(57)【要約】【課題】面内剛性の乏しい天井仕上材を用いた天井についても、低コストで軽量な耐力剛性の高い天井構造を実現できるうえ、設備レイアウトの自由度が高い耐震天井を提供する。【解決手段】吊り部材４を介して建物躯体の上部構造１１に吊り下げ支持される吊り天井ユニット２と、吊り天井ユニット２の上部に接合され、吊り天井ユニット２の水平荷重を負担する引張ユニット３と、を備え、引張ユニット３は、縦横に水平方向に延びて配列される引張材３１と、引張材３１の端部を建物躯体と拘束する端部ブレース３２Ｂと、を備え、縦横に延びる引張材３１の交差部は、水平力に対する拘束点として一定スパン間の天井裏に別のブレースを設置することなく任意に設定可能に設けられた構成の耐震天井構造を提供する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吊り部材を介して建物躯体の上部構造に吊り下げ支持される吊り天井ユニットと、
前記吊り天井ユニットの上部に接合され、前記吊り天井ユニットの水平荷重を負担する引張ユニットと、を備え、
前記引張ユニットは、
縦横に水平方向に延びて配列される引張材と、
前記引張材の端部を前記建物躯体と拘束する第１ブレースと、を備え、
前記縦横に延びる前記引張材の交差部は、水平力に対する拘束点として一定スパン間の天井裏に別のブレースを設置することなく任意に設定可能に設けられていることを特徴とする耐震天井構造。
【請求項２】
前記引張材の長さ方向の中間部分に中間補剛となる第２ブレースが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の耐震天井構造。
【請求項３】
前記吊り天井ユニットは、天井下地材と天井板とを有し、前記吊り部材を介して前記上部構造から鉛直方向に支持されるとともに、前記引張ユニットの水平力に対する拘束点と緊結することで水平方向に支持されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の耐震天井構造。
【請求項４】
前記引張材は、前記吊り天井ユニットに対して、水平縦方向の部材と水平横方向の部材の交点に設置した下地材接合部材によって接合されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の耐震天井構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震天井構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば学校、病院、生産施設、体育館、プール、空港ターミナルビル、オフィスビル、劇場、シネコン等の建物の天井として、吊り天井が多用されている。このような吊り天井は、水平の一方向に所定の間隔をあけて並設される複数の野縁と、野縁に直交し、水平の他方向に所定の間隔をあけて並設され、複数の野縁に一体に接続して設けられる複数の野縁受け材と、下端を野縁受け材に接続し、上端を上階の床材等の上部構造（建物躯体）に固着して配設される複数の吊りボルト（吊り部材）と、野縁の下面にビス留めなどによって一体に取り付けられ、下階の天井面を形成する天井パネルと、を備えて構成されている。
【０００３】
一方、このように野縁及び野縁受け材の天井下地と天井パネルを吊り部材で吊り下げ支持してなる吊り天井は、地震時に作用する水平方向の加速度を受けて横揺れが発生する。天井パネルは、建物躯体と構造上別々の挙動となり、横揺れが増幅する傾向にあるため、天井パネルが壁や、柱、梁などの建物躯体に衝突して破損し、脱落が生じるおそれがあった。
【０００４】
このような吊り天井の脱落を防止するために、耐震部材として斜め部材を設置する方法や国土交通省告示第７９１号に記載される天井周囲に地震力を負担する壁等を配置する方法が知られている。
