(57)【要約】【課題】引張材による天井部の横揺れ防止と、落下防止部材による天井小片の落下等の防止の効果をより確実に発揮でき、且つ施工性の向上を図ることが可能な吊り天井構造を提供する。【解決手段】天井材２の下方から天井材２及び／又は天井下地１に接続固定し、且つ端部を建物躯体に接続して配設され、地震時に水平荷重及び鉛直荷重を負担して天井部５の横揺れを抑止する略棒状の引張材１０と、天井面を被覆するように配設され、地震時に天井構成材の落下を防止するための落下防止部材１２とを備えるとともに、引張材１０とともに天井面に沿って格子状を呈するように配設され、引張材１０とともに天井材２との間に挟み込んで落下防止部材１２を保持する平板帯状のつなぎ材１１を備える。【選択図】図１
2019011640.tif 000002
【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天井下地に、天井面を形成する天井材を取り付けてなる吊り天井構造において、
前記天井材の下方に且つ前記天井面に沿って横方向に所定の間隔をあけて配設されるとともに、前記天井材の下方から前記天井材及び／又は前記天井下地に接続固定し、且つ端部を建物躯体に接続して配設され、地震時に水平荷重及び鉛直荷重を負担して前記天井下地及び前記天井材からなる天井部の横揺れを抑止する略棒状の引張材と、
前記天井面を被覆するように配設され、地震時に天井構成材の落下を防止するための落下防止部材とを備えるとともに、
前記天井材の下方から前記天井材及び／又は前記天井下地に接続固定し、前記引張材とともに前記天井面に沿って格子状を呈するように配設され、前記引張材とともに前記天井材との間に挟み込んで前記落下防止部材を保持する平板帯状のつなぎ材を備えて構成されていることを特徴とする吊り天井構造。
【請求項２】
請求項１記載の吊り天井構造において、
天井自重を支持する場合に生じる引張力の張力、または天井自重を支持する場合に生じる引張材と中間支持材の張力を算定し、水平震度による地震時水平力を算定し、天井自重による張力に落下衝撃割増係数を乗じることによって求めた天井全面落下時の張力に対する引張材の断面検定を行い、天井自重によるたわみに落下衝撃割増係数を乗じることによって求めた天井全面落下時のたわみに対する引張材の影響を検討し、天井脱落後の地震時水平力と天井自重による張力の組合せに対する引張材とつなぎ材の断面検定を行って、引張材とつなぎ材の仕様が設定されていることを特徴とする吊り天井構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吊り天井の構造に関する。
【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。そして、吊り天井（吊り天井構造）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と、下端を野縁受けに接続し、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、野縁の下面にビス止めなどによって一体に取り付けられ、下階の天井面（天井部）を形成する天井パネル（天井材）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の天井下地と天井パネルを吊りボルトで吊り下げ支持してなる吊り天井は、その構造上、地震時に作用する水平力によって横揺れしやすい。そして、地震時に横揺れして、天井部の端部が壁や柱、梁などの建物構成部材（建物躯体）に衝突し、天井パネルに破損が生じたり、脱落が生じるおそれがあった。
【０００４】
このため、近年、この種の吊り天井を耐震改修することが求められ、天井部の下方にネットを張って天井パネルの落下を防止するようにしたり、天井下地や天井下地の接合部を補強したり、全面的に最新の耐震技術を備えた吊り天井に替えるなどの対策が提案、実施されている。
【０００５】
しかしながら、例えば、天井下地や接合部を補強する耐震改修方法においては、天井裏空間に配設された付帯設備などによって、補強できる範囲に制限が生じ、十分に対応できなかったり、野縁や野縁受けの天井下地などにＪＩＳ材ではない一般材が使用され、低強度の場合があり、補強後の性能が不安定で十分な改修精度を確保できなかったり、点付け溶接部などがあって対応できない場合がある。
【０００６】
また、全面やり替えによる耐震改修方法では、天井下の室の使用禁止期間が長くなり、また、大量の廃棄物が発生するなどの不都合がある。
【０００７】
これに対し、本願の出願人は、天井部の下方に且つ天井部に沿って横方向に、例えば溝形鋼などの断面略逆Ｕ字状で略棒状の引張材（フェイルサポート）を配設し、この引張材の両端部をそれぞれ建物躯体に接続し、中間部を天井部の下方から天井材及び／又は天井下地にタッピングビス等の接続固定手段で接続固定してなる吊り天井構造を発明し、この発明について特許出願を行っている（特許文献１参照）。
【０００８】
さらに、引張材で支持しつつ隣り合う引張材の間の天井面を被覆するようにネット等の落下防止部材（脱落防止部材）を配設してなる吊り天井構造についても、既に特許出願を行っている（特許文献２参照）。
【０００９】
このようにネット等の落下防止部材を備えた吊り天井構造においては、引張材と落下防止部材とによって吊り天井構造の大規模な崩落のみならず、部分的な損傷による天井小片の落下を防止することができる。また、引張材を天井部に設置するとともに天井材の間に挟持させるようにして落下防止部材を設置することができる。すなわち、落下防止部材を追加して構成した場合であっても、効率的にその設置作業を行うことができる。
【００１０】
なお、特許文献３には、天井材の落下を防止するように天井材の下面を覆う防護部材と、天井材を貫通し、一端が吊りボルトに取り付けられ且つ他端が防護部材を吊下支持する支持部材とを備えた天井材落下防止構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１７７８０１号公報
【特許文献２】特開２０１５−０３０９８８号公報
【特許文献３】特開２０１４−２０１８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、引張材を天井部に設置するとともに天井材の間に挟持させるようにして落下防止部材を設置する作業に多大な労力を要する。このため、より施工性を向上させることを可能にする手法が強く望まれていた。
【００１３】
また、既存の吊り天井構造の耐震性／地震時人的安全性を確保するという観点から、施工性を確保しつつ、引張材による天井部の横揺れ防止と、落下防止部材による天井小片の落下等の防止の効果をより確実に発揮できるようにすることが強く望まれている。
