JP2020100947A - 床構造 - Google Patents

Abstract

【課題】遮音性能に優れ、簡易な構造であって施工性にも優れる床構造、建物ユニット及びユニット建物を提供する。【解決手段】床構造１０を、所定の間隔を於いて配置される複数の床梁１１，・・・の上に床材１２，・・・が取り付けられて床１３を構成する。床材１２の下方に、床材１２の長手方向に沿って延在するように設けられた横架材１４を備え、横架材１４は、床材１２よりも剛性が低い。横架材１４の剛性が、床材１２の剛性の１／３〜２／３であることが望ましい。【選択図】図１

Description

本発明は、床構造に関する。

従来から、建物の上階において、人が飛び跳ねたり、物を落下させたりした場合に発生する衝撃音が、下階における騒音として問題となっている。このため、この衝撃音を低減させる技術は、これまでに多数提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。

特許文献１には、床スラブの上方に所定の間隔を置いて床面を配置し、床スラブの上面にダイナミックダンパを載置した遮音二重床構造が開示されている。しかしながら、この構成では床懐寸法が大きくなってしまう。

これに対して、特許文献２には、共同住宅で求められる上階からの飛び跳ね音等、床衝撃音の遮断性能を向上させるために、軽量気泡コンクリートパネル（ＡＬＣパネル）製の床材の下面に、２０ｋｇの鋼鉄製プレート製の付加重量を有する振動吸収器を取り付けた床構造が開示されている。特許文献３には、ＡＬＣパネル製の床材の下面に、７．５ｋｇのマス部材を有するダイナミックダンパを設けた床構造が開示されている。

しかしながら、重量のある振動吸収器やダイナミックダンパを床材の下面に固定することは、納まりや価格等の面で問題があり、また作業者の負荷が大きく、施工を合理的に行うのは困難であった。

また、床下の空間を利用する技術として、特許文献４には、建築物構造材に支持された床下地材と、建築物構造材に両端を固定して架設された梁状の架台との間に、床下地材の振動を吸収するための粘弾性体を挟んだ床構造が開示されている。特許文献５には、梁とこの梁の上に設けられたデッキコンクリート床との間に、弾性防振材を設けた床構造が開示されている。

しかしながら、特許文献４に記載の従来技術では、建築物構造材に架台を取り付けるには多くの取付部材や固定具を必要とし、粘弾性体の交換も容易ではない。また、特許文献５に記載の従来技術では、重量のあるデッキコンクリート床を弾性防振材の上に載置した構造では、過大な負荷によって弾性防振材の経年劣化の進行が速く、防振性能を長期に維持するのが困難であるとともに、劣化した弾性防振材の交換作業は大がかりであり、現実的ではない。

特開２００７−２０５１５２号公報 特開２００２−２０６３０２号公報 特開２００７−１９８０６１号公報 特開２０１５−３４３８３号公報 特開２０１６−６９８４４号公報

そこで、本発明は、遮音性能に優れ、簡易な構造であって施工性にも優れる床構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の床構造は、所定の間隔を於いて配置される複数の床梁の上に床材が取り付けられて床を構成する床構造であって、前記床材が、軽量気泡コンクリートパネルからなり、前記床材の下方に、前記床材の長手方向に沿って延在するように設けられて両端が前記床梁に固定される横架材と、前記床材及び前記横架材の間に配置される粘弾性体と、を備え、前記横架材は、前記床材よりも剛性が低いことを特徴とする。

このように構成された本発明によれば、床材の下面に、床材よりも剛性の低い横架材を設けることで、床構造の剛性を合理的に高めることができる。この横架材により、上階の飛び跳ね音等の床衝撃音となる床材の振幅を小さくして、振動を効果的に減衰させることができる。さらに床材に衝撃が作用したときに、粘弾性体の弾性力によって上下方向の振動を減衰させることができ、優れた制振効果を得ることができる。また、床下での施工作業を少ない労務作業量で簡易に行うことができる。したがって、遮音性能に優れ、簡易な構造であって施工性にも優れる床構造を提供することができる。

第１の実施形態に係る床構造の概略構成を一部破断して示す斜視図である。 図１のＡ−Ａ線断面図である。 第２の実施形態に係る床構造の概略構成を一部破断して示す斜視図である。 図３ＡのＢ−Ｂ線断面図である。 第３の実施形態に係る床構造の断面図である。 第３の実施形態に係る床構造の制振性能を説明するための説明図である。

