JP2024042356A

JP2024042356A - 床構造

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Publication number: JP2024042356A
Application number: JP2022147018A
Authority: JP
Inventors: 英夫永松; 義行畑; 健夫小西; 克己馬渕
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 2022-09-15
Filing date: 2022-09-15
Publication date: 2024-03-28

Abstract

【課題】中空部を有する床パネルの振動を抑制するとともに、床パネルの強度を高めることが可能な床構造を提供する。【解決手段】床構造１は、所定の長手方向Ｄ１に延びる中空部２１１を有する床パネル２１と、中空部２１１内に挿入された床用補強鋼材３とを備える。この床用補強鋼材３は、中空部２１１内で長手方向Ｄ１に延びる補強鋼材本体４と、補強鋼材本体４に対して設けられた動吸振装置５と、を備える。動吸振装置５は、補強鋼材本体４に固定された弾性部材５１１と、弾性部材５１１に支持された錘部材５１２とを有する動吸振器５１を含む。補強鋼材本体４の長手方向Ｄ１の両端部は、中空部２１１の内面に固定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、建物の床構造に関するものである。

建物の床構造は、床梁と、床梁上に設けられた床パネルとを備える。このような床構造における振動を抑制するための技術が例えば特許文献１に開示される。特許文献１に開示される技術では、床梁に対してチューンドマスダンパーが設けられる。このチューンドマスダンパーは、床梁に固定される中空の剛性補強体と、剛性補強体の内側に粘弾性材を介して設けられたマスと、を備える。チューンドマスダンパーは、床梁の振動に対して慣性力に基づきマスが反対方向に動くことにより、床梁の振動を抑制可能である。

特開２００８―２９７７５１号公報

ところで、床構造では、床パネルとして、所定の長手方向に延びる中空部を有する床パネルを用いる場合がある。この場合、中空部を有する床パネルの振動を抑制することに加えて、例えば火災時を想定した耐火性能を向上させるために床パネルに加わる積載荷重に耐え得るように床パネルの強度が必要となる。しかしながら、特許文献１に開示される技術では、事務所用途など床パネルに要求される積載荷重に対する耐性については想定されておらず、床パネルの強度が不十分である虞がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、中空部を有する床パネルの振動を抑制するとともに、床パネルの強度を高めることが可能な床構造を提供することにある。

上記課題を解決するために、第一の発明に係る床構造は、建物の床構造であって、所定の長手方向に延びる中空部を有する床パネルと、前記中空部内に挿入された床用補強鋼材と、を備える。前記床用補強鋼材は、前記中空部内で前記長手方向に延びる補強鋼材本体と、前記補強鋼材本体に固定された弾性部材と、前記長手方向に延びるとともに前記弾性部材に支持された錘部材とを有する動吸振器を含む動吸振装置と、を備える。前記補強鋼材本体は、前記中空部の内面に固定されている。

第一の発明に係る床構造によれば、床パネルの中空部内に挿入された床用補強鋼材において、中空部の内面に補強鋼材本体が固定され、当該補強鋼材本体に対して動吸振器を含む動吸振装置が設けられる。この動吸振装置によって重量床衝撃音の決定周波数帯域の振動を抑制することができる。これにより、衝撃力が加わることによる床衝撃音を抑制することができる。しかも、補強鋼材本体は、中空部内で長手方向に延び、中空部の内面に固定されているので、補強鋼材本体の曲げ剛性を利用して中空部を有する床パネルの強度を高めることが可能となる。

第二の発明は、第一の発明に係る床構造において、前記床パネルは、前記長手方向の一方の端面から前記長手方向の所定範囲に設定され、切欠き部の形成を許容する一方側端部領域を有し、前記補強鋼材本体は、前記中空部内における前記長手方向の前記一方側端部領域以外の領域に設けられていてもよい。

この態様では、補強鋼材本体は、床パネルの中空部内における長手方向の一方側端部領域以外の領域に設けられているので、床パネルの一方側端部領域には切欠き部の形成が可能である。床パネルの一方側端部領域における切欠き部の形成によって、建物において床構造に対して設けられる柱材と床パネルとの干渉の回避が可能である。

第三の発明は、第二の発明に係る床構造において、前記床パネルは、前記長手方向の他方の端面から前記長手方向の所定範囲に設定され、切欠き部の形成を許容する他方側端部領域を有し、前記補強鋼材本体は、前記中空部内における前記長手方向の前記一方側端部領域及び前記他方側端部領域以外の領域に設けられていてもよい。

この態様では、床パネルの長手方向において一方側端部領域及び他方側端部領域の両端部領域に切欠き部の形成が可能である。しかも、補強鋼材本体が中空部内における長手方向の一方側端部領域及び他方側端部領域以外の領域に設けられているので、床パネルにおける切欠き部の形成を許容しながら、補強鋼材本体による床パネルに対する最大限の補強が可能である。

