JP3898528B2

JP3898528B2 - 遮音床構造

Info

Publication number: JP3898528B2
Application number: JP2002046637A
Authority: JP
Inventors: 俊哉鬼塚
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-02-22
Filing date: 2002-02-22
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2022-02-22
Also published as: JP2003247294A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の階を有する建物、特にユニット建物に適した遮音床構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の遮音床構造としては、例えば、特開平６−３０６９８９号公報や、特開平１１−２２８６号公報や、特開２００１−６５０９９号公報等に記載されたものが知られている。
【０００３】
このうち、特開平６−３０６９８９号公報では、四角枠状に組まれた芯材の上面に床面材を貼設して床パネルを構成すると共に、この床パネルの下面に天井材を取付け、更に、隣接する上記芯材間に直交方向へ延びるブロッキング材を架設すると共に、天井材の下面で且つブロッキング材に対応する位置に防振補強合板を取付けるようにしている。
【０００４】
また、特開平１１−２２８６号公報および特開２００１−６５０９９号公報では、床小梁の下部または対向する床小梁間に粘性マスダンパーを取付けるようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平６−３０６９８９号公報のものでは、ブロッキング材や防振補強合板には減衰性が無いため、歩行のような重量音の対策としては不十分である。また、床パネルの下面に直接天井材を取付けているので、固体伝播音に対する防振効果が悪化するという問題があった。
【０００６】
また、特開平１１−２２８６号公報および特開２００１−６５０９９号公報のものでは、床小梁の下部または対向する床小梁間に粘性マスダンパーを取付けるようにしているので、高価な粘性マスダンパーが多数必要になるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記の問題点を解消し、単純な構造で減衰性を高めることのできる遮音床構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明では、桁床大梁と妻床大梁とを略矩形状に組合せて床フレームを構成し、該床フレームの対向する桁床大梁間に複数本の床小梁を架設し、床振動を直接受振可能な棒状のスタッドと、該スタッドが軸線方向へ移動自在に貫通配置されると共に内部に高粘性を有するダンピングオイルを封入されたケースと、該ケースおよびスタッドの貫通部間を封止する弾性封止材と、ダンピングオイル中に位置決めされてスタッドのケース内側端に一体に取付けられたダンピングプレートと、前記ケースに取付けられたアジャスティングマスとを備えた粘性マスダンパーを設け、前記桁床大梁に、前記スタッドのケース外側端を取付ボルトを用いて取付けた遮音床構造を特徴としている。
【００１１】
このように構成された遮音床構造の発明によれば、桁床大梁や妻床大梁等（以下、桁床大梁等という）が振動すると、桁床大梁に取付けられた粘性マスダンパーがその振動を吸収する。これによって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。上記したように、粘性マスダンパーでは、桁床大梁等が振動すると、ダンピングプレートとダンピングオイルとの間に変位が生じ、熱損失が発生する。よって、桁床大梁等の振動エネルギーがダンピングオイルの熱エネルギーとして変換され、結果として、桁床大梁等の振動が減衰する。
【００１２】
請求項２に記載された発明では、隣接する床小梁間に、共振板ダンパーを設けた請求項１記載の遮音床構造を特徴としている。
【００１３】
