JP2004218413A - 床構造 - Google Patents

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優二 開田
Takashi Uchiyama
高 内山
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Abstract

【課題】建築構造物の基本構造の変更やコストアップを回避しつつ、床衝撃音をより良好に低減することができる床構造を提供する。
【解決手段】縦梁1a、1bと横梁1c〜1eにより2m×3mの大きさの矩形に組まれた梁伏を最小単位として床梁1を構成する。最小単位の梁伏に対して、横梁1c〜1eが延びる方向に並列に配設される6枚の床パネル2、…の縦梁1a、1bが延びる方向における両端部にそれぞれ連結部材3、…を取付けて、6枚の床パネル2、…を一体的に連結する。床梁1と連結部材3、…の間であって、最小単位の梁伏に対してコーナ部の4箇所と各横梁1c〜1eの中央部の1箇所づつ、合計6箇所に設置された弾性支持部材4、…により、連結部材3、…を介して6枚の床パネル2、…を弾性支持させる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば一般住宅等の建築構造物の床構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般住宅等においては、床に飛び跳ねや踏み台からの降下等による衝撃が加わると振動が発生し、その振動が不快音や不快震動等の原因となることから問題となる。さらに、戸建住宅やマンション等においては、居室や廊下の床に発生する振動や衝撃音が階下に直接的に伝搬されるため、階下の住人にとっては甚だしい騒音となる場合がある。
【0003】
そこで、一般住宅等の床に発生する衝撃音を抑制するために、従来より種々の対策が講じられており、防振ゴム等の防振材を用いる方法や、床材の質量や剛性をアップする方法がある。例えば、特許文献1〜3には、鋼製枠や床受けビーム等に固定保持された床パネルを防振ゴム等の防振材を介して床梁上に弾性支持するようにした床構造が開示されている。また、特許文献2、3には、床パネルとして、高質量で高剛性の軽量気泡コンクリート(ALC)を用いることが開示されている。
【0004】
【特許文献1】
特許第3015737号公報
【特許文献2】
特開2002−106099号公報
【特許文献3】
特開2002−201754号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、より高いレベルで床衝撃音の低減が求められる状況下において、床材の質量や剛性をアップする方法を採用する場合には、床の重量がアップするのに伴い、基礎を大きくして頑強にする必要があるため、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを招くこととなる。そのため、床材の質量や剛性をアップする方法には限界がある。
【0006】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを回避しつつ、床衝撃音をより良好に低減することができる床構造を提供することを解決すべき課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
上記課題を解決する請求項1記載の発明は、縦梁と横梁により略2m×略3m又は略2m×略4mの大きさの矩形に組まれた梁伏を最小単位として少なくとも一つの該梁伏で構成される床梁と、最小単位の前記梁伏に対して前記横梁が延びる方向に並列に配設される複数の床パネルと、各該床パネルの前記縦梁が延びる方向における両端部にそれぞれ取付けられて各前記床パネルを一体的に連結する連結部材と、前記床梁と前記連結部材の間であって最小単位の前記梁伏に対してコーナ部の4箇所と各前記横梁の長手方向の少なくとも1箇所づつに設置されて前記連結部材を介して前記床パネルを支持する弾性支持部材と、から構成されているという手段を採用している。
【0008】
なお、本発明及び本明細書において、梁伏の大きさを示す寸法は、対向配置された梁どうしの芯−芯間の寸法で表されている。
【0009】
本発明の床構造においては、最小単位の梁伏上に配設される複数の床パネルが連結部材により一体的に連結されており、最小単位の梁伏に対して、コーナ部の4箇所と各横梁の長手方向の少なくとも1箇所づつに設置された弾性支持部材により連結部材を介して支持されるように構成されている。これにより、床パネルに飛び跳ねや踏み台からの下降等による衝撃が加わって衝撃音が発生すると、床パネルや連結部材によりその衝撃が緩和されるとともに、その床パネルの振動が弾性支持部材により吸収される。これらの相乗作用によって、床パネルに発生する衝撃音が効果的に低減される。
【0010】
また、本発明の床構造は、従来の床構造に比べて床材の質量や剛性をアップする必要がないため、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを招く恐れはない。
