JP6703905B2 - 床の防振構造 - Google Patents

Description

本発明は、床の防振構造に関する。

下記特許文献１には、防振床構造に関する発明が開示されている。この防振床構造では、床パネルの周縁部が床梁等を含んで構成された建物構造体に固定されていると共に、この床パネルがその下方側に配置された液封ダンパーを介して間仕切壁又は小梁に連結されている。また、液封ダンパーは、床パネルの振幅が最大となる位置に配置されている。このため、床パネルに発生する振動エネルギーを液封ダンパーで減衰させ、その結果、床パネルに発生する振動を緩和することができる。

特許第３４７７３３６号公報（図１）

しかしながら、上記特許文献１に開示された防振床構造では、床パネルが液封ダンパーによって局部的に支持されているため、床パネル全体で見ると、振動の減衰効果に偏りが生じることが考えられる。

本発明は上記事実を考慮し、床材の振動を減衰効果に偏りが生じることなく緩和することができる床の防振構造を得ることが目的である。

第１の態様に係る床の防振構造は、建物の床部の一部を構成し、一方側の周縁部が当該一方側の周縁部に沿って延在する第１梁材の建物上方側の面で支持されていると共に、当該一方側の周縁部と反対側の他方側の周縁部が当該他方側の周縁部に沿って延在する第２梁材の建物上方側の面で支持された床材と、前記床材の建物下方側でかつ平面視で当該床材の振動の腹と重なる位置に配置されて前記建物の躯体に固定され、当該床材が振動するときに当該床材の振動の腹となる部分に直接又は部材を介して当接可能とされていると共に、前記第１梁材及び前記第２梁材の延在方向一方側から当該延在方向他方側に延在する振動抑制部と、を有している。

第１の態様に係る建物では、床材で建物の床部の一部が構成されており、当該床材は、その一方側の周縁部が当該一方側の周縁部に沿って延在する第１梁材の建物上方側の面で支持されている。一方、床材の一方側の周縁部と反対側の他方側の周縁部は、当該他方側の周縁部に沿って延在する第２梁材の建物上方側の面で支持されている。また、床材の建物下方側には、平面視で当該床材の振動の腹と重なる位置に振動抑制部が配置されて建物の躯体に固定されていると共に、当該振動抑制部は、床材が振動するときに当該床材の振動の腹となる部分に直接又は部材を介して当接可能とされている。このため、本態様では、建物の床部上に物が落ちたり、当該床部上を人が動いたときに床材に振動が発生しても、当該床材の振動の腹となる部分が直接又は部材を介して振動抑制部に当接されることで、当該振動の振動エネルギーを減衰させることができる。

ところで、床材が振動するときに当該床材の振動の腹となる部分に振動抑制部が局部的に当接される構成である場合には、振動の減衰効果に偏りが生じることが考えられる。

ここで、本態様では、振動抑制部が、第１梁材及び第２梁材の延在方向一方側から当該延在方向他方側に延在しており、床材の振動の腹となる部分に直接又は部材を介して当該振動抑制部を一様に当接させることができる。

第２の態様に係る床の防振構造は、第１の態様に係る床の防振構造において、前記床材は、複数枚で組とされて前記延在方向に連なって配置されていると共に、前記振動抑制部は当該組とされた当該床材に跨って配置されている。

第２の態様に係る床の防振構造では、床材が複数枚で組とされて第１梁材及び第２梁材の延在方向に連なって配置されていると共に、振動抑制部は組とされた床材に跨って配置されている。このため、振動抑制部で複数枚の床材の振動を減衰させることができる。

第３の態様に係る床の防振構造は、第２の態様に係る床の防振構造において、前記第１梁材及び前記第２梁材と直交して配置されて前記躯体の一部を構成すると共に前記組とされた床材のうち最も前記延在方向一方側に配置された当該床材の当該延在方向一方側の周縁部を支持する第３梁材と、前記第１梁材及び前記第２梁材と直交して配置されて前記躯体の一部を構成すると共に前記組とされた床材のうち最も前記延在方向他方側に配置された当該床材の当該延在方向他方側の周縁部を支持する第４梁材と、を有し、前記振動抑制部の前記延在方向一方側は前記第３梁材に固定されていると共に、当該振動抑制部の当該延在方向他方側は前記第４梁材に固定されている。

