TWI470140B - 底板構造 - Google Patents

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TWI470140B
TWI470140B TW99140783A TW99140783A TWI470140B TW I470140 B TWI470140 B TW I470140B TW 99140783 A TW99140783 A TW 99140783A TW 99140783 A TW99140783 A TW 99140783A TW I470140 B TWI470140 B TW I470140B
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vibration system
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TW99140783A
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TW201135021A (en
Inventor
Nariaki Nakayasu
Koji Hanya
Tadayoshi Okada
Toyoki Yamamoto
Original Assignee
Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04F—FINISHING WORK ON BUILDINGS, e.g. STAIRS, FLOORS
    • E04F15/00—Flooring
    • E04F15/02—Flooring or floor layers composed of a number of similar elements
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04B—GENERAL BUILDING CONSTRUCTIONS; WALLS, e.g. PARTITIONS; ROOFS; FLOORS; CEILINGS; INSULATION OR OTHER PROTECTION OF BUILDINGS
    • E04B5/00—Floors; Floor construction with regard to insulation; Connections specially adapted therefor
    • E04B5/02—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units
    • E04B5/10—Load-carrying floor structures formed substantially of prefabricated units with metal beams or girders, e.g. with steel lattice girders

Description

底板構造 技術領域
本發明係有關於一種適用於建築構造物的地板之底板構造及建築構造物。特別是有關於適合用以提昇遮音性之底板構造及具有該底板構造之建築構造物。
本申請案係根據西元2010年01月14日在日本申請之發明申請案第2010-005543號及西元2010年05月20日在日本申請之發明申請案第2010-116764號主張優先權，並於此援用其等內容。
 背景技術
以地板構造而言，乃提案有一種底板構造，即，藉相互隔著間隔平行配置之鋼製上面材及下面材與配置於上面材及下面材之間之鋼製芯材所構成者。依該底板構造，由於比使用鋼筋混凝土之習知地板構造重量輕，因此可減少地震時之水平外力，可削減柱、梁、樁、地基等之構造構件之數量。藉此，具有可謀求建築物整體之輕量化及成本降低，並能實現合理且經濟性之構造設計之利點。
在此，有關於建築物中之地板構造，特別是要求能作成具有優異之相對於重量地板衝擊音之遮音性者。(例如參考專利文獻1及專利文獻2)。
在專利文獻1中揭示著一種建築用制振構造，即，設置止振材料，該止振材料係保持用以支撐平板構件之梁構件之長度方向之中間部，以固定其梁構件者。在於設置止振材料後之梁構件振動模式之腹板部分設置設定固有振動數成為44~88Hz之範圍內之動態減震器(dynamic damper)者。藉此，縮短梁構件振動時之節間彼此的間隔，縮小梁構件及平板構件之振動之振幅。而且，藉相反相位之振動，降低響應，且提昇遮音性。
又，在專利文獻2中揭示一種建築用制振構造，即，在上層地板部設置減震器(damper)，該減震器係相對於上層地板部之振動而以相反相位振動，來減低上層地板部之振動。進而將設於上層地板部下方之下層天花板部之固有振動數設定為與減震器之固有振動數不同之數值。藉此，專利文獻2之揭示技術係藉由減震器抑制上層地板部之特定振動數之振動，進而，藉有效地抑制因上層地板部之振動所引起之下層地板部之振動之激勵，提昇了相對於44.5Hz~89.1Hz頻帶之振動之遮音性。
先行技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本發明專利申請案公開公報第2007-126940號
專利文獻2：日本發明專利申請案公開公報第2007-211415號
惟，專利文獻1所揭示之技術係藉具有止振材料以有效地抑制地板或天花板等之平板構件的振動。又，專利文獻2所揭示之技術係藉具有減震器，以防止或減低因上層地板部所產生之振動所引起在下層天花板之聲音的產生。
即使如此，在設有止振材料或減震器之構成中，因為耗費成本，亦須考慮配置，因此變得繁雜。進而，因設有止振材料或減震器之部分，亦使全體之質量變重。
本發明係用以解決上述之課題而所創建成者，其目的係於提供一種底板構造及建築構造物，以簡單的構成，可謀求輕量化，並可提昇相對於重量地板衝擊音之遮音性。
(1)本發明一態樣之底板構造，其特徵在於包含有：上面材及下面材，係相離預定間隔略為平行配置者；及至少一對鋼製芯材，係連結其等上面材及下面材間而形成空間者，且調整前述上面材及前述下面材之長度尺寸及寬度尺寸、前述預定間隔、前述芯材之長度尺寸及寬度尺寸及板厚度、以及前述各芯材間之配置間隔中之至少一者滿足下述(A)及下述(B)。
(A)藉前述上面材、前述下面材及前述芯材所構成之全體振動系之一次固有振動數為15Hz以上且45Hz以下者。
(B)前述上面材、前述下面材或前述芯材之各局部振動系之一次固有振動數為707Hz以上且20000Hz以下者。
(2)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(1)之各向同性，前述底板構造更包含有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊沿伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f1 係滿足下述數式(2)者。
Ex‧Ix=Ey‧Iy　‧‧‧(1)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面二次彎矩(mm4 )
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面積(mm2 )
l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
(3)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(3)之各向同性，該底板構造更具有：橫架材，係配置於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f2 係滿足下述數式(4)者。
Ex‧Ix=Ey‧Iy　…(3)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與前述全體振動系之長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
ν1 ：前述全體振動系之帕松比
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面積(mm2 )
l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
(4)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(5)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f3 係滿足下述數式(6)者。
Ex‧Ix≠Ey‧Iy　‧‧‧(5)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )
l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
(5)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(7)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材及前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f4 係滿足下述數式(8)者。
Ex‧Ix≠Ey‧Iy　‧‧‧(7)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
ν1 ：前述全體振動系之帕松比
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
Sx：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )
Sy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面積(mm2 )
(6)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(9)之各向同性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f5 係滿足下述數式(10)者。
Ex‧Ix=Ey‧Iy　‧‧‧(9)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面二次彎矩(mm4 )
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面積(mm2 )
l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
(7)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(11)之各向同性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f6 係滿足下述數式(12)者，
Ex‧Ix=Ey‧Iy　‧‧‧(11)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
ν1 ：前述全體振動系之帕松比
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述橫架材之長度方向正交之截面之截面積(mm2 )
l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
(8)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(13)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材，又，於只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與前述其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f7 係滿足下述數式(14)者。
Ex‧Ix≠Ey‧Iy　‧‧‧(13)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之垂直截面之截面積(mm2 )
l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
(9)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述全體振動系宜具有滿足下述數式(15)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f8 係滿足下述數式(16)者，
Ex‧Ix≠Ey‧Iy　‧‧‧(15)
其中，
Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數
Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數
Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )
ν1 ：前述全體振動系之帕松比
E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )
Sx：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )
Sy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面積(mm2 )。
