(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平の一方向に所定の間隔をあけて主鋼材を並設してなり、建物躯体の上部構造に吊り下げ支持される天井下地と、前記天井下地の前記主鋼材に取り付けられて天井面を形成する天井材とを備える吊り天井構造を補強するための吊り天井補強構造であって、
補強ブレースを備えてなり、
前記補強ブレースが、上端部側を、軸線方向を水平方向に向けつつ前記上部構造に支持された上側軸部に軸線周りに回動自在に連結し、下端部側を、軸線方向を水平方向に向けつつ前記天井材に支持された下側軸部に軸線周りに回動自在に連結して設けられており、
前記天井材に固着して配設されるブレース下部取付具を備え、
前記ブレース下部取付具が、前記下側軸部と、板面を横方向に向けて立設され前記下側軸部を軸線周りに回動自在に支持するブレース接続部と、前記ブレース接続部の下端から該ブレース接続部に直交する横方向に延設され下面を前記天井材の上面に面接触させて設置されるとともに前記天井材の下面側からビスを打ち込んで前記天井材に固着される天井材固着部と、を備え、且つ、隣り合う前記主鋼材の前記一方向の間隔よりも大きな長さをもって形成されるとともに、下面から上方に凹設され、前記天井下地の前記主鋼材を嵌合可能な天井下地嵌合凹部を備えて形成されていることを特徴とする吊り天井補強構造。
【請求項２】
前記補強ブレースの上端部を前記上部構造に接続するためのブレース上部取付具を備え、
前記ブレース上部取付具が、該ブレース上部取付具を前記上部構造に固着するための固定部材と、該固定部材に一体に設けられた円柱棒状の前記上側軸部と、を備え、
前記固定部材は、前記上部構造の表面に接合して配設される固定プレートと、該固定プレートに上端を繋げて下方に突設されるとともに所定の間隔をあけて配設された一対の支持プレートと、を備え、
前記上側軸部は、その両端を前記一対の支持プレートにそれぞれ支持させて配設されている請求項１に記載の吊り天井補強構造。
【請求項３】
前記固定プレートには、ボルトを挿通して前記固定部材を前記上部構造の表面に固着するための装着孔が形成されており、
前記装着孔は、前記固定プレートの幅方向略中央に配設され、且つ、前記固定プレートの奥行方向の中央よりも一端部側に配設されている請求項２に記載の吊り天井補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吊り天井補強構造に関する。
【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（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。そして、吊り天井Ａには、例えば図４に示すように、水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて並設される複数の野縁１と、野縁１に直交し、水平の他方向Ｔ２に所定の間隔をあけて並設され、複数の野縁１に一体に接続して設けられる複数の野縁受け２と、下端を野縁受け２に接続し、上端を上階の床材等の上部構造（建物躯体）３に固着して配設される複数の吊りボルト４と、野縁１と野縁受け２からなる格子状の天井下地７にビス留めして一体に取り付けられ、天井面（天井部５）を形成する石膏ボードなどの天井パネル（天井材）６とを備えて構成したものがある。
【０００３】
また、例えば図５に示すように、クリーンルームのようにファンフィルターユニット等の大重量の設備機器を天井部５に設置する必要がある吊り天井Ａには、水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけて並設され、一方向Ｔ１に直交する他方向Ｔ２に延びる複数のＴバー８と、上端を上部構造３に固着し、下端側をＴバー８に接続して配設された複数の吊りボルト４と、Ｔバー８などからなる天井下地７にビス留めして一体に取り付けられて天井面（天井部５）を形成する天井パネル６とを備えて構成したものもある。
【０００４】
ここで、このように野縁１及び野縁受け２や、Ｔバー８等の天井下地７と天井パネル６を吊りボルト４で吊り下げ支持してなる吊り天井Ａ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５の端部５ａが壁や柱、梁などの建物構成部材（建物躯体）９に衝突し、天井パネル６に破損が生じたり、脱落が生じるおそれがあった。
【０００５】
このため、従来、上部構造３や吊りボルト４の吊元側などに上端部を接続し、下端部を吊りボルト４や、野縁１、野縁受け２、Ｔバー８などの天井下地７に接続して補強ブレース（ブレース材）１０を斜設し、天井下地７及び天井パネル６からなる天井部５の地震時の横揺れを抑えるようにしている（図５参照）。
【０００６】
また、補強ブレース１０は、その上端部、下端部を吊りボルト４や建物の上部構造、天井下地７に接続し、これら吊りボルト４、天井下地７と補強ブレース１０によって水平方向の力を負担する。そして、補強ブレース１０は、例えば図６、図７に示すように、上端部や下端部を取付金具１１、１２を用いて吊りボルト４や建物の上部構造、天井下地７に接続するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１２１３７１号公報
