JP2007107208A - 防振床構造 - Google Patents

Abstract

【課題】最小限の支持杭の使用で、建物内から周囲へ伝播する振動、および建物周辺から建物内へ伝播する振動を低減することができる防振床構造を提供する。
【解決手段】構造物１２および地盤１６と縁が切られた床版１８が、支持部材２０によって支持基盤２２上に支持された状態で構造物１２内に配置され、支持部材２０には地盤１６への伝達を遮断する振動遮断手段２６が設けられているので、振動発生源Ａを持つ構造物１２内の床版１８から構造物１２の周囲へ伝播する振動を低減することができる。支持部材２０は、振動発生源Ａのある床版１８のみを支持すればよいので、小断面（小径）かつ少ない本数の支持部材２０で、振動低減効果を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、振動発生源を持つ建物（構造物）内から、建物自身または建物の周囲へ伝播する振動、および建物周辺にある振動発生源から建物内へ伝播する振動を低減することができる防振床構造に関する。

建物内部に何らかの振動発生源（機械、エアロビクススタジオ等）がある場合、建物自身または建物の周囲に振動が伝播し、居住性の低下や騒音発生の問題が生ずる。また逆に、コンサートホール等の静粛性を求められる室を有する建物の周辺に振動発生源がある場合、この室に何らかの遮音措置を講ずる必要がある。

図８に示すように、建物３４の内部に大きな振動発生源（破砕機３７）がある場合、特に基礎スラブ３５の鉛直方向の振動が地盤１６を大きく変位させて周囲に伝播する。このような振動の伝播を低減する方法としては、建物３４を支持杭３６によって剛強な支持基盤２２に直接支持し、振動を直接支持基盤２２へ伝達させる方法がある。この支持杭３６には、杭の周面摩擦によって支持杭３６の振動が地盤１６へ伝播しないように、周面摩擦をカットした杭（以下、摩擦カット杭と呼ぶ）や周面摩擦を低減した杭が用いられ、さらに建物３４の基礎スラブ３５の底面からも地盤１６へ振動が伝播しないように床下空間３８が形成され、基礎スラブ３５の底面と地盤１６の表層面との縁が切られている。

そして、このような振動対策を施した建物３４は、鉛直方向の振動が伝わりにくくなっているので、建物３４の外部から建物３４の内部へ伝播する振動も低減することができる。

このような摩擦カット杭として、基礎杭の上端側に、この基礎杭の径よりも大きい内径の外管を配設した構造の二重管杭がある（特許文献１参照）。基礎杭の杭頭付近の外面にはストッパーが取付けられ、外管の内周面と均一のクリアランスを形成している。このクリアランスによって、建物周辺の振動が地盤を介して基礎杭（建物）に伝達することを防ぐことができ、さらにストッパーによって地震時には十分な水平抵抗を発揮することができる。

ところで、エアロビクススタジオ、大型の破砕機が設置された工場、コンサートホール等の建物の場合、主用途部分の室容積が大きいために建物重量は軽く、比較的軟弱な地盤においても直接基礎で十分なことが多い。しかし、図８に示す防振構造では、建物の基礎スラブ３５の全域に対して支持杭３６を設ける必要があり、経済的ではない。

さらに、エアロビクススタジオや大型の破砕機等の小さい振動数の振動発生源を対象とする場合、建物−支持基盤系の固有振動数を大きくして共振を避ける必要があるが、振動する質量が建物の全重量となり大きいので、支持杭３６の鉛直方向の剛性を大きくしなければならない。このため、必然的に支持杭３６の本数が多くなり、断面積も大きくなるので、コスト高になってしまう。

また、特許文献１のストッパーは、基礎杭と外管との狭い隙間に設けられるので、その取付けや交換等のメンテナンスが面倒であり、また、それらのための作業スペースを建物床下に別途設けなければならない。
特開平８−１３５２９号公報

本発明は係る事実を考慮し、最小限の支持杭の使用で、建物内から周囲へ伝播する振動、および建物周辺から建物内へ伝播する振動を低減することができる防振床構造を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、地盤上に構築された構造物内に配置され、該構造物とは縁が切られた床版と、前記床版を前記地盤から浮かした状態で前記地盤の下層にある支持基盤上に支持する支持部材と、前記支持部材から前記地盤へ、または前記地盤から前記支持部材へ伝達される振動を遮断する振動遮断手段と、を有することを特徴としている。