(10)在上述(1)至(9)項中任一項所記述之底板構造中，宜更具有：第1芯材固定構件，係於前述芯材與前述上面材相接觸之接觸部，將前述上面材與前述芯材固定者；及第2芯材固定構件，係於前述芯材與前述下面材相接觸之接觸部，將前述下面材與前述芯材固定者，且前述上面材及前述下面材之一次固有振動數f9 係滿足下述數式(17)者。
其中，
E4 ：前述上面材或前述下面材之楊氏模數(N/mm2 )
t4 ：前述上面材或前述下面材之厚度(mm)
ρ4 ：前述上面材或前述下面材之密度(kg/m3 )
ν4 ：前述上面材或前述下面材之帕松比
a4 ：前述上面材或前述下面材之前述長度方向之長度(mm)
b4 ：前述芯材間之配置間隔(mm)。
(11)在上述(1)至(9)項中任一項所記述之底板構造中，宜更具有在前述芯材與前述上面材相接觸之接觸部而將前述上面材與前述芯材固定之多數固定構件；及在前述芯材與前述下面材相接觸之接觸部而將前述下面材與前述芯材固定之多數固定構件，前述上面材及前述下面材之一次固有振動數f10 係滿足下述數式(18)者，
其中，
E4 ：前述上面材或前述下面材之楊氏模數(N/mm2 )
t4 ：前述上面材或前述下面材之厚度(mm)
ρ4 ：前述上面材或前述下面材之密度(kg/m3 )
ν4 ：前述上面材或前述下面材之帕松比
a4 ：前述上面材或前述下面材之前述長度方向之長度(mm)
b4 ：前述芯材間之配置間隔(mm)。
(12)在上述(1)至(9)項中任一項所記述之底板構造中，前述芯材之一次固有振動數f11 宜滿足下述數式(19)者。
其中，
E5 ：前述芯材之楊氏模數(N/mm2 )
t5 ：前述芯材之板厚度方向之厚度(mm)
ρ5 ：前述芯材之密度(kg/m3 )
ν5 ：前述芯材之帕松比
a5 ：前述芯材之前述長度方向之長度(mm)
b5 ：前述預定間隔(mm)。
(13)在上述(11)項所記述之底板構造中，前述芯材之一次固有振動數f12 宜滿足下述數式(20)者，
其中，
E5 ：前述芯材之楊氏模數(N/mm2 )
t5 ：前述芯材之板厚度方向之厚度(mm)
ρ5 ：前述芯材之密度(kg/m3 )
ν5 ：前述芯材之帕松比
a5 ：前述芯材之前述長度方向之長度(mm)
b5 ：前述預定間隔(mm)。
(14)在上述(1)項所記述之底板構造中，宜包含有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，且，滿足下述數式(21)至(23)者，
EIf ≧0.65×EIall 　‧‧‧(21)
Mw ≧0.40×Mall 　‧‧‧(22)
Mw ≧EIw/(k×l4 )(k=719)　‧‧‧(23)
其中，
Mw ：前述芯材之質量(kg/m2 )
EIf ：前述上面材及前述下面材之彎曲剛性(N‧m2 )
EIw ：前述芯材之彎曲剛性(N‧m2 )
Mall ：前述上面材、前述下面材及前述芯材之合計質量(kg/m2 )
EIall ：前述上面材、前述下面材及前述芯材之彎曲剛性(N‧m2 )
l：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(m)。
(15)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述芯材宜具有以平面而與前述上面材接觸之上平面部、以平面而與前述下面材接觸之下平面部、及相對於前述上面材及前述下面材傾斜之傾斜部，前述上平面部、前述傾斜部與前述下平面部係按該順序連續形成者。
(16)在上述(1)項所記述之底板構造中，前述空間內宜填充有吸音材料。
(17)本發明一態樣之底板構造包含有：上面材及下面材，係相離預定間隔而略為平行配置者；及至少一對鋼製芯材，係連結其等上面材及下面材間而形成空間者，前述空間內具有填充其中之吸音材料，調整前述上面材及前述下面材之長度尺寸、寬度尺寸、板厚度、前述預定間隔、前述芯材之長度尺寸、板厚度、以及前述各芯材間之配置間隔中之至少一者滿足下述(A)。
(A)藉前述上面材、前述下面材及前述芯材所構成之全體振動系之一次固有振動數為15Hz以上且45Hz以下者。
(18)在上述(1)或上述(17)項所記述之底板構造中，宜包含有多數平板構成構件，該平板構成構件係沿前述長度方向延伸形成，且具有腹板、設於該腹板一端且沿前述寬度方向延伸之上翼板、及設於前述腹板另一端且沿與前述上翼板相反方向延伸之下翼板，前述多數平板構成構件係於前述寬度方向鄰接排列，而使前述上翼板及前述下翼板分別形成於同一平面者，鄰接排列之前述多數上翼板形成為前述上面材，鄰接排列之前述多數下翼板形成為前述下面材，前述腹板為前述芯材。
(19)本發明一態樣之建築構造物包含有如上述(1)或上述(17)項之底板構造。
依上述(1)所記述之底板構造，藉上面材、下面材、芯材所構成之底板構造具有全體振動系之一次固有振動數及局部振動系之一次固有振動數。其等一次固有振動數位於重量地板衝擊音之評價範圍(超過45Hz且低於707Hz之範圍)內時，遮音性會降低。在此，在本底板構造中，調整上面材及下面材之長度尺寸及寬度尺寸、預定間隔、芯材之長度尺寸及寬度尺寸及板厚度、以及各芯材間之配置間隔中至少一者滿足上述(A)及上述(B)。藉此，使全體振動系之一次固有振動數及局部振動系之一次固有振動數係於重量地板衝擊音之評價範圍之外。因此，本發明之底板構造係不採用減震器等特別的構成，所以藉廉價之構成，可謀求輕量化，並改善相對於重量地板衝擊音之遮音性。特別是，本發明之底板構造係藉由單純之面材所構成之地板構造，可展現發揮所謂優異的剛性、輕量性，並發揮改善所謂底板構造之遮音性之效果。
又，在此所稱之全體振動系之一次固有振動數，指根據由各振動系之尺寸、物性值、截面特性值等所表示之上述數式所決定者。
依上述(2)至(9)所記述之底板構造，使用因應平板之性質、橫架材之支撐位置、固定構件所使用之固定方式之數式。而且，在使全體振動系之一次固有振動數f1 ~f8 成為15Hz以上且45Hz以下之狀態下，調整上面材及下面材之長度尺寸及寬度尺寸、預定間隔、芯材之長度尺寸及寬度尺寸及板厚度、以及各芯材間之配置間隔中之至少一者。藉此，可更有效地提供對於重量地板衝擊音之遮音性優異之底板構造。
依上述(10)至(13)所記述之底板構造，使用因應平板之性質、橫架材之支撐位置、固定構件所使用之固定方式之數式。而且，在使局部振動系之一次固有振動數f9 ~f12 成為707Hz以上且20000Hz以下之狀態下，調整上面材及下面材之長度尺寸及寬度尺寸、預定間隔、芯材之長度尺寸及寬度尺寸及板厚度、以及各芯材間之配置間隔中之至少一者。藉此，可更有效地提供對於重量地板衝擊音之遮音性優異之底板構造。
依上述(14)所記述之底板構造，儘管與習知之底板構造整體之質量Ma11 相同程度，且大幅地降低整體之彎曲剛性EIa11 ，仍可得到與習知同等或比習知高之遮音性。進而，亦能減少底板構造之厚度。又，在實現本發明時，能抑制為了將一次固有振動數f為45Hz以上時所需之最小質量之質量Ma11 的過度增加。藉此，盡可能地謀求輕量化，並且關於遮音性，能得到優異之效果。
對於本底板構造，因為能使重量不過度增加，且可提昇遮音性，所以可提高重量輕且遮音性優異之底板構造。如此，藉可將底板構造輕量化之部分，就可減少柱、梁、樁、地基等結構構件之數量。藉此，可謀求建築物整體之輕量化及成本降低，且可實現合理且經濟的構造設計。又，可將底板構造薄化，就能降低建築物高度，且可謀求減少內部裝潢材料、外部裝潢材料之使用量。
依上述(15)所記述之底板構造，將芯材按順序由上平面部、傾斜部及下平面部連續形成。藉此，將上面材及下面材之間之空間區隔成預定間隔時，就不須要使用多數芯材，例如將1片板材彎折，就能區隔空間。藉此，以簡易的構成，就能提供遮音性優異之底板構造。
藉上述(16)所記述之底板構造，藉於空間內設置吸音材料，能更有效地提昇遮音性。
依上述(17)所記述之底板構造，藉於空間內填充吸音材料，可將局部振動系之一次固有振動數為707Hz以上且20000Hz以下者。藉此，不須要調整局部振動系之尺寸，因此只要調整全體振動系之尺寸即可。因此，以更簡單的調整，就能提昇相對於重量地板衝擊音之遮音性。又，依本發明一態樣之底板構造不採用減震器等特別的構成，因此藉廉價之構成，就能改善相對於重量地板衝擊音之遮音性。特別是藉由單純的面材所構成之平板構造，不但可展現發揮優異之剛性、輕量性之效果，並且可發揮改善底板構造之遮音性之效果。
依上述(18)所記述之底板構造，排列多數平板構成構件，就能形成底板構造。藉此以簡易的構成，能提供遮音性優異之底板構造。
依上述(19)所記述之建築構造物，藉具有上述底板構造，可發揮優異的遮音性。
圖式簡單說明
第1A圖係針對本發明之第1實施形態之底板構造配設於橫架材之前之狀態顯示之立體圖。
第1B圖係顯示將該底板構造配置於橫架材後之狀態之側視圖。
第2A圖係該底板構造之立體圖。
第2B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第3A圖係適用該底板構造之住宅之立體圖。
第3B圖係該底板構造適用在鋼架結構之辦公大樓時之立體圖。
第4A圖係針對習知與本發明之底板構造之重量地板衝擊音試驗之測試結果顯示之線圖，令橫軸為頻率、縱軸為音壓等級。
第4B圖係針對本發明第1實施形態之底板構造之重量地板衝擊音試驗之測試結果顯示之線圖，令橫軸為頻率、縱軸為音壓等級。
第5A圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第5B圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第5C圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第6A圖係針對將該底板構造藉四邊支撐而配設於橫架材之前之狀態顯示之立體圖。
第6B圖係顯示配設該底板構造後之狀態之側視圖。
第6C圖係顯示配設該底板構造後之狀態之前視圖。
第7A圖係針對全體振動系之境界條件說明用之側視圖。
第7B圖係針對全體振動系之另一境界條件說明用之側視圖。
第7C圖係針對全體振動系之另一境界條件說明用之側視圖。
第8A圖係針對第1實施形態之底板構造之局部振動系之境界條件說明用之正面剖視圖。
第8B圖係針對第1實施形態之底板構造之局部振動系之另一境界條件說明用之正面剖視圖。
第9A圖係用以說明全體振動系具有各向同性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第9B圖係用以說明全體振動系具有各向同性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第9C圖係用以說明全體振動系具有各向異性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第9D圖係用以說明全體振動系具有各向異性時，在決定全體振動系之一次固有振動 數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第10A圖係第2實施形態之底板構造之立體圖。
第10B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第11A圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第11B圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第11C圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第12A圖係針對該底板構造之局部振動系之境界條件說明用之正面剖視圖。
第12B圖係針對該底板構造之局部振動系之另一境界條件說明用之正面剖視圖。
第13A圖係第3實施形態之底板構造之立體圖。
第13B圖係該底板構造體之前視圖。
第13C圖係該底板構造之正面剖視圖。
第14A圖係第4實施形態之底板構造之部分省略立體圖。
第14B圖係該底板構造之剖視圖。
第15圖針對重量地板衝擊音試驗之測試結果顯示之線圖，令橫軸為頻率、縱軸為音壓等級。
第16A圖係顯示習知技術之底板構造之構成之立體圖。
第16B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第17圖係針對底板構造全體之質量、彎曲剛性及上面材等之質量、彎曲剛性間之關係說明用之圖。
第18A圖係針對將第5實施形態之底板構造配設於多數橫架材上之前之狀態顯示之立體圖。
第18B圖係該底板構造之剖視圖。
第19A圖係顯示第5實施形態之底板構造之構成之立體圖。
第19B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第20A圖係顯示第6實施形態之底板構造之構成之立體圖。
第20B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第21A圖係顯示第7實施形態之底板構造之構成之立體圖。
第21B圖係顯示構成該底板構造之平板構成構件之構成之側視圖。
第21C圖係該底板構造之正面剖視圖。
第22A圖係顯示第8實施形態之底板構造之構成之部分省略立體圖。
第22B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第23圖係顯示重量地板衝擊音試驗之結果之圖。
 本發明之實施形態
以下，一邊參考附圖，一邊詳細說明對於作為用以實施本發明之一實施形態之適用於建築構造物之地板之底板構造。
首先，就適用本發明底板構造之第1實施形態予以說明。
第1A圖係針對將第1實施形態之底板構造1配設於多數橫架材71前之狀態顯示之立體圖。第1B圖係顯示配設後之狀態之側視圖。又，第2A圖係第1實施形態之底板構造1之立體圖，第2B圖係該正面剖視圖。第3A圖係顯示本實施形態之底板構造1適用於住宅(建築構造物)之地板時之圖。在該住宅之1樓的地板及2樓的地板使用有本發明實施形態之底板構造1。
又，第3B圖係將本實施形態之底板構造1適用在諸如5樓高之鋼架結構之辦公大樓時之立體圖。該鋼架結構之各樓層的地板使用有本發明實施形態之底板構造1。
