(57)【要約】【課題】加振力が作用する構造物の床の一部のみを防振支持することにより、加振力の振動数の高低、及び加振力の位相の相違を問わず防振効果を発揮する構造物床の防振工法を提供する。【解決手段】構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記防振エリアから下部構造へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリアから下部構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせる。【選択図】図１
2004251064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記防振エリアから下部構造へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリアから下部構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴とする、構造物床の防振工法。
【請求項２】
加振力の振動数をｆ（Ｈｚ）、
加振力に対する防振エリアの割合をＸ（０＜Ｘ＜１．０）、
防振エリアの固有振動数をｆｎ（Ｈｚ）、
とするとき、
加振力の振動数ｆと防振エリアの割合Ｘを設定した場合に、防振エリアの固有振動数ｆｎを
√｛（１＋２Ｘ）／（１＋Ｘ）｝≦ｆ／ｆｎ≦√｛２／（１−Ｘ）｝
の式から算出し、当該算出した範囲内に収まるように防振エリアの固有振動数をチューニングすることを特徴とする、請求項１に記載した構造物床の防振工法。
【請求項３】
防振エリア及び非防振エリアに作用する加振力は、ほぼ同位相の２〜４Ｈｚ程度の低振動数とすることを特徴とする、請求項１又は２に記載した構造物床の防振工法。
【請求項４】
防振エリアと非防振エリアは、ほぼ同等の高さに設定することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した構造物床の防振工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物の床の防振工法の技術分野に属し、更に云えば、多数の人間が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする、例えば、エアロビクスダンス場の床に加えられる程度の低振動数の加振力に対しても防振効果が高い構造物床の防振工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多数の人間が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする跳躍運動やプレス機械の運転等の加振力に起因する構造物の振動は、同構造物の躯体を伝搬して上下の階で、あるいは基礎や地盤を伝搬して近隣構造物の床や梁に、水平・上下の振動（共振）を誘発し、不快な振動を感じる等の振動障害を発生することが知られている。
【０００３】
この振動障害は、主に、音楽のリズムに合わせて多数の人間がほぼ同位相で上下運動することに起因している。例えば、２つの加振力が同位相で作用する場合、構造物には１つの加振力の２倍の振動が生じる。さらに多くの加振力が同位相で作用すると、構造物に生じる振動は、通常、人間の数に応じて、３倍、４倍…と整数倍で過大なものとなる。
【０００４】
従来の防振技術は、加振力が作用する床の全面を、防振材で防振支持する等の防振技術を導入することにより、共振回避および下部構造（基礎や地盤など）への振動伝達率の低減が図られてきた（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００５】
従来の防振技術の基本原理を、図１４に示した、床ａ（質量２Ｍ）とばねｋ及びダッシュポットｃよりなる一自由度系のばね−質量モデルを用いて説明する。構造物の床ａには、同位相の加振力Ｆｓ０が作用しており、この加振力は下部構造ｂへ伝達される。その伝達力をＦｓとすると、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０は一般的な物理現象として図１５に示したように表される。図１５に示した符号ｆは加振力Ｆｓ０の振動数、ｆｎは床ａの固有振動数である。
【０００６】
