JP2016128640A - 建物構造及び制振装置 - Google Patents

Abstract

【課題】床衝撃音を低減するために、床スラブに取り付ける制振装置の数を減らすことができる建築構造を提供する。【解決手段】集合住宅等の建物の住戸に設けられた、床スラブに発生する振動モードの振動を低減するように、前記床スラブに設置した内壁又は間柱からなる振動拘束部材を有する建物構造。【選択図】図１

Description

本発明は、床衝撃音を低減する建物構造及び制振装置に関する。

ＴＭＤ（Tuned Mass Damper）等の制振装置を用いて、集合住宅等の建物の床スラブに発生する床衝撃音を低減する方法がある。例えば、特許文献１には、振動モードの腹の位置に当たる床スラブの上面に、錘部材とこの錘部材を揺動支持する粘弾性部材とで構成されたＴＭＤを取り付けることにより、床スラブの床衝撃音を低減する床構造が開示されている。

しかし、一般に、床スラブのような板状部材では、振動数の異なる複数の振動モードが存在するので、これらの複数の振動モードの腹にＴＭＤをそれぞれ取り付けなければならない。よって、多くのＴＭＤを必要とし、ＴＭＤの取り付け手間も多く掛かってしまう。

特開２００９−８４８８５号公報

本発明は係る事実を考慮し、床スラブに取り付ける制振装置の数を減らすことを課題とする。

第１態様の発明は、建物の住戸に設けられた床スラブに発生する振動モードの振動を低減するように前記床スラブに設置した内壁又は間柱からなる振動拘束部材を有する建物構造である。

第１態様の発明では、床スラブに発生する振動モードの数を減らして、床スラブに発生する振動モードを特定し易くすることができる。これにより、床スラブに取り付ける制振装置の数を減らすことができ、制振装置の取り付け手間を軽減することができる。

第２態様の発明は、第１態様の建物構造において、前記床スラブの二方向スパン及び厚さと、前記振動拘束部材の剛性及び配置とに基づいて同定された前記床スラブの振動モードの振動を低減する位置に取り付けられた制振装置を有する。

第２態様の発明では、少ない数の制振装置で、床スラブに発生する重量床衝撃音を効果的に低減することができる。これにより、床スラブに取り付ける制振装置の数を減らすことができ、制振装置の取り付け手間を軽減することができる。

第３態様の発明は、床スラブ中に設けられた粘弾性部材と、前記粘弾性部材に揺動可能に支持された錘部材と、を有する制振装置である。

第３態様の発明では、制振装置の配置の自由度を高くすることができる。例えば、床スラブ上に二重床を構築する場合、二重床の床下空間に敷設される設備配管や設備配線等に大きく邪魔されずに、効果的に機能する位置に制振装置を配置することができる。また、床スラブの上面及び下面の空間を有効に使うことができる。例えば、床スラブ上に二重床を構築する場合、二重床の床下空間において、制振装置の配置に大きく影響されずに設備配管や設備配線等を敷設することができる。

本発明は上記構成としたので、床スラブに取り付ける制振装置の数を減らすことができる。

本発明の実施形態に係る建物構造を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る内壁を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る内壁を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る二重床を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る固定部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るＴＭＤの設置状況を示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る内壁を設置する前の床スラブに発生する振動モードを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る内壁を設置した後の床スラブに発生する振動モードを示す平面図である。 従来の間仕切り壁を設置した後の床スラブに発生する振動モードを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る内壁を設置した後の床スラブに発生する振動モードを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る内壁のバリエーションを示す正面図である。 本発明の実施形態に係る建物構造のバリエーション、及びこの建物構造が構築された床スラブに発生する振動モードを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る建物構造のバリエーション、及びこの建物構造が構築された床スラブに発生する振動モードを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る内壁のバリエーションを示す正面図である。 本発明の実施形態に係る内壁のバリエーションを示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る内壁のバリエーションを示す側面断面図である。 本発明の実施形態に係る固定部材のバリエーションを示す正面断面図である。 本発明の実施形態に係る固定部材のバリエーションを示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る床スラブのスパン長に対する振動モードの振動数を示す線図である。 本発明の実施形態に係る床スラブのスラブ厚に対する振動モードの振動数を示す線図である。 本発明の実施形態に係るＴＭＤのバリエーションを示す側面断面図である。 図２１のＴＭＤを構成する粘弾性部材を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係るＴＭＤのバリエーションを示す側面断面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る建物構造について説明する。なお、本実施形態では、建物構造により低減する振動低減対象を６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動とした例について説明する。

図１の平面図には、建物としての集合住宅１０の住戸１２に構築された建物構造１４が示されている。建物構造１４は、振動拘束部材としての内壁１６、及び制振装置としてのＴＭＤ（Tuned Mass Damper）１８を有して構成されている。

