免震と耐震は何が違う?揺れを受け止めるか受け流すか

身近な科学の話
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耐震は建物そのものを強くして揺れを受け止める方法で、免震は地面と建物のあいだに装置をはさんで揺れを受け流す方法です。もう一つ、建物の中に揺れを吸い取る装置を組みこむ「制振」もあります。違いは揺れをどこで処理するかにあり、免震の建物は揺れそのものが小さくなるぶん、家具が倒れにくいのが大きな特徴です。

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  1. 耐震・制振・免震は揺れの扱い方で分かれる
    1. 耐震は柱と壁の強さで耐える
    2. 制振は建物の中で揺れを吸い取る
    3. 免震は地面と建物を切り離す
    4. 三つの方式を表で比べる
  2. 耐震の基準はどこまで建物を守ってくれる?
    1. いまの基準は1981年6月から
    2. 「倒れない」と「傷まない」は別の話
    3. 住宅には耐震等級という物差しもある
  3. 免震の建物はなぜ揺れが小さくなる?
    1. 積層ゴムはゴムと鋼板の重ね合わせ
    2. ゆっくり揺れる建物は激しく揺さぶられない
    3. 揺れを止める役はダンパーが受け持つ
  4. 制振は高い建物で力を発揮する
    1. ダンパーが建物のしなりを熱に変える
    2. 東京スカイツリーの中心に立つ「心柱」
    3. 「制震」と「制振」、二つの書き方がある
  5. 免震が広まったのは阪神・淡路大震災から
    1. 最初の10年で建ったのは80棟あまり
    2. 震源近くの2棟が性能を示した
    3. 2000年から一般の建物と同じ手続きで建てられる
  6. いま免震の建物はどれくらいある?
    1. 戸建てを含めると1万棟を超える
    2. 世界遺産の美術館も免震で守られている
  7. 免震にも弱点はある?
    1. 建物のまわりに60cmほどの逃げ場が要る
    2. ゆっくりした長い揺れは苦手
  8. 2026年の熊本地震で免震の限界が試された
    1. 八代で観測されたのは3秒付近の揺れ
    2. 揺れの記録板からはみ出した免震層
    3. 装置が壊れても室内の乱れは軽微だった
  9. どの方式が向くかは建物の役目で決まる
    1. 地震のあとも止められない建物には免震
    2. 建物の入り口にある「免震」の表示
  10. 参考
  11. 関連記事

耐震・制振・免震は揺れの扱い方で分かれる

地震で揺れてひびが入ったビルのイラスト

耐震は柱と壁の強さで耐える

耐震構造は、地面に直接建てた建物の柱・梁・壁を太く硬くして、地震の力に負けないようにする考え方です。日本のほとんどの建物がこの方式で、建築基準法がまず求めるのも耐震の強さ。地面の揺れはそのまま建物に入ってくるので、上の階ほど大きく揺さぶられます。

制振は建物の中で揺れを吸い取る

制振構造は、壁や柱のあいだに「ダンパー」と呼ばれる装置を入れ、建物が揺れたときのエネルギーを熱などに変えて吸い取る方式です。揺れは建物に入ってきますが、揺れ幅を小さくし、収まるまでの時間も縮めます。超高層ビルや塔のように、細長くて揺れが長引きやすい建物でよく使われています。

免震は地面と建物を切り離す

免震構造は、建物の土台の下(または地下階の柱の途中)に免震装置を並べ、地面と建物を切り離してしまう方式です。地面が激しく揺れても、建物は装置の上でゆっくり横に動くだけになります。日本免震構造協会の説明はこうです。耐震構造は倒れにくくても激しく揺れるため、家具の転倒や照明の落下、配管の破損が起こりえます。免震ならこうした被害を免れる可能性が大きくなる、というのが協会の見方です。

