JPH06123168A - 二重床制振装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】地震時等の上下方向振動を、二重床の利便性を
出来る限り損なわず、簡易かつ安価に低減する、二重床
制振装置を提供する。 【構成】建物床スラブ３上に複数の二重床支柱４を立設
し、当該二重床支柱４群の隣接上端間に亙り架け渡すよ
うに床パネル５を載置敷き詰める構造の二重床構造にお
いて、二重床支柱４に上端部を固定した弾性体１１ａ下
端部に一体に上下振動自在に取付けると付加質量１１ｂ
の取付け具合により吸収する固有振動数を調整自在な上
下方向動吸振機構１１を複数の前記二重床支柱４群に分
散して上下摺動自在に貫挿懸架、地震時等の前記建物床
スラブ３の卓越振動数と前記複数の二重床支柱４群に取
り付けられた上下方向動吸振機構１１の合成された吸収
固有振動数が同調するよう構成することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、情報処理装置や半導体
製造装置等の設置室の構築に供せられる二重床（一般に
フリーアクセス床と称する）において、床スラブに発生
する地震時等の上下方向振動を低減する二重床制振装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の、二重床を図面につき説
明する。図４は建物の模式図である。１は建物、２は床
スラブである。図４において、建物１の床スラブ２に
は、地震時に地震動Ｍにより上下方向振動Ｎが発生す
る。特に、長スパン構造の床スラブ２においては、図４
中の破線で示すように、この振動が大きくなりがちであ
る。なお、建物１及び床スラブ２においては、通常時で
も、周辺道路交通や回転機構を有する機械等により、上
下振動Ｎが随時発生している。

【０００３】電子計算機や半導体製造機器等は、空調設
備や、配線・配管に対する利便性確保の観点から、通
常、二重床上に設置されるが、これらの機器等をこうし
た地震時等の振動による機能障害から保護するため、二
重床上の振動を低減させる免震床（あるいは防振床）と
呼ばれる二重床が考えられている。

【０００４】一般的な二重床の構造を図５に示す。図
中、３は建物床スラブ、４は二重床支柱、５は床パネル
である。一般的に二重床は、図５に示すように、建物床
スラブ３の上に複数の二重床支柱４を等間隔立設し、当
該二重床支柱４の隣接上端間に亙り架け渡すように床パ
ネル５を載置敷き詰める構造であり、フリーアクセス床
と呼ばれる。

【０００５】次に、一般に免震床と呼ばれる構造を図６
に示す。図中、６は振動を低減させる弾性体である。免
震床は、図６に示すように、二重床において建物床スラ
ブ３と二重床支柱４群との間に、地震時等に建物床スラ
ブ３から二重床支柱４群に伝達される上下方向震動を低
減させる弾性体６群、例えば、ばねやショックアブソー
バ等の減衰手段を介在させるものである。この場合、二
重床支柱４群より上部を構造的に安定させるため、通
常、弾性体６群の上に、格子梁等の構造体７を敷設す
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図６に示す免震床にお
いては、建物床スラブ３と床パネル５との間に振動の伝
達を低減させる材料を挿入し、建物床スラブ３に発生す
る振動を、床パネル５に伝達させないようにする点に特
徴があるが、弾性体６群の挿入により二重床高さが高く
なり、また、格子梁等の構造体７を設けるなど、一般に
構造が複雑で高価なものとなるという問題点が存在す
る。

【０００７】一方、動吸振機構とよばれる手段が存在す
る。動吸振機構とは、構造物に発生している振動を低減
させる手段として、図７のように構造物８に弾性体９を
介して付加質量１０を取付け、その固有振動数を構造物
８に発生している振動数と大略同じとなるよう設定する
ことにより、付加質量１０に構造物８の振動を打ち消す
振動を発生させて構造物８自体の振動を低減させる手段
である。

【０００８】建物床スラブ３の上下方向振動に対してこ
の方法を用いると、動吸振機構を構造物８の代わりに建
物床スラブ３に設置して当該建物床スラブ３の上下振動
を低減させる一方で、通常のフリーアクセス床を併設す
ることが考えられる。しかし、このように動吸振機構と
フリーアクセス床を別々に併設すると、動吸振機構が邪
魔になって二重床のもつ空調や配線・配管のための利便
性を損なう恐れがある。

【０００９】また、それを避けるため、動吸振機構を建
物床スラブ３下に吊り下げることも考えられるが、一般
に足場が悪く、保守性が劣るという問題点が存在する。
さらに、周辺道路交通や回転機構を有する機械等により
建物床スラブ３上に発生する上下振動Ｎでは、励起され
る振動数が限定されており、動吸振機構もその振動数域
のみを対象とすればよいが、地震を対象とする場合には
ランダム性の強い地震波のため幅広い振動数域を対象と
する必要がある。

【００１０】すなわち、地震時には、建物床スラブ３に
は複数の卓越した振動数成分を持つ振動が発生し、この
振動を適切な効果を持って低減するには複数の動吸振機
構を設置する必要がある。このため、地震による振動を
低減しようとする場合には、動吸振機構とフリーアクセ
ス床を別々に設置することの問題点はますます大きなも
のとなってくる。