第３の態様に係る床の防振構造では、組とされた床材のうち最も第１梁材及び第２梁材の延在方向一方側に配置された床材の当該延在方向一方側の周縁部が、第１梁材及び第２梁材と直交して配置されて建物の躯体の一部を構成する第３梁材に支持されている。一方、組とされた床材のうち最も上記延在方向他方側に配置された床材の当該延在方向他方側の周縁部は、第１梁材及び第２梁材と直交して配置されて建物の躯体の一部を構成する第４梁材に支持されている。このため、組とされた床材のうち最も上記延在方向一方側に配置された床材の振動を第３梁材も用いて減衰させることができると共に、組とされた床材のうち最も当該延在方向他方側に配置された床材の振動を第４梁材も用いて減衰させることができる。

また、本態様では、振動抑制部の第１梁材及び第２梁材の延在方向一方側は、第３梁材に固定されていると共に、当該振動抑制部の当該延在方向他方側は、第４梁材に固定されている。このため、床材から振動抑制部に伝達された振動が、第３梁材及び第４梁材にも伝達されて減衰される。

第４の態様に係る床の防振構造は、第１の態様〜第３の態様の何れか一態様に係る床の防振構造において、前記振動抑制部と前記床材との間には、当該振動抑制部の延在方向に沿って弾性部材が配置されている。

第４の態様に係る床の防振構造では、振動抑制部と床材との間に当該振動抑制部の延在方向に沿って弾性部材が配置されている。このため、床材が振動して当該床材の振動が振動抑制部に伝達されるときに、弾性部材が弾性変形することで当該振動の振動エネルギーが分散される。

第５の態様に係る床の防振構造は、第４の態様に係る床の防振構造において、前記弾性部材は、減衰性を有している。

第５の態様に係る床の防振構造では、振動抑制部と床材との間に配置された弾性部材が減衰性を有しており、弾性部材によっても振動を減衰させることができる。

以上説明したように、第１の態様に係る床の防振構造では、床材の振動を減衰効果に偏りが生じることなく緩和することができるという優れた効果を有する。

第２の態様に係る床の防振構造では、床材の配置の自由度を確保しつつ当該床材の振動を緩和することができるという優れた効果を有する。

第３の態様に係る床の防振構造では、床材の振動を建物の躯体によっても緩和することができるという優れた効果を有する。

第４の態様に係る床の防振構造では、床材の振動が減衰されるときに当該床材にかかる負荷を軽減させることができるという優れた効果を有する。

第５の態様に係る床の防振構造では、早期に振動を減衰させることができるという優れた効果を有する。

本実施形態に係る建物の床部の構成を示す平面図（図２の１方向矢視図）である。 本実施形態に係る建物の床部の構成を示す正面図（図１の２方向矢視図）である。 本実施形態に係る建物の床部の構成を示す断面図（図２の３−３線に沿って切断した状態を示す断面図）である。 本実施形態に係る建物の床部の詳細な構成を示しており、（Ａ）は図２の二点鎖線で囲んだ部分の拡大図であり、（Ｂ）は（Ａ）の４Ｂ方向矢視図である。 本実施形態に係る建物の床部の変形例における詳細な構成を示しており、（Ａ）は図４（Ａ）に対応する図であり、（Ｂ）は図４（Ｂ）に対応する図である。

以下、図１〜図５を用いて、本発明の実施形態に係る床の防振構造が適用された建物の一例について説明する。

まず、本実施形態に係る「建物１０」の全体構造について説明する。図１に示されるように、建物１０は、鉄骨軸組み工法により構築されており、当該建物１０の「躯体１２」は、図示しない複数の柱、第１梁材及び第２梁材としての「梁１４」及び第３梁材及び第４梁材として「梁１６」を含んで構成されている。梁１４は、それぞれ平行となるように配置されており、図３にも示されるように、Ｉ型鋼で構成されている。より詳しくは、梁１４は、その建物上方側を構成する上側フランジ部１４Ａと、その建物下方側を構成する下側フランジ部１４Ｂと、上側フランジ部１４Ａと下側フランジ部１４Ｂとを繋ぐウェブ部１４Ｃとを備えている。