【0011】
したがって、本発明の床構造によれば、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを回避しつつ、床衝撃音をより良好に低減することができる。
【0012】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明における前記床パネルが、軽量気泡コンクリート製であるという手段を採用している。
【0013】
この手段によれば、床パネルの質量や剛性が高められることから、衝撃音をより効果的に低減することができる。
【0014】
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明における前記連結部材が、L型鋼、T型鋼又はC型鋼であるという手段を採用している。
【0015】
L型鋼又はT型鋼の手段によれば、連結部材の形状が床パネルの取付面の形状に符合し易いため、並列状に配設される複数の床パネルを連結部材で確実に連結することができる。また、L型鋼、T型鋼又はC型鋼の手段によれば、その連結部材の断面形状を床に応じて適宜選択することにより、床のたわみをその連結部材の断面剛性により許容範囲内に抑えることができる。
【0016】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3記載の発明における前記弾性支持部材は、ゴム弾性体の内部に、液体が封入され且つオリフィス通路により互いに連通する複数の液室を備えた液封マウントであるという手段を採用している。
【0017】
この手段によれば、液封マウントは、オリフィス通路を流動する液体の液柱共振作用により、飛び跳ねや踏み台からの下降によって発生する振動の周波数域(10〜100Hz)において低い動ばね定数を有するように容易にチューニングすることができるため、この液封マウントを弾性支持部材として使用することによって、より良好な衝撃音低減効果を得ることができる。また、この液封マウントは、歩行振動の周波数域(10〜30Hz)において大きな減衰係数を有するため、良好な歩行感を得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【0019】
〔実施形態1〕
図1は本実施形態に係る床構造の平面図であり、図2はその床構造の正面図であり、図3はその床構造の右側面図である。
【0020】
本実施形態の床構造は、図1〜図3に示すように、二つの最小単位(2m×3m)の梁伏が組み合わされることによりなる床梁1と、最小単位の各梁伏上に6枚づつ並列に配設された床パネル2、…と、各床パネル2、…の両端部にそれぞれ取付けられて各床パネル2、…を一体的に連結する4本の連結部材3、…と、床梁1と連結部材3、…の間であって最小単位の各梁伏に対してそれぞれ6箇所に設置された弾性支持部材4、…と、から構成されている。
【0021】
床梁1は、H型鋼が採用されており、2本の縦梁1a、1bと、その縦梁1a、1bの間に配設され、両端どうしを結ぶ2本の横梁1c、1e及び中央部どうしを結ぶ1本の横梁1dとからなる。即ち、この床梁1は、縦が4m横が3mの矩形に組まれており、縦梁1a、1bの半分と横梁1c、1dとによりなる2m×3mの矩形に組まれた最小単位の梁伏と、縦梁1a、1bの残り半分と横梁1d、1eとによりなる2m×3mの矩形に組まれた最小単位の梁伏とが、それらの長辺側どうしが向かい合う状態で組み合わされている。
【0022】
この床梁1の外周に位置する縦梁1a、1b及び横梁1c、1eは、それらの両端末どうしが図示されていないボルトで固定されて矩形に組み立てられている。また、この床梁1の中央に位置する横梁1dは、その両端末がそれぞれ縦梁1a、1bの中央部に図示されていないボルトで固定されている。また、図5に示すように、階下の天井(石膏ボード13等)は、野縁14や野縁受吊り金具15等を介して横梁1dに設置固定される。なお、この横梁1dの長手方向中央の両側部には、弾性支持部材4、4を設置するためのブラケット16、16が取付けられている(図1及び図6参照。)。
【0023】
床パネル2、…は、軽量気泡コンクリート(ALC)製のものであり、200cm×50cm×10cmの大きさの長い板状に形成されている。この床パネル2、…は、最小単位の各梁伏上において、隣り合うものどうしが接し合う状態で横梁1c〜1eが延びる方向に並列に配設されており、中央の横梁1dの両側に6枚づつ2列に配置されている。なお、図2及び図3等に示すように、床パネル2、…の上には、表面仕上げ材21等が適宜配設される。
【0024】
連結部材3、…は、長さが3mの4本のL型鋼が採用されている。この連結部材3、…は、最小単位の各梁伏上に配設される6枚の床パネル2、…の両端部に1本づつ取付けられて6枚の床パネル2、…を一体的に連結している。即ち、連結部材3、…は、各床パネル2、…の短辺側の端面と下面とが交わる角部にL型の内面が接する状態で取付金具31により取付けられている(図4及び図5参照。)。
【0025】