図１５から分かるように、床ａの固有振動数ｆｎが、加振力の振動数ｆの１／√２以下のとき、即ち、ｆ／ｆｎが√２倍より大きい場合、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０は１．０以下になり、防振効果が認められる。
従来技術による防振技術は、上記伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０が、１．０以下になるように床ａを支持することにより、防振効果を図っている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平３−３８１８号公報
【特許文献２】
特公平４−５８８６５号公報
【特許文献３】
特開平８−５３９５４号公報
【０００８】
【本発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、２〜４Ｈｚ程度の低い振動数（周波数）ｆの同位相の加振力Ｆｓ０に対して防振効果を得ようとする場合に、次のような欠点がある。
【０００９】
すなわち、多数の人間が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする跳躍運動を行うときの加振力Ｆｓ０は通常２〜４Ｈｚ程度の低振動数ｆを生じるが、上記従来技術の基本原理に基づいてこの低振動数ｆの加振力Ｆｓ０に対して十分な防振効果を得ようとする場合、床ａの固有振動数ｆｎが少なくとも１／√２・ｆ以下となるように床ａを支持しなければならない。
【００１０】
例えば、加振力ｆ＝２．５Ｈｚに対して、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０を０．２以下に落とすためには、図１５中に示した水平な点線符号を下回るようにしなければならない。減衰ｈ＝５％のときは、図１５より、ｆ／ｆｎ＞２．５あたりから点線符号を下回る。つまり伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０を０．２以下とするためには、床ａの固有振動数ｆｎを、ｆｎ＜１．０Ｈｚとなるように床ａを防振支持することが必要になる。
【００１１】
しかし、防振材の中で低振動数ｆに対して有効に働くとされる空気ばねを用いた場合でも、鉛直方向に床ａの固有振動数ｆｎが、ｆｎ＜１．０Ｈｚとなるように防振支持することは難しいのが現状であり、加振力Ｆｓ０の振動数ｆが、２．５Ｈｚ以下の場合には、十分な防振効果を得ることができないという問題があった。
【００１２】
また、従来技術では、床ａの全面を防振材を用いて防振支持するため、床ａの面積に応じて多くの防振材及び支持部材が必要となり、コストアップに繋がるという問題もあった。
【００１３】
具体的に、前記特許文献１に開示された防振技術は、予め、加振力Ｆｓ０たる複数のプレス機械の往復運動の位相を互いにずらした設定とし、各プレス機械における慣性力に基づく振動波を打ち消し合うモードを作ることにより防振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、上述したような、音楽のリズムに合わせて多数の人間がほぼ同位相で上下運動する場合の構造物については、予め位相をずらす設定ができないので適用できないという問題がある。また、２〜４Ｈｚ程度の低振動数ｆの加振力Ｆｓ０に対しての解決策は、何ら講じられていない。
【００１４】
前記特許文献２に開示された防振技術は、加振力Ｆｓ０が作用する床ａの全面に中空パネルを設け、該中空パネルの内部に高密度体を内蔵した弾性体を設け、当該弾性体を動的吸振器として作用させ、中空パネル（床ａ）に発生した振動を有効に吸収してパネル全体の振動を小さくすることにより防振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、上述したように、床ａの全面を防振支持するため、床ａの面積に応じて多くの防振材が必要となり、経済的でないという問題がある。
【００１５】
前記特許文献３に開示された防振技術は、構造物の振動障害が発生する場所に振動を打ち消すべく上下方向に制振力を発生するアクティブ制振装置を設置し、同じ場所に設置した振動センサーにより計測した振動情報に基づいて前記アクティブ制振装置の駆動制御を行い制振効果を図っている。しかし、この防振技術によると、アクティブ制振装置自体が非常に高価であり、かつ、維持費がかかることに加え、振動センサーによる制御が精密かつ複雑という問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、加振力が作用する構造物の床の一部のみを防振支持することにより、加振力の振動数の高低、及び加振力の位相の相違を問わず防振効果を発揮する構造物床の防振工法を提供することにある。
