JP2009221695A - 制振間柱及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立てが容易な制振間柱及びその施工方法を提供する。
【解決手段】第１床構造体Ｙ１とその上方に位置する第２床構造体Ｙ２とを互いに連結して床振動を低減する制振間柱１であって、第２床構造体Ｙ２に固定された第１支持部材１０と、第１支持部材１０に固定され、上下にスライド可能なカバー部材２０と、第１床構造体Ｙ１に固定され、カバー部材２０に挿入された第２支持部材３０と、カバー部材２０の第２支持部材３０側の内部に固定された板状部材４０と、板状部材４０の鉛直面４１に一面５１側が固定され、第２支持部材３０の鉛直面３２ａに他面５２側が固定された粘弾性体５０と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、建物の上下階の床構造体を互いに連結して床振動を低減する制振間柱及びその施工方法に関する。

近年、将来のレイアウト変更の自由度を増すために、柱を少なくして床や梁をロングスパン化することが多く行われている。一方、床や梁をロングスパン化した場合、機械振動や歩行振動によって床や梁が振動し易くなる。この振動を抑制・減衰するために、建物の上下に隣り合う階の床スラブを制振間柱で互いに連結して床振動を低減することが行われている。

例えば特許文献１には、上階の床スラブから鋼管を垂設するとともに、下階の床スラブにも鋼管を立設し、一方の鋼管を他方の鋼管の内側に挿入し、この挿入部において両鋼管の間に粘弾性体を介設したものが開示されている。
特許第３８９９９５９号公報（請求項３、図１）

しかしながら、特許文献１では、二重になった鋼管の間に粘弾性体を介設する構造となっているが、かかる構造では、粘弾性体と鋼管とを接着することが非常に困難であった。また、固体状の粘弾性体を接着するのに替えて、流体状の粘弾性体を二重になった鋼管の間に流し込む方法を用いれば、粘弾性体で鋼管同士を連結することができるが、固体状の粘弾性体に比べて流体状の粘弾性体は制振性能が低いため、大きな制振効果を得ることができないという問題があった。
また、特許文献１では、鋼管同士の接続部分を隠すために、鋼管が間仕切壁の中に配置されているが、制振装置のメンテナンスの際に、間仕切壁を取り外さなければならず、制振装置のメンテナンスが煩雑になり、簡単に粘弾性部分の交換ができないという問題があった。

本発明は、かかる問題を解決するために創案されたものであり、組み立てと粘弾性部分の交換が容易な制振間柱及びその施工方法を提供することを課題とする。

本発明に係る制振間柱は、上下階の床構造体を互いに連結して床振動を低減する制振間柱であって、一方の前記床構造体に固定されたカバー部材と、他方の前記床構造体に固定され、前記カバー部材に挿入された支持部材と、前記カバー部材の前記支持部材側の内部に前記カバー部材の外側から固定された板状部材と、前記板状部材の鉛直面に一面側が固定され、前記支持部材の鉛直面に他面側が固定された粘弾性体と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、カバー部材の内部に板状部材を外側から固定する構造になっているので、板状部材と支持部材の間に粘弾性体を固定してから、カバー部材の内部に板状部材を挿入し、板状部材をカバー部材に外側から固定することができる。

なお、前記カバー部材は、支持部材及び板状部材に対してスライド可能であるため、当該カバー部材をスライド可能に支持する他の支持部材を介して、一方の前記床構造体に固定することで、現地でのカバー部材のスライドが可能となる。
このようにすれば、板状部材と支持部材の間にある粘弾性体を、他の支持部材に対してカバー部材をスライドさせることにより露出させ、点検することが可能となる。

また、本発明に係る制振間柱の施工方法は、前記構成を有する制振間柱の施工方法であって、前記他の支持部材に対して前記カバー部材を前記支持部材から離間する方向にスライドさせた状態で仮固定する工程と、前記支持部材に前記粘弾性体を介して前記板状部材を設置する工程と、前記カバー部材を前記支持部材に近接する方向にスライドさせて前記板状部材及び前記支持部材を前記カバー部材に挿入する工程と、前記カバー部材に前記板状部材を外側から固定する工程と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、支持部材に粘弾性体を介して板状部材を設置した後に、他の支持部材に対してカバー部材をスライドさせてカバー部材の内部に板状部材を配置し、カバー部材と板状部材を外側から固定するので、制振間柱を容易に組み立てることができる。

