制振構造による超高層マンション

大阪本店　建築設計部
岩佐裕一

はじめに

ここ数年の景気回復をうけ、東京や大阪、名古屋の都心部では、超高層マンションの建設が盛んになってきています。最近の超高層マンションは、耐震安全性を高めるため、免震構造や制振構造を適用する事例が多くなってきていますが、ここでは、設計施工物件（設計は構造担当のみを含む）の中から制振構造の適用事例を紹介します。

超高層マンションの構造設計

超高層マンションは、立地の利便性、眺望に優れた間取り、エントランス等の共用部の充等の建築計画だけでなく、その構造も通常の建物に比べて十分な安全性を確保した特別な設計がなされています。一般に建物高さが60mを超える建物を超高層建物と呼び、建築基準法においても通常の建築確認申請とは別に、特別な検証法を用いて建物の構造安全性を検討し国土交通大臣の認定を取得することになっています（表-1）。

表-1　超高層マンションの構造設計

建物の減衰性能

一度揺れだした建物は、時間が経過すれば揺れが小さくなり最終的には揺れは止まります。この揺れを小さくしたり、揺れを早期に収めたりする建物の特性を減衰性能と呼びます（図-1）。減衰性能が高い建物ほど、揺れが小さくなり耐震安全性が高いということができます。減衰性能は、建物本体が固有に持っている性能ですが、次に説明する制振ダンパー等を建物に設置することで、減衰性能を向上させることができます。

図-1　減衰性能

制振構造

制振構造は、制振ダンパーと呼ばれる振動エネルギーを吸収する装置を建物に設置して、揺れを小さくしたり、揺れを早期に収めたりする構造です。耐震構造では柱梁等の構造部材が地震エネルギーを吸収しますが、制振構造では制振ダンパーが地震エネルギーの一部を吸収するので、ダンパーを設置しない場合に比べて柱梁の損傷を小さくすることができます。制振ダンパーを用いた設計は、ダンパーの設置量に応じて柱梁の損傷度合いを制御することが可能なので、損傷制御設計とも呼ばれます。制振ダンパーはエネルギー吸収機構の違いによりさまざまなダンパーが開発されており、当社では粘弾性ダンパー、低降伏点鋼ダンパー等、設置する建物の構造特性にあわせて設計することができます。また、近い将来にその発生が確実視される東海、東南海、南海地震等の海溝型巨大地震時に予想される長周期地震動に対しても、減衰性能を向上させるなど有効です。

適用事例

事例1のマンションでは、粘弾性ダンパーを24基設置しました（写真-1、図-2）。この建物ではパネル型として住戸戸境壁内に設置しています（写真-2）（ET410号参照）。
事例2のマンションでは、粘弾性ダンパーを66基、低降伏点鋼ダンパーを50基設置しました（写真-3、図-3）。当建物は超高層タワー型マンションで、ダンパー設置により、強風時の居住性の改善も図っています。二種類のダンパーを組み合わせることにより、強風時、大地震時の幅広い揺れを制御しており、この建物では間柱型として共用部に設置しています（写真-4）（ET405号参照）。
事例3のマンションでは、低降伏点鋼ダンパーを共用部に44基設置する予定です（図-4、5）。