JP3848510B2

JP3848510B2 - 住宅制振方法

Info

Publication number: JP3848510B2
Application number: JP37311799A
Authority: JP
Inventors: 宗男小谷; 豊彦東田; 和己土方
Original assignee: Sekisui House Ltd
Current assignee: Sekisui House Ltd
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2006-11-22
Anticipated expiration: 2019-12-28
Also published as: JP2001182193A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交通振動等の微振動を減衰する手段としての住宅制振方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の中・低層住宅では、地震や台風等の荷重に対しての安全性確保は考慮されているが、交通振動等の微振動に対する居住性確保のための設計は行われてはいない。例えば特開平８−１３５２５０号の技術のように、低降伏点鋼より構成された制振ブレースを住宅に組み込み、地震エネルギーの吸収を該制振ブレースに負担させることで、住宅の損壊を最小化するものがある。しかし該技術には、微振動に対する対応策は含まれていないのである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように従来の住宅設計では、交通振動等の微振動に対する配慮が行われていない。この理由は地震や台風のように、加えられる荷重の大きさによっては躯体構造に致命的な打撃を与え、居住者の生命に関わることがないために、考慮されてこなかった。
しかし交通機関の運行等によって生じる交通振動は、居住者に日々毎時に渡って不快感を与えるものである。居住者が休息をとっているときは振動が特に意識されたり、睡眠時には振動のため目を覚まされることになったり、交通振動は居住の快適性を損なうものである。これらの弊害は、高速道路等の振動源に近接する位置に住宅が立地されている場合に、特に著しいのである。
【０００４】
この交通振動による住宅の居住性悪化を防止する方法として、次の二つが考えられる。一つは、住宅全体の振動に対する減衰率を向上させ、地盤から住宅内へ伝播する振動を増幅しないようにすることである。二つ目は、住宅全体の剛性を高めて振動の影響を最小化することである。剛性が低いと地盤から伝播する振動によって住宅の構成部材間で回転運動が発生し、大きな揺れが発生するからである。この大きな揺れはゆっくりしており、速い振動と比べて生理的に体感しやすいのである。
つまり、住宅全体の減衰率の向上と剛性の増大を実現することが、本発明によって解決しようとする課題なのである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項１においては、梁と接続する上下の接続部材と、該接続部材によって挟まれる本体フレームと、該接続部材と該本体フレームとの接続部に配設する減衰材から構成する防振フレームを用いる。
【０００６】
請求項２においては、前記本体フレームは、上下方向に配設される少なくとも二本の縦フレームと、その縦フレームを橋架する少なくとも二本の横フレームと、縦フレーム及び横フレームに囲まれる枠内に組み込む菱形状のフレームから構成し、減衰材は本体フレームと接続部材とに挟まれるようにする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の三階建て住宅の俯瞰図、図２は防振フレームの正面図及び側面図、図３は防振フレーム下部の正面図及び側面図、図４は同じく側面図、図５は制振壁の正面図、図６は同じく側面図、図７は耐力壁重複部Ａを示す側面図、図８は制振壁の正面図、図９は同じく側面図、図１０は制振壁の正面図である。
【０００８】
まず、住宅の躯体構造について説明する。
図１に示すように、三階建て住宅の躯体１は、柱３および梁４・５・６により構成されており、該躯体が基礎２上に立設されるものである。躯体１は梁勝ちラーメン構造で構成されている。梁４・５・６は通し梁であり、柱３は階毎で分断される柱である。この梁勝ちラーメン構造の住宅においては、躯体構造の強度・剛性を維持する範囲内で柱３の配設個所を決定することができ、柱勝ちの住宅と異なり自由度の高い内部構造を実現できる。
【０００９】
基礎２上に柱３・３・・が立設され、該柱３・３・・上にボルトなどの締結によって梁４が固設されている。同様に梁４上にも柱３・３・・が立設され、その上方で梁５が固設され、同様にして梁６が３階の小屋面を構成している。
また、梁４・５・６がそれぞれ構成する梁面には、水平ブレースが配設されており、梁間の剛性を高めると共に、強度としなやかさを有する躯体を構成しているのである。
そして梁６の上に束、斜材、あるいはトラスフレーム等を配設し、屋根を構成することができる。
