JP5301803B2 - Damping device adjustment method, damping device, and building floor structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、建築構造体の振動を制御する制振装置、制振装置調整方法、及び建築床構造に関する。 The present invention relates to a vibration damping device that controls vibration of a building structure, a vibration damping device adjustment method, and a building floor structure.
集合住宅等の建築構造体において、上階で物を床に落としたり、人が運動するなどしてスラブが振動すると、下階で床衝撃音が発生して問題となる。床衝撃音を低減する構造躯体の対策として、床スラブの厚みを増加させること、梁を追加補強すること、制振装置を設置することなどが挙げられる。しかし、床スラブの厚み増加は、建物全体の荷重が増加し、その荷重を支えるために柱、梁などの構造断面をさらに大きくしなければならないので、建築コストが増大する。また、梁の追加補強は、下階の天井高が確保できなくなってしまう問題がある。このため、床スラブに制振装置を設置することで、床衝撃音を低減することが望ましい。 In an architectural structure such as an apartment house, if a slab vibrates by dropping an object on the upper floor or a person moving, a floor impact sound is generated on the lower floor, which becomes a problem. Measures for structural enclosures that reduce floor impact noise include increasing the thickness of the floor slab, adding additional beams, and installing damping devices. However, an increase in the thickness of the floor slab increases the load of the entire building, and the structural cost of columns, beams, etc. must be further increased to support the load, thus increasing the construction cost. Further, the additional reinforcement of the beams has a problem that the ceiling height of the lower floor cannot be secured. For this reason, it is desirable to reduce floor impact sound by installing a vibration damping device on the floor slab.
制振装置の一例として、TMD(Tuned Mass Damper)が挙げられる。TMDは、振動を制御したい建築構造体に対して、バネ材を介して錘としての質量を設置したものである。TMDの固有振動数をスラブの固有振動数に合せて調整することにより、建築構造体の振動時に質量が揺れて、振動を低減するようになっている(例えば、特許文献1参照)。しかし、特許文献1の振動装置は、スラブへの取付け時に、スラブの固有振動数に合わせてTMDの固有振動数を調整する方法について開示されていない。
本発明は、建築構造体のスラブに制振装置を取付けるときに、制振装置の固有振動数の調整が容易にできる制振装置調整方法、制振装置、及び建築床構造を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a vibration damping device adjustment method, a vibration damping device, and a building floor structure that can easily adjust the natural frequency of the vibration damping device when the vibration damping device is attached to a slab of a building structure. And
本発明の請求項1に係る制振装置調整方法は、建築構造体のスラブの上面又は下面に直接的に取付けられる粘弾性部材と、前記スラブとは隙間を空けて前記粘弾性部材に取付けられる錘部材と、を有する制振装置の固有振動数を調整する制振装置調整方法において、前記粘弾性部材を切断して該粘弾性部材の大きさを変更し、前記制振装置の固有振動数を前記スラブの固有振動数に合わせることを特徴としている。
Vibration damping device adjustment method according to
建築構造体の上階において、物を床に落としたり、人が運動するなどしてスラブが固有振動数で振動すると、下階で床衝撃音が発生して問題となる。この床衝撃音を低減するために、スラブに制振装置が設けられる。制振装置は、建築構造体のスラブの上面又は下面に直接的に取付けられる粘弾性部材と、スラブとは隙間を空けて粘弾性部材に取付けられる錘部材と、で構成されている。ここで、振動特性が異なるスラブに合わせて複数種類の制振装置を用意することは、制振装置の生産及び流通の観点から効率が悪い。 If the slab vibrates at the natural frequency by dropping an object on the floor or moving a person on the upper floor of the building structure, a floor impact sound is generated on the lower floor, which becomes a problem. In order to reduce the floor impact sound, a vibration damping device is provided in the slab. Vibration damping device includes a viscoelastic member that is attached directly to the upper or lower surface of the slab of the building structure, are in a weight member that is attached to the viscoelastic member, constituting a gap in the slab. Here, preparing a plurality of types of damping devices according to slabs having different vibration characteristics is inefficient from the viewpoint of production and distribution of the damping devices.
