地震振動制御
地震工学において、振動制御は、建物および非建物構造物における地震の影響を軽減することを目的とした一連の技術的手段です。
すべての地震振動制御装置は、パッシブ型、アクティブ型、ハイブリッド型 に分類されます[ 1 ]。
- パッシブ制御装置には、装置と構造要素および地面との間のフィードバック機能がありません。
- 能動制御装置には、地震入力処理装置と構造物内のアクチュエータが統合された地上のリアルタイム記録機器が組み込まれています。
- ハイブリッド制御装置は、能動制御システムと受動制御システムの機能を組み合わせたものである。[ 2 ]
地震波が地上に到達し、建物の基礎を貫通し始めると、反射によりエネルギー流密度は劇的に減少します。通常、最大90%まで減少します。しかし、大地震の際、入射波の残りの部分は依然として甚大な被害をもたらす可能性があります。
地震波が上部構造に入った後、その破壊的な影響を和らげ、建物の耐震性能を向上させるために地震波を制御する方法はいくつかあります。たとえば、次のとおりです。
- 適切に設計されたダンパーを使用して上部構造内の波のエネルギーを消散させる。
- 波のエネルギーをより広い範囲の周波数に分散させる。
- いわゆるマスダンパーの助けを借りて、全波周波数帯域の共振部分を吸収する。[ 3 ]
後者のタイプの装置は、パッシブ型はTMD 、アクティブ型はAMD 、ハイブリッドマスダンパーはHMDとそれぞれ略され、主に日本で四半世紀にわたって研究され、高層ビルに設置されてきました。 [ 4 ]
しかし、全く別のアプローチもあります。それは、地震エネルギーの流れを上部構造に部分的に抑制する耐震または基礎分離と呼ばれるもので、世界中の多くの歴史的建造物に導入されており、長年にわたって 地震工学研究の焦点となっています。
このため、建物の基礎部分にある主要な荷重支持要素すべてにパッドが挿入され、振動する地盤に載る下部構造から上部構造を実質的に分離します。また、建物の周囲に剛性ダイヤフラムと堀を設け、転倒やPデルタ効果に対する対策も講じる必要があります。
製油所やプラントでは、振動制御のためにスナッバーがよく使用されます。スナッバーには、油圧式スナッバーと機械式スナッバーの2種類があります。
- 油圧スナッバーは、熱変位が制限される配管システムで使用されます。[ 5 ]
- 機械式スナッバーは、配管の動きの加速度を0.2Gの閾値に制限するという基準で動作します。これは、スナッバーが配管に許容する最大加速度です。[ 6 ]
機械、電気、配管、HVACの振動制御
機械設備の試験、設置、性能に関する規格とガイドラインは、機械設備の取り付け方法を提供するために作成されています。
騒音に敏感な場所に設置されている機器。[ 7 ] このような仕様を規定しているマニュアルの1つは次のとおりです。
- 412 マニュアル: 機械設備の耐震拘束装置の設置 (VISCMA / 振動絶縁・耐震制御製造業者協会)
参照
参考文献
- ^ 「パッシブおよびアクティブ振動分離システム」 physics-animations.com 。 2016年3月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Chu, SY; Soong, TT; Reinhorn, AM (2005).アクティブ・ハイブリッド・セミアクティブ構造制御. John Wiley & Sons. ISBN 0-470-01352-4。
- ^ 「同調質量ダンパーの仕組み」 。 2024年6月20日閲覧。
- ^ “想いを形に未来へつなぐ竹中工務店” . www.takenaka.co.jp。
- ^油圧スナッバー配管技術と製品（2012年取得）
- ^機械式スナッバー配管技術と製品（2012年3月閲覧）
- ^ HVAC Contracting Sensational Heating & Air（2025年8月閲覧）