【００１０】
次に、住宅に配設する制振壁について説明する。
前述するように、住宅全体の剛性が高いほど地盤を通じて伝播する交通振動等の振動の影響は小さい。剛性が高ければ住宅としての一体性が保たれるのに対し、剛性が低い場合には住宅構成部材間で相互に回転運動が発生するからである。つまり振動発生時における住宅躯体の個々の構成部材たる梁、柱及び制振壁等の水平方向における変位が、住宅の剛性が低くなるにつれて大きくなってしまうのである。したがって第一には住宅全体の剛性を高めることで、外部振動の影響を最小化するのである。
ところが、剛性の高い部材は振動吸収効果が少ない。一旦受けた外部振動を部材自身によって吸収することができず、いつまでも振動を継続することになる。そのため外部振動が継続して加えられる場合には、振動が減衰されることなく次々とあらたに振動が重ね合わされて共振が起こり、人間が体感するほどに揺れが大きくなってしまう。
そこで、剛性の向上のみならず、振動減衰機構をも合わせ備えた制振壁の配設により、剛性の向上と減衰率向上という相反する要素の実現を図り、交通振動による弊害を除去しようとするのである。
本発明の制振壁たる防振フレーム１０は図１中で、基礎２と梁４の間もしくは梁４・５間、梁５・６間の梁間に配設されている。
【００１１】
なお、前記制振壁を配設して振動減衰効果を得る住宅は、図１に示す梁勝ちラーメン構造の住宅に限らない。柱勝ちラーメン構造の住宅、あるいは梁勝ちブレース構造の住宅においても、実現可能である。
【００１２】
これより、本発明の制振壁たる防振フレーム１０について説明する。
本実施例の防振フレーム１０では、減衰材の配設により前述するような振動減衰効果を得ている。
図２（ａ）・（ｂ）に示すように防振フレーム１０は、本体フレーム１１及びその上下に配設される接続プレート１２・１２の三つの部材から構成される。
【００１３】
本体フレーム１１は次のように構成されている。上下方向に縦フレーム１１ａ・１１ａが配設され、該縦フレーム１１ａ・１１ａ間を三本の横フレーム１１ｂ・１１ｂ・１１ｂが橋架している。二本の横フレームが該縦フレーム１１ａ・１１ａの上下端で橋架し、残り一本の横フレームが中間で橋架している。縦フレーム１１ａ・１１ａと横フレーム１１ｂ・１１ｂが構成する枠は上下に二つ形成され、それぞれの該枠内部に対して、フレーム１１ｃが四本配設されている。いずれのフレーム１１ｃも、一端が縦フレーム１１ａと固着し、横他端がフレーム１１ｂと固着する構成となっている。そのため、一つの枠内部に配設されている該フレーム１１ｃは、四本で菱形状を構成している。また、本体フレーム１１上下端には、プレート１７が配設されている。図３（ａ）・（ｂ）に示すように、プレート１７は側面視Ｔ字形状に構成され、Ｔ字の縦軸に相当する板金部（以下Ｔ字縦部）には、上下方向に穿孔されている長孔１７ａが左右方向にわたって四つほど設けられている。
【００１４】
接続プレート１２は図３（ａ）・（ｂ）に示すように、Ｔ字形状に構成されており、Ｔ字縦部にはボルト孔が左右方向に四箇所ほど穿孔されている。
【００１５】
図４に示すように、本体フレーム１１下部のプレート１７のＴ字縦部と、接続プレート１２のＴ字縦部との間には後述する制振シート１３が配設されており、接続プレート１２のＴ字縦部の外側面には、左右方向に延出し前記ボルト孔四箇所をすべて被覆する各座金１４が配設されている。プレート１７、制振シート１３、接続プレート１２、各座金１４はこの順にボルト１５及びナット１５ａによって螺設されている。プレート１７に長孔１７ａが穿設されていることで、本体フレーム１１の上下位置の調節を行うことができるように構成されている。
また本体フレーム１１上部においても、上下を逆にして同様の構成で本体フレーム１１上部と接続プレート１２との接続が行われている。
【００１６】
上記のように構成される防振フレーム１０は、図２から図４中では梁４・５間に配設されている。
防振フレーム１０下部では図４に示すように、接続プレート１２の底面と梁４の上面とがボルト１６及びナット１６ａによって螺設されている。また、防振フレーム１０上部でも、上下を逆にして同様の構成で本体フレーム１１上部と接続プレート１２との接続が行われている。
【００１７】
前述の制振シート１３はブチルゴム製の合成樹脂であり、減衰材としての効果がある。梁からの振動を減衰することなくそのまま伝える接続プレート１２と、本体フレーム１１が、制振シート１３を挟んで螺設されているため、該制振シートが弾性収縮を行うことで振動吸収を行い、振動減衰の効果を得ることができるのである。
【００１８】
次いで、制振壁の他の形態について説明する。
制振壁２０は図５、図６に示すように、耐振壁２１・２１及び該耐振壁２１・２１より構成される耐振部の上下に配設される接続プレート２２・２２によって構成される。
図７に示すように、耐振壁２１・２１が正面視で重複する部分には後述する制振材２３が塗布され、耐振壁２１・２１を接着して固定している。また、制振壁下部に配設されている側面視Ｔ字形状の接続プレート２２は、該接続プレート２２のＴ字縦部で耐振壁２１と溶着している。制振壁２０上部でも同様の構成となっている。以上構成により、制振壁２０が構成される。
