JP5015047B2 - 建築構造物のパネル床構造 - Google Patents

Description

本発明は、建築構造物の床に適用されるパネル床構造に関し、特に遮音性を向上させる際に好適なパネル床構造に関する。

建築構造物の床構造は、一般に大引きや梁等の骨組部材により床板を支持することにより構成される。かかる床板に歩行や作業に伴う衝撃が加わると振動が発生し、その振動が不快音や不快振動を引き起こし、その不快音等が階下に伝搬されて、階下の住人に大きな不快感を与える場合がある。

ここで、一般に、衝撃音とは、人間の通常の歩行音や物の落下音等の軽い衝撃音である軽量床衝撃音と、人が飛び跳ねたとき等に生じる重い衝撃音である重量床衝撃音とがある。このうち、軽量床衝撃音は、床仕上面にカーペット等を敷くことである程度衝撃を吸収することができ、個人レベルで改善することも可能である。しかしながら、これら対策では、重量床衝撃音を十分に吸音することができず、衝撃音を階下に伝えてしまうという問題点があった。

このため、従来においては、この重量床衝撃音を効果的に軽減できる種々の建築遮音構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

この特許文献１における開示技術では、床板に対して梁材が接合され、さらにこの梁材の内部に形成された中空部内に、内外表面をゴム室でコーティングした弾性体の袋体が挿入された床構造が提案されている。この袋体内には、粉粒体が充填されており、これが上述の如きメカニズムに基づき、遮音特性を発揮している。

また、他の建築遮音構造体として、例えば特許文献２に示される開示技術が提案されている。この特許文献２における開示技術では、床板とこれを支持する梁とからなり、この梁の内部に粉粒体が挿入された中空空間が形成され、この粉粒体がＦｅ、ＣａＯ、ＳｉＯ_２を含むことを特徴とする制振床構造が提案されている。これにより、粉粒体の流動性が向上していることから、梁内部に粉粒体を導入するに際して、充填を容易におこなうことが可能となっている。

また、上述したような梁材に遮音機能を発揮させる技術の他に、対向する二枚の板材と、これら板材の間の空間部を複数のセル空間に仕切る仕切板とを有する制振パネルのセル空間内に、ヒステリシスの弾性変形性を有する弾性粉粒体を封入することによって、この制振パネルに遮音機能を発揮させる技術も開示されている（例えば、特許文献３参照。）。

特開２００２−１１５３６３号公報 特開２００６−１１２２１９号公報 特開平１１−２１７８９１号公報

ところで、上述のように、特許文献１や特許文献２に開示された建築遮音構造体は、上階の床材等で生じた振動を、線状部材である梁材の内部に配置された粉粒体等によって低減しつつ、梁材を介して下階に伝達するものである。この場合において、床材の上面側に発生した振動は、床材の下面側、若しくは梁材を介して梁材の下面側に伝達されるものであるため、このような振動を効果的に低減するためには、線状部材である梁材よりも、面状部材である床材に対して遮音性をもたせることにより、床材の下面側、梁材の下面側から伝達される振動を低減させる構成とすることが望ましい。

また、特許文献３に開示された制振パネルは、そのパネルの上に人間や物が乗ったり置かれたりする床材として用いられるものではない。このため、パネル構造そのものが所定の強度、剛性を備え、比較的重量のあるパネル構造内に粉粒体を収容配置した場合においても、同様の遮音性能を有するか不明確であった。即ち、床材として用いられるパネル構造内に粉粒体を封入して、このパネル構造に遮音機能を発揮させる技術は未だ提案されていないのが現状であった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、建築構造物の床材として用いられ、重量床衝撃音に対する遮音性能を向上させることが可能なパネル床構造を提供することにある。

本発明者は、上述した課題を解決するために、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材と、上記上面材及び下面材を連結するとともに、上記上面材及び下面材間の空間を複数の中空空間に仕切るパネル芯材とから中空パネル体が構成され、上記中空空間内に粉粒体が収容され、上記粉粒体の全重量は、上記中空パネル体の全重量に対して０超から２．５倍未満までの範囲の重量の比率とされてなることを特徴とするパネル床構造を発明した。

即ち、請求項１に係る発明は、複数の横架材をグリッド状に組んだ床構造に配設可能なパネル床構造において、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材と、上記上面材及び下面材を連結する又はこれらから連設されるとともに、上記上面材及び下面材間の空間を複数の中空空間に仕切るパネル芯材とから中空パネル体が構成され、上記中空空間内には、粉粒体が収容され、上記中空パネル体は鋼製であり、上記中空空間内に収容されている粉粒体の全重量は、６３Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数帯域の音を低減するために、上記中空パネル体の全重量に対して１．１倍以上から２．５倍未満までの範囲の重量の比率とされてなることを特徴とする。
なお、ここでいう横架材とは、鉄骨造の建築構造物に用いられる大梁や小梁等、または木造建物やスチールハウスに用いられる大引き、梁、根太等に代表される部材のことをいい、建築構造物における水平方向に架け渡される骨組としての部材のことをいう。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の発明において、上記粉粒体は、上記パネル芯材に対して接触されていることを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の発明において、上記粉粒体は、溶融メタルであることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項記載の発明において、上記パネル芯材は、波板又は折板であることを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１〜３の何れか1項記載の発明において、上記中空パネル体を構成する上面材、下面材及びパネル芯材の代替として、垂直又は傾斜して配置される板状のウエブと、上記ウエブの上端部から第１の方向に延長される板状の上フランジと、上記ウエブの下端部から第１の方向と逆方向に延長される板状の下フランジとを有する複数個のパネル用構造材が、各上記上フランジ並びに上記下フランジが略同一平面を形成するように略同一の配向状態をもって隣接配置されて連結されてなる中空パネル体を用い、上記上フランジ、下フランジ並びにウエブによって囲まれてなる中空空間内に上記粉粒体が収容されてなることを特徴とする。