第四の発明は、第一から第三のいずれか一つの発明に係る床構造において、前記動吸振装置は、前記床パネルの前記長手方向の長さ寸法に対応した前記補強鋼材本体の前記長手方向の長さ寸法に応じて、１又は複数の前記動吸振器を含んでもよい。

動吸振装置に含まれる動吸振器は、錘部材の長手方向の長さ寸法の違いに応じて固有振動数が異なる。このため、動吸振器の組み合わせに基づいて、動吸振装置の固有振動数を調整することができる。この場合、例えば、床パネルの長手方向の長さ寸法に対応した補強鋼材本体の長手方向の長さ寸法に応じて、補強鋼材本体に対して設けられる動吸振器の組み合わせを設定する。動吸振器の組み合わせに基づき固有振動数が調整された動吸振装置によって、長手方向の長さ寸法の異なる複数種の床パネルが複雑に組み合わさった床構成であっても、床衝撃音性能を決定づける帯域における制振性能を向上させることができる。このため、長手方向の長さ寸法の異なる複数種の床パネルのそれぞれに対応して、衝撃力が加わることによる床衝撃音を幅広く抑制することができる。

第五の発明は、第一から第四のいずれか一つの発明に係る床構造において、前記補強鋼材本体は、前記中空部内に挿入された状態で、前記中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定されてもよい。

床構造は、火災時を想定した耐火性能を有することが要求される。この場合、床パネルに上方から所定の積載荷重が加えられた状態で下方から火炎に晒されたときに、床パネルの下面に亀裂などが生じて床パネルの強度が低下した場合でも、積載荷重に耐え得るのに十分な床パネルの強度が必要となる。そこで、補強鋼材本体は、床パネルの中空部内に挿入された状態で、中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定される。この場合、火災時などにおいて下方からの火炎によって床パネルの下面に亀裂などが生じて床パネルの強度が低下した場合でも、中空部上面に固定された補強鋼材本体によって所定の積載荷重に耐え得るための所定の床強度を保持することができる。

第六の発明は、第一から第五のいずれか一つの発明に係る床構造において、前記補強鋼材本体は、前記長手方向に延びる軸を中心として内部空間を取り囲む周壁部を有し、前記動吸振装置は、前記内部空間内の前記周壁部に設けられてもよい。

この態様では、補強鋼材本体は、内部空間を取り囲む周壁部を有することにより曲げ剛性が高まるので、床パネルの強度を高める効果が増大する。しかも、補強鋼材本体は、周壁部の内部空間内の周壁部に設けられた動吸振装置を保護する機能も有する。

第七の発明は、第六の発明に係る床構造において、前記補強鋼材本体は、前記周壁部の前記長手方向と直交する上下方向に沿った高さ寸法が、前記中空部の前記上下方向に沿った高さ寸法よりも小さい値に設定されてもよい。この場合、前記補強鋼材本体は、前記中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定された状態で、前記中空部の内面において前記中空部上面と対向する中空部下面との間に隙間が形成される。

この態様では、周壁部の高さ寸法が中空部の高さ寸法よりも小さい値に設定されているので、補強鋼材本体は、中空部内において中空部上面に固定された状態で中空部下面との間に隙間が形成される。これにより、床パネルの下面が火炎に晒された状態において、床パネルの下面から上面への補強鋼材本体を経由した熱の伝達を抑制することができる。このため、下方からの火炎によって床パネルの上面にまで亀裂などが生じることを抑制しつつ、中空部上面に固定された補強鋼材本体によって床パネルの強度を高めることが可能となる。

第八の発明は、第六又は第七の発明に係る床構造において、前記周壁部は、前記内部空間を上から覆い、前記中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定される上周壁片と、前記内部空間を下から覆うとともに前記上周壁片に取り付けられ、前記弾性部材が固定される下周壁片と、を有していてもよい。

この態様では、補強鋼材本体の周壁部は、上周壁片と、その上周壁片に取り付けられる下周壁片と、を有している。この場合、補強鋼材本体は、周壁部の上周壁片が中空部内の中空部上面に固定されることにより、中空部を有する床パネルの強度を高めることが可能となる。しかも、動吸振器の弾性部材が固定されるように動吸振装置を下周壁片に配置し、その後、下周壁片を上周壁片に取り付けることにより、周壁部の内部空間内に動吸振装置を簡単に設けることができる。

以上説明したように、本発明によれば、中空部を有する床パネルの振動を抑制するとともに、床パネルの強度を高めることが可能な床構造を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る床構造の斜視図である。床構造において床パネルの中空部に床用補強鋼材が挿入された状態を示す断面図である。床用補強鋼材の分解斜視図である。床用補強鋼材の動吸振装置に含まれる複数の動吸振器の断面図である。床パネルの中間領域の長さ寸法の違いに応じた床用補強鋼材における補強鋼材本体と動吸振器との組み合わせを示す断面図であって、第１～第３床パネルに対応した組み合わせを示す図である。床パネルの中間領域の長さ寸法の違いに応じた床用補強鋼材における補強鋼材本体と動吸振器との組み合わせを示す断面図であって、第４及び第５床パネルに対応した組み合わせを示す図である。床パネルの中間領域の長さ寸法の違いに応じた床用補強鋼材における補強鋼材本体と動吸振器との組み合わせを示す断面図であって、第６及び第７床パネルに対応した組み合わせを示す図である。

