(57)【要約】【課題】  床スラブの低次の固有周波数が、63 Hz帯域内あるいは同帯域よりわずかに低い帯域にある場合、床スラブの平面寸法を変更することなく、63Hz帯域における重量床衝撃音遮断性能あるいは全周波数帯域における床衝撃音遮断性能が低下することのない、床スラブ厚を変更する手段以外の新たな手法に基づいた新規且つ経済的に優れた床構造を提供すること。【解決手段】  床スラブのインピーダンスが低下する低次固有周波数が６３Hz帯域に顕れる床構造であって、梁と床スラブの取り合い部は、梁の側面に隣接する床スラブ四周においてスラブ厚が部分的に縮減された半剛接合構造とされていることにより、床スラブ全体の剛性を変えることなく床スラブの低次固有周波数を６３Hz帯域より低い周波数に移動して、床スラブの重量床衝撃音遮断性能が向上されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
床スラブのインピーダンスが低下する低次固有周波数が６３Hz帯域に顕れる床構造であって、
梁と前記床スラブの取り合い部は、その回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造とされていることにより、前記床スラブ全体の剛性を変えることなく前記床スラブの前記低次固有周波数が前記６３Hz帯域より低い周波数に移動されて、前記床スラブの重量床衝撃音遮断性能が向上されていることを特徴とする床構造。
【請求項２】
梁と床スラブの取り合い部の回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造が、梁の側面に隣接する床スラブ四周において、スラブ厚が部分的に縮減され、あるいは断面が変形されたものであることを特徴とする請求項１に記載された床構造。
【請求項３】
梁と床スラブの取り合い部の回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造が、前記床スラブ四周が梁とは絶縁された状態で前記梁の側面に固定された支持部材に支持されたものであることを特徴とする請求項１に記載された床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の床構造、より詳しくは重量床衝撃音の遮断性能が優れた床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
重量床衝撃音遮断性能は集合住宅の性能の一つであり、これを向上させるために、従来一般的にはコンクリート床スラブを厚くしている。その結果、集合住宅の床スラブは構造的に必要とされるよりも厚くなってしまうことが多いため、構造的な負担が増加して、不経済となっていた。
【０００３】
特に、床スラブの１〜３次程度の低次の固有周波数が、重量床衝撃音遮断性能の評価に重要となる63 Hz帯域の周波数にある場合、著しく性能が低下するため、床スラブも非常に厚く設計されることとなる。
【０００４】
しかも、床スラブの低次の固有周波数が63Hz帯域よりもわずかに低い周波数に存在する場合（図４の例では黒線の250ｍｍ厚）、重量床衝撃音遮断性能を向上させるために床スラブを厚くすると、高次の周波数では床スラブが振動しにくくなるものの、1次の固有周波数がわずかに高くなるために、図４の薄い色のグレー線の300 mm厚、同濃い色のグレー線の350ｍｍ厚の床スラブでは、１次固有周波数が63Hz帯域の性能低下に影響を与える範囲内に入り込んでしまう。
その結果、重量床衝撃音遮断性能は向上しないばかりでなく、場合によっては悪化してしまうこともあり、床スラブを厚くする対処方法は、重量床衝撃音遮断性能を向上する上で必ずしも有効な手段とはならない。
【０００５】
なお、床スラブを薄くすれば、1次の固有周波数はやや下がる。しかし、全体的な床スラブの剛性も低下してしまうために振動しやすくなり、全周波数帯域において床衝撃音遮断性能は低下してしまうこととなる。
一方、床スラブの平面寸法を大きくすれば1次の固有周波数を下げることができるものの、一般に梁や柱の位置は簡単に変更することはできないことが多いため、この方法は現実的ではない。
【０００６】
特許文献１には、床衝撃音を低減する技術として、図９に示されるように、梁と繋がるスラブの端部は構造性能上必要とされる最小の厚さとされ、前記端部以外の中央部分はスラブ支持スパン長さの約１／３以上の領域が前記最小の厚さよりも厚く形成されており、スラブを床支持スパンの全体で見ると水平面と傾斜面及び段差の組合せでスパン方向のスラブ厚さと形状が異なる変断面の構成とされている、床の遮音性能に優れた変断面コンクリート床スラブ構造（以下、「従来技術」という。）が記載されている。
【０００７】
図１０に示される、従来技術の床スラブにおける検出ポイント１、４の遮音性能を示す重量衝撃音レベル（アクセランス、揺れ易さ）が、図１１に示されている。
この図１１をみると明らかなように、実線Ｘで示される従来技術の振動特性は、破線Ｙで示されるさらにその従来例の振動特性に比べて、検出ポイント１、４のいずれのポイントにおいても、６０〜１００Hzの低周波数領域における遮音性能レベルが従来例モデルのそれの約半分と言えるほど大きく減少しており、床の遮音性能に換算すると１ランク以上の床衝撃音レベルが低下する、とされている（段落００２３）。
しかしこの従来技術は、1枚の床スラブのなかに複数の厚さを設けることによってモード数を増加させ、特定の固有周波数において振動しにくくして重量衝撃音レベル（アクセランス）を低減することを原理とするものである。
【０００８】
