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2011年4月 5日 (火)

東京スカイツリーの制振システム

ご存知の方も多いと思いますが、東北関東大震災で東京タワー(333メートル)の頂上部のアンテナが曲がってしまいました。

幸いにも展望台にいた観覧客にはケガはありませんでしたが、一部地域でNHK総合と教育のアナログ映像が見にくくなるなどの影響が出たようです。 

一方、東京スカイツリーは現在、高さ625メートルに達していますが全くの無傷でした。

作業中だった約500人の作業員にもケガ人はありません。

この差はどういう仕組みの違いから来るのか不思議だったので調べてみました。

東京スカイツリーには、「心中制震」システムが採用されています。

このシステムは「五重塔」と同様のシステムのようです。

「五重塔」は台風や火事による倒壊はあるものの、地震による倒壊の記録は残っていません。

そのため耐震性に優れた建物といわれています。

この高耐震性の理由には諸説あるようですが、「心柱」が大きな役割を果たしていると考えられています。

スカイツリーにも「心柱」という柱を制揺装置として設け地震に備えているのです。

とはいっても、スカイツリーの「心柱」は

直径  8メートル
高さ 375メートル

の巨大な鉄筋コンクリート製の円筒(=心柱=階段室)で、根元から第一展望台の屋根上まで、スカイツリーの中心を貫いています。

その円筒と外周部の鉄骨造の塔体を構造的に分離し、中央部の心柱上部を「重り」として機能させている、今までになかった新しい制振システムとのことです。

原理としては「質量付加機構」という現代の制振技術を応用したもので、大地震時に40%程度の応答せん断力を低減することができるとのことです。

簡単に言えば、地震が起きたときには、周囲の鉄骨部分とは別に揺れるため、互いの動きを打ち消しあって、ツリー全体の揺れを小さくするのです。 

今回のように、心柱=階段室を付加質量に用いたのは

世界初

とのことです。

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