図２の正面図、及び図３の側面断面図に示すように、内壁１６は、支持部材としてのスタッド２０、ランナー２２、２４、固定部材２６、下張りボード２８、及び仕上げ材３０を有して構成されており、躯体柱３２（図１を参照のこと）に支持されて住戸１２の上下に設けられた鉄筋コンクリート製の床スラブ３４と床スラブ３６との間に配置されている。また、内壁１６の剛性は、住居で一般的に用いられている間仕切り壁の剛性の約５倍になっている。

図４の側面断面図に示すように、床スラブ３６の上方には乾式の二重床３８が構築されている。二重床３８は、下端部に防振ゴム１６２が設けられた支持脚１６０により床スラブ３６上に支持されたパーチクルボード１６４と、このパーチクルボード１６４上に設けられたフローリング材１６６とを有して構成されている。また、床スラブ３４の下方には二重天井（不図示）が構築されている。説明の都合上、図２には、二重床３８や二重天井が省略されている。

図３に示すように、ランナー２２、２４は、溝形状の横断面を有する軽鉄製の部材によって構成され、床スラブ３４、３６にドリルねじ４０によって固定されている（床スラブ３４にランナー２２を固定しているドリルねじは、不図示）。

スタッド２０は、軽鉄製のＣ形鋼によって構成されており、ランナー２２、２４の溝内に上下端部を挿入するとともに下端部をドリルねじ（不図示）によってランナー２４に固定することによって立設されている。

図５の斜視図に示すように、スタッド２０の上端部には、着脱可能に固定部材２６が取り付けられている。固定部材２６は、筒部４２と、筒部４２の上部に一体に設けられた板部４４と、板部４４の略中央に形成された貫通孔４６（図３を参照のこと）に挿入され上端部に支圧部４８が設けられた雄ねじ部５０と、雄ねじ部５０がねじ込まれて設けられ、板部４４の上面に載置されて雄ねじ部５０を板部４４上に係止するナット５２と、を有して構成されている。

固定部材２６は、筒部４２をスタッド２０の中空部へ挿入し、板部４４の外縁部５４をスタッド２０の上面に係止させることによって、スタッド２０の上端部に着脱可能に取り付けられている。なお、固定部材２６は、ドリルねじ、ビス、接着剤等によってスタッド２０に固定してもよい。

図３に示すように、スタッド２０は、スパナ等の工具（不図示）によりナット５２を回して雄ネジ部５０を上方へ上昇させることにより、ランナー２２を介して支圧部４８を床スラブ３４の下面へ押し付けるとともに、スタッド２０の下端部をランナー２４を介して床スラブ３６の上面へ押し付けるようにして床スラブ３４、３６に固定されている。

図２に示すように、スタッド２０は、ランナー２２、２４の長手方向５６に対して間隔をあけて複数配置され、図３に示すように、各スタッド２０にドリルねじ（不図示）によって下張りボード２８が取り付けられている。また、仕上げ材３０は、接着剤によって下張りボード２８に貼り付けられている。

内壁１６は、先に説明したように、固定部材２６によってスタッド２０の下端部を床スラブ３６の上面に押し付けるようにしてスタッド２０を床スラブ３４、３６に固定することにより、住戸１２に設けられた床スラブ３６に発生する振動モードの振動を低減するように、床スラブ３６上に設置されている。

ここで、「床スラブ３６に発生する振動モードの振動を低減するように、床スラブ３６上に内壁１６を設置する」とは、床スラブ３６の上面を押し付けるように内壁１６（スタッド２０）を設置することで床スラブ３６に発生する振動モードの振動の腹を拘束できる床スラブ３６上の位置に対し、この腹を拘束するように床スラブ３６の上面に押し付けて内壁１６を設置することを意味する。

図１、及び図６の側面断面図に示すように、ＴＭＤ１８は、床スラブ３６の二方向スパン（床スラブ３６の長辺方向５８のスパンと短辺方向６０のスパン）及び厚さと、内壁１６の剛性及び配置とに基づいて同定された床スラブ３６の振動モードの振動を低減する位置に取り付けられている。

ここで、「床スラブ３６の振動モードの振動を低減する位置」とは、床スラブ３６に発生する振動モードの振動の腹又は腹付近に当たる床スラブ３６の位置を意味する。

図６に示すように、ＴＭＤ１８は、二重床３８の床下空間Ｓにおける床スラブ３６の上面に取り付けられている。ＴＭＤ１８は、錘部材としての鉄板６２と、床スラブ３６の上面に設置されて鉄板６２を揺動可能に支持する粘弾性部材６４とを有して構成されている。なお、ＴＭＤ１８は、床スラブ３６の下面に取り付けてもよい。

建物構造１４を構築する手順としては、まず、図１に示すように、住戸１２に設けられた床スラブ３６に発生する振動モード（内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モード）の振動を低減するように、床スラブ３６上に内壁１６を設置する。

