JP7424453B2

JP7424453B2 - 床構造

Info

Publication number: JP7424453B2
Application number: JP2022185594A
Authority: JP
Inventors: 靖彦辻; 峻高山
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2018-12-05
Filing date: 2022-11-21
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2038-12-05
Also published as: JP2020090835A; JP2023010844A; JP7206870B2

Description

本発明は、床構造に関する。

従来から、例えば、梁間を繋ぐように配置された小梁と梁とを覆うように二重床下側板が梁に固定され、二重床下側板の上に支持スペーサを介して二重床上側板が配置されており、二重床下側板と二重床上側板との間の空間には吸音材が設けられ、二重床上側板の上に２枚の遮音マットと床下地板とが設けられている床構造は、知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５－１０３４６号公報

上記従来の床構造に用いられている遮音マットは、アスファルト系素材のため重量が大きく、遮音マットを用いて重量を増すことにより、重量衝撃源による音を響きにくくしている。このため、構造上の耐力は満たすものの遮音性を高めるためだけに重量が嵩む、また、遮音マットのみならず高価な吸音材も用いるため部材が増えるとともに施工工程も増えるためコストが嵩むという課題がある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コストを抑えつつも遮音性に優れた床構造を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために本発明の床構造は、
構造床と、
前記構造床上に、互いに所定寸法の間隔を隔てた複数の木製の下支持材により支持されている中間板材と、
前記中間板材上に、互いに前記所定寸法の間隔を隔てた複数の木製の上支持材により支持されている上方材と、
を有し、
前記上支持材は、互いに隣り合う前記下支持材の中間位置に配置されており、
前記構造床と前記中間板材との間、及び、前記中間板材と前記上方材との間には、前記中間板材及び前記上方材の外周縁に、前記構造床と前記中間板材との間、及び、前記中間板材と前記上方材との間を埋める間詰材としての制振ゴムが設けられている
ことを特徴とする床構造である。

このような床構造によれば、構造床上にて所定寸法の間隔を隔てた複数の下支持材により支持されている中間板材上には、上方材を支持している上支持材が、互いに隣り合う下支持材の中間位置に配置されているので、上方材に衝撃荷重が作用すると、中間板材は下支持材間において上支持材により押圧され、下方に撓むように弾性変形する。このため、上方材に作用した衝撃荷重は構造床に直接伝達されないので、下階に対する音の伝搬を軽減することが可能である。また、本床構造は、構造床上に、複数の下支持材により中間板材を支持し、中間板材上に複数の上支持材により上方材を支持しているだけなので、部材点数及び施工工程を少なく抑えてコストを抑えることが可能である。このため、コストを抑えつつも遮音性に優れた床構造を提供することが可能である。

かかる床構造であって、
前記上方材に働く長期荷重を、前記中間板材の弾性変形範囲の耐力により支持し、前記
上方材に働く衝撃荷重を、前記中間板材の弾性変形に伴い減衰させる減衰手段を備えていることを特徴とする。

このような床構造によれば、上方材に働く長期荷重を中間板材の弾性変形範囲の耐力により支持し、上方材に働く衝撃荷重を、中間板材の弾性変形に伴い減衰させる減衰手段を備えているので、減衰手段により、上方材上に載置される、例えば家具などによる長期荷重を支持しつつも、歩行振動荷重のような衝撃荷重による振動を減衰させることが可能である。

かかる床構造であって、
前記減衰手段は、互いに隣り合う前記下支持材の前記中間位置と、互いに隣り合う前記上支持材の前記中間位置と、のうちの少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする。

このような床構造によれば、互いに隣り合う下支持材の中間位置、及び、互いに隣り合う上支持材の中間位置は、上方材に衝撃荷重が作用したときに、中間板材が最も大きく変位する位置なので、減衰手段により効率良く振動を減衰させることが可能である。このため、下支持材の中間位置、及び、上支持材の中間位置のうちの少なくともいずれか一方に減衰手段が設けられていれば、振動を減衰させることが可能である。

