住まい、住まう人、暮らしを守る 株式会社ハウジング・ソリューションズ

木造住宅用「耐震+制震」システム

  • トップ > 
  • 「耐震+制震」システム│性能の評価・実証実験

株式会社ハウジング・ソリューションズ

性能の評価・実証実験

早稲田大学で行った、制震用オイルダンパーを取り付けたフレームに対して動的加力実験(地震時の建物の揺れを想定した実験 )により、阪神・淡路大震災レベルの地震の揺れに対しても十分に安全であることを確認しました。(実験施設:早稲田大学理工学総合研究所 喜久井町ハイテクリサーチセンター)

さらに、制震用オイルダンパー80基を取り付けた実大振動実験において、阪神・淡路大震災時の1.2倍の地震動に対しても性能を発揮し住宅の安全を確保できることを確認しました。(実験施設:独立行政法人 土木研究所の振動台実験施設)

早稲田大学理工学総合研究所喜久井町ハイテクリサーチセンターで行った動的加力実験の写真と実験結果

下段の2つの「荷重−変形履歴曲線図」におけるループは、そのループにより囲まれる面積が吸収しうるエネルギーを意味しています。従って、このループで囲まれる面積(=吸収可能なエネルギー)が大きいほど、地震時に建物に入力されるエネルギーを吸収することを意味し、その結果として地震時の建物の変形を小さくできるというダンパーの効果を示しています。

さらに、これらの図は、建物の変形が大きくなればなる程、ダンパ−の効果が発揮されるということを示しています。
右上のグラフにおける「ダンパー無し」の場合の等価壁倍率0.6〜0.8はまぐさ、窓台の設置による効果であり、これに更にダンパーを設置した場合(HSIの推奨構法COLLABO P+M構法)の等価壁倍率は0.8〜1.8にその効果が向上することを示しています。

耐久性試験とその結果

下記の3種の試験を行い、その性能に劣化がないこと、ならびにオイル漏れがないことを確認しました。

  • ・耐久性試験1:軽微な揺れ(引張力が効く範囲)の50万回繰返し試験
    60年間換算で、毎年8,333回、毎日1時間弱に1回の発生に相当
  • ・耐久性試験2:中程度の地震(震度4〜5程度)の揺れの1万回繰返し試験
    60年間換算で、毎年167回、二日に1回の発生に相当
  • ・耐久性試験3:大地震(震度6強程度)の揺れの5回繰り返し試験

⇒すなわち、本ダンパーは起こりえない程の地震の発生回数を想定した過剰性能と言えるほどの耐久性能を持つレベルの仕様設計をしており、耐用年数は、ダンパーを取り付ける住宅そのものの耐用年数次第です。耐用年数60年とは、現在の住宅の平均耐用年数の2倍を想定しています。

取付金具の実験とその結果【写真提供:早稲田大学】

取付金具に対する「直接加力実験」と「ダンパを介した加力実験」の荷重−変形(耐力)−滑りの評価結果より、TYPE7が最大耐力、滑り量ともに問題ないことを確認しました。

COLLABO POWERの住宅に対する制震効果

■本ダンパーは主に「圧効き」性能のダンパーであるため、地震動による水平力が働いたとき、梁と柱の角度が狭くなる箇所に設置されたダンパーが抵抗力を発揮します。

  • ⇒2基のダンパーが対になって「両効き」ダンパー1基分として機能します。
  • ⇒ダンパーを設置しないときに、ほぼ倒壊と見なせる20cm程の層間変位が生じるような場合にも、ダンパーを十分に設置できれば、10cm程に低減(層間変位を半減)させることができます。

図のように左から地震による水平力が働いた場合、圧縮される赤色の箇所のダンパーがエネルギーを吸収します。逆方向の場合には、青色の箇所のダンパーが働きます。

■地震により最大10cmほど変形するときのダンパーを設置したパネル(構面)の等価壁倍率は、105mm角の柱・梁材の場合、0.5〜1.5倍程度になります。

Type A Type B Type C Type D
Type A Type B Type C Type D
等価壁倍率
0.5 0.5 1.0 1.5

■下図の4種の試験体(構法の違い)にダンパーを設置することにより、荷重-変形履歴ループ面積は大きく膨らみ、地震動の吸収エネルギー量(ダンパー設置による減衰効果)が大幅に拡大しています。

■構法

試験体1 試験体2
試験体1 試験体2
軸組のみ 片面合板張り
試験体3 試験体4
試験体3 試験体4
まぐさ設置 まぐさ設置

架構全体及びダンパー単体の荷重−変形履歴図

ページの先頭へ

  • 木造住宅用「耐震+制震」システム コラボパワー
  • 木造住宅腐朽予知モニタリングシステム
  • 販売代理店募集
  • 案内図

株式会社ハウジング・ソリューションズ

Copyright © 2007 Housing-Solutions Inc. All Rights Reserved.