JP2006028845A

JP2006028845A - 床構造

Info

Publication number: JP2006028845A
Application number: JP2004207789A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Suzuki; 立雄鈴木; Masaaki Hamada; 真彰濱田; Yuji Kaida; 優二開田; Takahiro Kachi; 孝啓可知
Original assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Riko Co Ltd
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2006-02-02

Abstract

【課題】少しの床重量のアップで良好な遮音性能が得られるようにした床構造を提供する。
【解決手段】縦梁１ａ、１ｂと横梁１ｃ、１ｄにより矩形に組まれた最小単位として構成される一つの梁伏からなる床梁１と、床梁１に対して横梁１ｃ、１ｄが延びる方向に並列に配置された６枚のＡＬＣ製の床パネル２１〜２６とパーティクルボード２７からなる床材２と、床材２の縦梁１ａ側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所に設置された合計８個の制振装置３１〜３８と、から構成されている。各制振装置３１〜３８は、ばね部材としてのゴム弾性体３１ｂ〜３８ｂとマス部材３１ｃ〜３８ｃとからなる１０個のダイナミックダンパを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば一般住宅及び集合住宅（アパート、マンション）等の建築構造物の床構造に関する。

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。

そこで、一般住宅等の床に発生する振動や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、重量床衝撃音対策として、高質量で高剛性の軽量気泡コンクリート（以下、「ＡＬＣ」ともいう。）製の床パネルを採用した床構造が知られている。この床構造では、建築構造物の床梁上にＡＬＣ製の床パネル両端部が載置されて、複数の床パネルが隣接するように並列状に配置されている。なお、ここで採用されるＡＬＣとは、石灰質原料とケイ酸質材料を主原料とし、発泡剤を加えて発泡させるか、予め作った気泡を混入して多孔質化させた後、オートクレーブ養生して得られる軽量の気泡コンクリートのことである。

また、例えば特許文献１〜３に開示されているように、基部に固着されたばね部材と該ばね部材に弾性支持されたマス部材とからなるダイナミックダンパを床梁等に設置して、床に発生する振動や衝撃音を低減するようにした床構造も知られている。更に、例えば特許文献４及び５に開示されているように、ばね部材とマス部材とからなる複数個のダイナミックダンパを備え、各ダイナミックダンパの共振周波数が異なるようにチューニングされた制振装置が知られている。

ところで、建築構造物の床の遮音性能は、ＪＩＳ・Ａ１４１８−２「建築物の床衝撃音遮断性能の測定方法・第２部：標準重量衝撃源による方法」に基づいて一般に評価されている。この評価において、ＬＨ６５〜ＬＨ７０のレベルに遮音性能を向上させる方策としては、床重量を重くする方法が有効である。しかし、この方法を採用する場合には、床重量がアップするのに伴い、躯体や基礎を大きくしたり頑強に補強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、床重量を重くする方法には限界がある。
特開２００２−３２８０号公報特開２００３−２７８４０９号公報特開２０００−３５５９９４号公報特開平９−１１９４７７号公報特開平１０−１５９８９４号公報

本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、少しの床重量のアップで良好な遮音性能が得られるようにした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。

上記課題を解決する本発明の床構造は、縦梁と横梁により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置された複数の床パネルからなる床材と、該床材の前記縦梁側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所以上に設置されたばね部材及びマス部材からなる制振装置と、から構成されていることを特徴としている。

即ち、本発明の床構造では、縦梁と横梁により矩形に組まれた最小単位の梁伏に対して、複数の床パネルからなる床材が横梁が延びる方向に並列に配置されており、その床材に対して、縦梁側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所以上に制振装置が設置される。このように、制振装置が設置されることによって、少しの床重量のアップで良好な遮音性能が得られるようになる。具体的には、本発明者等が行った試験により、Δ５ｄＢの衝撃音レベル低減を達成できることが確認されている。

本発明において、床材に用いられる床パネルとしては、プレキャストコンクリートや木質の板材が採用される。特に、高剛性で高質量のコンクリート製の床パネルは、重量床衝撃音対策に好適であるが、中でも、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）製の床パネルが好ましい。

また、床材に二列に設置される制振装置は、それぞれの列に４箇所以上づつ設置されるが、床材として使用される床パネルの枚数に応じて設置箇所が決定される。この制振装置は、各床パネルの幅方向（横梁が延びる方向）における中央部に設置するのが好ましく、１枚の床パネルに対して２箇所づつ設置されるのが好ましい。

制振装置は、床固有値の上下の範囲で複数種類の共振周波数を有するように設定されているのが好ましい。このようにすれば、振動低減を目的とする周波数に幅をもたせることができるので、構造物件の違い等による床固有値のバラツキを吸収することが可能となり、制振装置の振動低減機能をより確実に発揮させることができる。