かかる床構造であって、
前記下支持材の前記中間位置に設けられている前記減衰手段は、前記中間板材に固定された突起材と、前記構造床上に敷設され、前記突起材が半埋設される粉体と、を有していることを特徴とする。

このような床構造によれば、上方材に衝撃荷重が作用したときに、隣り合う下支持材の中間位置に設けられた突起材は、中間板材の撓みによる変位に伴って粉体に半埋設されるので、突起材と粉体との摩擦により振動を減衰させることが可能である。

かかる床構造であって、
前記上支持材の前記中間位置に設けられている前記減衰手段は、前記上方材に固定された突起材と、前記中間板材上に敷設され、前記突起材が半埋設される粉体と、を有していることを特徴とする。

このような床構造によれば、上方材に衝撃荷重が作用したときに、中間板材の撓みに降下した上方材の隣り合う上支持材の中間位置に設けられた突起材は、上方材の降下に伴って粉体に半埋設されるので、突起材と粉体との摩擦により振動を減衰させることが可能である。

かかる床構造であって、
前記減衰手段は、制振部材であることを特徴とする。
このような床構造によれば、隣り合う下支持材の中間位置に制振部材を設けるだけで、振動を減衰させることが可能である。

かかる床構造であって、
前記中間板材の固有振動は３０Ｈｚ以下に設定されていることを特徴とする。
このような床構造によれば、中間板材の固有振動数は３０Ｈｚ以下なので、共振する周波数を可聴域から外すことが可能である。このため、より高い遮音性を備えることが可能である。

本発明によれば、コストを抑えつつも遮音性に優れた床構造を提供することが可能である。

本実施形態に係る床構造を示す平面図である。本実施形態に係る床構造を示す縦断面図である。本実施形態に係る床構造の作用効果を説明する縦断面図である。減衰手段の変形例を示す縦断面図である。下支持材及び上支持材の変形例を示す平面図である。耐火性能を備えた床構造を示す縦断面図である。

以下、本発明の床構造を、図を用いて説明する。
本実施形態では、図１に示すように、四隅に設けられた柱１の内側に形成される床２を例に挙げて説明する。４本の柱１は、奥行き方向に隣り合う２本の柱１間の間隔が、左右方向に隣り合う２本の柱１の間隔より長くなる位置に配置されている。
４本の柱１には、互いに隣り合う柱１間に梁３が掛け渡されており、梁３の上に構造床としての木造床４が全面に亘って設けられている。

本実施形態の床構造は、図２に示すように、木造床４と、木造床４の上に下支持材５に支持された合板でなる中間板材６と、中間板材６の上に上支持材７に支持された合板でなる上方材８と、上方材８の上に設けられた床仕上げ材１０と、を有している。すなわち、木造床４と中間板材６との間、及び、中間板材６と上方材８との間は、下支持材５または上支持材７により上下方向に間隔が隔てられている。

木造床４と中間板材６との間、及び、中間板材６と上方材８との間には、中間板材６及び上方材８の外周縁と奥行き方向における中央にて左右方向に亘って、木造床４と中間板材６との間、及び、中間板材６と上方材８との間を埋める間詰材１１が設けられている。本実施形態の床構造は、間詰材１１により奥行き方向における中央で、手前側と奥行き側とに分けられた領域毎に構成されている。間詰材１１としては、例えば、制振ゴムが用いられる。

間詰材１１により囲まれた領域内において、木造床４の上には、棒状をなす木製の角材でなる３本の下支持材５が奥行き方向に沿って配置されている。３本の下支持材５は、左右方向に互いに所定寸法の間隔を隔てて平行に並べて配置されている。３本の下支持材５上には中間板材６が取り付けられている。

中間板材６の上には、棒状をなす木製の角材でなる４本の上支持材７が奥行き方向に沿って配置されている。すなわち、中間板材６の下に設けられている下支持材５と同一方向に向けられて上支持材７が設けられている。４本の上支持材７は、左右方向に互いに所定寸法の間隔を隔てて平行に並べて配置されている。このとき、下支持材５の左右方向における間隔の所定寸法と、上支持材７の左右方向における間隔の所定寸法とは一致しており、上支持材７は、左右方向において、互いに隣り合う下支持材５間のほぼ中央となる中間位置に配置されている。４本の上支持材７上には上方材８が取り付けられている。また、このとき合板でなる中間板材６は、繊維方向が左右方向に沿うように配置されている。

