T O P I C S
被害地震の経験から立ち上がり進化し続ける建築構造技術と建築構造設計
東京理科大学 工学部 建築学科 教授

はじめにたかはし髙橋

おさむ治

よび開発して実物大実験などの裏付けで実用

2008年１月号（通巻283号） の「理大 科学性を確認し，実建物に世界で初めて装着したフォーラム」誌に，取得学位に関する内容のが，ブレース型オイルダンパーとなる。

「減衰特性および各種依存性を考慮したブレース型オイルダンパーの開発と解析モデルに兵庫県南部地震（1995年）を経験関する研究」として執筆させていただいて以機械分野に学んだ➡オイルダンパーによる振来となる（写真１）。2008年当時の筆者は，動制御

建築構造計算プログラムも開発・販売してい兵庫県南部地震を経験し，世の中では新しる構造設計事務所で構造設計者として働いてい構造システム（免震・制振構造） の建物がいた。構造設計をしている中で，自ら考案お市民やエンジニアなどによるリベンジへの期待を込めて爆発的に建設されていた。そんな折に関わったのが，1995年に構造設計した「渋谷セルリアンタワー」（写真２） と「 関 東 郵 政 局 等 庁舎」である。前者は HMD（ハイブリッドマスダンパー） を

後者は粘性制振壁を100m 超えの超高層建物で初めて採用した（写真３）。
写真１

構造計画研究所本所新館とブレース型オイルダンパー

1996年12月，所属していた構造設計事務所で「本社ビル建設委員会」が発足し，全所員が参加の自社ビルイメージコンペが実施された。建築に関係ない所員も参加できるよ
うに，表現方法は自由，図面でなく文章でも標語でも良かった。要求は，ただ一つ「爽やかな５月の風が吹き抜けた

写真２

あとのような雰囲気の建物」
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渋谷セルリアンタワーと HMD

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オイルダンパー研究で先行していた（株）であった。
結果，20代の筆者が優秀提案賞を受賞し構

小堀鐸二研究所の坂本さん（東京理科大学工造設計リーダーを任された。まず，取り掛か学部建築学科平野研究室 OB） にも教えを請ったのは建物の設計外乱（荷重）と設計クラい，現場や実験を見学させてもらった。懐かイテリア（目標）の設定および新たな制振シしい財産である。先行していたオイルダンパステムの模索であった。これまでの構造設計

ーが武骨な感があったので，美しさにこだわ

経験で感じていた不満があった。マスダンパってブレース型オイルダンパーをデザインしーは定常波にしか効果がなく，粘性制振壁はた（写真１）。その後，引き続いて超高層ビ

温度依存性が激しいため設計時バラツキ検討

ル（図１） や庁舎補強（写真４） に本システのために３倍以上の手間がかかる（構造計算ムを採用した。

書も厚くなる）。そこで，オイルダンパーに注目し，ちょうど筆者の上の子が電車小僧で毎週のように秋葉原にあった鉄道博物館に通っていた時期である。新幹線車両のオイルダンパーを設計，製造していたカヤバ工業（株） の担当者に建物へオイルダンパーを採用したいとの思いをぶつけ，毎日のように機構や理論を学び，いろいろと雑談をさせてもらった。

写真３

図１

ブレース型オイルダンパーを採用した建物

関東郵政局等庁舎と粘性制振壁

愛宕グリーンヒルズ

補強前

写真４

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ブレース型オイルダンパーを採用した建物

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補強後

会津田島庁舎39

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天然ゴム系積層ゴム支承（水平方向免震装置）

鉄骨部材

空気ばね
空気ばね
（上下方向ベローズ
免震装置）
補助タンク

せん断力伝達装置（スライダー）

図２

３次元免震装置を採用した建物称名である。装飾的な縄文土器の中で軸力制御オイルダンパーの原理
溝ワンウェイバルブも特に装飾性豊かな土器である。十日減衰力
圧縮

町市博物館では国宝の縄文土器が大事

変位だからと２次元（水平）免震機器上に調整弁＋リリーフ弁（バイリニア特性）
所定の変形量を超えると，溝から油が流入

展示されていた。しかし，上下動の激しい揺れで免震機器から転倒し破損し圧縮ている。直下型地震の上下動の激しい揺れには，今までの２次元（水平）免ワンウェイバルブにより，溝から油が流入しない震では大切な国宝を守ることができな

引張

図３

阿佐ヶ谷「知粋館」かった。新幹線の脱線も国宝の破損も多くの命を奪ったのも，上下動に起因

長周期地震動対策用オイルダンパーの減衰特性 T-RESPO 構法

新潟県中越地震（2004年）を経験
鉄道車両分野に学んだ➡空気バネによる上下動対策している直下型地震で，この地震の被害を大きくしたのは2,215gal を記録した上下動の影響である。
そして，実験や検証を踏まえた構造設計を実施して，2011年３月，世界初３次元免震建

