JP2023088676A - 床制振構造 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト化を図りながら効果的に上階側及び下階側の床部の振動を抑制する。
【解決手段】上階側及び下階側の床部Ｆのうちの少なくとも一方側が、一対の第１大梁１１と一対の第２大梁１２とで囲われてなる構面１０ａ内に、一対の第１大梁１１間に架設されて剛接合された第１小梁２１と、第１小梁２１と一対の第２大梁１２の一方側１２ａとの間に架設されてピン接合された第２小梁２２と、を配置してなる床架構１０を有すると共に、当該床架構１０において、第１小梁２１が、平面視で振動伝達部材３０に対して重畳する位置に配置されている
【選択図】図１

Description

本発明は、上階側の床部と下階側の床部との間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材を介在させて、当該床部の振動を抑制する床制振構造に関する。

特許文献１には、上階側及び下階側の夫々の床部（スラブ４）間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材（支柱８）を介在させて、当該床部の振動を抑制する床制振構造が開示されている。このような床制振構造では、上階側の床部及び下階側の床部が、一方側の鉛直方向の振動（本願では単に「振動」と呼ぶ場合がある。）が振動伝達部材を通じて他方側に伝達されることにより一体的に振動することになるので、有効質量の増加により当該振動を軽減することができる。
更に、この特許文献１記載の床制振構造は、床部の剛性を増加させることなく効果的に床部の振動を抑制するために、振動伝達部材（支柱８）に粘弾性体からなるダンパー部材を内装させて、床部の振動の一部を当該ダンパー部材に吸収させるように構成されている。

特開２００５－３３６７１４号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の床制振構造では、効果的に床部の振動を抑制するためには、比較的高価なダンパー部材を振動伝達部材に内装させる必要がある。また、床部の剛性を増加させれば、このようなダンパー部材を省略した振動伝達部材を採用することができるが、床部全体の剛性を増加させためのコストが嵩むことになって、結果、コスト面の問題を解決することは困難である。
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、上階側の床部と下階側の床部との間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材を介在させて、当該床部の振動を抑制する床制振構造において、低コスト化を図りながら効果的に床部の振動を抑制することができる技術を提供する点にある。

本発明の第１特徴構成は、上階側の床部と下階側の床部との間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材を介在させて、当該床部の振動を抑制する床制振構造であって、
前記上階側の床部及び前記下階側の床部のうちの少なくとも一方側の床部が、第１水平方向に延在する一対の第１大梁と当該第１水平方向と交差する第２水平方向に延在する一対の第２大梁とで囲われてなる構面内に、前記一対の第１大梁間に架設されて当該一対の第１大梁に対して剛接合された第１小梁と、前記第１小梁と前記一対の第２大梁の一方側との間に架設されて当該第１小梁及び当該第２大梁の一方側に対してピン接合された第２小梁と、を配置してなる床架構を有すると共に、当該床架構において、前記第１小梁が、平面視で前記振動伝達部材に対して重畳する位置に配置されている点にある。

本構成によれば、上階側の床部と下階側の床部とが、それらの間に介在された振動伝達部材を介して一方側の鉛直方向の振動（本願では単に「振動」と呼ぶ場合がある。）が他方側に伝達されることにより、その振動伝達部材の上下夫々の部分において一体的に振動することになる。よって、振動における有効質量の増加により、上階側の床部及び下階側の床部の振動を軽減することができる。
そして、上階側の床部及び下階側の床部の少なくとも一方側の床部が有する床架構では、一対の第１大梁とそれに略直角で交差する一対の第２大梁とで囲われてなる構面内において、一対の第１大梁間に架設された第１小梁が、当該一対の第１大梁に対して剛接合された上で、第１小梁と一対の第２大梁の一方側との間に架設されて双方にピン接合された比較的短尺な第２小梁により支持されることになる。よって、梁断面の増加を伴うことなく第１小梁の剛性を高めて、当該第１小梁が設けられた床架構を有する床部の振動を抑制することができる。
更に、上記床架構に配置された剛性が高い上記第１小梁を、上記振動伝達部材の直下又は直上において平面視で上記振動伝達部材に対して重畳する位置に配置するというように、コストが嵩まない構成を採用することにより、その床架構を有する床部が振動伝達部材の介在により上階側又は下階側の床部と共に一体的に振動するにあたり、その振動に対して第１小梁の剛性を直接的に作用させて、当該振動を一層抑制することができる。
従って、本発明により、上階側の床部と下階側の床部との間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材を介在させて、当該床部の振動を抑制する床制振構造において、低コスト化を図りながら床部の振動を効果的に抑制することができる技術を提供することができる。

