(株)田中制震構造研究所

人命と建物・エレベーターを守った実績のある 世界初 ３Ｄ-制振装置 があります！

能登半島や、首都圏で直下地震が多発し、発生リスクが高まっています。直下地震は、建物の直下で発生するため、非常に強い揺れを引き起こし、大きな被害をもたらす可能性があります。あらかじめの備えが大切です。地震が起きてからでは、間に合いません。

研究と開発を積み重ね、2件の実験的特許を取得しました。

世界初、３D-制振装置とは、直下地震から、人命、建物を守る装置です。まず、装置の能力をご説明します。この装置は、建物と一体となり、大きく揺れを減らすことができます。この装置を設置した建物が、直下地震、震度５弱の揺れを受けたとき、装置が揺れを震度３まで大きく減らしたことで、震度４で停止するエレベーターが停まりませんでした。つぎに、装置の設置について説明します。居住しながら、建物の屋上や床、基礎などに後付け出来ます。サイズは、たて、ヨコ、たかさ、1mｘ1mｘ30cmと非常にコンパクトで、重さ、0.3tと軽量です。また、耐久性があります。工期は、足場などは必要ないので、最短で３日程度ですみます。装置自体も低価格であり、地震直後のメンテナンスが不要なので、全体としてコストが低くおさえられます。

3D-制振装置 の新技術とは、タテ、ヨコ、斜めの3次元から来る、地震の揺れを効率よく減らしながら、建物と一体化して、揺れを大幅に減少させることができる技術です。この装置は、居住しながら建物の屋上、床、基礎などに後付けできます。

３D-制振装置と、耐震、免振、制震との違いを説明します。まず,３D-制振装置とは、直下地震に対応し、高性能、最短 3日での設置、低価格を実現しています。それに対し、耐震は最も歴史が古く、様々な施工方法があり、数多く採用されている工法です。免震は、病院や精密部品工場など、極力,振動を減らしたい建物や、役所などの公共建物、マンションなど,新築時に採用されることが多いため、工事費は非常に高くなります。制振は、最近採用されるようになってきた新しい工法です。油圧シリンダーを使ったものや、建物の外側に、新しく柱と梁を増設するものなどがあります。３D-制振装置は高性能、最短設置、低価格を実現し、直下地震に対応できますが、他の工法は、直下地震には対応できません。また、施工期間は,最低でも数週間から数か月かかるため、経費も高くなります。以上のことから、総合的に判断すると、３D-制振装置が、最も採用しやすい工法だと判断されます。

3D-制振装置のメリットについて説明します。まず、装置の設置工事費は一般の改修工事費の１／10程度以下で済みます。この装置は弊社のオリジナルです。 装置の製作・設置・管理まで一貫して弊社で行います。 建物の屋上・床・基礎に最短３日で、居住したまま設置出来ます。小型・軽量で直下地震の揺れを大きく減らします。装置の普及期間のため、大幅に値引き中です。

この装置はビルやマンションなど、居住したまま設置が可能であり、高性能・最短設置・低価格を実現しています。長年の研究成果が認められ、特許を２件取得しています。

３D-制振装置の搬入、及び設置の手順図です。この装置は、一般の装置より非常にコンパクトで軽量です。また、様々な場所への設置を想定しているため、装置を軽量なパーツに分解して移動できます。パーツは最大でも50キロ程度です。これにより、狭い場所や、屋上などにも設置が可能となります。まず、小型トラックに装置をパーツに分解して積みこみ、現地まで搬送します。つぎに、養生したエレベーターまで３人から４人でパーツを運び込みます。エレベーターにパーツをのせて、次々に設置階まで運び上げます。設置階では、装置の設置位置にアンカーボルトを設置し、防水層とアンカーとの隙間を完全にふさぎ、雨漏りの対策を行います。その後、設置面の防水処理を行い、装置を設置します。エレベーター機械室の屋上に設置する場合は、パーツをロープで引き揚げます。全体の設置に必要な日数は、２日から３日程度です。

３D-制震装置の設置実績をご覧ください。設置する建物の状況に合わせて、屋上に設置するタイプ、床に設置するタイプ、地下の基礎に設置するタイプ,等があります。どのタイプでも、直下地震の揺れを効果的に減らすことができます。

2024年1月28日の地震では直下地震特有の強い揺れによって物が落ちたり、多くのエレベーターが停止したとの報告がありました。この3D-制振装置を設置した建物は、上の図の赤い丸周辺の東京都品川区に位置し、震度４を記録した場所です。更に右の図のエレベーター停止が報告されたエリアの中心にあり、周辺のビルやマンションのエレベーターは停止したにもかかわらず、この建物のエレベーターは正常運転でした。

2021年10月7日の、震度5強の首都直下地震では、多くのエレベーターが、停止したにも関わらず、マンションのエレベーターは止まらず、正常運転していたことを確認しました。

２度の直下地震の震源と建物との位置関係を説明します。建物は東京都品川区にあります。2024年1月28日の震度４の直下地震は震源の深さが73キロ、建物までの水平距離が23キロ。2021年10月7日の震度５強の直下地震では、揺れ震源の深さが75キロ、建物までの水平距離が32キロで、右の図の通り、タテ揺れが80％以上のほぼ同じような直下地震でした。この建物は最も揺れの大きいエリアに位置していました。

今回エレベーターが停止しなかった建物は、新耐震基準を満たしていますが揺れを強く感じる直下地震対策として、3D-制振装置 を 6機設置しました。今回ビルのオーナー様から、エレベーターは停止しなかったことを確認でき、直下地震にも関わらず強いゆれを感じなかったとの証言を得ることができました。これにより3D-制振装置 が正確に作動し、地震の揺れを減らしたことが実証されました。また。過去、2021年10月7日に起きた最大震度5強の直下地震でも、エレベーターが停止しなかったことを確認することができました。

建物の持つ固有の周期と地震の揺れから、実際にこの建物が受けた震度を気象庁の震度分布図より求めます。この建物の固有周期は０.７３秒、震度4の加速度は１１０ガル程度なので、図より震度５弱を示しています。実際には、震度４で停止するはずのエレベーターが止まらなかったことから、この装置が建物の揺れを、震度５弱から震度3以下まで減らしたと判断されます。

この建物は、震度5弱の揺れを受けたことが明らかとなりました。気象庁によると、震度5弱は、大半の人が恐怖を感じて物につかまりたいと感じる、棚にある食器や本等が落ちることがある、固定していない家具が移動することがあり、不安定なものは倒れる事があると表現されています。震度４で停止するはずのエレベーターが止まらなかったことから、この装置が建物の揺れを80パーセント以上減らしたことで、震度3以下まで下がったと判断されます。人が感じる震度3の揺れは、屋内にいる人のほとんどが揺れを感じる、と表現されている程度のものです。これは、ビル最上階にお住いのオーナー様からの証言である、強い揺れは感じなかったとの表現と一致しています。