上述の如き構成からなる本願請求項１に係る発明は、中空パネル体１０の中空空間１４内に収容された粉粒体１５によって、パネル床構造１の上階側で生じた振動の一部を低減させて、これによって、パネル床構造１の下階側に伝達される振動を抑制可能としている。

また、本願請求項１に係る発明は、各中空空間１４内に収容される粉粒体１５の全重量が、中空パネル体１０の全重量に対して、多くとも２．５倍の重量の比率となるようにされており、中空パネル体１０内に粉粒体１５を収容させて、パネル床構造１に遮音性をもたせた場合においても、過剰な重量の増加が防止されている。また、粉粒体１５の全重量が、中空パネル体１０の全重量に対して、１．１倍以上から２．５倍未満までの範囲の重量の比率であれば、粉粒体１５の重量比が増えるにつれて、音圧低減効果がほぼ線形的に向上し、粉粒体１５の設置重量に対する音圧低減効果の向上する効率に優れたものとなる。このため、パネル床構造１に要求される音圧低減効果と全体の重量とをバランス良く備えた、軽量であり、かつ、遮音性に優れたパネル床構造１を提供可能となる。

以下、本発明を実施するための好適な形態として、建築構造物の床に適用されるパネル床構造について、図面を参照しながら詳細に説明する。

第１の実施形態
まず、本発明を適用したパネル床構造１の第１の実施形態について説明する。

本発明を適用したパネル床構造１は、図１に示すように、複数の横架材３１をグリッド状に組んだ床下構造３に配設可能とされている。この床下構造３は、複数の横架材３１をグリッド状に組み、これを建物の骨組構造としたものであり、一般にこの上に床材が配設されるものである。パネル床構造１は、この床下構造３における横架材３１に対して、例えば、図示しないビス等で固着されて用いられるが、その取り付け方法はこれに限定するものではなく、いかなる公知の取り付け手段によって取り付けられていてもよい。

この床下構造３は、例えば事務所ビルや集合住宅等の鉄骨造の建築構造物に適用される場合、横架材３１として大梁や小梁が適用され、また、戸建住宅等の木造建物やスチールハウスに適用される場合、横架材３１として大引きや根太、野縁や野縁受け等が適用されることになる。横架材３１として大梁や小梁を適用する場合、建築構造物の柱材間を大梁が連結し、この大梁間を小梁が連結することになり、小梁の上に床材であるパネル床構造１が配設される。また、横架材３１として大引きや根太を適用する場合は、例えば、大引きの上に根太が配設され、その上に床材であるパネル床構造１が配設される。いずれの場合においても、大引きや大梁等の上に直接パネル床構造１を配設することも可能である。このように、横架材３１とは、建築構造物における水平方向に架け渡される骨組としての部材のことをいう。

図２（ａ）は、本発明を適用したパネル床構造１の一部切欠斜視図を、図２（ｂ）はパネル床構造１の正面断面図を示している。パネル床構造１は、互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材１１及び下面材１２と、これら上面材１１及び下面材１２を連結する複数本の溝形鋼からなるパネル芯材１３と、パネル芯材１３の長手方向の両側に取り付けられた側板１７とから構成されている。溝形鋼からなるパネル芯材１３は、上面材及び下面材１２の間における一方向に向けて、互いに間隔をおいて複数本に亘って略平行に配置されている。

溝形鋼からなるパネル芯材１３は、上フランジ２１及び下フランジ２２がウエブ２３を介して形成されている。上面材１１に対しては、パネル芯材１３の上フランジ２１が、下面材１２に対しては、パネル芯材１３の下フランジ２２が、ドリルタッピングねじ等の固着具１６により固着されている。この結果、複数本のパネル芯材１３は、上面材１１と下面材１２とパネル芯材１３の長手方向の両側の側板１７との間に形成される空間を、複数の中空空間１４に仕切っており、これら上面材１１、下面材１２、側板１７及びパネル芯材１３によって、中空パネル体１０としての構造が形成されている。そして、この中空空間１４内には所定量の粉粒体１５が収容されている。

上面材１１は、いわゆる床下地板としての役割を担うものであり、その表面には、図示しない化粧合板が取り付けられる。下面材１２は、いわゆる天井板としての役割を担うものである。

側板１７は、中空パネル体１０の四方の側部から粉粒体１５が流出するのを防止するために取り付けられるものである。本実施の形態においては、中空パネル体１０の幅方向（図２（ｂ）における左右方向）の両側にパネル芯材１３が取り付けられており、中空パネル体１０の幅方向の側部から粉粒体１５が流出することがないことから、側板１７は、中空パネル体１０の長手方向の両側にのみ取り付けられている。このように、側板１７は、本発明において必須の構成とはならず、側板１７の代替として、粉粒体１５の流出を防止するためにいかなる公知の手段を適用してもよい。

