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超高減衰テクノロジー「GRAST」によって生まれた高剛性・高減衰ゴムを採用
壁倍率「5.0」の耐力壁を新開発

2009/1

 
 住友ゴムグループのSRIハイブリッド株式会社と住友林業株式会社は、高剛性・高減衰ゴムを採用し、地震エネルギー吸収効率を高めた耐力壁「地震エネルギー吸収パネル」を共同開発しました。
 高剛性・高減衰ゴムを使用したパネルで、壁倍率「5.0」の国土交通大臣認定取得は日本初となります。
 
 地震災害は地域や時間を選ばず突如として発生するものであり、その予測不能な自然の力がもたらす災害への備えは非常に大切です。昭和56年の建築基準法施行令改正における新耐震設計基準の導入や、平成12年の「住宅の品質確保の促進等に関する法律(品確法)」施行により、住宅の耐震性の確保は進められてきましたが、国土交通省によると既存住宅ストック(約4,700万戸)のうち、約25%にあたる1,150万戸の耐震性が不十分と推計しており、耐震性を確保した住宅の促進が求められています。
 今回、共同開発した「地震エネルギー吸収パネル」は、特殊な高剛性・高減衰ゴムの特性を生かし地震エネルギーを熱エネルギーに変換・放出します。その主な特徴は以下の通りです。
 
 
1.建物変形量を最大で約70%低減する働きを有することで、巨大地震時においても柱・梁等の主要構造部材の損傷を軽減する。
  
2.高剛性・高減衰ゴムの変形によるエネルギー吸収性能によって、「地震エネルギー吸収パネル」そのものの損傷を抑えることから、日常的に発生する中小地震だけでなく、巨大地震後に発生するケースが多い余震に対しても、地震エネルギーの吸収性能を発揮し続ける。
 
 この「地震エネルギー吸収パネル」を、木造以外の他構法と比較しても高い耐震性能を発揮する「住友林業の家」独自の「マルチバランス(MB)構法」に採用することで、基本的な耐震性能をさらに向上させるだけでなく、度重なる地震に対しても壁倍率「5.0」の性能を保ち続けます。
 また、定期的なメンテナンスが不要でシンプルな構造でありながら、長期にわたり地震による建物の損傷を最小限にとどめる性能を持っていることから、建物を長期にわたり保有する価値や資産性を更に高めます。
 
■「地震エネルギー吸収パネル」の主な特長
 
 
(1)新開発の高剛性・高減衰ゴムの採用
 「地震エネルギー吸収パネル」は、SRIハイブリッド(株)独自の超高減衰ゴムテクノロジー「GRAST(グラスト)」を用い新開発した高剛性・高減衰ゴムの採用により地震エネルギーを熱エネルギーに変換・放出する性能が従来の耐震技術などに比べて大幅に向上、ゆっくりとした動きから速い動きにまでほぼ一定の性能を発揮します。
これにより直下型、長周期型など様々な地震の揺れを吸収、建物の変形量を低減する事でこれまで以上に安心で安全な住まいを実現します。
また、橋梁ケーブル用制振材等SRIハイブリッド(株)従来の高減衰ゴムに対して、エネルギー吸収性能を向上すべく、剛性比を約2倍に高めながらも背反する破断伸びの低下を改善、せん断変形試験においては600%以上(SRIハイブリッド(株)実験値)の大変形能力を実現することで、大地震での変形に対しても充分な安全性を確保しています。
さらに、高減衰ゴム自体はもちろん鋼材フランジとの接着界面については、最も信頼性の高い加硫接着法を適用したことで、あらゆる環境変化や長期間の使用に対して高い耐久性を保持するため、ゴムの取替えなどのメンテナンスは不要です。また、日本では季節による寒暖の差が大きく、また南北に長く海に囲まれているため降雪や台風、塩害など地域特有の条件があります。「地震エネルギー吸収パネル」は、北海道から沖縄まで40橋以上の施工実績を持つ橋梁ケーブル用制振材において多くの実績をもつ高減衰ゴムをベースに、住宅用として新開発した高剛性・高減衰部材を使用しているので、幅広い環境において安定した性能を発揮します。
 
 
(2)国産材の積極的な活用
 「長期優良住宅の普及の促進に関する法律」にも国産材の利用が盛り込まれたように、国産材を積極活用することは日本の森林の適正な整備と保全につながり、地球温暖化の防止及び循環型社会の形成に結び付くと考えられます。今回の「地震エネルギー吸収パネル」の主要部材も国産の杉および檜とし、国産材の積極的な活用を行っています。
 
(3)地震エネルギーを吸収する部材を併用した耐力壁として、日本初の壁倍率「5.0」を取得
 壁の耐震性能を測る尺度として用いられる壁倍率において、国土交通大臣認定の「5.0」を取得しています。これは建築基準法に規定される壁倍率としては最も高い性能であり、建物の耐震性を左右する耐力壁として構造計算に算入されるものです。1枚の壁が、耐力壁の機能と地震エネルギーを吸収する機能を併せ持つことにより、壁を増やすことなく耐震性能を向上させることが可能となり、これまで通り自由設計でお客様の要望にお応えします。
 
(4)巨大地震後も「地震エネルギー吸収パネル」の性能を維持
 「地震エネルギー吸収パネル」の採用は、建物の損壊を抑制することで建物自体の補修費用を軽減するだけでなく、耐力壁を構成する「地震エネルギー吸収パネル」自体の損傷も軽減するため、地震発生後におけるパネル部材の調整や交換の必要がありません。また、パネル自体が損傷しないことで巨大地震発生後に発生するケースが多い余震に対しても性能を発揮し続けることができます。
 
(5)地盤条件や敷地条件等に左右されない
 柔らかい地盤では地震波の振幅が大きくなり、その上に建つ建物の揺れも大きくなりますが、「地震エネルギー吸収パネル」は、そのような場合でも十分に性能を発揮します。また、通常の耐力壁と同様に設計する事が可能であり、プランニング上の制約や、敷地条件等の影響も受けません。
 
■「地震エネルギー吸収パネル」の振動実験の様子■サーモカメラによる実験検証
 
1)加振前
 中央にある「高剛性・高減衰ゴム」は、金属部分との温度差はほとんど見られない。
2)加振後
 「高剛性・高減衰ゴム」が振動を熱エネルギーに変換して温度が上昇している事が分かる。
3)地震エネルギーによって中央にあるゴムが変形して熱エネルギーに変換・放出する。
 
 「高剛性・高減衰ゴム」が変形して地震エネルギーを熱エネルギーに変換する事をサーモグラフィカメラにより検証。連続した加振にも性能を維持する高剛性・高減衰ゴムの復元力が確認されています。
 
 
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