JP2001065199A - 動吸振器の施工方法 - Google Patents

動吸振器の施工方法

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JP2001065199A JP24165699A JP24165699A JP2001065199A JP 2001065199 A JP2001065199 A JP 2001065199A JP 24165699 A JP24165699 A JP 24165699A JP 24165699 A JP24165699 A JP 24165699A JP 2001065199 A JP2001065199 A JP 2001065199A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 どのような立地条件の住宅にも動吸振器を取
り付けることが可能な施工方法を提供する。 【解決手段】 鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラ
ーメン構造の住宅に動吸振器26を固設する際に、該動
吸振器26を構成する重り部分(マス部27)を薄板状
に分割(27a・27a・・・)して搬入し、重ね合わ
せて一体化する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、重量鉄骨H型鋼に
より鉄骨躯体を構成した三階建てなどの住宅に、動吸振
器を施工するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、人口の密集化および地価の高騰等
により、市街地に2世代3世代住宅を目的とした三階建
て住宅が建設される傾向がある。人口の密集化は、建設
作業の増加、工場および事業所周辺の宅地化、交通量の
増加を招き、それに伴い振動公害が問題視されてきてい
る。それらは主に、建設作業、工場、事業所、道路交通
を発生源とするものである。これらの振動が建物に伝達
され建物内の住人に違和感を与える場合がある。構造物
に加わる振動を低減する方法としては、特開平9−13
740号公報に示すごとく、基礎と構造物の間に減衰装
置を配するものや、特開平10−82208号公報に示
すごとく、建物の屋上に振動制御を配置するものも知ら
れている。そして、上記のように立地条件に左右され
ず、2世代3世代の住人が快適に生活を行える住宅が望
まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来から、ラーメン工
法の鉄骨構造躯体を用いた三階建て住宅は周知とされて
いるのであるが、これらは、マンションや集合住宅等の
ような、多数の家族が居住するような建物に関するもの
であり、一戸建ての三階建て住宅の場合には、それに見
合ったコストと構造の三階建て住宅の設計と、プランニ
ングが必要となってくるのである。前述の特開平9−1
3740号公報に示す技術では、十分な振動除去を行う
のが困難であり、地震による建物への負荷を軽減できて
も、交通振動などの振動公害に適応するのは困難であ
る。さらに、特開平10−82208号公報に示す技術
では、ビルなどの質量の大きな建物の振動制御を行うも
のであり、ビルよりはるかに質量の小さい住宅に発生す
る交通振動等の微振動を対象とはしていない。上記のよ
うに、従来の技術では立地条件に左右されず、自由な居
住空間の設計ができ、住人が快適に生活を行える住宅を
建設するのは困難である。
【0004】住宅においては、住宅用動吸振器を配設す
ることにより、交通振動などの振動面において快適な住
環境を確保することができる。このためには、躯体の振
動を確実に動吸振器に伝達するために、動吸振器を住宅
に強固に取り付ける必要がある。また、住宅に動吸振器
を取り付ける際に、構成を大幅に変更すると施工費が高
くなる。住宅の基本的な構成を維持するとともに動吸振
器を配設することが望まれる。
【0005】しかしながら、前記動吸振器の質量は、住
宅の質量の約 1パーセントもあるため、クレーン車など
の重機により搬入する必要があり、道幅の狭い道路に面
した住宅など重機の往来が困難な場所に建てられた住宅
には、該動吸振器を設置することが困難であった。
【0006】本発明は前記の点を鑑み、どのような立地