側板１７の代替としての粉粒体１５の流出を防止するための構成としては、例えば、図３に示すように、粉粒体１５を弾性、可撓性を有する袋体１８の内部に封入して、これを中空空間１４内に設置するようにしてもよい。袋体１８を用いた場合、側板１７を省略可能となり、さらに、粉粒体１５の運搬作業、設置作業が容易となり施工性が向上することとなる。袋体１８内に封入される粉粒体１５の量は特に問わないが、一つの袋体１８につき一定量の粉粒体１５を封入するようにしてもよく、この場合は中空空間１４内に複数個の袋体１８が設置されることになる。袋体１８は、弾性、可撓性を有するものであり、例えば、ラテックスのような天然ゴムや、スチレンブタジエンゴム、ポリイソブチレンやクロロブレンゴム等の合成ゴムによって具体化されるものである。

上面材１１、下面材１２、側板１７の厚さ、材質、構造は、所定の強度が得られる限りにおいて、これを問わないが、材質は、十分な強度を得つつ、重量の軽減が可能な鋼製とすることが望ましい。上面材１１、下面材１２、側板１７は、均質な材料で構成されている必要はなく、積層構造、ハニカム構造等の複合構造であってもよい。

パネル芯材１３は、圧延加工等の工程を経て製造される形鋼であり、ウエブ２３の高さは上面材１１と下面材１２との間に形成すべき空間の大きさに応じて予め決められている。パネル芯材１３として適用される形鋼の厚さや機械的性質については、所定の強度を確保するものであれば、これを問わない。パネル芯材１３として適用される形鋼の表面処理は、特に問わないが、耐食性を向上させるために、亜鉛めっきを施すようにしてもよい。パネル芯材１３の材質については、木製角材やエンジニアンリングプラスチック棒等の非金属材料を適用してもよいが、十分な強度を得つつ、重量の軽減が可能な鋼製とすることが望ましい。

パネル芯材１３の形状は、各種形鋼と同様の断面形状からなる部材が一方向に向けて延長された形状であればよく、その断面形状は、溝形鋼のなす断面形状の他に、Ｉ形鋼、リップ溝形鋼、山形鋼、Ｚ形鋼、箱形形鋼等、その種類について特に限定しない。また、パネル芯材１３としては、一方向に延長されてなる平板状の鋼板等を適用してもよい。また、パネル芯材１３は、後述の実施形態のように、波板や折板を適用するようにしてもよい。

中空空間１４は、少なくとも上面材１１と下面材１２との間に形成される空間が、複数のパネル芯材１３によって仕切られることによって形成されるものである。中空空間１４の数は、特に問うものではなく、例えば、パネル芯材１３を中空パネル体１０の幅方向の両側に二つのみ配置して中空空間１４を一つのみとしてもよいし、パネル芯材１３を三つ以上配置して中空空間１４を二つ以上としてもよい。

中空パネル体１０を構成する場合においては、本実施の形態のように、上面材１１、下面材１２、側板１７及びパネル芯材１３を独立した部材とし、これらを現場又は工場にて組み合わせるような構成とする他に、後述の実施形態のように、図６等に示される、上面材の一部を構成する上フランジ５４と、下面材の一部を構成する下フランジ５６と、芯材を構成するウエブ５２とを備えるパネル用構造材５０を複数個に亘って組み合わせることによって、これを中空パネル体６０とするようにしてもよい。

なお、上面材１１、下面材１２及びパネル芯材１３を独立した部材とした場合、これらの組み合わせにあたっては、図４（ａ）に示されるように、溝形鋼やリップ溝形鋼等の上フランジ２１や下フランジ２２を、それぞれ上面材１１、下面材１２に当接させて、これを固着具１６によって固着することになる。または、図４（ｂ）に示されるように、板状部材等のパネル芯材１３の上端部２４を上面材１１に溶接し、パネル芯材１３の下端部２５を下面材１２に溶接することによって固着するようにしてもよい。また、側板１７は、上面材１１、下面材１２又はパネル芯材１３に対して溶接等によって固着することになるが、特にその連結手段は限定しない。因みに、固着具１６としては、ドリルタッピングねじの他に、ボルトとナットの組み合わせ、ビス等、二部材を連結可能とする部材であれば、特に限定しない。また、図３（ｂ）におけるＷは溶接箇所を示す。

粉粒体１５は、中空パネル体１０における各中空空間１４内に収容された後の全重量が、中空パネル体１０の全重量に対して、０．２５倍超から２．５倍未満までの範囲の重量の比率となるように収容されている。この範囲内であれば、粉粒体１５の重量比が増えるにつれて、音圧低減効果がほぼ線形的に向上することになる。この粉粒体の重量比を０．２５倍超としたのは、この値超であると、特定の周波数帯域（例えば、６３Ｈｚ〜１２５Ｈｚの範囲）において少なくとも５ｄＢ程度の音圧低減効果が得られ、この値以下であるとこのような音圧低減効果が得られにくいためである。また、２．５倍未満としたのは、これ以上粉粒体を収容すると、粉粒体１５の重量比が増加しても、線形的な音圧低減効果が得られず、パネル床構造１全体の重量が単に過大に増加してしまうためである。

なお、この粉粒体１５の全重量は、中空パネル体１０の全重量に対して、１倍以上、２倍以下の範囲の重量の比率とするのが望ましい。この粉粒体１５の重量比を１倍以上としたのは、６３Ｈｚ〜５００Ｈｚの帯域の音（重量床衝撃音）を５ｄＢ〜１５ｄＢ低減できるためである。また、この粉粒体１５の重量比を２倍以下としたのは、粉粒体１５の重量比が２倍を超えた辺りから、重量比の増加につれてみられていた音圧低減効果が向上する傾向が弱くなるためである。