本實施形態之底板構造1，如第1A圖所示，係作為平板體構成者，即，其係能藉沿著一方向隔著間隔略為平行配置之多數橫架材所構成之地板底下構造7。橫架材71係於建築構造物中之水平方向延長跨設之骨架。藉如此橫架材71所構成之地板底下構造7係於其上配設有底板構造1般之地板材。地板底下構造7，除此形態外，還有像第6A圖所示之形態，藉沿著一方向隔著間隔略為平行配置之多數橫架材71、及形成為與其等多數橫架材71交叉之狀態下在與一方向正交之方向隔著間隔配置之多數橫架材71而組合成格子狀而構成者。即，為四邊支撐構造。底板構造1係相對於各橫架材71，例如是藉小螺絲、螺栓等之金屬固定構件81固定來使用者，但對於其橫架材71之固定機構只要是公知之物，就無特別限制。
該地板底下構造7之橫架材71係由作為建築構造物之骨架使用之角型鋼、H型鋼等棒狀構件所構成，例如適用於辦公大樓或集合住宅等鋼筋建造之建築構造物時，可適用於大梁或小梁。又，適用在獨棟住宅等之木造建築物或鋼骨住宅(steel house)時，梁木(lumber girder)、地板欄柵(floor joist)、撐條或承條等適用。又，橫架材71，亦可作為配置於配設在略與垂直面平行之面材上之棒狀構件構成者。又，橫架材71亦可藉前述之面材之上端部構成者。
本實施形態之底板構造1，如第2A圖及第2B圖所示，包含有相離預定間隔略為平行配置之上面材11及下面材13、及連結其等上面材11及下面材12間而形成中空空間(空間)19之至少一對鋼製芯材15。該芯材15係藉其上下端將上面材11及下面材13連結，在寬度方向X對上面材11及下面材13之間之中空空間19分隔，分成一個或多數中空空間19。在第1實施形態中，藉芯材15而在寬度方向X分隔成多數中空空間19。
上面材11，係擔負作為所謂地下地板之任務者，在上面材11之表面亦可裝設裝飾合板等。下面材13，係擔負所謂作為天花板之任務者，但是當然亦可另外將具有天花板之功能之物設於下面材13之下方空間。上面材11及下面材13係藉由如後述之預定尺寸形成之鋼製板材所構成者。
芯材15，如第2A圖所示，由朝底板構造1之長向(深度方向)Y延長之形狀之鋼板、型鋼等所構成，在第1實施形態中，由多數槽型鋼所構成。以該槽型鋼構成之芯材15具有腹板31、由腹板31與腹板31之上端及下端略正交方向彎折之上翼板33及下翼板35。芯材15係於對於上面材11及下面材13抵接其上下端之上翼板33及下翼板35之狀態下，藉螺絲或鉚釘等金屬固定構件(固定構件)84、85或者是熔接予以固定連接。在第1實施形態中，將一個芯材15之上翼板33及下翼板35相對於上面材11或下面材13沿著長度方向隔著間隔之多處，藉金屬固定構件84、85予以固定。具體地說，就是在一處藉一個金屬固定構件84、85，將上翼板33及下翼板35固定連接在上面材11或下面材13。
在第1實施形態中之芯材15，如第2A圖所示，在底板構造1之寬度方向X隔著間隔配置多數者。藉此，藉上面材11、下面材13及芯材15所圍成之中空空間19橫越多數沿底板構造1之寬度方向X設置者。
又，在第1實施形態中之底板構造1，如第1A圖所示，安裝由板材構成之端板16，俾堵塞長度方向之兩側開口者。該端板16，例如藉熔接或螺絲等之金屬固定構件而相對於上面材11、下面材13予以連接者。在第1實施形態之底板構造1中，將上面材11及下面材13藉熔接而各對於端板予以連接。該端板16係於本實施形態中非為必要構成者。
第1實施形態之底板構造1，如第1A圖所示，係藉橫架材71所支撐。該橫架材71，係於藉上面材11、下面材13及芯材15所構成之全體振動系21之長度方向(Y)且隔著間隔，且沿著下面材13之兩端邊13a、13b延伸配置者。下面材13之寬度方向(X)之端邊13c、13d不藉橫架材71支撐。即，底板構造1係兩邊支撐構造。又，第1實施形態之底板構造1，如第1B圖所示，相對於橫架材71，只有下面材13藉螺絲等之金屬固定構件81予以固定者。
第1實施形態中之芯材15除了槽型鋼外，亦可由I型鋼、凸緣槽型鋼、山型鋼、箱型鋼等具有各種截面形狀之型鋼或平板狀鋼板所構成。
在本實施形態中，調整上面材11及下面材13之長度尺寸及寬度尺寸、上面材11與下面材13之間隔(特定間隔)、芯材15之長度尺寸及寬度尺寸及板厚度、以及各芯材15間之配置間隔中至少一者，使其滿足下述(A)及下述(B)。
(A)上面材11、下面材13及芯材15所構成之全體振動系21之一次固有振動數為15Hz以上且45Hz以下。
(B)上面材11、下面材13或者是芯材15之各局部振動系22之一次固有振動數為707Hz以上且20000Hz以下。
在此，如習知，針對未調整第1B、2A及2B圖所示之上面材11及下面材13之長度尺寸l1 、寬度尺寸l2 、板厚度t4 、上面材11與下面材13間之間隔(預定間隔)b5 、芯材15之長度尺寸a5 、板厚度t5 、以及各芯材15間之配置間隔b4 之形態予以說明。此構成時，如第4A圖所示，在超過建築構造物中之底板構造之重量地板衝擊音之評價範圍之45Hz且小於707Hz之範圍產生兩個尖峰。該等尖峰係由遮音等級評價曲線為音壓等級高之尖峰，因此成為遮音性降低之底板構造。低頻側之尖峰係藉全體振動系(上面材、下面材及芯材)所產生，高頻側之尖峰係藉局部振動系(上面材、下面材或芯材)所產生。
在此，在本實施形態中調整上述各構件之尺寸，如第4B圖之箭頭符號Q1所示，而形成為全體振動系之固有振動數在重量地板衝擊音之評價範圍之外，且，如箭頭符號Q2所示，局部振動系之固有振動數在重量地板衝擊音之評價範圍之外者。
其次，針對本實施形態中成為重要所在之底板構造1之上面材11、下面材13及芯材15之尺寸予以說明。在本實施形態中，根據如下述之思考方式，上面材11、下面材13及芯材15之尺寸業已調整者。
第5A圖係顯示將第1實施形態之底板構造1模型化之模型圖。在該模型圖中，上面材11及下面材13係藉槽型鋼等之多數芯材，以圖中之白圓點所示之連接部17予以連接。
底板構造1上之人的行走或者是東西掉落在底板構造1上等時，由此起因，使底板構造1之整體或一部分於其板厚度方向振動。該振動經由空氣而傳遞到底板構造1下層側。
在此，成為底板構造1之振動產生之原因所在之振動源，諸如有全體振動系21及局部振動系22。全體振動系21係使如第5A圖所示之上面材11、下面材13及芯材15成為一體予以振動，由底板構造1全體構成之薄板狀構造。局部振動系22係藉如第5B、5C圖所示之屬於底板構造1之一部分之上面材11、下面材13或者是芯材15各部分所構成，具有在上面材11及下面材13與芯材15之連接部17上支撐其兩端之薄板狀構造之第1局部振動系23及第2局部振動系25。第1局部振動系23係藉上面材11或下面材13所構成，第2局部振動系25係藉芯材15所構成者。
又，平板構造體10具有上面材11、下面材13及芯材15。
其等各振動系形成為以因應各自的固有振動數之振動數予以振動者。在此，在本實施形態中，調整各振動系之尺寸，使得根據所定式決定之其等各振動系之一次固有振動數成為預定之範圍者。具體上，全體振動系21之尺寸已調整為根據後述之數式(2)、(4)、(6)、(8)、(10)、(12)、(14)、(16)所決定之一次固有振動數f1 ~f8 成為15Hz以上且45Hz以下者，第1局部振動系23及第2局部振動系25之尺寸已調整為根據後述之數式(17)~(20)所決定之一次固有振動數f9 ~f12 成為707Hz以上者。即，全體振動系21之尺寸已調整為根據所定式所決定之一次固有振動數成為15Hz以上且45Hz以下者，第1局部振動系23及第2局部振動系25之尺寸已調整為根據所定式所決定之一次固有振動數成為707Hz以上且20000Hz以下者。
將一次固有振動數作為15Hz以上之理由是因為產生不到15Hz時對人來說是感覺到不舒服之不舒適振動，而為了迴避該振動者。又，20000Hz以上之振動數為對人來說是能感覺到之界限之振動數，因此將上限值作為20000Hz以下者。藉設置地毯等之精整材料，就可抑制振動數，因此上限值亦可為8000Hz以下。
又，將一次固有振動數作為45Hz以下且707Hz以上之理由係於以下兩點。第一點係指超過45Hz且低於707Hz之振動數之範圍為重量地板衝擊音之評價範圍，在該範圍內之振動數時就會產生知道對人不舒服之感覺之不舒服振動，而為了避免該振動者。第二點係指針對707Hz以上之範圍之振動數，設置地毯等之精整材料時，因為能比較容易改善性能。
重量地板衝擊音之評價範圍係存在於中心頻率為63Hz之頻帶之下限值至中心頻率為500Hz之頻帶之上限值之間之範圍。中心頻率為63Hz之頻帶之下限值亦為將下一個頻率之中心頻率為31.5Hz之頻帶之上限值，因此藉31.5Hz×算出。又，將中心頻率為500Hz之頻帶之上限值係藉500Hz×算出。根據其等極限值，將各振動系之一次固有振動數構成為不包括在超過45Hz且低於707Hz之範圍之頻率者。
各振動系之固有振動數中，針對二次以降之固有振動數，可想到與一次固有振動數相比，振幅變小，相鄰接之振動模式之中段以相反相位振動，使音響放射效率較低者。為此，在本實施形態中，只考慮各振動系之一次固有振動數，而調整各尺寸者。
其次，在本實施形態中針對各振動系之尺寸調整所使用之數式進行說明。
像各振動系之平板狀連續體之彎曲振動之固有振動數係根據由各振動系之厚度等之尺寸或楊氏模數、密度等之物性值，進而像截面二次彎矩之截面特性值所表示之後述般之數式(2)、(4)、(6)、(8)、(10)、(12)、(14)、(16)~(20)所求得者。其等數式中，數式(2)~(16)係能求出全體振動系21之一次固有振動數之數式，可因定其全體振動系21之周端四邊相關之境界條件與其寬度方向及長度方向之變形特性而分別使用。又，數式(17)~(20)係求出局部振動系23、25之一次固有振動數之數式，對應其局部振動系23、25之周端四邊相關之境界條件而分別使用。
在此所說的全體振動系21係依有關於其全體振動系21之周端四邊，只有相對的兩邊藉橫架材71所支撐，或全部的四邊藉橫架材所支撐而分類，且所使用之一次固有振動數之數式不同。即，在第1A圖中，顯示在全體振動系21之平板構造體10之周端四邊中只有相對之兩邊藉橫架材71所支撐之例。此外，在第6A圖中，顯示在作為全體振動系21之平板構造體10之周端四邊中四邊全部藉橫架材71所支撐之例。
又，全體振動系21更依其全體振動系21之周端四邊中之橫架材71所實施之支撐條件為銷支撐或固定支撐而分類，且所使用之一次固有振動數之數式不同。銷支撐，如第7A圖所示，藉螺栓等之金屬固定構件81，只將平板構造體10之下面材13對著橫架材71連接。銷支撐之形態中，在其連接部17中容許某程度平板構造體10之旋轉。
固定支撐係包含有將上面材11及下面材13兩者固定在橫架材71之固定構件。具體而言，如第7B圖所示，平板構造體10係藉貫穿其上面材11及下面材13之螺栓等之金屬固定構件(固定構件)80而對橫架材連接，在其連接部17中拘束平板構造體10之旋轉。作為固定支撐形態之另一例，例如可舉第7C圖所示之形態例為例。該形態係只有下面材13固定橫架材71，且包含有將上面材11與其他構件固定之另一固定構件。在該例中，先將平板構造體10多數連續地配設在其長度方向Y，再藉金屬固定構件81只將各平板構造體10之下面材13連接於橫架材71。進而，抵接著跨越相鄰接之平板構造體10之鄰接的多數上面材(其他構件)11之板狀構件83，將其上面材11及板狀構件83藉金屬固定構件(另一固定構件)82連接者。藉此，在連接部17能拘束平板構造體10之旋轉。
全體振動系21係以寬度方向X及長度方向Y之變形特性是否具有各向異性，或是否具有各向同性而予以分類。在此所謂的各向異性係指在平板構造體10之面內的正交之兩方向之寬度方向X及長度方向Y之變形特性不同，各向同性係指在寬度方向X及長度方向Y之變形特性相同者。具體而言，具有各向同性之平板構造體10係於寬度方向X及長度方向Y上，令各方向之楊氏模數為Ex、Ey、截面二次彎矩為Ix、Iy時，係指滿足Ex‧Ix=Ey‧Iy‧‧‧(1)(前述之數式(3)、(9)、(11)亦相同)形態者，具有各向異性之平板構造體10係指滿足Ex‧Ix≠Ey‧Iy‧‧‧(5)(前述之數式(7)、(13)、(15)亦相同)形態者。
局部振動系23、25係依其周端四邊的上面材11等其他構件之支撐條件為銷支撐或固定支撐而所分類，所使用之一次固有振動數之數式不同。銷支撐，如第8A圖所示，包含有在芯材15與上面材11相接觸之接觸部17而將上面材11與芯材15固定之金屬固定構件(第1芯材固定構件)84；及，在芯材15與下面材13相接觸之接觸部17而將下面材13與芯材15固定之金屬固定構件(第2芯材固定構件)85。即，一個芯材15相對於上面材11或下面材13，在一處，以一個金屬固定構件84、85連接。銷支撐時，在其連接部17上，容許某程度上面材11、下面材13、芯材15之旋轉。
固定支撐，如第8B圖所示，在芯材15與上面材11相接觸之接觸部17具有多數金屬固定構件84，在芯材15與下面材13相接觸之接觸部17具有多數金屬固定構件85。即，一個芯材15相對於上面材11或下面材13，在一處，以兩個以上之金屬固定構件84、85連接。固定支撐時，在其連接部17上，拘束上面材11、下面材13、芯材15之旋轉。
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向同性，在其周端四邊中只有相對之兩邊是相對於橫架材71予以銷支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f1 係滿足下述數式(2)者。
E1 ：平板構造體(全體振動系)10之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與橫架材71之延長方向平行之垂直截面之截面二次彎矩(mm4 )
ρ1 ：平板構造體(全體振動系)10之密度(kg/m3 )
S1 ：與橫架材71之延長方向平行之垂直截面之截面積(mm2 )
l1 ：寬度方向或長度方向之橫架材71之配置間隔(mm)
