(57)【要約】      （修正有）【課題】  柔構造建築において風による乾式間仕切り壁の軋み音を模擬する軋み音模擬装置および軋み音模擬方法を提供する。【解決手段】  実建物における軋み音は、初期摩耗による真実接触面積の増大により摩擦力が増大し、発音に至る過程と考えられている。建設予定地の風速／風頻度と建物性状から算定される変位量の累積を求め、試験装置において試験体１１としての間仕切り壁を加振し、一定時間経過後、その累積分だけ層間変位させることで竣工後１ヶ月程度を想定した間仕切り壁の状態を創り出すことができる。擦過速度０．３〜１ｍｍ／秒に設定し、実建物において風による変動が起こった場合と類似の波形を模擬する。【選択図】        図１
2006337079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体としての壁を保持する第１の支持部を加振する加振機と、
前記加振機を固定する第２の支持部と、
を備えた軋み音模擬装置であって、
前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする軋み音模擬装置。
【請求項２】
試験体としての間仕切り壁を保持する内フレームを加振する加振機と、
前記加振機を固定する外フレームと、
を備えた軋み音模擬装置であって、
前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする軋み音模擬装置。
【請求項３】
前記時間は１時間以上であり、より好ましくは３時間以上であることを特徴とする請求項１ないし請求項２の何れかに記載の軋み音模擬装置。
【請求項４】
前記変位量および前記変位速度はそれぞれ
０．０２〜１ｍｍ、０．０２〜１ｍｍ／秒
であり、より好ましくはそれぞれ
０．０２〜０．５ｍｍ、０．０２〜０．５ｍｍ／秒
であることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の軋み音模擬装置。
【請求項５】
試験体としての壁を保持する第１の支持部を加振する加振機と、
前記加振機を固定する第２の支持部と、
を備えた軋み音模擬方法であって、
前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする軋み音模擬方法。
【請求項６】
試験体としての間仕切り壁を保持する内フレームを加振する加振機と、
前記加振機を固定する外フレームと、
を用いた軋み音模擬方法であって、
前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする軋み音模擬方法。
【請求項７】
前記時間は１時間以上であり、より好ましくは３時間以上であることを特徴とする請求項５ないし請求項６の何れかに記載の軋み音模擬方法。
【請求項８】
前記変位量および前記変位速度はそれぞれ
０．０２〜１ｍｍ、０．０２〜１ｍｍ／秒
であり、より好ましくはそれぞれ
０．０２〜０．５ｍｍ、０．０２〜０．５ｍｍ／秒
であることを特徴とする請求項５ないし請求項７の何れかに記載の軋み音模擬方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軋み音模擬装置および軋み音模擬方法に関し、特に乾式間仕切り壁の軋み音を実験室で模擬する軋み音模擬装置および軋み音模擬方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
柔構造の建築物では風による建物の揺れに伴い乾式間仕切り壁の層間に微妙な変位が生じ、層間変位を吸収する仕組みが不適切であった場合、大きな軋み音（部材同士の擦過音）が発生する。
【０００３】
特に近年、ホテルやマンションにおいても高層柔構造化が進み、軋み音が問題となってきた。これらの建物はオフィスなどと比較して高い静粛性が求められるので、問題となる可能性が高い。
【０００４】
従って建物完成後に軋み音が発音し問題が生じないよう、事前に対策の検証を行い、適切な納まりを決定する必要がある。すなわち、上記のように柔構造建築物で静けさを要求される空間を創り出す際、壁の詳細納まりを決定する場面において層間変位に伴う擦過音の再現が適用される。
【０００５】
これに対応するため、壁に取り付けた加速度センサと壁の材料情報により建物の軋み音発生箇所を探索する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では軋み音の発生箇所の特定はできるが、軋み音の発生する／しない判定を建築物の建設前に判断することはできず、軋み音発生の予測・予防には適用できない。
【０００６】
従来、軋み音防止の実大試験を行う場合の条件設定に関して、層間変位を１〜３ｍｍ程度、速度を１〜２ｍｍ／秒程度から計測を開始し、ある大きさでも発音しない場合に「発音しない」と判断する判断方法が用いられてきた。
【０００７】
しかし実際の建物で問題とされる軋み音は、弱い風に伴う微少変動により発生する場合が多く、また発音機構の面からも摩擦音の基本であるスティックスリップ現象は摺動速度が遅い条件で生じやすいので、正確な判断基準とは言えなかった。