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、引張材による天井部の横揺れ防止と、落下防止部材による天井小片の落下等の防止の効果をより確実に発揮でき、且つ施工性の向上を図ることが可能な吊り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】
【００１５】
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。
【００１６】
本発明の吊り天井構造は、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天井下地に、天井面を形成する天井材を取り付けてなる吊り天井構造において、前記天井材の下方に且つ前記天井面に沿って横方向に所定の間隔をあけて配設されるとともに、前記天井材の下方から前記天井材及び／又は前記天井下地に接続固定し、且つ端部を建物躯体に接続して配設され、地震時に水平荷重及び鉛直荷重を負担して前記天井下地及び前記天井材からなる天井部の横揺れを抑止する略棒状の引張材と、前記天井面を被覆するように配設され、地震時に天井構成材の落下を防止するための落下防止部材とを備えるとともに、前記天井材の下方から前記天井材及び／又は前記天井下地に接続固定し、前記引張材とともに前記天井面に沿って格子状を呈するように配設され、前記引張材とともに前記天井材との間に挟み込んで前記落下防止部材を保持する平板帯状のつなぎ材を備えて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の吊り天井構造においては、引張材による天井部の横揺れ防止と、落下防止部材による天井小片の落下等の防止の効果をより確実に発揮でき、且つ施工性の向上を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る吊り天井構造を示す図である。
【図２】サポート材等の懸垂線を示す図である。
【図３】設計における引張材に作用する天井自重を示す図である。
【図４】サポート材の支配幅と支点間距離を示す図である。
【図５】引張材の中間接合部を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が縦断面図である。
【図６】引張材の接合部材のボルト孔を示す図である。
【図７】引張材の端部接合部を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【図８】中間支持材と引張材の取合部を示す図である。
【図９】つなぎ材の中間接合部を示す図である。
【図１０】つなぎ材の端部接合部を示す図であり、（ａ）が平面図、（ｂ）が（ａ）のＸ１−Ｘ１線矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図１から図１０を参照し、本発明の一実施形態に係る吊り天井構造について説明する。ここで、本実施形態は、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用いられる吊り天井の構造に関するものである。
【００２０】
本実施形態の吊り天井（吊り天井構造）Ａは、例えば、図１に示すように、野縁と野縁受けからなる天井下地１と、天井下地１に取り付けられて天井面を形成する天井材（天井パネル）２と、天井下地１及び天井材２を吊り下げ支持する吊り部材（吊りボルト）３とを備えて構成されている。なお、天井下地は必ずしも野縁と野縁受けで構成されていなくてもよく、例えば、Ｔバーを備えて構成されていてもよい。
【００２１】
野縁は、例えば断面コ字状に形成された溝形鋼であり、水平に延設され、且つ水平の一方向（ｘ方向）の横方向に所定の間隔をあけ、平行に複数配設されている。
【００２２】
野縁受けは、例えば断面コ字状に形成された溝形鋼であり、水平に延設され、且つ水平の他方向（ｙ方向）の横方向に所定の間隔をあけ、平行に複数配設されている。また、このとき、野縁受けは、野縁と交差するように配設されるとともに、複数の野縁上に載置した状態で配設される。そして、各野縁受けは、野縁と交差する部分で、野縁接続用金具（クリップ）を使用することにより野縁に接続されている。
【００２３】
吊り部材３は、円柱棒状に形成されるとともに外周面に雄ネジ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（建物躯体）４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（ハンガー）を用いることにより野縁受けに接続して複数配設されている。また、複数の吊り部材は、所定の間隔をあけて分散配置されている。
【００２４】
天井材（天井パネル）２は、２枚のボードを貼り付けて一体に積層形成したものであり、例えば天井付帯設備等の重量と併せて、１ｍ２あたり２０ｋｇ程度の重量で形成されている。そして、この天井材２は、複数の野縁の下面にビス止めなどして設置されている。なお、天井材２は、１枚および３枚以上のボードで構成されていてもよい。
【００２５】
そして、この吊り天井Ａでは、吊り部材２を介して建物の上部構造３に、野縁及び野縁受けからなる天井下地１と天井材２とが吊り下げ支持されている。また、天井下地１と天井下地１に取り付けた天井材２によって天井部５、この天井部５によって室内側の天井面がそれぞれ形成されている。
【００２６】
本実施形態の吊り天井Ａにおいては、天井部５と建物の上部構造３の間の天井裏空間Ｈの天井部５の外周端部側、すなわち、天井裏空間Ｈの壁、柱、梁等の建物構成部材（建物躯体）側に、上端を上部構造３に接続して、束材６が上下方向に延設（垂設）されている。また、この束材６は、天井部５の外周端部に沿う方向に所定の間隔をあけて複数設けられている。そして、これら複数の束材６の下端に横方向（一方向、他方向）に延びる端部構造部材７が接続され、端部構造部材７を介して複数の束材６が一体に連結されるとともに、端部構造部材７が束材６を介して建物躯体に接続されている。本実施形態では、これら束材６や端部構造部材７として、例えばＨ形鋼、Ｉ形鋼、溝形鋼などの形鋼や角鋼管などの管材が使用されている。なお、端部構造部材７は建物躯体に接続して設けられていればよく、必ずしも束材６を介して建物躯体に接続されていなくてもよい。
【００２７】
本実施形態の吊り天井Ａにおいては、天井部５の下方に、且つ天井部５の下面（天井面）に沿って水平に、断面略逆Ｕ字状で略棒状の引張材（フェイルサポート）１０と平板帯状のつなぎ材１１とが格子状に配設されている。さらに、引張材１０とつなぎ材１１は、例えばアルミ押出形鋼、スチール部材などであり、一端部及び他端部を端部構造部材７に接続し、端部構造部材７を介して束材６に接続されている。すなわち、本実施形態の引張材１０及びつなぎ材１１は、束材６や端部構造部材７の支持体を介して建物躯体に接続されている。
【００２８】
引張材１０は、その中間部を天井部５の下方からタッピングビスなどの接続固定手段で天井材２（天井部５）及び天井下地１に固定して設けられている。つなぎ材１１は、その中間部を天井部５の下方からタッピングビスなどの接続固定手段で天井材２（天井部５）、必要に応じて天井下地１に固定して設けられている。
