(57)【要約】【課題】建物の外部から伝搬された振動を効率的に減衰させることが可能なユニット建物の防振構造を提供する。【解決手段】梁材と柱材とによって骨組みが形成される建物ユニット１が基礎部２の上に設置されて構築されるユニット建物の防振構造である。  そして、梁材となる床梁１２，１２は一対が対向して略平行に配置されるとともに、その床梁間には間隔を置いて複数の床小梁１５，・・・が略平行に架け渡されている。  さらに、基礎部の上面２１１と妻側の床梁１２Ａの下面との間に介在されるスペーサ板３，・・・と、床小梁の下面側に取り付けられるダンパー板４，・・・とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁材と柱材とによって骨組みが形成される建物ユニットが基礎部の上に設置されて構築されるユニット建物の防振構造であって、
前記梁材となる床梁の中の一対が対向して略平行に配置されるとともに、その床梁間には間隔を置いて複数の床小梁が略平行に架け渡されており、
前記基礎部の上面と前記梁材となるいずれかの床梁の下面との間に介在されるスペーサ板と、
前記床小梁の下面側に取り付けられるダンパー板とを備えたことを特徴とするユニット建物の防振構造。
【請求項２】
前記ダンパー板は、セメント系材料によって長方形に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のユニット建物の防振構造。
【請求項３】
前記スペーサ板は、鋼板によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のユニット建物の防振構造。
【請求項４】
前記ダンパー板は、床の中央を基準に複数枚が略平行に隣接して配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のユニット建物の防振構造。
【請求項５】
前記スペーサ板は、前記基礎部と前記梁材となるいずれかの床梁とを連結するアンカーボルトに隣接して配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のユニット建物の防振構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物ユニットが基礎部の上に設置されて構築されるユニット建物の防振構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されているように、工場で製作された複数の建物ユニットを縦、横に積み重ねてユニット建物を構築することが知られている。この建物ユニットは、鋼製の梁材と柱材とによって骨組みが形成された構造となっている。
【０００３】
特許文献１に開示された建物ユニットでは、上階において子供が飛び跳ねたり、物を落下させたりした場合に発生する衝撃音の下階への伝搬を低減させるために、対向する床梁間に架け渡される床小梁に、パーティクルボードや合板などの木質系の板材をダンパーとして取り付け、ダンパーを振動させた慣性力によって床に発生した衝撃音を低減させる。
【０００４】
また、特許文献２には、鉄骨系住宅の小梁の腹部に、弾性体を有するゴム部と質量が大きなマス部とから構成されるダイナミックダンパーを取り付ける建物用制振装置が開示されている。この制振装置も、１つ上の階の床に入力された衝撃による振動を効率よく制振して、下の階への振動の伝搬を抑えるために設置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４８５４５５８号公報
【特許文献２】特許第４７８５５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら特許文献１，２に開示された防振構造は、建物内の床に与えられた衝撃音を振動の発生源とする対処方法である。これに対して、交通振動などの建物の外部で発生した振動は、建物内で発生した振動とは伝達経路が異なり、同じ構造では効果的に防振機能を発揮させることができない。
【０００７】