【０００８】
さらに建物竣工後しばらく経ってから軋み音が発生する傾向にあり、観察期間や初期性能回避の為のなじみ時間を如何に設定するかが課題である。すなわち新しい摺動面では摩耗量が多く、界面の凸部が均されて急激に真実接触面が増大し（「なじみ」が行われ）、摩擦力が増大し発音しやすくなるが、摺動面のなじみが終了した後は摩耗量が少なくなり、定常状態になる。このなじみが終了するまでの期間は一定ではないため、どの程度の期間でなじみが終了するかを設定することが困難であった。
【０００９】
また、従来は実大実験を行う場合、外壁パネル用の動風圧試験機で代用することが多かった。この場合、装置自身の発生音や環境騒音の問題、周辺装置からの制約などがあり、試験体組み替えや設定条件変更の際も融通が利かないことが多く、さらに多大な費用を要することから十分な検証が行いにくい。
【００１０】
柔構造物における軋み音の再現法・低減工法についての提案がある（例えば、非特許文献１参照）が、実験室にて実大実験を行い、軋み音低減方法を検討する際の設定条件について、変位量が１８ｍｍと大きく、変位速度も４．３６ｍｍ／秒、１．８８ｍｍ／秒と速いことから、近年問題になっている軋み音の再現および検証に適用するのは難しい。
【特許文献１】特開２００２  ―  ２８６５４１号公報
【非特許文献１】平松友孝「柔構造物におけるキシミ音の発生と低減方法」騒音制御１３巻１号１７頁（１９８９年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記事実を考慮し、柔構造建築において風による乾式間仕切り壁の軋み音を模擬する軋み音模擬装置および軋み音模擬方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の軋み音模擬装置は、試験体としての壁を保持する第１の支持部を加振する加振機と、前記加振機を固定する第２の支持部と、を備えた軋み音模擬装置であって、前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする。
【００１３】
上記構成の発明では、壁を加振する変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間による軋み音の発生を模擬することで、現実の建築物に近い条件で軋み音発生を模擬することができる。
【００１４】
請求項２に記載の軋み音模擬装置は、試験体としての間仕切り壁を保持する内フレームを加振する加振機と、前記加振機を固定する外フレームと、を備えた軋み音模擬装置であって、前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする。
【００１５】
上記構成の発明では、間仕切り壁を加振する変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間による軋み音の発生を模擬することで、現実の建築物に近い条件で軋み音発生を模擬することができる。
【００１６】
請求項３に記載の軋み音模擬装置は、前記時間は１時間以上であり、より好ましくは３時間以上であることを特徴とする。
【００１７】
上記構成の発明では、経過時間を１時間以上とることにより、摺動面の摩耗による軋み音の発生を模擬することができる。
【００１８】
請求項４に記載の軋み音模擬装置は、前記変位量および前記変位速度はそれぞれ０．０２〜１ｍｍ、０．０２〜１ｍｍ／秒であり、より好ましくはそれぞれ０．０２〜０．５ｍｍ、０．０２〜０．５ｍｍ／秒であることを特徴とする。
【００１９】
上記構成の発明では、建築物の層間に発生する、風による微少変位を模擬することで、軋み音の発生を模擬することができる。
【００２０】
請求項５に記載の軋み音模擬方法は、試験体としての壁を保持する第１の支持部を加振する加振機と、前記加振機を固定する第２の支持部と、を備えた軋み音模擬方法であって、前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間まで加振し、軋み音発生を模擬することを特徴とする。
【００２１】
上記構成の発明では、壁を加振する変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間による軋み音の発生を模擬することで、現実の建築物に近い条件で軋み音発生を模擬することができる。
【００２２】
請求項６に記載の軋み音模擬方法は、試験体としての間仕切り壁を保持する内フレームを加振する加振機と、前記加振機を固定する外フレームと、を用いた軋み音模擬方法であって、前記加振機による変位量および変位速度を一定に保ち、時間の経過に伴う軋み音発生を模擬することを特徴とする。
【００２３】
上記構成の発明では、間仕切り壁を加振する変位量および変位速度を一定に保ち、振動波形が定常化する経過時間による軋み音の発生を模擬することで、現実の建築物に近い条件で軋み音発生を模擬することができる。