【００２９】
ここで、以下、引張材１０及びつなぎ材１１を合せ、サポート材（１０、１１）という。
【００３０】
本実施形態では、サポート材（１０、１１）が天井部５の下方で例えば９００〜２４００ｍｍピッチの格子状に配設されている。
【００３１】
そして、上記構成からなる本実施形態の吊り天井Ａにおいては、天井部５の下方に配設されたサポート材（１０、１１）が、一端部及び他端部を束材６、端部構造部材７を介して建物躯体に接続し、中間部を天井材２や天井下地１に接続して配設されているため、地震時に、サポート材（１０、１１）によって天井部５が建物躯体と一体に挙動し、天井部５の揺れが抑制される。
【００３２】
一方、本実施形態の吊り天井Ａにおいては、長辺方向に配設された引張材１０と天井面（天井材２、天井部５）の間に、天井面の略全面を覆うように複数の落下防止部材１２が介設されている。
【００３３】
すなわち、本実施形態の吊り天井Ａでは、平板状で帯状のつなぎ材１１を下方からビス止めして天井パネル２と面接触するように設置した後、落下防止部材１２を配設するとともに引張材１０で挟み込むようにし、引張材１０を天井パネル２に下方からビス止めする。これにより、落下防止部材１２が天井面を被覆するように配設されて保持される。
【００３４】
また、サポート材（１０、１１）がその交差部でビス止めするなどして接合されていることにより、地震時にサポート材（１０、１１）で引張力が伝達され、天井部５の揺れが効果的に抑制される。
【００３５】
より具体的に、落下防止部材１２は、例えばネット、メッシュ、ＦＲＰグリッド等の網目状、格子状に形成されたものであり、つなぎ材１１を天井部５に取り付けた後に、天井面を被覆するように配置しつつ天井パネル２の間に挟み込むように引張材１０を配置し、この引張材１０を下方から天井パネル２、天井下地１にビス止めすることによって取り付けられている。
【００３６】
また、本実施形態では、落下防止部材１２の端部に縫製などによって生地などの定着部が一体に設けられている。そして、隣り合う落下防止部材１２の定着部同士を重ね、重ね継手の定着部を挟み込むように引張材１０を配設し、定着部を貫通するようにビス止めすることによって、複数の落下防止部材１２が好適に固定して設置されている。
【００３７】
これにより、引張材１０のみで落下防止部材１２を天井パネル２との間に挟み込んで保持しながら取り付ける場合と比較し、容易に天井面全体を覆うように落下防止部材１２を設置することができる。
【００３８】
そして、例えば岩綿吸音板等の小さな天井材２を多数設置して天井面を形成し、このような小さな天井材２が地震時に脱落するような場合に、落下防止部材１２でこれを受け止めることができる。さらに、地震時に天井材２などに破損が生じた際、天井材２の小片等を落下防止部材１２で受け止めることができる。
【００３９】
これにより、本実施形態の吊り天井構造Ａにおいては、サポート材（１０、１１）を設けることで天井部５の揺れを抑えることが可能になるとともに、引張材１０で挟み込んで落下防止部材１２を、天井面を被覆するように取り付けることで、天井下に部材や小片などが脱落することを防止できる。
【００４０】
したがって、本実施形態の吊り天井構造Ａによれば、引張材１０（及びつなぎ材１１）による天井部５の横揺れ防止と、落下防止部材１２（及びつなぎ材１１）による天井小片の落下等の防止の効果をより確実に発揮でき、且つ施工性の向上を図ることが可能になる。
【００４１】
なお、落下防止部材１２は、必ずしも網目状、格子状に形成されていなくてもよく、例えば、膜状、シート状に形成されていても、繊維シートなどを樹脂で天井部５に貼設して形成されていてもよいが、標準構成として難燃性高強度繊維素材ネットを用いることが好ましい。
【００４２】
また、引張材１０としては、厚さ３．２ｍｍのＳＧＣＣ材またはＳＧＨＣ材を曲げ加工した溝形鋼を標準構成とし、つなぎ材１１としては、厚さ３．２ｍｍのＳＧＣＣ材またはＳＧＨＣ材のフラットバーを標準構成とすることが好ましい。
【００４３】
サポート材（１０、１１）の接合箇所においては、中間部が接合材を介して普通ボルトで緊結する接合を標準構成とし、端部が接合材を隅肉溶接したガセットプレートと端部構造部材７を普通ボルトで緊結する接合を標準構成とすることが好ましい。
【００４４】
つなぎ材１１の接合部は、中間部が接合材を介してドリルビスで緊結する接合を標準構成とし、端部が接合材を隅肉溶接したガセットプレートと端部構造部材７を普通ボルトで緊結する接合を標準構成とすることが好ましい。
【００４５】
ここで、上記のように引張材１０とつなぎ材１１と落下防止部材１２と端部構造部材７を備えてなる本実施形態の吊り天井構造Ａ（以下、フェイルサポート工法という）の設計（仕様設定方法）の一例について以下に示す。
【００４６】
（Ａ）天井の設計用震度
既存天井の設計用震度は、平成２５年国土交通省告示第７７１号に規定される水平震度、鉛直震度を下回らないものとする。
【００４７】
具体的に、本実施形態のフェイルサポート工法を適用する建築物が高さ６０ｍ以下で免震建築物以外の場合は、天井の設計用震度は、平成２５年国土交通省告示第７７１号に規定される水平震度、鉛直震度を下回らないものとし、以下の各項による。なお、高さ６０ｍを越える超高層建築物や免震建築物の場合は、当該建築物の特性を考慮して、水平震度は０．５を下回らない範囲で適切に定める。
【００４８】
（Ａ−１）水平震度Ｋｈ
天井の設計用水平震度Ｋｈは、天井を設ける階に応じて、表１の数値を下回らないものとする。
【００４９】
【表１】
2019011640.tif 000003
【００５０】
（Ａ−２）鉛直震度Ｋｖ
天井の鉛直震度を考慮する場合は、天井の設計用鉛直震度Ｋｖは１．０を下回らないものとする。
【００５１】
（Ｂ）サポート材等の張力の算定
（Ｂ−１）水平荷重時張力
水平荷重時張力は、サポート材等の部材１本当たりの地震時水平力とする。
【００５２】
すなわち、水平地震動による天井面の水平力に対しては、サポート材等の張力は次の式（１）で算定する。
【００５３】
【数１】
2019011640.tif 000004
【００５４】
ここに、添字ｄは水平地震動の作用方向で天井の短辺（ｘ方向／一方向）または長辺（ｙ方向／他方向）のいずれかの方向、Ｈｄはサポート材等の張力、Ｋｈは設計用水平震度、ｗは天井面の単位体積重量（天井面構成部材や照明器具などの自重にサポート材及び落下防止部材などの重量を加算したもの）、ｂｄはサポート材等の設置間隔（支配幅）、ｌｄはサポート材等の支点間距離を表し、ｂｄ、ｌｄは水平地震動の作用方向の数値を用いる。
【００５５】
（Ｂ−２）鉛直荷重時張力
鉛直荷重時張力は、引張材１本当たりの等分布荷重に対して、懸垂線理論を用いて算出するか、または膜張力略算式を用いて算出する。
【００５６】