三つの方式を表で比べる

三つの方式を、揺れをどこで処理するかという一点から並べてみます。

項目耐震制振免震
揺れを処理する場所柱・梁・壁そのもの建物の中のダンパー建物と地面のあいだの装置
揺れへの向き合い方受け止めて耐える吸い取って小さくする受け流して伝えにくくする
建物の揺れ地面の揺れがそのまま入る揺れ幅と揺れる時間が減る揺れそのものが小さく、ゆっくりになる
よく使われる建物ほとんどの建物超高層ビル・塔・住宅の補強病院・庁舎・マンション・美術館

免震の列だけが「地面の揺れを建物に入れない」側に立っていて、耐震と制振は入ってきた揺れへの対処のしかたが違うだけです。三つは対立するものではありません。免震や制振の建物も、骨組みは耐震の基準を満たしたうえで、さらに装置を足しています。

耐震の基準はどこまで建物を守ってくれる?

設計図を描く建築家のイラスト

いまの基準は1981年6月から

現在の耐震基準は、1978年の宮城県沖地震の被害を受けて見直され、1981年(昭和56年)6月1日以降に建築確認を受けた建物に適用されています。これが「新耐震基準」です。不動産の広告で「新耐震」と書かれているのは、この日付より後に確認を受けた建物という意味になります。

防災白書によると、新耐震基準の目安は二段構えです。震度5強程度の中規模の地震ではほとんど損傷を生じず、震度6強から7程度の大規模な地震では人命に危害を及ぼすような倒壊を生じないことを目指しています。

「倒れない」と「傷まない」は別の話

ここで見落としやすいのが、大地震のときに求められているのは「中の人が逃げられるように倒れないこと」だという点です。柱や壁にひびが入ったり、室内がめちゃくちゃになったりすることまでは防ぎきれません。地震のあとも住み続けられるか、仕事を続けられるかは、基準とは別の問題になります。

住宅には耐震等級という物差しもある

住宅性能表示制度では建築基準法ぎりぎりの強さを等級1とし、その1.25倍の地震の力に耐えられるものを等級2、1.5倍に耐えられるものを等級3と呼びます。同じ耐震でも、どこまで余裕をもたせるかで強さに差が出るわけです。免震や制振を選ばない家でも、この等級で備えの厚みを比べられます。

免震の建物はなぜ揺れが小さくなる?

ブランコに乗る女の子のイラスト

積層ゴムはゴムと鋼板の重ね合わせ

免震装置の代表は「積層ゴム」です。薄いゴムと鋼板を交互に何十枚も重ねた円柱で、縦方向には鋼板の硬さで重い建物を支え、横方向にはゴムの柔らかさでぐにゃりと動きます。縦には硬く、横には柔らかい。この性質の組み合わせこそが免震の要。

積層ゴムのほかに、特殊な樹脂の板が鋼板の上を滑る「すべり支承(ししょう)」や、ボールベアリングがレールの上を転がる「転がり支承」もあります。戸建て住宅の免震には、こうした滑る・転がるタイプも多く使われてきました。

ゆっくり揺れる建物は激しく揺さぶられない

建物には、それぞれ揺れやすいリズム(固有周期)があります。一般的な中低層ビルは1秒に満たない短いリズムで揺れることが多く、これが地震の細かく激しい揺れと重なったときに大きく揺さぶられるのです。免震装置に載せると建物はぐっとゆっくり揺れるようになり、国の研究機関の報告では一般的な免震建物の設計周期は3秒から5秒程度とされています。リズムがずれるので、地面の激しい揺れが建物に乗り移りにくくなるのです。

※ 固有周期とは、建物が一往復揺れるのにかかる時間のことです。ブランコの鎖が長いほどゆっくり揺れるのと同じで、建物の高さや硬さ、免震装置の有無で変わります。

揺れを止める役はダンパーが受け持つ

ゴムは柔らかいぶん、一度動き出すとなかなか元の位置に戻りません。そこで免震層には、オイルの粘りや金属の伸び・摩擦を使ったダンパーを一緒に並べて、ゆらゆらを早めに収めます。建物を支えて動かすのが積層ゴム、動きにブレーキをかけるのがダンパーという分担です。

