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出典検索?: "制震"
制震(せいしん)は、建築設計上の概念であり、建物に入力される地震力を、建物内部の機構により減衰させたり増幅を防いだりすることで、建物の振動を低減させることを指す。目的は同じだが類似の用語の耐震や免震とは区別される。
制振とも書かれ、日本建築学会では正式に制振を用いているが、言葉の顧客への印象や「耐震」など他の用語との対比のしやすさから民間企業では制震を用いることもある。ただし、地「震」を制するのではなく「振」動を制するという趣旨から、近年では「制振」に統一されつつある。
力学的な形態により、「層間ダンパー型」、「マスダンパー型」、「連結型」などに分類され、また、エネルギーの入力の有無により「パッシブ制震」、「セミアクティブ制震」、「アクティブ制震」に大きく分かれる。
主に大規模な建築物に利用されているが、近年では住宅などへの適用も目立つ。また、橋梁などにも制震機構が組み込まれることがある。 比較すべき概念として「免震」と「耐震」があり、以下のように要約できる。 地震動をエネルギーとして捉え、建物自体に組み込んだエネルギー吸収機構により地震が入力しても抑制する技術。建物の揺れを抑え、構造体の損傷が軽減されるため繰り返しの地震に有効。大規模建築物に採用することが多かったが、近年では戸建て住宅への効果も検証され、採用する例が急増している。免震に比べて、コストは安価。 地盤との絶縁などにより、地震力を受けないようにする。基礎部分にアイソレータやダンパーを敷き、その上に建物を設置することにより、地盤の揺れに建物が追随しないようにする。あらゆる規模の建築物に有効だが、コストは大きく、普及率は高くない。また、地盤と絶縁するため、強力な台風や竜巻により倒壊する可能性がある。また、津波に押し倒される可能性もあり、前述の台風や竜巻が起こっている時に地震が起きると、更に倒壊の危険性が高まる。 地震の力に対して、構造体の力で耐える技術。構造を丈夫にし、地震力を受けても倒壊しないようにする。耐力壁を配置し、筋交いなどを設けることで、建物の各部分が破壊しないだけの強度を確保する。すべての建築物に必須の要素である。繰り返しの地震においては、破壊は進行していく(木造住宅における現状の耐震基準は、震度6程度の地震1回では倒壊しないことを定めている)。 このうち「免震」と「制震」は新しい研究成果によってもたらされたものであるが、「耐震」は、地震のある地域に建物を建てる以上ある程度自然に湧いてくる発想である。建築基準法によっても耐震構造は義務付けられている一方、免震・制震は任意に行う。また、耐震基準をクリアーした建物に加えて盛り込む技術である。 制震の技術は、エネルギーの入力の有無や、制震機構の組み込み方によって、次のように分類される。 制震の手法には、エネルギーの入力の有無で大きくわけて「パッシブ制震」「セミアクティブ制震」「アクティブ制震」がある。 電力などのエネルギーの入力を一切必要としない物をさす。オイルダンパーや粘弾性物質、金属などのエネルギー吸収要素を利用した制震壁・制震ブレース・制震柱などが使われ、建物の各部分で震動を減衰させる。停電などの影響を受けず、安定した性能を発揮することができる。 「少量のエネルギーの入力を必要とするもの」と分類される。また、「建物の振動を状態方程式で表したとき、係数を動的に変化させるもの」という分類のされ方もある。具体的にはオイルダンパーのオイルの流量の調節などを行い、逐次、適した係数に変化させることでパッシブ制震よりも効果的な振動の低減を図るものである。制御にはコンピュータや簡単なリレー回路を用いる。 「多くのエネルギーの入力を必要とするもの」と分類される。また、「建物の振動を状態方程式で表したとき、新たな項を追加するもの」という分類のされ方もある。直接的に外部からのエネルギーの入力により建物の振動を制御するための力を与える装置を設置するものであり、マスダンパー型や連結型として用いられる。一方で建物の振動を抑える力を発揮できる装置は、即ち建物を振動させる力を発揮できる設置であるため、設計ミスや誤作動、意図的な操作により建物を振動させることも可能であり、設計に際しては細心の注意が払われている。 セミアクティブやアクティブ制震では震災時に停電しても動作を担保するために無停電電源装置を用いることが多い。また、最低でも数十年になる建物の供用期間に対して制御に用いるコンピュータの寿命は短いため、定期的な交換が必要である。 建物の上の層(床)と下の層の間をダンパーを用いて連結し、建物が振動で変形した際にダンパーも変形させ、ダンパーにエネルギーを吸収させて建物の損傷を防ぐ機構である。ダンパーにはオイルダンパーや粘弾性体、金属の塑性化を利用したものなどがあり、また、設置様式によりブレース型や間柱型、壁型等がある。ほとんどの場合でパッシブ制震として用いられるが、セミアクティブ制震として用いられるものもある。
制震・免震・耐震の比較
制震
免震
耐震
制震技術の分類
パッシブ制震、セミアクティブ制震、アクティブ制震
パッシブ制震
セミアクティブ制震
アクティブ制震
層間ダンパー型、マスダンパー型、連結型
層間ダンパー型
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出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
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