JP2022013210A

JP2022013210A - 防振床構造

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Publication number: JP2022013210A
Application number: JP2020115620A
Authority: JP
Inventors: 裕樹松永; Hiroki Matsunaga; 竜太井上; Ryuta Inoue; 優輝福田; Yuki Fukuda; 広樹村山; Hiroki Murayama; 利明伊藤; Toshiaki Ito; 耕司山本; Koji Yamamoto; 将也青山; Masaya Aoyama; 勇結城; Isamu Yuki; 剛史松廣; Takeshi Matsuhiro
Original assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Current assignee: Takenaka Komuten Co Ltd
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-07-03
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2040-07-03
Also published as: JP7503434B2

Abstract

【課題】歩行等の加振力が小さい動作の場合は防振床の揺れを抑制し、所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作の場合は防振床の防振性能を発揮させる。
【解決手段】防振床構造１０２は、構造体３２を構成する底版３４に設置された防振装置５０に支持された防振床７０と、構造体３２を構成するスラブ３０の外周部３０Ａの側壁３０Ｂと防振床７０との間に設けられ、防振床７０の水平方向の移動を拘束すると共に鉛直方向の移動を拘束する摩擦が切れると防振装置５０が防振性能を発揮する拘束機構１０と、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、防振床構造に関する。

特許文献１には、防振床構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、防振床構造は、底版に設置された空気バネで支持された浮床と、地盤に設置された複数の杭で構成される。更に、底版を支持し、浮床の下方領域がそれ以外の領域よりも鉛直剛性が高い杭群を備えている。

特許文献２には、防振床構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、防振床構造は、構造体に設けられた凹部の内部にばね軸を鉛直方向に向けて設けられたばね部材と、ばね部材の上端を接続して支持され凹部に設けられた浮き床とを備えている。更に、浮き床を、構造体に対して鉛直変位を阻害することなく水平変位を拘束するための変位制御装置を備えている。

特許文献３には、超音波振動体支持構造に関する技術が開示されている。この先行技術では、超音波振動体支持構造は、超音波振動子と、この超音波振動子の端面に同軸的に連結された振動伝達体と、この振動伝達体の外周に所定距離離れて設けられたピストンとして作用する二個のフランジと、このフランジを収容するシリンダと、各フランジとシリンダの各端部との間に形成されある空間にそれぞれ加圧流体を供給する手段と、を設けている。

特許文献４には、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技術が開示されている。この先行技術では、防振床構造は、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、床版を地盤から浮かした状態で地盤の下層にある支持基盤上に支持する支持部材と、支持部材から地盤へ又は地盤から支持部材へ伝達される振動を遮断する振動遮断手段と、を有している。

特開２０１９－０９０２１１号公報特開２０１９－１７８５５５号公報特開昭６３－１９３６９９号公報特開２００７－１０７２０８号公報

コンサートホール等で観客が飛び跳ねる所謂縦ノリによる振動が、周辺の建物に伝播することが問題になっている。先行技術では、防振装置に支持された防振床とすることで、周辺の建物に伝播する振動を低減している。

しかし、防振床の上の人が歩行等の加振力の小さい動作をした場合に、防振床が揺れ、防振床の上にいる人にとって不快と感じる振動、感覚的に表現すると”ふわふわ感”が発生する場合がある。

本発明は、上記事実を鑑み、歩行等の加振力が小さい動作の場合は防振床の揺れを抑制し、所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作の場合は防振床の防振性能を発揮させることが目的である。

第一態様は、構造体に設置された防振装置に支持された防振床と、前記構造体と前記防振床との間に設けられ、前記防振床の前記構造体に対する水平方向の移動を拘束すると共に鉛直方向の移動を拘束する摩擦が切れると前記防振装置が防振性能を発揮する拘束機構と、を備えた防振床構造である。

第一態様の防振床構造では、拘束機構が鉛直方向の移動を摩擦によって拘束しているので、防振床の上の人が歩行等の加振力の小さい動作をした際の防振床の揺れが抑制される。一方、防振床の上の人が所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作をした際には、拘束機構の鉛直方向の移動を拘束する摩擦が切れて、前記防振装置が防振性能を発揮する。これにより、周辺の建物に伝播する振動が低減される。

