JP5028999B2 - 二重床構造 - Google Patents

Description

本発明は、二重床構造に関し、特に、精密生産工場のクリーンルーム等に適用され、上部に各種の機器や生産設備が設置され、床下が配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として利用される上部床を備えた二重床構造に関する。

一般に、精密生産工場のクリーンルーム等の床には、建物躯体の床スラブの上部に上部床を設置した二重床構造が適用され、上部床の床面上に各種の機器や生産設備等を設置し、上部床と床スラブとの間を配線、配管、空気循環、機器搬入等のための空間として利用している。

従来、上記のような構成の二重床構造には、工期の短縮、アウトガス対策の問題等から、鉄筋コンクリート造よりも鉄骨造の方が多く用いられ、例えば、図１３に示すように、建物躯体の床スラブ２５の上部に複数の柱３８によって大梁３４を水平に支持し、対向する大梁３４、３４間に小梁３５を水平に架設し、大梁３４及び小梁３５の上部に床パネル３６を設置し、各柱３８と大梁３４との間に補助部材３９を斜めに架設した鉄骨造の二重床構造３１が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０８−１６５７８６号公報（図１、図３）

ところで、上記のような構成の鉄骨造の二重床構造３１にあっては、鉄筋コンクリート造の二重床構造よりも静剛性が低く、鉛直方向の振動に対する減衰力が小さいため、図１４に示すように、固有振動数における振動振幅の増幅が大きく（動剛性が低く）なる。このため、振動を嫌う精密機器等を上部床４５の床面上に設置する場合には、大梁３４を支持する柱３８のスパンを短くしたり、大梁３４等に梁成の高い部材を使用して全体の静剛性を高めなければならず、設置費用が嵩むとともに、上部床４５と床スラブ２５との間の空間が狭くなり、配線や配管等の空間として使用する場合に使用性が悪くなる。

本発明は、上記のような従来の問題に鑑みなされたものであって、全体の静剛性を高めることなく、鉛直方向の振動を効率良く減衰することができて、固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を効果的に抑制することができ、これにより設置費用を安く抑えることができるとともに、床下の空間の使用性を高めることのできる二重床構造を提供することを目的とする。

上記のような課題を解決するために、本発明は、以下のような手段を採用している。
すなわち、請求項１に係る発明は、建物躯体の床スラブの上部に設置される二重床構造であって、前記床スラブの上方に所定の間隔をおいて水平に配置される水平構面と、前記床スラブの上部に設置されて前記水平構面を支持する鉛直構面とを備え、前記鉛直構面は、自重を除く長期荷重及び短期荷重を設計上負担しない補助部材を備え、該補助部材と前記水平構面との間に、前記水平構面の鉛直方向の振動を減衰する減衰手段を介装させたことを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、水平構面に生じる鉛直方向の振動は、水平構面と鉛直構面との間に介装されている減衰手段によって減衰されることになるので、水平構面及び鉛直構面の静剛性を高めることなく、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。
また、水平構面に生じる鉛直方向の振動は、鉛直構面の補助部材と水平構面との間に介装されている減衰手段によって減衰されることになるので、水平構面及び鉛直構面の静剛性を高めることなく、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の二重床構造であって、前記補助部材は、一端が前記鉛直構面の一部に又は前記鉛直構面に隣接する前記床スラブの部分に剛結合され、他端が前記減衰手段に剛結合されていることを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、水平構面に生じる鉛直方向の振動を減衰手段に確実に伝達させることができるので、水平構面及び鉛直構面の静剛性を高めることなく、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の二重床構造であって、前記減衰手段は、前記水平構面の鉛直方向の振動を減衰する粘弾性体を備えていることを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、水平構面から減衰手段に入力される鉛直方向の振動は、減衰手段の粘弾性体のダンピング特性によって減衰されることになるので、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。