詳細に、鉛直地震動や重力加速度、落下による衝撃等による鉛直力に対しては、引張材１本当たりの張力は、懸垂線の理論式を用いて算定するか、または膜張力略算式を用いて算定する。なお、つなぎ材（長辺方向の鋼材）は、鉛直荷重を負担しない。
【００５７】
ａ）懸垂線の基礎式
図２に示すように、単位長さ当たりの設計用荷重を受ける長さの部材（引張材）において、ＯＣ部分の垂直方向における力の釣り合いは、次の式（２）で表される。なお、Ｖは垂直方向の力、ｑは引張材の単位長さあたりの設計用荷重、ＳはＯＣ部分の引張材の長さである。
【００５８】
【数２】
2019011640.tif 000005
【００５９】
一方、図２のＣ点におけるたわみの接線勾配は、次の式（３）で表される。なお、Ｈは引張材に作用する水平力である。
【００６０】
【数３】
2019011640.tif 000006
【００６１】
図２における曲線の長さは、式（４）で与えられるため、以上の式を用いて懸垂線の微分方程式（式（５））が得られる。
【００６２】
【数４】
2019011640.tif 000007
【００６３】
【数５】
2019011640.tif 000008
【００６４】
したがって、（ｄｙ／ｄｘ）ｘ＝０＝ｙｘ＝０＝０より、式（５）の解は式（６）となる。
【００６５】
【数６】
2019011640.tif 000009
【００６６】
また、引張材の引張力Ｐは次の式（７）で与えられる。
【００６７】
【数７】
2019011640.tif 000010
【００６８】
ｂ）張力によるたわみで形成される懸垂線
式（４）より、引張材の全長は次の式（８）で表される。なお、Ｌは引張材の全長、ｌは引張材の支点間距離である。
【００６９】
【数８】
2019011640.tif 000011
【００７０】
また、引張材の伸びは式（９）となるため、サポート材等の伸びにより形成される懸垂線についてＬ−△Ｌ＝ｌと見做すと、式（１０）が得られる。なお、Ｅは引張材のヤング率、Ａは引張材の断面積である。
【００７１】
【数９】
2019011640.tif 000012
【００７２】
【数１０】
2019011640.tif 000013
【００７３】
この式（１０）に対し、２分法等の反復解法を用いることで水平力Ｈが求められる。さらに、Ｈを用いて引張材のたわみδ及び張力Ｐは、次の式（１１）、式（１２）で与えられる。
【００７４】
【数１１】
2019011640.tif 000014
【００７５】
【数１２】
2019011640.tif 000015
【００７６】
ｃ）膜張力略算式による張力とたわみの算定
膜張力の略算式を示す。
これは、支点間に張られた膜材料の支点間の膜張力を求める略算法で、鉛直等分布荷重に対して、初期状態でサグが無い場合の水平力Ｈ、鉛直力Ｖ、張力Ｐ、たわみδは、それぞれ次の式（１３）〜式（１６）により算定される。但し、膜張力略算式は、引張材の支点間距離ｌに対するたわみδの比（サグ比δ／ｌ）が０．１以下の場合に適用する。
【００７７】
【数１３】
2019011640.tif 000016
【００７８】
【数１４】
2019011640.tif 000017
【００７９】
【数１５】
2019011640.tif 000018
【００８０】
【数１６】
2019011640.tif 000019
【００８１】
なお、懸垂線理論式と膜張力略算式による計算結果の比較では、式（１２）に対する式（１５）の張力の比が１．０００であり、式（１１）に対する式（１６）のたわみの比が０．９９８〜１．０００であって、両者が良い整合を示すことを確認している。
【００８２】
上記を踏まえ、以下、設計例を具体的に説明する。
【００８３】
（Ｃ）基本構成
例えば図１に示したように、天井下面に引張材（フェイルサポート）１０及びつなぎ材１１を配置し、落下防止部材（ここでは落下防止ネット）１２と組み合わせて、天井の落下防止を行う。すなわち、引張材が荷重を負担し、落下防止ネットが天井の部分的な損傷による小片の落下を防止する。
【００８４】
天井下面の引張材及びつなぎ材は、短辺方向（ｘ方向、一方向）に配置される引張材と長辺方向（ｙ方向、他方向）に配置されるつなぎ材の設置間隔は、既存天井の野縁の配置などに従って計画するが、天井の短辺方向、長辺方向共に概ね１８２０ｍｍ程度の格子状とする。
【００８５】
溝形鋼の引張材を取り付ける前にフラットバーのつなぎ材を天井パネルに取り付けるものとし、室内側から約＠３０３ｍｍ間隔でφ４ｍｍラッパ頭タッピングビスによってつなぎ材、天井パネルを貫通して固定する。次に、落下防止ネットの定着部（ケダーなど）を室内側から約＠３０３ｍｍ間隔でφ４ｍｍラッパ頭タッピングビスによってつなぎ材に取り付けた後に、引張材は、室内側から約＠３０３ｍｍ間隔でφ５ｍｍ六角頭ドリルビスによって引張材、落下防止部材、つなぎ材、天井パネル、野縁を貫通して固定する。φ４ｍｍラッパ頭タッピングビスの耐力は、φ４ｍｍ皿頭タッピングビスの耐力を準用するものとする。
【００８６】
長辺方向は、天井直下に配置されたつなぎ材のみとしている。つなぎ材は、落下防止部材と引張材を取り付ける前に、室内側から約＠３０３ｍｍ間隔でφ４ｍｍラッパ頭タッピングビスによってつなぎ材、天井パネル、野縁を貫通して固定する。
【００８７】
サポート材の交差部では、サポート材を連続させ、引張材と併用するつなぎ材は連続させない。そのため、サポート材に生じる張力は、引張材のみで伝達させるものとする。サポート材の両端部は、端部接合金物を介して端部構造部材にピン接合する。
【００８８】
落下防止部材は天井落下防止ネットとし、ケダーを端部に縫製した定尺幅のロール形状で施工現場に搬入する。ケダーは、一般には間仕切りポールやテントバーに膜材を取付ける定着部材として用いられていて、塩化ビニル製のロープ状芯材に膜材を巻き付けたものである。天井落下防止ネットは、天井の短辺方向は連続した１枚ものとし、長辺方向は引張材ごとに分割されたものとする。引張材位置でネットのケダー同士を重ね合わせて、引張材とつなぎ材の間に挟み込むことによって、ネット相互の重ね継手と引張材の定着を行う。
【００８９】
天井重量が大きい場合や引張材の支点間距離が長い場合は、引張材に生じる張力が大きくなる。引張材の断面に比較して張力が過大となる場合には、引張材の中間部（概ね２等分位置）に吊り材（Ｍ１６吊りボルト等）を設け、中間支持とすることができる。中間支持材の吊り元は、既存インサート、スラブへのあと施工アンカーを用いることなく、既存梁または既存梁間等に新設した横架材の側部に設けたあと施工アンカーまたはガセットプレートを介して定着する。
【００９０】
（Ｄ）改修設計の方針
本実施形態のフェイルサポート工法は、天井下面のサポート材が荷重を負担することで天井の大規模な崩落を防止し、落下防止部材が天井の部分的な損傷による小片の落下を防止することを目的とした天井改修工法である。
【００９１】