本発明によれば、板状部材と支持部材の間に粘弾性体を固定してから、カバー部材の内部に板状部材を挿入し、板状部材をカバー部材に外側から固定することができるので、組み立てが容易な制振間柱及びその施工方法を提供することができる。

本発明を実施するための最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図１は、本実施形態に係る制振間柱を備えた建物の断面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る制振間柱１は、建物Ｔにおいて制振間柱１を設置する階（以下、「制振間柱設置階」という場合がある。）の床を構成する第１床構造体Ｙ１と、この制振間柱設置階よりも１つ上階の床を構成する第２床構造体Ｙ２と、を互いに連結して床振動を抑制する装置である。
ここで、第１床構造体Ｙ１は、制振間柱設置階の床面を構成するＲＣ造の床スラブＹ１ａと、この床スラブＹ１ａを下方から支持する鉄骨梁Ｙ１ｂとから構成されている。鉄骨梁Ｙ１ｂの両端は、建物Ｔの柱Ｈに固定されている。第２床構造体Ｙ２も、同様に、床スラブＹ２ａと鉄骨梁Ｙ２ｂとから構成されている。なお、鉄骨梁Ｙ１ｂ，Ｙ２ｂは、図示しない他の梁−梁間に固定されていてもよい。
第２床構造体Ｙ２の下方には、制振間柱設置階の天井面を構成する天井パネルＰが設けられている。天井パネルＰは、鉄骨梁Ｙ２ｂから吊設された図示しない天井下地材に固定されている。

図２（ａ）は、本実施形態に係る制振間柱を一部切り欠いて示した正面図であり、（ｂ）は、（ａ）を９０度横からみた側面図である。なお、図２（ａ）、（ｂ）においては、後記するカバー部材を切り欠いて示している。
図２に示すように、制振間柱１は、第１支持部材１０と、カバー部材２０と、第２支持部材３０と、板状部材４０と、粘弾性体５０と、を主に備えている。
なお、「第２支持部材２０」が特許請求の範囲にいう「支持部材」に相当し、「第１支持部材１０」が特許請求の範囲にいう「他の支持部材」に相当する。

第１支持部材１０は、カバー部材２０をスライド可能に支持する鋼製の部材であり、第２床構造体Ｙ２の鉄骨梁Ｙ２ｂに固定されている。
第１支持部材１０は、鉄骨梁Ｙ２ｂの下フランジＹ２ｃの下面に当接する平板状の取付部１１と、この取付部１１の下面１１ａから垂設された断面視略十字形状の支持部１２と、を備えている。
取付部１１の両端部は、クランプＣなどの固着具によって、鉄骨梁Ｙ２ｂの下フランジＹ２ｃに着脱可能に固定されている（図２（ｂ）参照）。
支持部１２は、互いに直交する４つの壁部１２ａを有している。それぞれの壁部１２ａの側端面には、雌ネジ部１２ｂが上下に離間して２箇所に設けられている。支持部１２の幅寸法は、カバー部材２０の内径と略同一もしくは若干小さく形成されている。

カバー部材２０は、例えば、断面円形状の鋼管で構成された部材であり、第１支持部材１０にスライド可能に固定されている。具体的には、カバー部材２０の上端側は、第１支持部材１０の支持部１２に外嵌されている。また、カバー部材２０の上端側には、支持部１２の雌ネジ部１２ｂに対応する位置に、ボルト穴２１が貫通形成されている。カバー部材２０は、このボルト穴２１にボルトＢを挿通して雌ネジ部１２ｂに螺合することにより、第１支持部材１０に固定（あるいは仮固定）され、ボルトＢを取り外すことにより、第１支持部材１０に対してスライド可能になっている。
カバー部材２０の下端側には、後記する第２支持部材３０、板状部材４０及び粘弾性体５０が内装されている。また、カバー部材２０の下端側には、板状部材４０に対応する位置に、ボルト穴２２が貫通形成されている。