2005年に東京大学生産技術研究所の藤田隆

物は竣工した（図２）。竣工後に藤田教授か史教授（機械）を訪問した際に，ひとつの挑らは，『「国家プロジェクトで携わって開発し戦を勧められた。それは，その後の世界初３た３次元免震システムがあって，それをやら次元免震の実現につながるものであった。そないか？」と勧めたら，｢ それをやりましょの挑戦は，新潟県中越地震による被害での警う！」と直ぐに意気投合したのがそもそもの鐘を踏まえたものであった。

始まりで「新しいことを実現する」という強この地震では，日本の新幹線で営業運転中い意欲がありました。これは並大抵の意欲での初めての脱線事故が起きている。震央に近はないですよね』，とのコメントをいただいい上越新幹線の浦佐駅−長岡駅間の滝谷トンた。

ネル北側坑口付近を走行中だった東京発新潟行き「とき325号」が脱線している。この地

東北地方太平洋沖地震（2011年）を経験

域一帯は火焔土器と呼ばれる貴重な縄文土器

オイルダンパーをカスタマイズしたが発見される重要な地域である。縄文時代中➡長周期地震動対策期を代表する縄文式土器の一種で，燃え上が新宿の超高層ビルが長時間大きく揺れる映る炎を象ったかのような形状の土器を指す通像ではさまざまな場所からの動画が撮影され理大 科学フォーラム40

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写真５

ドームハウスの外観と構造解析結果ていた。揺れた理由は，超高層建物の長周期震災１ヵ月後から，高齢者や子供のいる家族の固有周期と地震動の長周期成分が共振したらを受け入れる避難所となり，大活躍した。

ためだ。建物の減衰性能が地面よりも小さい半球型のドームハウスは直径約７m，広さことも起因している。この長周期地震動対策

約40m 。構造材は鉄でも木でもなく，厚みの有効打として，オイルダンパーの減衰特性約20cm の発泡スチロールである。施工は，をカスタマイズしたものを開発し，「新宿セRC 布基礎を打設後に，12分割した壁部材をンタービル」に採用している（図３）。減衰接着剤で組み立てていく構造である。各棟に性は高めているが，周辺の柱，梁への影響がトイレや風呂，冷暖房もあり防災機能として小さくなるように考案している。自らが働いも優れ，軽く柱がないが壁全体で構成されるている本社ビルの制振補強に採用したいとの壁構造で耐震性が高く揺れに強い。

大手ゼネコンの申し出を受けて，アイディア

2

何年前だろうか，熊本市の行政機関から紹介を受けたと言って，一人の営業マンの訪問を提供した。

を受けた。どこの建設会社や設計事務所に行熊本地震（2016年）を経験っても，このドームハウスの実現は不可能と化学分野に学んだ➡新素材による新構造技術相手にしてもらえなかった，と言って，肩を熊本地域を震度７の激震が間髪入れずに二落としていた。その頃，ハウスメーカーの制度も襲った。４月14日21時26分の地震では，

振型式認定を何件か経験していた筆者は，型熊本県益城町が震度７，阿蘇市は震度５弱で式認定（国土交通大臣認定） を取得しませんあった。続いて発生した４月16日１時25分のか，と伝えた。ただし，何種類かの構造実験

地震では熊本県西原村と益城町が震度７，南（特に振動台実験）は，付き合ってもらいます

阿蘇村が震度６強，阿蘇市が震度６弱であっよ，として，雪荷重を想定しての鉛直実験にた。

振動台実験，クリープ実験などを実施した。

阿蘇神社では，重要文化財の楼門と拝殿が型式認定は，（一般財団法人）日本建築センタ全壊した。大規模な斜面崩壊や土石流，地滑ーの構造評定委員会（木質系）で取得した。

りが発生している。阿蘇大橋は崩落し，国道晴れて，夢を実現できることになったのであも複数個所で寸断された。熊本県南阿蘇村にる（写真５）。

は「阿蘇ファームランド」が運営している宿

熊本地震の１ヵ月後に，国道を山側に迂回泊施設「ドームハウス」（約450棟）がある。

して「阿蘇ファームランド」を訪れた。すで温泉棟が付随するこの施設は被災が圧倒的にに，被災所帯を受け入れていたが，どの家族少なかったために，南阿蘇村の要請を受け，も大浴場を使用して笑顔もこぼれていた。新

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midas iGen
POST-PROCESSORBEAM STRESS
組合わせ（Max）
285.92
169.240.00−64.12−180.80−297.48
倍率＝4.6929E −002