一方、梁１６は、図２にも示されるように、梁１４と同様にＩ型鋼で構成されており、上側フランジ部１６Ａ、下側フランジ部１６Ｂ及びウェブ部１６Ｃを備えている。この梁１６は、その長さが、梁１４よりも短い長さに設定されていると共に、梁１４間に当該梁１４と直交して架け渡されており、一対の梁１６と一対の梁１４とで平面視で矩形枠を構成するように配置されている。そして、上記のように矩形枠状に配置された梁１４及び梁１６の建物上方側には、複数枚の床材としての「床パネル１８」が配置されており、梁１４、１６及び床パネル１８を含んで建物１０の「床部２０」が構成されている。

床パネル１８は、軽量気泡コンクリート（ＡＬＣ）で構成されていると共に、平面視で矩形の板状に形成されている。この床パネル１８は、その長手方向を梁１６の延在方向（長手方向）とされてかつその板厚方向を建物上下方向とされて、梁１４の建物上方側の「面１４Ｄ」及び梁１６の建物上方側の面１６Ｄ上に敷設されている。具体的には、床パネル１８は、梁１４の長手方向に沿って複数枚（本実施形態では４枚）で組とされて配置されている。なお、本実施形態では、床パネル１８の長手方向一方側の周縁部１８Ａを支持する梁１４が第１梁材として機能しており、当該床パネル１８の周縁部１８Ａと反対側の長手方向他方側の周縁部１８Ｂを支持する梁１４が第２梁材として機能している。

また、組とされた床パネル１８のうち最も梁１４の延在方向一方側に配置された床パネル１８における当該延在方向一方側の周縁部１８Ｃは、上記一対の梁１６のうち当該延在方向一方側の梁１６に支持されている。一方、組とされた床パネル１８のうち最も梁１４の延在方向他方側に配置された床パネル１８における当該延在方向他方側の周縁部１８Ｄは、上記一対の梁１６のうち当該延在方向他方側の梁１６に支持されている。つまり、上記一対の梁１６のうち梁１４の延在方向一方側の梁１６は、第３梁材として機能しており、当該延在方向他方側の梁１６は第４梁材として機能している。なお、床パネル１８は、図示しない取付部材によって、梁１４や梁１６に取り付けられている。

ここで、本実施形態では、図１及び図２に示されるように、床パネル１８の建物下方側でかつ平面視で当該床パネル１８の振動の腹と重なる位置に振動抑制部２２が配置されている点に第１の特徴がある。また、振動抑制部２２と床パネル１８との間に「弾性部材２４」が介在されている点に第２の特徴がある。以下、本実施形態の要部である振動抑制部２２及び弾性部材２４を含んで構成された床の防振構造の構成について詳細に説明する。なお、本実施形態では、一例として、床パネル１８の振動の腹が当該床パネル１８の長手方向中央部１８Ｅに位置している場合について説明していくこととする。

振動抑制部２２は、図３にも示されるように、溝形鋼で構成された当接部材２６と、鋼製の板材が屈曲されて構成された一対の取付部材２８とを含んで構成されている。当接部材２６は、ウェブ部２６Ａと一対のフランジ部２６Ｂとを含んで構成されており、その長手方向を梁１４の長手方向とされていると共にその一方のフランジ部２６Ｂを建物上方側とされた状態で、床パネル１８の長手方向中央部１８Ｅの建物下方側に配置されている。より詳しくは、当接部材２６は、平面視で、組とされた床パネル１８の最も梁１４の延在方向一方側に配置されたものの当該延在方向一方側の周縁部１８Ｃから最も当該延在方向他方側に配置されたものの当該延在方向他方側の周縁部１８Ｄに跨って配置されている。つまり、当接部材２６は、梁１４の延在方向一方側から当該延在方向他方側に当該梁１４に沿って直線状に延在している。

