(57)【要約】【課題】施工性、信頼性に優れたぶどう棚形式の天井構造を提供する。【解決手段】建物構造体に支持させて設けられる格子状のぶどう棚部１と、ぶどう棚部１に支持させて天井面を形成する天井部とからなるぶどう棚形式の天井構造であって、上端を建物構造体に接続して配設される複数の吊り部材２と、吊り部材２の下端を接続して支持され、水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて平行に配設された複数の支持部材３と、方形枠状に形成され、隣り合う支持部材３の間に架設される複数の枠部材４とを備えて、ぶどう棚部１を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物構造体に支持させて設けられる格子状のぶどう棚部と、該ぶどう棚部に支持させて天井面を形成する天井部とからなるぶどう棚形式の天井構造であって、
前記ぶどう棚部が、上端を前記建物構造体に接続して配設される複数の吊り部材と、
該吊り部材の下端を接続して支持され、水平の一方向に所定の間隔をあけて平行に配設された複数の支持部材と、
方形枠状に形成され、隣り合う前記支持部材の間に架設される複数の枠部材とを備えて構成されていることを特徴とするぶどう棚形式の天井構造。
【請求項２】
請求項１記載のぶどう棚形式の天井構造において、
前記枠部材が、棒状の一対の横材と一対の縦材とを備え、前記横材と前記縦材の端部同士をボルト接合して方形枠状に形成されており、
前記一対の横材をそれぞれ、隣り合う前記支持部材に上載するとともに、前記横材と前記縦材の端部同士を接合した前記枠部材の角部のボルトとナットを前記支持部材に形成された係合孔に挿入し係合させて、前記枠部材が隣り合う前記支持部材の間の所定位置に架設されることを特徴とするぶどう棚形式の天井構造。
【請求項３】
請求項２記載のぶどう棚形式の天井構造において、
前記横材と前記支持部材をボルト接合して、前記枠部材が隣り合う前記支持部材の間の所定位置に固定して配設されることを特徴とするぶどう棚形式の天井構造。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のぶどう棚形式の天井構造において、
前記複数の枠部材が、前記一方向に直交する水平の他方向に隣り合う前記枠部材の縦材同士をボルト接合して配設されることを特徴とするぶどう棚形式の天井構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ぶどう棚形式の天井構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、オフィスビル等の建物の天井部の構造として、吊り天井が多用されている。また、例えば体育館やクリーンルーム等には、一般にぶどう棚、システムぶどう棚などと称する天井構造が多用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このぶどう棚形式の天井構造は、例えば、重量鉄骨のメインフレームとサブフレームを格子状に組み付けてなるぶどう棚（ぶどう棚部）を建物構造体に支持させて設置し、この格子状の鉄骨フレームからなるぶどう棚に吊りボルトを介して野縁受け、野縁等からなる天井下地（ＬＧＳ天井下地）を吊設し、この天井下地の野縁に天井パネルをビス留めなどして取り付けて構成される。あるいは、重量鉄骨のメインフレームとサブフレームを格子状に組み付けてなる鉄骨フレームのぶどう棚に天井パネルを取り付けて構成したものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０８−１８４２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来のぶどう棚形式の天井構造においては、一般に、重量鉄骨を溶接接合やボルト接合するなどし、現場で高所組み立てを伴う在来構法によってぶどう棚（ぶどう棚部）を構築しており、鉄骨工事としての作業が必要であった。このため、工事管理、施工管理ともに鉄骨工事同様の多大な手間がかかり、また、ＬＧＳ天井下地の接合部は別業種の作業者によって任意に設定されることが多く、施工の効率や品質確保等の点で改善することが求められていた。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、施工性、信頼性に優れたぶどう棚形式の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】
【０００７】
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
【０００８】
本発明のぶどう棚形式の天井構造は、建物構造体に支持させて設けられる格子状のぶどう棚部と、該ぶどう棚部に支持させて天井面を形成する天井部とからなるぶどう棚形式の天井構造であって、前記ぶどう棚部が、上端を前記建物構造体に接続して配設される複数の吊り部材と、該吊り部材の下端を接続して支持され、水平の一方向に所定の間隔をあけて平行に配設された複数の支持部材と、方形枠状に形成され、隣り合う前記支持部材の間に架設される複数の枠部材とを備えて構成されていることを特徴とする。