その他の例として、例えば特許文献１に示すような、天井パネルの下方に且つ天井パネルに沿って横方向に配設された略棒状の引張材を備え、この引張材を、両端部をそれぞれ建物躯体に接続して配設するとともに、両端部の間の中間部を天井パネルの下方から天井パネル及び／又は野縁に接続固定手段で接続固定して配設することで天井パネルと建物躯体を同調させて、天井パネルの耐震性能を高めた耐震天井構造や吊り天井ではないが支柱と梁で構成されたぶどう棚に直接天井を留め付ける直天井が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−１７７８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
石膏ボードやケイカル板等のボード系天井材を用いた吊り天井は、天井パネルの面内剛性が高いため、天井パネルの面内方向の加速度に対して剛床として一体で挙動する。このため、耐震部材として斜め部材を設置する方法や国土交通省告示第７９１号に記載される天井周囲に地震力を負担する壁等を配置する方法等で、天井の耐震化を可能とするが、石膏ボードやケイカル板等のボード系天井材は、吸湿により母材耐力が低下する特性があり、湿潤環境の屋外軒天井や屋内プール、温浴施設等の場合には、吸湿による母材耐力の変化が生じない金属等の素材を用いたパネルやスパンドレル、バスリブ等の天井仕上げ材を用いる場合が多い。
【０００７】
また、天井パネルの下面に引張材を配置して耐震性をもたせた特許文献１のような構造の場合にも、ボード系天井板の面内剛性に基づく耐震天井の構造であるため、同様に吸湿により母材耐力が低下する特性を有する。
【０００８】
さらに、金属等の素材を用いたパネルやスパンドレル、バスリブ等の天井仕上げ材は、面内剛性に乏しいため、天井下地材の断面性能を高めて耐震化設計を行う必要がある。すなわち、天井下地材をぶどう棚で計画することになるが、支柱、梁、斜材等で構成する鋼製ぶどう棚は、コスト高や荷重増といった課題があり、その点で改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、面内剛性の乏しい天井板を用いた天井について、低コストで軽量な耐震天井構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る耐震天井構造は、吊り部材を介して建物躯体の上部構造に吊り下げ支持される吊り天井ユニットと、前記吊り天井ユニットの上部に接合され、前記吊り天井ユニットの水平荷重を負担する引張ユニットと、を備え、前記引張ユニットは、縦横に水平方向に延びて配列される引張材と、前記引張材の端部を前記建物躯体と拘束する第１ブレースと、を備え、前記縦横に延びる前記引張材の交差部は、水平力に対する拘束点として一定スパン間の天井裏に別のブレースを設置することなく任意に設定可能に設けられていることを特徴としている。
【００１１】
本発明に係る耐震天井構造では、吊り天井ユニットの上部に接合される引張材を水平方向に延在させて配置するとともに、その引張材がその端部を拘束する第１ブレースを介して上部構造に接合することで、吊り天井ユニットが建物躯体と一体に水平方向に挙動することとなり、吊り天井ユニットの揺れの増幅を抑制することができる。
すなわち、本発明による耐震天井構造では、地震時に作用する天井部の水平慣性力を確実に建物躯体に伝搬させることができ、従来のように天井部が建物の壁、柱、梁などの躯体に衝突することを防止する耐力剛性が高い天井構造を実現することができる。
【００１２】
また、本発明では、引張ユニット、吊り天井ユニット共に鉛直支持は短スパンで配置された吊り材で負担する構造なので、鉛直方向の曲げ荷重を小さく設定でき、引張ユニットが負担する水平方向の大きな荷重については、金属の引張力で効率よく伝搬することができる。
そして、本発明では、引張ユニットとの接合部である水平力に対する拘束点間を任意に設定できるので、水平力に対する拘束点間を短スパンで構成すれば、天井下地材が負担する水平力による曲げ荷重は小さくなり、耐震部材を含めた吊り天井ユニットを低コストで軽量な軽量形鋼で構成する耐震天井の設計が可能となる。