サポート材の内、短辺方向（ｘ方向、一方向）に設置された引張材は、天井落下衝撃荷重ならびに脱落後の天井の自重とｘ方向の地震時水平力を負担し、端部構造部材に張力として伝達する。また、長辺方向（ｙ方向、他方向）に設置されたつなぎ材は、脱落後の天井のｙ方向の地震時水平力を負担し、端部構造部材に張力として伝達する。
【００９２】
引張材の設計は、天井の落下衝撃荷重による張力と天井脱落後の天井面に作用する地震時水平力と天井自重による組合せ張力を以下のように算出し、母材と接合部の断面検定を行うこととする。
【００９３】
また、つなぎ材の設計は、天井脱落後の天井面に作用する地震時水平力に対して、母材と接合部の断面検定を行うこととする。
【００９４】
ａ）天井自重を支持する場合の引張材と中間支持材の張力は、等分布荷重として引張材に作用するものとし、懸垂線理論による反復解法または膜張力略算式により張力を求める。
【００９５】
ｂ）天井落下衝撃による引張材と中間支持材の張力は、天井自重を支持する場合の張力に、天井落下実験で求めた衝撃割増係数を乗じることによって求める。
【００９６】
ｃ）天井脱落後の天井面に作用する地震時水平力は、引張材とつなぎ材がそれぞれの方向を負担し、引張力として端部構造部材に直接伝えるものとする。
【００９７】
本実施形態のフェイルサポート工法は、天井短辺方向（ｘ方向）の引張材が天井落下衝撃荷重と脱落後の天井自重を負担する一方向の構造システムである。ただし、天井脱落後の地震時水平力に対しては、短辺方向（ｘ方向）の引張材と長辺方向（ｙ方向）のつなぎ材が、それぞれの方向の水平力を負担すると仮定して張力を算定する。
【００９８】
（Ｅ）設計法の概要
（Ｅ−１） 設計用震度の算定
天井面の水平震度は、Ｋｈ＝２．２を標準とする。多層建築物の階に応じて天井面の水平震度を定める場合は、表１に準拠する。なお、超高層建築物や免震建築物の場合は、建物の動特性を考慮して、水平震度は０．５を下回らない範囲で適切に定める。また、天井面の鉛直震度は、天井の支持スパン長が１５ｍ未満（１２ｍ以下）であるため考慮しない。
【００９９】
（Ｅ−２） 構造検討の手順
フェイルサポート工法による既存天井の落下防止措置に関する検討は、下記の手順で行う。
【０１００】
１）中間支持がない場合
ａ）天井自重を支持する場合に生じる引張力の張力算定
ｂ）水平震度Ｋｈによる地震時水平力の算定
ｃ）天井自重による張力に落下衝撃割増係数を乗じることによって求めた天井全面落下時の張力に対する引張材の断面検定
ｄ）天井自重によるたわみに落下衝撃割増係数を乗じることによって求めた天井全面落下時のたわみに対する引張材の検討
ｅ）天井脱落後の地震時水平力と天井自重による張力の組合せに対する引張材とつなぎ材の断面検定
【０１０１】
２）中間支持がある場合
ａ）天井自重を支持する場合に生じる引張材と中間支持材の張力算定
ｂ）水平震度Ｋｈによる地震時水平力の算定
ｃ）天井自重による張力に落下衝撃割増係数を乗じることによって求めた天井全面落下時の張力に対する引張材と中間支持材の断面検定
ｄ）天井自重によるたわみに落下衝撃割増係数を乗じることによって求めた天井全面落下時のたわみに対する引張材の検討
ｅ）天井脱落後の地震時水平力と天井自重による張力の組合せに対する引張材とつなぎ材の断面検定
【０１０２】
短辺方向（ｘ方向）の引張材は、天井全面落下時の衝撃荷重ならびに脱落後の天井自重とｘ方向の地震時水平力を負担し、長辺方向（ｙ方向）のつなぎ材は、天井脱落後のｙ方向の地震時水平力を負担するものとしてそれぞれの張力を算定し、天井周囲の端部構造部材に伝達できるように設計を行う。なお、天井全面落下時の引張材の最大たわみの検討を行い、落下衝撃によるたわみに起因した人災を生ぜずに、避難経路の確保に支障がないことを確認する。
【０１０３】
引張材は、溝形鋼−４０×４０×３．２ｍｍ＋ＦＢ−４０×３．２ｍｍ、つなぎ材はＦＢ−４０×３．２ｍｍを標準とし、材質はＳＧＨＣ材またはＳＧＣＣ材を標準とする。
【０１０４】
（Ｅ−３） 天井自重に対する引張材の張力の算定
図３に示すように、天井自重は、ｘ方向の引張材に作用する等分布荷重ｑｘとして、次の式（１７）により算定する。
【０１０５】
【数１７】
2019011640.tif 000020
【０１０６】
ここに、ｗは天井面の単位面積重量（天井面構成部材や照明器具などの自重にサポート材及び落下防止部材などの重量を加算したもの）、ｂｘは引張材の設置間隔（１本当たりの支配幅）、ｌｘは引張材の支点間距離である。引張材の張力Ｐｘは、引張材１本当たりの等分布荷重ｑｘに対する張力として、次の式（１８）または式（１９）を用いて算定する。
【０１０７】
【数１８】
2019011640.tif 000021
【０１０８】
【数１９】
2019011640.tif 000022
【０１０９】
（Ｅ−４） 地震時水平力の算定
天井面に生じる地震時水平力は、短辺方向（ｘ方向）と長辺方向（ｙ方向）のそれぞれのサポート材１本当たりについて、次の式（２０）により算定する。なお、ｘ方向が引張材、ｙ方向がつなぎ材である。
【０１１０】
【数２０】
2019011640.tif 000023
【０１１１】
ここに、Ｈｘ、Ｈｙはｘ方向、ｙ方向のサポート材１本当たりの地震時水平力、Ｋｈは天井面の水平震度、ｗは天井面の単位面積重量（天井面構成部材や照明器具などの自重にサポート材（引張材１０，つなぎ材１１）および接合部、ネット等の重量を加算したもの）、ｂｘ、ｂｙはサポート材の設置間隔（１本当たりの支配幅）、ｌｘ、ｌｙはサポート材の支点間距離で図４による。
【０１１２】
（Ｅ−５） 落下衝撃割増係数
ａ) 引張材及び中間支持材に対する落下衝撃割増係数
静的な天井自重に対する引張材の張力とたわみを懸垂線理論式または膜張力略算式により算定し、天井落下実験結果に基づいて定めた表２の衝撃割増係数φ、αを乗じて、落下衝撃時の引張材の張力とたわみを算定する。また、中間支持ありの場合の天井落下実験結果に基づいて定めた中間支持材の鉛直力の割増係数βも表２による。
【０１１３】
【表２】
2019011640.tif 000024
【０１１４】
ｂ）落下防止ネットに対する落下衝撃割増係数
落下防止ネットに対する落下衝撃割増係数は、「建築物における天井脱落対策に係わる技術基準の解説（平成２５年１０月 国土交通省国土技術政策総合研究所、独立行政法人建築研究所、一般社団法人新・建築士制度普及協会）」に従い、天井とネット自重を３．３倍に割増すこととする。
【０１１５】
（Ｅ−６）サポート材の設計用張力の算定
ａ）引張材の設計用張力
引張材の設計用張力Ｔｘは、次の式（２１）により算定する。
【０１１６】
【数２１】
2019011640.tif 000025
【０１１７】
ここで、Ｔｘ１は天井落下衝撃時の張力、Ｔｘ２は脱落後の天井自重と地震時水平力の組み合わせによる張力、φは天井脱落時の張力の割増係数で表２の数値、Ｐｘは天井自重に対する張力で式（１２）または式（１５）による。Ｈｘはｘ方向の地震時水平力による張力で式（２０）による。