本例では、図７（ａ）〜（ｃ）の平面図に示す振動モード６６、６８、７０の腹７２を拘束するように、床スラブ３６上に内壁１６を配置し設置している。振動モード６６、６８、７０は、床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モードをシミュレーション解析によって同定したものであり、振動モード６６、６８、７０の振動数は、５１Ｈｚ、６９Ｈｚ、８４Ｈｚとなっている。

図７（ａ）〜（ｃ）では、床スラブ３６に発生する振動の振幅の大きさで区分けした等高線によって振動モード６６、６８、７０を示しており、等高線により囲まれた中央の領域（斜線間隔が狭い領域）が振動の振幅が最も大きい腹７２となり、この領域から外側へ向かって（斜線間隔が広くなるほど）振動の振幅が小さくなっている。なお、以下の説明の図において、いくつかの振動モードを示すが、これらの振動モードの見方も図７（ａ）〜（ｃ）と同様である。

次に、床スラブ３６の二方向スパン（床スラブ３６の長辺方向５８のスパンと短辺方向６０のスパン）及び厚さと、内壁１６の剛性及び配置とに基づいて同定された床スラブ３６の振動モード（内壁１６を設置した後の床スラブ３６に発生する振動モード）の振動を低減する位置に、ＴＭＤ１８を取り付ける。

本例では、図８（ａ）、（ｂ）の平面図に示すように、内壁１６を設置した後の床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モード７４、７６をシミュレーション解析によって同定し、振動モード７４、７６の腹７２に当たる床スラブ３６の上面にそれぞれ１つのＴＭＤ１８を取り付ける。振動モード７４、７６の振動数は、５６Ｈｚ、８９Ｈｚとなっている。

図１では、５６Ｈｚの振動モード７４の腹７２に当たる床スラブ３６の上面の位置（１箇所）に１つのＴＭＤ１８を取り付け、８９Ｈｚの振動モード７６の腹７２に当たる床スラブ３６の上面の位置（４箇所）にそれぞれ１つのＴＭＤ１８を取り付けている。すなわち、合計５つのＴＭＤ１８が床スラブ３６の上面に取り付けられている。

次に、本発明の実施形態に係る建物構造の作用と効果について説明する。

本実施形態の建物構造１４では、図１に示すように、住戸１２に設けられた床スラブ３６に発生する振動モード（内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モード）の振動を低減するように、床スラブ３６上に内壁１６を設置することにより、床スラブ３６に発生する振動モードの数を減らして、床スラブ３６に発生する振動モードを特定し易くすることができる。これにより、床スラブ３６に取り付けるＴＭＤ１８の数を減らすことができ、ＴＭＤ１８の取り付け手間を軽減することができる。

本例では、図１に示すように、床スラブ３６上に内壁１６を設置して床スラブ３６に発生する振動モード６６、６８、７０（図７（ａ）〜（ｃ）を参照のこと）の振動を低減することにより、振動モード６６、６８の振動数５１Ｈｚ、６９Ｈｚは、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、振動モード７４、７６の振動数５６Ｈｚ、８９Ｈｚに変化し高くなっている。また、振動モード７０の振動数８４Ｈｚは、９０Ｈｚよりも高い振動数になり振動低減対象となる６３Ｈｚ帯域から外れている。すなわち、床スラブ３６上に内壁１６を設置する前に床スラブ３６に発生していた３つの振動モード６６、６８、７０を、床スラブ３６上に内壁１６を設置することにより２つの振動モード７４、７６に減らすことができている。

図９（ａ）〜（ｃ）の平面図には、図１に示した内壁１６を一般的な間仕切り壁（剛性が内壁１６の１／５であり、固定部材２６を設けずに、ランナー２２、２４の溝内にスタッド２０の上下端部を挿入するとともにスタッド２０の下端部をドリルねじによってランナー２４に固定することによりスタッド２０を立設させている内壁）にした場合に、床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モード７８、８０、８２が示されている。振動モード７８、８０、８２は、シミュレーション解析によって同定したものであり、振動モード７８、８０、８２の振動数は、４６Ｈｚ、５７Ｈｚ、７４Ｈｚとなっている。

ここでは、床スラブ３６上に一般的な間仕切り壁を設置することにより、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、床スラブ３６の剛性が向上した分だけ振動モード６６、６８（図７（ａ）、（ｂ）を参照のこと）の振動数５１Ｈｚ、６９Ｈｚは、振動モード８０、８２の振動数５７Ｈｚ、７４Ｈｚに変化し高くなっているが、３つの振動モード７８、８０、８２が発生している。また、一般的な間仕切り壁は内壁１６よりも剛性が低いので、間仕切り壁の剛性が低い分だけ振動モード７４、７６（図８（ａ）、（ｂ）参照のこと）の振動数５６Ｈｚ、８９Ｈｚは、図９（ａ）、（ｃ）に示すように、振動モード７８、８２の振動数４６Ｈｚ、７４Ｈｚと低くなっている。