この粉粒体１５の例としては、例えば、溶融メタル、溶融スラグ、風砕スラグ、高炉スラグ、転炉スラグ、電路スラグ等の各種溶融廃棄物、又は還元鉄ペレット、焼結鉱等が挙げられる。なお、ここでいう溶融メタルや溶融スラグは、例えばゴミ処理用の溶融炉等から得られるものである。溶融炉においては、ごみが炉頂から降下しながら乾燥、熱分解ガス化され、灰分等の無機質が完全に溶融され、炉底部に貯留される。これら溶融物を炉から排出し、水砕処理設備で急冷した後、磁選機によって溶融メタルと溶融スラグとに分離される。これを本発明における粉粒体１５として活用する。なお、風砕スラグとは、溶融スラグを高速気流により粒状化したものである。また、粉粒体はこれらに限定するものではなく、適当な比重と剛性を備えるものであれば、いかなる公知の素材を用いてもよい。

本発明においては、このようにして得られる溶融メタルを適用するのが好ましく、この溶融メタルは、メタル分が８５ｗｔ％〜９０ｗｔ％、スラグ分が１５ｗｔ％〜１０ｗｔ％からなり、このメタル分の全重量に対してＦｅが８０ｗｔ％以上含有されている。粉粒体１５として適用される溶融メタルは、その嵩比重につき、２．５〜４．０ｔ／ｍ^３で構成される。また、この粉粒体１５として適用される溶融メタルは、粒径が０．１〜５ｍｍで構成される。ここで、平均粒径が０．１ｍｍ以上としたのは、溶融メタルの粒径が一般に０．１ｍｍ以上であるためで、また平均粒径を５ｍｍ以下としたのは、これより大きな値であると、粉粒体１５に対して衝撃が加わった場合に、粉粒体１５が飛び跳ねにくくなり、粉粒体１５による音圧低減効果を得られにくくなってしまうためである。なお、本発明において溶融メタルの適用が好ましい理由は、嵩比重が他の溶融廃棄物等よりも高く、少ない体積量を中空空間１４に収容するのみで十分な重さが得られ、これに伴い、粉粒体１５の収容に要するスペースを低減できるとともに、中空パネル体１０、パネル床構造１の小型化を図ることができるためである。

なお、粉粒体１５は、中空パネル体１０における各中空空間１４内に収容されるのが望ましい。これは、一部の中空空間１４内に粉粒体１５が収容されていないと、上面材１１に伝達された振動が、その中空空間１４内において粉粒体１５によって抑制されることなくそのまま下面材１２にまで伝達されるためである。

また、粉粒体１５は、パネル芯材１３に対して接触されるようにして、中空空間１４内に収容されるのが望ましい。これにより、後述するように、パネル床構造１の上面材１１で生じた振動が、パネル芯材１３を介して下階側に伝達される場合に、このパネル芯材１３の振動を直接抑制することができ、ひいては下階側に伝達される騒音等の音を低減可能となるためである。ここで粉粒体１５が、パネル芯材１３に対して接触される量は、多ければ多いほど望ましい。なお、より具体的には、パネル芯材１３に対して粉粒体１５を接触させた場合には、パネル芯材１３の固有振動数を含む帯域の振動を低減可能になる。このパネル芯材１３の固有振動数は、例えば、パネル芯材１３のウエブ２３の板厚や中空空間１４の板厚方向高さ等に応じて定まるものである。

また、粉粒体１５が収容される中空パネル体１０の重量は、特に問わないが、中空パネル体１０の単位面積あたりの重量は、例えば、３０ｋｇ／ｍ^２以上、２００ｋｇ／ｍ^２以下の範囲を取ることになる。ここでいう中空パネル体１０の単位面積とは、図２に示すようなパネル床構造１を鉛直上方（上面材１１の法線方向）から見た場合における、中空パネル体１０の平面視の単位面積あたりの重量のことをいう。なお、中空パネル体１０の単位面積あたりの重量が３０ｋｇ／ｍ^２未満の場合は、要求性能に対して十分な構造性能を確保できないため好ましくなく、２００ｋｇ／ｍ^２超の場合は、中空パネル体１０の重量が過大に増加してしまうため好ましくない。

このようにして構成されるパネル床構造１の作用効果について以下に説明する。

一般に、パネル床構造１の上階側で発生した振動が、パネル床構造１の下階側に騒音等の音として伝達されるためには、上階側発生した振動が、パネル床構造１を介して、固体伝搬するか、空気伝搬するかして伝達されることになる。ここで、固体伝搬する場合においては、パネル床構造１の上面材１１で生じた振動が、パネル芯材１３に振動として伝達され、更に下面材１２に振動として伝達され、そして下面材１２の振動がパネル床構造１の下階側の空気に伝達されることになる。また、空気伝搬する場合においては、パネル床構造１の上面材１１で生じた振動が、中空空間１４の空気に振動として伝達され、更に下面材１２に振動として伝達され、そして下面材１２の振動がパネル床構造１の下階側の空気に伝達されることになる。

本発明においては、これら下面材１２やパネル芯材１３、並びに中空空間１４の空気を介して伝達してきた振動の一部が、中空空間１４に収容された粉粒体１５、即ち下面材１２やパネル芯材１３に接触した状態で配置された粉粒体１５に対して伝達され、これに応じて粉粒体１５そのものが振動することになる。粉粒体１５が振動すると、一部の粉粒体１５は、他の粉粒体１５と衝突等することによって熱エネルギーに変換され、更に、一部の粉粒体１５は、振動によって中空空間１４内を飛び跳ねて、再度下面材１２と衝突することによって自らの粉粒体の運動エネルギーを減衰させることになる。このようにして、パネル床構造１の上階側で生じた振動の一部を、粉粒体１５が低減させて、結果として、下階側に伝達される振動を抑制できることになる。