そこで、本発明は、建物の外部から伝搬された振動を効率的に減衰させることが可能なユニット建物の防振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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明のユニット建物の防振構造は、梁材と柱材とによって骨組みが形成される建物ユニットが基礎部の上に設置されて構築されるユニット建物の防振構造であって、前記梁材となる床梁の中の一対が対向して略平行に配置されるとともに、その床梁間には間隔を置いて複数の床小梁が略平行に架け渡されており、前記基礎部の上面と前記梁材となるいずれかの床梁の下面との間に介在されるスペーサ板と、前記床小梁の下面側に取り付けられるダンパー板とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記ダンパー板は、セメント系材料によって長方形に形成されていることが好ましい。また、前記スペーサ板は、鋼板によって形成されている構成とすることができる。
【００１０】
さらに、前記ダンパー板は、床の中央を基準に複数枚が略平行に隣接して配置されている構成とすることができる。また、前記スペーサ板は、前記基礎部と前記梁材となるいずれかの床梁とを連結するアンカーボルトに隣接して配置されている構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このように構成された本発明のユニット建物の防振構造は、梁材と柱材とによって骨組みが形成される建物ユニットが基礎部の上に設置されて構築されるユニット建物において、基礎部の上面と床梁の下面との間にスペーサ板が介在される。また、床小梁の下面側にはダンパー板が取り付けられる。
【００１２】
このため、交通振動のように地盤を伝搬して建物に入力される振動は、基礎部からスペーサ板を介することにより、建物での増幅が抑えられる。また、床梁間に架け渡された床小梁のダンパー板によって、振動を効率的に減衰させることができる。
【００１３】
また、セメント系材料によって長方形に形成されたダンパー板は、木質系の板材に比べて重量を大きくすることができ、減衰性も高いため、より小さいサイズで床小梁の振動の減衰機能を高めることができる。
【００１４】
さらに、鋼板によって形成されたスペーサ板を床梁の下面側に配置するのであれば、鋼製の床梁にそのまま振動を伝搬させることができる。そして、アンカーボルトに隣接してスペーサ板を配置するのであれば、基礎部と床梁とをより密着させて、振動の伝搬効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態のユニット建物の防振構造の構成を説明する斜視図である。
【図２】基礎部周辺の構成を説明する断面図である。
【図３】スペーサ板の配置位置を説明するための基礎部の平面図である。
【図４】ダンパー板の配置位置を説明するための１階部の床内部の平面図である。
【図５】交通振動の計測試験の概念を示した説明図である。
【図６Ａ】スペーサ板及びダンパー板が配置されていないユニット建物の計測結果（絶対値）を示した図である。
【図６Ｂ】本実施の形態のユニット建物の防振構造が設けられたユニット建物の計測結果（絶対値）を示した図である。
【図７Ａ】本実施の形態のユニット建物の防振構造が設けられたユニット建物のＸ方向（水平方向）の計測結果（増幅値）を示した図である。
【図７Ｂ】本実施の形態のユニット建物の防振構造が設けられたユニット建物のＹ方向（水平方向）の計測結果（増幅値）を示した図である。
【図７Ｃ】本実施の形態のユニット建物の防振構造が設けられたユニット建物のＺ方向（鉛直方向）の計測結果（増幅値）を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のユニット建物の防振構造の構成を説明するために、ユニット建物１０を構成する建物ユニット１及び基礎部２を示した斜視図である。
【００１７】
まず、建物ユニット１の構成から説明すると、建物ユニット１は、四隅に配置される柱材としての柱１１，・・・と、その柱１１，・・・の下端間に差し渡される梁材としての床梁１２，１２Ａ，・・・と、柱１１，・・・の上端間に架け渡される梁材としての天井梁１３，１３Ａ，・・・とによってボックス形のラーメン構造体（骨組構造体）に形成される。
【００１８】
