JP2021031941A - 通路構造物の制振構造 - Google Patents
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Abstract
Description
そして、その手摺り支持体が、制振用のばねとして機能する弾性支持部材を介してササラ桁に支持されるので、通路構造物に生じる歩行振動を確実に低減することができるとともに、その弾性支持部材も、ササラ桁に内装されるので、外観的に目立つことはなく、通路構造物をスッキリとした外観に維持することが可能となる。
更に、各手摺り支持体部位に対応する弾性支持部材の鉛直剛性が各別に設定されるので、言い換えると、各手摺り支持体部位の鉛直1次固有振動数が各別に設定されるので、例えば、通路構造物の設計時における鉛直1次固有振動数を考慮して、各手摺り支持体部位の鉛直1次固有振動数をその前後に設定することで、たとえ通路構造物の実際の振動数が設計時の値と多少ずれていても対応可能となるなど、通路構造物の実際の振動に即した合理的な制振が可能となる。また、通路構造物の鉛直1次固有振動数に限らず、鉛直2次固有振動数に対して同様の設定をすることで、実際の振動に即した合理的な制振が可能となる。
本発明の通路構造物の制振構造は、例えば、階段を例にとると、図1に示すように、通路構造物としての階段1が、左右一対のササラ桁2とそれらササラ桁2の間に亘って配置支持される複数段の踏み板3を備えて構成される。
階段1の上方には、手摺り4が階段1に沿って左右に配置され、その上方に配置される左右の手摺り4が、それぞれ左右の手摺り支持体5を介して下方に配置されるササラ桁2に支持され、その左右の手摺り支持体5が、階段1の歩行振動を低減するための制振用の質量体(質量M)に設定される。
なお、手摺り支持体5の質量Mに関し、厳密には、この質量Mの中に手摺り4の質量も含まれるが、手擦り4の質量が手摺り支持体5の質量に比べて極端に小さいため、本明細書においては、手摺り支持体5の質量をMとして記述する。
左右の手摺り支持体5は、その下端部がU字状のササラ桁2の内側にそれぞれ挿入されて、階段1を構成する左右のササラ桁2に内装の弾性支持部材6、つまり、制振用のばね(鉛直剛性K)として機能する弾性支持部材6を介して階段1のササラ桁2にそれぞれ支持される。そして、断面形状がU字状の各ササラ桁2の上方開口部には、手摺り支持体5との間の隙間をシールするゴムや合成樹脂などの粘弾性体からなるシーリング7が介装される。
まず、通路構造物である階段1の固有振動数fに関しては、2Hz≦f≦15Hzの範囲内に設定すれば、fが小さくなる長スパンの階段1に関して対応可能であり、fが大きくなる比較的短スパンの階段1に関しては人間が感じやすい体感振動に対応可能である。言い換えると、手摺り支持体5の鉛直1次固有振動数が、上述した階段1の固有振動数fと近似するように、手摺り支持体5の質量Mと弾性支持部材6の鉛直剛性Kが設定されれば、階段1の長さにかかわらず、階段1に多発する2Hz≦f≦15Hzの固有振動数fに起因する人間が感じやすい体感振動が低減できることが確認された。
例えば、図1の実施形態の場合、1枚の板ガラスの大きさが1m×1mで厚さ0.012mであれば、質量Mは0.012m3×2.5t/m3=0.03tで、手摺り支持体5の鉛直1次固有振動数を2Hz≦f≦15Hzの範囲に設定すると、弾性支持部材6の鉛直剛性Kは4.74kN/m≦K≦266.21kN/mとなる。このような鉛直剛性Kを満たす部材としては、例えば、硬度30以下の柔らかいゴムやスポンジなどが該当すると考えられる。
その結果が、図3に示すグラフであり、破線は「通常の階段モデル(弾性支持部材6の鉛直剛性Kを無限大に設定)」を示し、実線は「本発明の階段モデル(弾性支持部材6の鉛直剛性Kを階段1の鉛直1次固有振動数と共振するように設定)」を示す。なお、縦軸は揺れやすさ(アクセレランス)(gal/N)を示し、横軸は振動数(Hz)を示す。
