1800吨平衡锤使超高层建筑长周期晃动减半

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日本鹿岛公司与三井不动产公司合作，开发出了一种减振技术。通过在超高层建筑的屋顶上设置带巨大平衡锤的钟摆式装置，可使长周期地震动等晃动的幅度减半。目前该技术已达到实用水平。将在三井不动产运营的东京都新宿区新宿三井大厦上首次采用（图1）。

在屋顶设置超大型减振装置。实际上，各个架子的外围都有外罩。工期为2013年8月中旬到2015年4月。

两公司将在55层高的大厦屋顶上，安装合计重量为1800吨、相当于整栋建筑重量约3％的平衡锤。通过搭建6组钢结构架子，分别用长8米的钢制绳索吊起300吨的平衡锤（图2）。平衡锤的最大摆幅约为2米，可朝任意方向自由摆动。平衡锤的周围安装有油液缓冲器，当发生超出设计范围的地震时，可以使平衡锤平稳减速，防止造成过大的变形和损坏。

新宿三井大厦的固有周期为5.4～5.7秒左右。绳索的长度根据固有周期倒算来决定。工程总投资金额约为50亿日元。

在现有建筑物上采用该技术，基本上无需加强建筑物的结构。通过在屋顶和架子之间新设横梁，平衡锤的荷重就可直接传递给大厦的芯柱。

晃动持续时间减至6分之1

以往也有类似的技术，就是在超高层建筑的屋顶上安装一个50吨左右的平衡锤，使其与建筑物的晃动方向呈反向摆动，从而抵御强风晃动等。

但却没有技术可让吸收长周期地震动及直下型地震动等巨大能量所需的巨大平衡锤能够大幅度、安全地摆动。

因此，鹿岛等利用高度限制方面还有一定富余的楼顶，设计出一种可用绳索吊起的钟摆式平衡锤。并组合使用了可追踪大变形的特殊油液缓冲器。如果改变平衡锤的数量和吊起长度，则可用于多种高度及形状的建筑。

三井不动产称，在东日本大地震的长周期地震动中，新宿三井大厦水平方向单侧幅度最大1米的晃动持续了2分钟。通过采取此次的对策，摆幅最大可缩小至40厘米，持续时间可缩短至20秒左右。

两公司最初讨论了在建筑外周的窗边设置油液缓冲器来减振的方法。但这样会减小租户房间的有效实用面积，施工也会产生影响，并且会影响景观等，因此最终放弃了这一想法。通过在屋顶设置平衡锤，即使只在5～10层的低层核心位置周围设置油液缓冲器，也可获得减振效果。（作者：濑川滋，日经能源环境网 供稿）