【００１７】
本発明の目的は、現状では防振効果を得ることが困難であった２〜４Ｈｚ程度の低振動数の同位相の加振力に対しても防振効果が高い構造物床の防振工法を提供することにある。
【００１８】
本発明の目的は、防振ゴム、金属ばね、空気ばね等の汎用の防振材を使用したシンプルな防振構造で防振効果を発揮する、経済性に優れた構造物床の防振工法を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法は、
構造物の床を、加振力に対して防振支持した防振エリアと防振支持しない非防振エリアとの組み合わせで構成し、前記防振エリアから下部構造へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリアから下部構造へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構造物床の防振工法において
加振力の振動数をｆ（Ｈｚ）、
加振力に対する防振エリアの割合をＸ（０＜Ｘ＜１．０）、
防振エリアの固有振動数をｆｎ（Ｈｚ）、
とするとき、
加振力の振動数ｆと防振エリアの割合Ｘを設定した場合に、防振エリアの固有振動数ｆｎを
√｛（１＋２Ｘ）／（１＋Ｘ）｝≦ｆ／ｆｎ≦√｛２／（１−Ｘ）｝
の式から算出し、当該算出した範囲内に収まるように防振エリアの固有振動数をチューニングすることを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した構造物床の防振工法において、防振エリア及び非防振エリアに作用する加振力は、ほぼ同位相の２〜４Ｈｚ程度の低振動数とすることを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した構造物床の防振工法において、防振エリアと非防振エリアは、ほぼ同等の高さに設定することを特徴とする。
【００２３】
【本発明の実施形態、及び実施例】
図１は、請求項１に記載した構造物床の防振工法の実施形態を示している。
この構造物床の防振工法は、構造物１０の床１を、加振力に対して防振支持した防振エリア２と、防振支持しない非防振エリア３との組み合わせで構成し、前記防振エリア２から下部構造（基礎や地盤、或いは建物の床などが該当する。以下同じ。）４へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリア３から下部構造４へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることを特徴としている（請求項１記載の発明）。
【００２４】
なお、図示例の非防振エリア３は、位相遅れを生じさせない最もシンプルな構造とするべく、下部構造４をそのままの状態で非防振エリア３として実施している。この技術的思想は、後述する図１０と図１１に記載した実施形態も倣っている。ただし、非防振エリア３は、下部構造４をそのままの状態で実施する技術的思想には限定されず、図１２に示したように、下部構造４の上面に位相遅れを生じさせないコンクリート製の部材８及び９を介在させて非防振エリア３として実施することも勿論できる。
【００２５】
本発明は、一例として、前記加振力を負担する、防振支持した防振エリア２と防振支持しない非防振エリア３の面積比（加振力に対する防振エリア２と非防振エリアとの割合。以下同じ）を１：１に設定し、もって前記各エリア２及び３に前記加振力が約１／２ずつ作用する構成で実施する。なお、前記面積比は便宜上、１：１で実施しているがこれに限定されず、後述するように任意の面積比で実施することができる。
【００２６】
本発明の基本原理を、図２に示した、一自由度系のばね−質量モデルを２つ用い、図１４と図１５に基づいて説明した従来技術と対比して説明する。
【００２７】
本発明の場合、構造物１０の床１は、防振支持した防振エリア２の質量モデルＭ２と防振支持しない非防振エリア３の質量モデルＭ１との組み合わせで表され、それぞれ異なるばねｋ、ｋ’とダッシュポットｃ、ｃ’で支持された構成で表される。
【００２８】