第二態様は、前記拘束機構は、前記構造体又は前記防振床の一方に鉛直方向に沿って設けられた第一摩擦プレートと、前記構造体又は前記防振床の他方から水平方向に突出する第一筐体と、前記第一筐体にスライド可能に設けられ、先端部の第二摩擦プレートが前記第一摩擦プレートに面接触した状態で前記第一筐体に接合された第二筐体と、前記第一筐体内及び前記第二筐体内に充填されて硬化し、前記第一摩擦プレートと前記第二摩擦プレートとの面接触状態を保持する充填材と、を備えた第一態様に記載の防振床構造である。

第二態様の防振床構造では、先端部の第二摩擦プレートが第一摩擦プレートに面接触した状態で第二筐体が第一筐体に接合されると共に第一筐体内及び第二筐体内に充填材が充填されて硬化することで第一摩擦プレートと第二摩擦プレートとの面接触状態を保持している。よって、拘束機構が防振床の構造体に対する水平方向の移動を拘束しつつ、面接触した第一摩擦プレートと第二摩擦プレートとの間の摩擦によって鉛直方向の移動を拘束することができる。

第三態様は、前記拘束機構は、前記摩擦が切れる上限値を前記防振床の鉛直力をＱ（Ｎ）とし、前記防振床の上の人の歩行によって発生する加振力をＴ_２（Ｎ）とし、前記防振床の上の人の跳躍着地によって発生する加振力をＴ₂（Ｎ）とすると、Ｔ₂＞Ｑ≧Ｔ_１が成立するように設定されている、第一態様又は第二態様に記載の防振床構造である。

第三態様の防振床構造では、Ｔ_２＞Ｑ≧Ｔ_１が成立するように設定されている。よって防振床の上の人が歩行をした際は防振床の揺れが抑制されると共に防振床の上の人が跳躍した際は防振装置の防振性能が発揮される。

本発明によれば、歩行等の加振力が小さい動作の場合は防振床の揺れを抑制し、所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作の場合は防振床の防振性能を発揮させることができる。

防振床構造が適用された建築物を模式的に示す構成図である。図１の建築物の要部の断面図である。図１の防振装置を一部断面で示す正面図である。（Ａ）は拘束装置の正面図であり、（Ｂ）は拘束装置の上面図である。加振力と摩擦力との関係を示すグラフである。（Ａ）はモックアップの（Ｂ）の６Ｂ－６Ｂに沿った水平断面を模式的に示す断面図であり、（Ｂ）はモックアップの（Ａ）の６Ａ－６Ａに沿った垂直断面を模式的に示す断面図である。モックアップでの測定結果のアクセレランスを示すグラフである。防振床構造の振動低減効果を示すグラフである。

＜実施形態＞
本発明の一実施形態の防振床構造について説明する。

［構成］
先ず、本実施形態の防振床構造の構成について説明する。

図１に示すように、建築物１０は、本実施形態の防振床構造１０２の防振床７０を備えている。また、建築物１０の周辺には、建物３００、３０２が構築されている。

建築物１０は、地盤２０上に構築され、地盤２０内に設置された複数の杭５９によって支持されている。なお、本実施形態の建築物１０は、コンサートホールである。建築物１０の内部には、アリーナ１２や階段状の客席１５等が設けられている。アリーナ１２を構成するスラブ３０の一部は、防振床７０になっている。

図１及び図２に示すように、防振床７０は、建築物１０の構造体３２を構成する底版３６に設置された複数の防振装置５０によって支持されている。なお、本実施形態では、底版３６に設けられた架台３８に防振装置５０が設置されている

図３に示すように、本実施形態の防振装置５０は、コイルばね５２とダンパー５４とを有して構成されているが、これに限定されるものではない。どのような装置であってもよい。例えば、防振装置５０は、空気ばねで構成されていてもよい。

