(57)【要約】【課題】  建物の床スラブの施工後に、床衝撃音を低減する床構造を構築する、効果的で経済性に優れた床衝撃音改善工法とその床構造を提案することを課題とする。【解決手段】  上階室２と下階室３との間に架設される床スラブ１０と、前記床スラブ１０の振動の腹となる位置に静的荷重を載荷する静的載荷部材３０とを有する床構造１を、床スラブ１０の構築後に該床スラブ１０の振動特性を把握した上で静的載荷部材３０を設置して効果的に床衝撃音を低減する、床衝撃音改善工法により構築する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の床スラブの構築後に、該床スラブに静的荷重を加えることにより前記床スラブの固有振動数を調節して、床衝撃音を低減することを特徴とする床衝撃音改善工法。
【請求項２】
前記静的荷重が、前記床スラブの振動の腹となる位置に加えられることを特徴とする請求項１に記載の床衝撃音改善工法。
【請求項３】
上階室と下階室との間に架設される床スラブと、前記床スラブの振動の腹となる位置に静的荷重を載荷する静的載荷部材とを有する床構造であって、
前記静的載荷部材が、前記床スラブの構築後に配設されて該床スラブの固有振動数を調節することを特徴とする床構造。
【請求項４】
前記静的載荷部材が、所定の重量を有する錘材であることを特徴とする請求項３に記載の床構造。
【請求項５】
前記静的載荷部材が、前記床スラブに沿って設置される張弦材と、前記床スラブと前記張弦材の中央部との離間距離よりも長い高さを有する束柱とから構成されており、
前記束柱が、該束柱の一方の端部が前記床スラブに当接し、他方の端部が前記張弦材の中央部に当接するように配設されていることを特徴とする請求項３に記載の床構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物の床構造に関して、床衝撃音を低減する床衝撃音改善工法とその床構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
床衝撃音は、マンション等の集合住宅での生活に伴うトラブルのうち、最も多い原因の一つである。床衝撃音には、人の歩行、飛び跳ね、家具の引き摺り、食器等の落下などに起因する音であり、衝撃加振するものの柔らかさと衝撃時間に応じて、衝撃による広い周波数成分の振動が発生し、これが伝搬して下階室にて観測される音である。
【０００３】
従来、床衝撃音を低減することを目的として、床スラブの厚さを大きくする方法や、梁を付加してスラブ面積を小さくする方法がとられてきた。しかし、床スラブの厚さを大きくする方法は、構造上要求されるスラブ厚さに対してはるかに大きいスラブ厚さが要求されるため、不経済であるという問題を有していた。また、近年、空間設計の自由度が高いことから、小梁のない若しくは少ない建物が要求されるため、梁を付加してスラブ面積を小さくする方法も採用しづらい傾向にある。
【０００４】
そのため、特許文献１には、根太の下側に多孔板、根太の上側に床下地板を配設して中空部を形成し、この中空部に吸音材を設け、この床下地板の上には制振シートを介して床仕上板が配設されている床構造が開示されている。この構成により、床面で発生した衝撃音は中空部に配設された吸音材により低減され、振動は制振シートと、床下地板、根太、多孔板を上下に重ねたフラッシュ構造とによる床部の剛性化により低減される。
【０００５】
また、特許文献２には、床スラブと床基盤との間に支持脚を設けて所定の高さの中空部を構成する床構造において、床基盤上に所定の間隔で立設されて中空部を仕切る仕切り壁について、仕切り壁の下端にスペーサを配設して隣接する中空部を連通させる間仕切り構造が開示されている。これにより、従来仕切り壁により空気層が狭い中空部内に閉じ込められていたために、該中空部内で増幅されて下階室に伝播されていた上階室の衝撃音を、隣接する中空部とスペーサを介して連通することで空気層の逃げ場を作り、低減することが可能となった。
【特許文献１】特開２００１−１３２１５１号公報（［００１１］−［００１７］、図１）
【特許文献２】特開２００１−２８８８３６号公報（［０００６］−［００２２］、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、建物の床衝撃音は、床への衝撃により広い周波数成分の振動が発生し、これが伝播して下階室にて観測される音であり、いくつかの伝播系同士の固有周波数が近接すると、全体の伝播系においてこの周波数の影響が大きくなり、結果として床衝撃音が大きくなる。そして、これらの床衝撃音の伝播系は、床仕上げ材、床スラブ、天井仕上げ材、下階室空間等で構成されており、これらの伝播系はそれぞれ個々の応答特性を有しており、それぞれの応答特性にピークを示す固有振動数が多数存在している。