なお、天井パネルＰは、カバー部材２０の上端部よりも下方に配置されており、第１支持部材１０とカバー部材２０との連結部が制振間柱設置階から見えないようになっている。天井パネルＰは、カバー部材２０を挿通するための貫通孔を有している。

図３は、第２支持部材の各構成を示す図面であり、（ａ）は基部の側面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は支持板の側面図、（ｄ）は（ｃ）のII−II線断面図である。
図２及び図３（ａ）乃至（ｄ）に示すように、第２支持部材３０は、粘弾性体５０を支持する鋼製の部材であり、第１床構造体Ｙ１の床スラブＹ１ａに固定された基部３１と、この基部３１に固定された支持板３２とを備えている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、基部３１は、床スラブＹ１ａに固定される固定部３３と、この固定部３３の上面から立ち上がる立壁部３４と、を備えている。
固定部３３は、平面視で円盤状の鋼製部材であり、４つのアンカー穴３３ａが貫通形成されている。固定部３３は、床スラブＹ１ａに植設されたアンカーＡをこのアンカー穴３３ａに挿通してナットＮで締結することにより、床スラブＹ１ａに固定されている。なお、固定部３３は、円盤状に限定されるものではなく、角板状であってもよい。
立壁部３４は、側面視で四角形状を呈する板状の鋼製部材であり、固定部３３の上面に例えば溶接固定されている。立壁部３４には、４つのボルト穴３４ａが貫通形成されている。

図３（ｃ）、（ｄ）に示すように、支持板３２は、粘弾性体５０を（ひいては板状部材４０を）支持する鋼製部材であり、立壁部３４の両側にそれぞれ一枚ずつ取り付けられている。各支持板３２の立壁部３４側の側面３２ａは、鉛直面に形成されている。各支持板３２の立壁部３４と反対側の側面には、支持板３２の面外方向の剛性を高めるための補強板３２ｂが溶接固定されている。また、各支持板３２の下端側には、立壁部３４のボルト穴３４ａに対応する位置に、同じく４つのボルト穴３２ｃが貫通形成されている。
図２（ｂ）に示すように、２つの支持板３２は、立壁部３４の両側に支持板３２を配置した状態で、ボルト穴３２ｃ，３４ａにボルトＢを挿通してナットＮを締結することにより、基部３１に固定されている。

図４は、板状部材及び粘弾性体を示す図面であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III断面図である。図５は、図２（ａ）のIV−IV線断面図である。
図４（ａ），（ｂ）に示すように、板状部材４０は、正面視四角形状を呈する平板状の鋼製部材である。板状部材４０は、その両側面４１，４１が鉛直面となるように設置されている。板状部材４０の幅寸法は、カバー部材２０の内径と略同一あるいは若干小さく形成されている。板状部材４０の水平方向の両端部４２，４２には、雌ネジ部４２ａが上下に離間して２箇所に設けられている。
図２及び図５に示すように、板状部材４０は、カバー部材２０の下端側の内部に配置されている。板状部材４０は、カバー部材２０のボルト穴２２に外側から挿入したボルトＢを雌ネジ部４２ａに締結することにより、カバー部材２０に固定されている。
すなわち、カバー部材２０の内面に、板状部材４０の両端部４２，４２が接合されている。例えば、カバー部材２０のボルト穴２２を貫通したボルトＢが、板状部材４０の両端部４２，４２に設けられた雌ネジ部４２ａに締結されている。

図４及び図５に示すように、粘弾性体５０は、薄板状の部材であり、板状部材４０よりも一回り小さく形成されている。粘弾性体５０は、所望の減衰性能を満たす公知の材料の中から適宜選択することができる。粘弾性体５０は、板状部材４０の両側に一つずつ配置されている。そして、粘弾性体５０の一方の面５１は、板状部材４０の側面４１に接着剤で固定されている。また、粘弾性体５０の他方の面５２は、支持板３２の板状部材４０側の側面３２ａに接着剤で固定されている。