請求項４に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の二重床構造であって、前記水平構面は、前記床スラブの上方に水平に設置される複数の大梁と、対向する大梁間に水平に架設される複数の小梁と、前記大梁及び前記小梁の上部に設けられる床パネルとを備え、前記鉛直構面は、前記床スラブの上部に立設されて前記大梁を支持する複数の柱と、該各柱の一部と前記大梁との間、又は該各柱の下端に隣接する前記床スラブの部分と前記大梁との間に斜めに架設される前記補助部材とを備え、前記補助部材と前記大梁との間に前記減衰手段を介装させたことを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、鉛直構面の補助部材と水平構面の大梁との間に介装されている減衰手段によって水平構面の鉛直方向の振動を減衰することができるので、鉛直構面の柱のスパンを短くしたり、水平構面の梁成を高くしたりして全体の静剛性を高めることなく、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の二重床構造であって、前記隣接する柱間には、つなぎ材が水平に架設され、該つなぎ材と前記柱との連結部近傍に前記補助部材の一端を剛結合させたことを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、つなぎ材と柱との連結部近傍に補助部材の一端が剛結合され、補助部材の他端と大梁との間に減衰手段が介装され、この減衰手段によって水平構面に生じる鉛直方向の振動が減衰され、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）が抑制されることになる。

請求項６に係る発明は、請求項４又は５に記載の二重床構造であって、単一の前記鉛直構面に配置された少なくとも２つの前記補助部材間、又は当該補助部材と前記減衰手段との連結部近傍間に、他のつなぎ材が水平に架設されていることを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、他のつなぎ材により補助部材間、又は当該補助部材と前記減衰手段との連結部近傍間が連結されるので、水平構面に生じる鉛直方向の振動が効率的に減衰され、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）が抑制されることになる。

請求項７に係る発明は、請求項１から３の何れかに記載の二重床構造であって、前記水平構面は、前記床スラブの上方に水平に設置される複数の大梁と、対向する大梁間に水平に架設される複数の小梁と、前記大梁及び前記小梁の上部に設けられる床パネルとを備え、前記鉛直構面は、前記床スラブの上部に立設されて前記大梁を支持する複数の柱と、前記複数の柱の間にて、前記大梁に向けて前記床スラブの上部に鉛直方向に立設される前記補助部材とを備え、前記補助部材と前記大梁との間に前記減衰手段を介装させたことを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、鉛直構面の補助部材と水平構面の大梁との間に介装されている減衰手段によって水平構面の鉛直方向の振動を減衰することができるので、鉛直構面の柱のスパンを短くしたり、水平構面の梁成を高くしたりして全体の静剛性を高めることなく、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。

請求項８に係る発明は、請求項４から７の何れかに記載の二重床構造であって、前記鉛直構面を構成する前記複数の柱のスパンが長方形の短辺又は長辺をなすように前記複数の柱が配置されており、前記減衰手段は、前記長辺に属する部分にのみ配置されていることを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、水平構面に生じた鉛直方向の振動の長辺方向におけるモード（周波数）が励起されやすくなり、このモードは、長辺に属する部分の前記減衰手段によって効率的に減衰することができる。これによって、短辺に属する部分の減衰手段をなくすことができるので、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面と床スラブとの間に形成される空間をより広くとることができる。

請求項９に係る発明は、請求項４から８の何れかに記載の二重床構造であって、前記対向する大梁間には、小梁が格子状に架設されていることを特徴とする。

本発明による二重床構造によれば、対向する大梁間に小梁を格子状に架設しているので、大梁の剛性を全体の剛性に大きく寄与させることができ、水平構面の鉛直方向の振動を大梁と補助部材との間の減衰手段に効率良く伝達させて減衰することができ、水平構面の固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができる。

以上、説明したように、本発明による二重床構造によれば、水平構面や鉛直構面の静剛性を高めることなく、水平構面の固有振動における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を減衰手段によって抑制することができる。従って、鉛直構面の柱のスパンを短くしたり、水平構面の梁成を高くして全体の静剛性を高めることなく、固有振動数における振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制できるので、振動を嫌う精密機器等が設置されるクリーンルーム等に適用する場合であっても、安価な費用で要求される減衰機能を備えた二重床構造を提供することができる。