請求項１に記載の発明では、構造物および地盤と縁が切られた床版が、支持部材によって支持基盤上に支持された状態で構造物内に配置されている。このため、床版上に発生した特に鉛直方向の振動は支持部材を介して支持基盤に伝達されるので、構造物へ伝播することはない。

さらに、支持部材には地盤への伝達を遮断する振動遮断手段が設けられているので、発生した振動が地盤を介して周囲に伝播することはない。

よって、振動発生源を持つ構造物内の床版から構造物の周囲へ伝播する振動を低減することができる。

また、逆に、地盤を伝播する振動が床版に伝わることもないので、構造物周辺の振動発生源から構造物内の床版へ伝播する振動を低減することができる。

さらに、支持部材は床版のみを支持すればよく、支持する重量は軽いので、それほど大きな鉛直方向の剛性を必要としない。よって、小断面（小径）かつ少ない本数の支持部材で、振動低減効果を得ることができる。

また、支持基盤は振動の影響の及ばない十分な深度にあり、また十分大きな剛性を有しているので、構造物周辺から支持基盤および支持部材を介して、床版へ伝わる振動は非常に小さい。

請求項２に記載の発明は、前記支持部材は杭であり、前記振動遮断手段は、前記杭の外周面に塗布される摩擦低減剤であることを特徴としている。

請求項２に記載の発明では、支持部材に杭を用いている。そして、その杭の外周面には、振動遮断手段として、周面摩擦を低減する摩擦低減剤が塗布されている。これにより、杭から地盤への振動伝達、または地盤から杭への振動の伝達を低減することができる。

請求項３に記載の発明は、前記支持部材は杭であり、前記振動遮断手段は、前記杭の外周面に貼り付けられる、または巻き付けられる摩擦低減材であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明では、支持部材に杭を用いている。そして、その杭の外周面には、振動遮断手段として、周面摩擦を低減する摩擦低減材が貼り付けられる、または巻き付けられている。これにより、杭から地盤への振動伝達、または地盤から杭への振動の伝達を低減することができる。

請求項４に記載の発明は、前記支持部材は杭であり、前記振動遮断手段は、前記杭の外周面に隙間をあけて取り囲む筒材であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明では、支持部材に杭を用いている。そして、振動遮断手段としての筒材が杭の外周面に隙間をあけて取り囲んでいる。この隙間で筒材と杭の縁が切られているので、床版から杭に伝わった振動が筒材に伝わって構造物の周囲の地盤へ伝播することはない。また、構造物周辺から地盤を伝播して筒材に伝わった振動が杭へ伝わることはない。

請求項５に記載の発明は、前記床版と前記構造物の間に、該床版の横方向の移動を制限するエキスパンションジョイントを設けたことを特徴としている。

請求項５に記載の発明では、床版と構造物の間には、エキスパンションジョイントが設けられている。エキスパンションジョイントは、床版と構造物の縁を切り、振動による床版の鉛直方向の変位を可能とし、床版の横方向の移動を制限する。

よって、床版から構造物へ鉛直方向の振動が伝達することはない。一方、地震等により、床版が大きく横方向に移動するときには、エキスパンションジョイントがストッパーの役割りをするため、たとえば請求項４のように杭を取り囲む筒材を設けた場合でも、杭と筒材のクリアランスが保たれる。従って、従来のように、杭と筒材の間にストッパーを設ける必要がない。

また、エキスパンションジョイントのメンテナンス等の作業は、床版上から行うことが可能なので、目詰まりの検査や材料の取付け、交換作業等は容易であり、また、メンテナンスのための作業スペースを建物床下等に別途設ける必要はない。

請求項６に記載の発明は、前記床版と前記地盤の間に弾性材料を充填したことを特徴としている。

請求項６に記載の発明では、床版と地盤の間の空間に弾性材料が充填されている。この弾性材料により、床版と地盤の間の特に鉛直方向の振動の伝達を低減できる。

また、弾性材料を床版と地盤の間の空間に充填することにより、水等が浸入するスペースを無くし、湿気や臭いの発生を防ぐことができる。さらに、コンサートホール等の場合には、床下の空間に音が響くことも防止できる。