このように、一般的な間仕切り壁を設置した床スラブ３６には３つの振動モード７８、８０、８２（図９（ａ）〜（ｃ）を参照のこと）が発生するのに対して、この間仕切り壁を設置する前の床スラブ３６には３つの振動モード６６、６８、７０（図７（ａ）〜（ｃ）を参照のこと）が発生するので、床スラブ３６に発生する振動モードの数は変わらない。これに対して、本実施形態の建物構造１４では、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、床スラブ３６に発生する振動モードを２つの振動モード７４、７６にすることができる。すなわち、内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する３つの振動モード６６、６８、７０を、床スラブ３６上に内壁１６を設置することにより、２つの振動モード７４、７６に減らすことができる。

また、本実施形態の建物構造１４では、図８（ａ）に示すように、住戸１２に設けられた床スラブ３６に発生する振動モード（内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モード）の振動を低減するように、床スラブ３６上に内壁１６を設置することにより、床スラブ３６において振動する範囲を限定することができる（図８（ａ）の例では、床スラブ３６において振動する範囲が床スラブ３６の右側のみに限定されている）。これにより、振動モードの腹７２の数を減らすことができるので、床スラブ３６に設置するＴＭＤ１８の数を減らすことができる。さらに、床スラブ３６において振動する範囲が限定されることによって振動モードの有効質量も小さくなり、ＴＭＤ１８による振動低減効果は有効質量に対するＴＭＤ１８のマス（鉄板６２）の質量比が大きいほど大きくなるので、ＴＭＤ１８による振動低減効果を向上させることができる。また、マスの質量がより小さいＴＭＤ１８で、必要とする振動低減効果を得ることができる。

さらに、本実施形態の建物構造１４では、図１に示すように、床スラブ３６の二方向スパン（床スラブ３６の長辺方向５８のスパンと短辺方向６０のスパン）及び厚さと、内壁１６の剛性及び配置とに基づいて同定された床スラブ３６の振動モードの振動を低減する位置にＴＭＤ１８を取り付けるので、少ない数のＴＭＤ１８で、床スラブ３６に発生する重量床衝撃音を効果的に低減することができる。これにより、床スラブ３６に取り付けるＴＭＤ１８の数を減らすことができ、ＴＭＤ１８の取り付け手間を軽減することができる。

また、本実施形態の建物構造１４では、内壁１６及びＴＭＤ１８の床スラブ３６への設置により、床スラブ３６に発生する重量床衝撃音を低減することができるので、床スラブ３６の厚さに頼らずに、又は床スラブ３６の厚さに大きく頼らずに重量床衝撃音対策を行うことができる。すなわち、重量床衝撃音を低減するために床スラブ３６の厚さを厚くする必要が無くなる、又は重量床衝撃音を低減するために増やす床スラブ３６の厚さを小さくすることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１に示すように、住戸１２に設けられた床スラブ３６に発生する振動モード（内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モード）の振動を低減するように、床スラブ３６上に内壁１６を設置する例を示したが、振動低減について考慮されずにレイアウト計画された内壁の中から、床スラブ３６に発生する振動モードの振動を低減可能な位置に配置されているものを選び、この選ばれた内壁のみを内壁１６にしてもよい。また、リフォーム等により住戸１２の間取りが変更される場合においても、新しくレイアウト計画された内壁の中から、床スラブ３６に発生する振動モードの振動を低減可能な位置に配置されているものを選び、この内壁のみを内壁１６にすればよい。

また、本実施形態では、図４に示すように、上方に二重床３８が構築される床スラブ３６上に内壁１６を設置した例を示したが、内壁１６は、二重床３８を構築する前に床スラブ３６上に設置してもよいし、二重床３８を構築した後に床スラブ３６上に設置してもよい。また、スタッド２０のみを先に床スラブ３６上に設置した後に二重床３８を構築し、この後に下張りボード２８及び仕上げ材３０を取り付けるようにしてもよい。

さらに、本実施形態では、内壁１６の剛性を、住居で一般的に用いられている間仕切り壁の剛性の約５倍とした例を示したが、内壁１６の剛性は、住居で一般的に用いられている間仕切り壁の剛性よりも大きければよい。内壁１６の剛性をより大きくできれば、床スラブ３６に発生する振動モードの数をより減らすことができる。

図１０には、図１に示した内壁１６の剛性を、住居で一般的に用いられている間仕切り壁の剛性の約１０倍とした場合に床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モード８４が示されている。振動モード８４は、シミュレーション解析によって同定したものであり、６２Ｈｚの振動数に対して発生している。