在本實施形態中，l1 ，如第1B圖所示，係配置於長度方向之橫架材71之配置間隔。
作為全體振動系21之平板構造體10係具有各向同性，其周端四邊全部相對於橫架材71予以銷支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f2 係滿足下述數式(4)者。
E1 ：平板構造體(全體振動系)10之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與平板構造體(全體振動系)10之長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
ν1 ：平板構造體(全體振動系)10之帕松比
ρ1 ：平板構造體(全體振動系)10之密度(kg/m3 )
S1 ：與橫架材71之延長方向平行之垂直截面之截面積(mm2 )
l1 ：長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
l2 ：寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向異性，其周端四邊中只有相對之兩邊相對於橫架材71予以銷支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f3 係滿足下述數式(6)者。
E1 ：平板構造體(全體振動系)10之楊氏模數(N/mm2 )
I1 ：與平板構造體(全體振動系)10之寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
ρ1 ：平板構造體(全體振動系)10之密度(kg/m3 )
S1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )
11 ：寬度方向或長度方向之橫架材71之配置間隔(mm)
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向異性，其周端四邊全部相對於橫架材71予以銷支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f4 係滿足下述數式(8)者。
l1 ：長度方向之橫架材71之配置間隔(mm)
l2 ：寬度方向之橫架材71之配置間隔(mm)
ρ1 ：平板構造體(全體振動系)10之密度(kg/m3 )
ν1 ：平板構造體(全體振動系)10之帕松比
E1 ：平板構造體(全體振動系)10之楊氏模數(N/mm2 )
Ix：與平板構造體(全體振動系)10之寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Iy：與平板構造體(全體振動系)10之長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )
Sx：與平板構造體(全體振動系)10之寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )
Sy：與平板構造體(全體振動系)10之長度方向正交之截面之截面積(mm2 )
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向同性，在其周端四邊中只有相對之兩邊相對於橫架材71予以固定支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f5 係滿足下述數式(10)者。此外，針對下述數式(10)中之E1 等之內容，與在數式(2)中所記載者同樣，因此針對其等說明予以省略。
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向同性，在其周端四邊全體相對於橫架材71予以固定支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f6 係滿足下述數式(12)者。此外，針對下述數式(12)中之E1 等之內容，與數式(4)中所記載者同樣，因此針對其等內容說明予以省略。
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向異性，在其周端四邊中只有相對之兩邊相對於橫架材71予以固定支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f7 係滿足下述數式(14)者。此外，針對下述數式(14)中之E1 等之內容，與數式(2)中所記載者同樣，因此針對其等內容說明予以省略。
作為全體振動系21之平板構造體10具有各向異性，在其周端四邊全部相對於橫架材71予以固定支撐時，其全體振動系21之一次固有振動數f8 係滿足下述數式(16)者。此外，針對下述數式(16)中之D1 等之內容，與數式(8)中所記載者同樣，因此針對其等內容說明予以省略。
作為第1局部振動系23之上面材11及下面材13之一部分周端之四邊相對於其他構件(芯材15)予以銷支撐時，其第1局部振動系23之一次固有振動數f9 係滿足下述數式(17)者。
E4 ：上面材11或下面材13之楊氏模數(N/mm2 )
t4 ：上面材11或下面材13之厚度(mm)
ρ4 ：上面材11或下面材13之密度(kg/m3 )
ν4 ：上面材11或下面材13之帕松比
a4 ：上面材11或下面材13之長度方向之長度(mm)
b4 ：上面材11或下面材13之連接部17間之間隔(芯材15之配置間隔)(mm)
作為第1局部振動系23之上面材11及下面材13之一部分周端之四邊相對於其他構件(芯材15)予以固定支撐之境界條件時，其第1局部振動系23之一次固有振動數f10 係滿足下述數式(18)者。此外，針對下述數式(18)中之E4 等之內容，與數式(17)中所記載者同樣，因此針對其等內容說明予以省略。
作為第2局部振動系25之芯材15全部或一部分之周端之四邊相對於其他構件(芯材15)予以銷支撐之境界條件時，其第2局部振動系25之一次固有振動數f11 係滿足下述數式(19)者。
E5 ：芯材15之楊氏模數(N/mm2 )
t5 ：芯材15之板厚度方向之厚度(mm)
ρ5 ：芯材15之密度(kg/m3 )
ν5 ：芯材15之帕松比
a5 ：芯材15之長度方向之長度(mm)
b5 ：芯材15之連接部17間之長度(上面材11與下面材13之間隔：預定間隔)(mm)
作為第2局部振動系25之芯材15全部或一部分周端之四邊相對於其他構件(上面材11或下面材13)予以固定支撐時，其第2局部振動系25之一次固有振動數f12 ，可藉下述數式(20)表示。此外，針對下述數式(20)中之E5 等之內容，與數式(19)中所說明者同樣，因此針對其等說明予以省略。
第1實施形態之底板構造，只有平板構造體10之長度方向Y兩端上之相對的兩邊藉橫架材71予以銷支撐，平板構造體10具有各向異性。因此，在進行作為全體振動系21之平板構造體10之尺寸調整時，使用上述數式(6)。又，由上面材11、下面材13或芯材15所構成之局部振動系23、25，能考慮到其周端四邊上之其他構件之支撐條件為銷支撐者，因此在作為局部振動系23、25之上面材11、下面材13及芯材15之尺寸調整上使用數式(17)、(19)。
又，上述之其他構件，在上面材11時，係指芯材15、相鄰接之平板構造體10之上面材11或橫架材71，在下面材13時，指芯材15、相鄰接之平板構造體10之下面材13或橫架材71，在芯材15時，指上面材11、下面材13、芯材15或橫架材71。
首先，就調整全體振動系21之形態予以說明。
即，為了將根據數式(6)所決定之全體振動系21之一次固有振動數f3 設定在15Hz以上且45Hz以下之範圍內時，就對尺寸予以調整，例如先使平板構造體10之截面形狀維持原狀不變後，再增減其平板構造體10之橫架材71之配置間隔(支撐部27間之長度)l1 者。例如，根據數式(6)所決定之一次固有振動數f3 低於15Hz時，縮短其支撐部27間之長度l1 。一次固有振動數f3 超過45Hz時，只要加長其支撐部27間之長度l1 時即可。此時，具有在對第一局部振動系23及第2局部振動系25之一次固有振動數f9 、f11 幾乎沒有影響之狀態下，能只將全體振動系21之一次固有振動數增減之利點。
又，另外藉調整上面材11、下面材13之厚度t4 或芯材15之厚度t5 、芯材15之配置間隔(連接部17間之長度)b4 、上面材11及下面材13之間隔(預定間隔)b5 ，亦可增減平板構造體10之截面積S1 或截面二次彎矩I1 。藉此，亦使根據上述數式(6)所決定之一次固有振動數f3 成為15Hz~45Hz者亦可。
其次，針對調整第1局部振動系23之形態予以說明。
為了將根據數式(17)所決定之第1局部振動系23之一次固有振動數f9 形成為707Hz以上，例如可先將平板構造體10之寬度方向X之長度維持不變後，增加芯材15之數目，減少上面材11或下面材13之連接部17間之長度b4 。此時，具有對於全體振動系21、第2局部振動系25之一次固有振動數f3 、f11 幾乎沒有影響，並能只增加第1局部振動系23之一次固有振動數f9 之利點。
又，另外，可先將平板構造體10之寬度方向X之長度維持不變後，將上面材11、下面材13之板厚度方向之厚度t4 增加。藉此，使根據上述數式(17)所決定之一次固有振動數f9 形成為707Hz以上者即可。
其次，針對調整第2局部振動系25之形態予以說明。
為了將根據數式(19)所決定之第2局部振動系25之一次固有振動數f11 形成為707Hz以上，例如可將芯材15之板厚度方向之厚度t5 增加，或減少芯材15之連接部17間之長度b5 。
如此構成之本實施形態之底板構造1係採用了如下簡單的構成，即，為了將根據成為底板構造1之振動源之全體振動系21與第1局部振動系23及第2局部振動系25兩邊的所定數式所決定之一次固有振動數成為上述範圍內，而調整各振動系之尺寸這樣的簡單構成。即，底板構造1係調整成為超出重量地板衝擊音之評價範圍(超過45Hz且低於707Hz之範圍)之外者。這意味著，如第4B圖所示，藉調整各振動系之尺寸，同時將各振動系之一次固有振動數於箭頭符號Q1、Q2同時變化者。為此，本實施形態之底板構造1無須採用減震器等特別的構成，藉廉價的構成，即可改善對於重量地板衝擊音之遮音性。特別是，本實施形態之底板構造1只是藉單純的面材構成，就能展現發揮優異的剛性及量輕之效果，並發揮改善底板構造1之遮音性這樣子之效果。
又，作為本實施形態之建築構造物之前述住宅係具有上述底板構造，因此可發揮優異的遮音性。
又，在根據數式(2)求取各振動系之一次固有振動數f1 等之時，在計算截面二次彎矩I1 上，亦可藉由經過實驗或數值解析進行三點彎曲試驗所得到之彎曲力矩M及長度方向Y之位置y上之撓曲量量w，根據下述數式(30)來決定者。又，亦可構成為由藉實驗或數值解析所進行之模式解析結果來計算者。
又，在平板構造體10藉橫架材71進行兩邊支撐時，平板構造體10亦可於長度方向Y之兩端藉橫架材71做兩邊支撐者，亦可於寬度方向X之兩端藉橫架材71做兩邊支撐者。
此時，平板構造體10具有各向同性時，在決定數式(2)、數式(10)中之S1 、I1 時所考慮的截面，是按相對於平板構造體10之橫架材71之位置而有所不同。即，如第9A圖所示，在藉橫架材71於長度方向Y之兩端支撐平板構造體10時，當決定S1 、I1 時所應考慮之截面，係指與作為橫架材71之延長方向之寬度方向X平行之垂直截面P1。又，如第9B圖所示，在藉橫架材71於寬度方向X之兩端支撐平板構造體10時，當決定S1 、I1 時所應考慮之截面係指與作為橫架材71之延長方向之長度方向Y平行之垂直截面P2。
又，在平板構造體10具有各向異性時，當決定數式(6)、數式(14)中之S1 、I1 時所考慮之截面不依相對於平板構造體10之橫架材71之位置而有所變化。即，如第9C圖所示，不管在藉橫架材71於長度方向Y之兩端支撐平板構造體10時，或者是如第9D圖所示，不管是藉橫架材71於寬度方向X之兩端支撐平板構造體10時，當決定S1 、I1 時所應考慮之截面係指與寬度方向X正交之截面P2。這是因為如下之緣故，即，在具各向異性之平板構造體10時，位於與寬度方向X正交之截面P2之截面二次彎矩相對於與長度方向Y正交之截面P1之截面二次彎矩有較小之傾向，截面P2之性能影響到全體振動性之遮音性較大，必須視為考慮的對象。
其次，針對適用本發明之底板構造之第2實施形態予以說明。此外，針對與上述構成要素相同之構成要素，藉附與同一符號，而簡略以下之說明。
第10A圖係第2實施形態之底板構造1之立體圖，第10B圖係該正面剖視圖。
第2實施形態之底板構造1係與第1實施形態之底板構造1比較，在芯材之構成相異。在第2實施形態之底板構造20中，芯材15係以折板構成。
芯材15具有以平面與上面材11接觸之上翼板(上平面部)43、以平面與下面材13接觸之下翼板(下平面部)45、及相對於上面材11及下面材13傾斜之腹板(傾斜部)41。進而，上翼板43、腹板41、下翼板45係按序連續形成者。
具體而言，由該折板所形成之芯材15係將與寬度方向X略為水平地設置之上翼板43及下翼板45以相對於寬度方向X傾斜設置之腹板41為中介，於寬度方向X交錯地形成，而形成波形而所構成。對於上面材11，有位於以折板所構成之芯材15之上端側之上翼板43抵接，對於下面材13，有位於以折板構成之芯材15之下端側之下翼板45抵接，其等藉螺絲或鉚釘等之金屬固定構件84、85或熔接等予以固定連接。藉此，由折板構成之芯材15係將上面材11及下面材13之間區隔成寬度方向之多數中空空間19。
又，在第2實施形態中，將芯材15中之一個上翼板43或一個下翼板45相對於上面材11或下面材13，於長度方向Y相離間隔之多處，藉金屬固定構件84、85予以固定。針對上翼板43、下翼板45之一處，藉一個金屬固定構件84、85分別固定連接。又，以折板形成之芯材15之寬度方向X之兩端，在形成為朝底板構造1之內側開口之略呈U字形狀之狀態下，而相對於上翼板43或下翼板45彎折。
