JP2000204707A - 中空コンクリ―トスラブ構造 - Google Patents

中空コンクリ―トスラブ構造

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JP2000204707A
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Hiroto Yasuoka
博人 安岡
Shinichi Akao
赤尾  伸一
Terumaro Nagai
照麿 永井
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Mitsui Construction Co Ltd
Sekisui Kasei Co Ltd
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Mitsui Construction Co Ltd
Sekisui Plastics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 居住者にとって耳障りとなりやすい1kHz
オクターブ域での遮音性能を確実に改善した中空コンク
リートスラブ構造を構築する。 【解決手段】 平面視で方形状をなす箱状の埋込材1を
所定間隔を置いて多数枚埋め込んで形成される中空コン
クリートスラブ構造において、該埋込材1部分の上面又
は下面に位置するコンクリートの一辺の長さa(m)、
他辺の長さb(m)、及び厚みh(m)との関係が、そ
の部分の下記式1で算出される固有振動数f0.fix
が1.4kHz以上となるように設定する。 【数1】 なお、E:当該コンクリート板のヤング係数(N/
2) σ:当該コンクリート板の密度(kg/m3

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、合成樹脂製の発泡
成形品からなる箱状の埋込材を所定間隔を置いて多数枚
埋め込んだ中空コンクリートスラブ構造に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば発泡スチロールのような合成樹脂
製の発泡成形品からなる平面視で方形状である箱状の埋
込材を用いて中空コンクリートスラブを構築する方法は
知られている。施工態様として、オムニア板などのPC
板を壁や梁間に載架し、その上に埋込材を所定位置に順
次敷設した後で、上方から現場打ちコンクリートを埋込
材が埋没するような所定厚さまで打設し、硬化させる態
様、及び、工場においてPC板に埋込材を固定したスラ
ブ用基板を予め製造し、それを施工現場に搬入して壁や
梁間に載架した後、上方から現場打ちコンクリートを埋
込材が埋没するような所定厚さまで打設、硬化させる態
様、などがある。
【0003】いずれの工法による場合にも、構築された
中空コンクリートスラブは、軽量である一方において、
衝撃音などに対しては無垢のコンクリートスラブとほぼ
以上の遮音性能を有する利点がある。また、特開平1−
284667号公報、特開平1−287369号公報に
は、中空コンクリートスラブを持つ集合住宅における上
下階の遮音性の問題をさらに改善した中空スラブ構造も
提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記中
空コンクリートスラブ構造を持つ建物について多くの実
績を積んでいるが、近年、実際の建造物において、居住
者にとって耳障りとなりやすい1kHzオクターブ域
(710Hz〜1.4kHz)での遮音性能(テレビや
ステレオ、話し声などの空気伝播音に対する遮音性能)
が他のオクターブ域に比べて低下する傾向があることを
経験している。本発明の目的は、中空コンクリートスラ
ブ構造において、1kHzオクターブ域での遮音性能低
下を抑制することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の課
題を解決すべく多くの実験を行うことにより、次のよう
な事実を確認した。床スラブの遮音性能と当該床スラ
ブの固有振動数の値とは相関があり、一般に、有限長平
板固定条件の固有振動数(一次固有振動数)を求めるに
はいくつかの式があるが、遮音性能の良否のような高い
周波数まで求める音響計算では下記式1で算出される固
有振動数f0.fixが適切に用いうること。中空コ
ンクリートスラブは、埋込材が埋設されている中空部と
すべてコンクリートである中実部とに分けられ、前記中
実部は固定部と見ることができるので、中空部(埋込材
を埋設した部分)の固有振動数が、当該中空コンクリー
トスラブの遮音性能に実質的な影響を与えること。
【0006】
【数2】
【0007】なお、 a:一辺(短辺)の長さ(m) b:他辺(長辺)の長さ(m) h:板の厚み(m) E:板のヤング係数(N/m2) σ:板の密度(kg/m3
【0008】式1に示すように、固有振動数は板の厚
みに比例し面積に反比例するので、中空コンクリートス
ラブの場合に、埋込材部分の上面又は下面に位置するコ
ンクリートのうちの薄い方のコンクリートの厚みhと埋
込材の一辺(短辺)の長さa及び他辺(長辺)の長さb
の値を適切に設定して、その部分の固有振動数を1.4
kHz以上となるように設計することにより、居住者に
とって耳障りとなりやすい1kHzオクターブ域(71
0Hz〜1.4kHz)での遮音性能の低下を防ぐこと
ができること。
【0009】本発明は、上記の知見に基づくものであ
り、基本的に、合成樹脂製の発泡成形品からなる平面視
で方形状をなす箱状の埋込材を所定間隔を置いて多数枚
埋め込んだ中空コンクリートスラブ構造であって、該埋
込材部分の上面又は下面に位置するコンクリートのうち
の薄い方のコンクリートの、一辺(短辺)の長さa
(m)、他辺(長辺)の長さb(m)、及び厚みh
(m)との関係が、その部分の前記式1で算出される固
有振動数f0.fixが1.4kHz以上となるように
設定されていることを特徴とする。
【0010】前記のように、中空部の固有振動数は、当
該コンクリート板厚hに比例し、板厚が厚くなれば固有
振動数は高い方に移動する。しかし、スラブ全体厚みは
建築費などとの兼ね合いで、実際上、0.30m程度が
上限であり、それを前提とすると、埋込材の上面又は下
面のコンクリートの厚みは、それぞれ0.06m〜0.
