JPH0464385B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建築において、建物内居室上下間
（界床）に係わる床衝撃音を軽減させるための装
置を設けた防音床に関する。

〔従来の技術〕

従来、床衝撃音を軽減させる目的で、建物躯体
の床スラブ（以降「スラブ」と省略）の上に防振
支持された浮き床を施工する様々な防音床工法が
試みられており、いずれも軽量衝撃源による中・
高音域の床衝撃音に対しては有効であるが、重量
衝撃源による低音域の床衝撃音にたいしては充分
な効果が得られていない。その原因は、低音域の
床衝撃音が主として重量衝撃源によつて励振され
るスラブの低次の振動モードに起因して発生する
からで、従来の浮き床による防音床工法はこの振
動モードに対してほとんど無効だつたからであ
る。このスラブの振動モードを対象にした床衝撃
音軽減対策としては、従来スラブの剛性を強化す
るため、スラブの厚みを増したり、小梁の数を増
やしたり、あるいは中空スラブやリブ付きスラブ
を用いたりする方法がとられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、これらの方法で有意な効果を得るに
はいずれもスラブ単位面積当り重量のかなりの増
加を伴つた。この重量増加は直ちに建物躯体構造
に影響を及ぼして建物全体の重量増加と費用上昇
を招き、特に事後対策では対処困難な場合が多
い。

本発明は、上述のような問題点を解決すること
を目的としたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、前記の目的を達成するため、スラブ
上の問題となる振動モードの腹の位置に添加荷
重、ばねおよび抵抗の組合せからなる動吸振器を
設置し、その制振作用を応用するようにしたもの
である。

この場合、もしスラブ単体上に動吸振器を設置
すれば、これが邪魔になつて居室の床としての機
能を阻害することになる。また、衝撃加振力が直
接動吸振器の近傍に加わればその制振作用による
効果も少ない。

本発明は、この様な問題点も合わせて解決する
ため、スラブ上に空間をとつて剛性の高いスラブ
周辺部または振動しにくいスラブの振動モードの
節の位置で支持されるようにした上部床を設け、
その床下空間のスラブ上でかつスラブの振動モー
ドの腹の位置に動吸振器を設置するようにした。
なお、この上部床は防振ゴム等を介して防振支持
された浮き床であればさらによい。

〔作用〕

動吸振器をある共振系に添加した場合の制振作
用は、動吸振器がある質点系の共振に対し反共振
するように働き、ある共振系の共振時におけるイ
ンピーダンス低下を抑制するからである。本発明
は、この作用をスラブの振動モードの共振時にお
けるインピーダンス低下を押えるのに応用した。

すなわち、スラブは大局的に無限大インピーダ
ンスに連結された等価質量Ms、等価ばね定数
Ks、等価抵抗Rsの要素からなる直列回路とみな
せるので、そのインピーダンスZsは(1)式の共振
固有振動数fsで極小となる。

fs＝（1/2π）・√ ……(1) 一方、動吸振器はMsに連結された質量Md、ば
ね定数Kd、抵抗Rdの要素からなる並列回路とみ
なせるので、そのインピーダンスZdは(2)式の反
共振固有振動数fdで極大となる。

fd＝（1/2π）・√ ……(2) 従つて、fd＝fsとなるように動吸振器の要素を
調整すれば、動吸振器が設置されたスラブのイン
ピーダンス（Zs＋Zd）は、共振固有振動数fsに
おいてZs＜＜Zs＋Zdとすることができ、結果的
にスラブの振動が押えられ、そのスラブから放射
される音も押えられることになる。

さらに、本発明は動吸振器が居室の床として邪
魔にならないよう、スラブの上に空間をとつて支
持された上部床の床下に設置するようにした。ま
た、上部床の支持点は、上部床にかかる衝撃加振
力がスラブの振動しやすい振動モードの腹の位置
に直接加わらないよう、スラブの周辺部あるいは
振動モードの節の位置に設置するようにしてあ
る。

〔実施例〕

以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細に
説明する。

第１図は本発明を鉄筋コンクリート構造の建物
の浮き床下に応用した例で、１はスラブ、２はス
ラブ１と結合するとともにスラブ１を支える躯体
の梁または壁、３は床下空間６を持つた上部床の
床板で、根太４ａ，４ｂ及び防振ゴム台５によつ
て梁または壁２の近傍で支えられている。ここ
で、根太４ａはスラブ１の両端の支点間を架け渡
すのに充分な長さと剛性を備えていなければなら
ない。根太４ｂは根太４ａ間を結合し補強する部
材である。