ここで、本発明においては、各中空空間１４内に収容される粉粒体１５の全重量が、中空パネル体１０の全重量に対して、多くとも２．５倍の重量の比率となるようにされており、中空パネル体１０内に粉粒体１５を収容させて、パネル床構造１に遮音性をもたせた場合においても、過剰な重量の増加が防止されている。また、粉粒体１５の全重量が、中空パネル体１０の全重量に対して、０．２５倍超から２．５倍未満までの範囲の重量の比率であれば、粉粒体１５の重量比が増えるにつれて、音圧低減効果がほぼ線形的に向上し、粉粒体１５の設置重量に対する音圧低減効果の向上する効率に優れたものとなる。このため、パネル床構造１に要求される音圧低減効果と全体の重量とをバランス良く備えた、軽量であり、かつ、遮音性に優れたパネル床構造１を提供可能となる。

特に、この粉粒体１５の全重量を、中空パネル体１０の全重量に対して、１倍以上、２倍以下の範囲の重量の比率とした場合、パネル床構造１の過剰な重量の増加を防止しつつ、６３Ｈｚ〜５００Ｈｚの帯域の音を６ｄＢ〜１６ｄＢ低減可能となっている。

第２の実施形態
次に、本発明を適用したパネル床構造の第２の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態で説明した構成要素と実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付すことによりその説明を省略する。

図５は、第２の実施形態であるパネル床構造４の正面断面図を示している。図５（ａ）は、第１の実施形態における形鋼からなるパネル芯材１３の代わりに、折板４１をパネル芯材１３として適用したものを示している。

この折板４１は、鋼製、プラスチック製等の折板によるもので、平板状の多数の山部４２と谷部４３が平板状の多数の斜面部４４によって連設されており、これによって、略山形の断面形状と、略谷形の断面形状とが一方向に向けて交互に繰り返されて、略波形の形状として構成される。

折板４１の斜面部４４は、上面材１１や下面材１２の略直交方向に対して所定の角度θ_１をもって傾斜した面を有している。これにより、谷部４３上の中空空間１４内に収容される粉粒体１５が、折板４１の斜面部４４に接触し易くなり、この斜面部４４を介して伝達される振動を直接抑制することができるためである。この斜面部４４がなす角度θ_１は、１０°以上、４５°以下とするのが望ましい。この角度θ_１を１０°以上としたのは、１０°未満であると、斜面部４４を介して伝達される振動を抑制する効果が得られにくいためである。また、この角度θ_１を４５°以下としたのは、４５°超の場合に、上面材１１の略直交方向に対して荷重が負荷された際に、構造上これに対して十分に折板４１が抵抗できないためである。

上面材１１に対しては、折板４１の山部４２が、下面材１２に対しては、折板４１の谷部４３が固着具１６又は溶接等によって固着されている。この結果、パネル芯材１３として適用される折板４１は、上面材１１と下面材１２との間に形成される空間を、複数の中空空間１４に仕切っており、これら上面材１１、下面材１２及び折板４１によって中空パネル体４０としての構成が形成されている。そして、この中空空間１４内には、上述した範囲の重量比で、粉粒体１５が収容される。

なお、この中空パネル体４０の、折板４１の山部４２と谷部４３とが交互に繰り返される方向の両端部には、粉粒体１５が中空パネル体４０外に流出されるのを防止するための側端板４５が必要に応じて取り付けられている。

このようにして構成されるパネル床構造４は、粉粒体１５の一部が、パネル芯材１３の谷部４３や斜面部４４の一部に接触しやすい構成となっているため、これらパネル芯材１３、特に斜面部４４を介して上階側から下階側に伝達される振動が、粉粒体１５に伝達され易く、これに伴って、粉粒体１５によって、これら振動を低減させ易くなっている。

なお、パネル芯材１３の代わりとして折板４１でなくとも、図５（ｂ）に示されるような波板４６を適用するようにしてもよい。

この波板４６は、鋼製、プラスチック製等の波板によるもので、所定の曲率をもって湾曲してなる多数の山部４７と谷部４８が平板状の多数の斜面部４９によって連設されており、これによって、折板４１と同様に、山谷の断面形状が一方向に向けて交互に繰り返される略波系の形状から構成される。波板４６の場合も同様に、山部４７が上面材１１に対して、谷部４８が下面材１１に対して固着具１６又は溶接等によって固着されている。この波板４６の斜面部４９も、折板４４の斜面部４９と同様に、上面材１１や下面材１２の略直交方向に対して所定の角度θ_１をもって傾斜した面を有している。

第３の実施形態
次に、本発明を適用したパネル床構造の第３の実施形態について説明する。

図６（ａ）は、第３の実施形態であるパネル床構造５に用いられるパネル用構造材５０の正面断面図を、図６（ｂ）は、複数個のパネル用構造材５０を略同一の配向状態をもって隣接配置したうえで、これらを連結することにより構成されるパネル床構造５を示している。

パネル用構造材５０は、図６（ａ）に示すように、ウエブ５２と、上フランジ５４と、下フランジ５６とを備えている。ウエブ５２、上フランジ５４、下フランジ５６は、何れも紙面に垂直な方向に対して延長される長尺の板状部材である。ウエブ５２の上端部５２ａからは、ウエブ５２に対して略直交して上フランジ５４が第１の方向に向けて延長されており、ウエブ５２の下端部５２ｂからは、ウエブ５２に対して略直交して下フランジ５６が第１の方向と逆方向に向けて延長されている。

