心柱を用いたこの構造モデルは妥当なのか？

質問

抽象化した構造モデルを作成して、構造の提案を行う事になりました。
ただ、構造はさっぱりでして（涙）こちらにご相談させてください。

簡単な概要（決まっている事）をお話ししますと
20cm×20cmで高さが100cm三層分のモデルの上に同じ縦横で高さは20cm程度の容器が乗っかり、その容器の中に4l分の水が入ります。そのモデルを振動台の上に乗せて揺らしても耐える構造の提案を行うと言うものです。（ちなみにルールで斜め材は使えません）

そこで皆さんにお聞きしたいのが、自分の構造の提案が有効性があるのかという事です。
構造のデザインも加味しているので、出来るだけ細い柱（特に外周部）で構成したいと考えています。そこで中心部分に心柱を用いた制振装置を設けて横揺れを相殺し、心柱が収まっている吹き抜け空間に柱を、そして外周部分に柱を設けて建物を支えようとするアイディアです。ただ、周期が下の揺れだけでなく登場部の上の水の揺れる周期もある事で、力が心柱で相殺されるのかが分からず不安です。

・この構造形式は有効でしょうか…？
・もし有効なら、実際の柱の直径や長さを算出したいと思っているのですが、その際にはどのような数値が必要になるでしょうか？

何か、専門家からしたら素人みたいな質問だと思うのですが…
どうかイラッとなさらずお答え頂ければ有り難いです。

何卒、よろしくお願いします。

回答No.1

0195mk

参考になるかは分かりませんが一筆。
塔上部に水槽を設け、液体の振動周期と建物の周期の違いにより制振を行う方法（スロッシングダンパー）は、ご存じとは思いますが以前からあり古いものではありません。国内でも、東京ドームホテルなど実例があります。
ご提案の案は、制振の効果はあると思います。しかし、制振は読んで字のごとし、地震の揺れを小さくするもので、慣性力である地震力そのものは建物に入ってしまいます。よって、それに抵抗する耐震性能を持つ必要があります。制振装置の付いた柱というものは想像が難しいですが、これもあくまで制振材とすれば、あまり意味がないでしょう。また、風のことを考えると水平抵抗力は必ず必要になります。
周りの柱だけで支えるには、コアフレームを設けるとか、免震により地震力を小さくする方法が考えられます。吹き抜け周囲の柱部分でコアフレームを作ることが出来るのでは？

構造設計一級建築士や構造設計の専門家に一度相談されると良いと思います。こうしたことへのアドバイスなら気軽に答えてくれると思いますよ。

お礼

水平抵抗力はコアが必要ですね。
再度検討をしてみます。ご回答頂き、ありがとうございました。