しかし、本発明では、制振装置の粘弾性部材を切断して当該粘弾性部材の大きさを変えることで、制振装置の固有振動数をスラブの固有振動数に合わせる(同調させる)ことができる。このため、粘弾性部材と錘部材は、1種類用意しておけばよい。また、粘弾性部材を切断して当該粘弾性部材の大きさを変えるだけで制振装置の固有振動数を調整できるので、施工が容易となる。なお、本発明における粘弾性部材の「大きさ」とは、粘弾性部材の面積、高さを含む概念である。 However, in the present invention, in the this changing the size of the viscoelastic member by cutting a viscoelastic member of the damping device, the natural frequency of the vibration damping device match the natural frequency of the slab (tuning) the Can do. For this reason, one type of viscoelastic member and weight member may be prepared. Moreover, since the natural frequency of the vibration damping device can be adjusted simply by cutting the viscoelastic member and changing the size of the viscoelastic member, the construction becomes easy. The “size” of the viscoelastic member in the present invention is a concept including the area and height of the viscoelastic member.
本発明の請求項2に係る制振装置は、請求項1に記載の制振装置調整方法で固有振動数が調整されたことを特徴としている。上記構成によれば、簡単にチューニングできる制振装置が得られる。
The vibration damping device according to
本発明の請求項3に係る制振装置は、前記粘弾性部材が、前記錘部材の中央に一つ配置されていることを特徴としている。スラブは、鉄筋コンクリート造であることが多く、表面に凹凸があるため、複数個の粘弾性部材をスラブ上に取付けるよりも、一つの粘弾性部材を錘部材の中央に配置した方が、スラブ面に対する錘部材の傾きを抑え、鉄板が傾いてバランスが崩れることを防ぐことができる。また、鉄板の重心位置のずれを抑えることで、鉄板がロッキング動するモードが発生することも抑えることができる。
The vibration damping device according to
本発明の請求項4に係る制振装置は、前記錘部材が、正方形の鉄板であり、且つ該鉄板の一辺の長さをL、該鉄板の厚さをt、該鉄板の質量をMとして、0<L<400mm、0<t<40mm、及び0<M<50kgであることを特徴としている。上記構成によれば、制振装置を集合住宅の一般的な乾式二重床内に設置するときに、錘部材が乾式二重床の脚部に当らず、且つ乾式二重床に接触せず、さらに、搬送が容易となる。
In the vibration damping device according to
本発明の請求項5に係る建築床構造は、請求項2から請求項4のいずれか1項に記載の制振装置と、前記制振装置が、振動モードの略腹部に配置されたスラブと、を有することを特徴としている。上記構成によれば、建築床構造において、振動モードの略腹部に制振装置が配置されるので、スラブの振動による床衝撃音を効果的に低減することができる。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a building floor structure comprising: the vibration damping device according to any one of the second to fourth aspects; and a slab in which the vibration damping device is disposed in a substantially abdomen in a vibration mode. It is characterized by having. According to the above configuration, in the building floor structure, the vibration damping device is disposed in the substantially abdomen of the vibration mode, so that the floor impact sound due to the vibration of the slab can be effectively reduced.
本発明の請求項6に係る建築床構造は、複数の制振装置が、前記スラブの異なる振動モードの略腹部に配置されることを特徴としている。上記構成によれば、一つのスラブの異なる振動モードの振動ピークを、それぞれの振動モードの略腹部に配置した制振装置によって抑えることができる。なお、本発明(請求項1〜請求項6)において、「取付ける」とは、接着剤や両面テープによる接着のみならず、単に載せている場合を含む概念である。
The building floor structure according to
本発明は、上記構成としたので、建築構造体のスラブに制振装置を取付けるときに、制振装置の固有振動数の調整が容易となる。 Since this invention set it as the said structure, when attaching a damping device to the slab of a building structure, adjustment of the natural frequency of a damping device becomes easy.