【０００９】
この発明においては、枠部材と支持部材でぶどう棚部をユニット化して構成し、吊り部材で吊り下げ支持した支持部材に枠部材（フレームユニット）を架設するだけで、容易にぶどう棚部（ぶどう棚）を構築することができる。また、予め、支持部材や枠部材の構成部材、その他接合部材などを半製品の段階まで工場架構、工場組立しておくことも可能であり、例えば、枠部材の組み立てやボルト接合部の締め込み程度の作業を現場で行って、容易にぶどう棚部を構築することができる。
【００１０】
また、本発明のぶどう棚形式の天井構造においては、前記枠部材が、棒状の一対の横材と一対の縦材とを備え、前記横材と前記縦材の端部同士をボルト接合して方形枠状に形成されており、前記一対の横材をそれぞれ、隣り合う前記支持部材に上載するとともに、前記横材と前記縦材の端部同士を接合した前記枠部材の角部のボルトとナットを前記支持部材に形成された係合孔に挿入し係合させて、前記枠部材が隣り合う前記支持部材の間の所定位置に架設されることが望ましい。
【００１１】
この発明においては、棒状の横材と縦材の端部同士をボルト接合することにより、容易に方形枠状の枠部材を組み立てて形成することができる。また、枠部材を隣り合う支持部材の間に架設する際に、予め形成された支持部材の係合孔に、横材と縦材の端部同士を接合した枠部材の角部のボルトとナットを挿入し係合させることによって、容易に枠部材を所定位置に位置決めして支持部材に架設することができる。
【００１２】
さらに、本発明のぶどう棚形式の天井構造においては、前記横材と前記支持部材をボルト接合して、前記枠部材が隣り合う前記支持部材の間の所定位置に固定して配設されることがより望ましい。
【００１３】
この発明においては、枠部材を隣り合う支持部材の間に架設した状態で、支持部材と、この支持部材に上載した横材とをボルト接合することにより、枠部材と支持部材が強固に一体化され、より耐震性能に優れたぶどう棚部、ひいては天井構造を容易に構築することができる。
【００１４】
また、本発明のぶどう棚形式の天井構造においては、前記複数の枠部材が、前記一方向に直交する水平の他方向に隣り合う前記枠部材の縦材同士をボルト接合して配設されることがさらに望ましい。
【００１５】
この発明においては、枠部材を隣り合う支持部材の間に架設した状態で、隣り合う枠部材の縦材同士をボルト接合し、隣り合う枠部材同士を連結することにより、複数の枠部材と支持部材が強固に一体化され、さらに耐震性能に優れたぶどう棚部、ひいては天井構造を構築することが可能になる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のぶどう棚形式の天井構造においては、容易にぶどう棚部（ぶどう棚）を構築することができ、また、枠部材の組み立てやボルト接合部の締め込み程度の作業を現場で行って、容易にぶどう棚部を構築することも可能になる。
【００１７】
よって、従来のように重量鉄骨を溶接接合やボルト接合するなどし、現場で高所組み立てを伴う在来構法でぶどう棚を構築することを不要にでき、施工性や品質の信頼性を高めることが可能になる。
【００１８】
さらに、本発明のぶどう棚形式の天井構造においては、吊り部材で吊り下げ支持して配設される支持部材がぶどう棚部（天井構造）の水平振れ止めとして機能し、また、例えば支持部材の端部を建物の構造体にピン接合したり、別途ブレース部材を設けることによって、ぶどう棚部で地震時の水平力をより確実に負担することができ、耐震性に優れた天井構造を確実且つ容易に構築することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造（ぶどう棚部）を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造（ぶどう棚部）を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造のぶどう棚部の枠部材を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造において、支持部材と枠部材の接合部（角部）を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造において、支持部材と枠部材の接合部（角部）を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造において、支持部材と枠部材の接合部（枠部材中央部）を示す斜視図である。
【図７】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造（ぶどう棚部）を示す側面図である。
【図８】本発明の一実施形態にかかるぶどう棚形式の天井構造の耐震性能を確認する実験に用いた加力フレーム、天井構造を示す正面図である。