図２に示したモデルは、防振エリア２と非防振エリア３に、同位相の加振力Ｆｓ０が、１／２Ｆｓ０ずつ作用することを示す。
防振支持しない非防振エリア３から下部構造４への伝達力をＦｓ１、非防振エリア３の固有振動数をｆｎ１とし、防振支持する防振エリア２から下部構造４への伝達力をＦｓ２、防振エリア２の固有振動数をｆｎ２とする。下部構造４への伝達力Ｆｓは、Ｆｓ１とＦｓ２の合力で表すことができる。
【００２９】
図３は、防振エリア２から下部構造４へ伝達する振動の位相遅れを示している。図３に示したように、ｆ／ｆｎ２がゼロに近い範囲では位相の遅れはほとんどなく、ｆ／ｆｎ２が１に近づくにつれて位相は大きく遅れ、ｆ／ｆｎ２が１より十分大きくなるにつれて位相の遅れ方は安定してくることがわかる。したがって、防振エリア２では、ｆ／ｆｎ２の値に応じて加振力Ｆｓ０の伝達率Ｆｓ２／Ｆｓ０、及び位相遅れ量は変化する。
【００３０】
一方、非防振エリア３では、その固有振動数ｆｎ１は非常に高くなるので、ｆ／ｆｎ１は非常に小さくなり、その結果、伝達率Ｆｓ１／Ｆｓ０はほぼ１／２とみなすことができる。この場合、位相の遅れについても、ｆ／ｆｎ１が非常に小さくなり、ほぼゼロとなる。したがって、非防振エリア３からの伝達力はほぼＦｓ１＝１／２Ｆｓ０であるから、非防振エリア３に作用する加振力（１／２Ｆｓ０）をそのまま下部構造４に伝達するとみなすことができ、位相遅れはないものとみなせる。
【００３１】
ここで、非防振エリア３における、加振力１／２Ｆｓ０で位相遅れのない伝達力Ｆｓ１と、防振エリア２における、伝達率に応じて加振力１／２Ｆｓ０の大きさと位相遅れ量が変化する伝達力Ｆｓ２を足し合わせて、下部構造４への伝達力Ｆｓを求めた場合、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０は、図４のように合成して表される。
【００３２】
図４から分かるように、ｆ／ｆｎ２が√（４／３）程度より大きい場合、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０は、１．０以下になる。よって、本発明は、この伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０が、１．０以下になる範囲で、床１全体の１／２に相当する防振エリア２を支持することにより、防振効果を得られることがわかる。
【００３３】
要するに、従来の防振技術は、図１５に示すように、加振力Ｆｓ０の振動数ｆを床ａの固有振動数ｆｎで除した値（ｆ／ｆｎ）を√２より大きく設定しないと防振効果を得ることができないことから、加振力Ｆｓ０が２〜４Ｈｚ程度の低振動数ｆの場合には、前記固有振動数ｆｎを大きく設定して実施することができず、空気ばね等の汎用の防振材で防振支持構造を実現できないという不具合があったが、本発明によると、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２を√（４／３）より大きく設定すれば足りるので、加振力Ｆｓ０が２〜４Ｈｚ程度の低振動数ｆの場合にも、空気ばね等の汎用の防振材で容易に防振支持構造を実施することができるのである（請求項３記載の発明）。
【００３４】
本発明の効果を更に具体的に説明するため、従来技術の欠点として挙げた振動数ｆが２．５Ｈｚの加振力Ｆｓ０を例に挙げる。本発明によって、加振力Ｆｓ０の振動数ｆ＝２．５Ｈｚに対して、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０を０．２以下に落とすためには、図４の水平な点線符号を下回るようにしなければならない。すなわち、減衰ｈ＝５％のとき、１．３＜ｆ／ｆｎ２＜１．６となるので、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２を１．５６Ｈｚ＜ｆｎ２＜１．９２Ｈｚとなるように防振エリア２を支持すれば足りる。
【００３５】
これに対して、従来技術では、上述したように、加振力Ｆｓ０の振動数ｆ＝２．５Ｈｚに対して、伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０を０．２以下に落とすためには、ｆｎ＜１．０Ｈｚとなるように床ａの全面を支持することが必要であり、防振材の中でも低振動数に対して有効に働く空気ばねを用いた場合でも、鉛直方向にｆｎ＜１．０Ｈｚとなるように防振支持することは至難であった（図５も参照）。