又，上翼板43、下翼板45與腹板41所形成之角度α係以45度~80度者為佳。
第11A~11C圖係顯示將第2實施形態之底板構造1模型化之模型圖。在該模型圖中，上面材11及下面材13係藉以折板形成之芯材15，以圖中之白圓點所示之連接部17予以連接。
在此，成為第2實施形態之底板構造1之振動產生之原因所在之振動源，諸如有全體振動系21、第1局部振動系23及第2局部振動源25。
全體振動系21係使如第11A圖所示之上面材11、下面材13及芯材15成為一體予以振動，由底板構造1全體構成之薄板狀構造。第1局部振動系23係藉如第11B圖所示之屬於底板構造1之一部分之上面材11、下面材13各所構成，為在上面材11及下面材13與芯材15之連接部17上支撐其兩端之薄板狀構造。第2局部振動系25係藉如第11C圖所示之芯材15之腹板41所構成，在連接部17支撐其兩端之薄板狀構造。
第2實施形態之底板構造20亦將根據上述所定式所決定之其等各振動系之一次固有振動數成為上述般之預定範圍，而已調整各振動系之尺寸。
在此，第2實施形態之底板構造20可考慮具有各向同性。為此，第2實施形態之底板構造20係與第1實施形態之平板構造體10相同，只有平板構造體10之長度方向Y之兩端之相對之兩邊藉橫架材71予以銷支撐，在進行調整作為全體振動系21之平板構造體10之尺寸調整時，形成為使用上述數式(2)者。
又，如第2實施形態般之截面形狀時，局部振動系23、25之周端四邊的上面材11等其他構件之支撐條件為銷支撐係指，如第12A圖所示，將芯材15中之一個上翼板43或一個下翼板45在一處以一個金屬固定構件84、85連接。在銷支撐之形態時，在其連接部17上容許上面材11、下面材13、芯材15有某程度之旋轉。又，固定支撐係指，如第12B圖所示，將芯材15中之一個上翼板43或一個下翼板45在一處，以兩個金屬固定構件84、85連接。固定支撐之形態時，在其連接部17上拘束上面材11、下面材13、芯材15之旋轉。
第2實施形態之底板構造20可考慮為：由上面材11、下面材13或芯材15所構成之局部振動系23、25為：其周端四邊上之其他構件之支撐條件為銷支撐者。因此，在進行作為局部振動系23、25之上面材11、下面材13及芯材15之尺寸調整時，按與第1實施形態中所說明者同樣之要領，使用數式(17)、數式(19)實施。
此外，芯材15可由波形板構成，在如此形態中，如本實施形態，藉進行尺寸調整，就能得到本發明預定之效果。
其次，針對適用本發明之底板構造之第3實施形態予以說明。
第13A圖係第3實施形態之底板構造30之立體圖，第13B圖係顯示構成底板構造30之平板構成構件50之構成之側視圖，第13C圖係該正面剖視圖。
第3實施形態之底板構造30，藉第13B圖所示之平板構成構件50多數組合所構成者。平板構成構件50係沿長度方向延伸形成，且具有腹板51、設於該腹板51一端且沿寬度方向延伸之上翼板53、及設於腹板51另一端且沿與上翼板53相反方向延伸之下翼板55。即，上翼板53及下翼板55係相對於腹板51朝略為垂直方向延伸著，由腹板51之上、下端朝寬度方向X相反方向彎折設置。藉此，平板構成構件50之截面形狀係構造成略呈Z字形狀。該平板構成構件50係藉將鋼板彎曲加工、輥壓成形、熱擠壓成形等所構成。
該平板構成構件50，如第13A、13C圖所示，藉上翼板53及下翼板55分別形成於略為同一平面，而以同一配向狀態予以配置。即，底板構造30係於寬度方向鄰接排列，而使上翼板53及下翼板54分別形成於同一平面者，鄰接排列之多數上翼板53形成為第1實施形態所示之上面材11，鄰接排列之多數下翼板55形成為第1實施形態所示之下面材13，腹板51為芯材15。藉此，構成為第3實施形態之底板構造30。平板構成構件50中之上翼板53之前端部53a係藉熔接、機械式接合等而固定於鄰接之另一平板構成構件50中之上翼板53之基端部53b。進而，平板構成構件50中之下翼板55之前端部55a係藉熔接、機械式接合等而固定於鄰接之另一平板構成構件50中之下翼板55之基端部55b。藉此，鄰接之平板構成構件50相互固定者。
如此，藉多數平板構成構件50所構成之平板構造體30係藉多數平板構成構件50之上翼板53、下翼板55而構成為上面材11及下面材13，藉各平板構成構件50之腹板51而構成為芯材15。換言之，第3實施形態之平板構造體30係藉多數平板構成構件50，而構成為具有相互隔著預定間隔而略平行配置之上面材11及下面材與其上下端連接於上面材11及下面材13之芯材15之構造體。
第3實施形態之底板構造30亦將根據上述所定式所決定之其等各振動系之一次固有振動數成為上述般之預定範圍，而已調整各振動系之尺寸。
第3實施形態之底板構造30係考慮其形狀與第1實施形態之底板構造1略為相同者而構成，其振動源當做與第1實施形態之底板構造1相同者。為此，第3實施形態之底板構造30之尺寸調整係與第1實施形態之底板構造1之尺寸調整同樣方式進行。
此外，在第3實施形態之底板構造30般之構造時，不能將芯材15相對於上面材11或下面材13在一處以多數金屬固定構件81連接，因此由上面材11、下面材13或芯材15所構成之局部振動系23、25，對於其周端之四邊中之與其他構件之支撐條件，只能取得銷支撐。
另外，平板構成構件50之腹板51不限於略為垂直設置者，亦可於寬度方向X傾斜設置者。在此種形態，如第2實施形態之底板構造1，在平板構造體10針對其寬度方向X及長度方向Y之變形特性具有各向同性時，第3實施形態之底板構造30之尺寸調整成為與第2實施形態之底板構造20之尺寸調整同樣方式予以進行者。
其次，針對適用本發明之底板構造之第4實施形態予以說明。第14圖係第4實施形態之底板構造40之部分省略立體圖，第14B圖係該底板構造40之正面剖視圖。
第4實施形態之底板構造40係與第1實施形態之底板構造1不同，以槽型鋼所構成之芯材15只設於底板構造1之寬度方向X之兩端。藉該芯材15，將上面材11及下面材13之間區隔成一個中空空間19者。此外，寬度方向X之兩端之芯材15各以左右對稱之配向狀態設置者。
又，底板構造40更具有填充於中空空間19內之吸音材料61。該吸音材料61例如藉岩綿(rock wool)、玻璃綿(glass wool)等之纖維質材料、胺甲酸乙酯泡綿(urethane foam)等之發泡材料、輕量混凝土(concrete)、發泡混凝土等之混凝土系材料等所構成。該吸音材料61係藉將在上面材11、下面材13及芯材15任一者所構成之局部振動系23、25產生之振動予以吸音，將作為局部振動系23、25之實測值之一次固有振動數變化，俾成為不在重量地板衝擊音之評價範圍內之707Hz以上之高頻帶之頻率者。將該吸音材料，例如填滿於中空空間19內時，在提昇相對於底板構造1之重量地板衝擊音之遮音性上，無須進行局部振動系23、25之尺寸調整，因此只要著眼在全體振動系21，進行尺寸調整即可。
又，底板構造40，為了能構成為將吸音材料61填充於中空空間19內，安裝有由板材所構成之端板16，俾堵塞長度方向兩側之開口。
第4實施形態之底板構造40亦只將根據上述所定式所決定之全體振動系21之一次固有振動數成為上述般之預定範圍，而已調整全體振動系21之尺寸。
在此，當將吸音材料61填充於中空空間19內時，在上面材11、下面材13、芯材15或吸音材料61之密度一樣時，針對其寬度方向X及長度方向Y之變形特性，底板構造40具有各向同性。藉此，第4實施形態之底板構造40之全體振動系21之尺寸調整只要根據上述數式(2)、(4)、(10)、(12)進行即可。在此種形態中，在考慮底板構造40之楊氏模數等，除了上面材11等之楊氏模數等外，連同吸音材料61之楊氏模數等在內也要予以考慮。
第4實施形態之底板構造40係將吸音材料61填充於中空空間19內，且只調整全體振動系21之尺寸，俾使根據成為底板構造1之振動源之全體振動系21之所定式所決定之一次固有振動數、與作為局部振動系23、25之實測值之一次固有振動數成為重量地板衝擊音之評價範圍之外者。
即，藉簡易的構成，就能提昇底板構造40之遮音性。這是意味著，如第4B圖所示，藉調整全體振動系21之尺寸，且，填充吸音材料61，能將各振動系之一次固有振動數於箭頭符號Q1、Q2同時變化者。為此，藉第4實施形態之底板構造40，亦可得到如於第1實施形態中所說明之效果。
此外，在底板構造1具有吸音材料61時，可構造成進行局部振動系23、25之尺寸調整者亦無須贅述。又，在底板構造1具有吸音材料61時，可構造成設有三個以上之芯材15，而將上面材11及下面材13之間區隔成寬度方向之多數中空空間19者亦無須贅述。
又，吸音材料61宜藉胺甲酸乙酯泡綿(urethane foam)構成者，此時，與芯材15同等程度之強度及剛性可藉由胺甲酸乙酯泡綿構成之吸音材料61所得到者。為此，可減少所需之芯材15之個數，可謀求底板構造40之製造成本之減少。
此外，當平板構造體40之全體振動系21之尺寸調整要根據數式(2)、數式(6)進行時，在上面材11、下面材13、芯材15、吸音材料61各自的楊氏模數或密度等不同時，數式(2)、數式(6)(一次固有振動數f1 、f3 )可以如下之數式(31)(一次固有振動數f13 )表示。藉此，進行各構件之尺寸調整，而滿足下述之數式(31)者。在此，下述數式(31)之n係以a、b、c、d表示，Ea1 、Eb1 、Ec1 、Ed1 各意指上面材11、下面材13、芯材15、吸音材料61之楊氏模數，其他的Ia1 、ρa1 、Sa1 等亦各意味著上面材11、下面材13、芯材15、吸音材料61之截面二次彎矩、密度、截面積。
又，在數式(2)、(4)、(6)、(8)、(10)、(12)、(14)、數式(16)~數式(20)中所說明的尺寸l1 、l2 、t4 、a4 、b4 、t5 、a5 、b5 係於模型圖中，成為如第5A~5C圖、第11A~11C圖所示般之範圍者。模型圖中之其等尺寸l1 、l2 、t4 、t5 、a5 、b4 、b5 各於實施的實施形態中，為相當於第1B圖、第6A~6C圖、第8A及図8B圖、第12A及12B圖所示之L1 、L2 、T4 、T5 、A5 、B4 、B5 者。又，針對模型圖中之上面材11之尺寸a4 係相當於第1B圖所示之A4 ，針對模型圖中之下面材13之尺寸a4 係相當於第1B圖所示之L1 。
又，如第8A及8B圖、第12A及12B圖所示之平板構造體10之厚度t1 或上面材11、下面材13及芯材15之厚度t4 、t5 成為根據上述所定式所決定之一次固有振動數成為預定範圍，且能在無須損及強度、經濟性之狀態下設定成實用上可實施者。又，針對t1 ，宜設定為50mm以上且200mm以下，且針對t4 及t5 ，宜設定為0.8mm以上且10mm以下者。
又，上面材11及下面材13係由鋼製板材構成者，但不限於此。
(實施例1)
在實施例1中，針對如下述表1-1、表1-1、及表2-1、表2-2所示之7種截面性能之平板構造體10，將其尺寸多種變化之條件下，針對由表示各振動系之固有振動數之上述數式(2)等所決定之其一次固有振動數予以確認者。
在試驗No.1~43中所使用之平板構造體10，楊氏模數為205,000(N/mm2 )，密度為7850(kg/m3 )，帕松比為0.30之形態。表1-1、表1-2及表2-1、表2-2之「支撐條件」欄位中，依全體振動系21之橫架材71所得到之支撐條件為只有長度方向之兩端藉橫架材71予以銷支撐時，記載為「兩邊-銷」，在長度方向之兩端與寬度方向之兩端藉橫架材71予以銷支撐時，記載為「四邊-銷」，在長度方向之兩端與寬度方向之兩端藉橫架材71予以固定支撐時，則記載為「四邊-固定」者。又，表1-1、表1-2及表2-1、表2-2之「支撐條件」欄位中，依局部振動系23、25之其他構件所得到之支撐條件為銷支撐時，記載為「銷」，予以固定支撐時，則記載為「固定」者。
要求出全體振動系21之固有振動數時，在試驗No.1~14中，是根據上述數式(6)求得者，在試驗No.15~21中是根據上述數式(2)求得者，在試驗No.22~28中，是根據上述數式(4)求得者，在試驗No.29~33中，根據上述數式(12)求得者，在試驗No.34~38中根據上述數式(8)求得者，在試驗No.39~43中是根據上述數式(16)求得者。要求出第1局部振動系23之固有振動數時，在試驗No.1~28、試驗No.34~38中是根據上述數式(17)求得者，在試驗No.29~33、試驗No.39~43中，是根據上述數式(18)求得者。要求出第2局部振動系25之固有振動數時，在試驗No.1~28、試驗No.34~38中，是根據上述數式(19)求得者，在試驗No.29~33、試驗No.39~43中，是根據上述數式(20)求得者。
在試驗No.1~5、8~12、15~19各群中，主要是調整了平板構造體10之長度方向之支撐部間之長度l1 。又，在試驗No.22~26、29~43各群中，主要是調整了平板構造體10之長度方向之支撐部間之長度l1 、寬度方向之支撐部間之長度l2 。在能藉其等比較而予以掌握之狀態下，而藉調整平板構造體10之長度方向之支撐部間之長度l1 或寬度方向之支撐部間之長度l2 ，就能確認到：無須將第1局部振動系23、第2局部振動系25之一次固有振動數大幅變化，且可將全體振動系21之一次固有振動數變化而成為處於預期範圍者。
在試驗No.1、6、7、試驗No.8、13、14、試驗No.15、20、21與試驗No.22、27、28之各群中，主要是調整第1局部振動系23之連接部17間之長度b4 。為能經由其等比較予以掌握，而調整第1局部振動系23之連接部17間之長度b4 ，可確認到：無須將全體振動系21或第2局部振動系25之一次固有振動數大幅變化，且可將第1局部振動系23之一次固有振動數變化而成為處於預期範圍者。
透過實施例1可確認到：根據數式(2)等所決定之全體振動系21之一次固有振動數為15Hz以上且45Hz以下，且根據數式(17)等所決定之第1局部振動系23及第2局部振動系25之一次固有振動數為707Hz以上之底板構造1，可藉全體振動系21或第1局部振動系23等之尺寸調整之進行所得到者。
又，表1-1、表1-2及表2-1、表2-2之一次固有振動數之數值的底線是表示在本實施形態之範圍之外者。