【０１１８】
ｂ）つなぎ材の設計用張力
つなぎ材の設計用張力Ｔｙは、次の式（２２）により算定する。
【０１１９】
【数２２】
2019011640.tif 000026
ここで、Ｈｙはｙ方向の地震時水平力による張力で式（２０）による。
【０１２０】
（Ｅ−７）天井全面落下時のたわみの検討
天井全面落下時の最大たわみｄｍａｘは、次の式（２３）により算定する。
【０１２１】
【数２３】
2019011640.tif 000027
【０１２２】
ここで、αは天井落下時のたわみの割増係数で表２の数値、δｘは天井自重に対する引張材のたわみで式（１１）または式（１６）により算定する。
【０１２３】
（Ｅ−８）天井全面落下時の中間支持材の鉛直力の算定
天井全面落下時の中間支持材の衝撃鉛直力ＮＳは、次の式（２４）により算定する。
【０１２４】
【数２４】
2019011640.tif 000028
【０１２５】
ここで、βは天井落下時の中間支持材鉛直力の割増係数で表２の数値、Ｐｘは天井自重に対する引張材の張力で式（１２）または式（１５）により算定する。Ｈは天井自重に対する引張材の張力の水平成分である。中間支持材の設計では式（２４）で算出した荷重に対して、１．２倍程度の耐力上の余裕を持たせるものとする。
【０１２６】
（Ｆ）引張材の断面検定
引張材の母材ならびに接合部の短期許容引張力が設計用張力以上であることを検定する。
【０１２７】
引張材は、溝形鋼−４０×４０×３．２とＦＢ−４０×３．２のＳＧＨＣまたはＳＧＣＣ材（降伏点２０５Ｎ／ｍｍ２以上）を使用することを標準とする。引張材は、支点間距離が最大１２ｍまでの天井に使用するが、材せいが４０ｍｍの溝形鋼であり、中間支持がない場合は鉛直荷重に対し梁としてではなく、カテナリーとして抵抗する。
【０１２８】
一方、中間支持が有る場合は、内端（中間支持側端部）の曲げモーメントの影響により、張力やたわみがカテナリーよりも減少するため、引張材としての張力の検定は安全側の評価となる。
【０１２９】
さらに、中間支持が有る場合の天井落下衝撃に関する検討では、実大天井落下実験で引張材の損傷が観察されなかったこと、梁要素にトリリニア型の復元力を仮定した弾塑性の動的応答解析において、内端部の梁要素は降伏するが他の部位は全て弾性域にとどまり、内端部の塑性変形も小さく靭性的な余裕があること、などが明らかになっている。そのため、中間支持が有る場合の引張材は、天井の落下衝撃に対して内端部の曲げ降伏を許容し、梁としての曲げ検定は行わない。すなわち、中間支持が無い場合と同様に、引張材としての張力の検定を行う。
【０１３０】
（Ｆ−１）引張材の母材の検定
引張材の母材の有効断面積Ａｅは、溝形鋼の断面のみを対象とし、接合部のボルト孔による断面欠損を考慮して、次の式（２５）で算定する。
【０１３１】
【数２５】
2019011640.tif 000029
【０１３２】
引張材の短期許容引張力Ｐａは、降伏点ｆｙ＝２０５Ｎ／ｍｍ２を用いて、次の式（２６）で算定する。
【０１３３】
【数２６】
2019011640.tif 000030
【０１３４】
引張材の母材の検定では、短期許容引張力Ｐａが設計用張力Ｔｘを上回ることを確認する。
【０１３５】
（Ｆ−２）引張材の接合部の検定
引張材の接合部は、母材の溝形鋼−４０×４０×３．２の内側に、接合部材：溝形鋼−３３．６×４５×３．２（ＳＧＨＣまたはＳＧＣＣ材）を挿入して、普通ボルトＭ１２を用いて接合する。溝形鋼と併用するフラットバー（ＦＢ−４０×３．２）はつなぎ材位置で切断し、相互には接合しない。
引張材の接合部の必要強度Ｐｊは、母材の許容耐力と同様に、次の式（２７）で算定する。
【０１３６】
【数２７】
2019011640.tif 000031
【０１３７】
ａ）中間接合部の検討
中間接合部は、図５に示すように、引張材（１０）：溝形鋼−４０×４０×３．２、接合部材：溝形鋼−３３．６×４５×３．２、普通ボルトＭ１２を用いることを標準とする。ボルトは支圧接合とし、ボルトのゆるみ止めとして皿ばね座金を用いる。引張材のボルト孔の孔径は１４ｍｍ、接合部材の孔径は１６ｍｍとする。
【０１３８】
ｉ）接合部材の検討
接合部材の有効断面積Ａｅｊは、Ａｅｊ＝３７１−１６×３．２×２＝２６８．６ｍｍ２となる。
よって、接合部材に作用する応力度は、Ｐｊ／Ａｅｊ＝５３．４×１０３／２６８．６＝１９８．８≦２０５Ｎ／ｍｍ２・・・ＯＫとなる。
【０１３９】
ｉｉ）普通ボルトの検討
ボルト孔は６箇所あるため、ボルト孔１箇所が負担する支圧力Ｓｂは、Ｓｂ＝５３．４×１０３／６＝８９００Ｎとなる。
母材のボルト孔の支圧による応力度は、図６に示すように、８９００／１２×３．２＝２３２≦１．２５Ｆ＝２５６Ｎ／ｍｍ２・・・ＯＫとなる。
【０１４０】
ｂ）端部接合部の検討
端部接合部は、図７に示すように、中間接合部で用いた溝形鋼−３３．６×４５×３．２（ＳＧＨＣまたはＳＧＣＣ）をベースプレート付きガセットプレート（ベースプレート１３、ガセットプレート１４、リブプレート１５）に溶接することを標準とし、接合部の必要強度Ｐｊを用いて検討を行う。引張材の母材と接合部材の接合は、中間接合部と同様であるので、以下では検定を省略する。
【０１４１】
ｃ）接合部材の溶接長さの検定
接合部材とガセットプレートの隅肉溶接部のせん断応力度は次の式（２８）のようになる。
【０１４２】
【数２８】
2019011640.tif 000032
【０１４３】
なお、τｐは溶接部の短期せん断応力度、ａはのど厚（３．２ｍｍ×０．７＝２．２ｍｍ）、ｌｗは有効溶接長さ（２５０ｍｍ）、ｓｆｗは溶接部の短期許容せん断応力度である。
【０１４４】
また、めっき鋼材を隅肉溶接するため、溶接長さは必要な有効溶接長さに対して２割の余裕を持たせることとする。
【０１４５】
ｄ）ベースプレートと端部接合部材の接合部の検定
・ガセットプレートが取合うベースプレートと端部構造部材を接合するボルト耐力の検定
ボルトは４×Ｍ１２とすれば、ボルト１本当たりが負担する応力は、Ｐｂ＝Ｐｊ／４＝５３．４／４＝１３．４ｋＮとなる。よって、Ｐｂ／ｓＰｂ＝１３．４／２０．２＝０．６６≦１．０・・・・ＯＫとなる。なお、Ｐｂはボルト１本が負担する引張応力、ｓＰｂはボルトの短期許容引張応力である。
【０１４６】
・ベースプレートの検定
ベースプレートは、厚さが１６ｍｍ、材質がＳＳ４００とし、形状は図７に示すものとする。ベースプレートの設計は、日本建築学会「鋼構造接合部設計指針」（２０１２年版）の露出柱脚の設計法に従って行う。
【０１４７】
ａ＝４０ｍｍ、ｂ＝２×ａ＝８０ｍｍ、Ｐｂ＝１３．４ｋＮ、ｓｆｔ＝２３５Ｎ／ｍｍ２（短期許容引張応力度）より、Ｍ＝Ｐｂ×ａ＝１３．４×４０×１０−３＝０．５３６ｋＮｍ、Ｚ＝ｂ×ｔ２／６＝８０×１６２／６＝３４１２ｍｍ３となり、ｂＭ＝Ｚ×ｓｆｔ＝３４１２×２３５×１０−６＝０．８０２≧Ｍ・・・・ＯＫとなる。
【０１４８】
（Ｆ−３）端部構造部材の設計
