建設技術者向けNEWS

　鹿島は、既存超高層建物用の超大型制震装置ＴＭＤ（チューンド・マス・ダンパー）「ＤＳＫＹ」（ディースカイ）を拡張し、地震や経年変化により振動周期が変動するＲＣ造構造物への適用が可能なセミアクティブ制御（電気制御）式の「ＤＳＫＹ－ＲＣ」を開発した。ＴＭＤの周期を制御するにはおもりの支持材（吊り材や積層ゴムなど）の剛性の調整が必要だが、おもりの重量が数百ｔに達する大型ＴＭＤの支持材の剛性を変化させることは容易ではない。ディースカイ－ＲＣは、おもりの支持材と並行に設置したオイルダンパーの抵抗力（減衰係数）を切り替えるだけで、ＴＭＤの周期を制御する全く新しい支持機構を採用することで、この課題を解決した。

　ディースカイ－ＲＣは、おもり、複数段の支持材、オイルダンパー、センサー、コントローラーで構成。新開発のアルゴリズムを実装したコントローラーが、ＴＭＤを設置した場所の加速度のみを使って建物の振動周期を判定し、支持材と並行に設置したオイルダンパーの減衰係数を、わずかな電力で瞬時に切り替える。オイルダンパーの発生力は、ＴＭＤに必要な減衰抵抗だけでなく、支持材の動きを制限する抵抗力としても作用するため、減衰係数の切り替えのみでＴＭＤの周期調整が可能になる。

　効果・特長として、新開発の制御アルゴリズムにより、年単位の長期的な周期変動だけでなく、地震動の最中に変化する構造物の振動状態に追従し、揺れを効果的に抑制する。ＴＭＤを設置した場所の情報だけで建物の振動周期を判断するため、それ以外の場所へのセンサーやコントローラーの設置や配線は不要だ。

　消費電力は制御時でも１５０ワット程度とわずかであり、小型の無停電電源装置（ＵＰＳ）で停電時にも作動する。万が一の断電時にはパッシブ型のＴＭＤに切り替わり、さらに設計想定以上の地震時にも、おもりの動きを安全に制御するソフト・ハード両面のファイルセーフ機能を内蔵した。また、屋外使用（全天候型）に対応しており、建物屋上や煙突など、さまざまな場所に設置できる。

　同社は、２０１３年にディースカイ、ことし１月に中低層建物向けのディースカイ－ｃを開発し、建物規模や新築物件・既存改修を問わず、大地震対応型のＴＭＤの適用を進めている。今回のディースカイ－ＲＣの開発により、これまで適用実績のなかったＲＣ造の超高層マンションや超高煙突などにも大地震対応型ＴＭＤの適用が可能になった。