本発明の制振装置調整方法、制振装置、及び建築床構造の第1実施形態を図面に基づき説明する。図1(a)及び図1(b)は、建築構造体としての建物10の断面図及び平面図を示している。建物10は、複数の柱12と複数の梁14で架構が構築されている。
A vibration damping device adjusting method, a vibration damping device, and a building floor structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig.1 (a) and FIG.1 (b) have shown sectional drawing and the top view of the
ここで、梁14の間に構築された上階24の床スラブ16と、下階26の床スラブ17を例にとって、制振装置を説明する。図1(a)及び図2(a)に示すように、床スラブ16上には、乾式二重床18が設けられている。乾式二重床18は、パーチクルボード及びフローリングからなる床部20と、支柱の一端に受け部が形成され他端にゴム足が取付けられて、床部20を支持する支持部22とで構成されている。
Here, the vibration damping device will be described by taking the
床スラブ16の上面で、乾式二重床18の下側には、制振装置としてのTMD(Tuned Mass Damper)100が設けられている。なお、図1(b)に示すTMD100の取付け位置は、例として、床スラブ16が一次モードの振動をするときの腹位置としているが、実際には、床スラブ16の振動モードを解析して、該振動モードの腹位置に取付けることになる。なお、床スラブ16とTMD100により、建物10の床構造50が形成されている。
A TMD (Tuned Mass Damper) 100 as a vibration damping device is provided on the upper surface of the
図2(b)及び図2(c)に示すように、TMD100は、錘部材としての鉄板102と粘弾性体104で構成されている。鉄板102は、一例として、平面視における一辺の長さL1=L2=300mmの正方形状で、厚さt=25mm、質量18kgのものを用いている。
As shown in FIGS. 2B and 2C, the TMD 100 includes an
ここで、鉄板102の大きさの選定について説明する。TMD100を乾式二重床18の下側に設置するとき、TMD100を構成する鉄板102及び粘弾性体104の大きさが、乾式二重床18の懐(床下空間)に収まる大きさでなくてはならない。例えば、集合住宅の一般的な乾式二重床18としては、床スラブ16から乾式二重床18の天端までの高さが、110〜130mm程度に抑えられている。
Here, selection of the size of the
乾式二重床18は、少なくとも厚さ20mm程度のパーチクルボードと厚さ12mm程度のフローリングが必要となるため、高さ110mmの場合には110−(20+12)=78mmの床下空間しかとれなくなる。さらに、床暖房を行うときには、床暖房の高さ12mm程度と、捨て張り合板12mmの高さが必要となるため、78−24=54mm程度しか床下空間が取れない。このため、乾式二重床18に接触しないように若干のクリアランスを確保すると、鉄板の厚さtは40mmより小さくする必要がある。また、乾式二重床18の支持部22の配置ピッチは一般的に450mm又は600mmであり、支持部22を避けてTMD100を設置するためには、鉄板102の一辺の長さL1、L2が400mmより小さいことが好ましい。
The dry
一方、鉄板102の質量(M)に着目すると、施工性を重視する場合には、できるだけ軽いものを用いた方がよく、床スラブ16上でピンポイントの制振性能を発揮させる場合には、重いもの(50kgまで)を用いた方がよい。このため、鉄板102の質量Mは、0<M<50kgの範囲で選定される必要がある。なお、施工性及び制振性能を合わせて考慮すると、鉄板102の質量Mは、10kg<M<20kgが好ましい。1人の人間が繰り返し無理なく運搬できる重さは20kg程度までである。
On the other hand, paying attention to the mass (M) of the
以上の条件により、図3に示すように、本発明における鉄板102は、一辺の長さをL、厚さをt、質量をMとして、0<L<400mm、0<t<40mm、及び0<M<50kgの範囲で選定される。なお、前述のように、本実施形態における鉄板102は、L1=L2=300mm、厚さt=25mmの大きさであり、上記範囲の略中心付近の条件となっている。
Under the above conditions, as shown in FIG. 3, the
一方、TMD100における粘弾性体104は、平面視における一辺の長さL3及びL4が、60mm以上300mm以下の略正方形状で、厚さが8mmの発泡ポリウレタンで構成されており、鉄板102の平面視における面積よりも小さい面積としている。また、粘弾性体104は、平面視において、鉄板102の中央に一つ配置されており、鉄板102及び床スラブ16に接着剤等により固定されている。なお、粘弾性体104の一辺があまり小さいと、鉄板102が傾いてバランスが悪い。
On the other hand, the
なお、粘弾性体104は、TMD100の固有振動数が、床スラブ16の振動数の63Hz帯域(45〜90Hz)に合うように、予め圧縮・引張方向のバネ定数(剛性)が調整されている。粘弾性体104のバネ定数は、発泡倍率(=発泡後の体積/発泡前の体積)が異なる他の発泡材(例えば、発泡ポリプロピレン)に交換することや、粘弾性体104の大きさ(厚さ、又は平面視における面積)を変更することにより調整される。
Note that the spring constant (rigidity) in the compression / tension direction of the