以下、本発明の実施形態に係る床構造について、図面に基づいて説明する。なお、以下では、方向関係についてはＸＹＺ直交座標軸を用いて説明する。Ｘ軸方向は水平面と平行な方向であり、Ｙ軸方向は水平面上でＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向はＸ、Ｙ両方向に直交する上下方向である。

図１には、本実施形態に係る床構造１が示されている。また、図２には、床パネル２１の中空部２１１に床用補強鋼材３が挿入された状態が示されており、図３には、床用補強鋼材３の斜視図が示されている。床構造１は、例えば鉄骨造の建物の一部であって、一の階層の床を構成する。床構造１は、所定の長手方向Ｄ１に延びる中空部２１１を有する床パネル２１を含む床体２と、中空部２１１内に挿入された床用補強鋼材３と、床パネル２１を支持する複数の床梁６と、床梁６上に設けられた複数の防振材７と、を備える。

図１の例では、複数の床梁６は、Ｘ軸方向に延び、Ｙ軸方向に所定の間隔を隔てて互いに平行するように配置される。床梁６は、例えば、断面形状がＨ形のＨ形鋼によって構成される。この場合、床梁６は、一対のフランジ６１と、両フランジ６１同士を接続するウェブ６２とを有する。床梁６は、一対のフランジ６１がＺ軸方向に並んだ状態でＸ軸方向に延びるように配置される。

床体２の床パネル２１は、互いに隣り合う２本の床梁６同士の間に跨るように配置された状態で各床梁６に下方側から支持される。床パネル２１は、例えば、中空押出セメント板によって構成され、所定の長手方向Ｄ１に延びる少なくとも１つの中空部２１１を有している。床パネル２１は、中空部２１１の長手方向Ｄ１に延びる矩形の平面形状を有する板状の部材である。床パネル２１は、中空部２１１の長手方向Ｄ１がＹ軸方向と一致するように配置された状態で、図１に示されるように２本の床梁６間に架け渡される。具体的には、床パネル２１は、長手方向Ｄ１（Ｙ軸方向）の各端部が各床梁６のフランジ６１によって下方側から支持される。なお、長手方向Ｄ１に見た中空部２１１の形状は特に限定されるものではないが、例えば矩形状である。また、図１の例では、床パネル２１は、Ｘ軸方向に並ぶ６つの中空部２１１を有している。

また、図２に示されるように、床パネル２１は、長手方向Ｄ１の両端のそれぞれに設けられた一対の端部領域２１ＲＡと、長手方向Ｄ１において一対の端部領域２１ＲＡの間の中間領域２１ＲＢと、を有している。一対の端部領域２１ＲＡは、床パネル２１の長手方向Ｄ１の一方の端面から長手方向Ｄ１の所定範囲に設定された一方側端部領域と、床パネル２１の長手方向Ｄ１の他方の端面から長手方向Ｄ１の所定範囲に設定された他方側端部領域と、を含む。中間領域２１ＲＢは、床パネル２１において一対の端部領域２１ＲＡ以外の領域となる。床パネル２１において、一対の端部領域２１ＲＡは、床梁６によって支持されるとともに、図１に示される床梁６上に立設される柱材８との干渉を回避するための切欠き部２２の形成を許容する領域である。なお、一対の端部領域２１ＲＡのうちの一方側端部領域のみが、切欠き部２２の形成を許容する領域とされてもよい。

また、図２に示されるように、床パネル２１は、中間領域２１ＲＢにおいて中空部２１１と連通するとともにボルト９が挿通される複数のボルト孔２１２を有している。本実施形態では、複数のボルト孔２１２は、床パネル２１の上面から中空部２１１まで延びる孔であり、床パネル２１の長手方向Ｄ１において少なくとも両端にそれぞれ設けられる。なお、床パネル２１の長手方向Ｄ１において両端の間の領域にボルト孔２１２が設けられていてもよい。また、複数のボルト孔２１２は、挿通されるボルト９の頭部が床パネル２１の上面から上方に突出することを抑制可能に座ぐりが形成されていてもよい。

複数の防振材７はそれぞれ、床梁６に対する床パネル２１の相対移動に応じて弾性変形可能な部材である。防振材７は、例えば、ポリウレタンなどの合成樹脂やゴムによって構成される。複数の防振材７はそれぞれ、床梁６と床パネル２１との間で弾性変形することにより、床パネル２１から床梁６への振動の伝達を抑制する。防振材７の寸法や硬さ、配置位置、及び個数は、床パネル２１から床梁６への振動の伝達を的確に抑制することが可能となるように、防振材７が受ける荷重（すなわち、防振材７の上に配置される床パネル２１の重量及び床パネル２１が受ける荷重）に基づいて設定される。図１では、床梁６の一対のフランジ６１のうちの上方側のフランジ６１上において、複数の防振材７が配置される例が示されている。