【０００７】
そのため、建物における床衝撃音のメカニズムは、全ての伝播系が確定した後に把握されるものであり、最も効果的な床衝撃遮音低減構造を構築するためにはその伝播系の構築後に行う必要がある。したがって、前記のように、建物構築の際に構成する床構造では、性能の改善を施すために床、天井の仕上げを変更する必要が生じる場合や、予めあらゆる可能性を想定して遮音構造を構築することにより過大な構造となる場合があるため、手間がかかるとともに不経済である、という問題点を有していた。
【０００８】
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、建物の床スラブの施工後に、床衝撃音を低減する床構造を構築する、効果的で経済性に優れた床衝撃音改善工法とその床構造を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、請求項１に係る発明は、建物の床スラブの構築後に、該床スラブに静的荷重を加えることにより前記床スラブの固有振動数を調節して、床衝撃音を低減することを特徴とする床衝撃音改善工法である。
【００１０】
かかる床衝撃音改善工法は、床スラブの構築後に、床衝撃音遮断性能やスラブ振動伝達特性を確認した後、床スラブに静的荷重を加えることで、床スラブの応答特性を変化させて、床衝撃音を低減することを可能にしている。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の床衝撃音改善工法であって、前記静的荷重が、前記床スラブの振動の腹となる位置に加えられることを特徴としている。
これにより、床スラブの固有振動数と他の伝播系の固有振動数とをずらすことが可能となり、床振動音が増幅されることを防止することができる。
【００１２】
ここで、下階室において観測される床衝撃音は、発生した振動の周波数成分に対し、伝播系の応答特性を受けて、大きな凹凸のある周波数となる。このため、下階室での床衝撃音の大きさは、ピークを示す周波数における振動により決定する。したがって、本発明は、建物の伝播系が確定し、床衝撃音の応答特性が把握された後に、該床スラブに静的荷重を付加することで、前記伝播系の応答特性を変化させるとともに、近接する伝播系同士の周波数のピークをずらして、効果的に床衝撃音の低減を可能とした、床衝撃音改善工法である。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明は、上階室と下階室との間に架設される床スラブと、前記床スラブの振動の腹となる位置に静的荷重を載荷する静的載荷部材とを有する床構造であって、前記静的載荷部材が、前記床スラブの構築後に配設されて該床スラブの固有振動数を調節することを特徴としている。
【００１４】
かかる床構造は、床スラブの固有振動数において振動の腹となる箇所に集中荷重が載荷される構成であるため、床スラブの応答特性が変化されて、床衝撃音を低減させることを可能としている。また、静的載荷部材を配設する床スラブの振動の腹となる箇所は、床スラブの構築後に確認をしながら決定されるため、床衝撃音の低減に効果的な床構造を構築することが可能となる。
【００１５】
また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の床構造であって、前記静的載荷部材が、所定の重量を有する錘材であることを特徴としている。
【００１６】
かかる床構造により、乾式二重床における床仕上げ材と床スラブとの間の空間を利用して、床スラブ上に所定の重量を有する錘材を配設するのみで床衝撃音の低減に効果的な床構造を構築することが可能となるため好適である。ここで乾式二重床とは、床スラブの上方に所定の空間を介して床仕上げ材を配設する工法である。
【００１７】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の床構造であって、前記静的載荷部材が、前記床スラブに沿って設置される張弦材と、前記床スラブと前記張弦材の中央部との離間距離よりも長い高さを有する束柱とから構成されており、前記束柱が、該束柱の一方の端部が前記床スラブに当接し、他方の端部が前記張弦材の中央部に当接するように配設されていることを特徴としている。