ここで、柱１１は角形鋼管、床梁１２，１２Ａ及び天井梁１３，１３Ａは断面視コ字形の溝形鋼材によって形成されている。例えば、図２に示すように、床梁１２Ａ（１２）の上面は上フランジ１２２によって形成され、下面は上フランジ１２２と略平行な下フランジ１２１によって形成され、側面は上フランジ１２２と下フランジ１２１の側縁間を繋ぐウェブ１２３によって形成される。
【００１９】
また、柱１１と床梁１２（１２Ａ）及び天井梁１３（１３Ａ）は、接合枠材１４を介して溶接接合される。さらに、天井梁１３，１３間には、略平行に天井根太１６，・・・が架け渡され、天井根太１６，・・・の下面には天井板１８が張り付けられる。
【００２０】
また、一対の対向する床梁１２，１２間には、略平行に床小梁１５，・・・が差し渡され、床小梁１５，・・・の上面には床板１７が張り付けられる。この床小梁１５は、断面視略長方形の角形鋼管によって形成され、取付金具１５ａを介して床梁１２に固定される。
【００２１】
一方、建物ユニット１が設置される基礎部２には、例えば、スラブ状の底板部２２と、その底板部２２から壁状に立ち上げられる立上り部２１とが、鉄筋コンクリートなどによって構築される「べた基礎」が該当する。
【００２２】
この基礎部２には、図３に示すように、建物ユニット１の外縁、特に柱１１が配置される隅角部を設置する箇所に、立上り部２１，２１Ａが設けられる。ここでは、ユニット建物１０の外縁に沿って設けられる基礎部２の外側面となる部分を立上り部２１とし、基礎部２の内部に設けられて建物ユニット１，１が隣接して設置される部分を立上り部２１Ａとした。
【００２３】
そして、ユニット建物１０は、工場で製作された複数の建物ユニット１，・・・が建築現場に搬送され、基礎部２の上に横方向に並べることで１階部１０１（図５参照）が構築されるとともに、それらの（下階）建物ユニット１，・・・の上に別の（上階）建物ユニット１，・・・を積み上げることで２階部１０２が構築される。
【００２４】
図２は、基礎部２の立上り部２１の上面２１１に、建物ユニット１の妻側（短辺側）の床梁１２Ａを設置した状態を示した断面図である。床梁１２Ａは、柱１１近傍の位置で、下フランジ１２１がアンカーボルト２３によって基礎部２に固定される。ここで、床梁１２Ａの外面（ウェブ１２３）は外壁１９の下端で覆われ、外壁１９と内壁１９１との間には、断熱材１９２が配置される。
【００２５】
そして、床梁１２Ａの下フランジ１２１と基礎部２の上面２１１との間には、スペーサ板３が介在される。このスペーサ板３は、図１に示すように、長方形に形成された板材で、鋼板などの金属板によって形成される。例えばスペーサ板３には、厚さ4mm-5mm程度、床梁１２Ａの軸方向の長さが150mm程度、幅方向の長さが80mm程度の鋼板が使用できる。
【００２６】
このスペーサ板３は、アンカーボルト２３に近接した位置に配置される。床梁１２Ａは、アンカーボルト２３によって基礎部２に接合されるため、その近傍であれば、床梁１２Ａが振幅しても、下フランジ１２１と基礎部２の上面２１１との両方に常に密着させておくことができる。
【００２７】
図３は、基礎部２の平面図を示している。基礎部２の上面２１１には、複数の建物ユニット１，・・・が１階部１０１として隣接して配置される（２点鎖線の区画線を参照）。
【００２８】
この図に示すように、各建物ユニット１の隅角部となる四隅近傍の位置には、アンカーボルト２３，・・・がそれぞれ設けられており、それらのアンカーボルト２３に隣接してそれぞれスペーサ板３が配置されることになる。
【００２９】
一方、図１に示すように、桁側（長辺側）の床梁１２，１２間に差し渡される床小梁１５の下面側には、ダンパー板４が取り付けられる。このダンパー板４は、例えばセメント板によって長方形に形成される。
【００３０】
ダンパー板４は、図４に示すように、建物ユニット１の床の長手方向の中央を基準にして、複数枚が略平行に隣接して配置される。ダンパー板４は、幅が床小梁１５，１５の配置間隔の２倍程度、長さが床小梁１５の３／５程度の長さに形成される。
【００３１】
例えば、20Hz-31.5Hzの周波数に対して振動減衰効果が発揮されるように、厚さ12mm程度、床小梁１５の軸方向の長さが1300mm-1400mm程度、幅方向の長さが600mm程度のセメント板を、ダンパー板４として使用する。すなわち上階の床衝撃音を低減させるためには、床小梁の固有振動数を50Hz付近の振動が低減されるように設計することになるが、交通振動を低減させるためには、これに大きく影響する20Hz-31.5Hzの振動が低減されるように設計を行う。