また、下支持材５により支持された中間板材６と木造床４との間、上支持材７により支持された上方材８と中間板材６との間には、それぞれ珪砂などの粉体１２、１３が設けられている。粉体１２、１３は、間詰材１１により囲まれた全領域内に設けられており、木
造床４上に設けられた粉体１２は中間板材６との間に空間Ｓ１を備え、中間板材６上に設けられた粉体１３は上方材８との間に空間Ｓ２を備えるとともに、所定の深さを有するように設けられている。

中間板材６の下面６ａには、上面６ｂに上支持材７が設けられている位置に、突起材１４が設けられている。突起材１４の下方への突出量は、下支持材５の高さより小さく、下端部には、先端に向かって左右方向の幅が狭くなる傾斜部１４ａが設けられている。

上方材８の下面に８ａは、下支持材５が設けられている位置の真上に位置させて突起材１５が設けられている。突起材１５の下方への突出量は、上支持材７の高さより小さく、下端部には、先端に向かって左右方向の幅が狭くなる傾斜部１５ａが設けられている。

本実施形態の床２は、中間板材６の下に設けられている下支持材５と、中間板材６の上に設けられている上支持材７とを左右方向にずらして配置しているため中間板材６が弾性変形し板ばねとして機能する。具体的には、床２上に家具などが載置される場合のような長期的に加わる鉛直荷重は、中間板材６の弾性変形範囲の耐力により支持し、歩行振動などの衝撃荷重が加わると中間板材６が弾性変形するように構成されている。

中間板材６が弾性変形することにより、図３に示すように、下支持材５に支持されている部位間の中間板材６が下方に撓むことにより、下方に最も大きく撓む中間位置にて上支持材７に支持されている上方材８が降下する。このとき、中間板材６に設けられている突起材１４は、木造床４上の粉体１２に貫入（半埋設）され、上方材８に設けられている突起材１５は中間板材６上の粉体１３に貫入（半埋設）され、また、中間板材６上の粉体１３が中間板材６の振動により揺動される。

このとき、突起材１４、１５の粉体１２、１３への貫入時には、摩擦による抵抗が生じるため、中間板材６の変形による床２の柔らかさ感が改善される。突起材１４、１５の下端部は、先端に向かって左右方向の幅が狭くなる傾斜部１４ａ、１５ａが設けられているので、突起材１４、１５が粉体１２、１３から抜け出るときには、粉体１２、１３が中央の窪みに崩れ落ち、元の状態に戻りやすい。ここで、突起材１４、１５の下端部は、傾斜部１４ａ、１５ａに限らず、例えば下方に突出する半球面であっても構わない。

また、粉体１２、１３の揺動は、それ自身が減衰効果を発揮するとともに、粉体１２、１３間の隙間による吸音効果も期待できる。さらに、音波による粉体１２、１３の振動でも音の減衰効果を発揮する。

このような減衰効果を奏するべく、突起材１４、１５の下方への突出量は、下支持材５に支持された中間板材６に撓みが生じたとき、突起材１４、１５の下端が木造床４または中間板材６に接触しない突出量であり、また、粉体１２、１３の深さは、中間板材６に撓みが生じたとき、中間板材６及び上方材８が粉体１２、１３に接触しない深さに設定されている。本実施形態においては、中間板材６の弾性変形に伴って相対変位する粉体１２、１３と突起材１４、１５とが減衰手段１６に相当する。

本実施形態の床構造によれば、木造床４上にて所定寸法の間隔を隔てた複数の下支持材５により支持されている中間板材６上には、上方材８を支持している上支持材７が、下支持材５の中間位置に配置されているので、上方材８に衝撃荷重が作用すると、中間板材６は下支持材５間において上支持材７により押圧され、下方に撓むように弾性変形する。このため、上方材８に作用した衝撃荷重は木造床４に直接伝達されないので、下階に対する音の伝搬を軽減することが可能である。