また、柱のスパンを短くしたり、梁成を高くしたりする必要がないので、水平構面と床スラブとの間の空間を広くとることができ、空間を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図３Ａには、本発明による二重床構造の第１の実施の形態が示されていて、図１は二重床構造の全体を示す概略平面図、図２は図１の一部を示す概略斜視図、図３Ａは減衰手段の一例を示す概略図である。

すなわち、この二重床構造１は、精密生産工場等のクリーンルーム等に適用したものであって、精密生産工場等の建物躯体の床スラブ２５の上部に上部床２１を設置し、この上部床２１の床面上に各種の精密機器や生産設備を設置し、この上部床２１の床面と床スラブ２５との間に配線、配管、空調循環、機器搬入等のための空間１８を形成したものである。

上部床２１は、床スラブ２５の上方に所定の間隔をおいて水平に設置される水平構面２と、床スラブ２５の上部に垂直に設定されて水平構面２を支持する鉛直構面７と、水平構面２と鉛直構面７との間に介装される減衰手段１０とを備えている。

水平構面２は、床スラブ２５の上方に所定の間隔をおいて水平に設置され、床スラブ２５の上方の部分を格子状に区画するＨ型鋼等の鋼材から形成される複数の大梁４と、各開口３を囲む対向する大梁４、４間に水平に架設され、各開口３を格子状に区画するＨ型鋼等の鋼材から形成される複数の小梁５と、各開口３を囲む大梁４及びその内側に架設される小梁５の上部に水平に設置される四角形板状の床パネル６とを備えている。なお、大梁４及び小梁５と床パネル６との間に必要に応じて根太（図示せず）を介装させてもよい。

鉛直構面７は、各開口３を囲む大梁４の交差部に対応する床スラブ２５の部分にそれぞれ垂直に立設され、上端部で大梁４の交差部を支持するＨ型鋼等の鋼材から形成される柱８と、大梁４の中間部とその大梁４の両端部を支持する柱８の下端部との間にそれぞれ斜めに架設されるＨ型鋼等の鋼材から形成される補助部材９とを備えている。この補助部材９は、自重を除く長期荷重及び短期荷重を設計上負担しないものが好ましく、これにより、減衰手段１０は、水平構面２の鉛直振動を効率的に減衰させるように設計できる。

この場合、補助部材９の一端部は、柱８の下端部に溶接等によって剛結合され、補助部材９の他端部と大梁４の中間部との間に後述する減衰手段１０が介装されている。なお、補助部材９の一端部を、柱８の下端部に隣接する床スラブ２５の部分にアンカーボルト等によって剛結合するように構成してもよい。これにより、水平構面２に生じる鉛直方向の振動を減衰手段１０に確実に伝達させることができる。また、図２に示した第１の実施の形態の鉛直構面７にある補助部材９のように減衰手段１０を介装させるための補助部材９が床スラブ２５との間で三角形のトラス構造を形成している場合には、補助部材９の一端部と減衰手段１０との結合、及び補助部材９の他端部と柱８の下端部との結合の一方又は双方に、ヒンジ、ピン継手等を用いたピン結合を採用してもよい。ピン結合採用可能箇所２３を図１２に示す。

減衰手段１０は、図３Ａに示すように、大梁４側に一体に連結される一方の部材１１と、補助部材９側に一体に連結される他方の部材１４と、一方の部材１１と他方の部材１４との間に介装される粘弾性体１７とから構成され、一方の部材１１と他方の部材１４とが粘弾性体１７を介して鉛直方向に相対変位可能に構成されている。

一方の部材１１は、板状の取付け部１２と、取付け部１２の下面側に所定の間隔をおいて垂直に立設される一対の板状の外板１３、１３とからなり、他方の部材１４は、板状の取付け部１５と、取付け部１５の上面側に垂直に立設されるとともに、一方の部材１１の両外板１３、１３間に挿入される板状の内板１６とからなり、内板１６の両面と各外板１３の内面との間に粘弾性体１７がそれぞれ一体に設けられている。