【図９】図８のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図１０】図８のＸ２−Ｘ２線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図１から図１０を参照し、本発明の一実施形態に係るぶどう棚形式の天井構造について説明する。ここで、本実施形態は、例えば体育館やクリーンルーム等の天井部に適用され、一般にぶどう棚、システムぶどう棚などと称する天井の構造に関するものである。
【００２１】
本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａは、図１、図７に示すように、建物の構造体１０に支持させて設けられる格子状のぶどう棚部（ぶどう棚）１と、このぶどう棚部１に支持させて天井面を形成する天井部（不図示）とを備えて構成されている。
【００２２】
また、本実施形態のぶどう棚部１は、図１から図３、図７に示すように、上端を建物構造体に接続して配設される複数の吊りボルト（吊り部材）２と、吊りボルト２の下端を接続して支持され、水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて平行に配設された複数の支持部材３と、方形枠状に形成され、隣り合う支持部材３に上載して隣り合う支持部材３の間に架設される複数の枠部材（フレームユニット）４とを備えて形成されている。
【００２３】
本実施形態では、支持部材３には、図１、図２、図４、図５、図６に示すように、例えば一対の側壁部３ａ、３ｂと両側壁部３ａ、３ｂに連設された底板部３ｃからなる断面コ字状（断面Ｃ字状）の溝形鋼が適用されている。また、支持部材３は、上端を建物の構造体に接続し、前記一方向Ｔ１に直交する水平の他方向Ｔ２に所定の間隔をあけて配設された複数の吊りボルト２によって吊り下げ支持されている。さらに、各支持部材３は、底板部３ｃを上方に配して設けられ、底板部３ｃに、吊りボルト２を接続するための吊りボルト接続孔、枠部材４を位置決めして所定位置に配設するための係合孔５、枠部材４と支持部材３をボルト接合するためのボルト挿通孔１３などの複数の孔が貫通形成されている。
【００２４】
一方、図３に示すように、枠部材４は、例えば、断面Ｌ字状で棒状の山型鋼からなる一対のパネル軸４ａと、断面コ字状で棒状の溝形鋼からなる一対の野縁受け４ｂとを備えている。そして、この枠部材４は、図２から図６に示すように、一対のパネル軸４ａを横材、一対の野縁受け４ｂを縦材として配設するとともに、４つの角部を形成する各パネル軸４ａと野縁受け４ｂの端部同士をボルト接合（ボルト８とナット９で接合：図４及び図５参照）することによって方形枠状に形成されている。
【００２５】
このとき、枠部材４は、例えば１２００×２４００ｍｍ（横×縦、パネル軸長×野縁受け長）、１２４０×２４８０ｍｍ、９１０×１８２０ｍｍなどの矩形枠状で形成され、横材のパネル軸４ａが短辺、縦材の野縁受け４ｂが長辺をそれぞれ形成している。
【００２６】
また、本実施形態の枠部材４においては、図３に示すように、帯鋼板からなるパネルブレース４ｃを備えており、このパネルブレース４ｃは、枠部材４のフレーム中心を間に対称位置の一対の角部にそれぞれ、端部をパネル軸４ａ及び野縁受け４ｂの端部とともにボルト接合して斜設されている。このとき、図５に示すように、枠部材４の４つの角部を形成する各パネル軸４ａと野縁受け４ｂの端部同士をボルト８とナット９でボルト接合する際に、同じボルト８とナット９によってパネルブレース４ｃの端部をパネル軸４ａと野縁受け４ｂの端部に挟み込むようにして、パネルブレース４ｃが一体に取り付けられている。また、２つのパネルブレース４ｃが２組の一対の角部にボルト接合され、パネル中心でクロスするように設けられている。
【００２７】
さらに、枠部材４には、図１から図３に示すように、各パネル軸４ａの長さ方向の中央部分と、各野縁受け４ｂの長さ方向に３分割した部分とにそれぞれ、ボルト挿通孔１４、１５が貫通形成されている。
【００２８】
そして、本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａを構築する際には、図２に示すように、隣り合う支持部材３にそれぞれ枠部材４の一対のパネル軸４ａを載置し、一対の野縁受け４ｂが支持部材３に対して直交するように、枠部材４を所定位置に配置してぶどう棚部１を構築する。
【００２９】
このとき、吊りボルト２に接続し、複数の支持部材３を水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて吊り下げ支持して設置する。また、適宜現場などでパネル軸４ａと野縁受け４ｂとパネルブレース４ｃをボルト接合し、方形枠状の枠部材４を複数組み立てる。そして、図２、図４及び図５に示すように、一対のパネル軸４ａをそれぞれ、隣り合う支持部材３に上載するとともに、パネル軸４ａと野縁受け４ｂの端部同士を接合した枠部材４の角部のボルト８とナット９を支持部材３に形成された係合孔５に挿入して係合させながら、各枠部材４を隣り合う支持部材３の間に架設する。このように枠部材４の角部に突出するボルト８とナット９を支持部材３の係合孔５に挿入して係合させることで、枠部材４が位置決めされ、確実且つ容易に所定位置に配設されることになる。