すなわち、この変断面コンクリート床スラブ構造は、もともと最大の重量衝撃音は63Hz帯域の範囲外にあって同帯域には高次の固有周波数が含まれている（図１１上下の図参照）ことからみて、比較的大きな面積を持つ床スラブを対象としており、１〜３次程度の低次の固有周波数が63Hz帯域付近となるスラブ寸法、例えばスラブ厚250ｍｍで１スパン５．５ｍ前後の本発明が対象とする床構造に適用することは困難である、という問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−９２４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような観点から、本発明は、床スラブの低次の固有周波数が、63 Hz帯域内あるいは同帯域よりわずかに低い帯域にある場合、床スラブの平面寸法を変更することなく、63Hz帯域における重量床衝撃音遮断性能あるいは全周波数帯域における床衝撃音遮断性能が低下することのない、床スラブ厚を変更する手段以外の新たな手法に基づいた新規且つ経済的に優れた床構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、床スラブのインピーダンスが低下する低次固有周波数が６３Hz帯域に顕れる床構造であって、梁と前記床スラブの取り合い部は、その回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造とされていることにより、前記床スラブ全体の剛性を変えることなく前記床スラブの前記低次固有周波数が前記６３Hz帯域より低い周波数に移動されて、前記床スラブの重量床衝撃音遮断性能が向上された床構造とした。
本発明は、上記した従来技術の床スラブを振動しにくくして重量衝撃音レベル（アクセレランス）を低減する手法に基づくものではなく、６３Hz帯域に顕れる固有周波数を低い帯域にシフトするという、従来技術とは全く異なる新規の原理を利用するものである。
【００１２】
請求項２に係る発明は、梁と床スラブの取り合い部の回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造が、梁の側面に隣接する床スラブ四周において、スラブ厚が部分的に縮減され、あるいは断面が変形されたものであることを特徴としている。
【００１３】
請求項３に係る発明は、梁と床スラブの取り合い部の回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造が、前記床スラブ四周が梁とは絶縁された状態で前記梁の側面に固定された支持部材に支持されたものであることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明によれば、建物の床スラブの重量床衝撃音遮断性能に与える影響の大きい、例えば１〜３次の低次固有周波数が６３Hz帯域に顕れる床構造の梁と床スラブの取り合い部が、その回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造とされた極めて簡単な構成に基づき、床スラブ全体の剛性を変えることなく、床スラブの低次固有周波数を６３Hz帯域より低い周波数に移動するという全く新たな原理に基づいて、床スラブの重量床衝撃音遮断性能を格段に向上することができる。
【００１５】
この際、床スラブを全く厚くする必要がないので、重量床衝撃音遮断性能を向上させるための建築費用の増大を防ぐことができ、コスト面において著しく有利である。
また、床スラブ全体の剛性が変わらないので、床スラブが振動しやすくなることはなく、全周波数帯域において床衝撃音遮断性能の低下を防ぐことができる。
さらに、床スラブの平面寸法を大きくすれば低次の固有周波数を６３Hz帯域より低い周波数に移動することができるが、本発明によれば、柱や梁の位置が確定した設計条件のなかで床スラブの大きさを変更することなく、低次の固有周波数を６３Hz帯域より低い周波数に移動することができ、床スラブの重量床衝撃音遮断性能を向上することができる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、梁と床スラブの取り合い部の回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造が、梁の側面に隣接する床スラブ四周において、スラブ厚が部分的に縮減されあるいは断面が変形されたものであるので、床スラブのコンクリート打設時に簡易・安価に形成することができる。
また、スラブ厚が部分的に縮減されあるいは断面が変形されたものとする際の配筋作業も左程困難なく施工することができ、構造的にも要求される強度を備えた床スラブ全体の剛性を変えることがないものとすることができる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、半剛接合構造が、床スラブ四周が梁とは絶縁された状態で梁の側面に固定された支持部材に支持されたものとしたので、半剛接合構造が、支持部材を梁の側面に固定してこの支持部材に梁と絶縁された床スラブを載置するという簡易な施工方法で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明の床構造の実施例を模式的に示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は本発明の床構造の他の実施例を模式的に示す縦断面図、（ｂ）は本発明の床構造のさらに他の実施例を模式的に示す縦断面図である。
【図３】本発明の床構造の実施例の配筋図である。
【図４】床スラブ厚毎の63Hz帯域内及び近傍の周波数の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図である。
【図５】実施例１の床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図である。
【図６】本発明適用前の床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図である。
【図７】実施例２の床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図である。