フェイルサポート工法を適用する既存天井の周囲には端部構造部材を新設し、端部接合部を標準仕様としてサポート材を緊結する。端部構造部材は、柱や梁などの既存躯体に緊結し、サポート材の張力を既存躯体に伝達する。端部構造部材は、ＳＳ４００材のＨ形鋼を横使いで使用するのを標準とするが、他の部材を用いる場合は個別に検討する。
【０１４９】
ａ）長期荷重時の検討
端部構造部材の自重ｑに対して、単純支持梁として応力解析を行い、曲げモーメントＬＭｍａｘ、中央部のたわみＬｄｍａｘを算定する。長期の断面検定は、弱軸曲げとして次の式（２９）のように行う。
【０１５０】
【数２９】
2019011640.tif 000033
【０１５１】
ｂ）水平荷重時の検討
サポート材の設計用張力を集中荷重Ｐ１として与え、単純支持梁として応力解析を行って、曲げモーメントＳＭｍａｘ、中央部のたわみＳｄｍａｘを算定する。短期の断面検定は、長期荷重時と水平荷重時を組合わせた応力とたわみに対して、次の式（３０）、式（３１）のように行う。
【０１５２】
組合せ応力の検討：
【数３０】
2019011640.tif 000034
【０１５３】
たわみの検討：
【数３１】
2019011640.tif 000035
【０１５４】
（Ｆ−４）中間支持材の設計
【０１５５】
ａ）衝撃鉛直力に対する断面検定
中間支持材の母材ならびに定着部は、天井全面落下時の衝撃鉛直力ＮＳに対して、１．２倍以上の耐力余裕度を持たせる設計を行う。そのため、断面検定では、応力度比が０．８以下であることを確認する。
【０１５６】
中間支持材の断面検定は、天井全面落下時の衝撃鉛直力ＮＳに対して次の式（３２）により行う。
【０１５７】
【数３２】
2019011640.tif 000036
【０１５８】
ここで、βは天井落下時の中間支持材鉛直力の衝撃割増係数で表２よりβ＝３．０、Ｐｘは天井自重に対する引張材の張力で式（１２）または式（１５）による。Ｈは天井自重に対する引張材の張力の水平成分である。また、ＳＦＳは中間支持材の短期許容引張力で、Ｍ１６ボルト（ボルト材質４Ｔ）の使用を標準とすれば、ＳＦＳ＝３７．６ｋＮである。
【０１５９】
ｂ）中間支持材の取付け
中間支持材として、Ｍ１６ボルト（ボルト材質４Ｔ）を用いる場合は、引張材の溝形鋼に対して、図８に示すように取り付ける。
【０１６０】
ｃ）中間支持材の定着部の検討
中間支持材の定着部は、ガセットプレートとベースプレートを介して既存躯体（主として天井内の上部梁）に緊結する。既存躯体が鉄骨梁の場合はリンダプターを用い、ＲＣ梁の場合はあと施工アンカーを用いて、それぞれベースプレートを既存梁に緊結する。中間支持材の近傍にスラブ以外の既存躯体がない場合は、鉄骨の横架材を既存の梁間に新設するなどして、中間支持材の定着部を支持するものとする。
【０１６１】
（Ｇ）つなぎ材の断面検定
つなぎ材の母材ならびに接合部の短期許容引張力が設計用張力以上であることを検定する。
【０１６２】
つなぎ材と引張材との交差部では、つなぎ材のＦＢ−４０×３．２を連続させるものとし、引張材の溝形鋼と併用するフラットバーＦＢ−４０×３．２は連続させない。
【０１６３】
（Ｇ−１）つなぎ材の母材の検定
つなぎ材は、ＦＢ−４０×３．２（ＳＧＨＣまたはＳＧＣＣ材）を標準とする。
つなぎ材の母材の有効断面積Ａｅは、接合部のドリルビス孔による断面欠損を考慮して、次の式（３３）で算定する。
【０１６４】
【数３３】
2019011640.tif 000037
【０１６５】
つなぎ材の短期許容引張力Ｐａは、降伏点ｆｙ＝２０５Ｎ／ｍｍ２を用いて、次の式（３４）で算定する。
【０１６６】
【数３４】
2019011640.tif 000038
【０１６７】
つなぎ材の母材の検定では、短期許容引張力Ｐａが設計用張力Ｔｙを上回ることを確認する。
【０１６８】
（Ｇ−２）つなぎ材の接合部の検定
つなぎ材の接合部は、スプライスプレートを被せてドリルビス打ちを行う。接合に用いるドリルビスは、テクスビス５φ（日本パワーファスニング社のＭＢテクス又は同等品）を用いるものとする。
【０１６９】
つなぎ材の接合部の必要強度Ｐｊは、母材の許容耐力と同じく、次の式（３５）で算定する。
【０１７０】
【数３５】
2019011640.tif 000039
【０１７１】
ａ）テクスビスによる鋼板接合部の許容せん断耐力
２枚の薄板鋼板をドリルビスで締め付けた場合の鋼板接合部の許容せん断力は、「薄板軽量形鋼造建築物設計の手引き（一般社団法人 日本鉄鋼連盟編、２０１４年版）」に従い、次の式（３６）によって求める。
【０１７２】
【数３６】
2019011640.tif 000040
【０１７３】
ここで、Ｒａｓ１は ねじの斜め抜け出しによる長期許容せん断耐力（Ｎ）、Ｒａｓ２はねじ頭側鋼板の支圧による長期許容せん断耐力（Ｎ）、Ｒａｓ３はねじ先側鋼板の支圧による長期許容せん断耐力（Ｎ）、Ｒａｓ４はねじ先のせん断破断による長期許容引張り耐力（Ｎ）である。また、ｔ１はねじ頭側鋼板の設計板厚（公称板厚ｔｅ１の９０％）（ｍｍ）、ｔ２はねじ先側鋼板の設計板厚（公称板厚ｔｅ２の９０％）（ｍｍ）、Ｆ１はねじ頭側鋼板の許容応力度の基準強度（＝２０５Ｎ／ｍｍ２）、Ｆ２はねじ先側鋼板の許容応力度の基準強度（＝２０５Ｎ／ｍｍ２）、ｄはドリルねじの呼び径（ｍｍ）、Ｆｄはドリルねじの許容応力度の基準強度（＝５７０Ｎ／ｍｍ２）である。Ａｄはドリルねじの断面積（＝πｄ２／４）（ｍｍ２）、Ａｄｅはドリルねじの有効断面積（＝０．５５Ａｄ）（ｍｍ２）である。
【０１７４】
上記の計算結果より、表３の接合部耐力を得る。
【０１７５】
【表３】
2019011640.tif 000041
【０１７６】
ｂ）中間接合部の検討
つなぎ材１１（ＦＢ−４０×３．２）同士の中間接合部は、図９に示すように、つなぎ材と同厚、同幅、同材質の接合部材ＦＢ−４０×３．２を重ね、径５ｍｍのドリルビス６本を用いて接合することを標準とする。
【０１７７】
３．２ｍｍ厚の鋼材に対するドリルビスの短期許容せん断力は、表３より、ｓＲａｓ＝３５５２Ｎである。したがって、中間接合部のドリルビスの必要本数は、Ｐｊ／ｓＲａｓ＝１９．７×１０００／３５５２＝５．５本≒６本となる。
【０１７８】
ｃ）端部接合部の検討
端部接合部は、図１０に示すように、つなぎ材１１（ＦＢ-４０×３．２）をベースプレート付きガセットプレート（ベースプレート１３、ガセットプレート１４、リブプレート１５）に溶接することを標準とし、接合部の必要強度Ｐｊを用いて検討を行う。
【０１７９】
ｉ）つなぎ材の溶接長さの検定
つなぎ材とガセットプレートの隅肉溶接部のせん断応力度は、次の式（３７）のようになる。
【０１８０】
【数３７】
2019011640.tif 000042
なお、τｐは溶接部の短期せん断応力度、ａはのど厚（３．２ｍｍ×０．７＝２．２ｍｍ）、ｌｗは有効溶接長さ（１００ｍｍ）、ｓｆｗは溶接部の短期許容せん断応力度である。
【０１８１】
また、めっき鋼材を隅肉溶接するため、溶接長さは必要な有効溶接長さに対して２割の余裕を持たせることとする。