図２に示すように、構造体３２を構成するスラブ３０の外周部３０Ａの側壁３０Ｂと防振床７０の外周部７０Ａの側壁７０Ｂとの隙間は、エキスパンションジョイント８０を構成する可動板８２によって覆われている。スラブ３０の外周部３０Ａの側壁３０Ｂと防振床７０の外周部７０Ａの側壁７０Ｂとの間には、拘束機構１００が設けられている。

なお、図示されていていないが、防振床７０及びスラブ３０の側壁３０Ｂは平面視矩形状とされ、拘束機構１００は矩形の各辺に相当する部位にそれぞれ複数設けられている。

このような構成により、図１に示す防振床７０は、水平方向に対しては、移動が拘束されているが、鉛直方向に対しては、摩擦が切れるまでは拘束され、摩擦が切れると変動可能となっている。なお、「摩擦が切れる」についての説明は、後述する。

防振床７０の鉛直方向の振動は、防振装置５０の減衰機能によって減衰する。本実施形態では、防振床７０の質量は、構造体３２を構成する底版３６の質量よりも小さいが、これに限定されるものではない。また、本施形態では、防振床７０の固有振動数は、１Ｈｚ以下に設定されているが、これに限定されるものではない。

（拘束機構）
次に、拘束機構１００について説明する。

図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、拘束機構１００は、第二摩擦プレート１６２を有する筐体１５０と、筐体１５０内に充填された充填材Ｊ（図４（Ｂ）参照）と、第一摩擦プレート１１０と、を有して構成されている。なお、本実施形態では、充填材Ｊは無収縮モルタルを用いている。

防振床７０の外周部７０Ａに埋設されたスタッド１１４によって、打込プレート１１２が、防振床７０の側壁７０Ｂに固定されている。本実施形態の第一摩擦プレート１１０は、板面が鉛直方向に沿って配置され、打込プレート１１２に接合されている。本実施形態では、第一摩擦プレート１１０は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene（PTFE））と金属板とが強固に接合されて一体となった構造であり、低摩擦材であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）側が露出するように打込プレート１１２に接合されている。

なお、スタッド１１４及び後述するアンカーボルト１１６は、判りやすくするため実線で図示している。また、図４（Ｂ）では、充填材Ｊは判り易くするためハッチングを入れている。

スラブ３０の外周部３０Ａにアンカーボルト１１６が埋設されていると共に側壁３０Ｂに打ち込みプレート１１３が固定されている。本実施形態の筐体１５０は、アンカーボルト１１６にボルト接合され側壁３０Ｂに固定されている。筐体１５０は、鋼製とされ、上方が開口した箱形状とされ、第一筐体１５２と第二筐体１６０とで構成されている。

第二筐体１６０は、第一筐体１５２よりも若干大きく、第一筐体１５２に対して水平方向にスライド可能となっている。第一筐体１５２のスラブ３０側の端部は、幅広の接合プレート１５４で構成され、この接合プレート１５４が前述したスラブ３０の外周部３０Ａに埋設されたアンカーボルト１１６にボルト接合されている。なお、接合プレート１５４は、打ち込みプレート１１３に当接している。第二筐体１６０の防振床７０側の先端部の側壁は、鉛直方向に沿った第二摩擦プレート１６２で構成されている。

なお、第一筐体１５２の接合プレート１５４には第二筐体１６０側に向かって突出するスタッド１５６が設けられ、第二筐体１６０の第二摩擦プレート１６２には第一筐体１５２側に向かってスタッド１６６が設けられている。これらスタッド１５６、１６６によって充填材Ｊと筐体１５０とが一体化する。

拘束機構１００を構成する筐体１５０の第一筐体１５２と第二筐体１６０との接合及び充填材Ｊの充填は、防振床７０及びスラブ３０が構築された後、すなわち防振床７０とスラブ３０の外周部７０Ａとの位置関係が決定した後に施工する。

具体的には、第二筐体１６０をスライドさせて、先端部の第二摩擦プレート１６２を第一摩擦プレート１１０に面接触させた状態で、両者を溶接して接合する。なお、図における符号１５８が溶接部である。そして、筐体１５０内に充填材Ｊを充填して硬化させる。

拘束機構１００は、このような構造及び施工方法により、第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２とが隙間なく面接触した状態が保持される。これにより、防振床７０は水平方向の移動が拘束される。