弾性支持部材4、…は、床梁1と連結部材3、…との間に配設されており、床梁1上の12箇所の所定位置にそれぞれ1個づつ設置されている。即ち、弾性支持部材4、…は、最小単位の各梁伏に対して、コーナ部の4箇所と横梁1c、1d、1eの長手方向中央部の1箇所づつに合計6箇所に設置されている。これにより、連結部材3、3により一体化された6枚の床パネル2、…が、連結部材3、…を介して弾性支持部材4、…により弾性支持された状態で床梁1上に配設されている。
【0026】
なお、本実施形態では、弾性支持部材4、…として、ゴム弾性体の内部に、液体が封入され且つオリフィス通路により互いに連通する複数の液室を備えた液封マウントが採用されている。また、この液封マウントは、高さと横幅の比が約1:3となる扁平状に形成されており、薄型のものである。
【0027】
以上のように構成された本実施形態の床構造において、床パネル2、…に飛び跳ねや踏み台からの下降等による衝撃が加わって衝撃音が発生すると、床パネル2、…や連結部材3、…によりその衝撃が緩和されるとともに、その床パネル2、…の振動が弾性支持部材4、…により吸収される。これらの相乗作用によって、床パネル2、…に発生する衝撃音が効果的に低減される。
【0028】
また、本実施形態の床構造は、従来の床構造に比べて床材の質量や剛性をアップする必要がないため、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを招く恐れはない。
【0029】
したがって、本実施形態の床構造によれば、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを回避しつつ、床衝撃音をより良好に低減することができる。
【0030】
また、本実施形態においては、床パネル2、…がALC製であることから、床パネル2、…の質量や剛性が高められることから、衝撃音をより効果的に低減することができる。
【0031】
また、本実施形態においては、連結部材3、…としてL型鋼が用いられていることから、連結部材3、…のL型形状が床パネル2、…の取付面の形状に符合し易いため、並列状に配設される6枚の床パネル2、…を連結部材3、…で確実に連結することができる。
【0032】
さらに、本実施形態においては、弾性支持部材4、…として、飛び跳ねや踏み台からの下降によって発生する振動の周波数域(10〜100Hz)において低い動ばね定数を有するように容易にチューニングすることができる液封マウントを用いているため、より良好な衝撃音低減効果を得ることができる。また、この液封マウントは、歩行振動の周波数域(10〜30Hz)において大きな減衰係数を有するため、良好な歩行感を得ることができる。
【0033】
なお、上記実施形態の床構造においては、二つの最小単位の梁伏に対してそれぞれ6個の弾性支持部材4、…が設置されているが、図7及び図8に示すように、上方の最小単位の梁伏と下方の最小単位の梁伏とが隣接する部分に設置される3個の弾性支持部材4、…で、上方側に配設される床パネル2a、…と下方側に配設される床パネル2b、…の両方を支持するようにすれば、弾性支持部材4、…の設置個数を9個に削減することができる。この場合には、L型鋼に代えてT型鋼の連結部材3aを用いることにより、上方側に配設される床パネル2a、…と下方側に配設される床パネル2b、…とを一体的に連結することができる。また、弾性支持部材4、…を床梁1の上端面に直接設置することができるため、上記実施形態1で横梁1dに設けられていたブラケット16、16は必要としなくなる。
【0034】
また、上記実施形態の床構造においては、各横梁1c、1d、1eの長手方向中央部の1箇所に弾性支持部材4、…が設置されているが、各横梁1c、1d、1eの長手方向における複数箇所に弾性支持部材4、…を設置するようにしてもよい。
【0035】
〔試験〕
上記実施形態1の床構造について遮音性能を確認するために試験を行った。この試験では、JIS A1418−2 第2部「標準重量衝撃源による方法」に基づいて、オクターブバンド中心周波数(Hz)と衝撃音レベル(dB)の関係を調べた。そして、比較例1として、実施形態1の床構造から弾性支持部材を除去した点でのみ異なる床構造を準備した。
【0036】
また、比較例2として、実施形態1の床構造とは床梁の梁伏と床パネルの大きさや配置が相違する点でのみ異なる床構造を準備した。比較例2の梁伏は、図9に示すように、2本の横梁10a、10bと、その横梁10a、10bの間に配設され、両端どうしを結ぶ2本の縦梁10c、10f及び両端から50cm内側の部位どうしを結ぶ2本の縦梁10d、10eとからなり、縦が4m横が3mの矩形に組まれている。弾性支持部材4、…は、横梁10a、10bと縦梁10c〜10fとが交わる交点の8箇所と、縦梁10c〜10fのそれぞれの中央の4箇所に設置されている。
【0037】