取付部材２８は、建物上下方向から見てＬ字状に構成されており、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）にも示されるように、当接部材２６に接合されている接合片部２８Ａと、梁１６に取り付けられている取付片部２８Ｂとを含んで構成されている。詳しくは、取付部材２８の建物上下方向の長さは、梁１６の上側フランジ部１６Ａと下側フランジ部１６Ｂとの間に納まる長さに設定されている。そして、取付部材２８は、その接合片部２８Ａが当接部材２６のウェブ部２６Ａに図示しない溶接部等の接合部で接合されることで当該当接部材２６に固定されている。

一方、取付片部２８Ｂには、図示しない一対の挿通孔が建物上下方向に所定の間隔をあけて形成されていると共に、梁１６のウェブ部１６Ｃには、当該挿通孔に対応する一対のウエルドナット３２が設けられている。そして、一対のボルト３０が、それぞれ挿通孔に挿通されると共にウエルドナット３２に螺合されることで、振動抑制部２２が梁１６に取り付けられ、振動抑制部２２が梁１６間に架け渡されている。換言すれば、振動抑制部２２は、その梁１４の延在方向一方側が当該一方側の梁１６に、その当該延在方向他方側が当該他方側の梁１６にそれぞれ固定されて、建物１０の躯体１２に固定されていると見なすことができる。また、振動抑制部２２が上記のように取り付けられた状態において、当接部材２６は、平面視で梁１６の上側フランジ部１６Ａ同士の間に納まるように配置されている。さらに、振動抑制部２２は、その建物上方側のフランジ部２６Ｂの建物上方側の面と当該上側フランジ部１６Ａの建物下方側の面とが同じ高さとなるようにその建物上下方向の位置が設定されている。なお、振動抑制部２２は、当接部材２６の長手方向中央部に対して線対称に構成されている。

弾性部材２４は、弾性及び減衰性を有するブチルゴムで、当接部材２６の延在方向（長手方向）に延びる矩形の板状に構成されていると共に、当該当接部材２６の建物上方側のフランジ部２６Ｂにおける建物上方側の面に貼り付けられている。なお、弾性部材２４は、床パネル１８の建物下方側の面にも密着された状態とされている。つまり、床パネル１８の振動の腹となる長手方向中央部１８Ｅは、当該床パネル１８が振動する（撓む）と弾性部材２４を介して当接部材２６のウェブ部１４Ｃに当接可能とされている。

＜本実施形態の作用及び効果＞
次に、本実施形態の作用並びに効果を説明する。

本実施形態では、床パネル１８で建物１０の床部２０の一部が構成されており、当該床パネル１８は、その長手方向一方側の周縁部１８Ａが当該一方側の周縁部１８Ａに沿って延在する梁１４の建物上方側の面１４Ｄで支持されている。一方、床パネル１８の長手方向他方側の周縁部１８Ｂは、当該周縁部１８Ｂに沿って延在する梁１４の建物上方側の面１４Ｄで支持されている。また、床パネル１８の建物下方側には、平面視で当該床パネル１８の振動の腹と重なる位置に振動抑制部２２が配置されて建物１０の躯体１２に固定されている。さらに、振動抑制部２２は、床パネル１８が振動するときに当該床パネル１８の振動の腹となる部分に弾性部材２４を介して当接可能とされている。このため、本実施形態では、建物１０の床部２０上に物が落ちたり、当該床部２０上を人が動いたときに床パネル１８に振動が発生しても、当該床パネル１８の振動の腹となる部分が弾性部材２４を介して振動抑制部２２に当接されることで、当該振動の振動エネルギーを減衰させることができる。

ところで、床パネル１８が振動するときに当該床パネル１８の振動の腹となる部分に振動抑制部２２が局部的に当接される構成である場合には、振動の減衰効果に偏りが生じることが考えられる。

ここで、本実施形態では、振動抑制部２２、より具体的には振動抑制部２２を構成する当接部材２６が、梁１４の延在方向一方側から当該延在方向他方側に延在しており、床パネル１８の振動の腹となる部分に弾性部材２４を介して当該当接部材２６を一様に当接させることができる。その結果、本実施形態では、床パネル１８の振動を減衰効果に偏りが生じることなく緩和することができる。

