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技術 集合住宅の床スラブの構造及びこれに用いられる管

出願人 株式会社熊谷組フジモリ産業株式会社
発明者 大脇雅直財満健史中村敬一岡山秀宣
出願日 2002年8月20日 (18年4ヶ月経過) 出願番号 2002-239526
公開日 2004年3月11日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2004-076453
状態 特許登録済
技術分野 建築環境 床構造
主要キーワード 横断面形 寸法増大 曲げ波 部分平面 オクターブ帯域 円形管 重量低減 床スラブ構造
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この項目の情報は公開日時点(2004年3月11日)のものです。
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図面 (6)

課題

ボイドスラブにおける任意の周波数帯域、特に125Hz帯域での床衝撃音レベルの低減を図ること。

解決手段

集合住宅床スラブは、コンクリートの層(12)と、コンクリート層埋設されコンクリート層中に中空部を規定する複数の管(14,16)とを含む。各管は、コンクリート層を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波半波長整数倍以外の長さ寸法を有する。

概要

背景

従来、集合住宅床スラブ遮音性向上を目的として、前記床スラブの厚さ寸法を比較的大きい、例えば200〜350mmに設定することが行われている。

概要

ボイドスラブにおける任意の周波数帯域、特に125Hz帯域での床衝撃音レベルの低減をること。集合住宅の床スラブは、コンクリートの層(12)と、コンクリート層埋設されコンクリート層中に中空部を規定する複数の管(14,16)とを含む。各管は、コンクリート層を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波半波長整数倍以外の長さ寸法を有する。 

目的

効果

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請求項1

コンクリートの層と、該コンクリート層埋設され該コンクリート層中に中空部を規定する複数の管とを含む集合住宅床スラブの構造であって、各管が、前記コンクリート層の一部である前記コンクリート層の上面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域曲げ波半波長整数倍以外の長さ寸法を有する、床スラブの構造。

請求項2

コンクリートの層と、該コンクリート層に埋設され該コンクリート層中に中空部を規定する複数の管とを含む集合住宅の床スラブの構造であって、各管が、前記コンクリート層の一部である前記コンクリート層の下面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の長さ寸法を有する、床スラブの構造。

請求項3

前記曲げ波の周波数帯域は125Hz帯域である、請求項1又は2に記載の構造。

請求項4

前記管の長さ寸法は、また、前記コンクリート層の下面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさである、請求項1に記載の構造。

請求項5

互いに間隔をおいて直列に配置された、円形横断面形状を有する複数の管を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造。

請求項6

円形の横断面形状を有する複数の管であって互いに異なる直径を有する管が互いに接して直列に配置された複数の管を含む、請求項請求項1〜4のいずれか1項に記載の構造。

請求項7

請求項1又は2に記載の床スラブの構造に用いられる管であって、前記コンクリート層の一部を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の長さ寸法と、円形の横断面形状とを有する、管。

技術分野

0001

本発明は、集合住宅床スラブの構造、より詳細には、中空の床スラブの構造であるいわゆるボイドスラブの構造と、該構造に用いられる管とに関する。

0002

従来、集合住宅の床スラブの遮音性向上を目的として、前記床スラブの厚さ寸法を比較的大きい、例えば200〜350mmに設定することが行われている。

0003

このような床スラブの構造の一つとして、場所打ちコンクリートからなるコンクリート層と、該コンクリート層に埋設された、円形横断面形状を有する複数の管(円形管)とを含むいわゆるボイドスラブ構造が提案されている(特開2000−226899)。

0004

これによれば、前記コンクリート層中に埋設される管が前記コンクリート層中に中空部ボイド)を規定し、床スラブの厚さ寸法増大に伴う場所打ちコンクリートの使用量の低減、床スラブの重量低減、及び集合住宅の建築コストの低減に寄与する。

背景技術

0005

しかし、実験によれば、特に125Hz帯域(90〜180Hz)での床衝撃音レベルが他の周波数帯域の床衝撃音レベルと比べて高いことが発見され、また、その原因は、前記コンクリート層の一部、すなわち衝撃音発生箇所である前記コンクリート層の上面と該コンクリート層中の円形管との間の部分を前記衝撃音が伝搬するとき、前記コンクリート層の一部が共振するためであると考えられる。

発明が解決しようとする課題

0006

本発明の目的は、いわゆるボイドスラブ構造における任意の周波数帯域、特に125Hz帯域での床衝撃音レベルの低減を図ることにある。

0007

本発明は、コンクリートの層と、該コンクリート層に埋設され該コンクリート層中に中空部を規定する複数の管とを含む集合住宅の床スラブの構造及び前記管に関し、各管の長さ寸法が、前記コンクリート層の一部である前記コンクリート層の上面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域、特に125Hz帯域(90〜180Hz)の曲げ波半波長整数倍以外の長さ寸法を有する。