【００３２】
ダンパー板４は、四角筒状の床小梁１５の下面に、床小梁１５が幅方向の中心線となるように取り付けられる。また、床小梁１５の軸方向の中心にダンパー板４の長手方向の中心の位置を合わせて取り付けられる。
【００３３】
図４では、１つの建物ユニット１に対して、３枚のダンパー板４，４，４が配置された構成を示している。建物ユニット１の長手方向の中央に差し渡される床小梁１５が中心線となるように１枚目のダンパー板４が取り付けられ、その両側の一つ飛ばした床小梁１５，１５を中心線として残りの２枚のダンパー板４，４が取り付けられる。
【００３４】
このダンパー板４は、床小梁１５が振動すると、両側に張り出された部分が撓んで上下に振れ、その振動による慣性力を受けて床小梁１５の振動が減衰される。
【００３５】
このため、隣接するダンパー板４，４間には、隙間を設ける必要がある。また、ダンパー板４の張り出された両側の縁部が自由に振動できるように、ダンパー板４の縁部は隣接する床小梁１５と接触しない位置に配置される。
【００３６】
このユニット建物１０は、塀Ｗを挟んで車道Ｒに隣接して建てられている。この車道Ｒを走行する車両の振動が、地盤を伝搬して基礎部２を通って建物ユニット１に入力されることになる。
【００３７】
次に、本実施の形態のユニット建物の防振構造の効果を確認した計測結果について説明する。
【００３８】
図５に示すように、ユニット建物１０は、１階部１０１と２階部１０２とによって２階建てになっている。１階部１０１には、振動分析器５を設置し、その振動分析器５に接続される第１の振動加速度センサ５Ａを、塀Ｗとユニット建物１０との間の地盤上に設置する。
【００３９】
さらに、振動分析器５に接続される第２の振動加速度センサ５Ｂは、２階部１０２の床上に設置する。このように振動の計測が可能な状態において車道Ｒを車両が走行すると、その振動は地盤を伝搬して振動加速度センサ５Ａによって検知される。
【００４０】
続いて、地盤から基礎部２を伝搬してユニット建物１０に入力された振動は、２階部１０２まで伝搬されて振動加速度センサ５Ｂによって検知される。この２つの振動加速度センサ５Ａ，５Ｂによって検知された計測値を比較することで、振動の増幅状況を把握することができる。
【００４１】
振動の計測に当たっては、まずは２階部１０２の振動加速度センサ５Ｂの計測結果により、体感上の問題の有無を検証する。すなわち、車両の走行によって地盤を伝搬した振動が、絶対値としてどの程度、ユニット建物１０内で検知されるかを観測する。
【００４２】
図６Ａは、本実施の形態のユニット建物の防振構造が設けられる前（改善前）の計測結果である。この図のグラフに、ランク１−４として破線で示されている折れ線は、体感振動の一般的な基準値を示しており、ランク２が標準、ランク４が体感振動の少ない良好な状態を示している。すなわちこのユニット建物１０は、スペーサ板３及びダンパー板４を配置しなくても、体感振動の少ない良好な状態の建物だと言える。
【００４３】
しかしながら、凡例１，３，４に示されているように、高周波数（31.5Hz近辺）となる振動に対しては、ランク４を下回るものの、最大振動加速度レベルが大きくなっており、改善の余地があることがわかる。
【００４４】
これに対して図６Ｂは、本実施の形態のユニット建物の防振構造が設けられた後（改善後）の計測結果である。この計測結果を見ると、すべての周波数において突出した値が計測されておらず、高周波数の振動も伝搬されていないことがわかる。
【００４５】
そして、図７Ａ−図７Ｃは、改善前と改善後の３方向の計測結果を、増幅値としてそれぞれ示したグラフである。ここで、Ｘ方向とＹ方向は水平方向（図３，４参照）であり、Ｚ方向は鉛直方向を指す。
【００４６】
増幅値は、同一の振動発信源からの振動がどの程度変化して離隔した場所で検知されるかを示すもので、２つの振動加速度センサ５Ａ，５Ｂの計測値が等しければ増幅値は０、振動加速度センサ５Ａの計測値よりユニット建物１０内の振動加速度センサ５Ｂの計測値の方が大きければ、振動が増幅されていることになって増幅値は正の値となる。
【００４７】