（第１の実施形態）
以下、第１の実施の形態の床構造について図面を参照して説明する。図１は第１の実施形態に係る床構造１０の概略構成を一部破断して示す斜視図である。本実施形態に係る床構造１０は、例えば、２階建て以上の建物の床構造に好適に用いることができ、特に２階建て以上の共同住宅の床構造により好適に用いることができる。後述する他の実施形態でも同様である。

この図１に示すように、第１の実施形態に係る床構造１０は、所定の間隔を於いて複数配置される床梁１１，・・・と、この床梁１１、・・・の上に取り付けられた複数の床材１２，・・・と、を備えている。これらの床梁１１，・・・と、床材１２，・・・とで床１３を構成している。

各床材１２の下方に、各床材１２の長手方向に沿って延在する横架材１４が設けられている。この横架材１４は、１枚の床材１２につき、少なくとも１つ設けることが望ましく、２つ以上設けることがより望ましい。図１には、２つ設けた例を示している。これにより、床１３に対して規則的な位置に横架材１４を設けることができ、作業性が向上するとともに、床材１２の振動等をより合理的に抑制することができる。

床梁１１には、大梁や、大梁の間に所定間隔を於いて複数架け渡された小梁等が該当する。本実施形態では、各床梁１１としてＨ形鋼を用いている。なお、床梁１１がＨ形鋼に限定されるものではなく、この他にも溝形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、角形鋼管等を好適に用いることができる。また、床梁１１が鋼材に限定されるものでもなく、木材、その他公知のものを用いることができる。

各床材１２は、隣接する床梁１１と床梁１１との間に架け渡されている。各床梁１１、１１には、床材１２を取り付けるためのボルト孔１１ｂが設けられている。床材１２の両端は、座金１５ａ、ボルト孔１１ｂに挿通されるボルト１５ｂ、ナット１５ｃ（ナット１５ｃは図３等参照）等からなる固定部材１５によって各床梁１１，１１に固定されている。床材１２の床梁１１，１１への固定は、このような固定部材１５によるものに限定されるものではなく、公知の手法で固定することができる。

床材１２としては、特に限定されるものではなく、プレキャストコンクリートパネルや木質系のパネル等、公知のものを用いることができる。本実施の形態では、床材１２として、軽量気泡コンクリートパネル、つまりＡＬＣパネルを用いている。

また、ＡＬＣパネルは、共同住宅等に必要とされる１時間耐火構造の床材１２を構成でき、コンクリートに比べて軽く、材料価格や施工性、構造体への負担が少ない等のメリットがある。さらには、ＡＬＣパネルは、高断熱性を有するので、これを床材１２に用いることで、上下階での冷暖房のロスを抑制することもできる。よって、ＡＬＣパネルは、共同住宅等の床材１２として好適に用いることができる。

横架材１４は、床材１２よりも剛性が低い部材からなる。より具体的には、横架材１４の剛性が、床材１２の剛性の１／３〜２／３程度であることが望ましい。この範囲の剛性を有する横架材１４を床材１２の下に取り付けることで、床材１２の剛性を高めつつ、衝撃を受けた際の床材１２の振幅を小さくすることができ、従来のような重量付加を用いなくても、横架材１４によって合理的な制振が可能となる。また、ＡＬＣパネルの支持梁は、ＡＬＣパネルの両端に設けるのが基本ルールであり、剛性の高い梁をＡＬＣパネルの内部に設けることは、割れの原因となるため、禁止されている。また、ＡＬＣパネルの配筋を増やすことで、剛性を高める方法もあるが、鉄筋の本数を増やすのには限界がある。そこで、本実施形態では、床材１２に鉄筋を最大限に設けた状態で、床材１２よりも剛性が低い横架材１４を取り付けることで、床材１２の剛性を更に高めることを可能としたものである。

本実施形態及び後述の他の実施形態では、横架材１４として溝形鋼を用いている。溝形鋼を弱軸使いにすることで、床材１２よりも剛性の低い横架材１４を得ることができる。また、溝形鋼のウエブ１４ａ広いウエブ面により、床材１２の支持性を高めることができる。なお、横架材１４が、溝形鋼に限定されるものではなく、床材１２よりも剛性が低い部材（例えば、断面が小さい部材、強度の低い素材からなる部材等）であればよい。他の異なる部材として、例えばＨ形鋼、Ｉ形鋼、山形鋼、角形鋼管等が好適に挙げられるが、これらに限定されるものでもなく、木材、その他公知のものを用いることができる。