また、本実施形態では、床パネル１８が複数枚で組とされて梁１４の延在方向に連なって配置されていると共に、振動抑制部２２は組とされた床パネル１８に跨って配置されている。このため、振動抑制部２２で複数枚の床パネル１８の振動を減衰させることができ、その結果、床パネル１８の配置の自由度を確保しつつ当該床パネル１８の振動を緩和することができる。

さらに、本実施形態では、組とされた床パネル１８のうち最も梁１４の延在方向一方側に配置されたものの当該延在方向一方側の周縁部１８Ｃが、梁１４と直交して配置されて建物１０の躯体１２の一部を構成する梁１６に支持されている。一方、組とされた床パネル１８のうち最も梁１４の延在方向他方側に配置された床パネル１８の当該延在方向他方側の周縁部１８Ｄも梁１６に支持されている。このため、組とされた床パネル１８のうち最も梁１４の延在方向一方側に配置された床パネル１８及び当該組とされた床パネル１８のうち最も当該延在方向他方側に配置された床パネル１８の振動を梁１６も用いて減衰させることができる。

そして、本実施形態では、振動抑制部２２における梁１４の延在方向一方側は、当該一方側の梁１６に固定されていると共に、その当該延在方向他方側は、当該他方側の梁１６に固定されている。このため、床パネル１８から振動抑制部２２に伝達された振動が、梁１６にも伝達されて減衰される。その結果、本実施形態では、床パネル１８の振動を建物１０の躯体１２によっても緩和することができる。

加えて、本実施形態では、振動抑制部２２と床パネル１８との間に当該振動抑制部２２における当接部材２６の延在方向に沿って弾性部材２４が配置されている。このため、床パネル１８が振動して当該床パネル１８の振動が振動抑制部２２に伝達されるときに、弾性部材２４が弾性変形することで当該振動の振動エネルギーが分散される。その結果、本実施形態では、床パネル１８の振動が減衰されるときに当該床パネル１８にかかる負荷を軽減させることができる。

さらに加えて、本実施形態では、振動抑制部２２と床パネル１８との間に配置された弾性部材２４が減衰性を有しており、弾性部材２４によっても振動を減衰させることができ、その結果、早期に振動を減衰させることができる。

＜変形例＞
次に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）を用いて本実施形態の変形例について説明する。この変形例では、「振動抑制部４０」が、当接部材４２と一対の取付部材２８とを含んで構成されており、当該当接部材４２がＩ型鋼で構成されている。より詳しくは、当接部材４２は、その建物上方側を構成する上側フランジ部４２Ａと、その建物下方側を構成する下側フランジ部４２Ｂと、上側フランジ部４２Ａと下側フランジ部４２Ｂとを繋ぐウェブ部４２Ｃとを含んで構成されている。この当接部材４２は、その建物上下方向の長さが、梁１６の上側フランジ部１６Ａと下側フランジ部１６Ｂとの間に納まる長さに設定されている。また、当接部材４２は、その長手方向の長さが、平面視で、その長手方向の端部が上側フランジ部１６Ａ及び下側フランジ部１６Ｂと重なるように設定されている。なお、上記のように構成された振動抑制部４０では、当接部材４２に貼り付けられた弾性部材２４と床パネル１８との間に隙間が形成されるようになっている。このような、構成によれば、床パネル１８の振動を受けて当接部材４２が撓む場合には、当該当接部材４２に捩じりが発生することを抑制することができる。

＜上記実施形態の補足説明＞
（１） 上述した実施形態では、振動抑制部２２、４０と床パネル１８との間に弾性部材２４を配置していたが、当該弾性部材２４を配置することなく、当該振動抑制部２２、４０と床パネル１８とを直接当接させる構成としてもよい。

（２） また、上述した実施形態では、弾性部材２４の形状を矩形の板状としていたが、円柱状とする等適宜弾性部材２４の形状を変更してもよい。また、弾性部材２４は、減衰性を有さない硬質ゴム等で構成されていてもよい。

