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時代で見る耐震工学の今と昔 第1回 有史~江戸期までの大地震と耐震構造
第2回 明治期の耐震構造
第3回 大正・戦前の昭和期の耐震構造
第4回 戦後の昭和期の耐震構造(1)
第5回 戦後の昭和期の耐震構造(2)
第6回 平成に入ってからの耐震構造
柴田 明徳

(しばた あけのり
/ Akenori Shibata)
東北大学名誉教授

 

< 略 歴 >

1965  東京大学大学院数物系研究科建築学専攻 修了
1966  東北大学工学部 助教授
1981  東北大学工学部建築学科 教授
1994  東北大学工学部災害制御研究センター 教授
1999  東北文化学園大学 教授
1999  東北大学 名誉教授
2014  日本建築学会大賞「構造動力学の研究・教育と耐震工学の発展への貢献」

 

< 主 な 著 書 >

『最新 耐震構造解析 第2版』

 

『DYNAMIC ANALYSIS OF EARTHQUAKE RESISTANT STRUCTURES』

 

『確率的手法による構造安全性の解析 - 確率の基礎から地震災害予測まで』

 

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第4回 戦後の昭和期の耐震構造(1)

福井地震と建築基準法の制定

1941年から始まった第2次大戦が1945年に終り、戦後の復興が始まります。

終戦の前後に1944年東南海地震(M=7.0、死者1,223人、大津波)と1946年南海地震(M=8.0、死者1,330人、大津波)が発生しました。

困難な社会状況のため、残っている調査資料は少ない様です。

歴史的に繰り返されるこの地域の大地震に対して、今村明恒は戦前から警告を発し続けました。

防災教育の古典である「稲むらの火」(中井常蔵、原典は小泉八雲)は1937年から1947年まで国定教科書に掲載されましたが、その実現は今村の尽力によります。

戦後3年の1948年に福井地震がありました(M=7.1、死者3,769人)。

福井平野の建物被害は甚大で、全壊率100%の部落も多く出ました(【図1】、断層と福井市の距離は約4km)。

RC6階建の大和デパートが崩壊しました(【図1】、戦災で焼けたビル、帯筋の少ない柱の破壊)。

GHQから福井地震の詳細な被害報告書が出ています(谷口仁士により複刻版)。地震後に、震度7(激震)が新設されます。

【図1】左:大和デパート(RC造6階建)
右上:大和デパート1階柱  右下:市町村全壊率と断層からの距離(谷口・飯田)

1950年には建築基準法が制定され、震度0.2、長期・短期許容応力度による耐震規定が定められました。

地震工学の発展

戦後の地震工学におけるリーダーはカリフォルニア工科大学(Caltech)のG.W.ハウスナー(1910-2008年)でしょう。

初期には、電子管アナログ計算機による応答スペクトルの研究を行いました(【図2】)。

また、地震動特性や弾塑性地震応答等の広い分野で先駆的な研究を行い、CaltechでP.Jennings, R.Iwan等の優れた研究者を育てました。

1956年に第1回の世界地震工学会議(WCEE)がサンフランシスコで開催されました。

地震により生ずる様々な問題を工学の視点から考える学問分野である地震工学(Earthquake Engineering)がここに始まります(【図2】)。

【図2】左:G.W.Housner(1910-2008年)
  中:電子管アナログによる地震応答(1949年)  右:1956年世界地震工学会議論文集

米国では第二次大戦の前から、ニューヨークのクライスラービル(1930年、77階319m)、エンパイヤステートビル(1931年、102階381m)など、鋼構造の高層建築が次々に作られました。

戦後は、ニューヨークのワールドトレードセンター(1973年、110階417m、2001年崩落)、シカゴのシアーズタワー(1974年、108階442m)などが作られました。

地震の危険性がある西部でもロスアンジェルスにユニオンバンクビル(1968年、40階157m)、サンフランシスコにバンクオブアメリカセンター(1969年、52階237m)などが作られます。

米国以外の地震国では、1956年メキシコ市にラテノアメリカ―ナタワー(44階140m、当時の中南米で最高)が作られています。

このビルの構造設計者はL.ジーヴァール(Zeevaert)とA.ジーヴァールの兄弟で、耐震設計の指導はイリノイ大学のN.M.ニューマーク(1910-1981年)でした(【図3】)。

この建物は、1957年の地震(M=7.9)や1985年のメキシコ大地震(M=8.1)を経験しましたが、構造的には無被害でした。

1957年地震では兄の設計者が屋上で、1985年地震では弟が上層の事務所でその揺れを経験した、という伝説があります。

【図3】左:N.M.Newmark(1910-1981年)  右:ラテノアメリカーナ タワーの構造

第2回世界地震工学会議は1960年に東京と京都で開かれました。

強震記録と地震応答解析に基づく地震工学の新しい発展が始まります。

1963年には世界地震工学会が誕生し、初代会長には日本から武藤清が選ばれました。

世界地震工学会議は4年ごとに開催され、最近では2012年に第15回がリスボンで開かれました(リスボン大地震から257年)。

日本で、高層建築への動きが起こるのは、戦後の経済発展が進んだ1960年代からです。

1964年の東京オリンピックは、日本人に大きな自信を与えました。

武藤清(1903-1989年)は、佐野利器の後を継いで、東京大学で耐震構造の研究を推進しました。

1961年から発足した東洋レーヨンの助成による強震応答解析機SERACの研究成果は、霞ヶ関ビルに始まる超高層建物の発展を強く後押しします(【図4】)。

【図4】左:武藤清(1903-1989年)
右上:電子管低速型アナログ計算機SERAC  右下:5質点応答波形

SERACは日立製作所が作った低速型のアナログ計算機で、フィルムに書いた地震波をカーブリーダーで読み取り、30階の建物を5質点に置き換え、実際の10倍の時間で弾塑性地震応答の計算を行いました。

現在は国立科学博物館の倉庫にあります。

弾塑性地震応答解析は当時の最先端のテーマで、京都大学では小堀鐸二(1920-2007年)らによりアナログ計算機を用いたパルス波などのモデル外乱に対する弾塑性応答や適正動力学特性の研究が行われました。

また、建築研究所ではディジタル計算機を用いた弾塑性応答の研究が進められました。

1963年に31mの高さ制限が撤廃されて容積地域制になり、1964年に日本建築学会から「高層建築技術指針」が出されます。

そして、1968年に霞ヶ関ビル(36階、147m)が完成しました。

武藤清は1963年に東京大学を退官後、鹿島建設の副社長としてその設計を指導します。

わが国で初めての圧延H形鋼を用い、鉄筋コンクリートスリット耐震壁を併用しました。

また、ディジタル計算機の急速な発達により、高層建物の詳細な弾塑性応答解析による耐震性能の検証が可能になります(【図5】)。

【図5】左:霞が関三井ビル(1968年)  中上:骨組配置  中下:柱・梁部材
右上:スリット壁復元力  右下:地震応答波形
(建築構造パースペクティブスライド集 建築学会1994、超高層ビルへのアプローチ 鹿島出版会1966年)

戦後の復興期には、建物に大きな被害を与える様な地震はしばらく起こりませんでした。

1964年の新潟地震(M=7.5)では大規模な液状化現象が生じ、建築物が転倒しました。

私たちを驚かせる大きな構造被害が生じたのが、1968年の十勝沖地震です。

 

>> 第5回「戦後の昭和期の耐震構造(2)」