マスダンパー型の制震装置とは？

マスダンパー型の制震装置とは、建物に取り付けたおもりを揺れと逆方向に動かすことで振動を打ち消す装置です。超高層ビルやタワーのような風による長時間の揺れが問題になる建物に採用されています。本記事では、マスダンパー型の制震装置の特徴や製品例を紹介します。

マスダンパー型の制震装置の特徴

仕組み

マスダンパー型の制震装置は、建物の上部に設置したおもりが建物の揺れとは逆方向に動くことにより振動を抑える仕組みです。揺れを相殺して、振動エネルギーを抑えます。

基本的にはセンサーやコンピュータを用いた揺れの検知と制震を行うアクティブ制震で使われる仕組みですが、パッシブ型やセミアクティブ型の制震装置にも応用されています。アクティブ制震とセミアクティブ制震、パッシブ制震の違いについては、以下の記事で詳しく解説していますので、併せてご覧ください。

制震ダンパーに活用されている
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用途

マスダンパー型制震装置の主な用途は、高層ビルの風揺れ対策です。地震の揺れに対しても効果はありますが、期待できる効果には限界があります。一般的には、地震対策よりも風対策として採用される技術です。

上層階ほど風で揺れやすくなるため、快適性が低下します。マスダンパー型の制震装置を設置することで、居住環境の改善が期待できます。

制震性

マスダンパーは「動吸振器」とも呼ばれ、建物とおもりを同調させて揺れを打ち消す効果により制震性を発揮します。特に、長時間続くゆっくりした揺れに対して、制震効果を発揮します。

ただし、揺れをゼロにするのではなく、揺れを感じにくくする役割を持った装置です。高層ビルは遠方で起こった地震でも長く揺れることがあるため、長周期地震動への対策として制震効果が期待できます。

マスダンパー型の制震装置の製品例

交通振動による住宅の揺れを低減

交通振動による住宅の揺れを低減することを目的として開発されたマスダンパー型制震装置です。おもりを二重構造にした親子亀方式を採用しています。従来型の制震装置と比較して、より広い周波数帯で制震効果を発揮するのが特徴です。

特に、制震装置を設置することの多い小屋裏は、温度変化が大きく部材劣化が課題になります。鋼製の吊り板バネ方式を採用することで、耐久性を高めています。

屋上設置型の制震装置

高層ビル向けの屋上設置型の制震装置です。複雑な揺れになる長周期地震動を抑制することを目的として開発されました。1台で異なる2方向の揺れに対応できる点が特徴です。

大型で重量もある製品が多い中、軽量化と省スペース化を両立し、屋上スペースを圧迫しにくい製品です。重量とスペースの問題があり、マスダンパー型の制震装置の導入を検討できない建物でも対応できることがあります。

モーター制御を組み合わせたハイブリッドマスダンパー

モーター制御を組み合わせたハイブリッドマスダンパーで、通常のパッシブ型の装置と比較して効率的に制震できます。2方向の制御ができることから、ねじれ振動にも対応できる点が特徴です。

また、地震が発生した際に発散することなく、安定して制御可能な仕組みです。地震発生時の建物の負担を軽減します。周期調整用バネを採用しているため、建物完成後の微調整が可能です。

マスダンパー型の制震装置を比較しよう

マスダンパー型の制震装置は、製品ごとに異なる特徴を持ちます。強風対策に向いている製品もあれば、交通振動や長周期地震動に対して効果を発揮する製品もあります。建物や立地によって適した製品が異なるため、比較検討が欠かせません。製品によっては設置スペースに制約があるため、制震性能だけではなく、設置条件を確認しておくことも重要です。