【００１３】
また、本発明では、ブレースの配置は基本的に天井端部となるため、一定スパン間の天井裏について、設備レイアウトの自由度を高めることができ、設備改修の際にも柔軟に対応可能な耐震天井を実現することができる。
【００１４】
また、本発明に係る耐震天井構造は、前記引張材の長さ方向の中間部分に中間補剛となる第２ブレースが設けられていることを特徴としてもよい。
【００１５】
この場合に、引張材の中間部分に中間補剛となる第２ブレースを設置することで引張材をより大きなスパンで構成することが可能となる。
【００１６】
また、本発明に係る耐震天井構造は、前記吊り天井ユニットは、天井下地材と天井板とを有し、前記吊り部材を介して前記上部構造から鉛直方向に支持されるとともに、前記引張ユニットの水平力に対する拘束点に設置した下地材接合部材と緊結することで水平方向に支持されている。
【００１７】
また、本発明に係る耐震天井構造は、前記引張材は、前記吊り天井ユニットに対して、水平縦方向の部材と水平横方向の部材の交点に設置した下地材接合部材を引張材連結板として接合されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の耐震天井構造によれば、耐力剛性の高い天井構造を実現できるうえ、面内剛性の乏しい天井仕上材を用いた天井において、低コストで軽量な耐力剛性の高い天井構造を実現できる耐震天井を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態による耐震天井構造を示す斜視図であって、吊り天井ユニットと引張ユニットとを分解した図である。
【図２】耐震天井構造を第２水平方向から見た側面図である。
【図３】引張材連結板に引張材の端部を接続した状態を下方からみた平面図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ線矢視図であって、引張材連結板の側面図である。
【図５】引張ユニットの端部ブレースの正面図である。
【図６】図５に示すＢ−Ｂ線矢視図であって、端部ブレースの側面図である。
【図７】引張ユニットの中間ブレースの正面図である。
【図８】図７に示すＣ−Ｃ線矢視図であって、端部ブレースの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態による耐震天井構造について、図面に基づいて説明する。
【００２１】
本実施形態による耐震天井構造１は、図１及び図２に示すように、例えば湿潤環境の屋外軒天井や屋内プール、温浴施設等建物で、吸湿による母材耐力の変化が生じない金属等の素材を用いたパネルやスパンドレル、バスリブ等の天井仕上げ材を用いた天井に適用可能であり、新設の建物は勿論、既設の建物を耐震化する改修工事にも適用される。
【００２２】
耐震天井構造１は、吊り部材４（図２参照）を介して建物躯体の上部構造１１（図２参照）に吊り下げ支持される吊り天井ユニット２と、吊り天井ユニット２の上部に接合され、地震時に発生する天井の水平方向の慣性力を上部構造１１に伝える引張ユニット３と、を備えている。
本実施形態において引張ユニット３は、平面視で一方向に長い長方形状の範囲に配置されている。この長手方向を第１水平方向Ｘ１とし、短手方向を第２水平方向Ｘ２として以下説明する。
【００２３】
吊り天井ユニット２は、吊り部材４及び吊り部材４を介して上部構造１１に吊り下げ支持される野縁受け材２１と、野縁受け材２１の上面に取り付けられ引張ユニット３と接合される野縁受け直交材３０（下地材接合部材）と、野縁受け材２１の下面に取り付けられる野縁２２と、野縁２２の下面に取り付けられた天井パネル２３（天井板）と、を備えている。天井パネル２３の下面は、天井面を形成している。ここで、上述した吊り部材４、野縁受け材２１、野縁２２、野縁受け直交材３０、及びこれらの接合部金物で天井下地材を構成している。
すなわち、吊り天井ユニット２は、吊り部材４を介して上部構造１１から鉛直方向に支持されるとともに、引張ユニット３の水平力に対する拘束点に設置した引張材連結板３３と緊結することで水平方向に支持された構成となっている。