【００３０】
また、本実施形態では、複数の枠部材３をそれぞれ所定位置に配置すると、図２及び図３に示すように、支持部材３に形成されたボルト挿通孔１３と、各枠部材４のパネル軸４ａに形成されたボルト挿通孔１４とが連通し、また、隣り合う枠部材４の野縁受け４ｂに形成されたボルト挿通孔１５同士が連通する。そして、互いに連通したボルト挿通孔１３、１４、１５にボルトを挿通してナットを締め付け、枠部材４と支持部材３を固定し、また、隣り合う枠部材４同士を固定する。これにより、複数の支持部材３と複数の枠部材４とが強固に一体化した格子状のぶどう棚部１が構築される。
【００３１】
さらに、本実施形態では、図１及び図７に示すように、複数の枠部材４を設置して格子状のぶどう棚部１を構築するとともに、例えば、一端を吊りボルト２の吊元（上端側）に、他端を枠部材４の角部付近（あるいは支持部材３）に接続して、補強用のブレース部材６を設けるようにしている。
【００３２】
一方、このように構築したぶどう棚部１に支持させて天井面を形成する本実施形態の天井部は、例えばグリッドシステム天井（グリッド天井）であり、上端をぶどう棚部１の支持部材３等に接続した複数の吊りボルトと、吊りボルトの下端を接続して吊り下げ支持され、格子状に組み付けて配設される断面Ｔ字状のＴバーと、格子状に組み付けたＴバーに載せて天井面を形成する天井パネルとを備えて構成される。
【００３３】
なお、本発明に係る天井部は、上記のようなグリッドシステム天井に限定する必要はなく、ぶどう棚部１にビス止めなどして取り付けた天井パネルのみで構成されていてもよい。また、ぶどう棚部１に吊りボルトを接続し、この吊りボルトで野縁受け、野縁等からなる天井下地を吊り下げ支持し、天井下地の野縁にビス留めなどして天井パネルを取り付けて、天井部を構成するようにしてもよい。
【００３４】
〔実施例〕
ここで、上記構成からなる本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａの耐震性能を確認した実験について説明する。
【００３５】
この実験では、図８から図１０に示すように、加力フレーム１１を振動台１２上に設置し、加力フレーム１１の上部から実大のぶどう棚部（ぶどう棚）１を吊り下げ、その下部にグリッドシステム天井（天井部）７を設置し、試験体としてのぶどう棚形式の天井構造Ａを構築した。
【００３６】
また、試験体のぶどう棚部１は懐寸法を３．７ｍとして設置し、グリッドシステム天井７は吊り長さ５００ｍｍで設置した。そして、試験体Ａの材料重量は、ぶどう棚部１が１３ｋｇ／ｍ２、グリッドシステム天井７が７ｋｇ／ｍ２であった。これに対し、天井設備機器重量等を考慮し、ぶどう棚部レベルで２０．３ｋｇ／ｍ２、グリッドシステム天井レベルで１０．６ｋｇ／ｍ２以上の重量となるように、それぞれ１９２ｋｇ、９５ｋｇのおもりを付加して、試験体の天井構造Ａを構築することとした。
【００３７】
そして、振動台１２、加力フレーム１１の頂部の加速度、天井面の加速度、天井面の加力フレーム１１からの相対変位を計測した。また、入力波としては、応答スペクトルが工学科的基盤の告示スペクトルにフィッティングするように作成した人工地震波であり、建築基準法告示で規定された地震波である告示波を用いた。さらに、表１に示すように、ＸＹＺ成分の位相を変えた９パターンの告示波を用いて実験を行った。
【００３８】
なお、Ｘ方向はぶどう棚部１の枠部材４の長辺方向（野縁受け４ｂの延設方向）、Ｙ方向は枠部材４の短辺方向（パネル軸４ａの延設方向）、Ｚ方向は高さ方向（上下方向）を示す。また、ケース１〜９の全ケースにおいて、試験体のぶどう棚部１には、中央部分のＸ方向とＹ方向にそれぞれ、一対の補強用のブレース部材６がＶ字状に配設されている。さらに、ケース３〜９は、グリッドシステム天井７に、Ｃ−１９×２５×５×１．０ｍｍの溝形鋼からなる一対のＶ字状のブレースを取り付け、ケース１及びケース２では、ブレースを取り付けずにグリッドシステム天井７を構築している。
【００３９】
【表１】
2014105506.tif 000003
【００４０】
表２は、ケース１〜９の実験結果であり、各ケースの振動台１２、吊元、ぶどう棚部１、グリッドシステム天井７の最大加速度応答値、ぶどう棚部１及びグリッドシステム天井７の最大変位値を示している。なお、最大加速度応答値は、計測波形を２０Ｈｚのローパスフィルタ処理を行って求めている。また、表中（  ）内はＺ方向の最大加速度応答値を示している。
【００４１】
【表２】
2014105506.tif 000004
【００４２】
そして、この実験では、全てのケースでぶどう棚部１に部材の脱落や破損などが認められず、本実施形態のぶどう棚部１においては、確実に「吊元水平０．５Ｇ（５０ｇａｌ）に対し継続使用可能であること、１．０Ｇ（１００ｇａｌ）に対し有害な損傷を生じないこと」の性能を満足することが実証された。