図５、６では制振壁２０は梁４・５間に配設されており、制振壁２０と梁との接続は、制振壁２０下部に配設されている接続プレート２２の底面にて行われる。該接続プレート２２の底面と梁４の上面とはボルト１６及びナット１６ａによって螺設されている。
【００１９】
前述の制振材２３はアスファルト系の材料で構成され、減衰材としての効果がある。制振壁２０の上部下部共に、梁からの振動は接続プレート２２及び耐振壁２１を通じて減衰することなくそのまま伝達される。このため伝達された振動が制振材２３に到達するに至って、該制振材２３が剪断変形を行うことで振動吸収を行い、振動減衰の効果を得ることができるのである。
【００２０】
別構成の制振壁２６について説明する。
制振壁２６は図８、９に示すように、制振壁２０の構成に耐振壁２７及びプレート２８が付加される構成となっている。なお、制振壁２０と比べて新たに耐振壁の配設が行われることで、前記制振材２３の塗布部分が耐振壁２１・２１の正面視で重複する部分に加えて、耐振壁２７の背面にも広がっている。これにより、制振壁２０よりも幅広い制振材の配設が行われている。
また耐振壁２７は、制振材２３によって、上部に配設されている耐振壁２１と接着されて固定されている。耐振壁２７の固定を強固にするため、図８に示すように正面視で制振壁２６下部に配設されている耐振壁２１及び耐振壁２７と一部が重複するようにプレート２８を配設して、該耐振壁２７を挟持固定している。プレート２８及び制振壁２０下部に配設されている耐振壁２１は、ボルト２９によって螺設されている。
【００２１】
以上構成により、制振壁２６は制振材２３の塗布面積が制振壁２０よりも広く、制振壁２０よりも大きな振動減衰効果を得ることができる。
【００２２】
さらに、制振壁３０について説明する。
制振壁３０は図１０に示すように、フレーム３１・３１より構成され、該フレーム３１・３１はそれぞれ上下の梁と固着している。フレーム３１はコ字型断面の鋼材を主体とし、該鋼材の一端にはプレートが固着して底面３１ａを形成している。フレーム３１は下方（上方）の梁に対して底面３１ａが接触するようにそれぞれ配設され、底面３１ａと梁の上（下）面とをボルト３３で締結して固定する。図１０中では、下方の梁を梁４とし、上方の梁は省略している。
プレート３１・３１が正面視で重複する部分には前述する制振材２３が塗布され、該プレート３１・３１間を接着して固定している。
【００２３】
制振壁３０は梁上下面に対してコ字型断面の鋼材が垂設されているので、面外方法への振れ出しが抑制され、ねじれが発生することがない。したがって振動発生時には制振材２３の十分な剪断変形が得られ、振動が制振壁３０に吸収されるのである。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１記載の如く、梁と接続する上下の接続部材と、該接続部材によって挟まれる本体フレームと、該接続部材と該本体フレームとの接続部に配設する減衰材から構成する防振フレームを用いるので、躯体構造における剛性の向上と振動減衰効果を兼ね備えた制振壁を実現できる。この制振壁の住宅への配設により、住宅の内部空間を徒に損なうことなく、住宅は制振効果を得ることができる。
【００２５】
請求項２記載の如く、前記本体フレームは、上下方向に配設される少なくとも二本の縦フレームと、その縦フレームを橋架する少なくとも二本の横フレームと、縦フレーム及び横フレームに囲まれる枠内に組み込む菱形状のフレームから構成し、減衰材は本体フレームと接続部材とに挟まれるので、剛性の高い制振壁を実現することができる。この制振壁の住宅への配設により、躯体構造における剛性の向上と振動減衰効果を兼ね備えた制振壁を実現できる。これにより外部振動に対する抵抗力を高めて交通振動による影響を低下させ、住宅の振動を小さく抑えて居住性の向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】三階建て住宅の俯瞰図。
【図２】防振フレームの正面図及び側面図。
【図３】防振フレーム下部の正面図及び側面図。
【図４】同じく側面図。
【図５】制振壁の正面図。
【図６】同じく側面図。
【図７】耐力壁重複部Ａを示す側面図。
【図８】制振壁の正面図。
【図９】同じく側面図。
【図１０】制振壁の正面図。
【符号の説明】
１躯体
２基礎
３柱
４・５・６梁
１０防振フレーム
１１本体フレーム
１１ａ縦フレーム
１１ｂ横フレーム
１１ｃフレーム
１２接続プレート
１３制振シート

Claims

梁と接続する上下の接続部材と、該接続部材によって挟まれる本体フレームと、該接続部材と該本体フレームとの接続部に配設する減衰材から構成する防振フレームを用いることを特徴とする住宅制振方法。
前記本体フレームは、上下方向に配設される少なくとも二本の縦フレームと、その縦フレームを橋架する少なくとも二本の横フレームと、縦フレーム及び横フレームに囲まれる枠内に組み込む菱形状のフレームから構成され、減衰材は本体フレームと接続部材とに挟まれることを特徴とする請求項１記載の住宅制振方法。