(57)【要約】【課題】    床全体を一体化させないで床のインピーダンスを低くした構造において、床梁に固定される構造材を床パネルの他に別途用意したり、床パネルを間隔を空けて配置することなく、床全体の振動を低減させることを目的とする。【解決手段】  １つの床面を構成する複数の床パネル(２)(３)…の質量、剛性若しくは振動減衰性能のうち少なくともいずれか１つを異ならせることで、それら床パネル(２)(３)…の振動性状を異ならせて床全体の振動を低減させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つの床面を構成する複数の床パネルのうち、質量、剛性若しくは振動減衰特性のうち少なくともいずれか１つが異なり、それら床パネルの振動性状が異なるものを、床全体としての振動が低減されるよう組み合わせてなることを特徴とする建築物の振動低減床。
【請求項２】
前記床パネルの振動性状が、それら床パネル両端を支持する床梁に対して平行なパネル配列方向において、その配列方向のパネル毎又は１若しくは複数のパネルおきに異なる請求項１記載の建築物の振動低減床。
【請求項３】
それぞれの前記床パネルの振動性状が、前記パネル配列方向と直角な床梁横断方向において、その床梁横断方向に隣接する床パネルの振動性状と異なる請求項２記載の建築物の振動低減床。
【請求項４】
振動性状が相違する２種類の床パネルが、前記パネル配列方向において交互に配置される請求項２又は３記載の床の振動低減方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の振動低減床を備えた建築物。
【請求項６】
１つの床面を構成する複数の床パネルの質量、剛性若しくは振動減衰特性のうち少なくともいずれか１つを異ならせることで、それら床パネルの振動性状を異ならせて床全体の振動を低減させることを特徴とする床の振動低減方法。
【請求項７】
前記床パネルの振動性状を、それら床パネル両端を支持する床梁に対して平行なパネル配列方向において、その配列方向のパネル毎又は１若しくは複数のパネルおきに異ならせる請求項６記載の床の振動低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、特に木質系、鉄骨系の住宅等の建築物において、床の一体性を低くすることで床全体の振動が低減される床、その振動低減床を備えた建築物、及びそのようにして床の振動を低減させる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、建築物の床の衝撃音や振動を低減させる手段としては、床全体の構造を出来るだけ一体化させて、床のインピーダンスを高めることが考えられている。しかし、この考えは、コンクリート造の床を前提とするものである。このため、木質系及び鉄骨系の建築物に適用する場合でも、床だけはコンクリートの湿式とすることとなって、大幅なコスト増を招くとともに、施工が大掛かりとなってしまう欠点がある。しかも、床の一体化を高めると、床の振動面積が大きくなるため、低音域での音の放射が大きくなって逆効果となってしまう場合がある。
【０００３】
そこで、この出願の出願人は、特許文献１及び特許文献２に開示されているように、床全体を一体化させないで床のインピーダンスを低くした構造において、床全体の振動を低減させる発明を提供している。これら特許文献１及び２の発明は、あえて床パネルを床梁に対して固定しないことで、床全体の一体性を低くするものであり、特に、特許文献２の発明では、床パネルを所定の間隔を置いて配置することで、床全体の一体性をより低くしている。これによって、床パネルが、床梁を含めた床全体とは別々に振動するようになり、互いに振動を打ち消し合うことで床全体の振動が低減されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−６５０９７号公報
【特許文献２】特開２００１−６５０９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記の特許文献１及び２に記載された発明では、床パネルが単に敷き並べられているだけであり、特に特許文献２の発明では床パネルが間隔を空けて施工されているため、床梁に固定される構造材が別途必要となってしまうという問題があった。しかも、特許文献２の発明では、床パネル間に隙間が空いているため、空気伝搬音に対する遮音性能の低下を招いたり、その隙間から施工者が落下するなど施工中の危険につながる可能性を有している。
【０００６】
そこで、この発明は、上記の不具合を解消して、床全体を一体化させないで床のインピーダンスを低くした構造において、床梁に固定される構造材を床パネルの他に別途用意したり、床パネルを間隔を空けて配置することなく、床全体の振動を低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、この発明における建築物の振動低減床は、１つの床面を構成する複数の床パネルのうち、質量、剛性若しくは振動減衰特性のうち少なくともいずれか１つが異なり、それら床パネルの振動性状(振動特性)が異なるものを、床全体としての振動が低減されるよう組み合わせてなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記床パネルの振動性状が、それら床パネル両端を支持する床梁に対して平行なパネル配列方向において、その配列方向のパネル毎又は１若しくは複数のパネルおきに異なる。
