まもるんぱー

工務店目線で徹底比較「制震ダンパー」の選び方|まもるんぱー! » 制震ダンパーは意味がない?お施主様からよくある質問 » 地震のエネルギー吸収率とは?制震ダンパーの関係性

地震のエネルギー吸収率とは?制震ダンパーの関係性

地震発生時、地盤の動きによって地中で振動が起こり、周囲に広がって伝わる波が“地震波”です。地震波の種類には「P波」「S波」「表面波」があります。ここでは、地震波がもたらす縦揺れ・横揺れによって、住宅がどんな被害を受けるのか、お施主様から質問を受けた際の回答例を紹介します。

家が揺れるとき、何が起こっている?

地震波には、伝わる波の進行方向に対して前後に振動する「P波(縦波)」と、水平方向に振動する「S波(横波)」、そして地表を伝わる「表面波」の3つがあります。地表に早く到達するP波は、減衰も大きいため、大地震を引き起こすことはほとんどありません。しかし、直下型地震の場合には、突き上げるような縦揺れを起こすのが特徴です。
このP波より、高いエネルギーを持つのがS波です。S波は“剪断波”とも呼ばれ、横揺れを起こす、危険で厄介な存在です。地震被害の多くは、S波が起こす横揺れによって発生しやすいといわれています。表面波は、地表を伝わって最後に到達する周期の長い波動です。高層ビルを倒壊させる危険がある長周期地震動には、この表面波が関係しています。

まもるさん

良品を見極めるには、基礎知識に加えて、正しい選び方や各メーカーが公表する躯体実験のエビデンスなども見ておくといい。開示情報が多いメーカーの実験動画も参考にするなら、下のリンクで紹介しているオイル・ゴム・鋼材それぞれのおすすめ3選をチェックしてみよう。

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地震による揺れのパターンの違い

直下型地震では、下から突き上げるような縦揺れが最初に襲ってきます。柱から土台が抜けてしまうといった被害は、こうした直下型地震がもたらす縦揺れによって引き起こされます。制震ダンパーは建物の基礎に取り付けるので、縦揺れや横揺れのエネルギーを効率よく吸収し、揺れ幅を抑える働きがあります。

さらに大きな被害をもたらすのは、エネルギー量の大きい横揺れです。水平方向に揺さぶられることで建物が変形し、構造体の接合部や耐力壁が破損したり、室内では家具や人が転倒したりするなどの危険があります。この時、柱と梁などに取り付けられた制震ダンパーは、地震エネルギーを効率良く吸収できるといわれています。特に、2階以上の階層で起こる揺れ幅を抑え、躯体の変形を低減する役割が期待されています。

制震ダンパーがエネルギーを吸収するしくみ

制震ダンパーの制震材には、ゴム・オイル・鋼材の3つがあります。

主に粘弾性をもつゴムを使用したゴムダンパーは、地震の力が加わりゴムが変形することで、その力を熱エネルギーに変換します。
オイルダンパーは、筒状のシリンダーに充填したオイルとピストンによる“抵抗”によって地震エネルギーを吸収するもので、原理は自動車のショックアブソーバーと同じです。
また、金や鉄、アルミなどを使った鋼材ダンパーは、揺れを受けて変形(降伏)することで、地震の運動力を熱エネルギーに変換します。金属を変形させるエネルギーを受けて作用するため、主に大地震への備えとして導入されています。

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*1:(株)トキワシステムが販売する「αダンパーExⅡ」製品に関して保証するものです。設計施工マニュアルに従った設置で、保証期間内に故障をした場合に限ります。無償修理、有償修理にかかわらず、修理が必要と判断される場合、本製品の設置および取り外し、再設置費用については保証対象外となります。

参照元:トキワシステム公式HP(https://www.tokiwa-system.com/hosho/)

【選定基準】
2022年6月1日調査時点において、「制震ダンパー」「制震装置」「制震システム」でGoogle検索して表示される全ページおよび「一般社団法人 日本免震構造協会」公式サイトに掲載されている中から、木造建築物を対象に制震機能のある装置をリリースし、「実績、実験結果、制震材の数的情報ページがある製品」という条件をクリアしたメーカーを選出しています(大手ハウスメーカー標準採用の独自開発商品を除く)。

ぼくが言うのもなんだけど、地震対策は大切だズン

なまズン

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