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減衰とは?1分でわかる意味、読み方、減衰定数、対義語

減衰とは、振動を弱める働きのことです。建物は地震よって振動します。もし、減衰が無ければ、建物は振動しつづけるでしょう。実際は、建物の揺れは時間の経過と共に小さくなります。これは減衰の効果です。今回は減衰の意味、読み方、減衰定数、減衰の対義語について説明します。


※建物の揺れ、地震の関係については下記の記事が参考になります。

建物と振動の関係?建物の揺れと地震動に関する8つのTIPs

減衰とは?

減衰とは、振動を弱める働きのことです。地震などの「揺れる力」に対して、「抵抗する力」と考えてください。地震が起きると、建物が揺れます。もし、減衰の作用が無ければ、建物の揺れは収まりません。


実際は、時間の経過と共に、揺れは小さくなります。これは建物自体に、揺れを「減衰させる」力が備わっているからです。


ただし、建物が揺れをどの程度「減衰させるか」は、厳密には分かりません。柱や梁など、部材の太さでも変わりますし、「人」にも減衰の作用があるからです。


振動方程式では、前述した振動の影響を考慮した式を組み立てることが可能です。下記の記事が参考になります。

耐震設計の例題−減衰自由振動の解−


では、なぜ減衰は揺れを小さくする作用があるのでしょうか。下記の理由があります。


・揺れのエネルギーが、部材内部の摩擦により熱や音エネルギーに変わるため

・揺れのエネルギーが、空気、液体などにより摩擦抵抗を受けるため

・部材の塑性化により、揺れのエネルギーが吸収されるため


制震(せいしん)の技術も、揺れのエネルギーを減衰により(油による抵抗など)吸収していますね。※制震の意味は、下記の記事が参考になります。

アクティブ制震とは?1分でわかる意味、読み方、原理、パッシブ制震

減衰の読み方

減衰は、「げんすい」と読みます。

減衰と減衰定数の関係

前述した、減衰を考慮した振動方程式を組み立てることで、「減衰定数」が導けます。減衰定数は、減衰の程度(大きさ)を表す値です。減衰定数が大きいほど、より減衰の影響が強く、小さいほど「減衰の影響も小さい」です。


減衰定数hは、


h<1

h=1

h>1


で、揺れの性質が大きく変わります。例えば、h<1のときを「減衰振動」といいます。時間の経過と共に、徐々に振動が小さくなる現象です。


h>1のときを、「過減衰」といいます。減衰の力が大きすぎるため、振動が起きません。初期の最大変形の後、「揺れることなく」徐々に変形が小さくなります。


h=1を「臨界減衰」といいます。特殊な現象です。振動が起きず、すぐに変形が0になります。


減衰自由振動の方程式を組み立てると、理解が早いかと思います。

減衰の対義語

減衰の対義語は、増幅(ぞうふく)です。

まとめ

今回は減衰について説明しました。意味が理解頂けたと思います。減衰は、揺れを弱める働きのことです。建築物には、揺れを弱める作用があります。また、減衰の力を利用した機構を「制震ダンパー」といいます。減衰と減衰定数との関係も覚えておきましょう。下記の記事も参考になります。

アクティブ制震とは?1分でわかる意味、読み方、原理、パッシブ制震

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