このように構成された遮音床構造の発明によれば、床小梁が振動すると、隣接する床小梁間に設置された共振板ダンパーが、床振動に共振して、その振動を吸収する。よって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。また、この共振板ダンパーは構造が単純であるため、粘性マスダンパーと比較して安価なものとすることができる。そして、粘性マスダンパーに共振板ダンパーを組合せることにより、粘性マスダンパーのみで構成するよりも、安価なものとすることができる。
【００１４】
請求項３及び４に記載された発明では、粘性マスダンパー、共振板ダンパーのいずれかを、ユニット建物の床フレームにおける振動モードの腹位置に取付けた遮音床構造を特徴としている。
【００１５】
このように構成された遮音床構造の発明によれば、粘性マスダンパー、共振板ダンパーをユニット建物に適用することができる。ユニット建物では、構造上、床構造と天井構造が分離しているので、固体伝播音を低減することができる。また、ユニット建物の組立工場で各ダンパーを組込むことができる。そして、床の歩行振動モードの腹位置および重量衝撃の振動モードの腹位置に各ダンパーを設けることにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低減することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態１】
以下、本発明の具体的な実施の形態１について、図示例と共に説明する。
【００１７】
図１〜図４は、この発明の実施の形態１を示すものである。
【００１８】
まず、図１により、この実施の形態１を適用する建物１について説明する。この建物１は、複数の階を有している。即ち、基礎２の上に１階部分Ａを形成し、この１階部分Ａの上に２階部分Ｂを形成し、２階部分Ｂの上に屋根パネル３を取付けている。なお、建物１は、３階以上であっても良いことは言うまでもない。
【００１９】
そして、この建物１は、図１では、ユニット建物４とされている。即ち、１階部分Ａは、９個の略箱状の建物ユニット５で構成されており、２階部分Ｂは、９個の略箱状の建物ユニット６で構成されている。
【００２０】
各建物ユニット５，６は、図２に示すように、４本のユニット柱１１と、このユニット柱１１の下端間に４本の床大梁１２，１３（平行な２本の桁床大梁１２（長尺）、および、平行な２本の妻床大梁１３（短尺））を略矩形状に連結して成る床フレーム１４と、ユニット柱１１の上端間に４本の天井大梁１５，１６（平行な２本の桁天井大梁１５（長尺）、および、平行な２本の妻天井大梁１６（短尺））を略矩形状に連結して成る天井フレーム１７とを有する、ボックスラーメン構造のユニットフレーム１８を備えている。なお、ユニット柱１１は矩形断面を呈し、床大梁１２，１３および天井大梁１５，１６は、それぞれ内向きのコ字断面を呈している。
【００２１】
そして、床フレーム１４の対向する桁床大梁１２間には、妻床大梁１３と平行な複数本の床小梁２１が架設され、床小梁２１の上部には桁床大梁１２と平行な複数本の床根太２２が取付けられ、床根太２２の上部には、パーチクルボードなどの床面材２３が貼設されて、床構造２４を構成している。なお、床面材２３は単層であっても、防音シート等を貼設して複層化しても良い。
【００２２】
同様に、天井フレーム１７の対向する桁天井大梁１５間には、妻天井大梁１６と平行な複数本の天井野縁２６が架設され、天井野縁２６の下面には、石膏ボードなどの天井面材２７が貼設されている。また、天井野縁２６の上面には補強板２８が貼設され、この補強板２８の上面には仕切板２９が取付けられ、補強板２８上面の仕切板２９で仕切られた部分にはロックウールなどの吸音材３０が取付けられている。以上により、天井構造３１が構成されている。
【００２３】
このように、ユニット建物４では、床構造２４と天井構造３１とを別個独立に有しているので、下階の建物ユニット５の上に上階の建物ユニット６を載置した状態では、床構造２４と天井構造３１とが相互に分離配置されることとなる。
【００２４】
なお、建物ユニット５，６には上記した標準タイプのものの他に、各種の変形タイプも存在するが、以下、そのような変形タイプのものも含まれるものとする。
【００２５】
この実施の形態１では、図３、図４に示すように、上記の建物１における下階の建物ユニット５または上階の建物ユニット６の床構造２４に対し、隣接する床小梁２１間に重錘機能を有する鋼板３５を架設する。そして、鋼板３５と床小梁２１との接触面間に粘性ゴムなどの粘性材３６を介装する。更に、床小梁２１と粘性材３６との間、および、粘性材３６と鋼板３５との間を接着剤で固着して鋼板ダンパー３８，３９を構成する。
【００２６】