このパネル用構造材５０は、鋼板等をロール成形、プレス成形、押し出し成形等することによって製造される。

このパネル用構造材５０を用いてパネル床構造５を構成する場合、図６（ｂ）に示すように、複数のパネル用構造材５０を、各上フランジ５４並びに下フランジ５６が略同一面を形成するように隣接配置する。この場合において、一つのパネル用構造材５０における上フランジ５４の自由端側の端部５４ａが、他のパネル用構造材５０における上フランジ５４の固定端側の端部５４ｂ（ウエブ５２の上端部５２ａ）に対して当接しており、これを溶接等によって固着している。また、一つのパネル用構造材５０における下フランジ５６の固定端側の端部５６ａ（ウエブ５２の下端部５２ｂ）も同様に、他のパネル用構造材５０における下フランジ５６の自由端側の端部５６ｂに対して当接しており、これを溶接等によって固着することによって、複数のパネル用構造材５０が連結されている。

これによって、複数のパネル用構造材５０における各上フランジ５４が、パネル床構造５のパネル上面６１として、また、各下フランジ５６が、パネル床構造５のパネル下面６２として構成されており、更に、各パネル用構造材５０におけるウエブ５２がパネル芯材６３として構成されている。即ち、上述の如き構成からなるパネル用構造材５０を用いることにより、互いに所定間隔をおいて略平行に配置されたパネル上面６１及びパネル下面６２と、パネル上面６１及びパネル下面６２から連設されるとともに、パネル上面６１及びパネル下面６２間の空間を複数の中空空間６４に仕切るパネル芯材６３とから中空パネル体６０が構成されることになる。そして、この中空空間６４内には、上述の如き範囲内で粉粒体１５が収容されることになる。なお、ここでいう中空空間６４は、複数のパネル用構造材５０における上フランジ５４、下フランジ５６並びにウエブ５２によって囲まれてなる中空空間のことをいう。

因みに、パネル用構造材５０におけるウエブ５２は、上フランジ５４や下フランジ５６に対して垂直であっても傾斜した状態であってもよい。また、上フランジ５４、下フランジ５６が延長される第１の方向並びにこれと逆方向に位置する中空パネル体６０の両端部には、粉粒体１５が中空パネル体６０外に流出されるのを防止するための側端板６５が必要に応じて取り付けられている。この側端板６５は、鋼板等をロール加工等によって折り曲げたものであり、パネル用構造材５０から上フランジ５４又は下フランジ５６を除いた構成となっている。この側端板６５は、ウエブ５２と略平行をなすウエブ６５ａと、上フランジ５４又は下フランジ５６と略平行をなすフランジ６５ｂとを有している。この側端板６５のフランジ６５ｂは、パネル用構造材５０におけるウエブ５２の上端部又は下端部に対して溶接等によって連結され、また、この側端板６５のウエブ６５ａは、パネル用構造材５０における上フランジ５４又は下フランジ５６の自由端側の端部に対して溶接等によって連結されている。

このようにして構成されるパネル床構造５は、パネル用構造材５０によって中空パネル体６０が構成されており、この中空パネル体６０の複数の中空部６４内に粉粒体１５を収容して構成される。このようにして構成されるパネル床構造５の中空パネル体６０は、箱形形鋼.を上面材、下面材間に配置した中空パネル体に対して、同等の曲げ剛性を保有しながら、軽量化を図ることが可能となっている。更に、中空パネル体６０を構成するパネル用構造材５０を複数積み重ねることができるため、多数のパネル用構造材５０を積み重ねた状態で運搬でき、運搬性の点で優れている。そして、このような有利な効果を奏しつつ、中空パネル体６０の中空部６４内に所定の範囲内の重量比の粉粒体１５を収容することで、第１の実施形態の述べたような所期の効果を奏する。

なお、パネル用構造材５０の代替として、図７に示すようなパネル用構造材７０を適用するようにしてもよい。

パネル用構造材７０は、図７（ａ）に示すように、ウエブ７２と、上フランジ７４と、下フランジ７６とを備えている。これらの主な構成は、パネル用構造材５０におけるウエブ５２、上フランジ５４、下フランジ５６と同一であるので、詳細な説明は省略する。

以下、パネル用構造材７０におけるパネル用構造材５０との異なる構成について説明する。パネル用構造材７０におけるウエブ７２には、その上端部に接合部７２ａが形成され、また、上フランジ７４には、自由端側の端部に突起部７４ａが形成されている。接合部７２ａは、上フランジ７４の上面よりも低い位置に、上フランジ７４と略平行をなす面を有している。突起部７４ａは、上フランジ７４より下側に窪んだ溝形状を有している。

また、下フランジ７６の自由端側の端部には、折り曲げ部７６ａが形成されている。この折り曲げ部７６ａは、下フランジ７６に対して略直交して延長されており、ウエブ７２と略平行な面をなしている。

このパネル用構造材７０を用いてパネル床構造５を構成する場合、図７（ｂ）に示すように、複数のパネル用構造材７０を、各上フランジ７４並びに下フランジ７６が略同一平面を形成するように隣接配置する。この場合において、一つのパネル用構造材７０における接合部７２ａ上に、他のパネル用構造材７０における突起部７４ａが接触載置されて、接合部７２ａと突起部７４ａとがドリルねじ等の固着具７５によって固着されることによって、複数のパネル用構造材７０が連結される。ここで、ねじ結合された接合部７２ａと突起部７４ａとが、上フランジ７４より低い位置に形成されているため、上フランジ７４の上面に突出された部材がなくなり、パネル床構造５の納まりを良くすることができる。