なお、減衰手段１０は、図３Ａに示すものに限られることはなく、例えば図３Ｂに示すようなものであってもよい。図３Ｂに示す減衰手段１０では、粘弾性体１７が複数層になっている。また、図３Ａや図３Ｂに示す減衰手段１０では、内板１６の枚数よりも外板１３の枚数の方が多くなっているが、外板１３の枚数よりも内板１６の枚数の方が多くなっていてもよい。したがって、図３Ａや図３Ｂに示す減衰手段１０は、上下を逆にして配置することも可能である。

そして、上記のような構成の本実施の形態による二重床構造１において、上部床２１の水平構面２上に設置される各種の生産設備等を作動させたり、水平構面２上を作業者等が歩行した場合等に、それらによる加振力が水平構面２に入力し、その加振力によって水平構面２に鉛直方向への振動が生じる。

この場合、水平構面２と鉛直構面７との間には減衰手段１０が介装されているので、この減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって水平構面２に生じる鉛直方向の振動を減衰させることができる。従って、水平構面２の固有振動数における振動振幅が増幅されるようなことはなく、図４に示すように、振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができるので、水平構面２の上部に振動を嫌う精密機器等を設置した場合であっても、それらの精密機器等が鉛直方向の振動によって悪影響を受けるようなことはなく、それらの性能を充分に発揮させることができる。

また、水平構面２及び鉛直構面７の静剛性を高める必要がないので、鉛直構面７の柱８のスパンを小さくしたり、水平構面２の大梁４等の梁成を高くしたりする必要はなく、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

図５には、本発明による二重床構造の第２の実施の形態が示されていて、この二重床構造１は、各開口３を囲む一方の対向する大梁４、４に対して、第１の実施の形態と同様に、補助部材９の他端部を大梁４の中間部に減衰手段１０を介して連結し、他方の対向する大梁４、４に対して、補助部材９の他端部を大梁４の中間部よりも長手方向の端部側に寄った部分に減衰手段１０を介して連結したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。

そして、本実施の形態に示す二重床構造１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様に、水平構面２の上部に設置される各種の生産設備等を作動させたり、水平構面２上を作業者等が歩行した場合等に、それらによる加振力が水平構面２に入力し、その加振力によって水平構面２に鉛直方向への振動が生じることになる。

この場合、水平構面２と鉛直構面７との間には減衰手段１０が介装されているので、この減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって水平構面２に生じる鉛直方向の振動を減衰させることができる。従って、水平構面２の固有振動数における振動振幅が増幅されるようなことはなく、図４に示すように、振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができるので、水平構面２の上部に振動を嫌う精密機器等を設置した場合であっても、それらの精密機器等が鉛直方向の振動によって悪影響を受けるようなことはなく、それらの性能を充分に発揮させることができる。

また、水平構面２及び鉛直構面７の静剛性を高める必要がないので、鉛直構面７の柱８のスパンを小さくしたり、水平構面２の大梁４等の梁成を高くしたりする必要はなく、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

図６には、本発明による二重床構造の第３の実施の形態が示されていて、この二重床構造１は、大梁４を支持する隣接する柱８、８間に水平につなぎ材１９を架設し、各開口３を囲む一方の対向する大梁４、４に対して、第１の実施の形態と同様に、補助部材９の他端部を大梁４の中間部に減衰手段１０を介して連結し、他方の対向する大梁４、４に対して、補助部材９の他端部を大梁４の中間部よりも長手方向の端部側に寄った部分に減衰手段１０を介して連結したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。なお、補助部材９の一端部は、柱８のつなぎ材１９との連結部に隣接する部分に連結されている。

そして、本実施の形態に示す二重床構造１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様に、水平構面２の上部に設置される各種の生産設備等を作動させたり、水平構面２上を作業者等が歩行した場合等に、それらによる加振力が水平構面２に入力し、その加振力によって水平構面２に鉛直方向への振動が生じることになる。