ここで、TMD100の固有振動数及び減衰定数と、粘弾性体104の材質、大きさとの関係について説明する。固有振動数及び減衰定数の測定は、図2(b)に示すように、床スラブ16上に加速度センサ23を設置し、鉄板102上に加速度センサ25を設置して、バングマシン(図示せず)で床スラブ16を加振させたときの加速度センサ23に対する加速度センサ25の出力の割合(増幅倍率)を求め、その卓越振動数から固有振動数を、また、増幅倍率から減衰定数を判断する方法により行った。
Here, the relationship between the natural frequency and damping constant of the
図4(a)は、粘弾性体104に発泡ポリウレタンを用いたときの1辺の長さと振動数(TMD100の固有振動数)の関係を示している。また、表1は、粘弾性体104に発泡ポリウレタンを用いたときの1辺の長さに対する振動数及び減衰定数の値を示している。図4(a)に示すように、TMD100は、粘弾性体104の1辺の長さ(X[mm])が長くなるほど、固有振動数が増加している。
FIG. 4A shows the relationship between the length of one side and the frequency (the natural frequency of TMD 100) when foamed polyurethane is used for the
図4(a)のグラフを近似式で表すと、(1)式のようになる。また、表1に示すように、粘弾性体104の1辺の長さが長くなるほど、減衰定数が増加している。これは、粘弾性体104が大きくなるほど減衰(減衰係数)が大きくなるためである。このように、粘弾性体104の大きさを変更することによって、TMD100の固有振動数を調整することができる。
When the graph of FIG. 4A is expressed by an approximate expression, the expression (1) is obtained. Further, as shown in Table 1, the damping constant increases as the length of one side of the
一方、図4(b)に、粘弾性体104として、発泡ポリウレタンと発泡倍率が異なる発泡ポリプロピレンを用いたときの1辺の長さと振動数(TMD100の固有振動数)の関係を示す。また、表2に、粘弾性体104に発泡ポリプロピレンを用いたときの1辺の長さに対する振動数及び減衰定数の値を示す。なお、発泡ポリプロピレンの発泡倍率は50倍としており、厚さは10mmとしている。
On the other hand, FIG. 4B shows the relationship between the length of one side and the frequency (the natural frequency of TMD100) when a foamed polypropylene having a foaming ratio different from that of foamed polyurethane is used as the
図4(b)に示すように、粘弾性体104として、発泡ポリウレタンと発泡倍率の異なる発泡ポリプロピレンを用いても、同様に、1辺の長さが長くなるほど、固有振動数が増加している。また、表2に示すように、粘弾性体104の1辺の長さが長くなるほど、減衰定数が増加している。このように、粘弾性体104に発泡材を用いるとき、発泡倍率が異なる発泡材を用いることで、TMD100の固有振動数を調整することができる。
As shown in FIG. 4B, the natural frequency increases as the length of one side increases, even when foamed polypropylene having a different foaming ratio is used as the
次に、本発明の第1実施形態の作用について説明する。図1(a)に示す建物10の上階24において、TMD100が設置されていないとき、物を床部20に落としたり、人が運動するなどして床スラブ16が特定の振動モード(固有振動数)で振動すると、下階26で床衝撃音が発生する。この床衝撃音は、床スラブ16の固有振動数が63Hz帯域(45〜90Hz)のときに、耳障りで不快な音となる。このため、63Hz帯域の振動数に合わせた固有振動数を有するTMD100を、床スラブ16上の振動モードの腹位置に設ける。振動モードの腹位置に設けられたTMD100は、粘弾性体104がバネ材として作用し、鉄板102が床スラブ16の振動に合わせて揺動することにより、床スラブ16の振動を低減する。
Next, the operation of the first embodiment of the present invention will be described. In the
一方、建物10と異なる他の建物にTMD100を設置しようとした場合、他の建物の床スラブの振動モードが異なるため、TMD100の固有振動数を調整する必要がある。ここで、振動モードが異なるスラブに合わせて複数種類のTMD100を用意することは、TMD100の生産及び流通の観点から効率が悪い。しかし、本発明では、TMD100の粘弾性体104の大きさを変えること、例えば、図2(c)において、粘弾性体104を切断して、一辺の長さL3をL5に、L4をL6にして取付面積を変えることで、TMD100の固有振動数を床スラブ16の固有振動数に合わせる(同調させる)ことができる。このため、粘弾性体104と鉄板102は、1種類用意しておけばよく、振動モード(振動特性)が異なる他の床スラブにおいても、予め用意しておいた同じ発泡倍率の粘弾性体104を転用することができる。また、1種類のTMD100を転用することにより、生産や流通の費用を抑えることができ、利用効率が良い。
