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REIC ニュース：特集

緊急地震速報と空気浮上ベアリングを用いた高知能免震システムの開発
東京電機大学 工学部 機械工学科教授
藤田 聡
はじめに平成 15 年 4 月にリアルタイム地震情報利用協議会「電力プラント等対応 WG」委員長ならびに「技術評価委員会」委員を仰せつかって以来，当該技術の産業施設等への具体的適用について興味を持っていた．そこで，平成 16，17 年頃より緊急地震速報を情報源とし起動するエアベアリングを用いた空気浮上式免震システムの研究開発を行った 1)．1995 年の兵庫県南部地震において，初めて免震構造物の優れた耐震安全性が立証されたが，平成 15 年に発生した十勝沖地震による苫小牧石油タンクのスロッシング発生による火災事故，また平成 16 年に発生した新潟県中越地震における震源から 200km 以上も離れた東京都内超高層ビルのエレベータロープの共振等の事例により，免震構造物は地震動の長周期帯と共振してしまうことが明らかになった．その対策として，免震構造物の固有周期をさらに長周期化（浮上することで原理的には周期無限大）することで，こうした問題に対応すべく研究開発を開始したわけである．
空気浮上免震システム
空気浮上免震システムは免震装置であるエアベアリング（図１参照）を用いた空気浮上装置と緊急地震速報情報を用いた起動判断システムの二つから構成される．緊急地震速報受信後，直ちにコンプレッサーを起動させ装置を浮上させるが，エアタンクを設けているので受信後１秒以内に非免震物は浮上し，基礎／床から絶縁される（図２参照）．

図２ 高知能免震システム構成
図１ エアベアリング■REIC ニュース No.9 2018 Apr

REIC ニュース：特集
３次元振動台実験
コンピューターサーバーを免震対象とした振動実験を実施した（図３参照）．コンピューター上にて緊急地震速報を発生させ，浮上免震システムの性能検証を実施した．緊急地震速報受信後，約１秒で5.4mm程浮上し完全浮上状態となる．JMA Kobe NSの水平方向加振のみの場合では，地震波加振中+0.14mm，--0.15mmの範囲内で安定した挙動を示し，水平最大加速度入力4.42m/s2の条件下で，供試体の最大応答加速度は0.0246m/s2 と入力加速度の1/100以下へと低減する免震効果を示した．引き続き，鉛直入力動の影響を調査するために水平・鉛直同時入力加振実験を実施した．
JMA Kobe NS 4.38m/s2，UD 2.21m/s2加振時の結果を図４に示す．水平最大応答加速度は0.559m/s2 と鉛直入力時には免震性能が低減
図３ コンピューターサーバーを対象とした
高知能免震システム振動実験

したものの，入力加速度に対して約1/8へと低減しており通常の免震装置比べて格段の免震性能を発揮していることが判明した．また，鉛直方に関しては入力に対して増幅はあまりなく，鉛直振幅変動に関しても標準浮上高さ5.4mmに対して，変動幅は+1.54mm，-1.48mmの範囲に収まり安定した浮上状態を続けた．

図４ 水平・鉛直同時加振時の免震性能（JMA Kobe NS・UD）
おわりに
ここでは，緊急地震速報を利用した高知能免震システム研究・開発について紹介した．緊急地
震速報に加え，昨今は安価で長周期地震動まで計測できる加速度計等も開発されたことから，こうした地震情報を用いたより高度な免震／制振システムの開発や防災計画の高度化が図られることを期待する．
参考文献1) S. Fujita, K. Minagawa, G. Tanaka and H. Shimosaka, Intelligent Seismic Isolation System Using Air Bearingsand Earthquake Early Warning, Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Elsevier，Volume 31, Issue 2,(February 2011)，pp.223-230.
■REIC ニュース No.9 2018 Apr