この場合、水平構面２と鉛直構面７との間には減衰手段１０が介装されているので、この減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって水平構面２に生じる鉛直方向の振動を減衰させることができる。従って、水平構面２の固有振動数における振動振幅が増幅されるようなことはなく、図４に示すように、振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができるので、水平構面２の上部に振動を嫌う精密機器等を設置した場合であっても、それらの精密機器等が鉛直方向の振動によって悪影響を受けるようなことはなく、それらの精密機器等の性能を充分に発揮させることができる。

また、水平構面２及び鉛直構面７の静剛性を高める必要がないので、鉛直構面７の柱８のスパンを小さくしたり、水平構面２の大梁４等の梁成を高くしたりする必要はなく、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

図７に、本発明による二重床構造及び従来の二重床構造の動剛性の解析結果を示す。
図７において、Ａは、大梁と柱との間に補助部材を架設し、補助部材の両端部を大梁及び柱に剛接合した従来の二重床構造、Ｂは、大梁と柱との間に補助部材を設けていない二重床構造、Ｃは、本発明による二重床構造（大梁と柱との間に補助部材を架設し、補助部材と大梁との間に減衰手段（ダンパー）を介装させた二重床構造）の解析結果を示す。縦軸は剛性、横軸は周波数を示す。この解析結果から、本発明による二重床構造は、減衰手段を介装させることによって減衰性能が大幅に向上し、動剛性における固有振動数の落ち込みが大きく改善されていることが分かる。

図８には、本発明による二重床構造の第４の実施の形態が示されていて、この二重床構造１は、各開口３を囲む一方の対向する大梁４、４に対して、第１の実施の形態と同様に、補助部材９の他端部を大梁４の中間部に減衰手段１０を介して連結し、他方の対向する大梁４、４に対して、補助部材９の他端部を大梁４の中間部よりも長手方向の端部側に寄った部分に減衰手段１０を介して連結したものであって、その他の構成は前記第１の実施の形態に示すものと同様である。

また、本実施の形態では、図８に示すように、単一の鉛直構面７において互いに隣接するように配置された一対の補助部材９、９間がつなぎ材２０で連結されており、この点が前記第２の実施の形態に示すもの（図５）と相違する。これにより、水平構面２と鉛直構面７との間に減衰手段１０を介装させるための補助部材９の剛性を第２の実施の形態に示すものよりも高くすることができる。なお、つなぎ材２０は、補助部材９、９間を連結することに代えて、減衰手段１０の取付け部１５、１５間、すなわち減衰手段１０と補助部材９との連結部近傍間を連結してもよい。

そして、本実施の形態に示す二重床構造１にあっても、前記第１の実施の形態に示すものと同様に、水平構面２の上部に設置される各種の生産設備等を作動させたり、水平構面２上を作業者等が歩行した場合等に、それらによる加振力が水平構面２に入力し、その加振力によって水平構面２に鉛直方向への振動が生じることになる。

この場合、水平構面２と鉛直構面７との間には剛性が高い減衰手段１０が介装されているので、この減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって水平構面２に生じる鉛直方向の振動を第２の実施の形態に示すものよりもより効率的に減衰させることができる。従って、水平構面２の固有振動数における振動振幅が増幅されるようなことはなく、本実施の形態でも、図４に示すように、振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができるので、水平構面２の上部に振動を嫌う精密機器等を設置した場合であっても、それらの精密機器等が鉛直方向の振動によって悪影響を受けるようなことはなく、それらの性能を充分に発揮させることができる。

また、水平構面２及び鉛直構面７の静剛性を高める必要がないので、鉛直構面７の柱８のスパンを小さくしたり、水平構面２の大梁４等の梁成を高くしたりする必要はなく、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

なお、第３の実施の形態と第４の実施の形態を組み合わせてもよい。すなわち、つなぎ材１９とつなぎ材２０とを併用してもよい。これにより、水平構面２に生じる鉛直方向の振動をさらに効率的に減衰させることができる。