図１及び図２に示されるように、床用補強鋼材３は、床パネル２１の中空部２１１に挿入して用いられる構造体である。床パネル２１が複数の中空部２１１を有する場合、１つ以上の中空部２１１に床用補強鋼材３が挿入される。例えば、図１に示されるように、床パネル２１がＸ軸方向に並ぶ６つの中空部２１１を有する場合、６つの中空部２１１の全てに床用補強鋼材３が挿入されてもよいし、６つの中空部２１１のうちの１つの中空部２１１に床用補強鋼材３が挿入されてもよいし、６つの中空部２１１のうちの２以上６未満の中空部２１１に床用補強鋼材３が挿入されてもよい。

図２に加えて図３を参照しながら、床用補強鋼材３を詳細に説明する。床用補強鋼材３は、補強鋼材本体４と、補強鋼材本体４に対して設けられる動吸振装置５と、を備える。

補強鋼材本体４は、鋼材によって構成される。補強鋼材本体４は、床パネル２１の中空部２１１内に挿入可能な断面形状を有し、中空部２１１内に挿入された状態で中空部２１１の内面に固定される。補強鋼材本体４は、中空部２１１の長手方向Ｄ１に延びる所定の長さを有するとともに、長手方向Ｄ１に対する所定の曲げ剛性を有する。補強鋼材本体４は、中空部２１１内で長手方向Ｄ１に延び、その長手方向Ｄ１の少なくとも両端部が中空部２１１の内面に固定されている。

動吸振装置５は、補強鋼材本体４に固定された弾性部材５１１と、長手方向Ｄ１に延びるとともに弾性部材５１１に支持された錘部材５１２とを有する動吸振器５１を含む。動吸振器５１において、弾性部材５１１は、床パネル２１の中空部２１１の内面に固定された補強鋼材本体４に対する錘部材５１２の相対移動に応じて弾性変形可能な部材である。弾性部材５１１は、例えば、ポリウレタンなどの合成樹脂やゴムによって構成される。錘部材５１２は、例えば、鋼材などによって構成される。動吸振装置５では、衝撃力の加わった床パネル２１が振動する場合に、動吸振器５１において、弾性部材５１１に支持された錘部材５１２が、床パネル２１の振動に対して慣性力に基づき反対方向に動くことにより、床パネル２１の振動を抑制可能である。なお、動吸振器５１において、錘部材５１２に対する弾性部材５１１の配置数及び配置位置は特に限定されない。例えば、錘部材５１２の長手方向Ｄ１の両端のそれぞれの位置のみに弾性部材５１１が配置されてもよいし、錘部材５１２の長手方向Ｄ１の両端のそれぞれの位置と両端の間の１又は複数の位置とに弾性部材５１１が配置されてもよい。

本実施形態に係る床構造１では、床パネル２１の中空部２１１内に挿入された床用補強鋼材３において、中空部２１１の内面に補強鋼材本体４が固定され、当該補強鋼材本体４に対して動吸振器５１を含む動吸振装置５が設けられる。この動吸振装置５によって床パネル２１の固有振動数周辺での共振現象を抑制することができる。これにより、衝撃力が加わることによる床パネル２１の振動を抑制することができる。このため、床構造１における指標となる周波数帯域（例えばオクターブバンド中心周波数６３Ｈｚ）を有する床衝撃音（以下、「重量床衝撃音」という）の遮断性能を向上させることができる。

しかも、補強鋼材本体４は、中空部２１１内で長手方向Ｄ１に延び、その長手方向Ｄ１の少なくとも両端部が中空部２１１の内面に固定されているので、補強鋼材本体４の曲げ剛性を利用して中空部２１１を有する床パネル２１の強度を高めることが可能となる。

図２に示されるように、補強鋼材本体４は、中空部２１１内における長手方向Ｄ１の一対の端部領域２１ＲＡ以外の中間領域２１ＲＢに設けられている。これにより、床パネル２１の一対の端部領域２１ＲＡには切欠き部２２の形成が可能である。床パネル２１の一対の端部領域２１ＲＡにおける切欠き部２２の形成によって、図１に示されるように、建物において床構造１に対して設けられる柱材８と床パネル２１との干渉の回避が可能である。

補強鋼材本体４は、床パネル２１の中間領域２１ＲＢにおける長手方向Ｄ１の全域に亘って配置可能な長さを有していてもよい。この場合、補強鋼材本体４は、中空部２１１内における長手方向Ｄ１の一対の端部領域２１ＲＡ以外の中間領域２１ＲＢの全領域に亘り延びている。これにより、床パネル２１における一対の端部領域２１ＲＡに切欠き部２２の形成を許容しながら、補強鋼材本体４による床パネル２１に対する最大限の補強が可能である。なお、補強鋼材本体４は、中空部２１１内における長手方向Ｄ１の両端部間の全領域に亘り延びていてもよい。

