第 23 回 国土技術開発賞 最優秀賞受賞

免制振構造を利用した壁柱架構システム
TASMO/TOLABIS の開発〔受賞者〕 大成建設株式会社
しのざき〔本稿執筆者〕 篠崎

以下に，第 23 回 国土技術開発賞 最優秀賞を受賞した「免制振構造を利用した壁柱架構システム」を紹介します。

ようぞう

こ むろ洋三，小室つとむ

努

そこで，筆者らは，従来の連層耐震壁に代え，壁板の厚さを柱と同厚とする壁柱を全層に配置する壁柱架構によって心柱効果を得て（図− 3），さらに免制振技術を組み合わせることで高い耐震性能を有する架構システムを開発した（図− 4）。

1.

はじめに薄い壁版柱と同厚柱配筋

国内に数多く現存する五重塔は，塔を貫通する心柱によって，長い歴史の中で幾多の地震から倒壊を免れてきたことが知られている（図−せん断型破壊1）。この心柱効果
図ー 2

は，耐震性能を高めるうえで極めて重要

従来の耐震壁架構

図ー 3

壁柱架構

壁柱架構な要素であることを示している。
一方，従来の建物に採用されてきた連

図ー 1

TASMO（制振）五重塔心柱

層耐震壁は柱と薄い壁板で構成される形式が多く，剛性・耐力の向上に付与するものの，単に水平剛性を高めるだけでは地震力の増大をまねき，耐震壁のせん断破壊のような脆性的断破に至って壁柱架構システム

しまう（図− 2）。

図ー 4

壁柱架構と免制振の組み合わせ

建設マネジメント技術

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TOLABIS（免震）

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本架構システムは，以下の二つに分類される。

鉄骨制振梁には高い塑性変形能力を有する「低⑴TASMO（制振タイプ）

降伏点鋼材」を採用し（図− 6），かつ，損傷度⑵

TOLABIS（免震タイプ）

をモニタリングすることで，地震後の建物の健全以降に，本技術の概要とその効果について述べる。

性を把握するとともに，万一，当該制振部材の疲労限界に達した場合には交換し，建物が健全である状態を保てるようにした。地震発生直後に，建2.

技術概要

物の応答記録や鉄骨制振梁のモニタリング情報がインターネットで建物所有者・設計者に送られ，⑴

TASMO（制振タイプ）

建物の状態や制振梁の損傷度を定量的に確認する

TAisei Smart MOnitoring system

ことができる。

壁脚回転性能を有した壁柱を鉄骨制振梁で連結

低層建物の場合，建物コア部をこの壁柱架構ですることで剛性を付与するとともに，大地震時の設計することにより地震力のほとんどを受け持た入力エネルギーを鉄骨制振梁に集中的に吸収させ，自由な外周部のデザインが可能となる（図−せ，建物本体の損傷を最小化するシステムである

7）。また，本壁柱架構システムは，コア部のみな。壁脚部の柱せいをテーパー形状とする（図− 5）

らず，外壁を兼用した外殻構造とすることも可能

ことによって，無理に抵抗せず過大な曲げモーメである（図− 8）。

ントを抑制し，損傷に至ることを避けている。また，脚部の回転変形によって境界梁への変形を集中させることで，より効率よくエネルギー吸収ができる。

図ー 7

建物内部のコア TASMO

鉄骨制振梁

【平常時】

図ー 5

【地震時】

TASMO の地震時の挙動メカニズム

低降伏点鋼を採用した靭性に富む鉄骨制振梁によって，大地震時の地震エネルギーを集中的に吸収

図ー 6

80

境界梁によるエネルギー吸収

建設マネジメント技術

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図ー 8

外壁を兼用した外周 TASMO

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⑵TOLABIS（免震タイプ）

ペースを確保できる点である（図− 10）。この偏Taisei Outer pLAte column Building system

心接合によって，縦連層の美しいデザインも実現

with Isolation Story

可能となる（写真− 2）。

TASMO（制振）と同様，壁柱構造を採用する

偏平な断面形状である壁柱と梁の偏心接合を実ことにより高い建物剛性を確保し，大地震時の入現するため，偏心量をパラメータとした実大の構力エネルギーを免震構造で集中的に吸収させるシ造実験を行った（図− 11）。適切な接合部のボリステムである。壁柱をつなぐ境界梁は鉄筋コンク

ューム確保と補強を行うことで，十分な強度と剛リート梁とする（図− 9）。免震構造により入力性が得られることを実験的に確認し，設計式を構地震動を大幅に低減し，かつ，壁柱を建物外周部築した。に配置することで，内部空間の自由度を最大限確保できる架構システムである（写真− 1）。

外 部 側

室 内 側

TOLABIS のもう一つの特長は，壁柱と梁を偏心接合させることにより壁柱間にサッシュを納め，外周壁柱が外装を兼ねることで内部の有効ス
壁柱
壁柱サッシュ

免震上部構造

図ー 10

写真ー 2
図ー 9

サッシュ

柱梁偏心接合と外装材

基礎構造 地下構造外周
壁柱架構

外 部 側

室 内 側

縦連層の美しい外観（毎日日本橋ビル）

TOLABIS 架構システム概要

梁柱

壁柱と RC 梁の偏心量をパラメータとした実大実験によって性能を確認

写真ー 1

壁柱架構によって実現する内部空間

図ー 11

柱梁偏心接合部の実大構造実験

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技術の効果200

3.

窓周りに柱型建築計画に対する有効性として，壁柱架構を外周部に配置する場合，内部は柱のない空間となり，計画の自由性や更新性に富んだ空間を実現することができる（図− 12）。柱型の出ない内部空間の実現により，整形で広く使い勝手の良いプラ【一般構法】外壁＋サッシュ＋柱ンを実現することができる。
また，壁柱は外装を兼ねており，熱負荷低減の400

みならず，コスト低減にもつながっている。さらに，壁柱に対して梁を室内側に偏心させて接合することで，壁柱とサッシュを一体化して室内の有効スペースを広げるとともに，高さ方向に連続した美しい縦連層の外装デザインを実現できる。写真− 3，4 に TASMO と TOLABIS を適用した建物の外観写真を示す。

4.

【壁柱架構】サッシュ＋柱図ー 12

おわりに

壁柱架構による柱型のない室内空間

建物の耐震性能に対して，社会ニーズは「人命保護（人命さえ守れれば建物の損傷は許容する）」から「BCP（機能継続）」に高まっている。本架構形式は，それらの要求に応える代表的なシステムとして広く社会に公開されている。連層の壁柱架構は，例えば熊本地震におけるパルス波動のように，想定外の地震動に対して大きなロバスト性を有している。連層の壁柱架構を利用した構造システムとして，木構造との組み合わせや，さらな

大成札幌ビル

みなとみらいセンタービル

写真ー 3TASMO 適用建物

る超高層建物への適用など，今後も発展が考えられる。

京急グループ本社

写真ー 482

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D タワー西新宿

TOLABIS 適用建物

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