【００３６】
このように、本発明によれば、比較的高い固有振動数ｆｎ２で床１全体の１／２を占める防振エリア２を防振支持することで防振効果を得ることができると共に、空気ばね等の汎用の防振材を使用して容易に防振支持することができ、非常に経済的である。
【００３７】
以上のように、加振力Ｆｓ０に対して、防振支持した防振エリア２と防振支持しない非防振エリア３との面積比を１：１に設定し、前記各エリア２及び３には前記加振力Ｆｓ０が１／２Ｆｓ０ずつ作用する構成で実施すると、従来技術より高い固有振動数ｆｎ２で防振エリア２を防振支持して防振効果を得ることができるので、高振動数ｆの加振力Ｆｓ０はもちろんのこと、従来至難であった低振動数ｆの同位相の加振力Ｆｓ０が作用した場合でも、容易且つ経済的に防振支持構造を実現することができるのである。
【００３８】
図６Ａ〜Ｅはそれぞれ、防振エリア２の大きさを、加振力Ｆｓ０（構造物１０の床１全体）に対して占める割合（％）で実施した場合のｆ／ｆｎ２に対する振動伝達率の変化を、従来技術と比較して個別に示したグラフである。図６Ｆは、それらをまとめたグラフである。
【００３９】
図６Ａ〜Ｅ、及び図６Ｆのグラフによると、加振力Ｆｓ０に対して占める防振エリア２の割合（％）を徐々に小さくするに伴い、前記ｆ／ｆｎ２がより小さい値で防振効果を得ることがわかる。即ち、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２をより大きな値で防振支持することで防振効果を得ることができ、空気ばね等の防振材により容易に防振支持することが可能である。
【００４０】
また、図６Ａ〜Ｅによると、本発明の防振工法は、加振力Ｆｓ０に対して占める防振エリア２の割合（％）を設定することで、加振力Ｆｓ０の振動数ｆを、防振支持した防振エリア２の固有振動数ｆｎ２で除したｆ／ｆｎ２を、１＜ｆ／ｆｎ２の範囲で振動伝達率が最小値となるようにチューニング可能であることが注目される（特に図６Ｆ参照）。
【００４１】
すなわち、本発明によれば、加振力Ｆｓ０に対して占める防振エリア２の割合（％）を設定することで、最大の防振効果を得ることができるように、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２をチューニングすることができ、床ａの固有振動数ｆｎを加振力Ｆｓ０の振動数ｆに対して極力低く設定しなければ最大の防振効果を得ることができない従来技術と比較するとその効果の違いは顕著である。
【００４２】
図７Ａは、前記防振エリア２の割合Ｘ（０＜Ｘ＜１）に対して、振動伝達率１．０以下（防振域）に達するときの、ｆ／ｆｎ２の値を示している。この曲線は、Ｙ＝√｛（１＋２Ｘ）／（１＋Ｘ）｝で表すことができる。
【００４３】
図７Ａに示したように、防振エリア２を小さくすればするほど、振動伝達率が１．０以下に達するｆ／ｆｎ２の値は小さくなるので、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２を大きく設定して防振支持できることがわかる。
【００４４】
図７Ｂは、前記防振エリア２の割合Ｘ（０＜Ｘ＜１）に対して、従来の防振効果より防振効果が上回る限界値の、ｆ／ｆｎ２の値を示している。この曲線は、Ｙ＝√｛（２／１−Ｘ）｝で表すことができる。
【００４５】
図７Ｂに示したように、防振エリア２を大きくすればするほど、従来の防振効果より防振効果を上回る限界値を大きくとることができ、その分、防振域におけるｆ／ｆｎの範囲を幅広く設定できることが分かる。
【００４６】
すなわち、図７Ａ、Ｂより、前記防振エリア２の割合Ｘを小さくすると、防振エリア２の固有振動数を大きく設定できる反面、防振域におけるｆ／ｆｎの範囲は狭くなるので、加振力Ｆｓ０の振動数ｆはほぼ一定のプレス機械の運転などに好適に実施できることがわかる。また、前記防振エリア２の割合Ｘを大きくすると、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２は比較的小さく設定しなければならない反面、防振域におけるｆ／ｆｎの範囲は広くなるので、加振力Ｆｓ０の振動数ｆは経時的に変動するエアロビクスダンス場などに好適に実施できることがわかる。
【００４７】
図８は、減衰定数０％の場合に、前記防振エリア２の割合Ｘ（０＜Ｘ＜１）に対して、防振効果が最大になるときのｆ／ｆｎ２の値を示している。この曲線は、Ｙ＝√｛１／（１−Ｘ）｝で表すことができる。
