耐震・制震ダンパー・ビルマンション倒壊防止・大臣認定耐力壁・地盤液状化対策・床防音防振対策

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【耐震・制震・免震教室その②】~制震とは~

ダンパーのイメージ

はじめに

構造の地震対策は耐震、制震、免震という切り口で3つに分類することが出来ます。前回のその①耐震構造に引き続き、今回のその②では制震について紹介します。

 

制震構造とは

制震構造は建物が受ける地震の力を、様々な素材や仕組みを使った制震装置を利用して制御(揺れを抑える)する構造です。制震装置の心臓部分である制震材部分のことをダンパーと呼びます。ダンパーは建物が受けた地震力を低減します。ダンパーの種類には、オイルダンパー、粘弾性ダンパー、金属履歴ダンパー、摩擦ダンパーなど多岐にわたります。制震構造の仕組みとしては、地震の衝撃を受けた建物が水平方向に変形した際に、ダンパーも一緒に粘り強く変形します。この変形したタイミングで衝撃を緩和させることで、柱や梁などの建物本来の構造部材の損傷を抑えることが出来ます。制震ではなく、制振という考えとして、振動制御型の装置もあります。主に高層ビルやマンションで採用される考え方です。建物の屋上部分に錘(おもり)を設置して、建物が揺れた際に錘も揺れて、揺れを打ち消すという仕組みです。機械を使った工法をアクティブ制振といい、機械を使わず錘を調整するだけで揺れを抑えるパッシブ制振があります。

 

色々な制震の特徴

さて、次に色々な制震装置の種類について説明します。

  • 仕口ダンパー

柱の柱頭、柱脚の根元部分のいわゆる仕口部分に取り付ける比較的小型の制震ダンパーのことを仕口ダンパーといいます。一か所あたりのコストや取り付けの手間は低いですが、家全体で考えると数十か所取り付ける必要があります。また、建物の変形に対してあまりダンパーが動かない懸念もあります。

  • 金属履歴ダンパー

アルミやステンレスなどの金属が変形することで地震エネルギーを消費するダンパーです。金属が塑性領域に入るタイミングなどが非常に難しい特徴があります。一度塑性域に入ってしまうと、復元することは出来ません。

  • 粘弾性ダンパー

GVAのように樹脂や、ゴムなどを用いて地震エネルギーを吸収するダンパーです。この樹脂などのダンパーは、非常に衝撃吸収性能が高いのですが、ある程度必要な耐力(耐震の固さ)が不十分なため、筋交い型の機構を装置に取り入れることが必要です。

 

まとめ

木造住宅市場において、ここ数年で急激に制震工法は普及しており、大手ハウスメーカーや分譲メーカーをはじめ、地域密着型の工務店まで採用しています。やはり阪神大震災や東日本大震災、熊本地震など数多くの地震が発生し、活動期に入ったと言われる日本において、地震対策の重要性を企業も施主も感じている表れではないでしょうか。とはいえ、制震は建築基準法で定められているものではなく、民間企業が先進的に取り組んでいる分野ですので、しっかりとその仕組みについて知っておく必要があります。