図２及び図３に示されるように、補強鋼材本体４は、長手方向Ｄ１に延びる軸を中心として内部空間４１Ａを取り囲む周壁部４１を有している。この場合、動吸振器５１を含む動吸振装置５は、周壁部４１によって取り囲まれる内部空間４１Ａ内に設けられる。補強鋼材本体４は、内部空間４１Ａを取り囲む周壁部４１を有することにより曲げ剛性が高まるので、床パネル２１の強度を高める効果が増大する。しかも、補強鋼材本体４は、周壁部４１の内部空間４１Ａ内に設けられた動吸振装置５を保護する機能も有する。

ここで、床構造１では、床パネル２１に加わる積載荷重に耐え得るように床パネル２１の強度が必要となる。例えば、床構造１は、火災時を想定した耐火性能を有することが要求される。この場合、床パネル２１に上方から所定の積載荷重が加えられた状態で下方から火炎に晒されたときに、床パネル２１の下面に亀裂などが生じて床パネル２１の強度が低下した場合でも、積載荷重に耐え得るのに十分な床パネル２１の強度が必要となる。

そこで、補強鋼材本体４は、中空部２１１内に挿入された状態で、中空部２１１の内面において長手方向Ｄ１と直交する上下方向（Ｚ軸方向）のうちの下方向を向く中空部上面２１１１に固定されることが望ましい。この場合、火災時などにおいて下方からの火炎によって床パネル２１の下面に亀裂などが生じて床パネル２１の強度が低下した場合でも、中空部上面２１１１に固定された周壁部４１を有する補強鋼材本体４によって所定の積載荷重に耐え得るための所定の床強度を保持し、床パネル２１の落下を防ぐことができる。

また、図２に示されるように、補強鋼材本体４は、周壁部４１の上下方向（Ｚ軸方向）に沿った高さ寸法Ｈ２が、中空部２１１の上下方向に沿った高さ寸法Ｈ１よりも小さい値に設定されることが望ましい。この場合、補強鋼材本体４は、中空部２１１内において中空部上面２１１１に固定された状態で、中空部２１１の内面において中空部上面２１１１と対向する中空部下面２１１２との間に隙間ＧＰが形成される。これにより、床パネル２１の下面が火炎に晒された状態において、床パネル２１の下面から上面への補強鋼材本体４を経由した熱の伝達を抑制することができる。このため、下方からの火炎によって床パネル２１の上面にまで亀裂などが生じることを抑制しつつ、中空部上面２１１１に固定された補強鋼材本体４によって床パネル２１の強度を高めることが可能となる。

また、補強鋼材本体４において、周壁部４１は、内部空間４１Ａを上から覆う上周壁片４１１と、内部空間４１Ａを下から覆うとともに上周壁片４１１に取り付けられる下周壁片４１２と、を有している。上周壁片４１１は、中空部２１１内において中空部上面２１１１に固定される。下周壁片４１２は、動吸振装置５における動吸振器５１の弾性部材５１１が固定される。補強鋼材本体４は、周壁部４１の上周壁片４１１が中空部２１１内の中空部上面２１１１に固定されることにより、中空部２１１を有する床パネル２１の強度を高めることが可能となる。しかも、動吸振器５１の弾性部材５１１が固定されるように動吸振装置５を下周壁片４１２に配置し、その後、下周壁片４１２をビスＳＣなどによって上周壁片４１１に取り付けることにより、周壁部４１の内部空間４１Ａ内に動吸振装置５を簡単に設けることができる。

補強鋼材本体４の周壁部４１において、上周壁片４１１は、長手方向Ｄ１に延び、中空部２１１内の中空部上面２１１１に固定される第１上板部４１１１と、長手方向Ｄ１に延び、第１上板部４１１１の両側端部のそれぞれに接続される一対の第２上板部４１１２と、を有する。一方、下周壁片４１２は、長手方向Ｄ１に延び、動吸振器５１の弾性部材５１１が固定される第１下板部４１２１と、長手方向Ｄ１に延び、第１下板部４１２１の両側端部のそれぞれに接続される一対の第２下板部４１２２と、を有する。

補強鋼材本体４は、上周壁片４１１の第１上板部４１１１に設けられ、床パネル２１における複数のボルト孔２１２と連通可能な間隔を持って配置された複数の貫通孔４１１Ａを有している。図２に示されるように、補強鋼材本体４が床パネル２１の中空部２１１に挿入された状態では、複数の貫通孔４１１Ａが複数のボルト孔２１２と連通する。そして、中空部２１１に挿入された補強鋼材本体４の上周壁片４１１における第１上板部４１１１が中空部２１１内の中空部上面２１１１に当接した状態で、補強鋼材本体４が、各ボルト孔２１２及び各貫通孔４１１Ａに上方から挿通されたボルト９によって中空部上面２１１１に固定される。

