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高層ビルの制振とは?課題と対策・製品を解説

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構造・躯体における高層ビルの制振とは?
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高減衰ゴムによる制振間柱『VESダンパー工法』
上下免震床システム
天井吊り用振れ止め金具『スマートセンターブレス』
【資料】意外と多い中高層ビルの風揺れ現象<抜粋版>
ブレース固定金具A
天井吊り用振れ止め金具『スマートブレス』
タイダウンシステム『ロッドマン』
天井吊り用振れ止め金具『スマートスライドブレス』

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構造・躯体における高層ビルの制振
構造・躯体における高層ビルの制振とは?
高層ビルにおける構造・躯体の制振とは、地震や強風などの外力による建物の揺れを抑制し、居住者の安全確保や建物の損傷を防ぐための技術や工法のことです。建物の構造体そのものや、それに付随する部材を用いて、揺れエネルギーを吸収・減衰させることを目的とします。
課題
揺れ増幅による居住性低下
高層ビルは固有周期が長いため、地震や風による揺れが建物全 体に増幅されやすく、居住者の不快感や建物の損傷リスクを高める可能性があります。
構造部材への過大な負担
地震発生時、構造部材には大きな力が集中し、損傷や破壊に至るリスクがあります。これを最小限に抑える必要があります。
制振装置の設置スペースとコスト
効果的な制振装置を設置するには、相応のスペースが必要となり、また導入・維持管理コストも高額になる傾向があります。
既存建物の改修における制約
既存の高層ビルに制振性能を付加する場合、構造的な制約や工期の制約から、導入できる技術が限られることがあります。
対策
構造減衰の向上
建物の構造部材自体に、粘性や塑性変形を利用してエネルギーを吸収する能力を持たせることで、揺れを低減します。
付加制振装置の導入
建物の特定の箇所に、オイルダンパーや粘性ダンパーなどの制振装置を設置し、揺れエネルギーを吸収・減衰させます。
免震構造との組み合わせ
建物の基礎部分に免震装置を設置し、建物と地面の間に絶縁層を作ることで、地震の揺れを建物に直接伝わりにくくし、制振効果を高めます。
構造解析とシミュレーションの活用
最新の構造解析ソフトウェアやシミュレーション技術を用いて、建物の揺れ特性を詳細に分析し、最適な制振設計を行います。
対策に役立つ製品例
高減衰性構造部材
建物の骨組みとなる鉄骨やコンクリートに、高い減衰性能を持つ材料や構造を採用することで、揺れを構造体自体で吸収します。
粘性ダンパーシステム
建物の主要な柱や梁の間に設置され、地震や風による揺れを粘性体の抵抗によって吸収・減衰させる装置です。
オイルダンパーユニット
建物の構造体に組み込まれ、オイルの粘性抵抗を利用して揺れエネルギーを熱エネルギーに変換し、建物の揺れを効果的に抑制します。
構造解析ソフトウェア
建物の構造特性や外力に対する応答を詳細にシミュレーションし、最適な制振設計や装置の配置を検討するためのツールです。
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