0008

本発明の他の床構造は、床スラブの下方における衝撃音源を考慮して、各管が、前記コンクリート層の一部である前記コンクリート層の下面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の長さ寸法を有する。

0009

好ましくは、前記管の長さ寸法について、前記コンクリート層の上面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさであり、しかも前記コンクリート層の下面と前記管との間の部分における任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさであるものとする。

0010

前記管については、円形の横断面形状を有する管を互いに間隔をおいて直列に配置し、あるいは互いに異なる直径を有する管を互いに接して直列に配置することができる。

0011

【発明の作用および効果】
本発明によれば、床スラブのコンクリート層中に埋設された管の長さ寸法について、前記管の上方のコンクリート層部分を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波、例えば125Hz帯域(中心周波数125Hzの1オクターブバンド帯域)の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさとした結果、前記コンクリート層の上面で発生した衝撃音が前記コンクリート層を伝搬するときの該コンクリート層の一部である前記管の上方のコンクリート層部分における共振現象の発生が防止され、これにより、床衝撃音レベルの小さい床構造とすることができる。

0012

また、前記コンクリート層中に埋設される管の長さ寸法を、前記管の下方のコンクリート層部分を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさとすれば、前記床スラブ下に衝撃音源がある場合における前記コンクリート層部分の共振を防止することができ、床衝撃音レベルの小さい床構造とすることができる。

0013

したがって、また、管の長さ寸法について、前記上方のコンクリート層部分及び前記下方のコンクリート層部分のそれぞれにおける前記曲げ波の半波長の整数倍以外の値を共通のものに設定するときは、より床衝撃音レベルの小さい床構造を得ることができる。

0014

前記管は、好ましくは円形の横断面形状を有する円形管を使用する。円形管は、矩形の横断面形状を有する管と比べて、1kHz帯域における床衝撃音レベルが小さい点で有利である。なお、円形管に代えて楕円形の横断面形状を有する管とすることも可能である。

課題を解決するための手段

0015

複数の円形管を互いに間隔をおいて直列に配置するときは、これらの管を接するように配置する場合における管の長さ寸法の実質的な増大に伴う共振現象の発生を防止することができる。また、直径の異なる複数の円形管を交互に配置するときは、互いに接する異径の管の上方のコンクリート層部分同士又は下方のコンクリート層部分間での曲げ波の伝搬の際、その振動エネルギの一部が伝達されない点で有利である。

0016

図1及び図2を参照すると、集合住宅の床構造の一部が全体に符号10で示されている。

0017

床構造10は、床面(上面)を規定するコンクリートの層12と、コンクリート層12中に埋設された複数の管14,16とを含む。

0018

コンクリート層12は場所打ちコンクリートからなり、例えば250mmの厚さ寸法を有する。

0019

複数の管14,16は、その内部にコンクリートが流入しないようにその両端が閉鎖されており、コンクリート層12中に空間を形成している。コンクリート層12中への前記空間の形成により、場所打ちコンクリートの使用量の低減、床スラブの重量の低減、及び集合住宅の建築コストの低減が図られる。

0020

管14,16は、図示の例では、円形の横断面形状を有する円形管からなり、管14は管16より大きい直径を有する。

0021

ところで、コンクリート層12の上面に重量衝撃源又は軽量衝撃源があるとき、衝撃音はコンクリート層12を下方に向けて伝わり、コンクリート層12の上面と各管14,16との間の部分18,20を曲げ波として伝搬する。

0022

本発明の床構造にあっては、各管14,16の長さ寸法が、各コンクリート部分18,20を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波、例えば125Hz帯域(中心周波数125Hzの1オクターブ帯域:90〜180Hz)の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさ、すなわち前記曲げ波の半波長の値と異なる値に設定されている。

0023

例えば、厚さが100mmである層状のコンクリートにおける125Hz帯域の曲げ波の波長の値は、前記曲げ波の伝搬速度を3362m/秒として、後記計算式を用いて算出すると、2.60m〜1.84mの範囲にある。したがって、コンクリート層部分18又は20の厚さ寸法が100mmであるときの前記管の長さ寸法は、前記曲げ波の波長の半分の値である(2.60m〜1.84m)/2以外の値に設定される。

0024

前記曲げ波の波長を算出するための計算式は、λ=(π・C・h/(31/2・f))1/2である。ここで、λは曲げ波の波長(m)、Cは伝搬速度(m/s)、hは前記コンクリート層部分の厚さ(m)、またfは周波数(Hz)である。

0025

したがって、図示の例のように、コンクリート層部分18,20の厚さ寸法が互いに相違するときは、これらのコンクリート層部分下に位置する管14,16の長さ寸法は相違することが原則である。しかし、任意の周波数帯域における曲げ波の半波長の値には幅がある。このため、コンクリート層部分18,20の厚さ寸法に相違があっても、同一の周波数帯域の曲げ波に関しては、管14,16の長さ寸法を同一に設定することが可能である。