制振は高い建物で力を発揮する

五重塔のイラスト

ダンパーが建物のしなりを熱に変える

超高層ビルは地震のとき、竹のように大きくしなります。制振ダンパーは、そのしなりで伸び縮みするたびにエネルギーを吸い取り、揺れ幅を抑えていきます。風による揺れにも効くため、高層ビルでは地震と強風の両方に備えて組みこまれることが多い装置です。

東京スカイツリーの中心に立つ「心柱」

制振の有名な例が東京スカイツリーです。塔の中心には直径8メートル・高さ375メートルの鉄筋コンクリートの筒が立っていて、下の部分は塔と固定し、上の部分は塔から切り離されています。地震のとき塔と筒が別々のリズムで揺れ、互いの揺れを打ち消し合うことで、揺れを最大で約50%減らせるとされています。

この筒は五重塔の中心を貫く柱にならって「心柱(しんばしら)」と名づけられました。設計した日建設計によれば、最新の制振のしくみを検討した結果、たまたま五重塔によく似た形にたどり着いたのだそうです。

「制震」と「制振」、二つの書き方がある

住宅メーカーの広告では「制震」、学会や日本免震構造協会の資料では「制振」と書かれることが多く、どちらも同じしくみを指しています。「震」が地震を思わせるのに対し、「振」は風による揺れも含めた振動全般を表す字です。表記が違っても、ダンパーで揺れを吸い取るという中身は変わりません。

免震が広まったのは阪神・淡路大震災から

病院の建物のイラスト

最初の10年で建ったのは80棟あまり

積層ゴムを使った本格的な免震建物が日本に現れたのは1980年代前半です。当初は建物ごとに国の審査を受ける必要があり、建てたのも、技術開発のために自社の社宅や研究所を建てた建設会社が中心でした。建築研究所の資料によると、1995年までのおよそ10年間で建った免震建物は80棟あまりにとどまります。

震源近くの2棟が性能を示した

転機は1995年1月の阪神・淡路大震災でした。震源に比較的近い地域にあった2棟の免震建物で地震の揺れが観測され、免震の効果が記録で裏づけられたのです。これをきっかけに建設数は急増し、とくに病院や消防署・防災の拠点・分譲マンションへと広がっていきました。

2000年から一般の建物と同じ手続きで建てられる

2000年の建築基準法の改正で、免震建物の設計のしかたが国の告示(建設省告示第2009号)に定められました。これにより、条件を満たせば一般の建物と同じ確認申請で免震建物を建てられるようになります。積層ゴムやダンパーにも品質の基準と国の認定が設けられ、戸建て住宅の免震もこのころから増えていきました。

いま免震の建物はどれくらいある?

美術館で絵を見る人たちのイラスト

戸建てを含めると1万棟を超える

建築研究所の資料では、戸建て住宅を除く一般の建物で約5,300棟、戸建て住宅を合わせると1万棟以上が免震構造を採用しているとされています。建てられてから30年近くたつ免震建物も多く、装置の劣化を確かめる観測も続けられています。

その観測の一例では、9階建ての免震建物で24年間の記録を調べたところ、最大の地震(2003年十勝沖地震)で免震層の上の揺れの強さが建物の基礎の部分のおよそ半分に抑えられていました。装置の性能も24年間ほとんど変わっていなかったと報告されています。

世界遺産の美術館も免震で守られている

東京・上野の国立西洋美術館本館は、1996年から1998年にかけて、日本で初めて「免震レトロフィット」で改修された建物です。すでに建っている建物の下に免震装置を差しこむ方法で、壁を増やしたり柱を太くしたりせずに済みます。ル・コルビュジエが設計した空間をそのまま残せたこの建物は、2016年に世界遺産に登録されました。

※ 免震レトロフィットとは、既存の建物の基礎などに免震装置を新たに設けて、外観や内部を大きく変えずに地震への強さを高める改修方法のことです。

免震にも弱点はある?