この重錘機能を有する鋼板３５は、それぞれ自体振動しないような適度な剛性があれば、納まり上に問題のない範囲内で、形状などは任意とすることができる。また、鋼板３５は重いほど効果があるので、可搬性や施工性や床小梁２１の耐荷重能力に支障のない限りなるべく重いものを選択するのが良い。但し、鋼板３５の重さに応じて粘性材３６の減衰特性を最適調整する必要がある。
【００２７】
この最適調整は以下のようにする。即ち、予め、鋼板ダンパー３８，３９を取付ける床（床構造２４）の等価質量と、床の固有周波数とを求めておき、鋼板ダンパー３８，３９における鋼板３５と粘性材３６との重量比を調整して振動振幅比を変えて行き、床の固有周波数と一致するように減衰特性を調整する。
【００２８】
より具体的には、例えば、鋼板３５の重さを３０ｋｇとする場合には、減衰比が略０．３〜０．６程度の範囲となるように調整するのが望ましい。
【００２９】
そして、この鋼板ダンパー３８，３９を、ユニット建物４の床フレーム１４における振動モード４０，４１の腹位置４２，４３に取付ける。特に、床の歩行振動モード４０，４１の腹位置４２，４３および重量衝撃の振動モード４０，４１の腹位置４２，４３に取付けるのが好ましい。
【００３０】
そのために、予め、床の振動モード４０，４１を求めておく。そして、床の歩行振動モード４０の腹位置４２として、床フレーム１４の桁方向の略中央位置に、鋼板ダンパー３８を１箇所取付けるようにする。また、重量衝撃の振動モード４１の腹位置４３として、床フレーム１４の桁方向の略中央位置を除いた桁方向の略４等分点の位置に、鋼板ダンパー３９を１箇所ずつ、合計２箇所取付けるようにする。即ち、鋼板ダンパー３８，３９は、合計、３箇所設けるようにする。ここで、鋼板ダンパー３８には、鋼板ダンパー３９よりも大型のものが使われるようにする。また、鋼板ダンパー３８，３９は、妻方向に対しては、それぞれ中間位置に取付けるようにする。
【００３１】
次に、この実施の形態１の作用について説明する。
【００３２】
床小梁２１が振動すると、隣接する床小梁２１間に設置された鋼板ダンパー３８，３９が、以下のようにして、その振動を吸収する。これによって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。また、この鋼板ダンパー３８，３９は構造が単純であるため、粘性マスダンパーと比較して安価なものとすることができる。
【００３３】
そして、上記したように、鋼板ダンパー３８，３９では、床小梁２１が振動すると、粘性材３６に変形が生じ熱損失が発生する。よって、床小梁２１の振動エネルギーが粘性材３６の熱エネルギーとして変換され、結果として、床小梁２１の振動が減衰する。
【００３４】
また、上記鋼板ダンパー３８，３９は、一般の建物１やユニット建物４に適用することができる。特に、ユニット建物４では、構造上、床構造２４と天井構造３１とが分離しているので、固体伝播音を低減することができる。また、ユニット建物４の組立工場で鋼板ダンパー３８，３９を組込むことができる。
【００３５】
そして、床の歩行振動モード４０の腹位置４２に大型の鋼板ダンパー３８を設け、重量衝撃の振動モード４１の腹位置４３に小型の鋼板ダンパー３９を設けることにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低減することができる。
【００３６】
【発明の実施の形態２】
図５〜図１０は、この発明の実施の形態２を示すものである。なお、この実施の形態２を適用する建物１については、実施の形態１と同様なので、説明を省略する。
【００３７】
この実施の形態２のものでは、床振動を直接受振可能な略上下方向へ延びる棒状のスタッド４５と、このスタッド４５が軸線方向（上下方向）へ移動自在に貫通配置されると共に内部に高粘性を有するシリコンオイル等のダンピングオイル４６を封入された鉄製容器などのケース４７と、ケース４７およびスタッド４５の貫通部（即ち、ケース４７上面の開口およびスタッド４５中間部外周）間を封止する硬質ゴムや弾性ゴムなどの弾性封止材４８と、ダンピングオイル４６中に浸漬、位置決めされてスタッド４５のケース内側端（下端）に一体に取付けられたダンピングプレート４９と、ケース４７に取付けられたコンクリート等のアジャスティングマス５０とを備えた粘性マスダンパー５１を設ける。
【００３８】
そして、コ字断面の桁床大梁１２内に納まるように粘性マスダンパー５１を配置し、桁床大梁１２の上フランジ５２に、スタッド４５のケース外側端（上端）を貫通させ、上フランジ５２から上方に突出したスタッド４５上端に取付ボルト５３を螺着するなどして、桁床大梁１２に粘性マスダンパー５１を取付ける。
