JP5561863B2 - 防振構造 - Google Patents

Description

本発明は、防振構造に関する。詳しくは、振動発生源の近傍に構築される構造物の防振構造に関する。

従来より、地下鉄、高速道路、工場等の振動発生源に隣接して、地下構造物が構築される場合がある。この場合、振動発生源からの地盤振動が地下構造物に伝達するのを遮断する必要がある。

そこで、地下構造物の周囲には山留壁としてのソイルセメント地中連続壁を構築し、このソイルセメント地中連続壁に防振材を設ける防振構造が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、ソイルセメント地中連続壁の外側面つまり振動発生源側の側面に、全面に亘って、防振材としての防振ゴムを設ける。
この特許文献１に示された防振構造によれば、地下構造物と振動発生源との間に防振ゴムを設けたので、この防振ゴムにより、振動発生源からの振動が地下構造物に伝達するのを抑制できる。

しかしながら、特許文献１に示された提案では、高価な防振ゴムを全面に亘って設けているため、施工コストが高くなる、という問題があった。

そこで、地下構造物と地中連続壁の芯材との間には防振材を設けず、地下構造物とソイルセメントとの間にのみ防振材としての防振ゴムを介装する防振構造が提案されている（特許文献２参照）。また、この特許文献２には、防振ゴムの代わりにグラスウールや発泡ウレタンを用いることも示されている。

この特許文献２に示された提案によれば、地下構造物とソイルセメントとの間にのみ防振ゴムを介装するため、地中連続壁の芯材と地下構造物とを一体化できるから、地下構造物の構造体のサイズを大きくする必要がなく、施工コストを削減できる。
また、グラスウールは防振ゴムよりも安価であるため、グラスウールを用いることにより、施工コストをさらに低減できる。

特開２００３−２４７２４４号公報 特開２００７−７０８０７号公報

ところで、地下構造物の各階床レベルの外周部は、外周梁であることが多い。この外周梁には、多くの梁や柱が剛接合しているため、この外周梁の剛性は高くなっている。一方、地下構造物の各階床レベル以外の外周部は、外周壁であることが多く、この外周壁の剛性は、外周梁の剛性よりも低くなっている。よって、地下構造物の各階床レベルの外周部は、床レベル以外の外周部に比べて剛性が高いため、振動発生源からの振動により大きく振動する。
特許文献２の防振構造では、地下構造物とソイルセメントとの間にのみ防振材を設けるので、地下構造物の各階床レベルの外周部に振動が伝わりやすくなり、振動発生源からの振動を抑制することが困難になる、という問題があった。

本発明は、施工コストを抑えつつ、構造物の振動を効果的に低減できる防振構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の防振構造は、振動発生源の近傍に構築される構造物の防振構造であって、前記構造物の地下躯体の外周には、地中連続壁が構築され、当該地中連続壁の芯材と前記地下躯体の各階床レベルの外周部との間には、前記地中連続壁から前記地下躯体に伝わる振動を、前記地下躯体の各階床レベルで集中的に減衰させる防振材が設けられ、当該防振材の前記芯材および前記地下躯体に接する面積は、下階に向かうに従って大きくなることを特徴とする。

この発明によれば、防振材により、地中連続壁から地下躯体に伝わる振動を、地下躯体の各階床レベルで集中的に減衰させた。よって、地中連続壁から剛性の高い地下躯体の床レベルの外周部に伝わる振動を大きく減衰できるから、構造物の振動を効果的に低減できる。

請求項２に記載の防振構造は、前記地中連続壁の芯材と前記地下躯体の各階床レベル以外の外周部との間には、振動を減衰させる第２防振材が設けられ、前記防振材の剛性は、前記第２防振材の剛性よりも低いことを特徴とする。

この発明によれば、地中連続壁の芯材と地下躯体の各階床レベル以外の外周部との間に第２防振材を設け、防振材の剛性を第２防振材の剛性よりも低くした。よって、防振材により、第２防振材に比べて、地中連続壁から地下躯体に伝わる振動を確実に減衰できる。
また、防振材が高価な材料であっても、この防振材を地下躯体床レベルの外周部にのみ設けるので、施工コストを抑えることができる。

請求項３に記載の防振構造は、前記防振材は、ゴムからなり、前記第２防振材は、グラスウールからなることを特徴とする。

この発明によれば、防振材をゴムで形成し、第２防振材をグラスウールで形成した。ゴムはグラスウールよりも剛性が低くて減衰性能が高いため、振動発生源からの振動が地下躯体の剛性の高い部分に伝わるのを確実に抑制できる。
また、ゴムはグラスウールよりも高価であるが、この高価なゴムを各階床レベルの外周部にのみ用いたので、施工コストを抑えることができる。

本発明によれば、防振材により、地中連続壁から地下躯体に伝わる振動を、地下躯体の各階床レベルで集中的に減衰させた。よって、地中連続壁から剛性の高い地下躯体の床レベルの外周部に伝わる振動を大きく減衰できるから、構造物の振動を効果的に低減できる。

本発明の実施形態に係る防振構造が適用された建物の地下部分の縦断面図および側面図である。 前記実施形態に係る山留壁を部分拡大した側面図および横断面図である。

図１は、本発明の実施形態に係る防振構造が適用された建物１の地下部分の縦断面図および側面図である。このうち、図１（ｂ）は、山留壁２０を地下躯体１０側から視た図である。
建物１は、地下３階までの地下躯体１０を有しており、この地下躯体１０の外周には、地中連続壁としての山留壁２０が構築されている。
地下躯体１０は、下から順に、基礎１１、地下３階立上がり部１２、地下２階床部１３、地下２階立上がり部１４、地下１階床部１５、地下１階立上がり部１６、１階床部１７となっている。