つづいて、制振間柱１の施工方法について主に図６を参照して説明する。
図６は、制振間柱の施工方法を説明するための図面であり、（ａ）はカバー部材を上方にスライドした状態、（ｂ）はカバー部材を下方にスライドした状態をそれぞれ示している。

（カバー部材仮固定工程）
図６（ａ）に示すように、まず、第１支持部材１０に対してカバー部材２０を上方にスライドさせ、カバー部材２０のボルト穴２１に外側から挿入したボルトＢを、第１支持部材１０の上側の雌ネジ部１２ｂに締結して、カバー部材２０を仮固定する。このとき、カバー部材２０の下端部は、第２支持部材３０の上端部よりも上方に配置されている。

（第２支持部材設置工程）
次に、図３及び図６（ａ）に示すように、第２支持部材３０を床スラブＹ１ａに固定する。具体的には、固定部３３のアンカー穴３３ａにアンカーＡを挿通してナットＮで締結することにより、基部３１を床スラブＹ１ａに固定する。そして、立壁部３４の両側に支持板３２を配置して、ボルト穴３２ｃ，３４ａにボルトＢを挿通し、ナットＮを締結することにより、基部３１に支持板３２を固定する。

（粘弾性体固定工程）
次に、図４、図５に示すように、板状部材４０の両側面４１，４１に、粘弾性体５０の一方の面５１をそれぞれ接着剤で固定する。そして、支持板３２の側面３２ａに、粘弾性体５０の他方の面５２を接着剤でそれぞれ固定する。これにより、図６（ａ）に示すように、板状部材４０が、粘弾性体５０を介して、第２支持部材３０に支持された状態になる。
なお、粘弾性体５０を支持板３２に接着してから、支持板３２を立壁部３４に固定してもよい。

（カバー部材スライド工程）
次に、図６（ｂ）に示すように、カバー部材２０を仮固定していたボルトＢを取り外して、カバー部材２０を下方にスライドさせることにより、カバー部材２０の下端側に、第２支持部材３０、板状部材４０及び粘弾性体５０を挿入する。

（板状部材固定工程）
次に、カバー部材２０の上端側のボルト穴２１に外側から挿入したボルトＢを第１支持部材１０の下側の雌ネジ部１２ｂに締結することにより、カバー部材２０を第１支持部材１０に固定するとともに、カバー部材２０の下端側のボルト穴２２に外側から挿入したボルトＢを、板状部材４０の雌ネジ部４２ａに締結することにより、カバー部材２０の下端側の内部に板状部材４０を固定する。これにより、制振間柱１が完成する。

つづいて、本実施形態に係る制振間柱１及びその施工方法の作用効果について説明する。

本実施形態に係る制振間柱１によれば、第１床構造体Ｙ１に上下方向の振動が生じると、第１床構造体Ｙ１に固定された第２支持部材３０が、第１支持部材１０及びカバー部材２０を介して第２床構造体Ｙ２に固定された板状部材４０に対して、上下に相対変位する。このとき、第２支持部材３０の鉛直面と板状部材４０の鉛直面に跨って固定された粘弾性体５０にせん断変形が生じ、かかる変形に振動エネルギーが消費されることにより、第１床構造体Ｙ１の振動が減衰することとなる。

そして、本実施形態に係る制振間柱１及びその施工方法によれば、第１支持部材１０に対してカバー部材２０がスライド可能に構成されているとともに、カバー部材２０の内部に板状部材４０を介して粘弾性体５０が外側から固定される構造となっているので、従来のように鋼管を二重に設置した後にその間に粘弾性体５０を接着する場合に比べて、制振間柱１の組み立てを容易にすることができる。