ここでは、剛性を住居で一般的に用いられている間仕切り壁の約１０倍とした内壁１６を設置して床スラブ３６に発生する振動モード６６、６８、７０（図７（ａ）〜（ｃ）を参照のこと）の振動を低減することにより、振動モード６６の振動数５１Ｈｚは、図１０に示すように、振動モード８４の振動数６２Ｈｚに変化し高くなっている。また、振動モード６８、７０の振動数６９、８４Ｈｚは、９０Ｈｚよりも高い振動数になり振動低減対象となる６３Ｈｚ帯域から外れている。すなわち、床スラブ３６上に内壁１６を設置する前に床スラブ３６に発生していた３つの振動モード６６、６８、７０を、床スラブ３６上に内壁１６を設置することにより１つの振動モード８４に減らすことができている。

また、剛性を住居で一般的に用いられている間仕切り壁の約１０倍とした内壁１６を設置した床スラブ３６に発生する振動モード８４（図１０を参照のこと）と、剛性を住居で一般的に用いられている間仕切り壁の約５倍とした内壁１６を設置した床スラブ３６に発生する振動モード７４、７６（図８（ａ）、（ｂ）を参照のこと）とを比較すると、振動モード７４の振動数５６Ｈｚは、振動モード８４の振動数６２Ｈｚに変化し高くなっている。また、振動モード７６の振動数８９Ｈｚは、９０Ｈｚよりも高い振動数になり振動低減対象となる６３Ｈｚ帯域から外れている。

内壁の剛性を大きくする方法としては、スタッド２０や下張りボード２８を剛性の大きい部材にしたり、図１１の正面図に示すようにスタッド２０を配置するピッチを短く(スタッド２０を長手方向５６に対して密に配置）したりする方法が挙げられる。

また、本実施形態では、図１に示すように、住戸１２に配置される内壁の全てを内壁１６とした例を示したが、図１２（ａ）の平面図に示すように、住戸１２に配置される内壁の一部を内壁１６とし、他の内壁を住居で一般的に用いられている間仕切り壁８６としてもよい。このようにすれば、建物構造１４の施工性を向上させ、施工コストを低減することができる。

図１２（ｂ）、（ｃ）の平面図には、図１２（ａ）に示すように住戸１２に配置される内壁を内壁１６と間仕切り壁８６とによって構成した場合に床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モード８８、９０が示されている。振動モード８８、９０は、シミュレーション解析によって同定したものであり、振動モード８８、９０の振動数は、５２Ｈｚ、８１Ｈｚとなっている。

ここでは、床スラブ３６上に内壁１６と間仕切り壁８６とを設置して床スラブ３６に発生する振動モード６６、６８、７０（図７（ａ）〜（ｃ）を参照のこと）の振動を低減することにより、振動モード６６、６８の振動数５１Ｈｚ、６９Ｈｚは、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、振動モード８８、９０の振動数５２Ｈｚ、８１Ｈｚに変化し高くなっている。また、振動モード７０の振動数８４Ｈｚは、９０Ｈｚよりも高い振動数になり振動低減対象となる６３Ｈｚ帯域から外れている。すなわち、床スラブ３６上に内壁１６と間仕切り壁８６とを設置する前に床スラブ３６に発生していた３つの振動モード６６、６８、７０を、床スラブ３６上に内壁１６と間仕切り壁８６とを設置することにより２つの振動モード８８、９０に減らすことができている。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、全ての支持部材としてのスタッド２０を、このスタッド２０の下端部を床スラブ３６の上面に押し付けるようにして床スラブ３６上に設置した例を示したが、例えば、図１３（ａ）の平面図、図１４の正面図、図１５の側面断面図、及び図１６の側面断面図に示す内壁９２のように、一部の支持部材を、この支持部材の下端部を床スラブ３６の上面に押し付けるようにして床スラブ３６上に設置するようにしてもよい。

内壁９２は、スタッド２０と、スタッド２０よりも剛性の大きいスタッド９４とを有して構成されている。スタッド９４の剛性は、住居で一般的に用いられている間仕切り壁の剛性の約２０倍になっている。図１５に示すように、スタッド９４は、角形鋼管からなり、上端部がランナー２２の溝内に挿入されるとともに、下端部に設けられた固定部材９６により上端部がランナー２２を介して床スラブ３４の下面に押し付けられて立設されている。

固定部材９６は、ジャッキベース９８により構成されており、着脱可能なハンドル１００をジャッキベース９８に取り付けて回し支圧部１０２を下方へ下降させることにより、ランナー２４を介して支圧部１０２を床スラブ３６の上面へ押し付けるとともに、ランナー２２を介してスタッド９４の上端部を床スラブ３４の下面へ押し付けるようにして床スラブ３４、３６にスタッド９４を固定している。

また、図１６に示すように、スタッド２０は、ランナー２２、２４の溝内に上下端部を挿入するとともに下端部をドリルねじ（不図示）によってランナー２４に固定することによって立設されている。

すなわち、内壁９２では、全ての支部部材（スタッド２０、９４）の内のスタッド９４のみを、このスタッド９４の下端部を固定部材９６及びランナー２４を介して床スラブ３６の上面に押し付けるようにして床スラブ３６上に設置している。