一方、防振床７０の鉛直方向の移動については、低摩擦材であるＰＴＦＥで構成された第一摩擦プレート１１０と鋼製の第二摩擦プレート１６２との面接触による摩擦が防振床７０の鉛直方向の移動を拘束している。しかし、防振床７０の鉛直方向に作用する加振力が大きくなると摩擦が切れて防振装置５０が防振性能を発揮する。

別の観点から説明すると、防振床７０に作用する鉛直方向の加振力が小さいときは、第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２との間に作用する静止摩擦力によって防振床７０は拘束される。しかし、防振床７０に作用する加振力が大きいときは、第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２との間に作用する静止摩擦力が動摩擦力になり、防振床７０は鉛直方向に移動する。このとき第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２との間に作用する摩擦係数を小さくすることで、動摩擦力は小さく設定され、防振装置５０は防振性能を発揮することができる。

図４は、横軸が防振床７０に作用する加振力であり、縦軸が第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２との間に作用する摩擦力Ｆである。そして、線Ｓが静摩擦力で、線Ｄが動摩擦力である。また、Ｆ_０が静止摩擦力の最大摩擦力であり、摩擦力Ｆ_２が動摩擦力である。最大摩擦力Ｆ_０となる加振力がＴ_０であり、加振力がＴ_０を超えると静摩擦から動摩擦になる。

摩擦力Ｆは、第一摩擦プレート１１０及び第二摩擦プレート１６２との間の摩擦係数をμとし、垂直抗力Ｎとすると、
Ｆ＝μ×Ｎ
となる。

複数個所に設けた拘束機構１００の垂直抗力Ｎのコントロールは、拘束機構１００の固定方法を統一することで可能である。例えば、本実施形態では、防振床７０の外周部７０Ａの側壁７０Ｂとスラブ３０の外周部３０Ａの側壁３０Ｂとの間にジャッキ等を設置して、両者が離間する方向に所定の力を加えた状態で、拘束機構１００を第一筐体１５２と第二筐体１６０とを溶接して、充填材Ｊを充填して硬化させたのち、ジャッキ除去することで、垂直抗力Ｎをコントロールすることができる。

また、本実施形態では、防振床７０の上を所定人数の人が歩行した際の加振力Ｔ_１は、最大摩擦力Ｆ_０となる加振力Ｔ_０以下になるように設定されている。更に、防振床７０の上を所定人数の人が跳躍着地した際の加振力Ｔ_２は、最大摩擦力Ｆ_０となる加振力Ｔ_０よりも大きくなるように設定されている。

すなわち、
Ｔ_２＞Ｔ_０≧Ｔ_１
の関係になるように設定されている。

（Ｔ２、Ｔ０及びＴ１の計算方法）
つぎに、Ｔ_２、Ｔ_０及びＴ_１の計算方法について説明する。なお、本計算方法は一例であって、これに限定されるものではない。

最大摩擦力Ｆ_０となる加振力Ｔ_０は、防振床７０の鉛直荷重Ｑとして計算する。
また、防振床７０の上を同時に歩行及び跳躍着地する所定人数をＭ（人）、
防振床７０の上を歩行する人の平均体重をＫ（ｋｇ）、
防振床７０の上を平均体重Ｋの人が一人でピッチｆ_１（Ｈｚ）で歩行した際の加振力を基準化した値をα_１、
防振床７０の上を平均体重Ｋの人が一人でピッチｆ_２（Ｈｚ）で跳躍着地した際の加振力を基準化した値をα_２、
とすると、
Ｔ_１＝√Ｍ×（Ｋ×９．８）×α_１
Ｔ_２＝√Ｍ×（Ｋ×９．８）×α_２
で計算している。

つまり、
Ｔ_２＞Ｔ_０≧Ｔ_１
は、
√Ｍ×（Ｋ×９．８）×α_２＞Ｑ≧√Ｍ×（Ｋ×９．８）×α_１
で計算される。
なお、上記表記では「√Ｍ」では、正確には√（ルート記号）内にＭが納まっていないが、本明細書では、√内にＭが納まっているものとする。また、√の後に他の記号や数字が記載されている場合も√内に納まっているものとする。

