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超高層ビルの制振構造に革命をもたらす新システムが登場した。上層部と下層部を構造的に独立させ、地震時に互いの揺れを打ち消し合うようにする。見た目は中間層免震と似ているが、考え方は似て非なるものだ。

 清水建設は9月22日、制振装置の設置台数を従来と比べて大幅に削減しつつ、地震時の揺れを半分以下に抑える新システム「BILMUS(ビルマス)」を開発したと発表した。2025年の竣工を予定している高さ約235mの超高層ビル「芝浦プロジェクト」S棟に初導入する〔図1〕。施工は清水建設だ。

〔図1〕高さ235mの芝浦プロジェクトS棟に初導入

〔芝浦プロジェクトS棟の構造〕
〔芝浦プロジェクトS棟の構造〕
BILMUSの導入が決まった芝浦プロジェクトS棟は高さ約235m(資料:清水建設、野村不動産、JR東日本)
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東京・浜松町の旧・東芝ビルディング跡地に建設する。図のツインタワーの左側がS棟だ(資料:清水建設、野村不動産、JR東日本)
東京・浜松町の旧・東芝ビルディング跡地に建設する。図のツインタワーの左側がS棟だ(資料:清水建設、野村不動産、JR東日本)
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〔ウィンドロック〕
〔ウィンドロック〕
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〔eクッション〕
〔eクッション〕
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連結部には積層ゴムやオイルダンパーのほか、ウィンドロックやeクッションを設置して変形を抑制する(資料:清水建設、野村不動産、JR東日本)

 超高層ビルの上層階と下層階を構造的に独立させ、積層ゴムとオイルダンパーで連結。地震時に互いの揺れを打ち消し合うことで、「ビル自体を巨大な制振装置のようにしてしまう。それがBILMUSの発想の根幹だ」(清水建設設計本部構造設計部2部の今井克彦グループ長)〔図2〕。

〔図2〕従来の制振構造との比較
〔図2〕従来の制振構造との比較
上層階と下層階が互いの揺れを打ち消し合うように設計する。制振ダンパーの設置台数を大幅に削減できる(資料:清水建設)
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 BILMUSに似たシステムが過去になかったわけではないというが、「当社が知る限りで極めて珍しく効果的な仕組みであり、かつ芝浦プロジェクトS棟クラスの超高層への導入は初めてだろう」(清水建設設計本部構造計画・開発部の広瀬景一部長)。

 上層階がビル全体の重さの10~50%になる位置に連結部を設ける。積層ゴムで上層階の揺れの周期を調整して大きな制振効果を生み出し、地震時の上層階の揺れ(加速度)を最大で従来の半分以下に抑える。

 家具や什器の転倒、内外装の損傷を減らせるうえ、ビル内に設置するダンパーの台数を大幅に削減できるため、有効面積を増やせるのもメリットだ。眺望を確保しやすくなるなど、設計の自由度も高まる。