株式会社フジタ(本社:東京都渋谷区、社長:藤田一憲)は、建物内の一部を免震化し、大地震から大型コンピュータや貴重な美術品を護る「三次元床免震システム」を開発しました。なお、本システムは本年6月、建設大臣の技術評価を取得しています。
今回当社が開発した三次元床免震システムは、水平方向の揺れを吸収するボールベアリング・水平ばね・オイルダンパーと垂直方向の揺れを吸収する摩擦ダンパー付きの、空気ばね装置とコイルばね装置を配置上組み合わせて使用するものです。水平方向の振動エネルギーはオイルダンパーが吸収し、水平ばねが揺れをやわらげて床を元の位置に戻すよう働きます。また、垂直方向の振動エネルギーは摩擦ダンパーが吸収し、空気ばね装置とコイルばね装置が共に揺れをやわらげながら元の位置に戻すよう働きます。この様にして建物の床から伝わる地震の揺れを吸収し、免震を果たします。
本システムにより、高価な美術品や重要なデータを保有するコンピュータ、病院などの貯蔵薬品等を地震災害からより安全に保護することが可能となります。
<当社の三次元床免震システムの特長>
1) 震度7を想定した大型振動台実験により、地震の揺れを5分の1から10分の1に低減することが確認されています。
2) 本システムの最大の特徴は「摩擦ダンパー付きの、空気ばね装置とコイルばね装置」を併用して配置することです。既に開発されている空気ばねのみのシステムと比較すると、単価が安く揺れの吸収に対して高性能のコイルばね装置を併用することでコストの低減を実現しました。
また、規格化されたシステムと異なり、システムを構成しているボールベアリング、各種ばね、ダンパー等を独立に使えるようにして設計の自由度を高めているため、複雑な形状や狭い部屋への適用が容易に行えます。
3)本システムは、トリガー機能*を水平ばねと摩擦ダンパーに持たせているため、日常、免震床上で作業しても床が揺れる事はありません。免震装置が震度3から4程度の揺れを感じた時に、トリガー機能が解除され、免震効果が発揮されます。地震後にはトリガー機能は自動的に元の状態に戻るため、再セットする必要がありません。(メンテナンスフリー)
4)空気ばね装置には空気圧を変化させることで床を自動的に水平に保つ機能があるため、室内に置かれるものの重量に変動があったり、室内の特定の部分に片寄って物が置かれても、床が傾く事はありません。(セルフレベリング機構)
免震床の設計は建物に入る地震動、建物の振動性状、特に免震床を設置する建物床の振動性状を考慮する必要があります。フジタは、これまで培ってきた耐震・免震設計技術を用い、耐震安全性の高いシステムを提供します。さらに建築計画、設備計画を含めたトータルな安全性を得られるシステムを提供いたします。
今後、すでに開発・実用化した「二次元床免震システム」とともに、新規建物へはもとより、既存建物の耐震改修の一環として本システムの適用を推進していく予定です。
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二次元床免震システム
(2D-typeV)
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二次元床免震システム
(2D-typeO)
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三次元床免震システム
(3D)
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荷重支持
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ボールベアリング
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ボールベアリング
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ボールベアリング
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水平
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復元力
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水平ばね
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水平ばね
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水平ばね
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減衰
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粘性体ダンパー
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オイルダンパー
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オイルダンパー
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トリガー
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水平ばねの予張力
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水平ばねの予張力
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水平ばねの予張力
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鉛直
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復元力
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空気ばね/コイルばね併用
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減衰
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摩擦ダンパー
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トリガー
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摩擦ダンパー
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セルフレベリング
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あり
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*床上での作業所や小さな地震では免震床が揺れないように固定し、大地震では解除されて免震機能が
働くような装置。