10m程度が現実的な厚みとなる。
【0011】一方、式1から、埋込材の面積(一辺の長
さa×他辺の長さb)が小さいほど固有振動数は高い方
に移動する。しかし、実際の施工においては、作業性の
問題から、すなわち、小さけれ小さいほど多数個の埋込
材をコンクリート基板の上に配置しなければならず、作
業量が増大して実用性に欠けてくる。従って、一辺の長
さが0.40m〜0.50m程度以上のものを用いるの
が現実的である。
【0012】従って、本発明の好ましい態様では、厚み
tが0.06m〜0.10mの範囲であり、一辺の長さ
a及び他辺の長さbが0.40m〜0.50mの範囲で
あり、その範囲内で固有振動数f0.fixが1.4k
Hz以上となるように、一辺の長さa(m)、他辺の長
さb(m)、及び厚みh(m)を選択される。それによ
り、遮音性能とともに建築コストも低減した中空コンク
リートスラブ構造が得られる。
【0013】本発明のさらに好ましい態様において、該
埋込材部分の上面のコンクリート厚みが下面のコンクリ
ート厚みよりも厚くされていることを特徴とする。この
ようにすることで、空気伝播音に対する遮音性能の向上
に加えて、床衝撃音に対する遮音性能も同時に向上させ
ることができる。本発明のさらに好ましい態様におい
て、埋込材が裏面側に開口した中空部を持つことを特徴
とする。これにより、中空コンクリートスラブの一層の
軽量化が促進され、建築コストの低減をもたらす。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を説明
する。先ず、図1〜3に基づき、一般的な中空コンクリ
ートスラブ構造について説明する。図1は中空コンクリ
ートスラブ構造CSの一例であり、図2、図3に示すよ
うに、厚みh1であるコンクリート基板3の上に厚みh
3である軽量化材としての合成樹脂発泡成形品である平
面視で方形状をなす箱状の埋込材1が所定間隔Pを置い
て定着され、その間に補強材としてのトラス筋2などが
配置されてコンクリートスラブ用基板Aが工場生産され
る。
【0015】それが施工現場に搬入されて、図1に示す
ように、躯体の梁B、B間に載置され、トラス筋2の上
弦材2aをスペーサーとしてスラブ上端筋4などを取り
付けた後、現場打ちコンクリートCが厚みHで打設され
る。それにより、厚みがH+h1である中空コンクリー
トスラブ構造が構築される。コンクリート基板3のみを
工場で製造し、施工現場で埋込材1を適宜の手段で定着
することもできる。なお、図において、1aは埋込材1
の裏面側に形成した空所である。
【0016】図4は上記コンクリートスラブ構造の一部
を上方から見た概略図(トラス筋2などは省略してい
る)である。図3も参照すればわかるように、コンクリ
ートスラブ構造は、埋込材1が存在する部分SAと存在
しない部分SCとに分けることができ、SCの部分はす
べてコンクリートであり中実部となり、SAの部分は中
空部となる。そして、前記中実部SCはスラブの振動を
計算する上では固定部と見ることができ、中空部SAの
固有振動数が中空コンクリートスラブCSの遮音性能に
実質的に影響を与える。
【0017】通常、厚み0.26m程度の中空コンクリ
ートスラブ構造の場合、コンクリート基板3の厚みh1
は0.06m程度、埋込材1の一辺(短辺)の長さaは
0.40〜0.50m程度、他辺(長辺)の長さbは従
来1.20m程度、厚みh3は0.12m程度とされて
いる。現場打ちコンクリートCの厚みHは0.19m程
度とされ、多くの場合、中空部SCでは、コンクリート
基板3の厚みh1(0.06m) < 埋込材1の上の
現場打ちコンクリートCの厚みh2(H−h3=0.1
9−0.12=0.07m)、として、床衝撃音に対す
る遮音性能を向上させている。埋込材1、1同志の隙間
Pは0.15m程度とされる場合が多い。
【0018】上記の構造である中空コンクリートスラブ
構造において、空気伝播音に対する遮音性能の良否は、
有限長平板固定条件の固有振動数(一次固有振動数)に
依存するが、遮音性能のように高い周波数まで求める音
響の計算では、下記式1で算出される固有振動数f0.