このグラフは、階段1の減衰定数を2%としたとき、手摺り支持体5の減衰定数を3倍の6%とした場合の結果を示し、通常の階段モデルでは鉛直1次固有振動数の7.6Hzあたりで大きな揺れのピークが見られるが、本発明の階段モデルではそのピークが1/3程度に低減していることが確認できる。
例えば、図4に模式的に示すように、手摺り支持体5が、ササラ桁2に沿って配置される合計8枚の手摺り支持体部位としての板ガラス5a〜5hにより構成される場合、各板ガラス5a〜5hが、合計8個の弾性支持部材6を介して各別にササラ桁2に支持されるように構成することができる。
その場合、各弾性支持部材6の鉛直剛性Kを同じ値に設定することも可能であるが、各弾性支持部材6の鉛直剛性Kを各別に設定することも可能である。
なお、板ガラス5c〜5fの他の板ガラス5a、5b、5g、5hに関しては、鉛直1次固有振動数が8Hzと近似する値になるように設定することも可能であるが、図4の例では、ササラ桁2に固定されている。
いずれにせよ、各板ガラス5a〜5hの鉛直1次固有振動数を各別に設定することにより、揺れの実情に即した合理的な制振が可能となり、更に、階段1の鉛直1次固有振動数に加えて、階段1の鉛直2次固有振動数にも対応可能となる。
例えば、階段1の鉛直1次固有振動数が5Hzで、鉛直2次固有振動数が8Hzの場合、階段1が1次モードで励起されると、鉛直1次固有振動数が5Hz近くに設定された板ガラスが、また、2次モードで励起されると、8Hz近くに設定された板ガラスが制振効果を発揮することになり、より広範囲にわたる制振効果が期待できる。
なお、図4の例では、各板ガラス5a〜5hの質量が同一に設定されているが、各板ガラス5a〜5hの質量に関しても、例えば、階段1の端部ほど小に中央部ほど大になるように設定するなどの変更が可能である。
先の実施形態では、通路構造物として階段1を例示して説明したが、階段1以外にも、歩道橋や渡り廊下などのような各種の通路構造物に適用可能である。
また、その通路構造物としての階段1の固有振動数fとして、具体的に2Hz≦f≦15Hzの範囲を例示したが、この固有振動数fの範囲に関しては、通路構造物の具体的な構造や規模などに応じて適宜設定可能である。
2 ササラ桁
3 踏み板3
4 手摺り
5 手摺り支持体
5a〜5h 手摺り支持体部位
6 弾性支持部材
M 手摺り支持体の質量
K 弾性支持部材の鉛直剛性
Claims (3)
- 上方に配置される手摺りが、手摺り支持体を介して下方に配置される歩行用の通路構造物に支持される通路構造物の制振構造であって、
前記通路構造物が、前記手摺り支持体を支持するササラ桁を備え、その手摺り支持体が、前記通路構造物の歩行振動を低減するための質量体に設定され、前記ササラ桁に内装されて制振用のばねとして機能する弾性支持部材を介して当該ササラ桁に支持される通路構造物の制振構造。 - 前記通路構造物の固有振動数fが、2Hz≦f≦15Hzとなる場合、前記手摺り支持体の鉛直1次固有振動数が前記fと近似するように、前記手摺り支持体の質量と前記弾性支持部材の鉛直剛性が設定される請求項1に記載の通路構造物の制振構造。
- 前記手摺り支持体が、前記ササラ桁に沿って配置される複数の手摺り支持体部位により構成されて、複数の弾性支持部材を介して各別に前記ササラ桁に支持され、それら複数の弾性支持部材の鉛直剛性が各別に設定される請求項1または2に記載の通路構造物の制振構造。
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WO2015145373A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Skaala Parveketekniikka Oy | Balustrade glazing system and multistore building |
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