ここで、複数人の歩行及び跳躍着地は、ランダムであるので、単純に所定人数倍の加振力とはならない。Ｍ人の歩行では、エネルギー和の考え方から、合計体重を「√Ｍ×歩行者の平均体重」と評価する方法が知られている。よって、上記においても単純にＭ倍としないで√Ｍ倍としている。

また、ｆ_１、ｆ_２α_１及びα_２は、「建築物荷重指針を活かす設計資料1 ISBN978-4-8189-0632-7」に記載されている下記を適宜設定して利用したが、これらに限定されるものではない。

ｆ_１：１．６Ｈｚ～２．３Ｈｚ
ｆ_２：２．０Ｈｚ～３．０Ｈｚ
α_１：０．３８～０．５０
α_２：１．０７～１．９０

なお、本実施形態では、所定人数（歩行人数及び跳躍人数）のＭ人は、防振床７０上の最大収容人数の５０％を適用したが、これに限定されるものではない。所定人数は、建築物１０の使用方法やイベントの種類等から適宜設定すればよい。

［作用及び効果］
次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。

本実施形態の防振床構造１０２では、拘束機構１００が鉛直方向の移動が摩擦によって拘束されているので、防振床７０の上の人が歩行等の加振力の小さい動作をした際の防振床７０の揺れが抑制される。よって、防振床７０の上にいる人は、不快と感じる振動、感覚的に表現すると”ふわふわ感”を感じない又は殆ど感じない。

一方、防振床７０の上の人が跳躍着地、所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作をした際には、拘束機構１００の鉛直方向の移動を拘束する摩擦が切れて、防振装置５０の防振性能が発揮される。これにより、建築物１０の周辺の建物３００、３０２に伝播する振動が低減する。

また、防振床構造１０２では、先端部の第二摩擦プレート１６２が第一摩擦プレート１１０に面接触した状態で第二筐体１６０を第一筐体１５２に接合し、第一筐体１５２及び第二筐体１６０内に充填材Ｊを充填して充填材Ｊが硬化することで第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２との面接触状態を保持している。よって、拘束機構１００が防振床７０のスラブ３０に外周部３０Ａに対する水平方向の移動を拘束しつつ、面接触した第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２との間の摩擦によって鉛直方向の移動を拘束することができる。

また、摩擦が切れる上限値を防振床７０の鉛直力をＴ_０（Ｎ）とし、防振床７０の上の人の歩行によって発生する加振力をＴ_２（Ｎ）とし、防振床７０の上の人の跳躍着地によって発生する加振力をＴ₂（Ｎ）とすると、Ｔ₂＞Ｔ_０≧Ｔ_１が成立するように設定されている。よって防振床７０の上の人が歩行をした際は防振床７０の揺れが抑制されると共に防振床７０の人が跳躍着地した際は防振装置５０の防振性能が発揮される。

［防振床構造のモックアップを用いての測定］
次に、防振床構造のモックアップを用いて、拘束機構１００による性能を確認した測定及びその結果について説明する。

（防振床のモックアップの仕様）
まず、モックアップの仕様について説明する。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すモックアップ１０４は、防振床７０（図１参照）の測定モデルとしてのコンクリートマス７５が、外周部に擁壁３５Ａが形成されたコンクリート製の支持部３５の底部３５Ｃに設けられた複数のコイルばね５３で支持されている。コンクリートマス７５と底部３５Ｃとの間は粘性ダンパー５５（図６（Ａ）参照）が接続されている。コンクリートマス７５の鉛直方向の固有振動数の設計値は１Ｈｚになるように設定されている。

図６（Ｂ）に示すように、モックアップ１０４には、ストッパー機構７８が設けられている。ストッパー機構７８は、コンクリートマス７５の底部から突出する突出部７７と、底部３５Ｃに設けられ突出部７７の周囲を囲む規制部７９と、で構成されている。

なお、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は模式的に図示している。よって、コイルばね５３及び粘性ダンパー５５は模式的に図示され、各部材の断面を示すハッチング等が省略されている。また、図６（Ａ）においては、コイルばね５３及び粘性ダンパー５５は、実線で図示している。

