鉄鋼技術が高層ビルの安全のためのダンパー設計を破壊する-

鋼製制振システムは、貴重な床面積を消費することなく、高層ビルの地震時の安全性を高め、風{0}}による揺れ-を軽減します。

都市が拡大し、世界的な不動産価格が上昇し続ける中、開発業者はますます高層、薄型、軽量の建物を建設しています。ロンドン、香港、ニューヨーク、トロント、ウェリントン、マニラなどの高コスト市場では、中心業務地区に住み、働きたいという需要が依然として高く、-高層建築の傾向を促進しています。-

現代の建設方法により、ますます狭い敷地内に超高層ビルが建ち、洗練された建築プロファイルが形成されます。これらの細い塔は宿泊施設のニーズを満たしていますが、風による動きの影響も受けやすくなっています。{1}}

「この揺れは、高層階ほど顕著です」と、Kinetica Dynamics の CTO 兼マネージング プリンシパルである Michael Montgomery 氏は説明します。 「安全上の問題ではありませんが、乗員に乗り物酔いを引き起こす可能性があります。そのため、開発者はエンジニアに対し、この動きを軽減するダンパーを開発するようますます求めています。」

従来のダンパーの課題

現在、建物の上部には 2 つの一般的なダンパー タイプが設置されています。1 つは調整マス ダンパー（振動を吸収する機械システム）、もう 1 つは水タンク ダンパー（追加の質量を使用して揺れを打ち消す）です。{0}}

Both solutions are bulky-often exceeding two full floors (>100平方メートル）。土地に制約があり、価値の高い都市市場では、この空間コストは非常に大きくなります。{2}}

スチール-統合ソリューション: 粘弾性カップリング ダンパー (VCD)

これらの制限に対処するため、トロントに本拠を置く Kinetica Dynamics は、材料メーカーの 3M および鉄鋼メーカーの新日鉄住金エンジニアリングと提携し、高級床面積を占有することなく、風による揺れや地震振動を抑制するダンパーを開発しました。-

新しく開発された粘弾性カップリング ダンパー (VCD) は、3M の粘弾性ポリマー技術を活用しており、-せん断抵抗、ひずみ抵抗、弾性記憶特性を利用し-、高強度構造用鋼 (SM490A / Q345 相当) の層の間に挟まれています。-

新日鉄住金エンジニアリングは、構造用炭素鋼プレートの間に複数の粘弾性層を積層することで VCD モジュールを設計し、コンパクトで高性能の減衰ユニットを作成しました。-

標準スチールコンポーネントによる合理化された設置

これらのモジュールは現場に輸送され、標準構造用鋼セクション (Q235/Q345) と一緒に超高層ビルの鉄筋コンクリート構造に直接鋳込まれます。 「埋め込み部分」は、公差保護装置として単純な型枠を使用して地元の鉄鋼メーカーによって製造され、最終組み立て時に高強度鋼ボルト (A490 / 50CrVA 相当) で固定されます。{3}

「これは、ゼネコンが専門チームなしで VCD を設置できることを意味します」とモンゴメリー氏は説明します。 「現地で製造された標準構造用鋼セクションを埋め込み材として使用すると、プロセスが簡単で拡張可能になります。」

Kinetica Dynamics、3M、新日本製鐵は、トロント大学での 8 年間の開発とテストを通じて、高層-鉄筋コンクリート用途-向けの高度な VCD テクノロジーを開発し、現在、その採用が世界的に加速しています。

厳格なテストによりパフォーマンスを検証

VCD テスト プロトコルには、スチール基板と粘弾性ポリマーの両方の性能を検証するための本格的なダンパー試験が含まれており、制振効果と長期的な堅牢性が確認されました。-その結果、一般的な風や地震のイベントであっても、ハリケーンや大地震などの極端なシナリオであっても、従来の構造システムと比較して減衰性能が大幅に向上していることが実証されました。{3}

「私たちはこれらの VCD の研究と包括的なテストに何年も費やしてきました」と Montgomery 氏は述べています。 「VCD モジュールは、標準的な日本製 SM490A 構造用鋼と 3M 粘弾性ポリマー-の耐久性の高い組み合わせを使用して製造されています。」

「テスト中に、スチールとポリマーの間に追加の接着層を使用しない方がダンパーの性能が優れていることがわかりました。固定ボルトは標準的な日本製の A490 六角構造用鋼ボルトで、卓越したクランプ力を提供します。」

最大限の保護のための戦略的な配置

タワー周囲のダンパーの配置と配置は、構造および耐震工学の設計によって異なります。地震の多い地域では、VCD は振動強度を軽減するだけでなく、事後修理の必要性も最小限に抑えます。-

「VCD の容量が所定の負荷しきい値に合わせて設計されている場合、接続要素は隣接する構造コンポーネントを損傷から保護する『構造ヒューズ』として機能します。{0}」と Montgomery 氏は付け加えます。 「大規模な地震が発生した後は、これらのヒューズのみを検査して交換する必要があるため、復旧が容易になります。-」

実際の-世界への導入

Kinetica Dynamics、3M、新日鉄はすでに、強風地帯および高地震地帯での重要な開発に VCD テクノロジーを導入しています。-

• マニラのセントラル パーク タワー: 主要な断層線から数キロメートル離れた、台風の多発地帯にある 2 つのタワー (267 メートルと 217 メートル)。{2}}各タワーには 32 個の VCD が組み込まれており、-構造全体にわたって風荷重と地震荷重の両方を効果的に減衰します。
• Y+C コンドミニアム、トロント: 建物の中心部にある従来の鋼製結合梁を置き換える 42 台の VCD を備えた 62 階建ての開発です。

VCD のパフォーマンスにスチールが不可欠な理由

VCD テクノロジーの成功は、正確な材料選択にかかっています。

>材料選択に関する洞察: 耐疲労性、溶接性、ライフサイクル耐久性が必要な地震減衰および高層構造用途の場合:{0}

• 構造用炭素鋼 (Q235/Q345/Q355 / SM490A / ASTM A572): ダンパー ハウジング、埋め込み材、フレームに最適
• 合金鋼ボルト (A490/50CrVA/42CrMo): 動的荷重における高い-クランプ-力の接続に不可欠です
• ステンレス鋼 (304/316L): 沿岸または高湿度の環境のハードウェアに推奨-
• すべてのグレードが EN 10204 3.1 工場認証、カスタム切断、グローバル プロジェクト向けの輸出対応パッケージをサポートしています。-

超高層ビルが都市部での生活や仕事にますます好まれるソリューションとなる中、VCD のような鋼材に統合された制振技術は、安全性の向上、居住者の快適性の向上、賃貸可能面積の最大化という強力な組み合わせを提供します。{0}成長の可能性は大きい。

制振、高層建築、または産業用に、構造用炭素鋼、合金鋼ボルト、{0}}耐食性ステンレス鋼が必要ですか?{1}

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