条件の住宅にも動吸振器を取り付けることが可能な施工
方法を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の構成を説明する。請求項1においては、鉄骨構造によ
り躯体を構成した梁勝ちラーメン構造の住宅に動吸振器
を固設する際に、該動吸振器を構成する分割された重り
部分(マス部)を一体化する。
【0008】請求項2においては、鉄骨構造により躯体
を構成した梁勝ちラーメン構造の住宅に動吸振器を固設
する際に、該動吸振器を構成する薄板状に分割された重
り部分(マス部)を重ね合わせて一体化する。
【0009】請求項3においては、鉄骨構造により躯体
を構成した梁勝ちラーメン構造の住宅に動吸振器を固設
する際に、該動吸振器の重り部分(マス部)を分割して
搬入し、一体化する。
【0010】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図1は三階建て住宅の構成を示す俯瞰図、図2は本
発明に用いる住宅の通し梁1aと、一階柱12と二階柱
15の部分の柱・梁接合部を構造を示す斜視図、図3は
住宅の振動の受け止め方を示した模式図、図4は動吸振
器の作動構成を示す模式図、図5は動吸振器の制振機構
を示す模式図、図6は動吸振器の重り部(マス部)の分
割構成を示す斜視図、図7は動吸振器の組立構成を示す
斜視図、図8は屋上に動吸振器を配置した住宅を示す斜
視図、図9は設置開口部を設けた屋上の断面図、図10
は設置開口部の斜視図、図11は防水シートを被装した
設置開口部の断面図、図12は下地合板を載置した設置
開口部の断面図、図13は同じく斜視図、図14は取付
台及び下地合板の固定状態を示す断面図、図15は取付
台の斜視図、図16は取付台を載置した設置開口部の断
面図、図17は取付台上に動吸振器を載置した状態を示
す斜視図、図18は動吸振器の防水作業の構成を示す側
面断面図、図19は動吸振器の防水構成を示す側面断面
図である。
【0011】図1と図2において、三階建て住宅のラー
メン工法について説明する。動吸振器が配設される三階
建て住宅のラーメン工法は、図1において、その要部が
図示されているように、通し柱および梁により構成され
るものではなく、通し梁1a・1b・1cおよび該通し
梁1a・1b・1cに接続される柱により構成されるも
のである。通し柱を有する柱勝ちではなく、通し梁1a
・1b・1cを有する梁勝ちの構成として、一階柱12
と二階柱15と三階柱16は、分断された柱であり、図
2のごとく、通し梁1aの上下に接合される構造である
ので、一階柱12の上に、二階柱15があり、二階柱1
5の上に三階柱16がある必要がなくなり、各階で必要
に応じた柱本数を求めるため、上方階へ行くに連れて、
分断柱の数を少なくすることが出来るのである。図2に
おいては、本発明に用いられる住宅のラーメン工法にお
ける梁・柱接合部が図示されており、トルシア型のハイ
テンションボルトにより、通し梁1aと一階柱12と二
階柱15等を連結する構造として、耐震性を向上させて
いるのである。
【0012】次に、本発明に用いる住宅の耐振動構成に
ついて、図3を用いて説明する。バランスの悪い住宅2
1bにおいては、振動を受けた場合には、建物にねじれ
が生じやすい。この場合に発生する振動にはねじれの要
素が加わるため、振動の成分が多くなるとともに、時間
的な変化が複雑であり、振動を抑制することが困難であ
る。また、住宅にかかる負荷が大きい。梁勝ち構造の住
宅21では、水平方向に配設された梁に必要な数の柱を
バランス良く配設でき、水平方向に対するバランスおよ
び剛性が高く、振動を水平に受け止めることができる。
これにより、住宅の受ける振動を単純化でき、該振動を
容易に抑制することができる。また、住宅の受ける負荷
を軽減でき、住宅の耐久性を向上できる。
【0013】次に、動吸振器による住宅の振動抑制の機
構について説明する。住宅の上部には、図4に示すごと
く、動吸振器26が配設されており、該動吸振器26に
より振動源より地盤を介して住宅に伝達される振動が解
消されるものである。図4(a)に示す状態の住宅が、
図4(b)に示すごとく、住宅に振動が伝達されると、
図4(c)に示すごとく、住宅が揺れ始める。該住宅が
揺れることにより、動吸振器に揺れが伝達され、図4