また、複数のパネル用構造材７０を隣接配置した場合に、一つのパネル用構造材７０における折り曲げ部７６ａは、他のパネル用構造材７０におけるウエブ７２の下端部７２ｂに当接される。これによって、複数のパネル用構造材７０を隣接配置し易くなる。

これによって、パネル用構造材５０を用いてパネル床構造５を構成した場合と同様に、パネル上面６１、パネル下面６２、パネル芯材６３及び中空空間６４を有する中空パネル体６０が構成されることになる。そして、この中空空間６４内に、所定の範囲の重量比で粉粒体１５が収容されることになる。

なお、上フランジ７４や下フランジ７６が延長される第１の方向並びにこれと逆方向に位置する中空パネル体６０の両端部には、粉粒体１５が中空パネル体６０外に流出されるのを防止するための側端板６６が必要に応じて取り付けられる。この側端板６６は、鋼板等をロール加工等によって折り曲げたものであり、パネル用構造材７０から上フランジ７４又は下フランジ７６を除いた構成となっている。

また、パネル用構造材５０の代替として、図８に示すようなパネル用構造材８０を適用するようにしてもよい。

パネル用構造材８０は、図８（ａ）に示すように、ウエブ８２と、上フランジ８４と、下フランジ７６とを備えている。これらの主な構成は、パネル用構造材５０におけるウエブ５２、上フランジ５４、下フランジ５６と同一であるので、詳細な説明は省略する。

以下、パネル用構造材８０におけるパネル用構造材５０と異なる構成について説明する。パネル用構造材８０におけるウエブ８２には、その上端部に嵌合部８２ａが形成され、また、上フランジ８４には、自由端側の端部に係合部８４ａが形成されている。嵌合部８２ａは、上フランジ８４とウエブ８２の上端部との接合部分における断面が、開口が上フランジ８４の固定端側の端部側を向いたＣの字形状を有するように形成される。係合部８４ａは、上フランジ８４より下側に窪んだ溝形状を有する。

また、下フランジ８６の自由端側の端部には、折り曲げ部８６ａが形成され、ウエブ８２の下端部にも折り曲げ部８２ｂが形成される。下フランジ８６の自由端側の折り曲げ部８６ａは、下フランジ８６に対して略直交して延長される面と、更に先端が下に向くように延長される傾斜面とを有している。ウエブ８２の下端部の折り曲げ部８２ｂは、ウエブ８２に対して下フランジ８６の先端側に向けて傾斜して延長され、前述の折り曲げ部８６ａの傾斜面に対応した略同一の傾斜面を有している。

このようなパネル用構造材８０を用いてパネル床構造５を構成する場合、図８（ｂ）に示すように、複数のパネル用構造材８０を、各上フランジ８４並びに下フランジ８６が略同一平面を形成するように隣接配置する。この場合において、一つのパネル用構造材８０における嵌合部８２ａ内に、他のパネル用構造材８０における係合部８４ａが嵌合されて、これら二つのパネル用構造材８０が連結される。ドリルねじ等の固着具７５を用いることなく複数のパネル用構造材８０を連結することができ、施工性が向上することになる。

また、複数のパネル用構造材８０を隣接配置した場合に、一つのパネル用構造材８０における下フランジ８６の折り曲げ部８６ａは、他のパネル用構造材８０におけるウエブ８２下端部の折り曲げ部８２ｂに当接される。これによって、複数のパネル用構造材８０を隣接配置し易くなる。

これによって、パネル用構造材５０を用いたパネル床構造５を構成した場合と同様に、パネル上面６１、パネル下面６２、パネル芯材６３、中空空間６４を有する中空パネル体６０が構成されることになる。そして、この中空空間６４内に所定の範囲の重量比で粉粒体１５が収容されることになる。

なお、上フランジ８４や下フランジ８６が延長される第１の方向並びにこれと逆方向に位置する中空パネル体６０の両端部には、粉粒体１５が中空パネル体６０外に流出されるのを防止するための側端板６７が必要に応じて取り付けられる。この側端板６７は、鋼板等をロール加工等によって折り曲げたものであり、パネル用構造材８０から上フランジ８４又は下フランジ８６を除いた構成となっている。

図９は、ＪＩＳ Ａ １４１８−２に従って行った重量床衝撃音試験の結果を示している。この試験においては、ＲＣスラブ構造（比較例１）、中空パネル体１０（比較例２）、中空パネル体１０内に異なる重量比で粉粒体１５を収容したパネル床構造１（本発明例１〜４、比較例３）の７種類の床構造について、各周波数に対する音圧レベルを調査した。調査した音波の周波数は、６３、１２５、２５０、５００（Ｈｚ）とした。この試験結果においては、特定の音波の周波数（Ｈｚ）に対する音圧レベル（ｄＢ）が示されている。中空パネル体１０に収容された粉粒体１５の全重量は、中空パネル体１０の全重量に対して０．２倍（比較例３）、１．１倍（本発明例１）、１．６倍（本発明例２）、２．１倍（本発明例３）、４．２倍（比較例４）とした。