図１３（ｂ）、（ｃ）の平面図には、床スラブ３６上に内壁９２を設置した場合に床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モード１０４、１０６が示されている。図１３（ｂ）、（ｃ）の振動モード１０４、１０６は、シミュレーション解析によって同定したものであり、振動モード１０４、１０６の振動数は、５６Ｈｚ、８３Ｈｚとなっている。

ここでは、内壁９２を設置して床スラブ３６に発生する振動モード６６、６８、７０（図７（ａ）〜（ｃ）を参照のこと）の振動を低減することにより、振動モード６６、６８の振動数５１Ｈｚ、６９Ｈｚは、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、振動モード１０４、１０６の振動数５６Ｈｚ、８３Ｈｚに変化し高くなっている。また、振動モード７０の振動数８４Ｈｚは、９０Ｈｚよりも高い振動数になり振動低減対象となる６３Ｈｚ帯域から外れている。すなわち、床スラブ３６上に内壁９２を設置する前に床スラブ３６に発生していた３つの振動モード６６、６８、７０を、床スラブ３６上に内壁９２を設置することにより２つの振動モード１０４、１０６に減らすことができている。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、固定部材２６によってスタッド２０の下端部をランナー２４を介して床スラブ３６の上面に押し付けるようにしてスタッド２０を床スラブ３４、３６に固定した例を示したが、スタッド２０の下端部を床スラブ３６の上面に押し付けるようにしてスタッド２０を床スラブ３４、３６に固定できるものであればよい。例えば、図１５で示した固定部材９６によってスタッド２０を床スラブ３４、３６に固定してもよい。

また、例えば、図１７の正面断面図に示すように、スタッド２０の上端部に取り付けられた楔部材１０８と、この楔部材１０８とランナー２２の下面との間に押し込まれた状態でドリルねじ１１０によって床スラブ３４に固定される楔部材１１２とを有して構成される固定部材１１４によって、スタッド２０の下端部を床スラブ３６の上面に押し付けるようにしてスタッド２０を床スラブ３４、３６に固定するようにしてもよい。説明の都合上、図１７には、下張りボード２８や仕上げ材３０が省略されている。

さらに、本実施形態では、図３に示すように、スパナ等の工具により固定部材２６のナット５２を回すことによって、ランナー２２を介して支圧部４８を床スラブ３４の下面へ押し付けてスタッド２０を床スラブ３４、３６に固定する例を示したが、ランナー２２内にスパナ等の工具を入れにくい場合には、スパナ等の工具をランナー２２内へ導き入れる開口部をランナー２２の側面に形成してもよいし、固定部材２６によってスタッド２０を床スラブ３４の下面に十分に保持できるのであれば、ランナー２２は無くてもよい。

また、図１８の斜視図に示す固定部材１７２のように、ナット５２の外周部に歯車部１６８をナット５２と一体に設けておき、ランナー２２の側面に形成した開口部１７４から、先細りした幅狭の板状部材からなる工具１７０の先端部を挿入し、歯車部１６８の溝に押し当ててナット５２を回すようにしてもよい。

また、本実施形態では、図３に示すように、床スラブ３６上に内壁１６を設置する例を示したが、床スラブ３６の下面に内壁１６（スタッド２０）の上端部を押し付けるようにして床スラブ３６の下方に内壁１６（スタッド２０）を設置して、この床スラブ３６に発生する振動モードの振動を低減するようにしてもよい。また、床スラブ３６の下階の住戸の内壁の配置を住戸１２と同じにして、床スラブ３６の上下に配置された内壁１６でこの床スラブ３６を挟み込むようにしてもよい。このようにすれば、床スラブ３６の振動モードの腹をより拘束することができる。

さらに、本実施形態では、図７（ａ）〜（ｃ）、及び図８（ａ）、（ｂ）に示すように、内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モードや、内壁１６を設置した後の床スラブ３６に発生する振動モードの同定をシミュレーション解析によって行なった例を示したが、これらの同定は、床スラブ３６に発生する振動を実測することにより行ってもよい。

また、数パターンの「床スラブ３６の二方向スパン（床スラブ３６の長辺方向５８のスパンと短辺方向６０のスパン）、及び床スラブ３６の厚さ」に対する振動モードの振動数をシミュレーション解析や実測により求めておき、これに基づいて内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モードを同定してもよいし、数パターンの「床スラブ３６の二方向スパン（床スラブ３６の長辺方向５８のスパンと短辺方向６０のスパン）、床スラブ３６の厚さ、内壁１６の剛性、及び内壁１６の配置」に対する振動モードの振動数をシミュレーション解析や実測により求めておき、これに基づいて内壁１６を設置した後の床スラブ３６に発生する振動モードを同定するようにしてもよい。床スラブ３６の平面形状が長方形であれば、内壁１６を設置する前の床スラブ３６に発生する振動モードのモード形状は、図７（ａ）〜（ｃ）と略同様になり、内壁１６を設置した後の床スラブ３６に発生する振動モードのモード形状は、図８（ａ）、（ｂ）と略同様になる。このようにすれば、建物構造１４を構築する住戸毎にシミュレーション解析や計測作業を行う必要がなくなるので、建物構造１４を構築する際の手間を低減することができる。