(d)に示すごとく、動吸振器が伝達された揺れに対し
て逆位相の力を住宅に与えるため、図4(e)に示すご
とく、住宅の揺れを解消できるのである。
【0014】次に動吸振器の構成について説明する。動
吸振器は、一般的に弾性部材S、減衰部材Dおよび質量
体Mにより構成されており、該弾性部材S、減衰部材D
および質量体Mが動吸振器のフレームに接続され、該フ
レームにより動吸振器が住宅に固設されるものである。
また、弾性部材S、減衰部材Dおよび質量体Mの結合方
法は、図5(a)に示すごとく、弾性部材S、減衰部材
Dおよび質量体Mを直線的に接続することも可能であ
る。また、図5(b)に示すごとく、弾性部材Sと減衰
部材Dを並列に接続して、質量体Mに接続する方法など
がある。一般に、質量体Mの質量は住宅の約1パーセン
トとされている。また、図5(c)に示すごとく、1方
向の振動を吸収する動吸振器を2つ配設し、前後左右方
向の振動を吸収させることも可能である。もしくは、1
つの質量体Mに前後左右方向にそれぞれ一対の弾性部材
Sおよび減衰部材Dを接続し、1つの動吸振器により、
前後左右方向の振動を吸収することもできる。本発明
は、動吸振器を特に特定するものではなく、住宅に配置
可能であって、振動を吸収できるものであれば良い。特
に、1つの質量体Mに前後左右方向に作用する一対の弾
性部材Sおよび減衰部材Dを接続したものを用いること
により、動吸振器の配置スペースを小さくでき、設置が
容易になる。
【0015】前述のごとく、動吸振器は、一般的に弾性
部材、減衰部材および質量体により構成されるため、一
定の周波数特性を有する。周波数特性は、質量体が変位
しやすい周波数であり、弾性部材および減衰部材の特性
(弾性係数、摩擦係数もしく粘性)を変化させることに
より、調節できるものである。また、減衰部材により、
振動を熱エネルギーに変換して、振動の低減を行うた
め、該減衰部材が作動するための、ある程度のストロー
クを必要とするものである。このため、動吸振器により
吸収を行う振動は、ある程度周期の大きいものとなる。
振動公害の対象範囲は、一般に1〜80Hzのものとさ
れている。この範囲において、特に居住者に影響を与え
る1〜6Hzの振動が動吸振器26により低減されるも
のである。すなわち、本発明は、地盤より基礎部25を
介して伝達される振動を住宅の躯体により受け止めて、
住宅上部に配設した動吸振器26により吸収するもので
ある。これにより、住宅に居住する人の感じる振動が低
減され、住人を振動公害より保護することができるもの
である。
【0016】次に、動吸振器の配設構成について説明す
る。動吸振器は、前述のごとく、住宅に伝達された振動
を低減させるために、住宅の上部に配設されるものであ
る。また、振動を効率的に吸収するためには、動吸振器
の取り付け剛性を高くする必要がある。動吸振器の躯体
への取り付け剛性が低い場合には、動吸振器の接続部に
おける制振時の変形により、遊びが生じ動吸振器に住宅
の振動が伝達されにくくなる。同様に、動吸振器による
振動に対する抗力も住宅に伝達されにくくなることが考
えられる。このため、動吸振器を住宅に取り付ける際に
は、動吸振器の取り付け剛性を高くし、動吸振器への振
動の伝達および、動吸振器の振動に対する抗力を住宅に
効率的に伝達する必要がある。以下において、動吸振器
を小屋面に配設する実施例について説明するが、該動吸
振器を同様に屋根面もしくは床面の梁に配設することも
できる。
【0017】次に動吸振器の分割構成について説明す
る。図6に示すように、動吸振器26の重り部分として
住宅の約1パーセントの重量を占める質量体(マス部)
27を水平方向にスライスして、人力で持ち上げること
が可能な重さに薄板状に分割して加工し、該薄板状の質
量板27a・27a・・・の4隅並びに各辺の中央部付
近には、ボルト孔27b・27b・・・を開口する。そ
して、該質量板27a・27a・・・を重ね、互いに隣
接するボルト孔27b・27b・・・同士は、重ね合わ
せた質量板27a・27a・・・の上面と下面から千鳥
掛けにして固定ボルト28・28・・・を挿入、すなわ
ち、該質量板27a・27a・・・の4隅のボルト孔2
7b・27b・・・には、上面から固定ボルト28・2
8・・・を挿入し、各辺の中央部付近のボルト孔27b
