素朴な疑問、なぜ高層ビルは１ミリも傾かないのか

Question

全く専門外なので、素朴に思うだけのことですが、
５００ｍ近い高さの高層ビル、、だけじゃなくて、１０階建てのビルでもいいですが、これって、基礎の部分が重さで１ミリでも沈んで傾いたら、最上階の部分においては１メートルとか大きな誤差になって傾きますよね。床だって傾きますよね。
計算出来ないので適当な話ですが。
地下に打ち込む杭ってそんな誤差も出ないほど「永久に絶対に動かない」ものなんでしょうか。
高層ビルの多い中国に住んでいるので、タケノコのようなビルを見る度に、こんな適当な中国人が作業してて、なぜ１００％垂直な高いビルを建てられるのか、なんてすごく疑問なんです。

foomufoomu · Accepted Answer

＞幅が５０mで高さが５００ｍで下の辺が１mm傾いたら、ピタゴラスの定理で。。。。。。
＞までで私の思考は停止してしまいました。。。
そんなに難しい話ではないと思いますが。。。
下の図で、幅20mのビルの基礎が1mm沈んだ場合、高さ20mのところで横に1mm、40mで2mm、60mで3mmの傾きになります。

なお、超高層ビルでは、台風や大地震時の傾きが1/250ぐらい(高さ100mなら横に40cm)に納まるように設計することが多いですが、大部分は柱の伸び縮みと梁の曲がりによるもので、基礎の変形は1～2mmぐらい(建物頂部で横に1cm以下)です。

また、建物が倒れるのは、傾きが1/50を大きく超えた状態になってからです。
1/50というと大きいようですが、これでも、言われないと気がつかないぐらいのものです。(ゆらゆら揺れていると、もっと小さな傾きでも気がつきますが)
前の回答の動画の転倒したビルは1/20～1/10ぐらい傾いていますね。

himat_ex · Answer

傾きますよ。
傾いてもひっくり返ったり折れたりしないように作られているだけです。
http://www.youtube.com/watch?v=ACKMPD6MySs&feature=related
http://news.mynavi.jp/r_career/level1/yoko/2011/04/post_970.html
そう作られていないとこう言う結果になります。
http://www.youtube.com/watch?v=yk97iskasf0

foomufoomu · Answer

＞基礎の部分が重さで１ミリでも沈んで傾いたら、最上階の部分においては
＞１メートルとか大きな誤差になって傾きますよね。
超高層ビルとか言うと、いかにも細長いような印象を持っているかもしれませんが、実は　高さ÷幅　は５程度しかありません。特殊な耐震装置を持ったビルでも１０までです。
したがって、基礎の１mmの沈下は、最上部で横に5～10mmに増えるだけです。

＞地下に打ち込む杭ってそんな誤差も出ないほど「永久に絶対に動かない」ものなんでしょうか。
杭もけっこう柔らかいし、柱も意外と柔らかいです。ビルがからっぽの状態(まだだれも入居していない)と、満載の状態では１階あたり1mmぐらいはビルの高さが違うはずです。

＞なぜ１００％垂直な高いビルを建てられるのか
中国のことは分かりませんが、日本では、1階ごとに傾きを計って1/1000以下になるように調整しています。

swatchiron · Answer

建物が一様ではなく部分的に沈下することを不同沈下といいます。
超高層の建物については定期的に測量を行い、不同沈下をチェックします。
超高層ビルに限らず、方向性が必要なアンテナ類などもチェックが必要です。
他の方の回答にもありましたが、１ミリの不同沈下なら、５００mの建物でも最上階で１０ミリ程度の動きになります。（幅が５０mの建物として。）設計上許容範囲といえます。
数センチ単位の不同沈下を起こした場合、最上階では数１０センチの動きになりますので、対策が必要になります。
１０階建て程度の建物ならジャッキアップして復旧も可能ですが、超高層になるとジャッキアップはできないので、沈下を止める施工しかできません。
地盤改良を行い、表層～支持層の地耐力をアップさせる方法です。
ただ、超高層ビルは杭基礎で支持しているので、たとえ液状化がおこって表層地盤が全て流出しても基本的に動かないようにできています。
それこそ数ミリ程度の沈下は起こりえますが、問題のないレベルです。