コンクリートマス７５の外周部７５Ａの側壁７５Ｂと擁壁３５Ａの側壁３５Ｂとの間には、拘束機構１００が設けられている。拘束機構１００は、前述の実施形態と同様の構成及び施工方法のため、説明は省略する。なお、第一摩擦プレート１１０と第二摩擦プレート１６２（図３参照）との間に作用する動摩擦係数μは０．０６である。

ここで、図６（Ａ）における左側には擁壁３５Ａが形成されていない。モックアップ１０４は実験装置であり、本測定以外にも他の種々実験を行う。よって、コイルばね５３及び粘性ダンパー５５へのアクセス及び測定時の視認性の確保等のため、図における左側には擁壁３５Ａを形成していない。

（測定方法）
次に測定方法について説明する。

コンクリートマス７５の上に、大型加振機２００及び小型加振機２１０を設置する。大型加振機２００は、正弦波加振、本測定では３．０６Ｈｚで加振を行い、その状態を維持したまま小型加振機２１０で０．５Ｈｚ～２０ＨｚまでのＳｗｅｅｐ加振を行った。

（測定結果）
次に測定結果について説明する。

図７は、大型加振機２００の出力を調整してコンクリートマス７５の振幅を順次大きくしていったときの、コンクリートマス７５のアクセレランス（振動特性）を示している。なお、「アクセレランス」とは、小型加振機２１０で加振する０．５Ｈｚ～２０Ｈｚの振動数範囲を対象に、各振動数の正弦波加振を１ｋＮの加振力で実施したときに得られるコンクリートマス７５の応答加速度と等価なものである。

図７のグラフ線Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ４５、Ｒ１２０、Ｒ２９０、Ｒ６２０は、下記の条件である。
Ｒ１：振幅０μｍ（加振無し）
Ｒ２：拘束機構無し（拘束機構設置前）
Ｒ１０：振幅１０μｍ
Ｒ２０：振幅２０μｍ
Ｒ４５：振幅４５μｍ
Ｒ１２０：振幅１２０μｍ
Ｒ２９０：振幅２９０μｍ
Ｒ６２０：振幅６２０μｍ

なお、前述のように、大型加振機２００で加振した正弦波の周波数は、３．０６Ｈｚである。この周波数３．０６Ｈｚ付近では、大型加振機２００の由来の振動成分が支配的になり、小型加振機２１０の由来の振動成分が相対的に極小化される。よって、周波数３．０６Ｈｚ付近は、著しく信頼性が低いデータとなり、有効なデータが得られない。したがって、図７では、２．５Ｈｚ～３．５Ｈzの結果を削除して図示している。

この図７のグラフより、アクセレランスに関してはコンクリートマス７５の変位に対して顕著な振幅依存性があることがわかる。

具体的には、大型加振機２００の出力が大きくなるに従って、言い換えるとコンクリートマス７５の振幅が大きくなるに従って、拘束機構１００が無い場合（「Ｒ２：拘束機構無し（拘束機構設置前）」）、すなわち本来のコンクリートマス７５の防振性能に近づくことが確認できる。したがって、拘束機構１００を設けても縦ノリ（跳躍着地）を行った場合は、防振性能が発揮されることが判る。

一方で、大型加振機２００の出力が小さい場合、言い換えるとコンクリートマス７５の振幅が１０μｍ～２０μｍの場合（Ｒ１０及びＲ２０）は、歩行や小走り等の加振力の小さい動作をする場合の振動特性に相当する。そして、前述した本来のコンクリートマス７５の防振性能に近い振幅６２０μｍ（Ｒ６２０）のピーク振動数１．１３Ｈｚの値に対して、コンクリートマス７５の振幅１０～２０μｍの１．１３Ｈｚの値は、数十分の一程度の応答に抑えられている。したがって、拘束機構１００を設けることで、歩行や小走り等の加振力の小さい動作で生じるコンクリートマス７５の振動を抑制可能であることが確認できる。