【００４８】
図８に示したように、防振エリア２を小さくすればするほど、防振効果が最大となるｆ／ｆｎ２の値は小さくなるので、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２を大きく設定して防振支持できることがわかる。
【００４９】
このように、防振効果を最大にするべく、防振エリア２の固有振動数ｆｎ２をチューニングして防振工法を現実に実施することは、従来の防振技術では不可能であった。なぜなら、図６Ａ〜Ｆに、従来の防振効果をグラフで表しているように、振動伝達率Ｆｓ／Ｆｓ０を最小にするには、ｆ／ｆｎを∞に設定しなければならないからである。
【００５０】
図６〜図８に示したように、前記防振エリア２の割合は、５０％（Ｘ＝０．５）で実施できることは勿論のこと、２５％〜７５％（０．２５＜Ｘ＜０．７５）の範囲で実施しても十分に防振効果を得ることができる。極論すれば、前記防振エリア２の割合は、０％＜Ｘ＜１００％（０＜Ｘ＜１）の範囲内で防振効果を得ることができる。よって、加振力Ｆｓ０に対して占める防振エリア２の割合は限定することなく、任意に設定して実施しても防振効果を得ることができ、もってフレキシブルな形態で防振支持構造を実現することができる。
【００５１】
以上、要するに、加振力の振動数をｆ（Ｈｚ）、加振力に対する防振エリアの割合をＸ（０＜Ｘ＜１．０）、防振エリアの固有振動数をｆｎ（Ｈｚ）とするとき、加振力の振動数ｆと防振エリアの割合Ｘを設定した場合に、防振エリアの固有振動数ｆｎを、図７Ａ、Ｂに基づいた、√｛（１＋２Ｘ）／（１＋Ｘ）｝≦ｆ／ｆｎ≦√｛２／（１−Ｘ）｝の式から算出し、当該算出した範囲内に収まるように防振エリアの固有振動数をチューニングすると、加振力Ｆｓ０に対する防振エリア２の広さに拘わらず、従来技術よりも優れた防振効果を発揮する防振工法を実現することができるのである（以上、請求項２記載の発明）。
【００５２】
ところで、本発明の基本原理は、図２に示したように、床１（防振エリア２及び非防振エリア３）に発生する加振力Ｆｓ０が同位相であることを前提としているが、必ずしも完全な同位相に限定されるものではない。
【００５３】
位相が相違する場合、例えば、位相が３０度異なる２つの加振力Ｆｓ０に対して位相が遅れている方を防振支持した場合に、図９Ａ（又は図３）に示したグラフが図９Ｂに示したように変化するので、防振効果を最も発揮する（位相遅れ量＝１８０ｄｅｇ）値に近づき、より効率的な防振効果を得ることができる。
【００５４】
この場合には、図９Ｃに示したように、振動伝達率（Ｆｓ／Ｆｓ０）が変化するので、減衰０％よりも減衰１０％の方が防振効果が大きくなり、共振振動数での増幅を抑え、防振効果を効率的に発揮できる設計が可能となる。
【００５５】
以上説明したように、請求項１に記載した構造物１０の床１の防振工法によれば、加振力Ｆｓ０（床１の全体）に対して占める防振エリア２の割合、及び加振力Ｆｓ０の振動数ｆの高低、並びに加振力Ｆｓ０の位相の相違を問わず、当該加振力Ｆｓ０により振動が伝達される構造物１０の床１を、防振エリア２と非防振エリア３の組み合わせで構成し、前記防振エリア２から下部構造４へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリア３から下部構造４へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることにより、合理的且つ効率的、更には経済的に防振効果を発揮することができるのである。
【００５６】
ちなみに、図１に示した構造物１０は、数百〜数千人程度の観客を動員するロックバンド等のライブハウスとして使用した場合に、多数の人間が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする跳躍運動を行うことに伴い、２〜４Ｈｚ程度の低振動数のほぼ同位相の加振力Ｆｓ０が発生することを想定した構造物１０として実施している。
【００５７】
また、本実施形態に係る構造物（ライブハウス）１０は、客席からステージが見え易いように後方の観客席の床１を一段高くして実施する場合に、当該床１の一部を防振材５を介在させて防振エリア２に利用し、下部構造４への伝達力全体についての防振効果を図っている。
【００５８】