・27b・・・には下面から固定ボルト28・28・・
・を挿入して該固定ボルト28・28・・・を挿入した
面の裏面から固定ナット29・29・・・と締結して該
質量板27a・27a・・・を堅固に一体化する。
【0018】前記動吸振器26の質量は、前述の如く住
宅の質量の約 1パーセントもあるため、クレーン車など
の重機により搬入する必要があったのだが、このように
動吸振器26の質量体(マス部)27を分割可能な構成
にすることにより、道幅の狭い道路に面した住宅など重
機の往来が困難な場所に建てられた住宅にも、質量板2
7a・27a・・・を人力で搬入することができるので
ある。そして、図7に示すように、搬入した前記質量板
27a・27a・・・を重ね合わせて前述の固定ボルト
28・28・・・で締結して質量体(マス部)27を形
成し、該質量体(マス部)27をその重量に耐えられる
ように多数の車輪34・34・・・を配設した台車33
の上面に嵌合させて載せ、側面に図示せぬバネ等の弾性
部材とダンパー等の減衰部材を有した箱型の動吸振器フ
レーム26aに収納して動吸振器26を形成し、住宅に
固設するのである。
【0019】次に、動吸振器26の取付構造について説
明する。図8はフラット屋根の住宅の屋上31に動吸振
器26を配置した一実施例であり、動吸振器26を住宅
のもっとも高い位置に配設している。振動伝達により住
宅に発生する振幅は、前述の如く、基礎部より上方にな
るにつれて大きくなる。このため、動吸振器26を住宅
のもっとも高い位置に配設することにより、住宅に伝播
される振動を効率的に吸収することができる。動吸振器
26の振動吸収力を最大限活用するためには、このよう
にフラット屋根の住宅の屋上31に配置する他、屋上の
床下に収納することも可能であるし、また、勾配屋根の
住宅においては、小屋裏や屋根上など様々な配置が可能
であり、同様の効果が得られるものである。
【0020】フラット屋根の住宅の屋上31は、図9に
示すように軽量気泡コンクリート50(以下、ALCと
呼ぶ)上に、断熱材51を敷きつめて断熱層を形成し、
さらにその上部を防水シート52で覆うことにより構成
されている。そしてこのような構成の屋上31に前記動
吸振器26を設置する場合には、まず、図9及び図10
で示すように、屋上31の適切な位置において防水シー
ト52及び断熱材51を取り外すことにより、設置開口
部53を形成する。設置開口部53の大きさ、形状は特
に限定されるものではなく、設置する動吸振器26の形
状、または設置台数等に応じて適宜調整する。
【0021】以上の構成により、設置開口部53内にお
いて後述する動吸振器の取付台60を安定して支持する
ことが可能となり、また、動吸振器26を設置開口部5
3内に埋没させることにより、上下高さを低くすること
が可能となり、横風を受ける面積を小さくして耐久性を
強化するとともに、メンテナンス性にも優れた構成とな
った。また、断熱材51及び防水シート52はカッター
等を用いて容易に取り外しが可能であり、設置開口部5
3の形成が容易で、且つ低コストで取付台60の設置が
可能となった。
【0022】次に図11で示すように、設置開口部53
に防水シート52aを敷いてALC50に対する防水処
理を施す。防水シート52aは図11及び図13で示す
ように外縁部分を長めに形成し、設置開口部53周囲の
防水シート52上に被さるようにして固着させ、住宅に
対する防水効果を確実なものとしている。そして、図1
2及び図13で示すように、防水シート52aを敷いた
設置開口部53上に下地合板54・55を載置する。
【0023】下地合板54は図14で示すように、防水
シート52aを敷いたALC50上に載置される。本実
施例においては、防水シート52a上にシリコン系の接
着材を塗布することにより、下地合板54をALC50
上に固定している。また、該下地合板54には、適所に
ボルト頭部を収容するための座堀54a・54a・・・
が形成されており、下地合板54の下部側から該座堀5
4aにボルト56を挿入している。また、下地合板54
の上部には、さらに下地合板55が積重ねられており、
該下地合板55には前記下地合板54に形成された座堀
54a・54a・・・と平面視で同一位置に、ボルト孔
55a・55a・・・が形成されている。そして、座堀
54aから上方に突出する前記ボルト56の先端がボル