横架材１４は、図２に示すように、床材１２の長手方向に沿って、床梁１１，・・・に対して交差する方向に延在するように配置され、隣接して配置される床梁１１，１１のフランジ１１ａ，１１ａまで到達する長さとしている。

横架材１４の両端は、図１、図２に示すように、床材１２用の固定部材１５とは別個に、ネジからなる固定部材１８によって床梁１１に固定されている。本実施形態では固定部材１８のネジは、横架材１４の下方から床梁１１に設けられたネジ孔１１ｃに締結される。この構成により、床材１２を横架材１４で受けることができ、床材１２の支持性も高めることができる。なお、床梁１１に、ネジ孔１１ｃに代えてボルト孔を設け、このボルト孔にボルトとナットからなる固定部材を用いて横架材１４を固定することもできる。この場合、ボルトの頭部が床材１２と干渉しないように、床材１２の裏面のボルトに対応する部位を凹設することが好ましい。

床材１２の両端は、床梁１１のフランジ１１ａの上面に配置され、横架材１４のウエブ１４ａの両端は、同フランジ１１ａの下面に配置されている。そのため、フランジ１１ａの厚み分、床材１２の下面と横架材１４の上面との間には、隙間Ｓが設けられる。この隙間Ｓのほぼ全体に、粘弾性体１７が配置されている。粘弾性体１７と横架材１４とは、粘弾性体１７自体の粘着力により互いに接着される。さらには、接着剤を用いてこれらを接着してもよい。

粘弾性体１７の施工手順としては、例えば、シート状の粘弾性体１７を用い、それ自体の粘着力又は接着剤等によって、粘弾性体１７を横架材１４の表面に貼り付け、これらを互いに接着する。または、液状の粘弾性体材料を横架材１４の表面に塗工し、硬化させることで設けてもよい。

このような粘弾性体１７の材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ゴム系、アスファルト系、シリコン系、アクリル系等の材料が好適に挙げられる。これらの中でも、アスファルト基材に金属フィラーを分散混入した構成のアスファルト系の材料が好適に挙げられる。金属フィラーとしては、例えば鉄フィラー、酸化鉄フィラー等の鉄系フィラーが好適に挙げられる。

この他にも、粘弾性体１７の材料として、ＳＢＲ、ＮＢＲ、シリコーンゴム等の各種合成ゴム、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエステル等の各種合成樹脂等が好適に挙げられる。これらの材料を用いることで、床材１２の振動を合理的に減衰できる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る床構造１０Ａについて、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明する。図３Ａは、第２の実施形態の床構造１０Ａの概略構成を一部破断して示す斜視図であり、図３Ｂは図３ＡのＢ−Ｂ線断面図である。なお、以下では、第１の実施形態と異なる構成について主に説明し、第１の実施形態と同じ部材には第１の実施形態と同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。以降で説明する第３の実施形態でも同様である。

これら図３Ａ、図３Ｂに示すように、第２の実施形態に係る床構造１０Ａは、所定の間隔を於いて配置される床梁１１，・・・と、この床梁１１、・・・の上に取り付けられた複数の床材１２，・・・と、から構成される床１３、及び各床材１２，・・・の下方に、床梁１１と交差する方向であって床材１２，・・・の長手方向に沿って延在するように配置された横架材１４を備えている。第２の実施形態では、さらに、床材１２と横架材１４との間に、緩衝材１６と、粘弾性体１７とを配置している。

第２の実施形態の床梁１１、床材１２及び横架材１４としては、上記第１の実施形態のこれらと同様のものを用いることができる。第２の実施形態でも、横架材１４として溝形鋼を用いているが、床梁１１への取り付け手法が第１の実施形態と異なっている。

つまり、第１の実施形態では、横架材１４の両端を、床材１２を固定する固定部材１５とは異なる固定部材１８によって床梁１１に固定している。これに対して、第２の実施形態では、図３に示すように、床材１２用の固定部材１５によって、この床材１２の両端と横架材１４の両端とを床梁１１に共締めしている。なお、共締めとは、ねじやボルト等の固定部材で複数の部品を一緒に締め付けることをいう。