【０００９】
さらに、それぞれの前記床パネルの振動性状が、前記パネル配列方向と直角な床梁横断方向において、その床梁横断方向に隣接する床パネルの振動性状と異なる。
【００１０】
またさらに、振動性状が相違する２種類の床パネルが、前記パネル配列方向において交互に配置される。
【００１１】
この発明の建築物は、上記のように振動が低減されるような構成を床として備えたものが提供される。
【００１２】
この発明における床の振動低減方法は、１つの床面を構成する複数の床パネルの質量、剛性若しくは振動減衰特性のうち少なくともいずれか１つを異ならせることで、それら床パネルの振動性状を異ならせて床全体の振動を低減させることを特徴とする。
【００１３】
また、前記床パネルの振動性状を、それら床パネル両端を支持する床梁に対して平行なパネル配列方向において、その配列方向のパネル毎又は１若しくは複数のパネルおきに異ならせる。
【発明の効果】
【００１４】
この発明では、複数の床パネルの質量、剛性若しくは振動減衰特性のうちいずれかを異ならせることにより、それら床パネルの振動性状を異ならせている。従って、床に衝撃が与えられると、床パネルは、一体化することなく振動性状が異なるので、互いに打ち消し合うように振動するため、床全体として振動を低減することができる。
【００１５】
これにより、例えば軽量の床パネルなどのように、それ自体は振動しやすいような仕様の床パネルであっても、異なる仕様の床パネルと組み合わせて施工することで、その組み合わせによっては、床全体としての振動を低減することが可能となる。
【００１６】
このように、この発明は、床パネルの振動性状を異ならせることで床全体の一体性を低くするものであって、床パネルの仕様を変えるだけで床全体の振動を低減できるものである。従って、それら床パネルを床梁に固定する構造材として機能させることができるため、床梁に固定する構造材を別途用意する必要がない分だけ、材料コスト及び施工性の点で有効である。また、床パネルを間隔を空けて設けなくても、床の一体性を低くすることができるため、床パネル間の隙間を原因とした空気伝搬音に対する遮音性能の低下や、その隙間から施工者が落下するなどといった施工中の危険を回避することができる。
【００１７】
また、床梁と平行なパネル配列方向において、その配列方向のパネル毎に振動性状を異ならせると、すべての床パネルが、その配列方向に隣接する床パネルと互いに打ち消し合うように振動することとなるため、特に大きな振動低減効果が得られる。さらに、そのパネル配列方向において、振動性状が相違する２種類の床パネルを交互に配置すると、多種類の床パネルを用意しなくて済む分だけ、床パネルの材料コストの高騰を抑制することができる。
【００１８】
またさらに、それぞれの床パネル振動性状を、床梁横断方向に隣接する床パネルの振動性状と異ならせることで、床パネル同士の一体性をさらに低くすることができ、振動低減効果をより一層高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１において、(１)は、例えば鉄骨系の建築物の床梁を示している。床梁(１)(１)は、例えば４ｍの長さを有するＨ形鋼からなり、そのフランジ(８)(９)が上下平行となるようにして設置されている。これら床梁(１)(１)は、例えば２ｍの間隔を空けて互いに平行となるように配置されている。ただし、床梁(１)(１)としては、Ｈ形鋼以外の鉄骨材を用いても良く、また、木質系の建築物の場合には木材が用いられる。
【００２０】
図１において、(２)及び(３)は、例えば矩形状の床パネルである。各床パネル(２)(３)は、互いに対向する２組の両辺のうち一方の両辺が、床梁(１)(１)の上フランジ(８)上面における床梁(１)横断方向の略中央に配置された状態で、それら床梁(１)(１)に支持されている。そして、例えば８枚の床パネル(２)(３)…が、床梁(１)(１)に対する平行方向に沿って隙間無く配列されている。
【００２１】
これら床パネル(２)(３)…は、床梁(１)(１)に対して緊結されて固定されている。床パネル(２)(３)…の床梁(１)(１)への固定手段は、特に限定されるものではないが、例えば固定金具による固定が考えられる。なお、床パネル(２)(３)…同士は、一体性を低くするため連結しないことが望ましい。
【００２２】
床パネル(２)(３)としては、ＡＬＣ等の軽量コンクリート板、木板、その他の板状材、又は枠組みパネルなどが用いられる。各床パネル(２)(３)の大きさは、パネル配列方向の長さが５００ｍｍ、その配列方向に対して直角な床梁(１)(１)横断方向の長さが２０００ｍｍ、厚さが１００ｍｍとなっている。ただし、床パネル(２)(３)の形状及び大きさは、特に限定されるものではない。
【００２３】
そして、この実施形態では、パネル配列方向において、特定の剛性を有する標準パネル(２)(２)…と、それら標準パネル(２)(２)…の剛性の略１０分の１の剛性を有する低剛性パネル(３)(３)…とが交互に配置されている。なお、これら標準パネル(２)(２)…と低剛性パネル(３)(３)…との剛性が相違しているのは、パネル(２)(３)の材質や構造等が異なることによるものである。