【００１１】ここにおいて本発明は、二重床上に生じる
地震時等の上下方向振動を、二重床の利便性を出来る限
り損なわず、簡易かつ安価に低減することを特徴とした
二重床制振装置を提供せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題の解決は、本発
明が次に列挙する新規な特徴的構成手段を採用すること
により達成される。すなわち、本発明の第１の特徴は、
建物床スラブ上に複数の二重床支柱を立設し、当該二重
床支柱群の隣接上端間に亙り架け渡すように床パネルを
載置敷き詰める構造の二重床構造において、前記二重床
支柱に上端部を固定した弾性体下端部に一体上下揺動自
在に取付ける付加質量の取付け具合により吸収する固有
振動数を調整自在な上下方向動吸振機構を複数の前記二
重床支柱に分散して上下摺動自在に貫挿取り付け、地震
時等の前記建物床スラブの卓越振動数と前記上下方向動
吸振機構の合成された吸収固有振動数が同調するよう構
成してなる二重床制振装置である。

【００１３】本発明の第２の特徴は、前記第１の特徴に
おける上下方向動吸振機構が、付加質量と二重床支柱と
の間に減衰機構を組み込んでなる二重床制振装置であ
る。

【００１４】本発明の第３の特徴は、前記第１又は第２
の特徴における、前記上下方向動吸振機構の弾性体が、
減衰機能を有する弾性体を用いてなる二重床制振装置で
ある。

【００１５】

【作用】本発明は、前記のように構成するので、二重床
に発生する上下方向振動は建物スラブごと低減される。
この場合、周辺道路交通や回転機構を有する機械等によ
り床スラブに発生する上下方向振動では、床スラブに励
起される振動数が限定される。このため、動吸振機構
も、その励起されている振動数のみを対象とすれば良
い。

【００１６】図３（ａ）の破線は、そのようなケースの
床振動波形のフーリエ・スペクトルの様子を示すグラフ
であり、公知のごとく動吸振機構の吸収固有振動数をそ
のスペクトル・ピークに同調させることにより図３
（ａ）の実線に示す如く振動は低減できる。しかしなが
ら、地震時にはランダム性の強い波動（＝地震波）のた
め二重床及び床スラブには複数の卓越した振動数をもつ
振動が生じ、床振動波形のフーリエ・スペクトルは図３
（ｂ）の破線に示すようにピークが複数あるいは不明確
な複雑な様相を呈する。

【００１７】このため、動吸振機構は幅広い振動数域を
対象とする必要があり、一方では動吸振機構は前記の通
り特定の振動数成分しか低減できないため、本発明にお
いては、二重床を構成している複数の二重床支柱に吸収
固有振動数の調節可能な動吸振機構を分散させて設置し
た。

【００１８】すなわち、分散させた動吸振機構のそれぞ
れの吸収する固有振動数を想定される地震時の床振動ス
ペクトルの複数のピークの部分へ適切に分散させて設定
することにより、二重床及び床スラブの地震時卓越振動
数と動吸振機構の合成された固有振動数が同調すること
になるため、図３（ｂ）の実線に示す如く地震時に二重
床に発生する上下方向振動を効率よく低減することが可
能である。

【００１９】

【実施例】本発明の実施例を図面につき説明する。図１
は本実施例の二重床制振装置をとりつけた二重床の斜視
図、図２は動吸振動構を取り付けた１本の二重床支柱の
正面図である。図中、Ａは本実施例の二重床制振装置、
１１は動吸振機構、１１ａは弾性体、１１ｂは付加質
量、１２は引張りコイルばね、１３は鈑１３ａの重合枚
数を調節自在な重錘、１４，１５は円筒形上下ばねホル
ダー、１６は受支え支柱ヘッド、１７は溶植ボルト、１
８は袋止めナット、１９は高さ調整自在な支持ベース台
盤、２０は重錘吊ボルト、２１は格子床梁である。な
お、前記従来例と同一の部材には同一の符号を付した。

【００２０】本実施例の二重床制振装置Ａの仕様はこの
ような具体的実施態様を呈するが、以下にさらにその詳
細な態様を説明する。二重床制振装置Ａは、建物床スラ
ブ３，二重床支柱４，床パネル５、格子床梁２１からな
る二重床に対して、弾性体１１ａ及び付加質量１１ｂと
からなる動吸振機構１１を、所望の複数の二重床支柱４
のそれぞれに取り付けて構成する。

【００２１】動吸振機構１１は、二重床支柱４上部に貫
挿固定した上ばねホルダー１４に上端を巻付け固着して
二重床支柱４に巻挿取り付けた引張りコイルばね１２の
弾性体１１ａと、引張コイルばね１２下端を下ばねホル
ダー１５に巻付け固着し、下ばねホルダー１５下端に二
重床支柱４下部を摺動自在に貫挿して適宜枚数の鈑１３
ａを重合した重錘１３を貫通した重錘吊ボルト２０で懸
架する付加質量１１ｂの二つの部材により構成する。