【００３９】
更に、隣接する床小梁２１間に、一対の架材５５を掛け渡し、この一対の架材５５間に共振板ダンパー５６を設ける。この共振板ダンパー５６は、図９に示すように、一対の架材５５の下端部間に接続した板材５７と、この板材５７の上部に載置・固定された重錘５８とを備えている。この板材５７は、両端における架材５５との取付位置を振動の節とし、中央部を腹として、上下に曲げ変形による振動を行い得るようになっている。この板材５７にはパーチクルボードなどの適切な粘性および弾性を有するものが選択される。また、重錘５８には、振動吸収に最適な重さのものが選択される。
【００４０】
そして、この粘性マスダンパー５１および共振板ダンパー５６を、ユニット建物４の床フレーム１４における振動モード４０，４１の腹位置４２，４３に取付ける。特に、床の歩行振動モード４０，４１の腹位置４２，４３および重量衝撃の振動モード４０，４１の腹位置４２，４３に取付けるのが好ましい。
【００４１】
そのために、予め、床の振動モード４０，４１を求めておく。そして、床の歩行振動モード４０の腹位置４２として、桁床大梁１２の桁方向の略中央位置に、粘性マスダンパー５１を１箇所取付けるようにする。また、重量衝撃の振動モード４１の腹位置４３として、床フレーム１４の桁方向の略中央位置を除いた桁方向の略４等分点の位置に、共振板ダンパー５６を２箇所ずつ、合計４箇所取付けるようにする。なお、共振板ダンパー５６は、妻方向に対しては、それぞれ中間位置に取付けるようにする。
【００４２】
次に、この実施の形態２の作用について説明する。
【００４３】
桁床大梁１２や妻床大梁１３等（以下、桁床大梁１２等という）が振動すると、桁床大梁１２に取付けられた粘性マスダンパー５１がその振動を吸収する。よって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。
【００４４】
また、上記したように、粘性マスダンパー５１では、桁床大梁１２等が振動すると、図８に示すように、ダンピングプレート４９とダンピングオイル４６との間に上下の変位が生じ、この時のダンピングオイル４６の抵抗力Ｆによって熱損失が発生する。よって、桁床大梁１２等の振動エネルギーがダンピングオイル４６の熱エネルギーとして変換され、結果として、桁床大梁１２等の振動が減衰する。
【００４５】
一方、床小梁２１が振動すると、図１０に示すように、隣接する床小梁２１間に掛け渡された一対の架材５５間に設置された共振板ダンパー５６の板材５７が、床振動に共振して、その振動を吸収する。よって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。また、この共振板ダンパー５６は構造が単純であるため、粘性マスダンパー５１と比較して安価なものとすることができる。
【００４６】
そして、上記した粘性マスダンパー５１に共振板ダンパー５６を組合せることにより、粘性マスダンパー５１のみで構成するよりも、安価なものとすることができる。
【００４７】
更に、上記粘性マスダンパー５１、共振板ダンパー５６は、一般の建物１やユニット建物４に適用することができる。特に、ユニット建物４では、構造上、床構造２４と天井構造３１とが分離しているので、固体伝播音を低減することができる。また、ユニット建物４の組立工場で粘性マスダンパー５１、共振板ダンパー５６を組込むことができる。
【００４８】
そして、床の歩行振動モード４０の腹位置４２に粘性マスダンパー５１を設け、重量衝撃の振動モード４１の腹位置４３に共振板ダンパー５６を設けることにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低減することができる。
【００４９】
上記以外の部分については、上記実施の形態と同様の構成を備えており、同様の作用・効果を得ることができる。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明してきたように、床小梁が振動すると、隣接する床小梁間に設置された鋼板ダンパーが、以下のようにして、その振動を吸収する。これによって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。また、この鋼板ダンパーは構造が単純であるため、粘性マスダンパーと比較して安価なものとすることができる。上記したように、鋼板ダンパーでは、床小梁が振動すると、粘性材に変形が生じ熱損失が発生する。よって、床小梁の振動エネルギーが粘性材の熱エネルギーとして変換され、結果として、床小梁の振動が減衰する。