TT414 · Answer

>高層ビルの多い中国に住んでいるので、タケノコのようなビルを見る度に、こんな適当な中国人が作業してて、なぜ１００％垂直な高いビルを建てられるのか、なんてすごく疑問なんです。

日本と土地が違うからです。20年ほど前に、外国の土地で日本の会社が作ると簡単に1000mクラスの建物を建てられると聞いたことがあります。
外国人が自分の国の力で作っているから今程度の高さしか作れないのです。
逆にいえば、外国の会社が日本で200m程度のビルは作れないでしょう。

tknakamuri · Answer

>基礎の部分が重さで１ミリでも沈んで傾いたら、
>最上階の部分においては１メートルとか大きな誤差になって傾きますよね。

ビルが十分固くて、土台と頂上の傾きが一緒だったら、ビル全体の回転によって
せいぜい 数cm くらいしか動かないはず。

後はビルがしなる分ですが、ビルの柔らかさを知らないので計算できません(^^;
まあ、ビルがこんにゃくみたいに変形するとは思えないので、大したことないと
思います(^^;

RTO · Answer

「日本では」
基礎は岩盤から杭で支持するので動かない
その上の構造物は下から積み上げて建築するので「傾かないように積み上げた」から傾いていない

もちろん維持管理なしで何万年も自立するような設計にはなっていません
地殻変動で地盤ごと傾けば倒れます。

tetsumyi · Answer

高層建築では地下の岩盤にコンクリート杭を打ち込むことになっていますから長期にわたって傾かないことになっています。
これはあくまでも岩盤が動かないことを前提としています。
最近の計測機器は精度が高いですし、調整しながら上に建てて行きますから、１ｍｍの精度を出すことは難しいことではありません。

しかしながら岩盤が動かないと言う保障はありません。
見つかっていない地下断層があると岩盤も動き傾くかもしれませんし、直下型巨大地震が起きれば岩盤が割れることもあります。
そうすると高層ビルやスカイツリーもあっという間に傾き倒れます。

kumap2010 · Answer

さすがに永久に１ミリも動かないわけではないですが、
「ほぼ絶対に動かない」ようには出来ています。

超高層ビルの基礎工事で使う杭は直径１ｍ長さ８０ｍ前後。
それを”数百本”埋め込むのです。

世界最大のビルでは９５５本打ち込んでいます。

そのうちの１００本が長年かけて１ミリ動いたとしても、全体ではまったく影響がありません。

viyamin · Answer

基礎が１ｍｍ傾くと、建物先端の左右の位置は大きくずれますが、床はやはり１ｍｍしか傾きません。
絵を書くと分かると思います。

素朴な疑問、なぜ高層ビルは１ミリも傾かないのか

＞幅が５０mで高さが５００ｍで下の辺が１mm傾いたら、ピタゴラスの定理で。

傾きますよ。

＞基礎の部分が重さで１ミリでも沈んで傾いたら、最上階の部分においては

建物が一様ではなく部分的に沈下することを不同沈下といいます。

>高層ビルの多い中国に住んでいるので、タケノコのようなビルを見る度に、こんな適当な中国人が作業してて、なぜ１００％垂直な高いビルを建てられるのか、なんてすごく疑問なんです。

>基礎の部分が重さで１ミリでも沈んで傾いたら、

「日本では」

高層建築では地下の岩盤にコンクリート杭を打ち込むことになっていますから長期にわたって傾かないことになっています。

さすがに永久に１ミリも動かないわけではないですが、

基礎が１ｍｍ傾くと、建物先端の左右の位置は大きくずれますが、床はやはり１ｍｍしか傾きません。

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