【００２４】
野縁受け材２１は、例えば４０×２０×１．６の角型鋼管であり、第１水平方向Ｘ１に沿って水平に延設され、且つ第２水平方向Ｘ２に所定の間隔をあけて平行に複数配設されている。野縁受け材２１は、野縁２２と交差するように配設されるとともに、複数の野縁２２を上方から支持した状態で配設される。そして、野縁受け材２１は、野縁２２に交差する部分で、野縁接続用金具である耐震クリップ３８（図２参照）を使用することにより野縁２２に接続されている。
【００２５】
野縁２２は、例えばＪＩＳ Ａ ６５１７に規定される薄板鋼材であり、第２水平方向Ｘ２に沿って水平に延設され、且つ第１水平方向Ｘ１に所定の間隔をあけて平行に複数配設されている。
【００２６】
吊り部材４は、図２に示すように、円柱棒状に形成されるとともに外周面に雄ねじの螺刻を有する吊りボルトであり、上端を上階の床材等の上部構造１１に固着、または鋼製の根太等に緊結して垂下され、下端側を、吊り部材接続用金具である耐震ハンガー４１を用いることにより野縁受け材２１に接続して複数配設されている。また、複数の吊り部材４は、野縁受け材２１に対して例えば例えば１ｍピッチで配置される。吊り天井ユニット２における長期荷重及び地震時の鉛直方向の慣性力は、吊り部材４によって建物躯体から支持するように構成されている。
【００２７】
天井パネル２３は、例えばアルミスパンドレル等の面内剛性の乏しいものであり、例えば天井付帯設備等の重量と併せて、例えば１ｍ２あたり２５ｋｇ以下の重量で形成されている。天井パネル２３は、複数の野縁２２の下面にビス留めなどして設置されている。なお、天井パネル２３は、アルミスパンドレル以外のスパンドレルやパネル、バスリブ等の天井面の面内剛性が乏しい天井仕上げ材で構成されていてもよいし、天井面が一体で挙動する面内剛性が大きなボード系の天井パネルで構成されていてもよい。
【００２８】
引張ユニット３は、図１及び図２に示すように、第１水平方向Ｘ１と第２水平方向Ｘ２の縦横に延びて配列される引張材３１と、縦横の引張材３１の交点の接合部材である引張材連結板３３と、引張材３１の端部（外端部３１ｂ）に接合され、上端が上部構造１１に固定されたブレース３２（３２Ａ、３２Ｂ）と、を備えている。
【００２９】
また、引張ユニット３は、引張材連結板３３を介して吊り天井ユニット２に接合する。引張材連結板３３とボルト等によって固定されている野縁受け直交材３０は、上方から見て野縁受け材２１に対して直交する第２水平方向Ｘ２に沿って延在する。
【００３０】
引張材３１の下面は、吊り天井ユニット２の上面とほぼ同レベル（高さ）に配置され、例えばアルミ押出型材、平角パイプ、軽量形鋼等を使用することができる。図３及び図４では、平角鋼管が採用されている。引張材３１は、地震時に吊り天井ユニット２に働く水平方向の慣性力を、耐力及び剛性に有効な支持構造体である建物躯体の上部構造１１に伝搬させるための部材である。すなわち、引張材３１は、水平縦方向の部材と水平横方向の部材の交点に設置した引張材連結板３３を介して、吊り天井ユニット２の野縁受け直交材３０と接合されている。
【００３１】
引張材３１は、第１水平方向Ｘ１に延びる複数（図１では３本）の第１引張材３１Ａと、第２水平方向Ｘ２に延びる複数（図１では８本）の第２引張材３１Ｂと、が縦横に同一の水平面内で互いに直交して配列されている。ここで、図３及び図４に示すように、第１引張材３１Ａと第２引張材３１Ｂは、それぞれの交点で引張材連結板３３によって接合されている。引張材３１は、図１に示すように、上面視で引張ユニット３を構成する引張材３１の外周部に位置する外端部３１ｂが前記交点（引張材連結板３３）よりも外側に位置している。
【００３２】
引張材連結板３３は、例えば２．５ｍピッチで吊り天井ユニット２に対する引張材３１の拘束点に設けられる。引張材連結板３３は、平面視で正方形の板状をなし、上面３３ａに引張材３１の端部が載置されプレート下面側からドリルねじ３３１で固定されている。