図７Ａ−図７Ｃを見るとわかるように、水平方向及び鉛直方向のすべての方向において、16Hz-31.5Hz辺りの高周波数帯において、改善後は増幅値が小さく、又は負の値となっており、ユニット建物１０内で振動が減衰されていると言える。
【００４８】
特に、図７Ｃに示したＺ方向では、20dB近く増幅値が低下しており、体感では１／４程度の振動になった。また、その他の周波数帯においても、改善前より増幅値が大きくはなっておらず、スペーサ板３及びダンパー板４の配置による悪影響は起きていないと言える。
【００４９】
次に、本実施の形態のユニット建物の防振構造の作用について説明する。
【００５０】
このように構成された本実施の形態のユニット建物の防振構造は、梁材と柱材とによって骨組みが形成される建物ユニット１，・・・が基礎部２の上に設置されて構築されるユニット建物１０において、基礎部２の上面２１１と床梁１２Ａの下面（下フランジ１２１）との間にスペーサ板３が介在される。また、床小梁１５の下面側にはダンパー板４が取り付けられる。
【００５１】
このため、交通振動のように地盤を伝搬してユニット建物１０に入力される振動は、基礎部２からスペーサ板３を介することにより、建物ユニット１内での増幅が抑えられる。また、床梁１２，１２間に架け渡された床小梁１５，・・・のダンパー板４，・・・によって、振動を効率的に減衰させることができる。
【００５２】
また、セメント系材料によって長方形に形成されたダンパー板４は、木質系の板材に比べて重量を大きくすることができ、大きな慣性力によって床小梁１５の振動の減衰機能を高めることができる。
【００５３】
さらに、床の中央を基準に複数枚のダンパー板４，・・・が略平行に隣接して配置されていれば、広い範囲かつ水平方向のすべての方向に対して振動の減衰機能を発揮させることができる。
【００５４】
また、鋼板によって形成されたスペーサ板３を、鋼製の床梁１２Ａの下フランジ１２１に接触させて配置するのであれば、同質材料間の伝搬となり床梁１２Ａにそのまま振動を伝搬させることができる。
【００５５】
そして、アンカーボルト２３に隣接してスペーサ板３を配置するのであれば、アンカーボルト２３の締結によって基礎部２の上面２１１と床梁１２Ａの下フランジ１２１との間で挟持されることになり、さらに基礎部２から床梁１２Ａへの振動の伝搬効率を高めることができる。
【００５６】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５７】
例えば、前記実施の形態では、スペーサ板３を鋼板とし、ダンパー板４をセメント板として説明したが、これに限定されるものではなく、減衰させたい振動の周波数などに合わせて、材質及び形状を選定すればよい。
【００５８】
また、前記実施の形態では、妻側の床梁１２Ａと基礎部２の上面２１１との間にスペーサ板３を介在させたが、これに限定されるものではなく、桁側の床梁１２と基礎部２の上面２１１との間にスペーサ板３を介在させることもできる。
【００５９】
さらに、前記実施の形態では、べた基礎を基礎部２として説明したが、これに限定されるものではなく、布基礎、プレキャストブロックによって構成される基礎など、いずれの形態の基礎部であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０            ユニット建物
１              建物ユニット
１１            柱（柱材）
１２，１２Ａ    床梁（梁材）
１２１          下フランジ（下面）
１３，１３Ａ    天井梁（梁材）
１５            床小梁
２              基礎部
２１１          上面
２３            アンカーボルト
３              スペーサ板
４              ダンパー板
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018031220.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2018031220.tif 000009
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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