【００２４】
請求項７に記載の軋み音模擬方法は、前記時間は１時間以上であり、より好ましくは３時間以上であることを特徴とする。
【００２５】
上記構成の発明では、経過時間を１時間以上とることにより、摺動面の摩耗による軋み音の発生を模擬することができる。
【００２６】
請求項８に記載の軋み音模擬方法は、前記変位量および前記変位速度はそれぞれ０．０２〜１ｍｍ、０．０２〜１ｍｍ／秒であり、より好ましくはそれぞれ０．０２〜０．５ｍｍ、０．０２〜０．５ｍｍ／秒であることを特徴とする。
【００２７】
上記構成の発明では、建築物の層間に発生する、風による微少変位を模擬することで、軋み音の発生を模擬することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明は上記構成としたので、柔構造建築において風による乾式間仕切り壁の軋み音を模擬する軋み音模擬装置および軋み音模擬方法とすることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
＜軋み音模擬装置の基本的構成＞
先ず、本発明による軋み音模擬装置の概要を図1に示す。
【００３０】
図１には本発明の第１実施形態に係る軋み音模擬装置の構成が示されている。
【００３１】
図１に示すように、試験装置１０は反力用の外フレーム１２を床に置き、その内側に試験体１１を組み込むピン構造の内フレーム１６を設置し、外フレーム１２に固定した加振機１４により内フレーム１６の上部を振幅させる。発生した振動は振動センサ２０にて検出し、図示しないＰＣにて解析する。
【００３２】
この試験装置１０により、設定した試験体１１への振動状況の把握を可能とし、試験装置１０自身の影響を受けずに検証試験を行うことができる。
【００３３】
図１（ｂ）に示すように試験装置１０は変位２連式になっており、試験体１１の乾燥時間やなじみ時間と照らし合わせ、効率よく試験を行うことができる。
【００３４】
従来、実大試験を行う際には変位量及び変位速度を一定値から次第に大きくしてゆき、ある点で発音するか否かで、その試験体１１（＝壁）における発音の有無と判断していた。
【００３５】
しかし本実施形態に係る間仕切り壁の軋み音模擬方法では後述のように一定変位量及び変位速度を保ったまま試験を行うことで、弱い風に伴う微少な層間変位と低速度の擦過を模擬し、且つ摩擦面の初期摩耗による真実接触面積の増大によって摩擦力が増大し軋み音の発生に至る過程を模擬することができる。
【００３６】
なお、内フレーム１６は必ずしも四辺がソリッドな部材で構成されている必要はなく、試験体１１が面外に変形しさえしなければ、例えば上下のみの支持部材で試験体１１を保持してもよい。
【００３７】
図２には一般的な乾式間仕切り壁の構成が示されている。
【００３８】
図２（ａ）に示すように上階の床３６にビス２４で固定されたランナー２２にスタッドスペーサ２６でスタッド３４が固定され、スタッド３４にはビス３０でボード３２が固定され間仕切り壁を形成している。ボード３２の表面はボード２８で隠され、前記ランナー２２近傍の接合部を覆う天井４０と共に内装を形成している。
【００３９】
本発明において模擬する軋み音は、弱い風に伴う微少な層間変位すなわち図２（ｂ）の上階の床３６と下階の床３７との間に図中矢印のような変位が生じ、上階の床３６に固定されたランナー２２とスタッド３４、ボード３２、あるいはランナー２２とスタッドスペーサ２６の間で摩擦が発生し、軋み音の発生に至るものである。
【００４０】
本実施形態は、上記のように弱い風に伴う微少な層間変位と低速度の擦過、及び数日から数ヶ月単位の中期時間的な発音変化に着目した軋み音模擬方法及び前記軋み音模擬方法を実現する移動組み立て式軋み音模擬装置である。
【００４１】
＜軋み音模擬装置の条件設定＞
図３には一般的な高層建物における風速と変位の関係が示されている。
【００４２】
本実施形態では建築地の条件と建物性状をもとに建物の頂部風速と移動変位を算出し、春風程度による層間変位に対応した変動条件を設定する。すなわち、図３に示すように、数日に一回発生する風速７〜１５ｍ程度の風では、発生する層間変位は０．５ｍｍ以下であり、層間変位が１ｍｍ以上となるのは風速３０ｍ以上の強い風が吹く場合である。
【００４３】
本実施形態において模擬する乾式間仕切り壁の軋み音は高層マンションやホテルで問題となる発生頻度の高い層間変位０．５ｍｍ程度までの音であり、高速で層間変位１ｍｍを越えれば破壊音となりやすく、且つ発生頻度は極めて低いので、従来の模擬方法すなわち変動変位１〜５ｍｍ程度では問題となる状況を模擬できない。
【００４４】
また、従来の測定方法では建物の固有周期にて加振していたが、本実施形態では例えば風の息などの周期が長く振幅の小さな外力に留意し、擦過速度（周期）を設定する。
【００４５】
図４には実建物にて観測された風による振動波形、本発明／従来法で加振した振動波形が示されている。
【００４６】