ト孔55a内を貫通してさらに下地合板55の上面側に
突出している。
【0024】そして、下地合板55の適所には、その上
面側からALC釘57・57・・・を打ち込んでいる。
ALC釘57は下地合板54・55を貫通させて、さら
に防水シート52aを貫通して、ALC50に打ち込ま
れ、下地合板54・55を確実にALC50に固定可能
としているのである。なお、下地合板54・55間にも
同様にシリコン系の接着材を塗布することにより、合板
間の接合状態を強固にしている。
【0025】以上の構成によりALC50上に載置され
た下地合板55上に、前記動吸振器26の取付台60を
載置するのである。取付台60は、本実施例において
は、複数のH型鋼61・61・・・より構成されてお
り、図14、図15および図16に示すようにH型鋼6
1の下部プレート61aが前述したボルト56により固
定される。下部プレート61aには設置した状態におい
て、前述した下地合板55のボルト孔55aと同位置に
ボルト56の径よりもやや大き目の取付穴61b・61
b・・・が穿設されており、下地合板55の上面側に突
出した前記ボルト56が該取付穴61bを貫通して上方
に突出し、その端部をナットで固定している。
【0026】このようにして、設置開口部53に載置固
定された取付台60上には、図17で示すように動吸振
器26の本体が設置されるのである。図17において
は、4本のH型鋼61・61・・・を略四方形に組み立
てることにより取付台60を形成しているが、この形状
は載置される動吸振器26の形状に合わせて適宜変更す
ればよい。また、H型鋼の代わりに角パイプ等を利用す
ることも可能であり、その形状は特に限定するものでは
ない。
【0027】本発明の動吸振器26は上記の如く、下地
合板54・55上に載置される構成となっているので、
動吸振器26の重量を床、屋根に分散させることで、動
吸振器26の設置に伴う住宅の強度上の問題を解消し
た。また、動吸振器26の振動を下地合板54・55を
介して平面的に伝達することで、動吸振器26の振動を
確実に住宅に伝達可能となった。
【0028】上記の如く、動吸振器26を設置した後
に、図18および図19に示す如く、下地合板54・5
5およびH型鋼61をカバー71により覆装し、該カバ
ー71を防水シート52aにシール剤等により接着固設
する。カバー71の外側下部に断熱材51を配設し、カ
バー71側方の凹部を埋め、断熱材51およびカバー7
1の下部側面を防水シート52cにより覆装し、該防水
シート52cをカバー71および防水シート52に接着
する。これにより、動吸振器26の防水を行うことがで
きるとともに、ALC50に対する防水処理を行うこと
ができる。
【0029】上記の動吸振器26は前述の如く、受け身
的に振動を吸収するものであり、受動型のものである。
質量体に振動が伝達されて、減衰部材により振動のエネ
ルギーを吸収するものである。しかし、動吸振器として
は質量体およびモータにより構成される能動型のものも
存在する。この動吸振器はセンサにより住宅に伝達され
た振動を検知し、この振動を、質量体をモータにより駆
動し、変位させることにより、解消するものである。こ
の動吸振器においては、質量体を能動的に駆動するた
め、該質量体の質量を小さくできる。本実施例において
は、動吸振器を受動型のものから能動型のものに取り替
えることも可能である。
【0030】能動型の動吸振器は、質量体を小さくでき
るので、受動型の動吸振器より仕様が小さくなる。この
ため、受動型の動吸振器を配設していた場所に能動型の
動吸振器を配設することができる。振動の効率的な低減
のためには、動吸振器を上記の如く、住宅の上部に配置
する必要がある。このため、能動型の動吸振器を適当な
接続部材により配設し、受動型の動吸振器を能動型の動
吸振器に交換できるものである。このため、将来的な交
通量の増加などにより増加すると予想される振動公害に
対して、より制振効果の高い能動型の動吸振器に容易に
交換することができる。このため、将来的な環境変化に
対応可能であり、将来的な動吸振器の施工費を軽減でき
る。
【0031】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次の
ような効果を奏する。請求項1においては、鉄骨構造に