On the other hand, when the
さらに、一般的に振動の対策は、低減対象とする振動数が低いほど難しく費用がかかるのに対し、本発明のTMD100は、低振動数に対しては、粘弾性体104を切断して取付面積を小さくすることにより同調させるので、振動数が低いほうが粘弾性体104の取付面積が小さく、材料費を抑えることができる。また、本発明のTMD100は、粘弾性体104の大きさを変えるだけで固有振動数を調整できるので、施工が容易となる。
Furthermore, in general, countermeasures against vibration are more difficult and costly as the frequency to be reduced is lower, whereas the
一方、本発明のTMD100は、粘弾性体104として、図4(a)又は図4(b)に示す発泡ポリウレタン、発泡ポリプロピレンといった発泡材を用いた場合に、異なる発泡倍率の粘弾性体104に鉄板102を取付けることで、TMD100の固有振動数を調整して、床スラブ16の固有振動数に合わせることができるので、施工が容易となる。また、本発明のTMD100は、粘弾性部体104が、鉄板102の中央に一つ配置されている。ここで、床スラブ16は、鉄筋コンクリート造であることが多く、表面に凹凸があるため、複数個の粘弾性体104を床スラブ16上に取付けるよりも、一つの粘弾性体104を鉄板102の中央に配置した方が、床スラブ16面に対する鉄板102の傾きを抑え、鉄板102が傾いてバランスが崩れることを防ぐことができる。また、鉄板102の重心位置のずれを抑えることで、鉄板102がロッキング動するモードが発生することも抑えることができる。
On the other hand, the
さらに、本発明のTMD100は、鉄板102について、一辺の長さをL、厚さをt、質量をMとして、0<L<400mm、0<t<40mm、及び0<M<50kgと特定したので、TMD100を集合住宅の一般的な乾式二重床18内に設置するときに、鉄板102が、乾式二重床18の支持部22に当らず、且つ乾式二重床18に接触せず、さらに、搬送が容易となる。
Further, the
ここで、TMD100の設置形態として、図2(a)及び図2(b)に示す設置形態の他に、図5(a)〜図5(c)に示す設置形態も可能である。図5(a)は、床スラブ16の下面に粘弾性体104の上面を接着固定し、さらに粘弾性体104の下面に鉄板102を接着固定して、TMD100を設置したものである。図5(b)は、底板32と、底板32の上面に所定の間隔をあけて2カ所立設された支柱34とで構成された高剛性の架台30を、図示しないアンカーで床スラブ16の下面に固定し、さらに底板32の上面にTMD100を設置したものである。つまり、図5(a)は、床スラブ16に直接的にTMD100を設置したものであり、図5(b)は、床スラブ16に間接的にTMD100を設置したものである。
Here, as the installation form of the
竣工後の集合住宅などにTMDを設置する場合、下階の住民のために、上階の床仕上げを一部壊してTMD100を設置することは現実的ではない。ここで、図5(a)及び図5(b)に示すように、TMD100を床スラブ16の下側に設置することにより、実際に床衝撃音が問題となっている下階のみで施工を完結させて、床衝撃音を低減することができる。
When installing a TMD in an apartment complex after completion, it is not realistic to install the
一方、図5(c)は、鉄板102と、前述の粘弾性体104と同じ材質の物を3等分した粘弾性体112とからなるTMD110を示している。ここで、図1のTMD100において、床スラブ16の振動における63Hz帯域よりも低い振動数帯域(例えば、31.5Hz帯域)の床衝撃音の低減を試みる場合には、粘弾性体104の取付面積を減少させて、バネ定数(剛性)を低下させる方法もある。
On the other hand, FIG. 5 (c) shows a
しかし、粘弾性体104が1カ所に配置されているため、取付面積が小さくなり過ぎると、鉄板102の支持が不安定となり、所望の制振性能を得られない可能性がある。このため、図5(c)に示すように、粘弾性体112の取付面積を小さくするとともに、鉄板102の3カ所(複数箇所)に粘弾性体112を取付けることで、鉄板102の支持を安定させるとともに、63Hz帯域より低い振動数帯域の床衝撃音にも対応可能となる。その際、鉄板102がロッキング動するモードが生じないよう留意する必要がある。
However, since the
次に、本発明の制振装置調整方法、制振装置、及び建築床構造の第2実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一のものには、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Next, a vibration damping device adjusting method, a vibration damping device, and a building floor structure according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the same elements as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
図6(b)に示すように、床スラブ16上に制振装置としてのTMD120が設置されている。TMD120は、前述の粘弾性体104(図2参照)と同様の材質からなり、平面視において鉄板102の面積と略等しい面積を有する粘弾性体122が取付けられた鉄板102と、粘弾性体122の下面及び床スラブ16の上面に接着され、鉄板102及び粘弾性体122を支持する支持部材124とで構成されている。また、床スラブ16とTMD120により、床構造60が形成されている。
