空高くそびえ立つ超高層ビル。強風の日、あんなに高い建物がどうしてポッキリ折れたり、酔うほど揺れたりしないのか、不思議に思ったことはありませんか。実はビルの最上階付近には、風による揺れを反対方向に引っ張って打ち消す「巨大な装置」が隠されています。
今回は、ビルの中に鎮座する「動く重り」の正体をご紹介します。
ビルの揺れを相殺する「振り子」の力
風がビルに当たると、建物はわずかにしなります。この揺れを抑えるために設置されているのが「制振ダンパー（TMD）」と呼ばれる装置です。
仕組みはとてもダイナミックです。ビルの上部に、数百トンもの巨大な重り（ウェイト）を吊るしたり、レールの上に乗せたりします。ビルが右に揺れようとすると、コンピューターが即座に反応し、この重りを「左」に動かします。重りが反対側に動くことで、ビルの揺れを打ち消し、ピタリと止めるのです。
「揺らして」揺れを止める
この装置の面白いところは、重り自体も揺れるように設計されている点です。ビルの揺れと重りの揺れがちょうど反対になるように調整することで、エネルギーを吸収します。
もしこの装置がなかったら、最上階付近では強風のたびに船酔いのような揺れを感じることになります。私たちが展望台で景色を楽しんだり、高いフロアのオフィスで集中して仕事ができたりするのは、この見えない重りが常に「逆方向」に踏ん張ってくれているおかげなのです。
地震にも耐える「ブレーキ」の役割
この仕組みは、風だけでなく地震の揺れにも効果を発揮します。
最近では、重りの代わりに「巨大な水のプール」を設置し、水の揺れで建物の揺れを抑えるタイプや、オイルの粘り気を利用したクッションなど、さまざまな進化を遂げています。
街を歩いて超高層ビルを見上げるとき、その最上階には、街の静寂を守るために黙々と揺れ続けている「重りの守護神」がいることを想像してみてください。
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