CB：DL＋WX

MAX：85
M I N：86〜
FILE：tensegrity ⑧
UNIT：N/mm2
DATE：01/24/2017

表示−方向Z
X
Y

X：−0.612
Y：−0.612
Z： 0.500

図４

高強度アラミド繊維を応用したドームの構造設計

1474

ロープ/ネット

3052

1474
ロープ/ネット

1225

3569

ロープ/ネット

3750
6000

9000
長手立面図

図５3000正面図

側面図（１ユニット）

CFRP を活用したコンパクト住宅の構造設計

素材が建築構造として安心を提供した瞬間で震後に降った豪雨の影響で浸水した建物の土ある。

掻き，土に塗れた生活用品の清掃，今後の台これらの新素材の建築構造としての成功体

風到来に備えての土嚢積みを実施している。

験から，最近では，図４，５のような新素材

最近では，建設用重機車両（ユンボ）の免についての実践的研究を進めている。

許も取得し，大々的に活動を実施してきたとのことである。当然，被災者に迷惑はかけら多くの地震を経験してれない。寝る場所，食べる場所はもちろん，新たな問題とその解決に向けてトイレも自分で持ち込み，設置し，撤収して➡
（ボランティアと応急判定）くるとのことである。ボランティア活動から2016年度の開始早々に熊本地震が発生。髙

帰ってきた学生のコメントを紹介したい。

橋研究室の学生の心に何かが点火された。あ「与えに行くわけではないんだよね，受けてる学生から相談を受けた。

帰ってきました。はじめは私語をせず，ひた「居ても立っても居られない。熊本地震のすら一生懸命活動するイメージ。引率してくボランティア活動へ行きたい」と。時期的にれた人も，それが一般的なイメージで，ボラは，GW 後，ちょうど，ボランティア活動のンティアが毛嫌いされるのも事実と話してい人数が減少することを聞きつけたのも動機らた。実際は，もちろん一生懸命活動するが，しい。研究室から参加した学生たちは，６月元気に声を出して，時に笑みもあり，その雰〜９月の間に３度（毎月２日〜５日） の活動

囲気づくりがとても大事。それは自分たちがに参加。最初は益城町に行き，コンクリート安全に活動することで，元気な誰かの姿が被ブロック塀の撤去，倒壊した建物内部からの災地の人々の励ましにもなること。厳かな雰家具の運搬などを行った。次に赴いた南阿蘇

囲気も，やっぱり当然に必要な時はあるが，村（阿蘇大橋が落橋し，交通も不便）では，地ずっとそれではない。活動後に思うことは，理大 科学フォーラム421706p38-43トピックス_髙橋_案1.indd

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黄紙：ヘルメットを着用すればはいれる

緑紙：使用可能
被害が小さい写真６

赤紙：立ち入り禁止
応急措置をすればはいれる

応急危険度判定とボランティア活動

6．0e −003
5．4e −003
4．8e −003
4．2e −003
3．6e −003
3．0e −003
2．4e −003
1．8e −003
1．2e −003
6．7e −004
0．0e ＋000
5．2e −004

写真７

平成28年度木造耐力壁ジャパンカップ決勝と構造解析結果

ボランティアは，不謹慎ながら，本当に申し安全に安心して多くの建物でボランティア活

訳ないけど，楽しいんだよ，と思えました」

動ができる！」。それが彼らの卒業論文でのと語る。経験を積んだ者でしか語れない言葉提案である。

である。そして，問いかけてきた，「応急危険度判定って意味あるんですか？」と。

おわりに被災した建築物を調査し，余震などによるここでは紹介できていないが，「天井にオ倒壊などの危険性を判定し，人命にかかわるイルダンパーを利用して落下を防ぐシステ

災害防止をすることが応急危険度判定の目的ム」「大地震時に落下の可能性があるエスカである（写真６）。その結果は，見やすい場レーターの法整備に関する実験と構造設計」

所に掲示され，居住者や付近を通行する歩行「想定外地震に負けない新型免震・制振装置者らに危険度を情報提供することとしていの開発」など，多くの研究が建築業界だけでる。しかし，赤紙・黄紙の家にはボランティなく，さまざまな理学，工学の分野をブリッアを派遣できないし入ってはいけない。安全ジしながら産学官連携での共同研究が同時にのために出入禁止が原則であるためだ。卒業動いている。それぞれが，整理でき次第に，論文でその学生が提案している。「ボランテまた報告できればと思う。

ィアチームに構造設計者が加われば，赤紙・最後に，今後も参加して優勝を目指す「木黄紙の住宅に入ることができるシステムを提造耐力壁ジャパンカップ」の結果写真（写真案したい。可能なら応急的な補強をして，家７）を載せておく。構造技術で未来を築くこ

財の運搬などの活動を行うことができれば，とを葛飾キャンパスから発信していきたい。

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