これら実施形態1と比較例1、2について、オクターブバンド中心周波数(Hz)と衝撃音レベル(dB)の関係を調べたところ、図10に示す結果が得られた。図10において、床の重量衝撃音の遮音性能の評価で特に重要とされている63Hz帯域の衝撃音レベル(dB)を比較してみると、比較例1の場合は、63Hzにおいて84.7dBであり、遮音性能がL62であった。また、比較例2の場合は、63Hzにおいて82.0dBであり、比較例1に比べて−2.7dBの低減効果があり、遮音性能はL59であった。これに対して、実施形態1の場合には、63Hzにおいて78.2dBであり、比較例1に比べて−6.5dBもの大幅な低減効果があり、遮音性能はL56であった。これにより、実施形態1の床構造は、極めて良好な遮音性能を有することが判る。
【0038】
〔実施形態2〕
図11は本実施形態に係る床構造の平面図である。
【0039】
本実施形態の床構造は、図11に示すように、梁伏の最小単位が2m×4mの大きさのものであって、この最小単位の梁伏が二つ組み合わされた床梁1を有する点で上記実施形態1の床構造と異なる。即ち、この床梁1は、縦が4m横が4mの矩形に組まれており、縦梁1a、1bの半分と横梁1c、1dとによりなる2m×4mの矩形に組まれた最小単位の梁伏と、縦梁1a、1bの残り半分と横梁1d、1eとによりなる2m×4mの矩形に組まれた最小単位の梁伏とが組み合わされている。
【0040】
また、本実施形態における床パネル2、…は、実施形態1と同じALC製のものであるが、床梁1の大きさが大きくなった分に応じて枚数が増加している。即ち、最小単位の梁伏に対して8枚づつ合計16の床パネル2、…が用いらている。さらに、8枚の床パネル2、…を連結する4本の連結部材3、…は、2枚の床パネル2、…が増加した分だけ長いものが用いられている。
【0041】
なお、弾性支持部材4、…やその設置個所及びその他の構成は、実施形態1の場合と同じであるので、詳しい説明は省略する。
【0042】
以上のように構成された本実施形態の床構造においても、最小単位の梁伏上に配設される8枚の床パネル2、…が連結部材3、…により一体的に連結されており、最小単位の梁伏に対して、コーナ部の4箇所と各横梁1c、1d、1eの中央部の1箇所づつ、合計6箇所に設置された弾性支持部材4、…により連結部材3、…を介して支持されるように構成されていることから、建築構造物の基本構造の変更やコストアップを回避しつつ、床衝撃音をより良好に低減することができるなど、実施形態1の場合と同様の作用及び効果を奏する。
【0043】
なお、本実施形態のように、梁伏の最小単位を2m×4mの大きさにした場合にも、実施形態1のように最小単位を2m×3mの大きさにした場合と同等の重量衝撃音の遮音性能が得られることが、上記試験結果を解析することにより確認されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る床構造の平面図である。
【図2】本発明の実施形態1に係る床構造の正面図である。
【図3】本発明の実施形態1に係る床構造の右側面図である。
【図4】本発明の実施形態1に係る床構造であって図3のA部の拡大図である。
【図5】本発明の実施形態1に係る床構造であって図3のB部の拡大図である。
【図6】本発明の実施形態1に係る床構造の部分断面図であって図1のVI−VI線矢視断面図である。
【図7】本発明の実施形態1の変形例に係る床構造の平面図である。
【図8】本発明の実施形態1の変形例に係る床構造の部分断面図であって図7のVIII−VIII線矢視断面図である。
【図9】試験における比較例2の梁伏を示す説明図である。
【図10】試験における実施形態1と比較例1、2の床衝撃音の遮断性能を示す図である。
【図11】本発明の実施形態2に係る床構造の平面図である。
【符号の説明】
1…床梁 1a、1b、10c〜10f…縦梁
1c、1d、1e、10a、10b…横梁
2、2a、2b…床パネル 3、3a…連結部材
4…弾性支持部材 11…壁部 12…ゴム板
13…石膏ボード 14…野縁 15…野縁受け吊り金具
16…ブラケット 21…表面仕上げ材 31…取付金具

Claims (4)

  1. 縦梁と横梁により略2m×略3m又は略2m×略4mの大きさの矩形に組まれた梁伏を最小単位として少なくとも一つの該梁伏で構成される床梁と、
    最小単位の前記梁伏に対して前記横梁が延びる方向に並列に配設される複数の床パネルと、
    各該床パネルの前記縦梁が延びる方向における両端部にそれぞれ取付けられて各前記床パネルを一体的に連結する連結部材と、
    前記床梁と前記連結部材の間であって最小単位の前記梁伏に対してコーナ部の4箇所と各前記横梁の長手方向の少なくとも1箇所づつに設置されて前記連結部材を介して前記床パネルを支持する弾性支持部材と、
    から構成されていることを特徴とする床構造。
  2. 前記床パネルは、軽量気泡コンクリート製であることを特徴とする請求項1記載の床構造。
  3. 前記連結部材は、L型鋼、T型鋼又はC型鋼であることを特徴とする請求項1又は2記載の床構造。
  4. 前記弾性支持部材は、ゴム弾性体の内部に、液体が封入され且つオリフィス通路により互いに連通する複数の液室を備えた液封マウントであることを特徴とする請求項1〜3記載の床構造。
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