【０１８２】
ｉｉ）ベースプレートと端部接合部材の接合部の検定
・ガセットプレートが取合うベースプレートと端部構造部材を接合するボルト耐力の検定
ボルトは４×Ｍ１２とすれば、ボルト１本当たりが負担する応力は、Ｐｂ＝Ｐｊ／４＝１９．７／４＝４．９ｋＮとなる。よって、Ｐｂ／ｓＰｂ＝４．９／２０．２＝０．２４≦１．０・・・・ＯＫとなる。なお、Ｐｂはボルト１本が負担する引張応力、ｓＰｂはボルトの短期許容引張応力である。
【０１８３】
・ベースプレートの検定
ベースプレートは、厚さが９ｍｍ、材質がＳＳ４００とし、形状が図１１に示すものとする。ベースプレートの設計は、日本建築学会「鋼構造接合部設計指針」（２０１２年版）の露出柱脚の設計法に従って行う。
【０１８４】
ａ＝４０ｍｍ、ｂ＝２×ａ＝８０ｍｍ、Ｐｂ＝４．９ｋＮ、ｓｆｔ＝２３５Ｍ／ｍｍ２（短期許容引張応力度）より、Ｍ＝Ｐｂ×ａ＝４．９×４０×１０−３＝０．１９６ｋＮｍ、Ｚ＝ｂ×ｔ２／６＝８０×９２／６＝１０８０ｍｍ３となり、ｂＭ＝Ｚ×ｓｆｔ＝１０８０×２３５×１０−６＝０．２５４≧Ｍ・・・・ＯＫとなる。
【０１８５】
（Ｈ）天井落下防止ネットの検討
天井落下防止ネットは、難燃性高強度繊維素材ネットを天井下面に設置し、＠１．８２ｍ間隔の位置で、つなぎ材と引張材に挟み込んで定着することを標準とする。
【０１８６】
以下の検討では、天井の単位面積質量を２５ｋｇ／ｍ２以下とした場合に、標準仕様のネットが天井落下に対して安全であることを確認する。なお、標準仕様によらない場合は、別途検討を行う。
【０１８７】
（Ｈ−１） ネット材料
天井落下防止ネットは、協立工業株式会社の難燃性高強度繊維素材ネット  ベクトランフィックスネット ＦＳ８４０（８×４０）（φ１．３１ｍｍ一目巾４０ｍｍ）を標準とする。ネットの破断強度および長期・短期の許容引張耐力は、表４による。
【０１８８】
【表４】
2019011640.tif 000043
【０１８９】
（Ｈ−２）ネット定着部
天井落下防止ネットの端部は、ケダーが縫製されたものとし、引張材の溝形鋼とフラットバーのつなぎ材の間にケダーを挟み込むことで、ネット相互の重ね継手と定着部を形成する。その定着部の許容耐力は、実験結果より表５による。
【０１９０】
【表５】
2019011640.tif 000044
【０１９１】
（Ｈ−３）ネットの検討
以下のネットの検討では、天井の単位面積質量は、２５ｋｇ／ｍ２以下を標準とする。
【０１９２】
ａ）設計荷重
・サポート材の質量
引張材（溝形鋼−４０×４０×３．２＋ＦＢ−４０×３．２）の質量：２．７５＋１．００＝３．７５ｋｇ／ｍ
つなぎ材（ＦＢ−４０×３．２）の質量：１．００ｋｇ／ｍ
【０１９３】
天井の単位面積当たりのサポート材の質量：（３．７５×１．８２＋１．００×１．８２）／（１．８２×１．８２）＝２．６ｋｇ／ｍ２
サポート材の接合部等による割増し：２．６×１．１０＝２．９ｋｇ／ｍ２
【０１９４】
・ネットの質量
ネット材およびネット端部定着ケダー等の質量：γ＝０．２ｋｇ／ｍ２
以上より、天井の質量を２５ｋｇ／ｍ２とした場合のネットの設計用荷重ｗＮは、ｗＮ＝２５．０＋２．９＋０．２＝２８．１ｋｇ／ｍ２→２７５Ｎ／ｍ２となる。
【０１９５】
ｂ）ネットに生じる応力
ネットの設計用荷重に対する天井落下時の衝撃割増係数はφＮ＝３．３とする。
【０１９６】
天井落下時のネットの衝撃荷重Ｗは、次の式（３８）で算定する。
【０１９７】
【数３８】
2019011640.tif 000045
【０１９８】
ネットの支点間距離はＢ＝１．８２ｍ、ネットの引張剛性はＥｔ＝６４０ｋＮ／ｍとする。天井落下時のネットの衝撃荷重を等分布荷重Ｗとする場合と集中荷重Ｐ＝Ｗ×Ｂとする場合の二通りについて、ネット張力を以下のように算定する。
【０１９９】
１）等分布荷重：Ｗとして
Ｗ＝０．９０８ｋＮ／ｍ２、伸びを考慮してＨ＝Ｈａ＝Ｈｂ＝３√（ＥｔＷ２Ｂ２／２４）＝４．１８ｋＮ／ｍ、Ｖ＝Ｖａ＝Ｖｂ＝１／２Ｗ×Ｂ＝０．８３ｋＮ／ｍ、Ｔａ＝Ｔｂ＝√（Ｈ２＋Ｖ２）＝４．２６ｋＮ／ｍ＝Ｔ１
ネットの変形量 ： δ
δ＝３√（３ＷＢ４／６４Ｅｔ）＝０．０９０ｍ
【０２００】
２）集中荷重：Ｐとして
Ｐ＝Ｗ×Ｂ＝１．６５ｋＮ／ｍ、伸びを考慮してＨ＝Ｈａ＝Ｈｂ＝３√（ＥｔＰ２／８）＝６．０２ｋＮ／ｍ、Ｖ＝Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｐ／２＝０．８２５ｋＮ／ｍ、Ｔａ＝Ｔｂ＝√（Ｈ２＋Ｖ２）＝６．０８ｋＮ／ｍ＝Ｔ２
ネットの変形量 ： δ
δ＝３√（ＰＢ３／８Ｅｔ）＝０．１２５ｍ
【０２０１】
以上から、天井落下に伴うネット張力は、次の式（３９）で与えられる。
【０２０２】
【数３９】
2019011640.tif 000046
【０２０３】
ここに、Ｔ１は等分布荷重Ｗによる張力、Ｔ２は集中荷重Ｐによる張力、ｎＴｉはネットの初期張力でｎＴｉ＝０．００ｋＮ／ｍとする。
【０２０４】
ｃ）落下防止ネットの許容耐力
落下防止ネットの許容耐力ｆｔは、次の式（４０）で算定する。
【０２０５】
【数４０】
2019011640.tif 000047
【０２０６】
ここに、ネット材の短期許容引張耐力：ｆｔ１＝７．６３ｋＮ／ｍ（表４）、ネット端部定着部の短期許容引張耐力：ｆｔ２＝６．６７ｋＮ／ｍ（表５）である。
【０２０７】
そして、天井落下に伴うネットの検定は、Ｔ／ｆｔ＝６．０８／６．６７＝０．９１＜１．０・・・・ＯＫとなる。
【０２０８】
以上より、ネット材と端部定着部は、天井落下衝撃荷重に対して十分な耐久性を発現できる。これにより、信頼性の高い吊り天井構造を実現することが可能になる。
【０２０９】
以上、本発明に係る吊り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】
【０２１０】
１    天井下地
２    天井材（天井パネル）
３    吊り部材（吊りボルト）
４    建物躯体
５    天井部
６    束材
７    端部構造部材
１０  引張材（フェイルサポート：サポート材）
１１  つなぎ材（サポート材）
１２  落下防止部材（落下防止ネット）
１３  ベースプレート
１４  ガセットプレート
１５  リブプレート
Ａ    吊り天井構造（フェイルサポート工法）
【図１】
2019011640.tif 000048
【図２】
2019011640.tif 000049
【図３】
2019011640.tif 000050
【図４】
2019011640.tif 000051
【図５】
2019011640.tif 000052
【図６】
2019011640.tif 000053
【図７】
2019011640.tif 000054
【図８】
2019011640.tif 000055
【図９】
2019011640.tif 000056
【図１０】
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