【００３３】
ブレース３２（３２Ａ、３２Ｂ）は、図１及び図２に示すように、上面視で引張ユニット３の外周に位置する引張材３１の端部（中央端部３１ａ）を拘束するレ字状に形成された端部ブレース３２Ａ（第１ブレース）と、上面視で引張ユニット３の中間に位置する第１引張材３１Ａの中間部に設置されるＶ字状に形成された中間ブレース３２Ｂ（第２ブレース）と、を有する。
【００３４】
ブレース３２Ａ、３２Ｂは、図５乃至図８に示すように、例えばリップ溝形鋼が用いられ、上端３２ａが上部構造１１の下面に対してそれぞれ第１接続金物３４、及び第２接続金物３６を介して接続され、下端３２ｂが第１ブレース接合板３５を介して引張材３１に接合されている。接続金物３４、３６は、アンカーボルト３４１によって上部構造１１に固定されている。第１接続金物３４は、ブレース３２の上端３２ａとドリルねじ３４２により接合され、第２接続金物３６は、ブレース３２の上端３２ａとドリルねじ３６２により接合されている。このように、本実施形態では、ブレース３２と上部構造１１との接続を第１接続金物３４、第２接続金物３６によって容易に行うことができる。
【００３５】
端部ブレース３２Ａは、図５に示すように、鉛直方向に延びる鉛直材３２１と、鉛直材３２１の下端から斜め上方に向けて延びる第１斜材３２２と、を有している。鉛直材３２１と第１斜材３２２とは、それぞれの下端３２ｂ、３２ｂが第１ブレース接合板３５に接合され、これにより側面視で略レ字状に形成された状態で設けられとなるように配置されている。端部ブレース３２Ａは、平面図で引張ユニット３の配置領域において鉛直材３２１よりも内側に第１斜材３２２が位置するように配置されている。
【００３６】
第１ブレース接合板３５は、板状部材であって、面方向を鉛直方向に向けて配置され、その一方面３５ａに鉛直材３２１及び第１斜材３２２のそれぞれの下端３２ｂ、３２ｂと、引張材３１の外端部３１ｂとドリルねじ３５２によりにより固定されている。
【００３７】
中間ブレース３２Ｂは、図７に示すように、左右対称に下端から斜め上方に向けて延びる一対の第２斜材３２３、３２３を有している。これら一対の第２斜材３２３は、それぞれの下端３２ｂ、３２ｂが第２ブレース接合板３７に接合され、これにより側面視で略Ｖ字状に形成された状態で設けられとなるように配置されている。
【００３８】
第２ブレース接合板３７は、板状部材であって、面方向を鉛直方向に向けて配置され、その一方の面３７ａに一対の第２斜材３２３、３２３のそれぞれの下端３２ｂ、３２ｂと、引張材３１の中間端部３１ａとドリルねじ３７２により固定されている。
【００３９】
次に、上述した耐震天井構造１の作用について、図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態による耐震天井構造１では、図１及び図２に示すように、吊り天井ユニットの上部に接合される引張材３１を水平方向に延在させて配置するとともに、その引張材３１がその外端部３１ｂを拘束するレ字状の端部ブレース３２Ａを介して上部構造１１に接合することで、吊り天井ユニット２が建物躯体と一体に水平方向に挙動することとなり、吊り天井ユニット２の揺れの増幅を抑制することができる。
すなわち、本実施形態の耐震天井構造１では、地震時に作用する天井部の水平慣性力を確実に建物躯体に伝搬させることができ、従来のように天井部が建物の壁、柱、梁などの躯体に衝突することを防止する耐力剛性が高い天井構造を実現することができる。
【００４０】
また、本実施形態では、引張ユニット３、吊り天井ユニット２共に鉛直支持は短スパンで配置された吊り材４で負担する構造なので、鉛直方向の曲げ荷重を小さく設定でき、引張ユニット３が負担する水平方向の大きな荷重については、金属の引張力で効率よく伝搬することができる。