基礎１１は、外周基礎１１１と、地下３階床１１２と、を備える。この外周基礎１１１の上端部は、地下躯体１０の地下３階床レベルとなっている。
地下２階床部１３は、地下２階床１３１を備える。この地下２階立上がり部１２の上端部は、地下躯体１０の地下２階床レベルとなっている。

地下１階床部１５は、地下１階床１５１と、地下１階外周梁１５２と、を備える。この地下１階外周梁１５２の上端部は、地下躯体１０の地下１階床レベルとなっている。
１階床部１７は、１階床１７１と、１階外周梁１７２と、を備える。この１階外周梁１７２の上端部は、地下躯体１０の１階床レベルとなっている。

山留壁２０は、ソイルセメント地中連続壁（ＳＭＷ）であり、土とセメントスラリーとを混合して攪拌し、地中に構築された壁体２１と、この壁体２１に所定間隔おきに芯材として埋め込まれたＨ鋼２２と、を有する。

図２は、山留壁２０の部分拡大した側面図および横断面図である。
山留壁２０のＨ鋼２２と地下躯体１０の各階床レベルの外周部との間には、振動を減衰させる防振材としての防振ゴム３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄが設けられている。

防振ゴム３１Ａは、地下３階床レベルに位置しており、外周基礎１１１の上端部に当接している。
防振ゴム３１Ｂは、地下２階床レベルに位置しており、地下２階外周梁１３２の上端部に当接している。
防振ゴム３１Ｃは、地下１階床レベルに位置しており、地下１階外周梁１５２の上端部に当接している。
防振ゴム３１Ｄは、１階床レベルに位置しており、１階外周梁１７２の上端部に当接している。

また、山留壁２０と地下躯体１０の外周部との間で防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄ以外の部分の全面には、振動を減衰させる第２防振材としてのグラスウール３２が設けられている。

以上の防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄは、グラスウール３２に比べて、剛性が低く、高い減衰性能を有している。すなわち、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄは、２枚のゴムパッド３１１を積層して構成されており、これらゴムパッド３１１のゴムの単位面積当たりの動的ばね係数は、グラスウール３２の単位面積当たりの動的ばね係数よりも、大きくなっている。
これら防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄの高さ方向の長さは、地下深くになるに従って大きくなっている。これは、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄが受ける土圧が大きくなるためである。

以上より、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄは、山留壁２０から地下躯体１０の各階床レベルの外周部（つまり外周基礎１１１、地下２階外周梁１３２、地下１階外周梁１５２、および１階外周梁１７２）に伝わる振動を、地下躯体１０の各階床レベル以外の外周部に伝わる振動に比べて、大きく減衰させることになる。つまり、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄは、山留壁２０から地下躯体１０に伝わる振動を、各階床レベルで集中的に減衰させる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄにより、山留壁２０から地下躯体１０に伝わる振動を、各階床レベルで集中的に減衰させた。よって、山留壁２０から剛性の高い地下躯体１０の各階床レベルの外周部に伝わる振動を大きく減衰できるから、地下躯体１０の振動を効果的に低減できる。

（２）山留壁２０のＨ鋼２２と地下躯体１０の各階床レベル以外の外周部との間にグラスウール３２を設け、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄの剛性をグラスウール３２の剛性よりも低くした。よって、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄにより、グラスウール３２に比べて、山留壁２０から地下躯体１０に伝わる振動を確実に大きく減衰できる。

（３）ゴムはグラスウールよりも剛性が低くて減衰性能が高いので、防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄにより、振動発生源からの振動が地下躯体１０の剛性の高い部分に伝わるのを確実に抑制できる。
また、ゴムはグラスウールよりも高価であるが、この高価なゴムからなる防振ゴム３１Ａ〜３１Ｄを各階床レベルの外周部にのみ用いたので、施工コストを抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

１…建物（構造物）
１０…地下躯体
１１…基礎
１２…地下３階立上がり部
１３…地下２階床部
１４…地下２階立上がり部
１５…地下１階床部
１６…地下１階立上がり部
１７…１階床部
２０…山留壁（地中連続壁）
２１…壁体
２２…Ｈ鋼（芯材）
３１Ａ、３１Ｂ、３１Ｃ、３１Ｄ…防振ゴム（防振材）
３２…グラスウール（第２防振材）
３１１…ゴムパッド
１１１…外周基礎
１１２…地下３階床
１３１…地下２階床
１３２…地下２階外周梁
１５１…地下１階床
１５２…地下１階外周梁
１７１…１階床
１７２…１階外周梁

Claims (3)

1. 振動発生源の近傍に構築される構造物の防振構造であって、
   前記構造物の地下躯体の外周には、地中連続壁が構築され、
   当該地中連続壁の芯材と前記地下躯体の各階床レベルの外周部との間には、前記地中連続壁から前記地下躯体に伝わる振動を、前記地下躯体の各階床レベルで集中的に減衰させる防振材が設けられ、
   当該防振材の前記芯材および前記地下躯体に接する面積は、下階に向かうに従って大きくなることを特徴とする防振構造。
2. 前記地中連続壁の芯材と前記地下躯体の各階床レベル以外の外周部との間には、振動を減衰させる第２防振材が設けられ、
   前記防振材の剛性は、前記第２防振材の剛性よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の防振構造。
3. 前記防振材は、ゴムからなり、
   前記第２防振材は、グラスウールからなることを特徴とする請求項２に記載の防振構造。

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