(實施例2)
在實施例2中，使用如下述表3~表5所示之兩種截面性能之底板構造，以JIS A 1418-2為準，實際進行重量地板衝擊音試驗，調查對於各頻率之音壓等級，以確認本發明之.效果。
在該試驗中，是使用如第16A及16B圖所示之構造之比較例之底板構造100及如第10A及10B圖所示之構造之本發明例之底板構造1。
第16A及16B圖所示之底板構造100包含有隔著預定間隔配置之鋼製之上面材111及下面材113、及配置於上面材111與下面材113之間之鋼製芯材115。該芯材115係藉將其上、下端連接於上面材111及下面材113，於寬度方向X將上面材111及下面材113之間區隔，分成多數中空空間119。
作為比較例之底板構造100之尺寸係將底板構造100全體之厚度為175mm、相鄰接之芯材115間之間隔為300mm。又，作為本發明例之底板構造1之尺寸係將平板構造體10之厚度T1 為60mm，長度方向Y之支撐部27間之長度為3,000mm，相鄰接之芯材15之腹板41之寬度方向X之間隔為120mm，且令腹板41朝寬度方向X傾斜之傾斜角度α為54°。又，平板構造體10係只將長度方向之兩端藉橫架材71支撐之兩邊支撐的條件下進行試驗。
由表3可知，本發明例之全體振動系之固有振動數為21Hz，比較例之固有振動數為72Hz。即，如本發明例，各構件之尺寸業已調整時，全體振動系之固有振動數成為15Hz以上且45Hz以下之範圍內，遮音性已提昇。又，由表4可知，本發明例之第1局部振動系之固有振動數為2701Hz，比較例之固有振動數為176Hz。又，由表5可知，本發明例之第2局部振動系之固有振動數為4104Hz，比較例之固有振動數為283Hz。因此，如本發明例，各構件之尺寸業已調整時，局部振動系之固有振動數成為707Hz以上且200000Hz以下之範圍內，因此遮音性已提昇。
進而，由第15圖所示之結果可知，在比較例中，作為在63Hz頻帶可看到之實測值之全體振動系之一次固有振動數係藉本實施形態之適用而移向箭頭符號P1所示之方向，在比較例中，在125Hz頻帶或250Hz頻帶所看到之實測值之局部振動系之一次固有振動數，藉本實施形態之適用，移向箭頭符號P2及P3所示之方向，結果可確認到：在重量地板衝擊音之頻帶之音壓等級已經變低者。即，由於在重量地板衝擊音之評價範圍(超過45Hz、低於707之範圍)沒有產生音壓等級之尖峰，因此是遮音性優異之底板構造者。
其次，除了第1~4實施形態之底板構造之外，另針對將質量及剛性考慮在內之底板構造予以說明。
本發明人係針對全體振動系21之一次固有振動數f1 ~f8 成為15Hz以上且45Hz以下，並且對於局部振動系22之一次固有振動數f9 ~f12 成為707Hz以上且20000Hz以下般之底板構造之尺寸進行調查。當進行調查時，例如像第17圖所示之底板構造70全體之質量Ma11 (kg/m2 )及彎曲剛性EIa11 (N‧m2 )外，還區分出對於其等之上面材11及下面材13之質量Mf (kg/m2 )及彎曲剛性EIf (N‧m2 )、芯材15之質量Mw(kg/m2 )及彎曲剛性EIw(N‧m2 )來進行調查。此外，在此所稱底板構造1全體之質量Ma11 及彎曲剛性EIa11 意味著將上面材11、下面材13及芯材15之質量Mf 、Mw 合計之值、其等彎曲剛性EIf 、EIw合計之值。又，在此所稱彎曲剛性意指與底板構造70之長度方向正交之截面之彎曲剛性者。
在此，舉第17圖所示之第6實施形態之底板構造70為例做了說明，但在後述之第5、7、8實施形態之底板構造60、80、90任一形態中亦同樣。
下述之表6、表7-1、7-2是顯示將底板構造60之尺寸做各種變化時之質量與彎曲剛性之關係、各例之遮音特性等之表。表1之構造的欄位中所記載之槽型鋼係指如第19A及19B圖所示般之截面形狀之底板構造60者。同欄位所記載之折板係指如第20圖所示之截面形狀之底板構造70者。底板構造60及底板構造70各截面形狀係模式地顯示在表的下方。又，表6中之支撐跨距1係指支撐如第18B圖所示之底板構造60之橫架材71與底板構造60之藉金屬固定構件81、熔接所進行之支撐部27間之間隔。地板厚度h係指如第17圖所示之底板構造70全體之厚度。又，表6之長度A為就像模式地顯示在表6下方之底板構造60中之芯材15與上面材相接觸之接觸部61之長度，間隔B為鄰接之接觸部61之間隔。在表7-1、7-2中之質量或彎曲剛性之貢獻率係指上面材11及下面材13之質量Mf 、彎曲剛性EIf 或芯材15之質量Mw、彎曲剛性EIw相對於底板構造60全體之質量Mall 或彎曲剛性EIall 之百分比之比值。
在各例中，為了評價其遮音特性，求出底板構造60之阻抗Z、一次固有振動數f20 、遮音等級Lh。阻抗Z，可根據下述數式(41)而求得者。
又，一次固有振動數f20 係滿足下述數式(42)者。
又，遮音等級Lh之計算值，可根據下述數式(43)而求得者。
Lh =A -10log10 (Z /8)2 　‧‧‧(43)
在此，在求出遮音等級Lh之計算值時，在表6、表7-1、7-2全部的例中，設定地板構造之有效放射面積、空氣之固有音響阻抗、地板構造之音響放射係數、下室空間之吸音強度、噪音計之動態特性補正值、衝擊力有效值相同，且數式(43)之常數A為147.1之條件。又，遮音等級Lh之實測值係藉以JISA 1418-2為準所進行之重量地板衝擊音試驗所求得者。
又，在各例中，為了評價發明運用所得到之輕量化效果，而求出如下之底板構造60之最小質量與相對於其最小質量之質量比。最小質量係指：為將具有某一阻抗Z之地板構造之一次固有振動數f20 成為15以上且45Hz以下時所需之質量者，按各例，藉解開令底板構造60全體之彎曲剛性EIall 、質量Mall 當做變數之數式(41)與數式(42)之聯立方程式得到者。又，相對於最小質量之質量比，係按每例各以求出底板構造60全體之質量Mall 之最小質量相除而所求得者。
藉作為比較例之No.1、No.2與作為發明例之No.8之比較，可確認到：在一次固有振動數f20 超過45Hz時，比起依數式(43)所得到之計算值之遮音等級Lh，作為實測值之遮音等級Lh有變高之傾向者。又，在一次固有振動數f20 為45Hz以下時，亦能確認到：作為依數式(43)所得到之計算值之遮音等級Lh與作為實測值之遮音等級Lh成為相同程度者。又，作為發明例之除No.8外之No.6～No.10雖沒有記載作為實測值之遮音等級Lh，由No.8之結果仍可想到：作為其計算值之遮音等級Lh與作為實測值之遮音特性成為同程度者。
在此，本發明人已知見：芯材15之質量Mw相對於底板構造60全體之質量Mall 之貢獻率為40%以上時，能將一次固有振動數f形成為45Hz以下者。又，此時，亦有如下知見，即，如經由No.1與No.8之比較或No.2與No.7之比較而能掌握的，底板構造60全體之質量Mall 是發明例與比較例相同程度，且，比起比較例全體之彎曲剛性EIall ，發明例全體之彎曲剛性EIall 較會大幅降低，儘管如此，在發明例，可得到與比較例相同程度或更高之遮音性者。能想到的是這是因為一次固有振動數f成為45Hz以下者。又，此時有如下知見，即，底板構造60之厚度亦能減少者。能想到的是這是因為能降低底板構造60全體之彎曲剛性EIall 者。
本發明人，像這樣，基於芯材15之質量Mw 相對於底板構造60全體質量Mall 之貢獻率乃為重要之知見，為了得到能盡可能地謀求重量輕，可具有與習知同等或優於習知之遮音性之底板構造60，更精心地進行檢討。結果得到如下知見，即，如果調整上面材11、下面材13及芯材15之尺寸以滿足下述般之數式(21)~(23)全部時，就能得到如此性能之底板構造60。在此，各構件之尺寸之調整係與第1實施形態同樣。
EIf ≧0.65×EIall 　‧‧‧(21)
Mw ≧0.40×Mall 　‧‧‧(22)
Mw ≧EIw /(k×l4 )　‧‧‧(23)
數式(21)係為將全體振動系之一次固有振動數f20 成為15Hz以上且45Hz以下且盡可能地謀求輕量化時必要之條件。上面材11及下面材13之彎曲剛性EIf 之底板構造60全體之彎曲剛性EIall 之貢獻率低於65%時，相對於底板構造60全體，芯材15所占部位變成過多。為此，導致底板構造60全體之質量Mall 過度增加，使得相對於將一次固有振動數f20 成為45Hz所需之最小質量之質量Mall 會過度增加。
數式(21)，如表6、表7-1、7-2所示，是根據以下情況而導出，即，上面材11、下面材13之EIf 相對於底板構造60全體之EIall 之貢獻率為65%以上時，使相對於最小質量之質量比變成105%以下，低於65%時，相對於最小質量之質量比會超過105%者。
此外，作為數式(21)左邊之上面材11及下面材13之彎曲剛性EIf ，針對其上限值並無特別限制。惟，在其彎曲剛性EIf 相對於底板構造60全體之彎曲剛性EIall 之貢獻率超過90%時，要實現該構造是有困難的。因此，亦可構造成滿足下述數式(21-1)者。
0.90×EIall ≧EIf ≧0.65×EIall 　‧‧‧(21-1)
數式(22)係用以將底板構造60之一次固有振動數f20 形成為15Hz以上且45Hz以下時需要之條件。芯材15之質量Mw相對於底板構造60全體之質量Mall 之貢獻率低於40%時，相對於底板構造60全體，上面材11及下面材13所占部位過多，使得位於遠離底板構造60之板厚度方向中心位置之上面材11及下面材13所占部位過多。為此，導致底板構造60全體之彎曲剛性EIall 過度增加，使一次固有振動數f20 超過45Hz。
數式(22)係根據如下情況所導出，即，如表6、表7-1、7-2所示，芯材15之質量Mw相對於底板構造60全體之質量Mall 之貢獻率達40%以上時，底板構造60之一次固有振動數f20 成為45Hz以下，低於40%時，底板構造60之一次固有振動數f20 超過45Hz者。
此外，作為數式(2)左邊之芯材Mw針對其上限值並無特別限制。惟，其芯材Mw相對於底板構造60全體之質量Mall 之貢獻率超過90%時，要實現該構造是有困難的。因此，亦可構造成滿足下述數式(22-1)者。
0.90×Mall ≧Mw≧0.40×Mall 　‧‧‧(22-1)
數式(23)係用以將底板構造之一次固有振動數f20 形成為15Hz以上且45Hz以下時所需之條件。如同從後述之數式(23)導出過程可以掌握般，在不滿足數式(23)時，底板構造之一次固有振動數f20 會超過45Hz，而發生共振現象，而使遮音等級Lh之實測值變大，不能得到目標之遮音性。
針對求出數式(23)之根據予以說明。由上述數式(42)，對於用以將一次固有振動數f20 成為15Hz以上且45Hz以下之條件，可導出下述數式(51)。
EIall ≦(90/π)2 ×l×Mall 　‧‧‧(51)
又，可由上述數式(21)、(22)導出下述數式(52)、(53)，且可由上述數式(51)導出下述數式(54)。
1.86×EIw ≦EIf 　‧‧‧(52)
Mf ≦1.5×Mw 　‧‧‧(53)
EIw +EIf ≦(90/π)2 ×l4 ×(Mw +Mf )　‧‧‧(54)
可由上述之數式(52)、(53)、(54)導出下述數式(55)，且可由該式導出下述數式(56)，此式就成為上述數式(23)。
2.86×EIw ≦(90/π)2 ×l4 ×(2.5×Mw )　‧‧‧(55)
Mw≧EIw /(k×l4 )(k=719)　‧‧‧(56)
此外，為滿足上述數式(21)上，只要加大上面材11、下面材13之板厚度，或減少底板構造60之板厚度h時即可。又，在滿足上述之數式(22)上，只要進行將芯材15之板厚度相對於上面材11、下面材13之板厚度加厚，於寬度方向鄰接之芯材15間之間隔縮小等之尺寸調整時即可。又，在滿足上述數式(23)上，只要將上面材11、下面材13、芯材15之板厚度加厚，或將底板構造60之板厚度h減少時即可。
又，代替上述數式(22)，亦可使用下述數式(61)。這是將在數式(22)兩邊乘上EIall所得之式予以展開所得到之式。
Mw ×EIf +Mw ×EIw ≧0.40×Mall 　‧‧‧(61)
第5實施形態之底板構造60亦將根據上述所定式所決定之其等各振動系之一次固有振動數成為上述般之預定範圍，而已調整各振動系之尺寸。
依本實施形態，儘管與習知之底板構造全體之質量Mall 為同程度，且，全體之彎曲剛性EIall 大幅降低，亦能得到與習知同等或更高之遮音性。進而，底板構造60之厚度亦能減少。又，在實現本實施形態時，無須過度地增加阻抗(impedance)Z，且，能遏止相對於為了將一次固有振動數f20 成為45Hz以下時所需之最小質量之過度的質量Mall 之增加，因此可盡可能地實現重量輕，且有關於遮音性能得到優異之效果。即，可以提昇遮音性，且不要重量過度增加，因此可將底板構造60維持在重量輕之狀態者。按此，可降低地震時之水平外力，可減少稱為柱、梁、樁、地基之結構構件之數量。藉此，可謀求建築物全體之輕量化及成本降低，具有能實施合理且具經濟效益之構造設計之優點。又，藉將底板構造60厚度減少，可降低建築物高度，可謀求減少內部裝潢材料、外部裝潢材料之使用量。
其次，一邊參考附圖，一邊詳細說明用以實施本發明底板構造之第5實施形態。
第18A圖係顯示第5實施形態之底板構造60配置於多數橫架材71上之前之狀態之立體圖，第18B圖係該正面剖視圖。
第19A圖係顯示第5實施形態之底板構造60之構成之立體圖，第19B圖係該正面剖視圖。
本實施形態之底板構造60，如第17A圖所示，係作為能配設於藉於一方向隔著預定間隔略為平行配置之多數橫架材71所構成之地板底下構造7之平板體所構成。即，為兩邊支撐構造。橫架材71係沿建築構造物中之水平方向延長架設之骨架。藉如此橫架材71所構成之地板底下構造7係於其上配設有如底板構造60之地板材。
地板底下構造7，另外像第6A圖所示，有如下形態，即，藉於一方向隔著預定間隔略為平行配置之多數橫架材71及與其等多數橫架材71交叉且在與一方向正交之方向隔著間隔配置之多數橫架材71組合成格子狀而所構成者。即，為四邊支撐構造。底板構造60係相對於各橫架材71，藉諸如螺絲、螺栓等之金屬固定構件81予以固定而使用，但相對於其橫架材71之固定機構只要是公知物時即無特別限制。