また、木造床４と中間板材６との間には、中間板材６に固定された突起材１４と、木造床４上に敷設されて突起材１４が半埋設される粉体１２とを有する減衰手段１６が設けられているので、上方材８に衝撃荷重が作用したときに、隣り合う下支持材５の中間位置に設けられた突起材１４が、中間板材６の撓みによる変位に伴って粉体１２に半埋設される。また、中間板材６と上方材８との間には、上方材８に固定された突起材１５と、中間板材６上に敷設されて突起材１５が半埋設される粉体１３とを有する減衰手段１６が設けられているので、上方材８に衝撃荷重が作用したときに、中間板材６の撓みにより降下した上方材８の、隣り合う上支持材７の中間位置に設けられた突起材１５は、上方材８の降下に伴って粉体１３に半埋設される。このため、木造床４と中間板材６との間、及び、中間板材６と上方材８との間のいずれにおいても、突起材１４、１５と粉体１２、１３との摩擦により振動を減衰させることが可能である。

また、減衰手段１６は、上方材８に働く長期荷重を、中間板材６の弾性変形範囲の耐力により支持し、上方材８に働く衝撃荷重を、中間板材６の弾性変形を減衰させて制振するので、上方材８上に載置される、例えば家具などによる長期荷重を支持しつつも、歩行振動荷重のような衝撃荷重による振動を減衰させることが可能である。

上記実施形態においては、減衰手段１６として、互いに隣り合う下支持材５及び上支持材７の中間位置に設けられた突起材１４、１５と、木造床４及び中間板材６に敷設された粉体１２、１３により構成している例について説明したが、これに限るものではない。例えば、図４に示すように、減衰手段１６として、互いに隣り合う下支持材５及び上支持材７の中間位置に木造床４と中間板材６、または、中間板材６と上方材８とを繋ぐ、例えば、粘性体や粘弾性体などの制振部材１７が設けられていても構わない。

上記実施形態においては、減衰手段１６が、木造床４と中間板材６との間、及び、中間板材６と上方材８との間のいずれにも設けられている例について説明したが、これに限らず、いずれか一方のみに設けられていても構わない。また、減衰手段は、必ずしも設けられていなくとも構わない。

この場合には、木造床４上にて所定寸法の間隔を隔てた複数の下支持材５により支持されている中間板材６上には、上方材８を支持している上支持材７が、下支持材５の中間位置に配置されているので、上方材８に衝撃荷重が作用すると、中間板材６は下支持材５間において上支持材７により押圧され、下方に撓むように弾性変形する。このため、上方材８に作用した衝撃荷重は木造床４に直接伝達されないので、下階に対する音の伝搬を軽減することが可能である。また、本床構造は、木造床４上に、複数の下支持材５により中間板材６を支持し、中間板材６上に複数の上支持材７により上方材８を支持しているだけなので、部材点数及び施工工程を少なく抑えてコストを抑えることが可能である。このため、コストを抑えつつも遮音性に優れた床構造を提供することが可能である。

上記実施形態のように減衰手段１６が設けられていない場合には、中間板材６の固有振動は６３Ｈｚ以下に設定されていることが望ましい。人間の可聴域は、約２０Ｈｚ～１５０００Ｈｚであり、重量衝撃源による音としては、約３０Ｈｚ～２００Ｈｚである。このため、中間板材６の固有振動を３０Ｈｚ以下に設定することにより中間板材６の共振を抑えて、衝撃荷重による振動を減衰させることが可能である。

また、振動を減衰させるために中間板材６の固有振動を衝撃荷重の振動の共振領域から外すことが有効である。例えば、板ばね（両端固定梁）システムの固有振動数は、式（１）により求められる。

