問 何故、地震が発生すると建物は揺れるのか？壊れるのか？
地震発生時に地震波は地盤内を伝播しますが、工学的地盤面を一定の速度で伝わり、そこから地上に伝播するものと言われています。一般的に、建物は工学的地盤面と言われる支持層まで、杭基礎を設置し、建物を固定するので、ここから建物に地震の揺れが伝わることとなります。
答①建物は杭基礎から伝播した地震波を受け、地盤の拘束から解放された地上部の建物上屋が地面を支点とした振り子の原理で振動 する。
地震波を周波数分析すると卓越周期が存在します。それは地震の規模、種類によって異なります。また、建物にも規模、種類によって、振動に対する固有周期が存在します。地震波の卓越周期と建物の固有周期が一致すると共振現象が現れ、建物は大きく振動します。
答②振り子の原理により地震波の卓越周期で建物は振動し、建物の固有周期によって、様々な壊れ方をします。特に、地震波と建物の固有周期が一致すると建物は大破 してしまう場合もあります。