図１９のグラフには、床スラブ３６の長辺方向５８のスパンを１３ｍとし、床スラブ３６のスラブ厚を２８０ｍｍとした場合の床スラブ３６に発生する振動モード１１６、１１８、１２０における、床スラブ３６の短辺方向６０のスパンに対する振動数をシミュレーション解析によって求めた例が示されている。図１９のグラフの横軸には、床スラブ３６の短辺方向６０のスパンが示され、縦軸には、振動モード１１６、１１８、１２０の振動数が示されている。

図２０のグラフには、床スラブ３６の長辺方向５８のスパンを１３ｍとし、床スラブ３６の短辺方向６０のスパンを６．３ｍとした場合の床スラブ３６に発生する振動モード１２２、１２４、１２６における、床スラブ３６のスラブ厚に対する振動数をシミュレーション解析によって求めた例が示されている。図２０のグラフの横軸には、床スラブ３６のスラブ厚が示され、縦軸には、振動モード１２２、１２４、１２６の振動数が示されている。

さらに、本実施形態では、図１に示すように、内壁１６を設置した後の床スラブ３６に発生する６３Ｈｚ帯域（４５Ｈｚ〜９０Ｈｚの帯域）の振動モード７４、７６の腹７２に当たる床スラブ３６の上面にそれぞれ１つのＴＭＤ１８を取り付ける例を示したが、ＴＭＤ１８は、各振動モードの少なくとも１つの腹又は１つの腹付近に当たる床スラブ３６の上面又は下面に取り付ければよい。また、各振動モードの少なくとも１つの腹又は１つの腹付近に当たる床スラブ３６の上面又は下面に複数のＴＭＤ１８を取り付けてもよい。

また、本実施形態では、図６に示すように、制振装置をＴＭＤ１８とした例を示したが、制振装置は、床スラブ３６の上面又は下面に取り付けることにより、床スラブ３６に発生する振動モードの振動を低減できるものであればよい。例えば、図２１の側面断面図に示すようなＴＭＤ１２８を制振装置として用いてもよい。

ＴＭＤ１２８は、既製コンクリート部１３０と、この既製コンクリート部１３０上に場所打ちされたコンクリートにより既製コンクリート部１３０と一体に形成されたトップコンクリート部１３２とを有して構成された床スラブ１３４中に設けられて、建物構造１３６を構成している。床スラブ１３４の上方には二重床３８が構築されている。

図２１、及び図２２の斜視図に示すように、ＴＭＤ１２８は、上面が開口し、塩化ビニール等によって形成された筐体１３８と、筐体１３８の内壁面及び底面を覆うように筐体１３８の内側に設けられた、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン等の発泡材によって形成された容器状の粘弾性部材１４０と、粘弾性部材１４０の内側に充填されたコンクリートによって形成された錘部材としてのマス部１４２と、筐体１３８を取り囲むように筐体１３８の外壁面に沿って設けられた止水テープ１４４とを有して構成されている。止水テープ１４４は、筐体１３８の外壁面を伝って下方へ流れる漏水を吸収して止めるために設けられている。

図２１に示すように、ＴＭＤ１２８は、粘弾性部材１４０及び止水テープ１４４を備える筐体１３８を既製コンクリート部１３０の上面に設置した後に、既製コンクリート部１３０上と粘弾性部材１４０内にコンクリートを打設し硬化させてトップコンクリート部１３２とマス部１４２を形成することにより、筐体１３８、粘弾性部材１４０、及びマス部１４２が床スラブ１３４中に配置されるようにして（筐体１３８、粘弾性部材１４０、及びマス部１４２がトップコンクリート部１３２の上面から突出しないようにして）床スラブ１３４に設けられている。すなわち、ＴＭＤ１２８は、床スラブ１３４中に設けられた粘弾性部材１４０と、床スラブ１３４中に配置され粘弾性部材１４０に揺動可能に支持されたマス部１４２と、を有する制振装置である。なお、ＴＭＤ１２８は、床スラブ１３４中に設けられているものであるが、ＴＭＤ１２８は平面形状が１ｍ角程度のものであり、床スラブ１３４に対してＴＭＤ１２８が占める部分は、床スラブ１３４のごく一部であるので、ＴＭＤ１２８を設けることによって床スラブ１３４の強度や剛性が大きく低下することはない。