本発明では、基部に固着されたばね部材と該ばね部材に弾性支持されたマス部材とからなる少なくとも１個のダイナミックダンパを有する制振装置が好適に採用される。この場合、１個のダイナミックダンパを有する制振装置を、それぞれの設置個所に１個以上設置したり、或いは、複数個のダイナミックダンパを有する制振装置を、それぞれの設置個所に１個づつ設置するようにしてもよい。複数個のダイナミックダンパを有する制振装置を採用する場合には、複数個のダイナミックダンパにより複数種類の共振周波数を有するようにチューニングすることができる。なお、１箇所以上の設置個所で制振装置の共振周波数が異なるようにチューニングすることによって、上記のように、床固有値の上下の範囲で複数種類の共振周波数を有するように設定することができる。

本発明の床構造は、縦梁と横梁により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置された複数の床パネルからなる床材と、該床材の前記縦梁側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所以上に設置されたばね部材及びマス部材からなる制振装置と、から構成されているため、少しの床重量のアップで良好な遮音性能を得ることができる。

また、床パネルがコンクリート製のものであれば、高剛性と高質量が確保されるので、有利に良好な遮音性能を得ることができる。

また、制振装置が、床固有値の上下の範囲で複数種類の共振周波数を有するようにチューニングされていれば、構造物件の違い等による床固有値のバラツキを吸収することが可能となり、制振装置の振動低減機能をより確実に発揮させることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態に係る床構造の底面図であって上階の床を裏面側から見上げた状態を示す図であり、図２は図１のII−II線に相当する部分の矢視断面図であり、図３は図１のIII −III 線に相当する部分の矢視断面図である。

本実施形態の床構造は、縦梁１ａ、１ｂと横梁１ｃ、１ｄにより矩形に組まれた最小単位として構成される一つの梁伏からなる床梁１と、床梁１に対して横梁１ｃ、１ｄが延びる方向に並列に配置された６枚のＡＬＣ製の床パネル２１〜２６とパーティクルボード２７からなる床材２と、床材２の縦梁１ａ側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所に設置された合計８個の制振装置３１〜３８と、から構成されている。

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の両端どうしを結ぶ２本の横梁１ｃ、１ｄとにより矩形に組まれている。この床梁１は、縦梁１ａ、１ｂの芯−芯間寸法が２７５０ｍｍとされ、横梁１ｃ、１ｄの芯−芯間寸法が１７５０ｍｍとされている。

床パネル２１〜２６は、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）製の長い板状のものが採用されている。この床パネル２１〜２６は、長手方向の両端部が床梁１の横梁１ｃ、１ｄ上に載置された状態で、横梁１ｃ、１ｄが延びる方向に並列に配置されている。両側の２枚の床パネル２１、２６は、長さが１７５０ｍｍ、幅が３１０ｍｍ、厚さが１００ｍｍのものである。中央部の４枚の床パネル２２〜２５は、長さが１７５０ｍｍ、幅が５００ｍｍ、厚さが１００ｍｍのものである。

制振装置３１〜３８は、略コの字形状に形成された金属製の取付基部３１ａ〜３８ａと、取付基部３１ａ〜３８ａに固着された１０個のばね部材としてのゴム弾性体３１ｂ〜３８ｂと、各ゴム弾性体３１ｂ〜３８ｂにそれぞれ弾性支持された１０個の鉄系等の金属製のマス部材３１ｃ〜３８ｃとからなる１０個のダイナミックダンパを備えたものである。これら制振装置３１〜３８のそれぞれのダイナミックダンパの共振周波数は、全て５３Ｈｚにチューニングされている。

これら８個の制振装置３１〜３８の重心は、床材２の縦梁１ａ、１ｂ側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置を通る直線Ｌ１、Ｌ２上に二列に配置され、それぞれの列の４箇所に設置されている。即ち、制振装置３１〜３４の重心は直線Ｌ１上に配置され、また、制振装置３５〜３８の重心は直線Ｌ２上に配置されている。８個の制振装置３１〜３８は、中央部の４枚の床パネル２２〜２５のに対して、床パネル２２〜２５の下面（裏面）の幅方向における中央部に、取付基部３１ａ〜３８ａの両端部がそれぞれ直線Ｌ１、Ｌ２上に位置するようにして取付ボルト３９ａ及びナット３９ｂにより取付けられている。これにより、８個の制振装置３１〜３８は、各床パネル２２〜２５に対してそれぞれ２箇所に設置されている。但し、制振装置３１〜３８の取付配置の向きについては、図１に示されているように、取付基部３１ａ〜３８ａの両端部がそれぞれの直線Ｌ１、Ｌ２上に位置するような横長配置に限られず、重心位置で９０度回転させた状態の縦長配置
にしてもよい。