【図８】本発明適用後の床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図である。
【図９】遮音性能を改善する従来例の各種変断面スラブ構造を示す断面図である。
【図１０】上記床スラブにおける検出ポイント１、４の位置を示す平面図である。
【図１１】検出ポイント１、４における床スラブの遮音性能を示す重量衝撃音レベル（アクセランス、揺れ易さ）を比較した比較図である。実線Ｘが従来例の振動特性を、破線Ｙがさらにその従来例の振動特性を示す。
【実施例１】
【００１９】
本実施例の建物の床スラブは、インピーダンスが低下する１次固有周波数が６３Hz帯域に顕れる床構造を対象とするものである。
そして、梁と床スラブの取り合い部は、その回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造とされている。これにより、床スラブが加振されたとき、インピーダンスが低下する１次固有周波数は６３Hz帯域外の低い周波数に移動する。
これは、周波数が低くなると同じ音圧レベルの音であっても小さく聞こえるという人間の聴感を巧みに利用して、床スラブの重量床衝撃音遮断性能を向上しようとするものである。
【００２０】
因みに、床衝撃音の評価方法（JIS A 1419-2「建築物及び建築部材の遮音性能の評価方法−第２部：床衝撃音遮断性能」）においても、63Hzよりも低い周波数帯域は床衝撃音遮断性能の評価対象外としているが、低い周波数の音が聞こえにくいことが関係する。
低次固有周波数を６３Hz帯域外の低い周波数に移動する手段としては、梁と床スラブの取り合い部を、回転に関わる剛性が小さくされた半剛接合構造としている。
【００２１】
先ず、本発明を適用していない、すなわち、梁と床スラブの取り合い部が、剛接合構造でその回転に関わる剛性が小さくされていない、床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図を図６に示す。
例えば、図６右に示す建物のＡ室の床スラブが加振されたとき、そのインピーダンスレベル（振動しにくさ）の周波数特性は図６左となる。○印が付いた６３Hz帯域内の周波数において1次の振動が生じており、これが原因となって、この床スラブの重量床衝撃音遮断性能は良い状態にあるとはいえない。
因みに、この周波数においては図６右に示されるような梁で囲まれたスラブの内にひとつの腹が生じる振動分布となる（数値解析結果）。
【００２２】
次いで、本発明を適用した実施例１について、図１を参照してその構成を説明する。
本実施例においては、梁と床スラブの取り合い部を半剛接合構造とする具体的手段として、梁の側面に隣接する床スラブ四周において、スラブ厚を部分的に縮減した薄肉部としている。
【００２３】
薄肉部は、図１（ａ）に示されるように床スラブ下面に形成する形態と、図１（ｂ）に示されるように床スラブ上面に形成する形態とがある。
いずれの形態をとるとしても、薄肉部の幅寸法は、これを大きくすると梁で囲まれた床スラブ全体の剛性が下がってしまうので、これを防止するため、スパン寸法の１割以下に抑えつつ半剛接合構造とする必要がある。
また、室内において歩行などの動荷重により加振されない幅寸法とすることが求められる。
【００２４】
床スラブに薄肉部を形成する場合、コンクリートの厚さを薄くすることが重要であり、特別な配筋を行う必要はない。例えば、図３に示すように配筋すればよい。
すなわち、床スラブの四周に向かって延在する下端筋の端部を上方に向かって折り曲げて定着させる一方、鉄筋両端を互いに異なる向きに折り曲げた第２の下端筋を配筋する構成を採用することができる。
【００２５】
本実施例の床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図を図５に示す。
この左図をみると、図６において６３Hz帯域内の周波数において1次の振動が生じていたものが、１次固有周波数は明らかに６３Hz帯域より低い周波数に移動している。この結果、床スラブの重量床衝撃音遮断性能が向上され、上記した床衝撃音の評価方法の評価対象外となったものである。
【００２６】
上記した実施例においては、半剛接合構造の例として、スラブ厚が部分的に縮減した形態としているが、図２（ａ）に示されるような、Ｖ形、Ｕ形、半円形等の切欠きにより断面が変形された形態とされてもよい。
【００２７】
さらには、他の半剛接合構造の例として、床スラブ四周が梁とは絶縁された状態で梁の側面に固定された支持部材に支持された形態のものであってもよい。
【実施例２】
【００２８】
本実施例は、インピーダンスが低下する３次固有周波数が６３Hz帯域に顕れる床スラブを対象として、重量床衝撃音遮断性能を向上しようとするものである。
本発明適用前の、すなわち、梁と床スラブの取り合い部が、剛接合構造でその回転に関わる剛性が小さくされていない、スパン6.5ｍの床スラブを加振した際の重量床衝撃音のインピーダンスレベルを数値解析した解析図を図７に示す。
この床スラブのインピーダンスが低下する３次固有周波数は、６３Hz帯域に顕れているので、この床スラブの重量床衝撃音遮断性能は良い状態にあるとはいえない。
【００２９】
本実施例においても、梁と床スラブの取り合い部を半剛接合構造とする具体的手段として、梁の側面に隣接する床スラブ四周において、スラブ厚を部分的に縮減した薄肉部とする実施例１と同様の構成を採用し、配筋に関しても同様とした。
【００３０】
上記の構成を採用した結果、図８に示されるように、６３Hz帯域に顕れていたインピーダンスが低下する３次固有周波数は、６３Hz帯域より低い周波数に移動した結果、床スラブの重量床衝撃音遮断性能が向上され、実施例１と同様、上記した床衝撃音の評価方法の評価対象外となった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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