このように床梁１１に共締めされた床材１２と横架材１４との間の、フランジ１１ａの厚み分の隙間Ｓに、緩衝材１６と粘弾性体１７が配置されている。

緩衝材１６は、横架材１４の長手方向の中央近傍に配置され、粘弾性体１７よりも剛性が高い部材で構成されている。緩衝材１６は、接着剤等によって横架材１４に接着されている。緩衝材１６としては、粘弾性体１７よりも高剛性のものを使用すればよく、特に限定されるものではない。具体的には、例えばゴムスポンジ、ウレタンフォーム、ポリエチレンなどの発泡体が好適に挙げられ、これらの中でもゴムスポンジが最も好適に挙げられる。ゴムスポンジとしては、例えば、クロロプレンゴムスポンジが好適に挙げられる。

粘弾性体１７は、床材１２と横架材１４との隙間Ｓにおいて、緩衝材１６を配置した部位以外のほぼ全面に配置されている。粘弾性体１７と横架材１４とは、粘弾性体１７自体の粘着力により互いに接着される。さらには、接着剤を用いてこれらを接着してもよい。本実施形態においても、第１の実施形態と同様の施工手順で粘弾性体１７を設けることができる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る床構造１０Ｂについて、図４を参照して説明する。図４は、第２の実施形態の床構造１０Ｂの概略構成を示す断面図である。

この図４に示すように、第３の実施形態に係る床構造１０Ｂは、所定の間隔を於いて配置される床梁１１，・・・と、この床梁１１、・・・の上に取り付けられた複数の床材１２，・・・と、から構成される床１３、及び各床材１２，・・・の下方に、床梁１１と交差する方向であって床材１２，・・・の長手方向に沿って延在するように配置された横架材１４を備えている。

第３の実施形態でも、第２の実施形態と同様に、床材１２の両端と、溝形鋼からなる横架材１４の両端とを、床材１２用の固定部材１５によって床梁１１に共締めしている。そして、このように共締めした床材１２と横架材１４との間の隙間Ｓのほぼ全体に、粘弾性体１７を配置している。

第３の実施形態でも床梁１１、床材１２として、上記第１、第２の実施形態のこれらと同様のものを用いることができる。また、粘弾性体１７も、上記第１、第２の実施形態と同様のものを用いることができる。

次に、上記各実施形態の作用効果について説明する。上記第１〜第３の実施形態に係る床構造１０，１０Ａ，１０Ｂは、所定の間隔を於いて配置される床梁１１，・・・の上に床材１２，・・・が取り付けられて床１３を構成する床構造１０である。そして、床材１２が、軽量気泡コンクリートパネルからなり、床材１２の下面に、床梁１１と交差する方向に沿って取り付けられた横架材１４を備えている。また床材１２及び横架材１４の間に配置された粘弾性体１７を備えている。横架材１４は、床材１２よりも剛性が低い構成である。より好ましくは横架材１４の剛性が、床材１２の剛性の１／３〜２／３である。

このように、床材１２の下面に横架材１４を設けることで、従来のように重量付加等に頼ることなく、床材１２の剛性を合理的に高めることができる。また、横架材１４の剛性が床材１２の剛性よりも低いため、衝撃力の伝搬が緩和されて、振動の増幅を抑制し、振動を低減させることができる。このような床構造１０では、上階の飛び跳ね音等の床衝撃音となる床材１２の振幅を小さくして、振動を効果的に減衰させることができ、遮音性能を向上することができる。

また、床材１２と横架材１４との隙間Ｓに粘弾性体１７を配置していることで、床材１２に衝撃が作用したときに、粘弾性体１７の弾性力によって上下方向の振動を減衰させることができ、優れた制振効果を得ることができる。

また、従来のような重量付加やダンパを使用していないため、制振部材としての横架材１４を、床下からの施工を容易に行うことができる重量に抑えることができる。また、床材１２の下方に緩衝材１６と粘弾性体１７とを介在させて横架材１４を取り付けるだけで床構造１０Ａを構成することができる。そのため、床下での施工作業を少ない労務作業量で簡易に行うことができる。したがって、遮音性能に優れ、簡易な構造であって施工性にも優れる床構造１０，１０Ａ，１０Ｂを提供できる。

