固有周期の優位性

7つの日本一

強さの秘密その3

固有周期

建物と地盤の揺れの周期

図:建物と地盤の揺れの周期

揺れをブランコに例えると

ブランコの長さ(リットル)が短いと固有周期が短く、長いと固有周期も長くなります。

図:揺れをブランコに例えると

固有周期とは:ある物体が振幅するとき、その物体が1往復する時間をその物体の固有周期といいます。

地震の揺れのタイミングに合わない建物を造る

建物を倒壊させる共振現象にも、百年住宅は無縁

地盤の揺れには特有の周期があり、大地震の場合には0.6秒から1.2秒の間にその周期があるとされています。地盤特有の周期と、建物の固有周期が一致した時に、揺れの方向が同調し、通常をはるかに上回る増幅された力が建物に加わります。これを共振現象とよび、建物の倒壊を引き起こします。百年住宅の固有周期は0.16秒と非常に短いので大地震の地盤特有の周期には同調しにくい構造です。一方、軸組構造の場合は、両者の周期が近く、共振現象が起きやすくなります。

中田邸屋上にて固有周期実験

共振現象

子供の頃、ブランコに乗って揺れに合わせてこぐ(あるいは、押してやる)と次第に揺れが大きくなることは誰にでも経験があることでしょう。これはブランコの固有周期とブランコをこぐ周期が合っているためです。このように、固有周期に合わせて周期的に力を加えると揺れが増幅されて大きくなっていく現象を「共振」と呼びます。共振すると小さな外力でも大きな振動となり共振しなければ、大きな外力にも振動は小さくなります。

図:共振現象

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