図９には、上記第４の実施の形態の変形例が示されていて、この二重床構造１は、図８に示す柱８のスパン（梁間）を変更したものであり、具体的には、互いに隣接する一対の柱８、８間のスパンが長方形の短辺又は長辺をなすように柱８が配置されている。この結果、図９に示す二重床構造１では、水平構面２に入力された加振力によって生じた鉛直方向の振動の長辺方向におけるモード（周波数）が短辺方向のものに比べて励起されやすくなる。このようにして長辺方向においてモードが励起された振動も、水平構面２と鉛直構面７との間に介装された減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって減衰される。すなわち、本変形例においても、上記第４の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

すなわち、本変形例では、水平構面２に生じる振動のモードは、長辺方向とは相対的に短辺方向において励起されにくくなるので、短辺に配置すべき補助部材９及び当該補助部材９に結合すべき減衰手段１０を省略することができる。具体的には、図９に示すように、短辺に配置すべき補助部材９の数を長辺に配置すべき補助部材９の数よりも少なくすることができ、より好ましくは、長辺に属する部分にのみ補助部材９及び当該補助部材９に結合する減衰手段１０が配置される。これにより、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を上記第４の実施の形態よりもより広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

以下、図面を参照しつつ本発明の第５の実施の形態について説明する。
図１及び図１０には、本発明による二重床構造の第５の実施の形態が示されていて、図１０は図１に示す二重床構造の一部を示す概略斜視図である。また、図３Ａには図１０の減衰手段の一例が示されている。

すなわち、この二重床構造１は、精密生産工場等のクリーンルーム等に適用したものであって、精密生産工場等の建物躯体の床スラブ２５の上部に上部床２１を設置し、この上部床２１の床面上に各種の精密機器や生産設備を設置し、この上部床２１の床面と床スラブ２５との間に配線、配管、空調循環、機器搬入等のための空間１８を形成したものである。

上部床２１は、床スラブ２５の上方に所定の間隔をおいて水平に設置される水平構面２と、水平構面２と鉛直構面との間に介装される減衰手段１０とを備えている。また、この二重床構造１において、水平構面２を支持する鉛直構面は、床スラブ２５の上部に垂直に立設された複数の柱８によって設定される。

水平構面２は、床スラブ２５の上方に所定の間隔をおいて水平に設置され、床スラブ２５の上方の部分を格子状に区画するＨ型鋼等の鋼材から形成される複数の大梁４と、各開口３を囲む対向する大梁４、４間に水平に架設され、各開口３を格子状に区画するＨ型鋼等の鋼材から形成される複数の小梁５と、各開口３を囲む大梁４及びその内側に架設される小梁５の上部に水平に設置される四角形板状の床パネル６とを備えている。なお、大梁４及び小梁５と床パネル６との間に必要に応じて根太（図示せず）を介装させてもよい。

鉛直構面は、各開口３を囲む大梁４の交差部に対応する床スラブ２５の部分にそれぞれ垂直に立設され、上端部で大梁４の交差部を支持するＨ型鋼等の鋼材から形成される柱８と、大梁４の両端部を支持する柱８の間にて、それぞれ大梁４に向けて床スラブ２５の上部に鉛直方向に立設されるＨ型鋼等の鋼材から形成される補助部材としての間柱２２とを備えている。この間柱２２は、自重を除く長期荷重及び短期荷重を設計上負担しないものが好ましく、これにより、減衰手段１０は、水平構面２の鉛直振動を効率的に減衰させるように設計できる。

この場合、間柱２２の一端部は、床スラブ２５にアンカーボルト等によって剛結合され、間柱２２の他端部と大梁４の中間部との間に図３Ａに示したような減衰手段１０が介装されている。これにより、水平構面２に生じる鉛直方向の振動を減衰手段１０に確実に伝達させることができる。なお、間柱２２の一端部を床スラブ２５と結合させるとしたが、間柱２２の結合先は、床スラブ２５に限られることはなく、床スラブ２５のように剛性の高い部材であればいかなるものであってもよい。

減衰手段１０は、図３Ａに示すように、大梁４側に一体に連結される一方の部材１１と、間柱２２側に一体に連結される他方の部材１４と、一方の部材１１と他方の部材１４との間に介装される粘弾性体１７とから構成され、一方の部材１１と他方の部材１４とが粘弾性体１７を介して鉛直方向に相対変位可能に構成されている。

