家作りの第一歩はココから!

仕組み

建築物にはそれぞれ固有の周期をもっていて特定の周期では大きく揺れるがそれ以外では揺れないという事があります。これは建築物や地盤の状況に関連する訳ですが、建築物の質量の他に、そのものの固さを示す剛性によって決まることになります。木造は鉄骨や鉄筋コンクリートより固有周期は長くなります。また建築物の高さが高くなると固有周期は長くなり、10階建てでは約1秒という簡易の予測式もあります。200メートルを超えるような超高層ビルは簡易式の建築物高さ階数×0.1秒より少し短い約3秒から4秒なので免震構造でもこの位の周期にすることが望ましいとされています。

 

建築物の振動では揺れが小さくなる度合いを減衰係数で表記しますが、この値がある値より大きいと揺れが続かないで元の位置に滑らかに戻ります。逆に小さいと揺れを繰り返し徐々に減衰することになります。

 

免震のための仕組みのもう一つは、減衰機構を設置することで、これには多くにシステムが開発されています。固有周期は質量とバネが決定要素となりますが、構造物材質の分子的運動によると考えられる減衰効果があります。これは建築に用いられる内装材や外装材の揺れによる若干の摩擦等も減衰の要因となります。また地盤と建築物間の相互作用も減衰効果をもたらします。

 

免震構造においては、固有周期を長めにするのみならず、減衰機構を意図的に設けて応答を押さえる構造にしています。その多くは車のショックアブゾーバーと同じ機構のオイルダンパーや粘性の高い液体材料を使用した装置、あるいは金属の塑性変形を活用したりして5%以上の減衰定数に相当する効果が期待できるとされています。

 

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