本発明の第２特徴構成は、前記上階側の床部上及び前記下階側の床部上の夫々に、前記振動伝達部材としての間仕切壁が設けられており、
前記上階側の床部上に設けられた前記間仕切壁と、前記下階側の床部上に設けられた前記間仕切壁とが、平面視で互いに異なる位置に配置されている点にある。

本構成によれば、上階側の床部と下階側の床部との間で振動を伝達するための上記振動伝達部材として、上階側の床部と下階側の床部との間の室内空間を間仕切るために設けられた間仕切壁を利用することができる。そして、このように間仕切壁を上記振動伝達部材として利用する場合には、上階側の床部上に設けられた間仕切壁と、下階側の床部上に設けられた間仕切壁とを、平面視で互いに異なる位置に配置することで、上階側の床部と下階側の床部とを互いに異なる固有の振動モードで振動させて、これら固有の振動モードの干渉効果によって上階側の床部及び下階側の床部の振動を一層効果的に抑制することができる。

本発明の第３特徴構成は、前記上階側の床部上及び前記下階側の床部上の夫々に、前記振動伝達部材としての間柱が設けられており、
前記上階側の床部上に設けられた前記間柱と、前記下階側の床部上に設けられた前記間柱とが、平面視で互いに異なる位置に配置されている点にある。

本構成によれば、上階側の床部と下階側の床部との間で振動を伝達するための上記振動伝達部材として、上階側の床部と下階側の床部との間に例えば間仕切壁を支持するために設けられた間柱を利用することができる。そして、このように間柱を上記振動伝達部材として利用する場合には、上階側の床部上に設けられた間柱と、下階側の床部上に設けられた間柱とを、平面視で互いに異なる位置に配置することで、上階側の床部と下階側の床部とを互いに異なる固有の振動モードで振動させて、これら固有の振動モードの干渉効果によって上階側の床部及び下階側の床部の振動を一層効果的に抑制することができる。

本実施形態の床制振構造における床架構の平面図 本実施形態の床制振構造における第２水平方向視の立面図 本実施形態の床制振構造における第１水平方向視の立面図

本発明に係る床制振構造の実施形態について図面に基づいて説明する。
本実施形態では、図２及び図３に示すように、１階部分Ａ１、２階部分Ａ２、３階部分Ａ３を有する３階層以上の建物において、本実施形態の床制振構造（以下「本床制振構造」と呼ぶ。）が採用されている。
そして、本床制振構造は、上階側の床部Ｆと下階側の床部Ｆとの間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材３０を介在させて、当該床部Ｆの振動を抑制するものとして構成されている。

なお、上記振動伝達部材３０としては、上階側の床部Ｆ２，Ｆ３と下階側の床部Ｆ１，Ｆ２との間の室内空間Ｓを例えば居室Ｓ１と廊下Ｓ２とに間仕切るために設けられた間仕切壁３１（図２及び図３参照）や、その間仕切壁３１に設けられた扉３３を挟んで両側に配置される間柱３２（図３参照）のように、上階側の床部Ｆ２，Ｆ３及び下階側の床部Ｆ１，Ｆ２上に配置されて、これら床部Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３に亘って鉛直方向に延在する部材が利用される。

１階部分Ａ１を基準とした本床制振構造では、上階側である２階部分Ａ２の２階床部Ｆ２と、下階側である１階部分Ａ１の１階床部Ｆ１との間に、それらに対して鉛直方向の振動が伝達可能な状態で、間仕切壁３１や間柱３２などの振動伝達部材３０が介在されている。このことで、２階床部Ｆ２及び１階床部Ｆ１が、一方側の鉛直方向の振動が振動伝達部材３０を通じて他方側に伝達されることにより、その振動伝達部材３０の上下夫々の部分において一体的に振動することになるので、有効質量の増加により当該床部Ｆ２，Ｆ１の振動が抑制される。
また、２階部分Ａ２を基準とした本床制振構造では、上階側である３階部分Ａ３の３階床部Ｆ３と、下階側である２階部分Ａ２の２階床部Ｆ２との間に、それらに対して鉛直方向の振動が伝達可能な状態で、間仕切壁３１や間柱３２などの振動伝達部材３０が介在されている。このことで、３階床部Ｆ３及び２階床部Ｆ２が、一方側の鉛直方向の振動が振動伝達部材３０を通じて他方側に伝達されることにより、その振動伝達部材３０の上下夫々の部分において一体的に振動することになるので、有効質量の増加により当該床部Ｆ３，Ｆ２の振動が抑制される。