より躯体を構成した梁勝ちラーメン構造の住宅に動吸振
器を固設する際に、該動吸振器を構成する分割された重
り部分(マス部)を一体化することにより、住宅の質量
の約 1パーセントもある動吸振器を人力により運搬する
ことが可能となり、道幅の狭い道路に面した住宅などク
レーン車等重機の往来が困難な場所に建てられた住宅に
も、動吸振器を配設することができる。
【0032】請求項2においては、鉄骨構造により躯体
を構成した梁勝ちラーメン構造の住宅に動吸振器を固設
する際に、該動吸振器を構成する薄板状に分割された重
り部分(マス部)を重ね合わせて一体化することによ
り、道幅の狭い道路に面した住宅などクレーン車等重機
の往来が困難な場所に建てられた住宅にも、動吸振器を
運搬することが可能となり、運搬後の組み立てもボルト
等の締結部材で締結するだけで容易に結合し組み立てる
ことができる。
【0033】請求項3においては、鉄骨構造により躯体
を構成した梁勝ちラーメン構造の住宅に動吸振器を固設
する際に、該動吸振器の重り部分(マス部)を分割して
搬入し、一体化することにより、クレーン車等の重機を
用意する必要がなく、重機の往来が困難な場所に建てら
れた住宅にも、動吸振器を運搬することが可能となり該
重機の手配に要するコストの削減にも繋がるとともに、
重機の往来が困難な場所に建てられた住宅等どのような
立地条件の住宅にも、容易に動吸振器を搬入することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】三階建て住宅のラーメン工法を示す俯瞰図。
【図2】通し梁1aと、一階柱12と二階柱15の部分
の柱・梁接合部を構造を示す斜視図。
【図3】住宅の振動の受け止め方を示した模式図。
【図4】動吸振器の作動構成を示す模式図。
【図5】動吸振器の構成を示す模式図。
【図6】動吸振器の重り部(マス部)の分割構成を示す
斜視図。
【図7】動吸振器の組立構成を示す斜視図。
【図8】屋上に動吸振器を配置した住宅を示す斜視図。
【図9】設置開口部を設けた屋上の断面図。
【図10】設置開口部の斜視図。
【図11】防水シートを被装した設置開口部の断面図。
【図12】下地合板を載置した設置開口部の断面図。
【図13】同じく斜視図。
【図14】取付台及び下地合板の固定状態を示す断面
図。
【図15】取付台の斜視図。
【図16】取付台を載置した設置開口部の断面図。
【図17】取付台上に動吸振器を載置した状態を示す斜
視図。
【図18】動吸振器の防水作業の構成を示す側面断面
図。
【図19】動吸振器の防水構成を示す側面断面図。
【符号の説明】
1a・1b・1c 通し梁 12・15・16 柱 26 動吸振器 26a 動吸振器フレーム 27 質量体(マス部) 27a 質量板 33 台車

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラ
    ーメン構造の住宅に動吸振器を固設する際に、該動吸振
    器を構成する分割された重り部分(マス部)を一体化す
    ることを特徴とする動吸振器の施工方法。
  2. 【請求項2】 鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラ
    ーメン構造の住宅に動吸振器を固設する際に、該動吸振
    器を構成する薄板状に分割された重り部分(マス部)を
    重ね合わせて一体化することを特徴とする動吸振器の施
    工方法。
  3. 【請求項3】 鉄骨構造により躯体を構成した梁勝ちラ
    ーメン構造の住宅に動吸振器を固設する際に、該動吸振
    器の重り部分(マス部)を分割して搬入し、一体化する
    ことを特徴とする動吸振器の施工方法。
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JP2005213796A (ja) * 2004-01-28 2005-08-11 Sekisui House Ltd 動吸振器の取付け構造
JP2016130431A (ja) * 2015-01-14 2016-07-21 株式会社竹中工務店 制振構造及び制振構造の構築方法

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