また、本実施形態に係る制振間柱１は、第２支持部材３０、板状部材４０及び粘弾性体５０で構成される制振部分が、カバー部材２０の内部に配置されているとともに、カバー部材２０の上端部が第２床構造体Ｙ２と天井パネルＰの間に形成された天井裏空間に配置されているので、間仕切壁などを設けて制振部分やカバー部材２０の上端部を隠す必要がない。そのため、制振間柱１の設置箇所が制限されることがなく、制振間柱１を自由に配置することができる。また、制振間柱１の（ひいては制振間柱設置階の）デザインの自由度及びデザイン性が向上する。

また、本実施形態に係る制振間柱１は、カバー部材２０と板状部材４０とを固定するボルトＢと、カバー部材２０と第１支持部材１０とを固定するボルトＢとを、カバー部材２０の外側から取り外し、カバー部材２０を上方にスライドさせることで、第２支持部材３０、板状部材４０及び粘弾性体５０で構成される制振部分を容易に露出させることができる。そのため、従来のように間仕切壁を破壊する必要がなく、制振部分のメンテナンスが容易となる。

また、本実施形態に係る制振間柱１は、第１支持部材１０が鉄骨梁Ｙ２ｂの下フランジＹ２ｃにクランプＣを用いて着脱自在に取り付けられているので、取付位置の変更が容易である。そのため、建物Ｔの平面計画の変更に合わせて制振間柱１の位置変更が可能となる。

つづいて、本実施形態に係る制振間柱１の変形例について説明する。
図７は、変形例に係る制振間柱の下端部を拡大して示した一部切り欠き側面図である。
変形例に係る制振間柱１は、支持板３２、板状部材４０及び粘弾性体５０の枚数が増加している点が、前記した実施形態と異なっている。

図７に示すように、変形例では、第２支持部材３０の立壁部３４に、４枚の支持板３２が互いに所定の間隔を空けて設置されている。外側の支持板３２と内側の支持板３２の間にはスペーサ３５がそれぞれ介設されている。４枚の支持板３２及び２つのスペーサ３５は、立壁部３４に、ボルトＢとナットＮによって締結固定されている。
隣り合う支持板３２の間に形成された３つの隙間には、３枚の板状部材４０がそれぞれ配置されている。そして、隣り合う板状部材４０と支持板３２との間に形成された６つの隙間には、６枚の粘弾性体５０がそれぞれ配置されている。そして、各粘弾性体５０の一面側は支持板３２に接着固定され、他面側は板状部材４０に接着固定されている。
各板状部材４０は、側端部に設けられた雌ネジ部４２ａに、カバー部材２０の外側からボルト（図示せず）を締結することにより、カバー部材２０に固定されている。

このように、本実施形態に係る制振間柱１は、第２支持部材に設置する支持板３２、板状部材４０及び粘弾性体５０の枚数を変更することにより、所望の減衰性能に調整することができる。そのため、制振間柱設置階の用途変更に伴って、第１床構造体Ｙ１の振動性能が変化した場合でも、所望の減衰性能に容易に調整することができる。
なお、粘弾性体５０の面積・厚みを変化させて減衰性能を調整することも可能である。

以上、本発明を実施するための最良の実施形態について、図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。

例えば、本実施形態では、カバー部材２０をスライド可能に支持する第１支持部材１０を上階側に設置し、粘弾性体５０を支持する第２支持部材３０を下階側に設置したが、上下逆にしてもよい。特に、第１床構造体Ｙ１が二重床構造である場合には、カバー部材２０の下端部を床下空間に配置することができるので、デザイン性及びデザインの自由度が向上する。

また、本実施形態では、カバー部材２０をスライド可能に構成したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、カバー部材２０を縦に２分割（半割り）して、第２支持部材３０に粘弾性体５０を介して板状部材４０を取り付けた後に、半割りしたカバー部材２０の間に板状部材４０を配置してカバー部材２０を組み立て、組み立てたカバー部材２０の上端を第２床構造体Ｙ２に取り付け、さらにカバー部材２０に板状部材４０を外側から取り付けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、カバー部材２０を断面円形状の鋼管で構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば断面四角形状の鋼管などを用いてもよい。また、本実施形態では、カバー部材２０として中空の鋼管を用いたが、第１支持部材１０に対してスライド可能であり、また、板状部材４０を内装可能であれば、その間の部分が中実であってもよい。