ここで、ｆ：1次固有振動数
L：根太スパン
E：板ばねのヤング係数
I：板ばねの断面2次モーメント
W：支持重量＋自重

式（１）より、板ばねは、ばねの１次固有振動数の√2倍以上の振動数に対して応答低
減効果が確認される。このため、３０Ｈｚの１次固有振動に対しては、中間板材６の固有振動数を３０／√２＝２１（Ｈｚ）以下に設定すれば、板ばねとして機能する中間板材６単体で低減効果を得ることが可能である。

上記実施形態においては、木造床４上に設けられている複数の下支持材５、及び、中間板材６上に設けられている上支持材７が、いずれも棒状をなす木製の角材でなり奥行き方向に沿って配置されている例について説明したが、これに限るものではない。たとえば、図５に示すように、キューブ状をなす木製の下支持材５ａ、及び、上支持材７ａが、奥行き方向及び左右方向に各々所定寸法の間隔を隔てて配置されており、奥行き方向または左右方向において互いに隣り合う下支持材５ａの中間位置に、上支持材７ａが配置されていても構わない。

また、上記床構造に耐火性能が要求される場合には、図６に示すように、上方材８の上及び木造床４と梁３の下に耐火ボードなどの耐火被覆材９を設け、不燃性または難燃性の部材でなる下支持材５及び上支持材７を用いることが望ましい。このとき、上方材に代えて耐火ボードを用いても構わない。

また、上記実施形態においては、木製の中間板材６を用いた例について説明したが、これに限るものではない。例えば、木製の中間板材６に代えて、超高強度モルタルに超高強度鋼繊維を混入した高強度繊維補強コンクリート材料、例えば、株式会社大林組製の商品名「スリムクリート」（登録商標）を用いても構わない。高強度繊維補強コンクリート材料はプレキャストコンクリート材料なので、中間板材と下支持材及び上板材を一体に形成することが可能であり、施工性に優れている。

以上、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

２床、４木造床(構造床)、５下支持材、５ａ下支持材、６中間板材、７上支持材、
７ａ上支持材、８上方材、１２粉体、１３粉体、１４突起材、１５突起材、１６減衰手段、１７制振ゴム(減衰材)、

Claims

構造床と、
前記構造床上に、互いに所定寸法の間隔を隔てた複数の木製の下支持材により支持されている中間板材と、
前記中間板材上に、互いに前記所定寸法の間隔を隔てた複数の木製の上支持材により支持されている上方材と、
を有し、
前記上支持材は、互いに隣り合う前記下支持材の中間位置に配置されており、
前記構造床と前記中間板材との間、及び、前記中間板材と前記上方材との間には、前記中間板材及び前記上方材の外周縁に、前記構造床と前記中間板材との間、及び、前記中間板材と前記上方材との間を埋める間詰材としての制振ゴムが設けられている
ことを特徴とする床構造。
請求項１に記載の床構造であって、
前記間詰材は、奥行き方向における中央においても左右方向に亘って設けられており、
前記床構造は、前記間詰材により前記奥行き方向における中央で、手前側と奥行き側とに分けられた領域毎に構成されている
ことを特徴とする床構造。
請求項１又は請求項２に記載の床構造であって、
前記上方材に働く長期荷重を、前記中間板材の弾性変形範囲の耐力により支持し、前記上方材に働く衝撃荷重を、前記中間板材の弾性変形に伴い減衰させる減衰手段を備えていることを特徴とする床構造。
請求項３に記載の床構造であって、
前記減衰手段は、互いに隣り合う前記下支持材の前記中間位置と、互いに隣り合う前記上支持材の前記中間位置と、のうちの少なくともいずれか一方に設けられていることを特徴とする床構造。
請求項４に記載の床構造であって、
前記下支持材の前記中間位置に設けられている前記減衰手段は、前記中間板材に固定された突起材と、前記構造床上に敷設され、前記突起材が半埋設される粉体と、を有していることを特徴とする床構造。
請求項４に記載の床構造であって、
前記上支持材の前記中間位置に設けられている前記減衰手段は、前記上方材に固定された突起材と、前記中間板材上に敷設され、前記突起材が半埋設される粉体と、を有していることを特徴とする床構造。
請求項４に記載の床構造であって、
前記減衰手段は、制振部材であることを特徴とする床構造。