より具体的に説明すると、「Ｒ１：振幅０μｍ（加振無し）加振なし」と、変位振幅が小さい「Ｒ１０：振幅１０μｍ」及び「Ｒ２０：振幅２０μｍ」では、拘束機構１００の摩擦が大きく影響し、「Ｒ２：拘束機構無し（拘束機構設置前）」で１．２５Ｈｚであった低振動数防振床の固有振動数が６．３Ｈｚ～１２．５Ｈｚへと向上し、５Ｈｚ以下でのアクセレランスが小さくなっている。

また、変位振幅が大きくなるほど拘束機構１００の摩擦の影響は小さく、５Ｈｚ以下のアクセレランスは大きくなっている。例えば、「Ｒ６２０：振幅６２０μｍ」では、「Ｒ２：拘束機構無し（拘束機構設置前）」と比べて、固有振動数が１．１３Ｈｚと約１０％程度低く、アクセレランスのピーク値が約３０％程度低くなっている。

図８は、図７の１．２５Ｈｚ、１．６Ｈｚ、２．０Ｈｚ及び２．５Ｈｚの振動数におけるコンクリートマス７５の変位振幅とアクセレランス低減倍率との関係を示すグラフである。具体的には、変位振幅を与えたときの値に対する「Ｒ１：振幅０μｍ（加振無し）加振なし」の値の比率をアクセレランス低減倍率として求めたものである。なお、１．２５Ｈｚ、１．６Ｈｚ及び２．０Ｈｚは、歩行を想定したピッチである。２．５Ｈｚは、小走りを想定したピッチである。

図８より、変位振幅が大きくなるほど及び振動数が低くなるほど、アクセレランス低減倍率が低くなっていることが判る。具体的には、「Ｒ６２０：振幅６２０μｍ」は、「Ｒ１：振幅０μｍ（加振無し）加振なし」に対して、アクセレランスは、１．２５Ｈｚで約１/３２、１．６Ｈｚで約１/１３、２．０Ｈｚで約１/６、そして２．５Ｈｚで約１/２まで低減されており、加振力が大きい場合は、防振性能を発揮することが確認できる

また、「Ｒ１０：振幅１０μｍ」及び「Ｒ２０：振幅２０μｍ」では、いずれの振動数についても「Ｒ１：振幅０μｍ（加振無し）」と大きな差がなく、加振力が小さい場合は、コンクリーマス７５が拘束されていることが確認できる。

以上の結果から、防振床構造１０２は、拘束機構１００が鉛直方向の移動を摩擦によって拘束しているので、防振床７０の上の人が歩行等の加振力の小さい動作をした際の防振床７０の揺れが抑制され、防振床７０の上にいる人に対して、不快と感じる振動、感覚的に表現すると”ふわふわ感”を感じさせない効果があることが確認された。一方、防振床７０の上の人が跳躍着地、所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作をした際には、拘束機構１００の鉛直方向の移動を拘束する摩擦が切れて、防振装置５０の防振性能が発揮される。これにより、建築物１０の周辺の建物３００、３０２に伝播する振動が低減することが確認された。

（測定結果からの概算例）
次に、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すモックアップ１０４における拘束機構１００の最大摩擦力となる加振力Ｔ_０であるコンクリートマス７５の鉛直Ｑと、垂直抗力Ｎと、コンクリートマス７５の上を二人が歩行したとき加振力Ｔ_１と、について概算した例を説明する。

図７において、「Ｒ２０：振幅２０μｍ」の結果までを「Ｒ１：振幅０μｍ（加振無し）」と略同等と見做した場合、大型加振機２００による３．０６Ｈｚでの加振で２０μｍの振幅があることから、
「振幅×（２πf）×２」により加速度を算出すると、
加速度＝２０[μｍ］×(２π×３．０６[Ｈｚ]）×２＝０．００７４[ｍ/ｓ²]
コンクリートマス７５の重量は６０[ｔ]であるから、コンクリートマス７５の鉛直力Ｑは、
鉛直力Ｑ＝６０[ｔ]×０．００７４[ｍ/ｓ^２]＝０．４４４[ｋＮ]
動摩擦係数μは、０．０６であるので。
垂直抗力Ｎ＝０．４４４[ｋＮ]／０．０６＝７．４[ｋＮ]となる。