【００４３】
したがって、上記構成からなる本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａにおいては、枠部材４と支持部材３でぶどう棚部１をユニット化して構成し、吊り部材２で吊り下げ支持した支持部材３に枠部材（フレームユニット）４を架設するだけで、容易にぶどう棚部（ぶどう棚）１を構築することができる。また、予め、支持部材３や枠部材４の構成部材、その他接合部材などを半製品の段階まで工場架構、工場組立しておくことも可能であり、例えば、枠部材４の組み立てやボルト接合部の締め込み程度の作業を現場で行って、容易にぶどう棚部１を構築することができる。
【００４４】
よって、従来のように重量鉄骨を溶接接合やボルト接合するなどし、現場で高所組み立てを伴う在来構法でぶどう棚を構築することを不要にでき、施工性や品質の信頼性を高めることが可能になる。言い換えれば、現場工期、施工工数の縮減、施工品質のばらつきの排除、管理工数の削減、設計費など２次経費の削減等を図ることが可能になる。
【００４５】
また、本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａにおいては、吊り部材２で吊り下げ支持して配設される支持部材３がぶどう棚部１（天井構造Ａ）の水平振れ止めとして機能する。さらに、支持部材３の端部を建物の構造体１０にピン接合したり、ブレース部材６を設置することにより、ぶどう棚部１で地震時の水平力をより確実に負担することができ、耐震性に優れた天井構造Ａを構築することが可能になる。
【００４６】
さらに、本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａにおいては、棒状の横材であるパネル軸４ａと縦材である野縁受け４ｂの端部同士をボルト接合することにより、容易に方形枠状の枠部材４を組み立てて形成することができる。また、枠部材４を隣り合う支持部材３の間に架設する際に、予め形成された支持部材３の係合孔５に、パネル軸４ａと野縁受け４ｂの端部同士を接合した枠部材４の角部で突出するボルト８とナット９を挿入し係合させることで、容易に枠部材４を所定位置に位置決めして支持部材３に架設することができる。
【００４７】
さらに、本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａにおいては、枠部材４を隣り合う支持部材３の間に架設した状態で、支持部材３と、この支持部材３に上載したパネル軸４ａとをボルト接合することにより、枠部材４と支持部材３が強固に一体化され、より耐震性能に優れたぶどう棚部１、ひいては天井構造Ａを容易に構築することができる。
【００４８】
また、本実施形態のぶどう棚形式の天井構造Ａにおいては、枠部材４を隣り合う支持部材３の間に架設した状態で、隣り合う枠部材４の野縁受け４ｂ同士をボルト接合し、隣り合う枠部材４同士を連結することにより、複数の枠部材４と支持部材３とが強固に一体化され、さらに耐震性能に優れたぶどう棚部１、ひいては天井構造Ａを構築することが可能になる。
【００４９】
以上、本発明に係るぶどう棚形式の天井構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一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。
【符号の説明】
【００５０】
１      ぶどう棚部（ぶどう棚）
２      吊りボルト（吊り部材）
３      支持部材
３ａ    側壁部
３ｂ    側壁部
３ｃ    底板部
４      枠部材（フレームユニット）
４ａ    パネル軸（横材）
４ｂ    野縁受け（縦材）
４ｃ    パネルブレース
５      係合孔
６      ブレース部材
７      グリッドシステム天井（天井部）
８      ボルト
９      ナット
１０    建物の構造体
１１    加力フレーム
１２    振動台
１３    ボルト挿通孔
１４    ボルト挿通孔
１５    ボルト挿通孔
Ａ      ぶどう棚形式の天井構造
Ｔ１    水平の一方向
Ｔ２    水平の他方向
【図１】
2014105506.tif 000005
【図２】
2014105506.tif 000006
【図３】
2014105506.tif 000007
【図４】
2014105506.tif 000008
【図５】
2014105506.tif 000009
【図６】
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【図７】
2014105506.tif 000011
【図８】
2014105506.tif 000012
【図９】
2014105506.tif 000013
【図１０】
2014105506.tif 000014