【００１８】
かかる床構造は、床スラブに沿って固定された張弦材と床スラブとの間に、該床スラブと張弦材との離間距離よりも長い高さを有した束柱を配設することにより、張弦材の復元力により束柱を介して床スラブの振動の腹となる位置に静的荷重を付加するものである。これにより、床スラブの固有振動数をずらすことが可能となる。つまり、束柱は、床スラブに沿って設置された張弦材を床スラブと反対側の方向に押し出す高さを有している。そのため、束柱を設置すると、張弦材が床スラブと反対方向に押し出されることにより発生する張力により束柱を介して床スラブに静的荷重が載荷される。
ここで、「床スラブに沿って設置される張弦材」には、張弦材が床スラブと平行に配設される直線状のものに限らず、曲線状のものであってもよい。また、張弦材には、可撓性の材質からなるものを使用してもよい。
なお、本明細書において「離間距離」とは、束柱を設置する前の状態における床スラブと張弦材との間の距離を示す。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の床衝撃音改善工法とその床構造により、効果的で経済性に優れた床衝撃音を低減する床構造を構築することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態（以下「第１実施形態」という場合がある）にかかる床衝撃音改善工法による床構造１を示した断面図であり、符号１０は床スラブ、符号２０は床仕上げ材、符号３０は静的載荷部材である錘材である。また、図２は、振動の腹の説明図であり、（ａ）は一次振動時、（ｂ）は二次振動時を示す。また、図３は、本発明の床衝撃音改善工法による床衝撃音の低減化の効果を示す模式図であり、（ａ）は通常の床構造、（ｂ）は本発明の床衝撃音改善工法により構築された床構造である。
【００２２】
第１実施形態の床構造１は、乾式二重床であり、鉄筋コンクリートからなる床スラブ１０の上に、所定のピッチで配設された支持脚２４を介して床仕上げ材２０を配設することにより、床スラブ１０と床仕上げ材２０との間に所定の空間４が形成されている。ここで、支持脚２４の形状・材質等は限定されるものではなく、公知の支持脚を使用すればよい。
【００２３】
床仕上げ材２０は、支持脚２４上に敷設される石こうボードなどからなる床パネル２１と、この床パネル２１上に敷設されるフローリング材等の仕上げ材２２とを備えて構成されている。また、該床仕上げ材２０には、所定の箇所に開口部２３を有しており、上階室２と空間４とを連通している。なお、開口部２３には、図示しない扉が開閉自在に設置されている。
【００２４】
そして、開口部２３近傍の床スラブ１０の上面には、鋼板からなる錘材３０が配設されており、当該鋼板３０は、地震等により移動することがないように接着剤により固定されている。
【００２５】
第１実施形態の床構造１における静的荷重の付加は、床スラブ１０と床仕上げ材２０の施工が完了した後、床スラブ１０の固有振動数を床仕上げ材２０や下階室３の固有振動数から離すように、床スラブ１０の振動の腹となる位置に行う。
【００２６】
なお、床スラブ１０に衝撃が加わると、図２（ａ）に示すように、その端部が梁１１に固定されているため、床スラブの振動１０ａは、その中央部が最も大きく揺れて、振動の腹となる。そのため、この振動の腹となる部分に錘材３０を配置すれば、床スラブの振動１０ａは、図２（ｂ）に示すように、錘材３０と梁１１との中間部分が最も大きく揺れて振動の腹になるため、床スラブ１０の応答特性が変更される。
また、必要に応じて、この梁１１と錘材３０との中間部の振動の腹となる部分に錘材３０をさらに配置することで、他の伝播系の固有振動数との調整を行ってもよい。
また、図２（ａ）に示す床スラブの振動１０ａのようにその中央が振動の腹となる一次振動は他の伝播系の固有振動数と近接しないが、図２（ｂ）に示す床スラブの振動１０ａのような二次振動以上の場合に他の伝播系の固有振動数と近接する場合には、予めこの振動の腹となる位置に錘材３０を配置して、応答特性を変更してもよい。
【００２７】
ここで、床スラブ１０または床仕上げ材２０の固有振動数は、床スラブ１０または床仕上げ材２０に振動センサを設置し、ハンマ等により衝撃加振を行い、その応答を計測することで得ることができる。また、下階室３の空間の固有振動数は、室内にスピーカを設置し、広帯域ノイズもしくはインパルスを放射してマイクロフォンで応答を計測することにより得ることができる。なお、床スラブ１０の固有振動数における振動の腹となる位置は、床スラブ１０の振動モデルを組み立てて数値解析により算出する方法を用いてもよい。
