高さ6 0 m を超える超高層建築物の固有周期は、
高さ100ｍ で2 秒程度、高さ3 0 0 m では5～ 6 秒
程度となる大きな揺れの周期となる。
また、大型の石油タンクでは、タンク内の石油量に
より、概ね4～ 10 秒程度の固有周期を持つ。
超高層建築物や大型の石油タンク等に被害を
もたらす恐れのあるのは、2～ 10 秒程度のやや
長い周期の長周期地震動だ。
長周期地震動は、マグニチュードが大きくなると
振幅が急激に増大する特徴がある。
また、長周期地震動の主成分である表面波は、
震源が浅いほど強力になる。
このため、凡そマグニチュード7 以上の規模で、
海溝型地震や内陸の活断層で起きる地震の
ように震源が浅い地震では、長周期地震動に
よる被害の発生が懸念される。
また、長周期地震動は、周期の短い波に比べて
減衰し難く遠くまで伝わり、厚い堆積層がある
大規模平野では、長周期地震動による揺れが
大きくなる。
一方、建物には固有の揺れやすい周期(固有
周期)があり、超高層建築物の固有周期は、
建物の高さが高くなるにつれて長くなる。
このことから、個々の超高層建築物の高さから
その建築物の大体の固有周期の把握が可能だ。
高さ100m 程度の建物で固有周期が2秒程度、
日本で最も高いビルの高さ300m 程度になると
その固有周期は5～ 6秒程度である。
建物の固有周期が地震動の卓越周期と近い
場合には建物は揺れやすく、地震動に揺すられ
続けることで共振が起り、建物の揺れは次第に
大きくなる。
長周期地震動は、短周期の地震動に比べて
揺れの継続時間が長いため、振幅が小さくても、
建築物の固有周期に近い卓越周期の長周期
地震動が入力すると、その建築物は共振により
大きく揺れることとなる。
なお、超高層建築物の揺れは、低層階よりも
高層階が大きくなる。
発生が予測される南海トラフ沿いの巨大地震は、
地震規模がM 8〜9 クラスと大きく、また、東北
地方太平洋沖地震が発生した日本海溝沿いの
地震に比べて震源域が浅い上に陸地に近いため、
長周期地震動が強く発生する可能性が高い。
このため、高層ビルや石油タンク等が多く立地して
いる三大都市圏の平野部では、長周期地震動に
よる被害が懸念されている。
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