高層ビルのイラスト

建物のまわりに60cmほどの逃げ場が要る

免震建物は、地震のとき建物ごと横に大きく動きます。そのため建物と周囲の擁壁(ようへき)とのあいだに、ぶつからないための隙間「免震クリアランス」を設けます。2026年の調査で取り上げられた免震建物では、この隙間が55〜65cmに設定されていました。敷地にこの余白を取る必要があり、建物の出入り口や配管も大きな動きについていけるよう作られています。

ゆっくりした長い揺れは苦手

免震は「建物をゆっくり揺らす」ことで激しい揺れをかわす技術です。裏を返すと、地面のほうが数秒周期のゆっくりした揺れを起こすと、建物のリズムと重なってしまいます。南海トラフのような巨大地震では、大都市で数秒から十秒ほどの長周期の揺れが数分から十分間も続くと指摘されており、免震建物にも想定を超える大きな揺れが繰り返し生じる可能性があるとされています。

※ 長周期地震動とは、一往復に数秒以上かかるゆっくりした大きな揺れのことです。震源から遠く離れた場所まで伝わりやすく、超高層ビルや免震建物を長く揺らします。

2026年の熊本地震で免震の限界が試された

地震のとき机の下に身を隠す人のイラスト

八代で観測されたのは3秒付近の揺れ

2026年7月28日、熊本県熊本地方を震源とするマグニチュード7.1の地震が起き、気象庁は「令和8年熊本地震」と名づけました。国土技術政策総合研究所と建築研究所の調査報告によると、八代市の観測点(K-NET八代)の記録には、多くの免震建物の設計周期に近い3秒付近に大きな山がありました。免震が苦手とするリズムの揺れが、まともに来たことになります。

揺れの記録板からはみ出した免震層

免震層には「罫書き(けがき)板」という記録装置が置かれることがあります。建物側に付けた針が床の板をひっかき、地震で建物がどう動いたかを線で残すしくみです。八代市内の地上7階建ての事務所では、この針が120cm角の板の外まで振り切れていました。設計上60cmだった隙間を超えて動いたとみられ、建物の外周に並ぶ積層ゴムの一部は破断していたと報告されています。

装置が壊れても室内の乱れは軽微だった

同じ事務所では、内装のしわや一部の扉の開け閉めに支障が出たものの、地震直後の室内の乱れは軽微だったと施設管理者が報告しています。調査時点でも業務は続いていました。装置は壊れるほど働きながら、中で働く人と机の上は守ったことになります。宇土市や熊本市などの免震庁舎4棟では、動いた幅は最大20cm程度で設計の隙間の範囲内に収まっていました。

どの方式が向くかは建物の役目で決まる

マンションの建物のイラスト

地震のあとも止められない建物には免震

病院や庁舎・データセンターのように、大地震の直後こそ動いていなければならない建物では、中の設備や家具まで守れる免震が選ばれやすくなります。1990年代には銀行や生命保険会社の電算センターにも免震が採用されていました。止まると困るものを抱えた建物ほど、揺れそのものを小さくする価値が大きいのです。

建物の入り口にある「免震」の表示

免震建物には、免震構造であることや隙間の幅を示す表示が付けられていることがあります。八代の事務所でも、この表示でクリアランスが60cmと確かめられました。建物のまわりの床にある金属のふたや継ぎ目は、建物が動いたときに地面との段差を埋めるためのものです。建物と擁壁の隙間に物を置くと、いざというとき建物の動きを邪魔してしまいます。

受け止める、吸い取る、受け流す。三つの方式はどれも「揺れをゼロにする」ものではなく、揺れの力をどこで引き受けるかを選ぶ技術です。そして受け流す技術ほど、流れていく先の空間がいります。免震の建物のまわりに空いている数十センチの何もない隙間は、地震の日に建物が逃げこむための、いちばん大事な設備なのです。

参考

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