ＴＭＤ１２８は、ＴＭＤ１２８の配置の自由度を高くすることができる。例えば、図２１に示すように、床スラブ１３４の上方に二重床３８を構築する場合、二重床３８の床下空間Ｓに敷設される設備配管や設備配線等（不図示）に大きく邪魔されずに、効果的に機能する位置にＴＭＤ１２８を配置することができる。また、床スラブ１３４の上面及び下面の空間を有効に使うことができる。例えば、床スラブ１３４の上方に二重床３８を構築する場合、二重床３８の床下空間Ｓにおいて、ＴＭＤ１２８の配置に大きく影響されずに設備配管や設備配線等を敷設することができる。

特開２００９−８４８８５号公報に開示されているようなＴＭＤは、二重床の床下空間に配置されているので、この床下空間に敷設される設備配管や設備配線等を考慮してＴＭＤを設置したり、ＴＭＤの配置を考慮して設備配管や設備配線等を敷設したりする必要がある。これに対して、ＴＭＤ１２８は、粘弾性部材１４０とマス部１４２が床スラブ１３４中に配置されているので、これらの課題を解決することができる。

さらに、マス部１４２は、粘弾性部材１４０内にコンクリートを打設することにより形成されるので、重いマス部１４２をＴＭＤ１２８の設置場所まで運ぶ手間を省くことができる。

なお、図２１では、ＴＭＤ１２８を構成する粘弾性部材１４０とマス部１４２の両方が床スラブ１３４中に配置されている例を示したが、マス部１４２の一部が床スラブ１３４（トップコンクリート部１３２）の上面から突出するようにしてもよい。粘弾性部材１４０とマス部１４２の両方を床スラブ１３４中に配置する構成は、設備配管や設備配線等に邪魔されずに、効果的に機能する位置に制振装置を配置することができ、制振装置の配置に影響されずに設備配管や設備配線等を敷設することができるので好ましい。

また、ＴＭＤ１２８の真上に二重床３８の支持脚１６０を設ける必要がある場合には、筐体１３８を取り囲む床スラブ１３４の部位に縁部を支持させるとともに下面がマス部１４２の上面に接触しないようにして、ＴＭＤ１２８の上方を覆うパネル部材を設け、このパネル部材上に支持脚１６０を設けるようにすればよい。このようにすれば、ＴＭＤ１２８の配置に影響されることなく二重床３８の支持脚１６０を設けることができる。

さらに、ＴＭＤ１２８は、図２３の側面断面図に示すように、直貼床１４６を構成する鉄筋コンクリート製の床スラブ１４８に取り付けるようにしてもよい。図２３では、床スラブ１４８の上面に貼り付けたパーチクルボード１５０の上面にパーチクルボード１５２を貼り付け、このパーチクルボード１５２の上面にフローリング材１５４を貼り付けることにより、直貼床１４６が構築されている。パーチクルボード１５０を設けて、パーチクルボード１５２の下面がマス部１４２の上面と接触しないようにし、マス部１４２が粘弾性部材１４０に揺動可能に支持されるようにしている。

また、ＴＭＤ１２８は、図２３に示すように、全てが場所打ちコンクリート打設により形成される床スラブ１４８に取り付けるようにしてもよい。この場合には、図２３に示すように、支持脚部材１５６により底型枠１５８上に筐体１３８を支持することにより、底型枠１５８の上面から筐体１３８を浮かせた状態にして、床スラブ１４８のコンクリート打設を行う。

さらに、本実施形態では、振動拘束部材を内壁１６とした例を示したが、振動拘束部材を間柱としてもよい。この場合には、間柱の剛性を高くし、下端部を床スラブ３６の上面に押し付けるようにして間柱を床スラブ３６上に設置する。

また、本実施形態では、集合住宅１０の住戸１２に建物構造１４を構築した例を示したが、本実施形態の建物構造１４は、オフイスビルやホテル等の他の用途の建物や、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、コンクリート床スラブを有するさまざまな構造や規模の建物の住戸に構築することができる。

さらに、本実施形態の建物構造１４は、建物の新築時に構築してもよいし、建物を新築した後に構築してもよい。また、建物を改修する際に構築してもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ 集合住宅（建物）
１２ 住戸
１４、１３６ 建物構造
１６、９２ 内壁（振動拘束部材）
１８、１２８ ＴＭＤ（制振装置）
３６、１３４、１４８ 床スラブ
６６、６８、７０、７４、７６、８４、８８、９０、１０４、１０６ 振動モード
１４０ 粘弾性部材
１４２ マス部（錘部材）

Claims (3)

1. 建物の住戸に設けられた床スラブに発生する振動モードの振動を低減するように前記床スラブに設置した内壁又は間柱からなる振動拘束部材を有する建物構造。
2. 前記床スラブの二方向スパン及び厚さと、前記振動拘束部材の剛性及び配置とに基づいて同定された前記床スラブの振動モードの振動を低減する位置に取り付けられた制振装置を有する請求項１に記載の建物構造。
3. 床スラブ中に設けられた粘弾性部材と、
   前記粘弾性部材に揺動可能に支持された錘部材と、
   を有する制振装置。