具体的に、本実施形態に係る防振エリア２は、構造物の床１の一部を、非防振エリア３を構成する下部構造４の一部（５０％程度の面積）の上面に防振材５をバランス良く設置して防振支持した二重床構造で実施している。図示例の防振材５は、防振ゴムで実施しているが、空気ばね、金属ばねでもほぼ同様に実施することができる。
【００５９】
なお、当該二重床構造はこの構成に限定されず、コンサートやスポーツイベント等の目的に応じた様々な手法で床１を防振支持して実施できることは勿論である。例えば、図１０に示したように、必要に応じて、防振エリア２を碁盤の目状に設け、その格子状の隙間を通路１４に利用して実施することもできる。本発明による防振工法は、加振力（床１の全体）に対して占める防振エリア２の割合に一切拘束されることなく防振効果を発揮できるので、この種の設計は非常に容易である。
【００６０】
また、本実施形態に係る非防振エリア３は、コンクリート製の下部構造（基礎床）４そのもので実施している。なお、当該非防振エリア３の構成はこれに限定されず、加振力Ｆｓ０による振動の位相遅れを下部構造４に生じさせないことを条件として、例えば、図１１と図１２に示したように、下部構造４にコンクリート７を一体的に打設したり（図１１）、コンクリート製の柱材８を打設し、その上にコンクリート床９を構築したり（図１２）して、所要の高さに設定して実施することもできる。
【００６１】
この図１１と図１２に示した実施形態は、防振エリア２と非防振エリア３とで段差を設けないように、非防振エリア３を、コンクリート７を打設等して構成し、前記防振エリア２の高さと一致させて実施することにより、エアロビクススタジオ等に好適に利用できる態様としている（請求項４記載の発明）。
【００６２】
これらの実施形態の場合にも、前記防振エリア２から下部構造４へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリア３から下部構造４へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることができるので、前記防振エリア２の割合、及び加振力Ｆｓ０の振動数ｆの高低、並びに加振力Ｆｓ０の位相の相違を問わず、合理的且つ効率的、更には経済的に防振効果を得ることができるのである。
【００６３】
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施形態の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００６４】
例えば、図１３Ａ、Ｂに示した構造物１０は、コンサートやスポーツイベント等の目的で多数の人間を収容可能な多目的構造物（多目的ドーム）に関する本発明の実施形態を示している。
【００６５】
この多目的構造物１０の床１の防振工法は、多目的構造物１０を、フィールド（非防振エリア）３を所謂アリーナ席として利用し、その周辺部（防振エリア）２を一般観客席として利用し、トータルで３〜５万人程度の人間を収容するロックバンド等のコンサート会場として使用した場合に、観客が音楽に合わせて踊ったり飛び跳ねたりする跳躍運動を行うことにより、２〜４Ｈｚ程度の低振動数ｆのほぼ同位相の加振力Ｆｓ０が発生することを想定して実施したものである。
【００６６】
前記防振エリア２は、非防振エリア３を構成する下部構造４の基礎床６上に、柱材１１と梁材１２で基礎躯体を強固に構築した当該柱材１１の上面に防振材（防振ゴム）５を設置し、当該柱材１１の高さに応じた所要の段差で階段状に床１の一部を防振支持した構成で実施している。当該防振エリア２は、必要に応じて、柱材１１の脚部にキャスター１３を設けて滑動可能な可動席として実施することもできる。因みに、図１３Ｂ中の符号１５は基礎杭を示し、符号１６は基礎梁を示している。
【００６７】
この実施形態の場合にも、上述した基本原理に基づいて、前記防振エリア２から下部構造（地盤）４へ伝達される振動の位相を遅らせ、前記非防振エリア３から下部構造（地盤）４へ伝達される振動との位相差を利用して振動を打ち消し合わせることができるので、前記防振エリア２の割合、及び加振力Ｆｓ０の振動数ｆの高低、並びに加振力Ｆｓ０の位相の相違を問わず、合理的且つ効率的、更には経済的に防振効果を発揮することができるのである。
【００６８】
【本発明の奏する効果】
請求項１〜４に記載した構造物床の防振工法によれば、以下の効果を奏する。