【００２２】ここで、動吸振機構１１の固有振動数を調
節可能とするため、引張りコイルばね１２の剛性が可変
自在と出来るよう、ばねの振動有効長さを上下ばねホル
ダー１４及び１５への巻付け取付位置の変更により可変
可能としてある。また、付加質量１１ｂも調節できるよ
う、重錘１３は複数枚の鈑１３ａに分割できるように構
成している。更に、下ばねホルダー１５と二重床支柱４
との間には、摩擦減衰機構を組み込むことにより動吸振
機構１１の減衰特性を調節できるようにして制振能力を
高めることを可能としている。

【００２３】なお、引張りコイルばね１２は上下方向に
バネ特性を有する弾性体であれば何でもよいが、固有振
動数を調節できることが必須の条件である。また、弾性
体として減衰機能を有する粘弾性体を用いることにより
減衰特性を付加して、制振能力を高めても良い。

【００２４】このような動吸振機構１１を複数の二重床
支柱４に分散させて設置し、地震時に想定される建物床
スラブ３の卓越振動数領域に、分散された動吸振機構１
１の合成した固有振動数が同調するよう、それぞれの固
有振動数を適切に調節することにより二重床制振装置Ａ
を構成する。そうすることにより、地震時に建物床スラ
ブ３に生じる上下方向振動に対して動吸振機構１１が構
成される結果となるため、建物床スラブ３の上下振動の
低減効果が生じ、これによりその上部に構築される二重
床も同時に振動が低減される。

【００２５】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、二重床
の支柱自体が動吸振機構を構成するため、二重床上に生
じる地震時等の上下振動を、二重床の利便性を損なわ
ず、簡易且つ安価に、建物床スラブの振動ごと軽減でき
るという優位性を発揮する。このため、二重床上の電子
計算機や半導体製造機器等を、地震等の振動による機能
障害から保護するために有用であり、特に上下方向振動
の大きくなりがちな長スパン構造の床スラブに対しては
極めて有効である等、優れた効用性、有用性を発揮す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の二重床制振装置をとりつけた
二重床の斜視図である。

【図２】同上、動吸振機構を取り付けた１本の二重床支
柱の正面図である。

【図３】床振動波形のフーリエ・スペクトラムの様子を
示すグラフであり、（ａ）の破線は周辺道路交通や回転
機構を有する機械による波動の様子，実線は低減された
波動の様子、（ｂ）の破線は地震時等の波動の様子，実
線は低減された波動の様子を示すグラフである。

【図４】建物の模式断面図である。

【図５】従来の技術による二重床の縦断面図である。

【図６】同上、免震床の縦断面図である。

【図７】動吸振機構の原理を説明する模式図である。

【符号の説明】

Ａ…二重床制振装置 １…建物 ２…床スラブ ３…建物床スラブ ４…二重床支柱 ５…床パネル ６，９，１１ａ…弾性体 ７…構造体 ８…構造物 １０，１１ｂ…付加質量 １１…動吸振機構 １２…引張りコイルばね １３…重錘 １３ａ…鈑 １４，１５…上下ばねホルダー １６…受支え支柱ヘッド １７…溶植ボルト １８…袋止めナット １９…支持ベース台盤 ２０…重錘吊ボルト ２１…格子床粱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 赤木 久眞 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 置田 仁 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 関 貴治 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 澤辺 幸夫 東京都台東区秋葉原５番８号 株式会社エ ヌ・ティ・ティ建築総合研究所内 (72)発明者 奥島 武彦 東京都千代田区内幸町１丁目１番１号 株 式会社ナカ技術研究所内 (72)発明者 奥村 隆夫 東京都千代田区内幸町１丁目１番１号 株 式会社ナカ技術研究所内 (72)発明者 庄司 辰夫 東京都千代田区内幸町１丁目１番１号 株 式会社ナカ技術研究所内 (72)発明者 志村 誠二 東京都千代田区内幸町１丁目１番１号 株 式会社ナカ技術研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】建物床スラブ上に複数の二重床支柱を立設
   し、当該二重床支柱群の隣接上端間に亙り架け渡すよう
   に床パネルを載置敷き詰める構造の二重床構造におい
   て、 前記二重床支柱に上端部を固定した弾性体下端部に一体
   上下振動自在に取付ける付加質量の取付け具合により吸
   収する固有振動数を調整自在な上下方向動吸振機構を複
   数の前記二重床支柱群に分散して上下摺動自在に貫挿懸
   架し、 地震時等の前記建物床スラブの卓越振動数と前記複数の
   二重床支柱群に取り付けられた上下方向動吸振機構の合
   成された吸収固有振動数が同調するよう構成してなる二
   重床制振装置。
2. 【請求項２】前記上下方向動吸振機構は、付加質量と二
   重床支柱との間に減衰機構を組み込む事を特徴とする請
   求項１記載の二重床制振装置。
3. 【請求項３】前記上下方向動吸振機構の弾性体は、減衰
   機能を有する弾性体を用いることを特徴とする請求項１
   又は２記載の二重床制振装置。