本床制振構造が採用された建物では、図１に示すように、各階の床部Ｆが、第１水平方向Ｘに延在する一対の鉄骨製の第１大梁１１と当該第１水平方向Ｘと略直角で交差する第２水平方向Ｙに延在する一対の鉄骨製の第２大梁１２とが柱１５の仕口部において交差する床架構１０を有する。そして、この床架構１０上に各階の床スラブ５が構築される。
そして、本床制振構造では、低コスト化を図りながら床部Ｆの振動を効果的に抑制するための特徴を有しており、その詳細について以下に説明を加える。

図１に示すように、本床制振構造では、床架構１０の構面１０ａ内に、鉄骨製の第１小梁２１と鉄骨製の第２小梁２２とが配置されている。
第１小梁２１は、一対の第１大梁１１間に架設されて当該一対の第１大梁１１に対して端部２１ａにて溶接等により剛接合されている。
一方、第２小梁２２は、第１小梁２１と一対の第２大梁１２の一方側１２ａとの間に架設されて当該第１小梁２１及び当該第２大梁１２の一方側１２ａに対して端部２２ａにてガセットプレートとボルト等によりピン接合されている。
そして、このように床架構１０の構面１０ａ内に第１小梁２１及び第２小梁２２を配置することで、一対の第１大梁１１間に架設された第１小梁２１が、当該一対の第１大梁１１に対して剛接合された上で、第１小梁２１と一対の第２大梁１２の一方側１２ａとの間に架設されて双方にピン接合された比較的短尺な第２小梁２２により支持されることになる。よって、梁断面の増加を伴うことなく第１小梁２１の剛性が高くなって、その第１小梁２１が設けられた床架構１０を有する床部Ｆの振動が抑制される。
なお、本実施形態では、一の構面１０ａ内の第１小梁２１と一対の第２大梁１２の一方側１２ａとの間において、２本の第２小梁２２を並設しているが、この第２小梁２２の並設本数については、適宜変更可能である。

更に、上述のように第１小梁２１及び第２小梁２２が配置された床架構１０において、図１～図３に示すように、剛性が高くなった第１小梁２１が、平面視で振動伝達部材３０に対して重畳する位置に配置されている。具体的には、居室Ｓ１と廊下Ｓ２とを区画する間仕切壁３１や、その間仕切壁３１に設けられた扉３３の間柱３２などの振動伝達部材３０が、各階の床部Ｆの床架構１０における第１小梁２１の直下に配置されている。
すると、その第１小梁２１が配置された床架構１０を有する床部Ｆにおける振動伝達部材３０の直上の部分が、当該第１小梁２１の直下の振動伝達部材３０の介在により、下階側の床部Ｆにおける振動伝達部材３０の直下の部分と共に一体的に振動する。そして、その振動に対して第１小梁２１の剛性が直接的に作用して、当該床部Ｆの振動が一層抑制されることになる。
また、図１に示すように、第１小梁２１は、一対の第１大梁１１間に架設されていることから、第１大梁１１を挟んで隣接する構面１０ａにおいて夫々の第１小梁２１を直線状に配置することができる。よって、第１大梁１１を挟んで並ぶ複数の構面１０ａの範囲に亘って設けられる廊下Ｓ２とそれに隣接する居室Ｓ１とを区画するための間仕切壁３１を、それら複数の構面１０ａにおいて直線状に配置された第１小梁２１の直下に好適に配置することができる。