本発明は上記構成としたので、最小限の支持杭の使用で、建物内から周囲へ伝播する振動、および建物周辺から建物内へ伝播する振動を低減することができる。

図面を参照しながら、鉄筋コンクリートのＲＣ造建物の防振床構造を説明する。なお、本実施形態では、ＲＣ造建物の防振床構造の例を説明するが、地盤上に構築された、あらゆる建物への適用が可能である。

図１には、３階建てのＲＣ造の構造物１２の概略図が示されている。

構造物１２および地盤１６と縁が切られた床版１８が、二重管杭２０によって支持基盤２２上に支持された状態で、構造物１２内に配置されている。

図２に示すように、二重管杭２０は、杭２４と円筒管２６で構成されており、杭２４が床版１８を支持基盤２２上に支持している。円筒管２６は、杭２４の外周面に隙間をあけて取り囲み、杭２４および床版１８とは接しない状態で配置されている。円筒管２６の長さＬは、杭２４の振動が地盤１６の表層面にまで伝わらず、また、地盤１６の表層面からの振動が杭２４にまで伝わらない深さまで、杭２４を取り囲む長さであればよい。

本実施形態では、支持部材に二重管杭２０を用いたが、杭２４の外周面にグリース、タール等の摩擦低減剤を塗布したり、またはロックウール、グラスウール等を貼り付けたり、巻き付けたりして、杭２４と地盤１６の摩擦を低減してもよい。

また、図３に示すように、床版１８の外周部には、エキスパンションジョイント２８が設けられている。エキスパンションジョイント２８は、床版１８と構造物１２の壁部１２Ａから突出した梁部１２Ｂとの間に形成された隙間２９、および床版１８の外周部に取り付けられて隙間２９を覆うように梁部１２Ｂの上方へ張り出している鋼板製のカバー３０で構成されている。そして、床版１８が矢印で示した横方向に大きく移動するときには、床版１８の梁部１２Ｂ側の端部４４がこれに対向する梁部１２Ｂの端部４６に当たり、床版１８の横移動を止める構造になっている。

本実施形態では、カバー３０に鋼板を用いたが、隙間２９を使用上問題の無い程度に塞げるものであればよく、またカバー３０が無くてもよい。また、カバー３０が、梁部１２Ｂに取り付けられ、隙間２９を覆うように床版１８の外周部の上方へ張り出すようにしてもよいし、図４に示すように、カバー３０にヒンジ３３を設けてもよい。また、図５に示すように、床版１８の端部４４に、梁部１２Ｂの端部４６との間に隙間３１を形成するように緩衝用のゴム板３２を設けてもよい。このゴム板３２が、床版１８を上下可動にする性状のものであれば、隙間３１を設けずに、ゴム板３２の梁部１２Ｂ側の端部が梁部１２Ｂの端部４６に接していてもよい。また、ゴム板３２を梁部１２Ｂの端部４６側に設けてもよいことは言うまでもない。さらに、図６に示すように、テフロン（登録商標）板等の摺動材４０Ａ、４０Ｂを床版１８の端部４４と梁部１２Ｂの端部４６に、隙間４２を形成するようにそれぞれ取り付け、摺動材４０Ａ、４０Ｂの衝突面同士が上下方向に摺動するようにしてもよい。

また、図７に示すように、床版１８と地盤１６の間の床下空間１９には、振動の伝達を低減する弾性材料を充填してもよい。これにより、水等が浸入するスペースを無くし、湿気や臭いの発生を防ぐことができる。さらに、コンサートホール等の場合には、床下の空間に音が響くことも防止できる。弾性材料としては、ロックウール、グラスウール等を用いることが望ましい。

次に、本実施形態に係る防振床構造の作用を説明する。

床版１８上に振動発生源Ａで床版１８が加振されても、床版１８は構造物１２および地盤１６と縁が切られ、二重管杭２０によって支持基盤２２上に支持されているので、床版１８上に発生した特に鉛直方向の振動は構造物１２へ伝播することはない。