そして、床スラブ１０への載荷は、床スラブ１０の固有振動数において振動の腹となる箇所に集中的に載荷するのが最も効果的であり、その力が分散されないように、静的載荷部材３０と床スラブ１０との設置面積が小さい方が好ましい。
【００２８】
静的荷重の載荷は、予め床仕上げ材２０に、床スラブ１０の振動の腹となると予想される位置の近傍に、開口部２３を形成しておくことにより、この開口部２３を利用して静的載荷部材である錘材３０を配置すればよい。
【００２９】
したがって、第１の実施の形態の床衝撃音改善工法により構築された床構造１は、各伝播系の固有応答特性を把握した上で、床スラブ１０の振動の腹となる位置に静的載荷部材３０を配設するため、床仕上げ材２０や下階室３の空間などの、床スラブ１０と接近している他の伝播系の固有振動数から床スラブ１０の固有振動数を離すことが可能となり、下階室３へ伝播される床衝撃音を確実に低減することが可能となる。また、当該床構造１は、床衝撃音の低減に効果的な位置に必要最小限の静的荷重を加えることにより構成されているため、経済性に優れている。さらに、当該床衝撃音改善工法は、各伝播系の応答特性を測定した後に、床衝撃音の改善工を行うため、確実に床衝撃音の低減化を行うことができ、当該建物の供用後に補修工を行う手間を必要としない。
【００３０】
以下、図３を参照して、本発明の床衝撃音改善工法により構築された床構造１の効果を説明する。ここで、図３（ａ）及び（ｂ）は、横軸を周波数、縦軸を応答特性として、床スラブ、下階室の空間、床スラブと下階室の空間との合計、の応答特性と周波数との関係を示している。
【００３１】
図３（ａ）は、床スラブの応答特性ｆ１のピーク（固有振動数）Ｐ１と下階室の空間の応答特性ｆ２のピーク（固有振動数）Ｐ２とが近接している場合の床スラブの応答特性ｆ１、下階室の応答特性ｆ２、両者を合わせた応答特性ｆｔを示したグラフであり、図３（ｂ）は、本発明の床衝撃音改善工法により、床スラブの応答特性ｆ１のピークＰ１と下階室の空間の応答特性ｆ２のピークＰ２とを近接しないように構成した場合の床スラブの応答特性ｆ１、下階室の応答特性ｆ２、両者を合わせた応答特性ｆｔを示したグラフである。
図３（ａ）に示すように、床スラブの応答特性ｆ１のピークＰ１と下階室の空間の応答特性ｆ２のピークＰ２とが近接している場合は、両者を合わせた応答特性のピークＰｔが大きくなるが、図３（ｂ）に示すように、床スラブの応答特性ｆ１のピークＰ１と下階室の空間の応答特性ｆ２のピークＰ２とが近接しないように構成された床構造では、両者を合わせた応答特性のピークＰｔ１及びＰｔ２は、図３（ａ）に示されたピークＰｔに比べて小さくなる。したがって、床スラブに静的荷重を載荷して、固有振動数を他の伝播系の固有振動数とずらすことで、床衝撃音の低減化が可能となる。
【００３２】
［第２の実施の形態］
図４（ａ）は、第２の実施の形態（以下「第２実施形態」という場合がある）にかかる床衝撃音改善工法による床構造１’を示した断面図であり、床スラブ１０に下から静的載荷部材３０’により静的荷重Ｐが付加されている。
【００３３】
第２実施形態の床構造１’は、下階室３に天井仕上げ材２５が設置される場合において、該天井仕上げ材２５と床スラブ１０との間に形成された空間４’に静的載荷部材３０’を設置する構成である。
【００３４】
当該静的載荷部材３０’は、張弦材３１と束柱３２とから構成されており、床スラブ１０の定常振動の腹となる位置に柱状の部材からなる束柱３２の上端を当接させて、束柱３２の下端には張弦材３１の中央部分が当接されている。
第２実施形態では、張弦材３１の両端部を床スラブ１０’周囲の梁１１の側面に固定している。張弦材３１は、両梁１１，１１の間隔と略同じ長さを有しており、梁１１，１１に固定した状態で水平をなしている。また、束柱３２の高さは床スラブ１０の下端からは張弦材３１までの離間距離ｄよりも長いため、所定の位置に束柱３２を設置すると、張弦材３１は下向きにしなり、その反力により床スラブ１０に鉛直方向の静的荷重Ｐが付加される。また、張弦材３１及び束柱３２を構成する材料や形状は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、張弦材３１の固定は、梁１１に限定されるものではなく、床スラブ１０の端部等に固定してもよい。
【００３５】