（１）加振力が作用する構造物の床の一部のみを防振支持して防振効果を図り得ると共に、シンプルな構造で実施できるので、経済性に優れている。
（２）加振力が作用する構造物床に対して占める防振エリアの割合、及び加振力の加振振動数の高低、並びに加振力の位相の相違を問わず、防振効果を図ることができるので、フレキシブル性に優れている。
（３）現状では防振効果を得ることが困難であった２〜４Ｈｚ程度の低振動数の同位相の加振力に対しても防振効果が高く、しかも防振ゴム、金属ばね、空気ばね等の汎用の防振材を使用して防振効果を図ることができ、経済性に優れている。
（４）加振力が作用する床面積が、エアロビクスダンス場等の比較的小さい構造物から、数万人程度収容可能な多目的構造物等の大規模な構造物まで非常に広範囲な構造物床に対して、合理的且つ効率的、更には経済的に防振効果を発揮することができる。
（５）新設構造物に実施できることは勿論のこと、既存構造物にも実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法を概略的に示した斜視図である。
【図２】本発明に係る構造物床の防振工法の基本原理を示した、ばね−質量モデルである。
【図３】防振支持する防振エリアから下部構造への伝達力（Ｆｓ２）の位相遅れを示したグラフである。
【図４】本発明に係る振動伝達率を示したグラフである。
【図５】従来技術と本発明に係る振動伝達率を対比して示したグラフである。
【図６】Ａは、防振エリアが２５％のときの振動伝達率を示したグラフであり、
Ｂは、防振エリアが３３％のときの振動伝達率を示したグラフであり、
Ｃは、防振エリアが５０％のときの振動伝達率を示したグラフであり、
Ｄは、防振エリアが６６％のときの振動伝達率を示したグラフであり、
Ｅは、防振エリアが７５％のときの振動伝達率を示したグラフであり、
Ｆは、前記Ａ〜Ｅを一つにまとめて示したグラフである。
【図７】Ａ、Ｂは、請求項２に記載した発明に係る構造物床の防振工法において、ｆ／ｆｎの範囲を定める根拠となるグラフを示しており、具体的に、Ａは、防振エリアの割合に対して、振動伝達率１．０以下（防振域）に達するときの、ｆ／ｆｎ２の値のグラフを示しており、Ｂは、防振エリアの割合に対して、従来の防振効果より防振効果が上回る限界値の、ｆ／ｆｎ２の値のグラフを示している。
【図８】防振エリアの割合に対して、防振効果を最大に発揮できるｆ／ｆｎの値を示したグラフである。
【図９】ＡとＢは、位相遅れが生じた場合の効果を比較して示したグラフであり、Ｃは、Ｂの振動伝達率を示したグラフである。
【図１０】請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法の異なる実施形態を示した斜視図である。
【図１１】請求項４に記載した発明に係る構造物床の防振工法の実施形態を示した斜視図である。
【図１２】請求項４に記載した発明に係る構造物床の防振工法の実施形態を示した斜視図である。
【図１３】Ａは、請求項１に記載した発明に係る構造物床の防振工法の異なる実施形態を示した鳥瞰図であり、Ｂは、その一部断面図である。
【図１４】従来技術の基本原理を示した、ばね−質量モデルである。
【図１５】一般的な物理現象を示したグラフである。
【符号の説明】
１    床
２    防振エリア
３    非防振エリア
４    下部構造（基礎、地盤、建物の床）
５    防振材
７    コンクリート
８    コンクリート柱
９    コンクリート床
１０    構造物
【図１】
2004251064.tif 000003
【図２】
2004251064.tif 000004
【図３】
2004251064.tif 000005
【図４】
2004251064.tif 000006
【図５】
2004251064.tif 000007
【図６】
2004251064.tif 000008
【図７】
2004251064.tif 000009
【図８】
2004251064.tif 000010
【図９】
2004251064.tif 000011
【図１０】
2004251064.tif 000012
【図１１】
2004251064.tif 000013
【図１２】
2004251064.tif 000014
【図１３】
2004251064.tif 000015
【図１４】
2004251064.tif 000016
【図１５】
2004251064.tif 000017