As shown in FIG. 6B, a
支持部材124は、粘弾性体122よりも硬質のものであり、鉄、樹脂(プラスチック)、木材(合板、パーチクルボード)などが用いられる。ここでは、支持部材124として、鉄を用いている。また、図6(a)に示すように、支持部材124は、平面視における一辺の長さL7、L8が、鉄板102の一辺の長さL1、L2よりも短くなっており、粘弾性体122の中央に1ヵ所配置されている。
The
次に、本発明の第2実施形態の作用について説明する。図6(a)及び図6(b)に示すように、TMD120は、粘弾性体122と床スラブ16の間に、鉄板102を支持する支持部材124を有している。ここで、粘弾性体122に対する支持部材124の取付面積を変更することにより、鉄板102と支持部材124で挟まれる粘弾性体122の領域が増減し、粘弾性体122のバネ定数が変わる。これにより、TMD120の固有振動数を調整して、床スラブ16の固有振動数に合わせることができるので、粘弾性体122と鉄板102は、1種類用意しておけばよい。また、支持部材124の取付面積を変更するのみで床スラブ16の固有振動数に合わせることができるので、施工が容易となる。
Next, the operation of the second embodiment of the present invention will be described. As shown in FIGS. 6A and 6B, the
次に、本発明の制振装置調整方法、制振装置、及び建築床構造の第3実施形態を図面に基づき説明する。なお、前述した第1実施形態と基本的に同一のものには、前記第1実施形態と同一の符号を付与してその説明を省略する。 Next, a vibration damping device adjusting method, a vibration damping device, and a building floor structure according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment are given to the same elements as those in the first embodiment described above, and the description thereof is omitted.
図7(a)は、複数の柱42と複数の梁44で構築され、床スラブ46が形成された建物40を平面視したものである。建物40の床スラブ46上には、仕切壁48で囲まれた居室49が設けられている。ここで、重量床衝撃音で問題となる63Hz帯域(45〜90Hz)を対象にして、居室49の振動を低減するために、まず、床スラブ46の振動モードの測定を行った。振動モードの測定は、居室49の床の複数箇所に加速度センサ(図示せず)を配置して、ランダム加振機(図示せず)で床を加振したときの振動を、該加速度センサで測定することによって行った。なお、加速度センサの配置は、縦横500mmの間隔とした。
FIG. 7A is a plan view of a
振動モードの測定の結果、図7(b)及び図7(c)に示すように、居室49の床には、振動数が50Hzと57Hzの2つの振動モードが存在することがわかった。図7(b)は、測定結果のうち、50Hzの振動モードを示しており、図7(c)は、57Hzの振動モードを示している。測定領域A1における50Hzの振動の振幅が最も大きい領域(振動モードの略腹部)がA2であり、57Hzの振動の振幅が最も大きい領域(振動モードの略腹部)がA3である。
As a result of the measurement of the vibration mode, it was found that there are two vibration modes having a frequency of 50 Hz and 57 Hz on the floor of the
続いて、図7(d)に示すように、領域A2、A3に、固有振動数をそれぞれ略50Hz、略57Hzに調整した複数のTMD140、150を設置した。TMD140、150は、前述のTMD100(図1参照)と同様に鉄板102と粘弾性体104で構成されており、粘弾性体104の取付面積を変更することにより、固有振動数が調整されている。なお、複数のTMD140、150は、それぞれ僅かに固有振動数が異なっており、居室49の床に重いものを置いた場合などの荷重条件の変化によって床スラブ46の固有振動数がずれても、全体として制振効果が得られるようになっている(いわゆるロバスト性の向上)。本実施形態では、50Hzの振動モードの腹位置にTMD140を12台、57Hzの振動モードの腹位置にTMD150を6台設置している。
Subsequently, as shown in FIG. 7D, a plurality of
次に、本発明の第3実施形態の作用について説明する。図7(d)に示すTMD140、150を設置した床スラブ46の振動状態の測定を行った。なお、比較のために、TMD140、150を設置していない床スラブ46の振動状態の測定も行った。
Next, the operation of the third embodiment of the present invention will be described. The vibration state of the
振動状態の測定位置は、図7(a)に示すように、居室49の床の対角線M、Nの交点位置を測定位置S1とした。また、対角線M、N上で且つ居室49の四隅と測定位置S1を結んだ線分を2等分する位置を、測定位置S2、S4、S3、S5とした。振動状態の測定は、各測定位置S1〜S5に加速度センサ(図示せず)を設置し、各測定位置S1〜S5の近傍をバングマシンで加振したときの加速度センサの出力(加速度)を計測した。この測定結果を図8(a)〜図8(c)に示す。なお、測定位置S4、S5については、測定結果を省略する。