また、本実施形態では、制振装置３１〜３８のそれぞれの重心位置は、それぞれ直線Ｌ１、Ｌ２上に有って各床パネル２２〜２５の幅方向（横梁が延びる方向）における中央部に有るが、各床パネル２２〜２５の幅方向において隣り合う床パネルどうしの境界線上付近にあるようにしてもよい。

また、図１に示される８個の制振装置３１〜３８の内、制振装置３１〜３４は、直線Ｌ１に対して、例えば制振装置３１、３３の重心位置が若干上側にずれ、制振装置３２、３４の重心位置が若干下側にずれるように配置される、千鳥配置になっていてもよい。同様に、制振装置３５〜３８も、直線Ｌ２に対して、例えば制振装置３５、３７の重心位置が若干上側にずれ、制振装置３３、３８の重心位置が若干下側にずれるように配置される、千鳥配置になっていてもよい。

但し、最小単位の梁伏に設けられた複数の床パネルにおいて、制振装置が各床パネルに１箇所づつ配置される千鳥配置では、床衝撃音レベルの低減効果は少なくなる。即ち、例えば図１の床パネル２２〜２５において、床パネル２２、２４にはそれぞれ直線Ｌ１上に有って床パネルの幅方向中央部に重心位置がある制振装置が１箇所づつ設置され、床パネル２３、２５にはそれぞれ直線Ｌ２上に有って床パネルの幅方向中央部に重心位置がある制振装置が１箇所づつ設置されているような千鳥配置である。

以上のように構成された本実施形態の床構造は、最小単位の梁伏の床梁１に配置されたＡＬＣ製の床パネル２２〜２５に対して、８個の制振装置３１〜３８が上記の所定箇所に設置されていることから、少しの床重量のアップで良好な遮音性能を得ることができる。具体的には、Δ５ｄＢの衝撃音レベル低減を達成することができる。

また、本実施形態では、ＡＬＣ製の床パネル２１〜２６が採用されていることから、高剛性と高質量が確保されるので、有利に良好な遮音性能を得ることができる。

なお、本実施形態では、制振装置３１〜３８のそれぞれのダイナミックダンパの共振周波数は全て同じ５３Ｈｚにチューニングされているが、それぞれのダイナミックダンパの共振周波数を少し変えたり、或いは、１箇所以上の設置箇所で共振周波数が異なるようにして、床固有値の上下の範囲で複数種類の共振周波数を有するようにチューニングするようにすれば、更に低減周波数領域が広がるので、全体的に遮音性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態では、８個の制振装置３１〜３８には、それぞれ略コ字形状に形成された取付基部３１ａ〜３８ａの両端側で対向するように、片側５個づつ合計１０個のダイナミックダンパが取付けられているが、片側５個づつのダイナミックダンパが取付基部３１ａ〜３８ａに対して、両端側でそれぞれ千鳥配置になるように取付けられていてもよい。また、８個の制振装置３１〜３８の中で、ダイナミックダンパが対向配置されている制振装置と千鳥配置されている制振装置が混在していてもよい。即ち、ダイナミックダンパが取付基部３１ａ〜３８ａに対して、対向配置されていても、千鳥配置されていても、床衝撃音レベルの低減効果は同じである。

また、上記実施形態では、複数のダイナミックダンパを有する制振装置３１〜３８が床パネル２２〜２５の下面（裏面）に取付けられているが、床パネル２２〜２５に中空部を設けて、その中空部の中に少なくとも１個のダイナミックダンパを有する制振装置を設置するようにしてもよい。
また、ダイナミックダンパを構成しているゴム弾性体３１ｂ〜３８ｂの中に液体を封入させて、液封ダイナミックダンパを構成するようにしてもよい。

〔試験〕
建築構造物の床に対して制振装置をどのように配置すれば、床重量の増大との関係において良好な遮音性能が得られるか調べるために、ＪＩＳ・Ａ１４１８−２「建築物の床衝撃音遮断性能の測定方法・第２部：標準重量衝撃源による方法」に基づいて試験を行った。この試験では、仕様１として図４（ａ）に示すように、上記実施形態の最小単位の梁伏が二つ組み合わされた状態の床梁を採用した。この床梁上に配置される床材としては、ＡＬＣ製の床パネル（長さ：１７５０ｍｍ、幅：５００ｍｍ、厚さ：１００ｍｍ）が用いられ、最小単位の各梁伏に対して６枚づつ、合計１２枚の床パネルが用いられている。

