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細い部材でも不快な振動が発生しない制振階段「SPADA®-stairs」を実現

~膜型圧電セラミックスを用いた床制振技術「SPADA®」を鉄骨階段に初適用~

リリース

2018年5月30日
株式会社竹中工務店

竹中工務店(社長:宮下正裕)は、鉄骨造建物の床に生じる微細な振動を低減することで、居住性を改善する床制振技術「SPADA®-floor」を鉄骨階段に応用した「SPADA®-stairs」を、当社大阪本社改修時に初適用しました。

「SPADA®-stairs」は、階段のささら桁の端部に取付けた、膜型の圧電セラミックス※1から成るアクチュエータ※2が、センサーで検知した階段の振動を打ち消すようにささら桁の動きを制御することで、微細な階段の振動を低減します。
当社では今後、「SPADA®※3」シリーズを床や階段のほか、振動制御が必要とされるホテルの天井や精密機械工場、デザイン性が求められる商業施設等への適用拡大を図っていきます。

※1 圧電セラミックス
力を加えると変形して電圧を発生する性質(圧電効果)と、逆に電圧をかけると伸び縮みして力を発生する性質(逆圧電効果)を有する機能性材料
※2 アクチュエータ
入力されたエネルギーを移動や回転に変換する装置(例えば、モーターなど)本技術では、膜型圧電セラミックスに電圧(エネルギー)を印加すると伸縮(移動/加力)する性質を利用
※3 SPADA®
http://www.takenaka.co.jp/news/2017/04/02/index.html

本技術の構成

本技術の構成

「SPADA®-stairs」の特長

取り付けるアクチュエータは小型・軽量で大きな設置場所を必要としないため、省スペースで制振機能を発揮でき、施工性に優れています。また、これまで鉄骨階段は、利用時に大きな振動が発生しないよう、耐力の観点から必要以上の太い部材を用いて設計されることがありましたが、本技術を用いて振動性能を向上させることで、極力小さな部材断面を用いた軽快感のあるデザインを実現することができます。

SPADA®-stairsを適用した鉄骨階段

SPADA-stairsを適用した鉄骨階段

効果の実証

階段の振動を対策前と比較して約1/3に低減できることを実証し、同等の振動性能を有する階段と比較してささら桁成を100mm低減(31%低減)できました。また、施工時には、重機等の建設機械を一切用いず、作業員の手作業で取り付けを行うことができました。

評価指標は一例
【出典】「人にやさしい歩道橋設計指針」(立位状態の人の恕限度)鋼構造協会編
効果の実証