一方の部材１１は、板状の取付け部１２と、取付け部１２の下面側に所定の間隔をおいて垂直に立設される一対の板状の外板１３、１３とからなり、他方の部材１４は、板状の取付け部１５と、取付け部１５の上面側に垂直に立設されるとともに、一方の部材１１の両外板１３、１３間に挿入される板状の内板１６とからなり、内板１６の両面と各外板１３の内面との間に粘弾性体１７がそれぞれ一体に設けられている。

なお、減衰手段１０は、図３Ａに示すものに限られることはなく、例えば図３Ｂに示すようなものであってもよい。図３Ｂに示す減衰手段１０では、粘弾性体１７が複数層になっている。また、図３Ａや図３Ｂに示す減衰手段１０では、内板１６の枚数よりも外板１３の枚数の方が多くなっているが、外板１３の枚数よりも内板１６の枚数の方が多くなっていてもよい。したがって、図３Ａや図３Ｂに示す減衰手段１０は、上下を逆にして配置することも可能である。

そして、上記のような構成の本実施の形態による二重床構造１において、上部床２１の水平構面２上に設置される各種の生産設備等を作動させたり、水平構面２上を作業者等が歩行した場合等に、それらによる加振力が水平構面２に入力し、その加振力によって水平構面２に鉛直方向への振動が生じる。

この場合、水平構面２と鉛直構面との間には減衰手段１０が介装されているので、この減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって水平構面２に生じる鉛直方向の振動を減衰させることができる。従って、水平構面２の固有振動数における振動振幅が増幅されるようなことはなく、図４に示すように、振動振幅の増幅（動剛性の低下）を抑制することができるので、水平構面２の上部に振動を嫌う精密機器等を設置した場合であっても、それらの精密機器等が鉛直方向の振動によって悪影響を受けるようなことはなく、それらの性能を充分に発揮させることができる。

また、水平構面２及び鉛直構面の静剛性を高める必要がないので、鉛直構面の柱８のスパンを小さくしたり、水平構面２の大梁４等の梁成を高くしたりする必要はなく、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

図１１には、上記第５の実施の形態の変形例が示されていて、この二重床構造１は、図１０に示す柱８のスパン（梁間）を変更したものであり、具体的には、互いに隣接する一対の柱８、８間のスパンが長方形の短辺又は長辺をなすように柱８が配置されている。この結果、図１１に示す二重床構造１では、水平構面２に入力された加振力によって生じた鉛直方向の振動の長辺方向におけるモード（周波数）が短辺方向に比べて励起されやすくなる。このようにして長辺方向においてモードが励起された振動も、水平構面２と鉛直構面との間に介装された減衰手段１０の粘弾性体１７のダンピング特性によって減衰される。すなわち、本変形例においても、上記第５の実施の形態と同様の効果を奏することができる。

すなわち、本変形例では、水平構面２に生じる振動のモードは、長辺方向とは相対的に短辺方向において励起されにくくなるので、短辺に配置すべき間柱２２及び当該間柱２２に結合すべき減衰手段１０を省略することができる。具体的には、図１１に示すように、短辺に配置すべき間柱２２の数を長辺に配置すべき間柱２２の数よりも少なくすることができ、より好ましくは、長辺に属する部分にのみ間柱２２及び当該間柱２２に結合する減衰手段１０が配置される。これにより、製作費を安く抑えることができるとともに、水平構面２と床スラブ２５との間に形成される空間１８を上記第５の実施の形態よりもより広くとることができるので、その空間１８を配線、配管、空気循環、機器搬入等の空間として使用する場合の使用性、即ち床下空間の使い勝手を大幅に高めることができる。