補強鋼材本体４を中空部２１１内の中空部上面２１１１に固定する際の固定方法は、特に限定されるものではない。本実施形態では、図２に示されるように、補強鋼材本体４には、ボルト９と螺合可能なねじ部を有するナット４１１Ｂが、上周壁片４１１の第１上板部４１１１における各貫通孔４１１Ａと連通可能な位置に形成されている。この場合、補強鋼材本体４は、各ボルト孔２１２及び各貫通孔４１１Ａに挿通されたボルト９がナット４１１Ｂのねじ部と螺合することによって中空部２１１内の中空部上面２１１１に固定される。

次に、床構造１における床パネル２１を含む床体２と床用補強鋼材３との関係性について、図４～図７を参照しながら説明する。

図５～図７に示されるように、床体２は、中間領域２１ＲＢの長手方向Ｄ１の長さ寸法であるパネル中間長さ寸法の異なる複数種の床パネル２１として、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇを含む。第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇは、長手方向Ｄ１において、パネル中間長さ寸法がそれぞれ異なる値に設定される一方、一対の端部領域２１ＲＡの長さ寸法であるパネル端部長さ寸法については同一に設定されている。第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇのそれぞれのパネル中間長さ寸法は、最小値として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの整数倍の値を加算した長さ寸法に設定される。

具体的には、第１床パネル２１Ａは第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇの中で最も小さい床パネルであり、第１床パネル２１Ａのパネル中間長さ寸法は最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに設定される。第１床パネル２１Ａにおいては、中間領域２１ＲＢがパネル全体の５０％を超える割合を占め、残りが一対の端部領域２１ＲＡとなる。すなわち、第１床パネル２１Ａのパネル中間長さ寸法で示される最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳは、第１床パネル２１Ａの長手方向Ｄ１の全長の５０％を超えて１００％未満の値に設定される。例えば、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳは、第１床パネル２１Ａの長手方向Ｄ１の全長から一対の端部領域２１ＲＡの長さ寸法に相当するパネル端部長さ寸法の２倍の値を減算した値に設定される。最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳは、第１床パネル２１Ａの長手方向Ｄ１の全長のおよそ７０％に相当する。例えば第１床パネル２１Ａの全長が４９０ｍｍであり、パネル端部長さ寸法が７０ｍｍの場合には、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳは、４９０ｍｍから７０ｍｍの２倍の１４０ｍｍを減算した３５０ｍｍに設定される。

また、基準寸法ＬＳは、第１床パネル２１Ａの長手方向Ｄ１の長さ寸法に基づいて設定され、第１床パネル２１Ａのパネル端部長さ寸法よりも大きく、且つ、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳよりも小さい値に設定される。例えば、基準寸法ＬＳは、第１床パネル２１Ａの長手方向Ｄ１の全長のおよそ５０％の値に設定され、第１床パネル２１Ａの全長が４９０ｍｍの場合には当該４９０ｍｍのおよそ５０％の２５０ｍｍに設定される。

第２床パネル２１Ｂは、パネル中間長さ寸法として、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値が設定される。第３床パネル２１Ｃは、パネル中間長さ寸法として、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値が設定される。第４床パネル２１Ｄは、パネル中間長さ寸法として、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの３倍の値を加算した値が設定される。第５床パネル２１Ｅは、パネル中間長さ寸法として、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの４倍の値を加算した値が設定される。第６床パネル２１Ｆは、パネル中間長さ寸法として、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの５倍の値を加算した値が設定される。第７床パネル２１Ｇは、パネル中間長さ寸法として、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの６倍の値を加算した値が設定される。

床体２がパネル中間長さ寸法の異なる複数種の第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇを含むことに対し、床用補強鋼材３は、図５～図７に示されるように、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇと同数の複数の補強鋼材本体４として第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇを含む。第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇは、長手方向Ｄ１の長さ寸法である本体長さ寸法ＬＢが互いに異なっている。第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇの本体長さ寸法ＬＢは、それぞれ、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇのパネル中間長さ寸法に対応して設定される。

第１補強鋼材本体４Ａは、第１床パネル２１Ａの中空部２１１に挿入されるものである。第１補強鋼材本体４Ａの本体長さ寸法ＬＢは、第１床パネル２１Ａのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳと同値である。第２補強鋼材本体４Ｂは、第２床パネル２１Ｂの中空部２１１に挿入されるものである。第２補強鋼材本体４Ｂの本体長さ寸法ＬＢは、第２床パネル２１Ｂのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値と同値である。第３補強鋼材本体４Ｃは、第３床パネル２１Ｃの中空部２１１に挿入されるものである。第３補強鋼材本体４Ｃの本体長さ寸法ＬＢは、第３床パネル２１Ｃのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値である。第４補強鋼材本体４Ｄは、第４床パネル２１Ｄの中空部２１１に挿入されるものである。第４補強鋼材本体４Ｄの本体長さ寸法ＬＢは、第４床パネル２１Ｄのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの３倍の値を加算した値と同値である。第５補強鋼材本体４Ｅは、第５床パネル２１Ｅの中空部２１１に挿入されるものである。第５補強鋼材本体４Ｅの本体長さ寸法ＬＢは、第５床パネル２１Ｅのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの４倍の値を加算した値と同値である。第６補強鋼材本体４Ｆは、第６床パネル２１Ｆの中空部２１１に挿入されるものである。第６補強鋼材本体４Ｆの本体長さ寸法ＬＢは、第６床パネル２１Ｆのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの５倍の値を加算した値と同値である。第７補強鋼材本体４Ｇは、第７床パネル２１Ｇの中空部２１１に挿入されるものである。第７補強鋼材本体４Ｇの本体長さ寸法ＬＢは、第７床パネル２１Ｇのパネル中間長さ寸法として設定された最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの６倍の値を加算した値と同値である。

