日経新聞(11/6付け)に『地震の規模別にビルの揺れ抑制』という記事があった。
清水建設は地震の大きさによって減衰力が切り替わってビルの揺れを抑える装置を開発した。シリンダーとピストンを組み合わせた装置で、巨大地震でも通常の規模でも揺れを抑えられる。現在の免震装置は巨大地震だとビルの地下部分が地盤側の壁と衝突する恐れがあった。新築と改修のいずれにも対応できる。8月に横浜市で着工したビルに設置する予定だ。

免震構造の建物では、地震時に建物が大きくゆっくりと動くため、地盤側の壁と建物の間に隙間を設けている。建築基準法などで定められた地震では壁と衝突しないよう設計されているが、想定を超すと、壁と建物が衝突する場合がある。

免震・制震装置大手のカヤバシステムマシナリーと開発した。装置は地震でビルにかかる力を往復するピストンと油の粘りによって揺れを吸収する。ピストンには穴が開いている。

揺れが大きくなると、往復の振れ幅が大きくなって穴をふさぐような構造になっている。このため、巨大地震時には油の抵抗力が増して揺れが小さくなる。センサーなどが不要なため保守などの手間が少なくて済むという。

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↑の写真は、大成建設の免震用切替型オイルダンパーでカヤバシステムマシナリーとの共同開発。

免震層の速度や変位の大きさに応じて減衰力を可変にすることができれば、地震動の大きさに応じてよりよい応答特性を得ることができる。いま、こうした機能をもつダンパーの開発は盛んである。

巨大地震を想定して免震層に多くのダンパーを設置していると(減衰性能を高くする)、巨大地震よりも頻度が高く発生する地震動に対しては、免震効果が十分発揮できないことになる。車でいえばブレーキが効きすぎている状態。かといってブレーキの効きが悪いと巨大地震がきたときに免震建物が擁壁に衝突するような状態にいたる可能性もある。(衝突しても問題ないかもしれないが)

衝突しても上部構造に十分な強さ(耐力)があれば構造体に大きな損傷を抑制できるのではないかと思われる。可変減衰ダンパーなどのように免震技術を高度化することも一つの方向であるが、万が一のこと(終局状態)を考えて免震建物全体としてどういう設計をするのか、どういう限界状態を想定するのについて考えておくことも必要だろう。

ダンパーでなでなく、積層ゴムのようなアイソレータにも、変形性能をより高めるなどの高度化を求めたいところだ。建物の重量を支持しながらというのは非常に困難な課題であるというのはわかってはいるが・・・