fixが適切に用いうる。
【0019】
【数3】
【0020】なお、式1において、aは中空部SAでの
一辺(短辺)の長さ(m)、bは中空部SAでの他辺
(長辺)の長さ(m)、すなわち、a及びbは埋込材1
の一辺と他辺の長さに相当するものであり、hはコンク
リート基板3の厚みh1あるいは埋込材上での現場打ち
コンクリートCの厚みh2のいずれか薄い方の厚み
(m)であり、Eは当該コンクリート板のヤング係数
(N/m2)であり、σはその密度(kg/m3)であ
る。
【0021】従って、居住者にとって耳障りとなりやす
い1kHzオクターブ域(710Hz〜1.4kHz)
での遮音性能を改善するためには、中空部SAでのコン
クリート板のうちの薄い方のコンクリート板の持つ固有
振動数を、1.4Hz以上となるように設計することに
より、居住者にとって耳障りとなりやすい1kHzオク
ターブ域での遮音性能の低下を防ぐことができる。
【0022】図5〜図8は、上記の考察に基づき、埋込
材1の一辺の長さを0.43mに固定し、他方の辺長を
変化させたときの、前記式1により計算した固有振動数
の変化を示している。なお、ヤング係数E(2.6×1
10N/m2)と密度σ(2300kg/m3)は一定と
した。図5はコンクリート板の薄い方の厚みhを0.0
6mとした場合、図6はhを0.07mとした場合、図
7はhを0.08mとした場合、図8はhを0.10m
(図8)とした場合である。
【0023】図示のように、埋込材の一辺の長さa
(m)、他辺の長さb(m)とコンクリート板厚みh
(m)とを適宜調整することにより、式1で算出される
固有振動数f0.fixを1.4kHz以上となるよう
に適宜設定することが可能であり、設計条件などを考慮
してそれらの値を適宜選択することにより、遮音性能の
改善を図ることが可能となる。
【0024】上記の計算による結果を実際の建物におい
て実証すべく、形状(大きさ)の異なる2種類の埋込材
1B(寸法がa:0.43m×b:1.2m×h3:
0.12m)(従来型)及び1A(寸法がa:0.43
m×b:0.43m×h3:0.12m)(改良型)を
用いて前記図2に示した形状のコンクリートスラブ用基
板を造り、それ用いて実際の鉄骨鉄筋コンクリート構造
の集合住宅の中空コンクリートスラブを構築して、室間
平均音圧レベル差(すなわち、建物内の2室間の空気中
を伝わる音(テレビ・話し声など)に対する遮音性能を
表す値)を測定した。測定は、面積約100m2の住戸
の居間(約18m2)で行い、JIS1417「建築部
の現場における音圧レベル差の測定方法」に準じ、一方
の部屋(音源室)に設置した音響装置(アンプ+スピー
カ)から1オクターブ帯域ノイズを発生させ、音源室及
びもう一方の部屋(受音室)において、試験音の音圧レ
ベルを測定した。室間音圧レベルの評価方法は、JIS
A1418「建築物の遮音等級」に準拠した。
【0025】なお、実験に共した中空コンクリートスラ
ブの全体厚みは0.26mであり、コンクリート基板3
の厚みh1は0.06m、現場打ちコンクリートCの厚
みHは0.19mである。従って、共に、埋込材上のコ
ンクリート板の厚みh2は0.07mである。また、コ
ンクリート板のヤング係数Eと密度σとは前記計算によ
る場合とほぼ同じ値となるようにした。
【0026】図9はその結果を示すグラフであり、白丸
のものは埋込材1Bを用いた中空コンクリートスラブの
場合、黒丸のものは埋込材1Aを用いた中空コンクリー
トスラブの場合である。白丸の場合での計算による固有
振動数f0.fixは1.2kHzであり、黒丸の場合
での計算による固有振動数f0.fixは1.8kHz
である。グラフは、埋込材1Bを持つ中空コンクリート
スラブに比べ、埋込材1Aを持つ中空コンクリートスラ
ブでは、1kHzオクターブ域(710Hz〜1.4k
Hz)での遮音性能は明らかに改善されることを示して
おり、それは、D−50の性能を満足するものであっ
た。これにより、本発明の有効性が実証される。