また、床材１２が軽量気泡コンクリートパネル（ＡＬＣパネル）からなることで、優れた耐火性、高断熱性、コスト性、施工性等も得られる。また、本実施形態では、床材１２の下方に横架材１４を設けて剛性を高めているため、床梁１１を増やしてその間に小さく分割したＡＬＣパネルを配置して剛性を高める必要がなく、ＡＬＣパネル製の床材１２の上記性能を十分に発揮することができる。

さらに第２の実施形態では、横架材１４の長手方向の中央近傍に高剛性の緩衝材１６を配置したことで、振動等で最も撓み易い床材１２の中央部分の剛性を高めることができる。しかも中央近傍のみに設けているため、床材１２の剛性が過剰に高くなるのを抑制して、耐久性に影響することなく、制振効果を高め、遮音性能を向上させることができる。

また、第２の実施形態では、緩衝材１６を配置した部位以外の床材１２と横架材１４との間に、粘弾性体１７を配置したことで、飛び跳ね等による衝撃に対する床材１２の上下方向の振幅を粘弾性体１７の弾性力によって抑制することができる。よって、横架材１４の効果と相俟って、より合理的に床材１２を制振することができ、床構造１０Ａの遮音性能をより向上させることができる。

また、第１、第３の実施形態では、床材１２と横架材１４との隙間Ｓのほぼ全体に粘弾性体１７を配置している。これにより、床材１２に衝撃が作用したときに、粘弾性体１７の弾性力によって上下方向の振動を減衰させるだけでなく、図５に示すように、床材１２と横架材１４が水平方向にずれるときの粘弾性体１７のせん断変形によって、振動をより合理的に減衰することができ、制振効果をより高めることができる。

なお、第２の実施形態でも、緩衝材１６を配置した部位以外の床材１２と横架材１４との隙間Ｓのほぼ全体に粘弾性体１７を配置しているので、粘弾性体１７のせん断変形によって振動を減衰して、制振効果を高めることができる。

また、第１〜第３の実施形態のように床材１２と横架材１４との間に緩衝材１６や粘弾性体１７を介在することで、ＡＬＣパネルからなる床材１２の荷重が横架材１４に常時は作用しない構成となる。そのため、横架材１４の耐久性が向上し、遮音性能を長期に維持することができる。

また、第２、第３の実施形態では、床材１２用の固定部材１５を用いて床材１２と横架材１４とを床梁１１に共締めしている。これにより、床材１２と横架材１４の取り付けを一度に行うことができる。また、このような固定方法とすることで、長期間に渡って床材１２や横架材１４が振動しても、横架材１４の固定が緩み難く、優れた制振性能を維持することができる。さらに、床材１２用の固定部材１５で横架材１４を共締めすることで、床梁１１への追加加工も不要であり、加工費が抑えられ、必要な個所に自在に取り付けることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

１，１Ａ 建物ユニット
１０，１０Ａ，１０Ｂ 床構造
１１ 床梁
１２ 床材
１３ 床
１４ 横架材
１５ 固定部材
１６ 緩衝材
１７ 粘弾性体

Claims (4)

1. 所定の間隔を於いて配置される複数の床梁の上に床材が取り付けられて床を構成する床構造であって、
   前記床材が、軽量気泡コンクリートパネルからなり、
   前記床材の下方に、前記床材の長手方向に沿って延在するように設けられて両端が前記床梁に固定される横架材と、
   前記床材及び前記横架材の間に配置される粘弾性体と、を備え、
   前記横架材は、前記床材よりも剛性が低いことを特徴とする床構造。
2. 前記横架材の剛性が、前記床材の剛性の１／３〜２／３であることを特徴とする請求項１に記載の床構造。
3. 前記床材を前記床梁に固定する固定部材を有し、前記床材の両端と、前記横架材の両端とが、前記固定部材によって前記床梁に共締めされていることを特徴とする請求項１又は２に記載の床構造。
4. 前記床材と前記横架材との間であって、前記横架材の長手方向の中央近傍に配置された緩衝材と、前記緩衝材を配置した部位以外の前記床材と前記横架材との間に配置された前記粘弾性体と、を有し、前記緩衝材は、前記粘弾性体よりも剛性が高いことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の床構造。