なお、コンクリートマス７５の上を実際に二人で歩行してもコンクリートマス７５は拘束されており、”ふわふわ感”を感じなかった。

二人が歩行したとき加振力Ｔ_１は、平均体重を６０[ｋｇ]とし、α_１を０．４とすると、
√２×（６０kg×９．８）×０．４≒０．３３３[ｋＮ]
となる。

コンクリートマス７５の鉛直力Ｑの０．４４４[ｋＮ］を静摩擦による抵抗力の上限値、すなわち最大摩擦力Ｆ_０となる加振力Ｔ_０と見做せば、コンクリートマス７５の上を二人が歩行したときの加振力Ｔ_１である０．３３３[ｋＮ]は、それを下回るため、コンクリートマス７５の上を実際に二人で歩行しても”ふわふわ感”を感じなかったことと合致する。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

例えば、上記実施形態では、拘束機構１００は、第二摩擦プレート１６２を有する筐体１５０及び充填材Ｊを外周部３０Ａ側に設け、第一摩擦プレート１１０を防振床７０側に設けたが、これに限定されない。第二摩擦プレート１６２を有する筐体１５０及び充填材Ｊを防振床７０側に設け、第一摩擦プレート１１０を外周部３０Ａ側に設けてもよい。

また、例えば、上記実施形態では、スラブ３０の外周部３０Ａの側壁３０Ｂと防振床７０の外周部７０Ａの側壁７０Ｂとの間は、拘束機構１００が設けられているが、これに限定されない。例えば、スラブ３０の底版３６と防振床７０との間に設けてもよい。この場合、例えば、スラブ３０の底版３６及び防振床７０に、図６（Ｂ）に示すモックアップ１０４のストッパー機構７８の突出部７７及び規制部７９のような部材を設け、これら突出部７７と規制部７９との間に拘束機構１００を設ける等すればよい。

拘束機構１００は、第一摩擦プレート１１０と、第二摩擦プレート１６２を有する筐体１５０及び充填材Ｊと、を有して構成されていたが、これに限定されない。防振床７０の上の人が歩行等の加振力の小さい動作をした際には摩擦によって防振床の鉛直方向の移動が拘束され、防振床の上の人が所謂縦ノリ等の加振力が大きい動作をした際には摩擦が切れて防振装置が防振性能を発揮する機構であれば、どのような機構であってもよい。

更に、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。

１０建築物
３２構造体
５０防振装置
７０防振床
７５コンクリートマス
１００拘束機構
１０２防振床構造
１０４モックアップ
１１０第一摩擦プレート
１５０筐体
１５２第一筐体
１６０第二筐体
１６２第二摩擦プレート
Ｊ充填材

Claims

構造体に設置された防振装置に支持された防振床と、
前記構造体と前記防振床との間に設けられ、前記防振床の前記構造体に対する水平方向の移動を拘束すると共に鉛直方向の移動を拘束する摩擦が切れると前記防振装置が防振性能を発揮する拘束機構と、
を備えた防振床構造。
前記拘束機構は、
前記構造体又は前記防振床の一方に鉛直方向に沿って設けられた第一摩擦プレートと、
前記構造体又は前記防振床の他方から水平方向に突出する第一筐体と、
前記第一筐体にスライド可能に設けられ、先端部の第二摩擦プレートが前記第一摩擦プレートに面接触した状態で前記第一筐体に接合された第二筐体と、
前記第一筐体内及び前記第二筐体内に充填されて硬化し、前記第一摩擦プレートと前記第二摩擦プレートとの面接触状態を保持する充填材と、
を備えた請求項１に記載の防振床構造。
前記拘束機構は、
前記摩擦が切れる加振力を前記防振床の鉛直力であるＱ（Ｎ）とし、
前記防振床の上の人の歩行によって発生する加振力をＴ_１（Ｎ）とし、
前記防振床の上の人の跳躍着地によって発生する加振力をＴ₂（Ｎ）とすると、
Ｔ₂＞Ｑ≧Ｔ_１
が成立するように設定されている、
請求項１又は請求項２に記載の防振床構造。