図４（ａ）に示すように、実建物では風による変動すなわち軋み音は１００ミリ秒に５回程度の明瞭なピークを持つ連続振動波形である。
【００４７】
図４（ｃ）、（ｄ）に示すように従来の加振方法（擦過速度２〜２．４ｍｍ／秒）では単一のピークを持つかピークが不明瞭な波形となり、実建物において風による変動が起こった場合とは異なる波形となる。
【００４８】
本実施形態では図４（ｂ）に示すように擦過速度０．３６ｍｍ／秒で加振した結果、実建物において風による変動が起こった場合と類似の波形が得られ、１００ミリ秒に５回程度の明瞭なピークを持つ連続振動波形となる。
【００４９】
上記の結果から本実施形態では従来の軋み音模擬実験の擦過速度である１〜２ｍｍ／秒程度以上とは異なり、擦過速度０．３〜１ｍｍ／秒に設定し、実建物において風による変動が起こった場合と類似の波形を模擬する。
【００５０】
図５には実建物にて観測された風による振動波形、本発明／従来法で加振した振動波形の周波数特性が示されている。
【００５１】
図５に示すように、本実施形態の加振方法すなわち０．３６ｍｍ／秒にて加振された場合の振動波形の周波数特性は従来方法で加振された場合に比較して、実建物にて観測された風による振動波形の特性とよく合致している。
【００５２】
図６には本実施形態における経過時間と定常化率の関係が示されている。
【００５３】
図６に示すように、経過時間（試験時間）３０分以下では定常化率３５％程度であるのに対して６０分では６０％、１８０分では１００％の定常化率となる。これにより試験時間は６０分以上、さらに望ましくは１８０分という結果が得られた。すなわち本実施形態において図６に図示された条件で定常化率が１００％となる１８０分は十分ななじみ時間であると言える。
【００５４】
本実施形態においては、層間変位±０．５ｍｍ、周期４秒（擦過速度０．５ｍｍ／秒）で加振試験を実施し、振動波形が定常化した時点で試験体１１に用いた壁が軋み音を発する壁であるか否かを判断する。判断基準としては図４（ｂ）のように連続振動の波形であり（連続振動でなければ軋み音とは見なさない）、且つ５００Ｈｚ〜４ＫＨｚにおいて４０ｄＢ以上である（これより小さければ放射されている音が問題となるレベルには至らない）の２点をもって判断する。
【００５５】
実建物において建物竣工後、しばらく経ってからのち軋み音が発生する傾向は、図２に示すランナー２２などの接触面の、初期摩耗による真実接触面積の増大により摩擦力が増大し、発音に至る過程と考えられている。
【００５６】
本実施形態では建物の初期摩耗が終了した定常摩耗の状態での模擬を行うため、図３に示すような建設予定地の風速及び風頻度と建物性状から算定される変位量の累積を求め、試験装置１０において試験体１１としての間仕切り壁を加振し、ある一定時間（＝なじみ時間）の経過をもって、その累積分だけ層間変位させることで竣工後１ヶ月程度を想定した間仕切り壁の状態を創り出すことができる。
【００５７】
本実施形態は上記の構成とすることにより、実大試験体に弱風時の層間変位に相当する変動を与えることで、実際の建物についてクレームが生じやすい軋み音を模擬し、間仕切り壁の仕様決定や対策立案を事前に（建設前に）適切に行うことが可能となる。
【００５８】
また、竣工後の建物において軋み音が発生した場合、周辺環境などの制約を受けずに状況が模擬可能であり、迅速で正確な原因追及と効果の検証とが可能になる。
【００５９】
なお、本実施形態においては間仕切り壁を例に挙げたが、これ以外にもＰＣａ版等の帳壁に関しても応用は可能である。
【００６０】
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１形態に係る試験装置の図である。
【図２】一般的な乾式間仕切り壁の構造図である。
【図３】一般的な構造建築物の層間変位と風速の関係図である。
【図４】本発明の第１形態に係る加振方法と従来法および実建物における振動波形を示す図である。
【図５】本発明の第１形態に係る加振方法と従来法および実建物における振動波の周波数特性を示す図である。
【図６】本発明の第１形態に係る試験装置における試験時間と定常化率の関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０      試験装置
１１      試験体
１２      外フレーム
１４      加振機
１６      内フレーム
１８      ピンヒンジ
２０      振動センサ
２２      ランナー
２８      ボード
３４      スタッド
【図１】
2006337079.tif 000003
【図２】
2006337079.tif 000004
【図３】
2006337079.tif 000005
【図４】
2006337079.tif 000006
【図５】
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【図６】
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