また、カバー部材２０は、鋼管に限られるものではなく、粘弾性体５０よりも剛性があり制振効果が得られれば、アルミニウム、ガラス、アクリル等どのようなものであってもよい。また、カバー部材２０の内部をどのように用いてもよく、例えばカバー部材２０をガラス、アクリル等の透明材料で構成し、内部に照明装置を設置してもよい。

また、本実施形態の雌ネジ部１２ｂは、ボルトＢを締結できればどのような構造でもよく、例えば、壁部１２ａの側端面にネジ穴を穿設してもよいし、壁部１２ａにナットを溶接固定することによって形成してもよい。雌ネジ部４２ａも同様である。

また、本実施形態に係る制振間柱１の設置本数には特に制限はなく、制振間柱設置階のレイアウトや、振動原となる機械装置の配置などに合わせて、適切な本数を適宜配置すればよい。

また、本実施形態では、鉄骨梁Ｙ２ｂの下フランジＹ２ｃにクランプＣを用いて第１支持部材１０を着脱自在に取り付けたが、本発明はこれに限定されるものではなく、制振間柱１の設置位置を変更する必要がない場合は、例えばボルト溶接などによって、鉄骨梁Ｙ２ｂの下フランジＹ２ｃに第１支持部材１０を固定してもよい。

また、本実施形態に係る制振間柱１は、デザイン性に優れるため、間仕切壁を設置する必要はないが、間仕切壁の内部に設置してもかまわないことはいうまでもない。

本実施形態に係る制振間柱を備えた建物の断面図である。 （ａ）は、本実施形態に係る制振間柱を一部切り欠いて示した正面図であり、（ｂ）は、（ａ）を９０度横からみた側面図である。 第２支持部材の各構成を示す図面であり、（ａ）は基部の側面図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、（ｃ）は支持板の側面図、（ｄ）は（ｃ）のII−II線断面図である。 板状部材及び粘弾性体を示す図面であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）のIII−III断面図である。 図２（ａ）のIV−IV線断面図である。 制振間柱の施工方法を説明するための図面であり、（ａ）はカバー部材を上方にスライドした状態、（ｂ）はカバー部材を下方にスライドした状態をそれぞれ示している。 変形例に係る制振間柱の下端部を拡大して示した一部切り欠き側面図である。

符号の説明

１ 制振間柱
１０ 第１支持部材（他の支持部材）
２０ カバー部材
３０ 第２支持部材（支持部材）
４０ 板状部材
５０ 粘弾性体
Ｔ 建物
Ｙ１ 第１床構造体
Ｙ２ 第２床構造体

Claims (3)

1. 上下階の床構造体を互いに連結して床振動を低減する制振間柱であって、
   一方の前記床構造体に固定されたカバー部材と、
   他方の前記床構造体に固定され、前記カバー部材に挿入された支持部材と、
   前記カバー部材の前記支持部材側の内部に、前記カバー部材の外側から固定された板状部材と、
   前記板状部材の鉛直面に一面側が固定され、前記支持部材の鉛直面に他面側が固定された粘弾性体と、を有することを特徴とする制振間柱。
2. 前記カバー部材は、当該カバー部材をスライド可能に支持する他の支持部材を介して、一方の前記床構造体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の制振間柱。
3. 請求項２に記載の制振間柱の施工方法であって、
   前記他の支持部材に対して前記カバー部材を前記支持部材から離間する方向にスライドさせた状態で仮固定する工程と、
   前記支持部材に前記粘弾性体を介して前記板状部材を設置する工程と、
   前記カバー部材を前記支持部材に近接する方向にスライドさせて前記板状部材及び前記支持部材を前記カバー部材に挿入する工程と、
   前記カバー部材に前記板状部材を外側から固定する工程と、を含むことを特徴とする制振間柱の施工方法。

Images