【0027】
【発明の効果】本発明によれば、居住者にとって耳障り
となりやすい1kHzオクターブ域での遮音性能を確実
に改善した中空コンクリートスラブ構造を容易に構築す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中空コンクリートスラブ構造の一例を説明する
図。
【図2】中空コンクリートスラブ用の基板を説明する
図。
【図3】中空コンクリートスラブ構造を断面により説明
する図。
【図4】中空コンクリートスラブ構造の一部を上から見
た状態を説明する図。
【図5】中空コンクリートスラブ構造の固有振動数と埋
込材の寸法との関係を示すグラフ。
【図6】中空コンクリートスラブ構造の固有振動数と埋
込材の寸法との関係を示すグラフ。
【図7】中空コンクリートスラブ構造の固有振動数と埋
込材の寸法との関係を示すグラフ。
【図8】中空コンクリートスラブ構造の固有振動数と埋
込材の寸法との関係を示すグラフ。
【図9】中空コンクリートスラブ構造における埋込材の
寸法の違いによって実際にもたらされた遮音性能の変化
を示すグラフ。
【符号の説明】
A…コンクリートスラブ用基板、C…現場打ちコンクリ
ート、CS…中空コンクリートスラブ構造、SA…中空
部、SC…中実部、h1…コンクリート基板の厚み、h
2…中空部での現場打ちコンクリートの厚み、h3…埋
込材の厚み、H…中実部での現場打ちコンクリートの厚
み、1…埋込材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤尾 伸一 千葉県流山市駒木518番地1号 三井建設 株式会社技術研究所内 (72)発明者 永井 照麿 埼玉県北葛飾郡栗橋町緑1−5−3

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 合成樹脂製の発泡成形品からなる平面視
    で方形状をなす箱状の埋込材を所定間隔を置いて多数枚
    埋め込んで形成される中空コンクリートスラブ構造であ
    って、該埋込材部分の上面又は下面に位置するコンクリ
    ートのうちの薄い方のコンクリートの一辺(短辺)の長
    さa(m)、他辺(長辺)の長さb(m)、及び厚みh
    (m)との関係が、その部分の下記式1で算出される固
    有振動数f0.fixが1.4kHz以上となるように
    設定されていることを特徴とする中空コンクリートスラ
    ブ構造。 【数1】 なお、E:当該コンクリート板のヤング係数(N/
    2) σ:当該コンクリート板の密度(kg/m3
  2. 【請求項2】 厚みhが0.06m〜0.10mの範囲
    であり、一辺の長さa及び他辺の長さbが0.40m〜
    0.50mであり、その範囲内で、固有振動数f0.f
    ixが1.4kHz以上となるように、該埋込材部分の
    上面又は下面に位置するコンクリートのうちの薄い方の
    コンクリートの一辺の長さa(m)、他辺の長さb
    (m)、及び厚みh(m)とが選定されていることを特
    徴とする請求項1記載の中空コンクリートスラブ構造。
  3. 【請求項3】 該埋込材部分の上面のコンクリート厚み
    が下面のコンクリート厚みよりも厚くされていることを
    特徴とする請求項1又は2記載の中空コンクリートスラ
    ブ構造。
  4. 【請求項4】 埋込材が裏面側に開口した空所を持つこ
    とを特徴とする請求項1ないし3いずれか記載の中空コ
    ンクリートスラブ構造。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112726921A (zh) * 2020-12-27 2021-04-30 江西美丽坚建材科技有限公司 一种消除密肋楼盖小异形模的模盒布置方法

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