW 短辺 T

棟の No＊123123

メキシコ市内の多数建物の 1 次周期 T1 が各団体で測定

9 建物平均1.181.071.181.76

1.731.72

された。それらを纏めて図 4 に示す。これらは日本建築

iT1/2T11.101.00

1.101.021.000.99

学会の調査団、その他によっている 3)。実線は、大半の建平均

物の T1 がこの範囲にあるとされている。階数 N～T1 の関係式と日本の類似の式

4)

1.73

＊:3 棟中の 2 が中央棟、1 が北棟と想定。捩れの平均:1.49 秒
Type-C の代表 Chihuanua の周期特性 5)を整理

表2も示す。日本の建物の T1 よりメキシコのそれはかなり長い。その理由は、メキシコの耐1.14

建物の方向NS 長辺 L

EW 短辺 T

震設計荷重が日本のそれより小さいことによる。例えば棟の No

123

123周期 2.0 秒でのベースシヤー係数 CB は、日本の約 1/2.7

Chihuanua

1.39

1.11

1.13

1.94

1.631.77である(地震後に改定され、従来の 1.67 倍)。これら構造

iT1/2T11.25

1.01.02

1.19

1.0

1.09

物の種別や方向は区別されていない。図 4 の 2 つの印は、14 階の建物の例を写真 1 に示す。同写真によれば、建物は左(長辺方向)に少し傾斜して、1 階が被害を受けていた。
その前の地震とは、1979 年ゲレロ地震 Ms7.6 である。
被害率は、日本建築学会の A～C 地区(市中央部)の結果市中心部の東側と西側に区分した帯状地域が主である。
6日

5T1=0.11N

本東寄り

期は表 1 によれば 1.14～1.73 秒で、図 3 の Tp=2 秒に近い。

周

S 造:T1=0.075N+0.05

3T1 2(s)従って、建物は進行性破壊をしたものと推定される。
被害棟 各階棟 ％期を集計して図 5 に示す。同図から 14 階が最大で、その周T1=0.08N

西寄り

次 4RC 造系: T1=0.04N+0.12102040)(0図460 階数 N

階数 N と 1 次周期 3)に加筆

150大破以上の建物 A-C 地区 2211 棟
10050
0
1 3 5 7 9 11 13 15 17 階数 N/一メキシコ

写真 1 類似建物の傾斜

建物 N. Leon の軒高は 39.1m, 幅は 12.5m, 長さは 10cmのエキスパンション ジョイント 2 か所を含めて全長160m で、同形式の建物は Type-C と呼ばれる。これらの建物 9 棟は、地震後に各々の NS, EW, 捩れの T1 と減衰定数 h が測定されている。それら建物の NS, EW の平均 T1を表 1 に示し、N. Leon の西 270m にある Chihuanua の T1を表 2 に示す。表 1 によれば、NS, EW の T1 は夫々1.14 秒、1.73 秒と得られているが、3 連棟の間での相違は最大 10%である。h の平均値は、NS: 4.05%, EW: 4.15%である。

図 5 建物階数と被害率(日本建築学会の結果を集計)2)

４．結び
1985 年メキシコ地震で、やや長周期地震動により倒壊した 3 連棟建物の棟間衝突を議論するため、地盤と地震動の性質を再確認した。また、建物の周期特性を求めた結果を整理して、被害建物と地震動の関係を明らかにした。14 階等の建物は、進行性破壊をしたと考えられる。
参考文献： 1)E. Reinoso, & M. Ordas: Spectral Rations for
Mexico City from Free-Field Recordings, Earthquake Spectra, Vo.

一方表 2 によれば、中央棟に対する他棟の周期比は、最大 25%である。極軟弱な埋め立て地盤のメキシコ盆地
では、地盤沈下に適応できるよう摩擦杭が多用される。
しかし、N. Leon は前の地震で建物が不同沈下をしたの

第 14 回地盤震動シンポジウム、1986.7 に加筆、3)田中礼治、他で、支持杭が増設された。このように同一仕様で設計施害調査に関する研究、日本建築学会構造系論文集 1989.4(学会、工されても、地震や地盤･杭構造の相違により、ある程度

小林啓美、鹿島建設) 4) 太田外氣晴：地震荷重、新建築学体系周期の変動がある。その例として、地震の後に傾斜した

35, 荷 重 ･ 外 力 、 彰 国 社 、 pp.201-276, 9991 年 5) TERCERA

15, No.2, 1999, 2)太田外氣晴：メキシコ地震の被害と地盤震動、3 名：メキシコ地震(1985 年)におけるメキシコ市内の RC 造建物被REUNION DE LA COMISION TECNICA ASESORA, 1986.4*1 足利工業大学総合研究センター 工博*2 筑波大学大学院准教授 博（工）*3 NHK 制作局 科学環境番組部*4 (株)橋梁コンサルタント*1: Collaborative Research Center, Ashikaga Inst. of Tech., Dr. Eng.
*2: Dept. of Eng. Mech. and Energy, Univ. of Tsukuba, Dr. Eng.
*3: Science Programs Division, Japan Broadcasting Corporation*4: Kyoryo Consultants Ltd.

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