（あたり試験）
先ず、床重量の増大と制振装置による衝撃音低減効果との関係を調べるため、床材に設置される制振装置（ＤＤ）の総重量を種々変化させてあたり試験を行った。なお、この試験では、上記実施形態と同じ構成の制振装置を用いた。仕様２は、図４（ｂ）に示すように、９分割された床面のうちの５箇所に制振装置が１個づつ設置されている。また、仕様３〜５は、図４（ｃ）に示すように、９分割された床面の全９箇所に１個づつ制振装置が設置されている。仕様２〜５の、制振装置の総重量と、床重量に対する制振装置の総重量の割合は、表１に示されている。また、仕様１〜５について行ったＬＨ値の測定結果と、仕様２〜５についての制振装置によるＬＨ値の低減効果も、表１に示されている。

表１の結果から、床に付加される制振装置の総重量と、制振装置によるＬＨ値の低減効果とのバランスを考慮すると、比較的少ない床重量のアップでＬＨ値の良好な低減効果が得られる点で、仕様４が最も良好であることが解った。

（制振装置の納まりを考慮した配置試験）
次に、床材に設置される制振装置の配置条件を種々変更した仕様６〜１０を準備して、制振装置の納まりを考慮した配置試験を行った。仕様６は、図５（ａ）に示すように、１２枚の各ＡＬＣ床パネルの中央部に制振装置が１個づつ配置されたものである。仕様７は、図５（ｂ）に示すように、仕様６に対して、中央の梁上の６箇所に１個づつ設置された６個の制振装置が追加されたものである。仕様８は、図５（ｃ）に示すように、９分割された床面の中央部に集中して１６個の制振装置が設置されたものである。

仕様９は、図５（ｄ）に示すように、１６分割された床面の全１６箇所に１個づつ制振装置が設置されている。この仕様９は、上記実施形態と同様の配置条件であって、最小単位の梁伏に配列された床パネルに対して、床パネルの長辺を４等分してその長辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所に制振装置が設置されている。仕様１０は、図５（ｅ）に示すように、仕様９に対して、中央の梁上の２箇所に１個づつ設置された２個の制振装置が追加されたものである。

なお、制振装置の総重量は、表１に示すように、仕様６〜９が８６ｋｇであり、仕様１０のみが１２０ｋｇである。また、仕様６〜１０について行ったＬＨ値の測定結果と、制振装置によるＬＨ値の低減効果も、表１に示されている。

表１からも明らかなように、制振装置の総重量が同じである仕様６〜９のうちで、制振装置によるＬＨ値の低減効果が最も高いのは、Δ５．１ｄＢを示した仕様９であった。即ち、この試験結果から、床パネルに対して制振装置を仕様９のように配置すれば、少しの床重量のアップで良好な遮音性能を得ることができることが解った。

なお、仕様１０の場合には、制振装置によるＬＨ値の低減効果がΔ６．０ｄＢであって仕様９のそれよりも高いが、制振装置の総重量が大き過ぎる点で好ましくない。

本発明の実施形態に係る床構造の底面図であって上階の床を裏面側から見上げた状態を示す図である。本発明の実施形態に係る床構造の断面図であって図１のII−II線に相当する部分の矢視断面図である。本発明の実施形態に係る床構造の断面図であって図１のIII −III 線に相当する部分の矢視断面図である。（ａ）〜（ｃ）試験における仕様１〜５の制振装置の配置個所を示す説明図である。（ａ）〜（ｅ）試験における仕様６〜１０の制振装置の配置個所を示す説明図である。

符号の説明

１…床梁１ａ、１ｂ…縦梁１ｃ、１ｄ…横梁２…床材
２１〜２６…床パネル２７…パーティクルボード３１〜３８…制振装置
３１ａ〜３８ａ…取付基部３１ｂ〜３８ｂ…ゴム弾性体
３１ｃ〜３８ｃ…マス部材３９ａ…取付ボルト３９ｂ…ナット

Claims

縦梁と横梁により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置された複数の床パネルからなる床材と、
該床材の前記縦梁側の辺を４等分して該辺の両端から略１／４となる位置に沿って二列に配置され、それぞれの列に重心が略沿うようにして４箇所以上に設置されたばね部材及びマス部材からなる制振装置と、
から構成されていることを特徴とする床構造。
前記床パネルは、コンクリート製である請求項１に記載の床構造。
前記制振装置は、１枚の前記床パネルに対して２箇所づつ設置されている請求項１又は２に記載の床構造。
前記制振装置は、床固有値の上下の範囲で複数種類の共振周波数を有するように設定されている請求項１〜３に記載の床構造。
前記制振装置は、基部に固着された前記ばね部材と該ばね部材に弾性支持された前記マス部材とからなる少なくとも１個のダイナミックダンパを有する請求項４に記載の床構造。
前記制振装置は、複数個の前記ダイナミックダンパを有し複数種類の共振周波数を有するようにチューニングされている請求項５に記載の床構造。
前記制振装置は、１箇所以上の設置個所で共振周波数が異なるようにチューニングされている請求項４に記載の床構造。