この状態で、今、床板３の上を人が飛び跳ねた
りすると、その衝撃加振力９は床板３に加わり、
さらに根太４ａ，４ｂ、防振ゴム台５、床下空間
６を介してスラブ１へ伝わる。この時加振力は一
般に幅広い振動パワースペクトラムを持つている
ため、スラブ１の共振固有振動数fsを励振し、fs
を主成分とする放射音１０を階下に放出して不快
感を与える。

動吸振器はこの放射音１０を軽減させる作用を
持ち、図の添加荷重７と、ばねと抵抗の要素を持
つばね台８によつて構成される。添加荷重７は質
量Mdを提供するもので剛性の高い材料が望まし
く、コンクリートブロツクや鋼材片等が適当であ
る。ばね台８は適当なばね定数Kdと抵抗Rdとを
提供すると共に添加荷重７を支えるもので、防振
ゴム、金属スプリング等の防振台が適当である。
抵抗Rdはクーロン摩擦減衰抵抗体、粘性減衰抵
抗体、構造減衰抵抗体、あるいは各種ダンバー等
で、一般にはばね台８に含まれるが別個に取付け
てもよい。この動吸振器の取付け箇所は、なるべ
くスラブ１の共振固有振動数fsの振動モードの腹
の位置が有効である。

このように動吸振器を取付けることにより、衝
撃加振力９で加振された浮き床の床板３から根太
４ａ，４ｂおよび床下空間６を介してスラブ１へ
伝わる加振力は作用の項で述べた作用によつて制
御されるので、スラブ１より放出される放射音１
０は軽減されたものとなる。

第２図は、実際のスラブによつて確認された動
吸振器の効果を示す１実施例である。

供試体は150×3000×6000mmの矩形鉄筋コンク
リートスラブで、スラブ周辺は建物躯体の梁また
は壁によつて支持されている。

実験に使用した動吸振器は質量Md＝49Kgのも
の４台で、質量Mdはばね定数Kdと抵抗Rdとの
要素からなる防振ゴム台によつて支えられてお
り、それぞれおおむねスラブの中央付近に設置さ
れた。対象とした共振固有振動数fsは約70Hzなの
で、反共振固有振動数fdも約70Hzに調整された。

図において、ａは加振点、受振点ともにスラブ
中央のインピーダンス（駆動点インピーダンス）、
ｂは加振点がスラブ周辺の長辺中央（梁上）、受
振点がスラブ中央のインピーダンス（伝達インピ
ーダンス）の測定結果である。

図にみられるように、動吸振器設置によりいず
れも70Hz付近のインピーダンスの谷がなくなつて
おり、スラブに衝撃加振力が加わつた場合この領
域での床衝撃音が軽減されることを意味してい
る。

〔発明の効果〕

本発明は、スラブとの間に空間を持つ上部床の
床下に動吸振器を設置するのみでスラブに係る振
動を制御し、床衝撃音を軽減させることができ
る。また、動吸振器は床下空間に設置されるの
で、目ざわりになつたり邪魔になつたりすること
がない。

本発明は、単に床衝撃音のみならず、スラブに
伝わる床衝撃加振力以外の外来振動によるスラブ
の振動も制御することができるので、その外来振
動によつて上下の居住者や精密機械等に悪影響を
及ぼす振動や放射音を軽減させることができる。

本発明は、スラブに与える重量増加がおおむね
動吸振器の添加荷重のみなので軽微であり、従来
のスラブの振動制御法のように躯体構造に荷重負
担をかけることがなく、また対象とするスラブの
固有振動数に直接効果的に作用するので、簡単・
低廉かつ高性能である。

本発明における上部床は、その支持部に防振ゴ
ム等を挿入して浮き床とすれば、床衝撃音および
外来振動に対する防音・防振性能をさらに向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例を説明するもので、
ａは一部を割裁した平面図、ｂはａのＡ−A′断
面図、第２図は、本発明の基本的効果を示す実験
結果で、ａは供試体スラブの駆動インピーダンス
のグラフ、ｂは同じく伝達インピーダンスのグラ
フである。 １……スラブ、２……梁または壁、３……上部
床の床板、４ａ……根太（支点間用）、４ｂ……
根太（結合用）、５……防振ゴム台、６……床下
空間、７……添加荷重、８……ばね台、９……衝
撃加振力、１０……放射音。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 建物躯体床スラブの上に空間をとつて、床ス
   ラブの周辺部または床スラブの振動モードの節の
   位置で支持されるようにした上部床を設け、その
   床下空間の床スラブ上でかつ床スラブの振動モー
   ドの腹の位置の近傍に、その固有振動数と整合さ
   せるように調整した、添加荷重、ばねおよび抵抗
   の組合せからなる動吸振器を設置したことを特徴
   とする防音床。