なお、張弦材３１の固定箇所は、床スラブ１０の振動の腹の位置から離れた位置とするのが望ましい。また、予め張弦材３１により床スラブ１０へ静的荷重Ｐを付加することが予定されている場合は、予め床スラブ１０又は梁１１に張弦材３１のさや管を設置しておけば張弦材３１の設置が容易となり好適である。なお、床スラブ１０への静的荷重Ｐの調節は、張弦材３１の長さあるいは束柱３２の高さを調節することにより可能である。また、天井仕上げ材２５に開口部２６が形成されていれば、張弦材３１及び束柱３２の寸法を調節することが容易となり好適である。
【００３６】
ここで、床スラブ１０等の伝播系の固有振動数や床スラブ１０の振動の腹の位置等の測定方法は、第１実施形態で記載した方法と同様なため、詳細な説明は省略する。
また、第２実施形態の床構造１’による作用効果は、第１実施形態で記載した作用効果と同様なため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
図４（ｂ）は、第２実施形態の張弦材３１と束柱３２とを利用した床構造１’の変形例として、床スラブの上方から静的荷重Ｐを載荷した構成を示した断面図である。同図では、張弦材３１と束柱３２からなる静的載荷部材３０’を、乾式二重床の床スラブ１０と床仕上げ材２０との間に形成された空間４に配設した床構造１”を示している。なお、当該床構造１”の作用効果や設置方法等は、第１実施形態及び第２実施形態で記載した内容と同様なため、詳細な説明は省略するが、張弦材３１の両端は、床スラブ１０の上面に固定されている。
【００３８】
以上、本発明について、好適な実施の形態の例を説明したが、本発明は前記実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
【００３９】
例えば、前記各実施の形態では床スラブが鉄筋コンクリートにより構成されるものとしたが、床スラブを形成する材質が限定されるものではないことはいうまでもない。
また、床スラブへ静的荷重を付加する構成は、前記の各実施の形態に示された構成に限定されるものではなく、例えば、床スラブの振動の腹となる位置に下階室の間仕切壁を設置することにより床スラブへ静的荷重を付加してもよい。この場合において、間仕切壁には、予め床スラブの振動制御を行うことが可能な強度や仕組みを有する支持部材を有していることが必要である。また、床スラブへの静的載荷は、前記支持部材の長さを調節することにより行う。
【００４０】
また、第１実施形態において鋼板を接着剤により固定するものとしたがこれに限定されるものではなく、例えばボルト等により螺合する構成としてもよい。
また、第１実施形態の錘材として鉄板を使用するものとしたが、これに限定されるものではなく、例えば鉄球を使用する構成としてもよい。
【００４１】
また、第２実施形態の静的載荷部材として、張弦材と束柱とを組み合わせたものを使用するものとしたが、予め張弦材の中央付近に突出部が形成されており、この突出部により床スラブの所定の位置に静的載荷を付加するものを使用してもよく、その構成は適宜設定すればよい。
また、束柱の形状、材質、構成等は図示のものに限定されるものではなく、例えば、束柱として、伸縮機能を有した部材や、バネ状の部材を使用することにより、束柱により、床スラブに付加する静的荷重を調節する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】第１の実施の形態の床衝撃音改善工法による床構造を示す断面図である。
【図２】振動の腹の説明図であり、（ａ）は一次振動時、（ｂ）は二次振動時を示す。
【図３】本発明の床衝撃音改善工法による床衝撃音の低減化の実証実験を行った結果を示すグラフであり、（ａ）は通常の床構造、（ｂ）は本発明の床衝撃音改善工法により構築された床構造である。
【図４】第２の実施の形態の床衝撃音改善工法による床構造を示す断面図であり、（ａ）は床スラブに下から静的荷重が付加されている状態を示し、（ｂ）はその変形例を示している。
【符号の説明】
【００４３】
１      床構造
２      上階室
３      下階室
１０    床スラブ
３０    錘材（静的載荷部材）
３１    張弦材
３２    束柱
【図１】
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【図２】
2005325575.tif 000004
【図３】
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【図４】
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