本床制振構造では、床部Ｆの振動を一層効果的に抑制するために、図２及び図３に示すように、１階部分Ａ１を基準とした上階側である２階部分Ａ２の２階床部Ｆ２上に設けられた間仕切壁３１や間柱３２と、その下階側である１階部分Ａ１の１階床部Ｆ１上に設けられた間仕切壁３１や間柱３２とが、平面視で互いに異なる位置に配置されている。
例えば、図２に示すように、第２大梁１２の延在方向に平行な第２水平方向Ｙ視においては、３階床部Ｆ３の床架構１０における第１小梁２１と、２階床部Ｆ２の床架構１０における第１小梁２１とが、第１水平方向Ｘ（図２の左右方向）において互いに異なる位置に配置されており、３階床部Ｆ３の床架構１０における第１小梁２１に対して、その直下に配置された２階床部Ｆ２上の間仕切壁３１が接続され、２階床部Ｆ３の床架構１０における第１小梁２１に対して、その直下に配置された１階床部Ｆ１上の間仕切壁３１が接続されている。
また、図３に示すように、第１大梁１１の延在方向に平行な第１水平方向Ｘ視においても、３階床部Ｆ３の床架構１０における第１小梁２１の直下に配置された２階床部Ｆ２上の間仕切壁３１と、２階床部Ｆ２の床架構１０における第１小梁２１の直下に配置された１階床部Ｆ１上の間仕切壁３１との夫々に対し、第１水平方向Ｘにおいて互いに異なる位置に扉３３及びその両側に位置する間柱３２が配置されている。
このような構成により、上階側及び下階側の夫々の床部Ｆは互いに異なる固有の振動モードで振動することになって、これら固有の振動モードの干渉効果によって上階側及び下階側の床部Ｆの振動が一層効果的に抑制されることになる。

〔別実施形態〕
本発明の他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用することに限らず、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。

（１）上記実施形態では、間仕切壁３１や間柱３２などの振動伝達部材３０を、床架構１０における第１小梁２１に対して直下に配置して接続したが、同第１小梁２１に対して直上に配置して接続するように構成しても構わない。

（２）上記実施形態では、間仕切壁３１と間柱３２との両方を、上階側と下階側において平面視で互いに異なる位置に配置したが、例えば間仕切壁３１については上階側と下階側において平面視で同じ位置に配置し、その間仕切壁３１に設けられた間柱３２のみを上階側と下階側において平面視で互いに異なる位置に配置しても構わない。

（３）上記実施形態では、間仕切壁３１及び間柱３２の両方を振動伝達部材３０として利用したが、何れか一方又は別のものを振動伝達部材として利用することもできる。

（４）上記実施形態では、階部分Ａ１、２階部分Ａ２、及び３階部分Ａ３に対して本床制振構造を適用したが、本床制振構造の適用箇所については適宜設定することができ、例えば建物全体に適用する、又は、建物の一部に集中的に適用することができる。

１０ 床架構
１０ａ 構面内
１１ 第１大梁
１２ 第２大梁
１２ａ 第２大梁の一方側
２１ 第１小梁
２２ 第２小梁
３０ 振動伝達部材
３１ 間仕切壁（振動伝達部材）
３２ 間柱（振動伝達部材）
Ｆ 床部
Ｆ１ 床部
Ｆ２ 床部
Ｆ３ 床部
Ｘ 第１水平方向
Ｙ 第２水平方向

Claims (3)

1. 上階側の床部と下階側の床部との間に、鉛直方向に延在する振動伝達部材を介在させて、当該床部の振動を抑制する床制振構造であって、
   前記上階側の床部及び前記下階側の床部のうちの少なくとも一方側の床部が、第１水平方向に延在する一対の第１大梁と当該第１水平方向と交差する第２水平方向に延在する一対の第２大梁とで囲われてなる構面内に、前記一対の第１大梁間に架設されて当該一対の第１大梁に対して剛接合された第１小梁と、前記第１小梁と前記一対の第２大梁の一方側との間に架設されて当該第１小梁及び当該第２大梁の一方側に対してピン接合された第２小梁と、を配置してなる床架構を有すると共に、当該床架構において、前記第１小梁が、平面視で前記振動伝達部材に対して重畳する位置に配置されている床制振構造。
2. 前記上階側の床部上及び前記下階側の床部上の夫々に、前記振動伝達部材としての間仕切壁が設けられており、
   前記上階側の床部上に設けられた前記間仕切壁と、前記下階側の床部上に設けられた前記間仕切壁とが、平面視で互いに異なる位置に配置されている請求項１に記載の床制振構造。
3. 前記上階側の床部上及び前記下階側の床部上の夫々に、前記振動伝達部材としての間柱が設けられており、
   前記上階側の床部上に設けられた前記間柱と、前記下階側の床部上に設けられた前記間柱とが、平面視で互いに異なる位置に配置されている請求項１又は２に記載の床制振構造。

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