【００５１】
また、桁床大梁や妻床大梁等（以下、桁床大梁等という）が振動すると、桁床大梁に取付けられた粘性マスダンパーがその振動を吸収する。これによって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。上記したように、粘性マスダンパーでは、桁床大梁等が振動すると、ダンピングプレートとダンピングオイルとの間に変位が生じ、熱損失が発生する。よって、桁床大梁等の振動エネルギーがダンピングオイルの熱エネルギーとして変換され、結果として、桁床大梁等の振動が減衰する。
【００５２】
そして、床小梁が振動すると、隣接する床小梁間に設置された共振板ダンパーが、床振動に共振して、その振動を吸収する。よって、床振動の減衰性が高くなり、重量音を抑えることができるようになる。また、この共振板ダンパーは構造が単純であるため、粘性マスダンパーと比較して安価なものとすることができる。そして、請求項２の粘性マスダンパーに請求項３の共振板ダンパーを組合せることにより、粘性マスダンパーのみで構成するよりも、安価なものとすることができる。
【００５３】
さらに、粘性マスダンパー、共振板ダンパーをユニット建物に適用することができる。ユニット建物では、構造上、床構造と天井構造が分離しているので、固体伝播音を低減することができる。また、ユニット建物の組立工場で各ダンパーを組込むことができる。そして、床の歩行振動モードの腹位置および重量衝撃の振動モードの腹位置に各ダンパーを設けることにより、最小限の個数で効率良く振動振幅を低減することができる、という実用上有益な効果を発揮し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用する建物の斜視図である。
【図２】図１の建物ユニットの一部破断した斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１にかかる床フレームの平面図である。
【図４】図３の部分拡大斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態２にかかる床フレームの平面図である。
【図６】図５の部分拡大斜視図である。
【図７】図５の縦断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は粘性マスダンパーの作動原理図である。
【図９】共振板ダンパーの斜視図である。
【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は共振板ダンパーの作動原理図である。
【符号の説明】
４ユニット建物
１２桁床大梁
１３妻床大梁
１４床フレーム
２１床小梁
３５重錘機能を有する鋼板
３６粘性材
３８鋼板ダンパー
３９鋼板ダンパー
４０振動モード
４１振動モード
４２腹位置
４３腹位置
４５スタッド
４６ダンピングオイル
４７ケース
４８弾性封止材
４９ダンピングプレート
５０アジャスティングマス
５１粘性マスダンパー
５３取付ボルト
５６共振板ダンパー

Claims

桁床大梁と妻床大梁とを略矩形状に組合せて建物ユニットの床フレームを構成し、該床フレームの対向する桁床大梁間に複数本の床小梁を架設し、
床振動を直接受振可能な棒状のスタッドと、該スタッドが軸線方向へ移動自在に貫通配置されると共に内部に高粘性を有するダンピングオイルを封入されたケースと、該ケースおよびスタッドの貫通部間を封止する弾性封止材と、ダンピングオイル中に位置決めされてスタッドのケース内側端に一体に取付けられたダンピングプレートと、前記ケースに取付けられたアジャスティングマスとを備えた粘性マスダンパーを設け、
前記桁床大梁に、前記スタッドのケース外側端を取付ボルトを用いて取付けたことを特徴とする遮音床構造。
隣接する床小梁間に、共振板ダンパーを設けたことを特徴とする請求項１記載の遮音床構造。
前記粘性マスダンパーを、ユニット建物の床フレームにおける振動モードの腹位置に取付けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の遮音床構造。
前記共振板ダンパーを、ユニット建物の床フレームにおける振動モードの腹位置に取付けたことを特徴とする請求項２に記載の遮音床構造。