本発明による二重床構造の第１の実施の形態の全体を示した平面図である。 図１の部分拡大斜視図である。 図１の減衰手段の説明図である。 図３Ａの変形例を示す説明図である。 本発明による二重床構造の動剛性と振動数との関係を示した説明図である。 本発明による二重床構造の第２の実施の形態を示した部分拡大斜視図である。 本発明による二重床構造の第３の実施の形態を示した部分拡大斜視図である。 発明による二重床構造及び従来の二重床構造の動剛性の解析結果を示した説明図である。 本発明による二重床構造の第４の実施の形態を示した部分拡大斜視図である。 第４の実施の形態の変形例を示した斜視図である。 本発明による二重床構造の第５の実施の形態を示した部分拡大斜視図である。 第５の実施の形態の変形例を示した斜視図である。 図２の変形例を示す斜視図である。 従来の二重床構造の一例を示した部分拡大斜視図である。 従来の二重床構造の動剛性と振動数との関係を示した説明図である。

符号の説明

１、３１ 二重床構造
２ 水平構面
３ 開口
４、３４ 大梁
５、３５ 小梁
６、３６ 床パネル
７ 鉛直構面
８、３８ 柱
９、３９ 補助部材
１０ 減衰手段
１１ 一方の部材
１２ 取付け部
１３ 外板
１４ 他方の部材
１５ 取付け部
１６ 内板
１７ 粘弾性体
１８ 空間
１９、２０ つなぎ材
２１、４５ 上部床
２２ 間柱
２３ ピン結合採用可能箇所
２５ 床スラブ

Claims (9)

1. 建物躯体の床スラブの上部に設置される二重床構造であって、
   前記床スラブの上方に所定の間隔をおいて水平に配置される水平構面と、前記床スラブの上部に設置されて前記水平構面を支持する鉛直構面とを備え、
   前記鉛直構面は、自重を除く長期荷重及び短期荷重を設計上負担しない補助部材を備え、該補助部材と前記水平構面との間に、前記水平構面の鉛直方向の振動を減衰する減衰手段を介装させたことを特徴とする二重床構造。
2. 前記補助部材は、一端が前記鉛直構面の一部に又は前記鉛直構面に隣接する前記床スラブの部分に剛結合され、他端が前記減衰手段に剛結合されていることを特徴とする請求項１に記載の二重床構造。
3. 前記減衰手段は、前記水平構面の鉛直方向の振動を減衰する粘弾性体を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の二重床構造。
4. 前記水平構面は、前記床スラブの上方に水平に設置される複数の大梁と、対向する大梁間に水平に架設される複数の小梁と、前記大梁及び前記小梁の上部に設けられる床パネルとを備え、
   前記鉛直構面は、前記床スラブの上部に立設されて前記大梁を支持する複数の柱と、該各柱の一部と前記大梁との間、又は該各柱の下端に隣接する前記床スラブの部分と前記大梁との間に斜めに架設される前記補助部材とを備え、
   前記補助部材と前記大梁との間に前記減衰手段を介装させたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の二重床構造。
5. 前記隣接する柱間には、つなぎ材が水平に架設され、該つなぎ材と前記柱との連結部近傍に前記補助部材の一端を剛結合させたことを特徴とする請求項４に記載の二重床構造。
6. 単一の前記鉛直構面に配置された少なくとも２つの前記補助部材間、又は当該補助部材と前記減衰手段との連結部近傍間に、他のつなぎ材が水平に架設されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の二重床構造。
7. 前記水平構面は、前記床スラブの上方に水平に設置される複数の大梁と、対向する大梁間に水平に架設される複数の小梁と、前記大梁及び前記小梁の上部に設けられる床パネルとを備え、
   前記鉛直構面は、前記床スラブの上部に立設されて前記大梁を支持する複数の柱と、前記複数の柱の間にて、前記大梁に向けて前記床スラブの上部に鉛直方向に立設される前記補助部材とを備え、
   前記補助部材と前記大梁との間に前記減衰手段を介装させたことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の二重床構造。
8. 前記鉛直構面を構成する前記複数の柱のスパンが長方形の短辺又は長辺をなすように前記複数の柱が配置されており、前記減衰手段は、前記長辺に属する部分にのみ配置されていることを特徴とする請求項４から７の何れかに記載の二重床構造。
9. 前記対向する大梁間には、小梁が格子状に架設されていることを特徴とする請求項４から８の何れかに記載の二重床構造。

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