As the measurement position in the vibration state, as shown in FIG. 7A, the intersection position of the diagonal lines M and N of the floor of the
図8(a)〜図8(c)は、測定位置S1、S2、S3における各振動数と加速度の関係を示している。いずれの測定位置も、TMD140、150が無い場合のグラフG2に対して、TMD140、150が設置された場合のグラフG1の方が、振動数が50Hz及び57Hzの加速度が低減されており、TMD140、150による床スラブ46の制振効果が得られていることが分かる。また、図7(d)に示すように、床スラブ46上に仕切壁48を設ける等の支持条件の変化によって、床スラブ46の振動モードの振動数が変化した場合でも、TMD140、150が僅かに異なる固有振動数で複数配置されているため、振動のピークを抑えることができる。
FIGS. 8A to 8C show the relationship between each frequency and acceleration at the measurement positions S1, S2, and S3. In any measurement position, the acceleration of the
なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。鉄板102、粘弾性体104、支持部材124は、正方形だけでなく、多角形状であってもよい。粘弾性体104は、発泡材以外に、例えば、天然ゴムやクロロプレン系ゴムといった防振ゴムや、シリコーンゲルなどの高分子ゲルを用いてもよい。床スラブ16又は床スラブ46の振動モードの測定では、バングマシン以外に、ランダム加振機やインパクトハンマーを用いてもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment. The
10 建物(建築構造体)
16 床スラブ(スラブ)
40 建物(建築構造体)
46 床スラブ(スラブ)
50 床構造(建築床構造)
60 床構造(建築床構造)
100 TMD(制振装置)
102 鉄板(錘部材)
104 粘弾性体(粘弾性部材)
110 TMD(制振装置)
112 粘弾性体(粘弾性部材)
120 TMD(制振装置)
122 粘弾性体(粘弾性部材)
124 支持部材(支持部材)
140 TMD(制振装置)
150 TMD(制振装置)
10 Building (Building structure)
16 Floor slab (slab)
40 Building (building structure)
46 Floor Slab (Slab)
50 Floor structure (building floor structure)
60 Floor structure (building floor structure)
100 TMD (damping device)
102 Iron plate (weight member)
104 Viscoelastic body (Viscoelastic member)
110 TMD (damping device)
112 Viscoelastic body (Viscoelastic member)
120 TMD (damping device)
122 Viscoelastic body (Viscoelastic member)
124 Support member (support member)
140 TMD (damping device)
150 TMD (damping device)
Claims (6)
前記スラブとは隙間を空けて前記粘弾性部材に取付けられる錘部材と、
を有する制振装置の固有振動数を調整する制振装置調整方法において、
前記粘弾性部材を切断して該粘弾性部材の大きさを変更し、前記制振装置の固有振動数を前記スラブの固有振動数に合わせることを特徴とする制振装置調整方法。 And the viscoelastic member that directly to attached to an upper surface or lower surface of the slab of the building structure,
A weight member that is attached to the viscoelastic member with a gap from said slab,
In the damping device adjustment method for adjusting the natural frequency of the damping device having
Vibration damping device adjusting method characterized in that said cutting the viscoelastic member to change the size of the viscoelastic member, matching the natural frequency of the damping device to the natural frequency of the slab.
前記制振装置が、振動モードの略腹部に配置されたスラブと、The vibration damping device is a slab disposed substantially in the abdomen of the vibration mode;
を有することを特徴とする建築床構造。An architectural floor structure characterized by comprising:
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