免震構造とは、建物と地盤の間に積層ゴム支承やすべり支承などの免震装置を設け、地震の揺れが建物へ直接伝わりにくくする構造です。建物の揺れを大きく抑えられるため、構造体の損傷低減だけでなく、建物内の人の安全や地震後の機能継続にもつながります。

本記事では、免震構造の仕組みや耐震構造との違い、メリットを整理したうえで、竹中工務店が培ってきた免震技術を紹介します。

免震構造とは

まずは、免震装置がどのように揺れを抑えるのか、その仕組みと耐震構造との違いから見ていきましょう。

免震構造の仕組み

免震構造では、建物の基礎部などに、水平方向へ柔らかく変形する積層ゴム支承やすべり支承などの「アイソレータ」を配置し、建物の動きを地盤の動きから切り離します。このアイソレータを設けた部分を「免震層」と呼びます。地震時にはアイソレータが免震層をゆっくり変形させ、揺れを受け流します。

また、アイソレータに併設した鋼材ダンパーやオイルダンパーなどのダンパーが地震エネルギーを吸収します。

耐震構造と免震構造の違い

耐震構造は、柱や梁、耐力壁など建物自体の強度で地震力に耐える考え方です。これに対して免震構造は、建物と地盤の間に免震装置を設け、建物へ伝わる揺れそのものを小さくします。制振構造は、建物内部に設けたダンパーなどで揺れのエネルギーを吸収する方式です。

いずれかが一律に優れているわけではなく、建物の用途や高さ、立地条件、求める性能に応じて選択･組み合わせます。詳しくは以下を参考にしてください。

免震構造のメリット

ここでは、免震構造によって期待できる効果を、建物の被害軽減と機能継続の観点から紹介します。

建物の揺れを大きく低減し、被害を抑えやすい

免震構造では、耐震構造と比べて建物の揺れを大きく減らすことができます。柱や梁などの構造体にかかる負担を抑え、地震による損傷を軽減する効果が期待できます。

さらに、揺れが小さくなることで、室内の家具や什器、設備機器などが大きく移動したり転倒したりするリスクも抑えられます。建物自体が倒壊しないことだけでなく、建物内にいる人の安全まで考えられることが、免震構造の大きな特徴です。

地震後の建物機能の継続につながる

免震構造によって建物や室内設備への被害を抑えることは、地震後も建物を使い続けるための機能継続にもつながります。特に、庁舎や病院など、災害発生後にも業務やサービスを継続する必要がある施設では、建物の安全性だけでなく、内部の設備や機器を含めて機能を維持できることが重要です。

実際に国土交通省では、令和6年能登半島地震で震度6強を観測した七尾市において、免震構造を採用した病院が地震後も機能を継続した事例を紹介しています。

参考：国土交通省

大型積層ゴムの大地震時性能

免震建物に用いる免震装置が、大地震時にも想定どおりの性能を発揮することを実大に近い条件で確認することは重要です。竹中工務店では2007年から複数回にわたり、超高層建物に用いる直径1.3mの大型積層ゴムへ所定の鉛直荷重を加え、長周期地震動などさまざまな地震波を水平2方向に実速度で入力する実験を行いました。

当時、国内には同様の試験装置がなかったため、米国カリフォルニア大学サンディエゴ校（UCSD）の世界最大級の試験装置を使用しています。こうした取り組みは、2010年度の日本免震構造協会 技術賞＜特別賞＞を受賞しました。

実際に使用している積層ゴム支承の経年変化調査

免震装置には、長期間にわたって性能を維持できることも求められます。竹中工務店では、1987年竣工の同社初の免震建物「船橋竹友寮」で、実際に使用している積層ゴム支承を約10年ごとに取り出して性能を確認してきました。

1996年、2008年、2016年の調査では、製造時と同様の試験や内部ゴムの物性調査を行い、10年、22年、30年経過後も性能に大きな変化がないことを確認しています。実際の建物で長期間使われた部材を継続的に調べることで、免震技術の信頼性向上につなげています。

ダブル免震

建物基礎部の免震層に加え、建物用途が切り替わるセットバック階などにもう1つ免震層を設けることで、建物により高い免震性能を与える技術です。

免震層の変形を2か所に分散させることで長周期地震などの巨大地震に対しても耐震安全性を確保するとともに、超高層建物で問題となる高層階のむち振り現象を抑え、さらにはセットバックによるねじれ変形の影響を低減することが可能です。

超高層免震技術

超高層免震は当社が先鞭を付けた技術の1つです。2000年竣工の「パークシティ杉並和田」を皮切りに、これまでに数多くの住宅やオフィスを手掛けてきました。

超高層免震は免震支承の引抜き対策、風揺れ対策などに高い設計力･技術力が必要であり、当社がこれまでに培ってきたノウハウが有効に活かされています。

また1990年代から30年以上に渡り、当社独自の免震部材の開発も行っています。

関連ソリューション

竹中工務店では、免震構造をさらに発展させた技術や、免震建物を長く安心して使い続けるためのサービスも展開しています。目的に応じて、以下のページもあわせてご覧ください。

QTB

「QTB」は、鉛プラグ入り積層ゴムに高摩擦のすべり機構を重ねたアイソレータです。通常の地震では積層ゴムが揺れに追随し、巨大地震時にはすべり機構に切り替わって過大な地震力の伝達を防ぐため、病院や庁舎など地震直後も機能維持が求められる建物に適しています。

部屋免震システム

建物全体ではなく、手術室や災害対策室など重要な部屋だけを免震化する技術です。ローコストかつ短工期で導入でき、新築･改修のどちらにも対応します。

クワイセントカプセル®

鉄道高架下で、耐震安全性と室内の静粛性を両立する建物です。防振ゴムを備えた吊り材で建物を支える「吊り免振工法」により、地震時の揺れと列車走行に伴う振動を低減します。

免震あんしんサポートサービス™

免震装置の変位や監視カメラ画像を、離れた場所のパソコンやスマートフォンから確認できる遠隔監視サービスです。日常の維持管理点検を効率化し、地震後も免震層に立ち入ることなく健全性を把握できます。

免制振ハイブリッド構造

基礎免震に中間階の集中制振などを組み合わせ、免震だけでは抑えにくい高層階のむち振り現象を制御する構造です。什器や設備機器の転倒リスクを下げ、執務スペースの動線や眺望も妨げません。