中空パネル体１０の構成としては、第１の実施形態で示された図２の如き構成からなる上面材１１、下面材１２、側板１７及びパネル芯材１３を備えた中空パネル体１０を適用した。中空パネル体１０は、その平面視における縦横方向の長さが１．５ｍ×３．０ｍであり、床厚が１７５ｍｍのものを適用した。中空パネル体１０の単位面積あたりの重量は、１００ｋｇ／ｍ^２とした。因みに、上面材１１等は、何れも鋼製である。また、粉粒体１５は、Ｆｅが９０ｗｔ％、Ｃｕが１０ｗｔ％含有されており、その嵩比重が３．０で、粒径が１〜５ｍｍのものを適用した。また、比較例１のＲＣスラブ構造とは、その平面視における縦横方向の長さが１．５ｍ×３．０ｍであり、床厚を２００ｍｍとしたものである。ＲＣスラブ構造の単位面積あたりの重量は、４６０ｋｇ／ｍ^２とした。

図９に示される結果より、比較例２と比較して、本発明例１〜３は、何れも広い帯域における周波数の音圧レベルを低減していることが示されている。また、本発明例３と比較して、比較例４は、その音圧レベルが数ｄＢのみ低減されている。

図１０は、上述の重量床衝撃音試験から得られた結果について、中空パネル体１０の全重量に対する、粉粒体１５の全重量を横軸とし、縦軸に音圧レベル低減量をプロットしたものである。この図１０の結果に示されるように、本発明の粉粒体１５の重量比の範囲である、０．２５倍超から２．５倍未満の範囲内においては、重量比が増えるにつれて、遮音効果がほぼ線形的に増加している。そして、２．５倍以上となると、重量比が増えても、線形的な遮音効果の増加が得られていないことが示されている。また、中空パネル体１０の全重量に対する粉粒体１５の重量比が０．２５倍超であれば、少なくとも６３Ｈｚ、１２５Ｈｚの帯域の音が５ｄＢ程度低減されていることが示されている。また、粉粒体１５の重量比の範囲が１倍以上、２倍以下の範囲の場合、６３Ｈｚ〜５００Ｈｚの帯域の音（重量床衝撃音）が６ｄＢ〜１６ｄＢ低減されていることが示されている。

本発明を適用したパネル床構造が配設される床下構造について説明するための斜視図である。 本発明を適用したパネル床構造について示す図であり、（ａ）はその一部切欠斜視図、（ｂ）はその正面図である。 粉粒体を袋体に封入して中空空間内に配置した状態を示す正面図である。 芯材を上面材、下面材に対して組み合わせる方法について説明するための正面断面図である。 パネル床構造の第２の実施形態について説明するための正面断面図である。 パネル床構造の第３の実施形態について説明するための正面断面図である。 パネル床構造の第３の実施形態について説明するための正面断面図である。 パネル床構造の第３の実施形態について説明するための正面断面図である。 重量床衝撃音試験の試験結果について示す図であり、横軸を周波数、縦軸を音圧レベルとしたものである。 重量床衝撃音試験の試験結果について示す図であり、横軸を重量比、縦軸を音圧レベル低減量としたものである。

符号の説明

１、４、５ パネル床構造
３ 床下構造
１０ 中空パネル体
１１ 上面材
１２ 下面材
１３ パネル芯材
１４ 中空空間
１５ 粉粒体
１６ 固着具
１７ 側板
１８ 袋体
２１ 上フランジ
２２ 下フランジ
２３ ウエブ
２４ 上端部
２５ 下端部
３１ 横架材
４０ 中空パネル体
４１ 折板
４２、４７ 山部
４３、４８ 谷部
４４、４９ 斜面部
４６ 波板
５０、７０、８０ パネル用構造材
５２、７２、８２ ウエブ
５４、７４、８４ 上フランジ
５６、７６、８６ 下フランジ
６１ パネル上面
６２ パネル下面
６３ パネル芯材
６４ 中空空間
６５、６６、６７ 側端板
７２ａ 接合部
７４ａ 突起部
７５ 固着具
７６ａ、８６ａ 折り曲げ部
８２ａ 嵌合部
８２ｂ 折り曲げ部
８４ａ 係合部

Claims (5)

1. 複数の横架材をグリッド状に組んだ床構造に配設可能なパネル床構造において、
   互いに所定間隔をおいて略平行に配置された上面材及び下面材と、上記上面材及び下面材を連結するとともに、上記上面材及び下面材間の空間を複数の中空空間に仕切るパネル芯材とから中空パネル体が構成され、
   上記中空空間内には、粉粒体が収容され、
   上記中空パネル体は鋼製であり、
   上記中空空間内に収容されている粉粒体の全重量は、６３Ｈｚ〜５００Ｈｚの周波数帯域の音を低減するために、上記中空パネル体の全重量に対して１．１倍以上から２．５倍未満までの範囲の重量の比率とされてなること
   を特徴とする建築構造物のパネル床構造。
2. 上記粉粒体は、上記パネル芯材に対して接触されていること
   を特徴とする請求項１に記載の建築構造物のパネル床構造
3. 上記粉粒体は、溶融メタルであること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の建築構造物のパネル床構造。
4. 上記パネル芯材は、波板又は折板であること
   を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の建築構造物のパネル床構造。
5. 上記中空パネル体を構成する上面材、下面材及びパネル芯材の代替として、垂直又は傾斜して配置される板状のウエブと、上記ウエブの上端部から第１の方向に延長される板状の上フランジと、上記ウエブの下端部から第１の方向と逆方向に延長される板状の下フランジとを有する複数個のパネル用構造材が、各上記上フランジ並びに上記下フランジが略同一平面を形成するように略同一の配向状態をもって隣接配置されて連結されてなる中空パネル体を用い、
   上記上フランジ、下フランジ並びにウエブによって囲まれてなる中空空間内に上記粉粒体が収容されてなること
   を特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項記載の建築構造物のパネル床構造。

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