【００２４】
これら標準パネル(２)と低剛性パネル(３)とは、剛性が顕著に相違しているため、それにより振動性状(振動特性)も大きく相違している。そして、このように振動性状が相違する２種類の床パネル(２)(３)…が、パネル配列方向において交互に配置されているため、床全体の一体性が低くなっている。つまり、床に衝撃が与えられた場合、隣接するパネル(２)(３)同士の振動性状が異なるため、それらパネル(２)(３)…同士で互いに打ち消し合うように振動することとなり、床全体として振動が低減されるようになっている。
【００２５】
ただし、上記２種類の床パネル(２)(３)は、剛性を相違させることで振動性状を異ならせているが、質量若しくは振動減衰特性を相違させることで振動性状を異ならせても良く、それら質量、剛性若しくは振動減衰特性のうち少なくともいずれか１つを異ならせるようにすれば、同様の振動低減効果が得られる。床パネル(２)(３)の質量若しくは振動減衰特性を相違させる場合も、上記のように剛性を異ならせる場合と同様に、それぞれのパネル(２)(３)を、異なる材質や構造等で構成すれば良い。
【００２６】
また、上記２種類の床パネル(２)(３)…は、必ずしもパネル配列方向において交互に配置されなくても良く、パネル配列方向においてそれぞれ１枚おき若しくは複数枚おきに配置されれば、床全体の一体性をある程度低くすることができ、それによって床全体の振動が低減される。
【００２７】
さらに、上記のように２種類の床パネル(２)(３)…を用いると材料コストの面で有利であるが、振動性状が異なる３種類以上の床パネルを用いても良い。３種類以上の床パネルを用いる場合は、それら床パネルの振動性状が、パネル配列方向のパネル毎又は１若しくは複数のパネルおきに異なるように配置すれば良い。特に、各床パネルを、パネル配列方向のパネル毎に振動性状が異なるように配置すれば、より大きな振動低減効果が得られる。
【００２８】
またさらに、上記においては、パネル配列方向において複数の床パネル(２)(３)…の振動性状を異ならせる構成について説明したが、パネル配列方向と直角な床梁(１)(１)横断方向についても、複数の床パネルの振動性状を異ならせるようにしても良い。すなわち、それぞれの床パネル(２)(３)…の振動性状を、床梁(１)(１)横断方向に隣接する床パネルの振動性状と異ならせることで、振動低減効果をより一層高めることができる。
【００２９】
以上で述べた床の振動低減効果は、床パネル(２)(３)…の質量、剛性及び振動減衰特性と、それら床パネル(２)(３)…の配置の仕方との組み合わせによっては、特に大きな効果を得ることが可能となる。その最適な組み合わせについては、有限要素法等によるシミュレーションを用いることで効果的に行うことができる。
【００３０】
図２は、図３に示す仕様１から仕様３までの試験体に衝撃を与えた場合において、その衝撃後の時間経過に伴って変位する床梁(１)(１)の特定箇所での各振動変位(４)(５)(６)を示している。なお、図２のグラフ上の各数値は、有限要素法によって計算したものである。
【００３１】
図３に示すように、仕様１は、上記の標準パネル(２)(２)…と低剛性パネル(３)(３)…とを、パネル配列方向に交互に配置した上記構成からなるものである。他方、仕様２は、標準パネル(２)(２)…のみをパネル配列方向に配置したものであり、仕様３は、低剛性パネル(３)(３)…のみをパネル配列方向に配置したものである。
【００３２】
図２から分かるように、２種類の床パネル(２)(３)を交互に配置した仕様１の振動変位(４)は、標準パネル(２)(２)…のみを配置した仕様２の振動変位(５)に比べて振幅のピーク値が小さいことが確認できる。他方、仕様１の振動変位(４)を、低剛性パネル(３)(３)のみを配置した仕様３の振動変位(６)と比較すると、振幅のピーク値に関しては仕様３の方が小さいものの、ある程度の時間が経過した後には、仕様３の振動変位(６)が依然として比較的大きな振幅を示しているのに対して、仕様１では振動がほとんどおさまっていることが確認できる。この実験結果により、仕様１のように２種類の床パネル(２)(３)…を交互に配置することで、振幅のピーク値を比較的小さく抑えることができるとともに、振動のおさまりを早めることもできるという振動低減効果が確認できる。
【００３３】
この発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正及び変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】この発明の一実施形態に係る床の構造を示す斜視図である。
【図２】仕様１から仕様３までの時間経過に伴う振動変位を示すグラフである。
【図３】仕様１から仕様３までの床パネルの配置構造を示す平面図である。
【符号の説明】
【００３５】
(１)  床梁
(２)  床パネル(標準パネル)
(３)  床パネル(低剛性パネル)
【図１】
2005179922.tif 000003
【図２】
2005179922.tif 000004
【図３】
2005179922.tif 000005