0026

これによれば、前記周波通帯域における半波長(λ/2)の値と異なる値の長さ寸法を有する管14,16の存在のため、コンクリート層部分18,20はこれを前記曲げ波が伝搬するときに共振しない。これにより、任意の周波数帯域、特に前記125Hz帯域における床衝撃音レベルの上昇が防止される。

0027

前記管の直径は、コンクリート層12の厚さ寸法に応じて、任意に設定することができる。また、異なる直径を有する2種類の管を使用する図示の例に代えて、単一の直径を有する複数の管又は3以上の異なる直径を有する複数の管を使用することができる。

0028

前記複数の管は、基本的に、ランダムに配置することが可能である。前記複数の管についての平面配置の一例が図3に示されている。図3に示す例では、複数の同経の管16が互いに間隔をおいて直列に配置されている。同様に、複数の同経の管14を互いに間隔をおいて直列に配置することができる(図示せず)。同径の管相互を、これらが接しないように配置することにより、これらの管が実質的に一体となることによる、管の長さ寸法の実質的な増大に伴う共振現象の発生を防止することができる。

0029

また、図4に示すように、直径の異なる管14と管16とが互いに接するように直列に配置されている。これによれば、互いに接する厚さの異なるコンクリート層部分18,20相互間を前記曲げ波が伝搬するとき、該曲げ波の振動エネルギの一部は伝達されない。この振動エネルギの一部の非伝達は、床衝撃音のレベルの低下に寄与する。

0030

さらに、前記管の複数列が互いに間隔をおいて配置されている。図5に示すように、互いに管端を接して直列に伸びる複数の管14,16からなる1の列における管14(又は管16)と、これに隣接する他の列における管14(又は管16)とが千鳥状を呈するように配置することができる。さらに、前記複数の管の一部について、これらが前記列に対して直交するように配置(図示せず)することも可能である。

0031

ところで、衝撃音は、重量衝撃源又は軽量衝撃源がコンクリート層12の上面ではなく、コンクリート層12の下方、例えば下階にあって前記下階の間仕切壁を通して、コンクリート層12に伝わり、その結果、コンクリート層の下面と管14,16との間の部分22,24が共振することがある。このような場合についても、前記したと同様にして、前記共振の発生を防止することができる。

0032

すなわち、各管14,16の長さ寸法を、各コンクリート層部分22,24を伝搬する任意の周波数帯域の曲げ波の曲げ波の半波長の整数倍以外の大きさ、すなわち前記曲げ波の半波長の値と異なる値に設定する。また、このようにして設定した各管14,16の長さ寸法を、該管の上方のコンクリート層部分18,20を伝搬する曲げ波に関して設定された前記値と共通のものとすることができる。これによれば、上方のコンクリート層部分18,20及び下方のコンクリート層部分22,24の双方における共振の発生を防止することができる。

0033

図示の床構造10の築造に際しては、板状の型枠(図示せず)上に複数のスペーサ18を配置し、これらのスペーサ26上に管14,16を載置する。図示のスペーサ18は同一の高さ寸法を有し、このため、各管14,16はその底面において同一平面上に載置される。しかし、この例に代えて、各管14,16を異なる高さ位置に配置すること、例えば異経の管14,16を同一軸線上に配置し、あるいは同経若しくは異経の管を段違いに配置することは任意である。

0034

次いで、例えば番線28を用いて各管14,16を各スペーサ26に固定した後、前記型枠上にコンクリートを打設する。これにより、スペーサ26及び番線28が前記管と共にコンクリート中に埋設される。

発明を実施するための最良の形態

0035

なお、前記管は、前記円形管とすることに代えて、楕円形、矩形等の他の横断面形状を有するものとすることができる。

図面の簡単な説明

0036

また、前記管は、これを鋼製のものとする図示の例に代えて、プラスチック防水紙等の他の材料で形成されたものを用いることができる。さらに、前記管は、コンクリート打設のような作業の都合上これに作業員が乗ることによって潰れることがないように、適当な補強が施された管、例えばその長手方向に多数のリング状のリブが形成された管であることが望ましい。

図1
本発明に係る床スラブ構造の、管の横断方向における部分断面図である。
図2
本発明に係る床スラブ構造の、管の長手方向における部分断面図である。
図3
複数の管の配置例を示す部分平面図である。
図4
複数の管の他の配置例を示す部分平面図である。
図5
複数の管のさらに他の配置例を示す部分平面図である。
【符号の説明】
10 床スラブ
12 コンクリート層
14,16 管
18,20,22,24 コンクリート層の一部

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