橫架材71係由建築物中略為水平地配設之角型鋼、H型鋼等之骨架構件或略為垂直配設之面材之上端部所構成。橫架材71係於由角型鋼、H型鋼等之骨架構件所構成時，適用在辦公大樓或公寓等鋼架結構之建築物時是作為大梁及小梁等使用。又，適用在獨棟住宅等之木造建築物或鋼骨住宅(steel house)時，梁木(lumber girder)、地板欄柵(floor joist)、撐條或承條等適用。
本實施形態之底板構造1，如第18A及18B圖所示，包含有相離著預定間隔而略為平行配置之上面材11及下面材13、及連結其等上面材11及下面材12間而形成中空空間(空間)19之至少一對鋼製芯材15。該芯材15係將其上下端連結於上面材11及下面材13，而於寬度方向X區隔上面材11及下面材13之間之中空空間19，分成一個或多數中空空間19。在第5實施形態中，藉芯材15而於寬度方向X區隔成多數中空空間19。
上面材11，係擔負作為所謂地下地板之任務者，在上面材11之表面亦可裝設裝飾合板等。下面材13，係擔負所謂作為天花板之任務者，但是當然亦可另外將具有天花板之功能之物設於下面材13之下方空間。上面材11及下面材13，如上述之第1實施形態所說明的，藉各構件之尺寸業經調整之鋼製板材所構成者。
芯材15係由相對於底板構造60之長度方向(深度方向)Y，其長度方向Y略為平行之鋼板或槽型鋼、I型鋼、凸(lip)槽型鋼、山型鋼、箱型鋼等之型鋼等所構成，在第5實施形態，是由多數槽型鋼所構成者。芯材15先將其上下端相對於上面材11或下面材13抵接後，再將其等藉螺絲、鉚釘等之固定構件81或熔接予以固定，就能相對於上面材11或下面材13連接。第5實施形態中之槽型鋼所構成之芯材15具有腹板31及位於腹板31之上下兩端側之上翼板33、下翼板35。在將其上翼板33、下翼板35相對於上面材11或下面材13抵接之狀態下，藉螺絲、鉚釘等之金屬固定構件(固定構件)84、85或熔接，將芯材15與上面材11、下面材13予以固定。藉此，將芯材15與上面材11、下面材13連接。
第5實施形態之底板構造60，如第17A圖所示，安裝由板材所構成之端板16，堵塞長度方向兩側之開口。該端板16係藉熔接或螺絲等金屬固定構件而相對於上面材11、下面材13連接者。在第6實施形態之底板構造60中，上面材11與下面材13各相對於端板，藉熔接而連接者。該端板16在本實施形態中並非為必要構成。
其次，針對適用本發明之底板構造之第6實施形態予以說明。其中對於與上述之構成要素相同之構成要素附上相同符號，省略以下的說明。
第20A圖係顯示第6實施形態之底板構造70之構成之立體圖，第20B圖係該正面剖視圖。
第6實施形態之底板構造70係與第5實施形態之底板構造60比較，芯材15之構成有所不同。在第6實施形態之底板構造70中，芯材15由折板所構成。
芯材15具有以平面與上面材11接觸之上翼板43(上平面部)、以平面與下面材13接觸之下翼板(下平面部)45、及相對於上面材11及下面材13傾斜之腹板(傾斜部)41。進而，上翼板43、腹板41、下翼板45係按序連續形成者。
具體而言，由該折板所形成之芯材15係將與寬度方向X略為水平地設置之上翼板43及下翼板45以相對於寬度方向X傾斜設置之腹板41為中介，於寬度方向X交錯地形成而呈波形構成。對於上面材11，有位於以折板所構成之芯材15之上端側之上翼板43抵接，對於下面材13，有位於以折板構成之芯材15之下端側之下翼板45抵接，其等藉螺絲或鉚釘等之金屬固定構件84、85或熔接等予以固定連接。藉此，由折板構成之芯材15係將上面材11及下面材13之間區隔成寬度方向之多數中空空間19。
進而，第6實施形態之底板構造70亦使根據上述之所定式所決定之其等各振動系之一次固有振動數成為如上述之預定範圍，而調整各振動系之尺寸。
此外，在第6實施形態中，芯材15中之一個上翼板43或一個下翼板45相對於上面材11或下面材13，於長度方向Y相間隔之多處，藉金屬固定構件84、85予以固定。針對上翼板43、下翼板45之一處，藉一個金屬固定構件84、85分別固定連接。又，以折板形成之芯材15之寬度方向X之兩端，在形成為朝底板構造1之內側開口之略呈U字形狀之狀態下，而相對於上翼板43或下翼板45彎折。
又，芯材15，按照如此方式可由折板構成，亦可由波形板構成。進而，上翼板43、下翼板45與腹板41所形成之角度α係以45度~80度者為佳。
其次，針對適用本發明之底板構造之第7實施形態予以說明。
第21A圖係顯示第7實施形態之底板構造80之構成之立體圖，第21B圖係顯示構成該底板構造80之平板構成構件50之構成之側視圖，第21C圖係該底板構造80之正面剖視圖。
第7實施形態之底板構造80，藉將多數第21B圖所示般之平板構成構件50予以組合而構成者。平板構成構件50係沿長度方向延伸形成，且具有腹板51、設於該腹板51之一端且沿寬度方向延伸之上翼板53、及設於腹板51之另一端且沿與上翼板相反方向延伸之下翼板55。即，上翼板53及下翼板55係相對於腹板51而朝略呈垂直方向延伸，且由腹板51之上下端朝寬度方向X之相反方向彎折設置。藉此，平板構成構件50之截面形狀構成為略呈Z字形狀。該平板構成構件50係藉將鋼板進行彎曲加工、輥壓成形、熱擠壓成形等所構成。
該平板構成構件50，如第21C圖所示，藉上翼板53及下翼板55分別形成於略為同一平面者，以同一配向狀態予以配置。即，底板構造30係於寬度方向鄰接排列，使上翼板53及下翼板54分別形成於同一平面者，鄰接排列之多數上翼板53形成以第5實施形態所示之上面材11，鄰接排列之多數下翼板55形成以第5實施形態所示之下面材13，腹板51為芯材15。藉此，構成為第7實施形態之底板構造80。平板構成構件50中之上翼板53之前端部53a係藉熔接、機械式接合等而固定於鄰接之另一平板構成構件50中之上翼板53之基端部53b。進而，平板構成構件50中之下翼板55之前端部55a係藉熔接、機械式接合等而固定於鄰接之另一平板構成構件50中之下翼板55之基端部55b。藉此，鄰接之平板構成構件50相互固定者。
如此，藉多數平板構成構件50所構成之底板構造80係藉多數平板構成構件50之上翼板53及下翼板55構成有上面材11及下面材13，藉各平板構成構件50之腹板51構成芯材。
又，第7實施形態之底板構造80亦使根據上述之所定式所決定之其等各振動系之一次固有振動數成為如上述之預定範圍，而調整各振動系之尺寸。
其次，針對適用本發明之底板構造之第8實施形態予以說明。
第22A圖係顯示第8實施形態之底板構造90之構成之部分省略立體圖，第22B圖係該正面剖視圖。
第8實施形態之底板構造90更具有吸音材料61，該吸音材料61係填充於在上面材11及下面材13之間藉芯材15隔開設置之中空空間19內。吸音材料61例如藉岩綿(rock wool)、玻璃綿(glass wool)等之纖維質材料、胺甲酸乙酯泡綿(urethane foam)等之發泡材料、輕量混凝土(concrete)、發泡混凝土等之混凝土系材料等所構成。
此外，第8實施形態之底板構造90係安裝有由堵塞長度方向Y兩側之開口之板材所構成之端板16，俾可將吸音材料61填充於中空空間19內者。
以上，已針對本發明之實施形態之例詳細地說明，但前述之實施形態任一者只是顯示在實施本發明時之具體化之例罷了，並非藉其等形態而對本發明技術範圍做限定解釋者。
(實施例3)
在實施例3中，使用上述表6中之No.1及No.8兩種之截面性能之底板構造，以JIS A 1418-2為準進行重量地板衝撃音試驗，調整相對於各頻率之音壓等級。
第23圖係顯示其重量地板衝擊音試驗之結果之圖。橫軸表示1/1倍頻帶中心頻率，縱軸表示音壓等級。圓點曲線顯示比較例之No.1之結果，方形點曲線顯示發明例之No.8之結果。
比較兩者，可確認到相較於比較例之No.1，發明例之No.8具有較高之遮音性者。參考表7-1、表7-2，發明例之No.8整體之質量Mall 為102(kg/m2 )，比較例之No.1整體之質量Mall 為92(kg/m2 )，為相同程度。惟，發明例之No.8係滿足數式(21)~(23)全部，對此，比較例之No.1只能滿足數式(21)，進而全體振動系之一次固有振動數超過45Hz。藉此，作為計算值之本發明例之底板構造之遮音等級Lh係與比較例相比，即與比較例之底板構造之遮音等級Lh相比，較高，但在實測值上，發明例與比較例相比，變低。因此，為滿足數式(21)~(23)全部，且使全體振動系之一次固有振動數成為15H以上且45Hz以下，而調整各構件之尺寸，即可提供一邊謀求重量輕且遮音性優異之底板構造。
1‧‧‧底板構造
7‧‧‧地板底下構造
10‧‧‧平板構造體
11‧‧‧上面材
13‧‧‧下面材
13a~13d‧‧‧端邊
15‧‧‧芯材
16‧‧‧端板
17‧‧‧連接部
19‧‧‧中空空間
20‧‧‧底板構造
21‧‧‧全體振動系
22‧‧‧局部振動系
23‧‧‧第1局部振動系
25‧‧‧第2局部振動系
27‧‧‧支撐部
30‧‧‧底板構造
31‧‧‧腹板
33‧‧‧上翼板
35‧‧‧下翼板
40‧‧‧底板構造
41‧‧‧腹板
43‧‧‧上翼板
45‧‧‧下翼板
50‧‧‧平板構成構件
51‧‧‧腹板
53‧‧‧上翼板
53a‧‧‧前端部
53b‧‧‧基端部
55‧‧‧下翼板
55a‧‧‧前端部
55b‧‧‧基端部
60‧‧‧底板構造
61‧‧‧吸音材料
61‧‧‧接觸部
70‧‧‧底板構造
71‧‧‧橫架材
80‧‧‧底板構造
83‧‧‧板狀構件
81,82,84,85‧‧‧金屬固定構件
90‧‧‧底板構造
100‧‧‧底板構造
111‧‧‧上面材
113‧‧‧下面材
115‧‧‧芯材
119‧‧‧中空空間
第1A圖係針對本發明之第1實施形態之底板構造配設於橫架材之前之狀態顯示之立體圖。
第1B圖係顯示將該底板構造配置於橫架材後之狀態之側視圖。
第2A圖係該底板構造之立體圖。
第2B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第3A圖係適用該底板構造之住宅之立體圖。
第3B圖係該底板構造適用在鋼架結構之辦公大樓時之立體圖。
第4A圖係針對習知與本發明之底板構造之重量地板衝擊音試驗之測試結果顯示之線圖，令橫軸為頻率、縱軸為音壓等級。
第4B圖係針對本發明第1實施形態之底板構造之重量地板衝擊音試驗之測試結果顯示之線圖，令橫軸為頻率、縱軸為音壓等級。
第5A圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第5B圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第5C圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第6A圖係針對將該底板構造藉四邊支撐而配設於橫架材之前之狀態顯示之立體圖。
第6B圖係顯示配設該底板構造後之狀態之側視圖。
第6C圖係顯示配設該底板構造後之狀態之前視圖。
第7A圖係針對全體振動系之境界條件說明用之側視 圖。
第7B圖係針對全體振動系之另一境界條件說明用之側視圖。
第7C圖係針對全體振動系之另一境界條件說明用之側視圖。
第8A圖係針對第1實施形態之底板構造之局部振動系之境界條件說明用之正面剖視圖。
第8B圖係針對第1實施形態之底板構造之局部振動系之另一境界條件說明用之正面剖視圖。
第9A圖係用以說明全體振動系具有各向同性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第9B圖係用以說明全體振動系具有各向同性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第9C圖係用以說明全體振動系具有各向異性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第9D圖係用以說明全體振動系具有各向異性時，在決定全體振動系之一次固有振動數時應予以考慮之剖面之模式立體圖。
第10A圖係第2實施形態之底板構造之立體圖。
第10B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第11A圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第11B圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第11C圖係將該底板構造模型化之模型圖。
第12A圖係針對該底板構造之局部振動系之境界條件說明用之正面剖視圖。
第12B圖係針對該底板構造之局部振動系之另一境界條件說明用之正面剖視圖。
第13A圖係第3實施形態之底板構造之立體圖。
第13B圖係該底板構造體之前視圖。
第13C圖係該底板構造之正面剖視圖。
第14A圖係第4實施形態之底板構造之部分省略立體圖。
第14B圖係該底板構造之剖視圖。
第15圖針對重量地板衝擊音試驗之測試結果顯示之線圖，令橫軸為頻率、縱軸為音壓等級。
第16A圖係顯示習知技術之底板構造之構成之立體圖。
第16B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第17圖係針對底板構造全體之質量、彎曲剛性及上面材等之質量、彎曲剛性間之關係說明用之圖。
第18A圖係針對將第5實施形態之底板構造配設於多數橫架材上之前之狀態顯示之立體圖。
第18B圖係該底板構造之剖視圖。
第19A圖係顯示第5實施形態之底板構造之構成之立體圖。
第19B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第20A圖係顯示第6實施形態之底板構造之構成之立體圖。
第20B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第21A圖係顯示第7實施形態之底板構造之構成之立體圖。