また、杭２４と円筒管２６は隙間によって縁が切られているので、床版１８から杭２４に伝わった振動が円筒管２６に伝わって構造物１２の周囲の地盤１６に伝播することはない。

よって、床版１８上の振動発生源Ａから構造物１２の周囲へ伝播する振動を低減することができる。

また、逆に、構造物１２の周辺の振動発生源Ｂから地盤１６を伝播する振動が杭２４を介して床版１８へ伝わることもないので、建物周辺の振動発生源Ｂから構造物１２内の床版１８へ伝播する振動を低減することができる。

さらに、杭２４は、振動発生源Ａのある床版１８のみを支持すればよいので、二重管杭２０は少ない本数でよい。

エアロビクススタジオや大型の破砕機等の数Ｈｚ〜１０Ｈｚ程度の低い振動数の振動発生源Ａの場合、構造物−支持基盤系の固有振動数を大きくして共振を防ぐ必要があるが、本実施形態では、杭２４は床版１８のみを支持すればよく、支持する重量は軽いので、杭２４にそれほど大きな鉛直方向の剛性を持たせなくてもよい。よって、小断面（小径）かつ少ない本数の二重管杭２０で、振動低減効果を得ることができる。

また、支持基盤２２は振動の影響の及ばない十分な深度にあり、また十分大きな剛性を有しているので、構造物１２の周辺に発生した振動が支持基盤２２に伝わり、この支持基盤２２から杭２４を介して床版１８へ伝わることはない。

また、エキスパンションジョイント２８は、床版１８と構造物１２の縁を切り、振動による床版１８の鉛直方向の変位を可能とし、床版１８の横方向の移動を制限する。

よって、床版１８から構造物１２へ鉛直方向の振動が伝達することはない。一方、地震等により床版１８が横方向に大きく移動するときには、エキスパンションジョイントが床版１８の横移動を止めるので、杭２４と円筒管２６のクリアランスが保たれる。従って、従来のように、杭２４と円筒管２６の間にストッパーを設ける必要がない。

また、エキスパンションジョイントのメンテナンス等の作業は、床版１８上から行うことが可能なので、目詰まりの検査や材料の取り付け、交換作業等は容易であり、また、メンテナンスのための作業スペースを建物床下等に別途設ける必要はない。

本発明の実施形態に係る防振床構造を示す概略図である。 本発明の実施形態に係る防振床構造の支持部材を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る防振床構造の床版の横方向移動を制限する構造を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る防振床構造の床版の横方向移動を制限する構造を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る防振床構造の床版の横方向移動を制限する構造を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る防振床構造の床版の横方向移動を制限する構造を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る防振床構造を示す概略図である。 従来の防振構造を示す概略図である。

符号の説明

１２ 構造物
１４ 防振床構造
１６ 地盤
１８ 床版
２０ 二重管杭（支持部材、振動遮断手段）
２２ 支持基盤
２４ 杭（支持部材）
２６ 円筒管（振動遮断手段、筒材）
２８ エキスパンションジョイント

Claims (6)

1. 地盤上に構築された構造物内に配置され、該構造物とは縁が切られた床版と、
   前記床版を前記地盤から浮かした状態で前記地盤の下層にある支持基盤上に支持する支持部材と、
   前記支持部材から前記地盤へ、または前記地盤から前記支持部材へ伝達される振動を遮断する振動遮断手段と、
   を有することを特徴とする防振床構造。
2. 前記支持部材は杭であり、前記振動遮断手段は、前記杭の外周面に塗布される摩擦低減剤であることを特徴とする請求項１に記載の防振床構造。
3. 前記支持部材は杭であり、前記振動遮断手段は、前記杭の外周面に貼り付けられる、または巻き付けられる摩擦低減材であることを特徴とする請求項１に記載の防振床構造。
4. 前記支持部材は杭であり、前記振動遮断手段は、前記杭の外周面に隙間をあけて取り囲む筒材であることを特徴とする請求項１に記載の防振床構造。
5. 前記床版と前記構造物の間に、該床版の横方向の移動を制限するエキスパンションジョイントを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の防振床構造。
6. 前記床版と前記地盤の間に弾性材料を充填したことを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の防振床構造。

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