【本棚の地震対策０１】なぜ本は落ちるか

大変お待たせしました。以前予告した、本の落下対策について、数回に渡ってお送りします。

なお、この対策は本棚が壁などにしっかり固定されていて、「建物と同じ周期で揺れる」ことが前提となっています。本棚が単独で暴れてしまった場合でも多少の効果は見込めますが、その効果は大きく減殺されます。

ではまず最初に、地震の際に「本はなぜ落ちるか」から考えてみます。本が本棚から落ちるには、二つの理由が考えられます。下図をご覧ください。

まず１の「滑り」です。本棚が地震で大きく動いた場合、中の本は慣性によってその場に留まろうとします。特に本の長手方向の揺れが強かった場合、本は本棚の動きについて行けず、底板の上を滑って飛び出します。

次に、２の「跳ね返り」です。最初の揺れで飛び出さなかった本は、次に本棚の奥側へ滑り、背板にぶつかって跳ね返り、再び手前側に滑って飛び出します。

さらに、図には示していませんが、縦方向の揺れが強い場合、本は底板の上で跳ね回り、転がるように飛び出す場合も考えられます。

この対策は、基本的には上記１と２の動きを抑え、三つ目の跳ね回る動きもできるだけ抑えることで本の飛び出しを防ぐか、少なくとも揺れの早い段階で一気に落下して来ることを防ぐものです。

上記のような状態を机上で再現するために、簡単な実験装置を用意しました。

収納スタンドを本棚に見立て、底板部分には滑りやすいようにプラ板を敷いたものです。これを手で揺らすことで、地震の際の本の動きをシミュレーションします。実験では、阪神・淡路大震災で観測された揺れに近い、非常に破壊力の大きな、通称「キラーパルス」に近い揺れを再現します。

最大震度７を初めて記録した阪神・淡路大震災での最も強い揺れは、震動周期１秒程度で、最大振幅が１８ｃｍとされています。しかしこれは地表面のでのデータですから、建物の中では地表面からの高さや共振現象によって、さらに振幅の大きな揺れになったケースも多いでしょう。

さらに、内陸直下型地震における震源直上付近の特徴でもありますが、初期微動の縦揺れと主要動の横揺れが混ざった、「縦横に振り回されるような揺れ」だったという証言も多くあります。

それらを加味し、実験で加える震動は最大振幅３０ｃｍ程度、震動周期約１秒の横揺れに加え、回転するような動きと縦揺れも加えた、最悪に近い揺れを加えます。あくまで手で揺らすので精確さには欠けますが、実際にかなり近い状態は再現できるかと思います。

当初の考えでは、実験過程を動画でお見せしたかったのですが、大変申し訳ありませんが、現時点ではそこまで手が回りませんでした。動画については、いずれまた作成したいと思います。

では、次回から実験に入ります。

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