第21B圖係顯示構成該底板構造之平板構成構件之構成之側視圖。
第21C圖係該底板構造之正面剖視圖。
第22A圖係顯示第8實施形態之底板構造之構成之部分省略立體圖。
第22B圖係該底板構造之正面剖視圖。
第23圖係顯示重量地板衝擊音試驗之結果之圖。
1．．．底板構造
10．．．平板構造體
11．．．上面材
13．．．下面材
15．．．芯材
17．．．連接部
21．．．全體振動系

Claims (16)

  1. 一種底板構造，其特徵在於包含有：上面材及下面材，係相離預定間隔且略為平行配置者；及至少一對鋼製芯材，係連結其等上面材及下面材間而形成空間者，且調整前述上面材及前述下面材之長度尺寸、寬度尺寸、板厚度、前述預定間隔、前述芯材之長度尺寸、板厚度、以及前述各芯材間之配置間隔中之至少一者滿足下述(A)及下述(B)，(A)藉前述上面材、前述下面材及前述芯材所構成之全體振動系之一次固有振動數為15Hz以上且45Hz以下，(B)前述上面材、前述下面材或前述芯材之各局部振動系之一次固有振動數為707Hz以上且20000Hz以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系具有滿足下述數式(1)之各向同性，前述底板構造更包含有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f1 係滿足下述數式(2)者，Ex．Ix=Ey．Iy．．．(1) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )I1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面二次彎矩(mm4 )ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )S1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面積(mm2 )l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
  3. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系具有滿足下述數式(3)之各向同性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者， 前述全體振動系之一次固有振動數f2 係滿足下述數式(4)者，Ex．Ix=Ey．Iy．．．(3) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )I1 ：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )ν1 ：前述全體振動系之帕松比ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )S1 ：與前述橫架材之長度方向正交之截面之截面積(mm2 )l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
  4. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系具有滿足下述數式(5)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述長度方向隔著間 隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f3 係滿足下述數式(6)者，Ex．Ix≠Ey．Iy．．．(5) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )I1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )S1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面積(mm2 )l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
  5. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系 具有滿足下述數式(7)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，前述全體振動系之一次固有振動數f4 係滿足下述數式(8)者，Ex．Ix≠Ey．Iy．．．(7) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 ) l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )ν1 ：前述全體振動系之帕松比E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )Sx：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )Sy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面積(mm2 )。
  6. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系具有滿足下述數式(9)之各向同性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f5 係滿足下述數式(10)者，Ex．Ix=Ey．Iy．．．(9) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )I1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面二次彎矩(mm4 )ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )S1 ：與前述橫架材之延長方向平行之垂直截面之截面積(mm2 )l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
  7. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系具有滿足下述數式(11)之各向同性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述 下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f6 係滿足下述數式(12)者，Ex．Ix=Ey．Iy．．．(11) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )I1 ：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )ν1 ：前述全體振動系之帕松比ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )S1 ：與前述橫架材之長度方向正交之截面之截面積(mm2 )l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
  8. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系 具有滿足下述數式(13)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f7 係滿足下述數式(14)者，Ex．Ix≠Ey．Iy．．．(13) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 )E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )I1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 ) ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )S1 ：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之垂直截面之截面積(mm2 )l1 ：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)。
  9. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述全體振動系具有滿足下述數式(15)之各向異性，該底板構造更具有：橫架材，係於前述全體振動系之前述寬度方向及前述長度方向隔著間隔，且沿著前述下面材之四端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述上面材及前述下面材中至少前述下面材固定於前述橫架材者，在只將前述下面材固定於前述橫架材時，更具有將前述上面材與其他構件固定之另一固定構件，前述全體振動系之一次固有振動數f8 係滿足下述數式(16)者，Ex．Ix≠Ey．Iy．．．(15) 其中，Ex：前述全體振動系之前述寬度方向之楊氏模數Ey：前述全體振動系之前述長度方向之楊氏模數Ix：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截 面二次彎矩(mm4 )Iy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面二次彎矩(mm4 ) l1 ：前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)l2 ：前述寬度方向之前述橫架材之配置間隔(mm)ρ1 ：前述全體振動系之密度(kg/m3 )ν1 ：前述全體振動系之帕松比E1 ：前述全體振動系之楊氏模數(N/mm2 )Sx：與前述全體振動系之前述寬度方向正交之截面之截面積(mm2 )Sy：與前述全體振動系之前述長度方向正交之截面之截面積(mm2 )。
  10. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之底板構造，更具有：第1芯材固定構件，係於前述芯材與前述上面材相接觸之接觸部，將前述上面材與前述芯材固定者；及第2芯材固定構件，係於前述芯材與前述下面材相接 觸之接觸部，將前述下面材與前述芯材固定者，且前述上面材及前述下面材之一次固有振動數f9 係滿足下述數式(17)者， 其中，E4 ：前述上面材或前述下面材之楊氏模數(N/mm2 )t4 ：前述上面材或前述下面材之厚度(mm)ρ4 ：前述上面材或前述下面材之密度(kg/m3 )ν4 ：前述上面材或前述下面材之帕松比a4 ：前述上面材或前述下面材之前述長度方向之長度(mm)b4 ：前述芯材間之配置間隔(mm)。
  11. 如申請專利範圍第1至9項中任一項之底板構造，更具有：於前述芯材與前述上面材相接觸之接觸部而將前述上面材與前述芯材固定之多數固定構件；及於前述芯材與前述下面材相接觸之接觸部而將前述下面材與前述芯材固定之多數固定構件，且前述上面材及前述下面材之一次固有振動數f10 係滿足下述數式(18)者， 其中， E4 ：前述上面材或前述下面材之楊氏模數(N/mm2 )t4 ：前述上面材或前述下面材之厚度(mm)ρ4 ：前述上面材或前述下面材之密度(kg/m3 )ν4 ：前述上面材或前述下面材之帕松比a4 ：前述上面材或前述下面材之前述長度方向之長度(mm)b4 ：前述芯材間之配置間隔(mm)。
  12. 如申請專利範圍第10項之底板構造，其中前述芯材之一次固有振動數f11 係滿足下述數式(19)者， 其中，E5 ：前述芯材之楊氏模數(N/mm2 )t5 ：前述芯材之板厚度方向之厚度(mm)ρ5 ：前述芯材之密度(kg/m3 )ν5 ：前述芯材之帕松比a5 ：前述芯材之前述長度方向之長度(mm)b5 ：前述預定間隔(mm)。
  13. 如申請專利範圍第11項之底板構造，其中前述芯材之一次固有振動數f12 係滿足下述數式(20)者， 其中，E5 ：前述芯材之楊氏模數(N/mm2 ) t5 ：前述芯材之板厚度方向之厚度(mm)ρ5 ：前述芯材之密度(kg/m3 )ν5 ：前述芯材之帕松比a5 ：前述芯材之前述長度方向之長度(mm)b5 ：前述預定間隔(mm)。
  14. 如申請專利範圍第1項之底板構造，更具有：橫架材，係於前述全體振動系之寬度方向或與該寬度方向正交之長度方向隔著間隔，且沿前述下面材之兩端邊延伸配置，支撐前述下面材者；及固定構件，係將前述下面材與前述橫架材固定者，且滿足下述數式(21)至(23)，EIf ≧0.65×EIall ．．．(21) Mw ≧0.40×Mall ．．．(22) Mw ≧EIw/(k×l4 )(k=719)．．．(23)其中，Mw ：前述芯材之質量(kg/m2 )EIf ：前述上面材及前述下面材之彎曲剛性(N．m2 )EIw ：前述芯材之彎曲剛性(N．m2 )Mall ：前述上面材、前述下面材及前述芯材之合計質量(kg/m2 )EIall ：前述上面材、前述下面材及前述芯材之彎曲剛性(N．m2 )l：前述寬度方向或前述長度方向之前述橫架材之配置間隔(m)。
  15. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述芯材具有：以平面而與前述上面材接觸之上平面部；以平面而與前述下面材接觸之下平面部；及相對於前述上面材及前述下面材傾斜之傾斜部，且前述上平面部、前述傾斜部與前述下平面部係按該順序連續形成者。
  16. 如申請專利範圍第1項之底板構造，其中前述空間內填充有吸音材料。
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