床用補強鋼材３が、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇと同数であって、本体長さ寸法ＬＢの異なる複数の第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇを含むことに対し、床用補強鋼材３の動吸振装置５は、図４に示されるように、第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇの数よりも少ない所定数の動吸振器５１として第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃを含む。動吸振装置５において、第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃは、錘部材５１２の長手方向Ｄ１の長さ寸法である錘長さ寸法ＬＷの違いに応じて固有振動数が異なっている。

第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃにおける錘部材５１２の錘長さ寸法ＬＷは、それぞれ、第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇにおいて本体長さ寸法ＬＢが小さい第１～第３補強鋼材本体４Ａ～４Ｃの本体長さ寸法ＬＢに対応して設定される。第１動吸振器５１Ａの錘部材５１２の錘長さ寸法ＬＷは、第１補強鋼材本体４Ａの本体長さ寸法ＬＢと同様に、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳと同値である。第２動吸振器５１Ｂの錘部材５１２の錘長さ寸法ＬＷは、第２補強鋼材本体４Ｂの本体長さ寸法ＬＢと同様に、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値と同値である。第３動吸振器５１Ｃの錘部材５１２の錘長さ寸法ＬＷは、第３補強鋼材本体４Ｃの本体長さ寸法ＬＢと同様に、最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値である。

動吸振装置５に含まれる所定数の第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃは、錘部材５１２の錘長さ寸法ＬＷの違いと弾性部材５１１のばね定数に応じて固有振動数が異なっている。このため、動吸振装置５においては、所定数の第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃの組み合わせに基づいて、動吸振装置５の固有振動数を調整することが可能である。そして、図５～図７に示されるように、動吸振装置５では、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇにおける中間領域２１ＲＢの長さ寸法に対応した第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇの本体長さ寸法ＬＢに応じて、第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇのそれぞれに対して設けられる第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃの組み合わせが設定される。この際、第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇのそれぞれに対して設けられる第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃの組み合わせは、動吸振装置５の固有振動数と対象とする床衝撃音の決定周波数に応じて設定される。

すなわち、床構造１では、動吸振装置５は、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇにおける中間領域２１ＲＢの長さ寸法に対応した第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇの本体長さ寸法ＬＢに応じて、所定数の第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃから選択された１又は複数の動吸振器５１を含む。

具体的には、図５に示されるように、第１床パネル２１Ａの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳと同値に設定された第１補強鋼材本体４Ａに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳと同値の錘部材５１２を有する第１動吸振器５１Ａのみから成る動吸振装置５が設けられる。第２床パネル２１Ｂの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値と同値に設定された第２補強鋼材本体４Ｂに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値と同値の錘部材５１２を有する第２動吸振器５１Ｂのみから成る動吸振装置５が設けられる。第３床パネル２１Ｃの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値に設定された第３補強鋼材本体４Ｃに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値の錘部材５１２を有する第３動吸振器５１Ｃのみから成る動吸振装置５が設けられる。

図６に示されるように、第４床パネル２１Ｄの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの３倍の値を加算した値と同値に設定された第４補強鋼材本体４Ｄに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳと同値の錘部材５１２を有する第１動吸振器５１Ａと、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値と同値の錘部材５１２を有する第２動吸振器５１Ｂとの組み合わせから成る動吸振装置５が設けられる。第５床パネル２１Ｅの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの４倍の値を加算した値と同値に設定された第５補強鋼材本体４Ｅに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳと同値の錘部材５１２を有する第１動吸振器５１Ａと、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値の錘部材５１２を有する第３動吸振器５１Ｃとの組み合わせから成る動吸振装置５が設けられる。

図７に示されるように、第６床パネル２１Ｆの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの５倍の値を加算した値と同値に設定された第６補強鋼材本体４Ｆに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳを加算した値と同値の錘部材５１２を有する第２動吸振器５１Ｂと、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値の錘部材５１２を有する第３動吸振器５１Ｃとの組み合わせから成る動吸振装置５が設けられる。第７床パネル２１Ｇの中空部２１１に挿入され、本体長さ寸法ＬＢが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの６倍の値を加算した値と同値に設定された第７補強鋼材本体４Ｇに対しては、錘長さ寸法ＬＷが最小パネル中間長さ寸法ＬＰＳに基準寸法ＬＳの２倍の値を加算した値と同値の錘部材５１２を有する第３動吸振器５１Ｃの２つが組み合わされて成る動吸振装置５が設けられる。

