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2005.01.13
世界初の画期的新技術!水の浮力を利用した免震システム


当社は、建物を水に浮かべて地震の揺れを抑える世界初の免震構造システム「パーシャルフロート」を開発し、当社技術研究所(東京都江東区)の新風洞棟に採用(今秋完成予定)しました。

このシステムは、水による浮力と建物の下に設置した免震装置で全体を支え、地震時の揺れを低減します。また、地震時の揺れが増幅しやすい都市湾岸部などの軟弱地盤層でも高い免震効果を得ることができます。

災害時の防災拠点となる医療施設や通信施設、また、美術館・博物館、生産施設、学校、ホテル、マンションなど幅広い施設での適用が可能です。

パーシャルフロートの概念図

●パーシャルフロートの特長

  • 建物の重さの半分を水の浮力で支えるため、免震装置を小型化することができます。
  • 建物の揺れの周期を長くすることで、通常の免震構造に比べて地震時の揺れを低減します。
  • 都市湾岸部などの軟弱地盤層でも、高い免震効果を確保することができます。
  • 建物を浮かべる貯留槽内の水を災害時の初期消火用水にも活用できます。

インデックス ■「パーシャルフロート」の概要
■地震時の揺れの振幅を抑える減衰装置



「パーシャルフロート」の概要



貯水槽に浮かぶ当社技術研究所「新風洞棟」の完成イメージ

新しい免震構造システム「パーシャルフロート」を現在建設中の当社技術研究所「新風洞棟」に採用しています。

「パーシャルフロート」は、巨大な貯水槽に建物が浮かぶような状態で、建物の重さの半分を水の浮力で支えているため、免震装置を小型化することができます。また、震動が建物に直接伝わりにくく、地震による影響を低減することができます。

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建物の固有周期:高層ビルが揺れるように、建物自体は固有の揺れの周期を持っています。1秒間に数回揺れる周期の短い激しい揺れが建物に伝わっても、その揺れを数秒間に1回のゆったりとした長い周期の揺れに変えると、地震力を減らすことができ、建物の倒壊や家具、設備機器などの被害を防ぐことが出来ます。

免震装置には積層ゴムを採用し、14台設置しています。

配置図   免震装置


参考)新風洞棟の構造と規模
構  造 鉄筋コンクリート造
地下1階・地上2階
建築面積 952m2
延床面積 1,253m2
建物高さ 17.2m
喫水
(水に沈む部分)
2.3m
重さ 2900トン
貯水量 1540トン

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■地震時の揺れの振幅を抑える減衰装置

地震時の安全性をさらに高めるために、水の運動を利用した減衰装置を採用しています。

この減衰装置では、糸状のポリプロピレン材を立体網目状に織り込んだ透水体を利用しています。貯水槽の内側に設置して、地震時に発生する波のエネルギーを消散させて建物の揺れを低減するとともに、強風時などの揺れを抑えることができます。

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■参考

「パーシャルフロート」については、(財)エンジニアリング振興協会 地下開発利用センターによる『地下を利用した浮体式免震システムに関する研究』(委員長:京都大学 渡邊英一教授)において、当社が中心となり、国土交通省 国土技術政策総合研究所、電力中央研究所、日本免震構造協会、電源開発、三菱重工業、ブリヂストン、東洋エンジニアリングなどのご協力を得て技術・コスト面の検討を行いました。

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