そして、本実施形態では、引張ユニット３との接合部である水平力に対する拘束点間を任意に設定できるので、水平力に対する拘束点間を短スパンで構成すれば、天井下地材が負担する水平力による曲げ荷重は小さくなり、耐震部材を含めた吊り天井ユニット２を低コストで軽量な軽量形鋼で構成する耐震天井の設計が可能となる。
【００４１】
また、本実施形態では、ブレースの配置は基本的に天井端部となるため、一定スパンの天井裏について、設備レイアウトの自由度を高めることができ、設備改修の際にも柔軟に対応可能な耐震天井を実現することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、引張材３１の中間部分に中間補剛となる中間ブレース３２Ａを設置することで引張材３１をより大きなスパンで構成することが可能となる。
【００４３】
上述のように本実施形態による耐震天井構造では、耐力剛性の高い天井構造を実現できるうえ、面内剛性の乏しい天井仕上材を用いた天井において、低コストで軽量な耐力剛性の高い天井構造を実現できる耐震天井を提供できる。
【００４４】
以上、本発明による耐震天井構造の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４５】
例えば、本実施形態では、引張ユニット３において、引張材３１同士を接続する引張材連結板３３が設けられているが、この引張材連結板３３の構成は適宜設定することができる。要は、同方向に延在する引張材３１同士が同軸上に連結されるように接続される構成であればよいのである。
【００４６】
また、ブレース３２における一対のブレース部材（端部ブレース３２Ａでは鉛直材３２１と第１斜材３２２、中間ブレース３２Ｂでは一対の第２斜材３２３）の下端同士を接合する板状のブレース接合板３５が設けられているが、他の接合構造を採用することも可能である。
【００４７】
さらに、本実施形態では、引張材３１の長さ方向の中間部分に中間補剛となる中間ブレース３２Ｂ（第２ブレース）を設けた構成としているが、この中間ブレース３２Ｂを設けることに制限されることはなく、省略してもよい。例えば、引張ユニット３の長さが短い場合で十分な強度が確保できれば、中間ブレースを省略できる。すなわち、本実施形態のように中間ブレース３２Ｂを設置することで、大スパンの引張ユニットを構成することが可能となる。
【００４８】
さらにまた、上述した実施形態では、端部ブレース３２Ａとして側面視で略レ字状に形成されたブレースを採用し、中間ブレース３２Ｂとして側面視で略Ｖ字状に形成されたブレースを採用しているが、これに限定されることはなく、例えば端部ブレース３２Ａに略Ｖ字状に形成されたブレースを適用することも可能である。
【００４９】
また、本実施形態では、吊り天井ユニット２として野縁受け直交材３０、野縁受け材２１、野縁２２、およびこれらの接合金物で構成としているが、このような構成に限定されることはない。例えば、支持スパンと部材断面性能に応じて野縁受け直交材３０のような下地材を省略することも可能であり、この場合には野縁受け材２１に引張材３１が直接接合される構成を採用できる。
【００５０】
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  耐震天井構造
２  吊り天井ユニット
３  引張ユニット
４  吊り部材
１１  上部構造
２１  野縁受け材
２２  野縁
２３  天井パネル（天井板）
３０  野縁受け直交材（下地材接合部材）
３１  引張材
３１ａ  中間端部
３１ｂ  外端部
３２  ブレース
３２ａ  上端
３２Ａ  端部ブレース（第１ブレース）
３２Ｂ  中間ブレース（第２ブレース）
３３  引張材連結板
３４  第１接続金物
３５  第１ブレース接合板
３６  第２接続金物
３７  第２ブレース接合板
３８  耐震クリップ
４１  耐震ハンガー
Ｘ１  第１水平方向
Ｘ２  第２水平方向
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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