以上説明の通り、動吸振装置５の固有振動数と対象とする床衝撃音の決定周波数に応じるとともに、第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇにおける中間領域２１ＲＢの長さ寸法に対応した第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇの本体長さ寸法ＬＢに応じて、第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇのそれぞれに対して設けられる第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃの組み合わせが設定される。これにより、所定数の第１～第３動吸振器５１Ａ～５１Ｃの組み合わせに基づき固有振動数が調整された動吸振装置５によって、中間領域２１ＲＢの長さ寸法の異なる複数種の第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇが複雑に組み合わさった床構成であっても床衝撃音性能を決定づける帯域における制振性能を向上させることができる。このため、中間領域２１ＲＢの長さ寸法の異なる複数種の第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇのそれぞれに対応して、衝撃力が加わることによる床衝撃音を幅広く抑制することができる。この結果、複数種の第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇのそれぞれに対応して、重量床衝撃音の遮断性能を向上させることができる。

しかも、複数種の第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇのそれぞれの中空部２１１の内面に固定される第１～第７補強鋼材本体４Ａ～４Ｇが、各床パネルの中間領域２１ＲＢの長さ寸法と同値の本体長さ寸法ＬＢを有するとともに、長手方向Ｄ１に対する所定の曲げ剛性を有している。これにより、中空部２１１を有する複数種の第１～第７床パネル２１Ａ～２１Ｇのそれぞれの強度を高めることが可能となる。

なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。

第一の発明に係る床構造は、建物の床構造であって、所定の長手方向に延びる中空部を有する床パネルと、前記中空部内に挿入された床用補強鋼材と、を備える。前記床用補強鋼材は、前記中空部内で前記長手方向に延びる補強鋼材本体と、前記補強鋼材本体に固定された弾性部材と、前記長手方向に延びるとともに前記弾性部材に支持された錘部材とを有する動吸振器を含む動吸振装置と、を備える。前記補強鋼材本体は、前記中空部の内面に固定されている。

１床構造
２床体
２１床パネル
２１１中空部
２１１１中空部上面
２１１２中空部下面
２２切欠き部
３床用補強鋼材
４補強鋼材本体
４１周壁部
４１１上周壁片
４１２下周壁片
５動吸振装置
５１動吸振器
５１１弾性部材
５１２錘部材

Claims

建物の床構造であって、
所定の長手方向に延びる中空部を有する床パネルと、
前記中空部内に挿入された床用補強鋼材と、を備え、
前記床用補強鋼材は、
前記中空部内で前記長手方向に延びる補強鋼材本体と、
前記補強鋼材本体に固定された弾性部材と、前記長手方向に延びるとともに前記弾性部材に支持された錘部材とを有する動吸振器を含む動吸振装置と、を備え、
前記補強鋼材本体は、前記中空部の内面に固定されている、床構造。
前記床パネルは、前記長手方向の一方の端面から前記長手方向の所定範囲に設定され、切欠き部の形成を許容する一方側端部領域を有し、
前記補強鋼材本体は、前記中空部内における前記長手方向の前記一方側端部領域以外の領域に設けられている、請求項１に記載の床構造。
前記床パネルは、前記長手方向の他方の端面から前記長手方向の所定範囲に設定され、切欠き部の形成を許容する他方側端部領域を有し、
前記補強鋼材本体は、前記中空部内における前記長手方向の前記一方側端部領域及び前記他方側端部領域以外の領域に設けられている、請求項２に記載の床構造。
前記動吸振装置は、前記床パネルの前記長手方向の長さ寸法に対応した前記補強鋼材本体の前記長手方向の長さ寸法に応じて、１又は複数の前記動吸振器を含む、請求項１に記載の床構造。
前記補強鋼材本体は、前記中空部内に挿入された状態で、前記中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定される、請求項１～４のいずれか１項に記載の床構造。
前記補強鋼材本体は、前記長手方向に延びる軸を中心として内部空間を取り囲む周壁部を有し、
前記動吸振装置は、前記内部空間内の前記周壁部に設けられる、請求項１に記載の床構造。
前記補強鋼材本体は、
前記周壁部の前記長手方向と直交する上下方向に沿った高さ寸法が、前記中空部の前記上下方向に沿った高さ寸法よりも小さい値に設定され、
前記中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定された状態で、前記中空部の内面において前記中空部上面と対向する中空部下面との間に隙間が形成される、請求項６に記載の床構造。
前記周壁部は、
前記内部空間を上から覆い、前記中空部の内面において下方向を向く中空部上面に固定される上周壁片と、
前記内部空間を下から覆うとともに前記上周壁片に取り付けられ、前記弾性部材が固定される下周壁片と、を有する、請求項６に記載の床構造。