（３） また、上述した実施形態では、鉄骨軸組み工法により構築された建物１０のＡＰＬ製の床パネル１８を含んで構成された床部２０に床の防振構造を適用したが、これに限らない。例えば、ユニット工法により構築された建物において、合板等で構成された床パネルを含んで構成された床部に上記実施形態に係る床の防振構造を適用してもよい。なお、この場合には、矩形枠状に配置された梁上に１枚だけ床パネルを配置するような構成に対しても上記実施形態に係る床の防振構造を適用することが可能である。

（４） また、上述した実施形態では、床パネル１８の振動の腹が当該床パネル１８の長手方向中央部１８Ｅに位置している場合の振動モードについて言及されているが、これに限らない。例えば、床パネル１８の振動の腹となる部分が複数箇所になる場合には、これに合わせて振動抑制部２２、４０を複数箇所に配置してもよい。

（５） また、上述した実施形態では、組とされた床パネル１８のうち最も梁１４の延在方向一方側のものと最も当該延在方向他方側のものとが梁１６に支持されているが、床部２０の構成によっては、床パネル１８が梁１６に支持されていない構成も取り得る。

（６） 加えて、上述した実施形態では、振動抑制部２２、４０が梁１６に固定されていたが、これに限らない。例えば、当接部材２６、４２に梁１４側に延びる部分を設けたり、当該当接部材２６、４２を平面視でジグザグ状に構成する等して、振動抑制部２２、４０を梁１４に固定する構成としてもよい。また、振動抑制部２２、４０を当接部材２６、４２のみで構成して、当該当接部材２６、４２を溶接部や締結部材等によって梁１４や梁１６に直接固定する構成も取り得る。さらに、建物１０の上階側の床部２０に上述した実施形態に係る床の防振構造を適用する場合等には、振動抑制部２２、４０を躯体１２の一部を構成する下階側の構造体、例えば仕切り壁の骨格部材等に固定する構成も取り得る。

１０ 建物
１２ 躯体
１４ 梁（第１梁材、第２梁材）
１４Ｄ 建物上方側の面
１６ 梁（第３梁材、第４梁材）
１８ 床パネル（床材）
１８Ａ 一方側の周縁部
１８Ｂ 他方側の周縁部
１８Ｃ 延在方向一方側の周縁部
１８Ｄ 延在方向他方側の周縁部
２０ 床部
２２ 振動抑制部
２４ 弾性部材（部材）
４０ 振動抑制部

Claims (4)

1. 建物の床部の一部を構成し、一方側の周縁部が当該一方側の周縁部に沿って延在する第１梁材の建物上方側の面で支持されていると共に、当該一方側の周縁部と反対側の他方側の周縁部が当該他方側の周縁部に沿って延在する第２梁材の建物上方側の面で支持された床材と、
   前記床材の建物下方側でかつ平面視で当該床材の振動の腹と重なる位置に配置されて前記建物の躯体に固定され、当該床材が振動するときに当該床材の振動の腹となる部分に直接又は部材を介して当接可能とされていると共に、前記第１梁材及び前記第２梁材の延在方向一方側から当該延在方向他方側に延在する振動抑制部と、
   を有し、
   前記床材は、複数枚で組とされて前記延在方向に連なって配置されていると共に、前記振動抑制部は当該組とされた当該床材に跨って配置されている、
   床の防振構造。
2. 前記第１梁材及び前記第２梁材と直交して配置されて前記躯体の一部を構成すると共に前記組とされた床材のうち最も前記延在方向一方側に配置された当該床材の当該延在方向一方側の周縁部を支持する第３梁材と、
   前記第１梁材及び前記第２梁材と直交して配置されて前記躯体の一部を構成すると共に前記組とされた床材のうち最も前記延在方向他方側に配置された当該床材の当該延在方向他方側の周縁部を支持する第４梁材と、を有し、
   前記振動抑制部の前記延在方向一方側は前記第３梁材に固定されていると共に、当該振動抑制部の当該延在方向他方側は前記第４梁材に固定されている、
   請求項１に記載の床の防振構造。
3. 前記振動抑制部と前記床材との間には、当該振動抑制部の延在方向に沿って弾性部材が配置されている、
   請求項１又は請求項２に記載の床の防振構造。
4. 前記弾性部材は、減衰性を有している、
   請求項３に記載の床の防振構造。

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