制震構造

2012年10月14日

コラムカテゴリ：住宅・建物

壁の中に制震ダンパーを取り付けて、建物が揺れる時揺れ巾を抑えようとする方法が制震装置で、その様な装置を設けている構造体を制震構造と云います。
鉄骨や鉄筋コンクリートの様な背の高い建物が揺れる時、層間の変形角を抑える働きがあり、有効な地震対策です。
東日本大震災の時に、新宿副都心の超高層ビルが揺れている映像を見ましたが、制震装置を取り付けてあれば揺れ巾は随分縮まっただろうと思います。

建物の階数が何階もある建物ならば、制震装置は有効ですが木造二階建ての住宅に制震装置は必要でしょうか？制震装置は一階の壁に設けますので、一階の揺れを制震装置で抑える事は出来ません。二階の揺れ巾は抑える事が出来ますが、一階の揺れと二階の揺れを比較した場合、二階の方が揺れ巾が小さいと云う訳ではありません。制震装置が無い場合、建物がしなる分二階は一階より1.3～1.5倍の揺れ巾で揺れますので、その揺れを一階と同じ程度の揺れに抑える効果はあります。二階の揺れが一階並みになると云うのが制震装置の実力です。

制震装置が建物の振動を吸収する効果を示すモデル実験映像のビデオを見た事があります。
プラスチックの柱に鉄の錘を載せた棒を二本並べ、一本はそのままにして、他方に制震装置を取り付けて、同時に揺らせます。制震装置の無い方は地震が収まってもいつまでも揺れているのに対し、制震装置を取り付けた棒は揺れ巾が小さく地震が収まると直ぐに止まりました。
これだけ見ていると制震装置は効果があるように思えます。しかし木造ではこの様な揺れ方はしません。
この実験に使ったモデルは木造よりも鉄骨や鉄筋コンクリートの様な構造体に似ています。足元がしっかりと固定された状態であれば、地震が収まってもしばらく揺れている状態が続きますが、木造の足元は固定されていません。抜けはしませんがピンの様に左右の力に対し無抵抗です。つまり地震が収まれば制震装置をつけていなくても揺れが止まる構造です。

木造の二階建てであれば、制震装置にお金を掛けるのであれば、耐力壁を増やしてやる方が安価で丈夫な家になると思います。木造三階建ての建物であれば、二階・三階と二層分の揺れ巾を抑える事に大きな意味が生まれますので、有効かと思います。