【特許文献２】特開２００５−３５０９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一方、上記従来の補強ブレース１０は、図６、図７のように上端部や下端部を取付金具１１、１２を用いて吊りボルト４や建物の上部構造、天井下地７に接続した固定部１３が地震発生などによる初期挙動時に剛−ピン的な挙動を示す。すなわち、従来の吊り天井Ａにおいては、地震などによって吊り天井Ａに外力が作用すると、その加力の進行に伴って固定部１３に曲げモーメントが発生し、この曲げモーメントの発生とともに座屈を生じさせるような軸力が発生し、これにより、地震などによって吊り天井Ａに作用する外力を補強ブレース１０に伝達・負担させるように構成されている。
【０００９】
そして、このように構成した従来の吊り天井Ａでは、非常に大きな外力が作用した場合に、周囲の接合部材やビス、補強ブレース１０等のうち、弱い部分から耐力を喪失し始め、やがて終局を迎えるが、補強ブレース１０の上端部や下端部の固定部１３が剛−ピン的な挙動を示すことによって、取付金具１１、１２などの仕様や、吊り長さ、天井重量などが異なるとその終局状況が変わってしまう。
【００１０】
すなわち、地震などに伴う弾性変形・変位範囲内での機能維持性能を確保でき、想定を超える変形・変位が生じた際の終局状況のコントロールを行えるようにするためには、補強ブレース１０の上端部や下端部の固定部１３が安定した挙動を示し（ばらつきを排除し）、常に想定した部材が損傷するようにすることが求められるが、従来の吊り天井Ａではこれを実現できていない。
【００１１】
本発明は、上記事情に鑑み、地震などに伴う弾性変形・変位範囲内での機能維持性能を確保しつつ、想定を超える変形・変位が生じた際の終局状況をコントロールすることを可能にする吊り天井補強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】
【００１２】
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。
【００１３】
本発明の吊り天井補強構造は、水平の一方向に所定の間隔をあけて主鋼材を並設してなり、建物躯体の上部構造に吊り下げ支持される天井下地と、前記天井下地の前記主鋼材に取り付けられて天井面を形成する天井材とを備える吊り天井構造を補強するための吊り天井補強構造であって、補強ブレースを備えてなり、前記補強ブレースが、上端部側を、軸線方向を水平方向に向けつつ前記上部構造に支持された上側軸部に軸線周りに回動自在に連結し、下端部側を、軸線方向を水平方向に向けつつ前記天井材に支持された下側軸部に軸線周りに回動自在に連結して設けられており、前記天井材に固着して配設されるブレース下部取付具を備え、前記ブレース下部取付具が、前記下側軸部と、板面を横方向に向けて立設され前記下側軸部を軸線周りに回動自在に支持するブレース接続部と、前記ブレース接続部の下端から該ブレース接続部に直交する横方向に延設され下面を前記天井材の上面に面接触させて設置されるとともに前記天井材の下面側からビスを打ち込んで前記天井材に固着される天井材固着部と、を備え、且つ、隣り合う前記主鋼材の前記一方向の間隔よりも大きな長さをもって形成されるとともに、下面から上方に凹設され、前記天井下地の前記主鋼材を嵌合可能な天井下地嵌合凹部を備えて形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の吊り天井補強構造においては、前記補強ブレースの上端部を前記上部構造に接続するためのブレース上部取付具を備え、前記ブレース上部取付具が、該ブレース上部取付具を前記上部構造に固着するための固定部材と、該固定部材に一体に設けられた円柱棒状の前記上側軸部と、を備え、前記固定部材は、前記上部構造の表面に接合して配設される固定プレートと、該固定プレートに上端を繋げて下方に突設されるとともに所定の間隔をあけて配設された一対の支持プレートと、を備え、前記上側軸部は、その両端を前記一対の支持プレートにそれぞれ支持させて配設されていてもよい。
さらに、本発明の吊り天井補強構造においては、前記固定プレートには、ボルトを挿通して前記固定部材を前記上部構造の表面に固着するための装着孔が形成されており、前記装着孔は、前記固定プレートの幅方向略中央に配設され、且つ、前記固定プレートの奥行方向の中央よりも一端部側に配設されていてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の吊り天井補強構造によれば、補強ブレースの上端部側と下端部側がそれぞれ軸部に回転自在に連結して設けられているため、上端部側の固定部と下端部側の固定部を確実にピン結合状態にすることができる。
【００１６】
これにより、補強ブレースの上端部や下端部の固定部が安定した挙動を示し（ばらつきを排除し）、常に想定した部材が損傷するようにすることができる。よって、地震などに伴う弾性変形・変位範囲内での機能維持性能を確保しつつ、想定を超える変形・変位が生じた際の終局状況をコントロールすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る吊り天井補強構造を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る吊り天井補強構造の補強ブレースの上端部側の固定部を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る吊り天井補強構造の補強ブレースの下端部側の固定部を示す図である。
【図４】吊り天井構造を示す斜視図である。
【図５】吊り天井構造を示す斜視図である。
【図６】従来の補強ブレースの上部取付金具（上端部側の固定部）の一例を示す斜視図である。
【図７】従来の補強ブレースの下部取付金具（下端部側の固定部）の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図１から図３、図５を参照し、本発明の一実施形態に係る吊り天井補強構造について説明する。
【００１９】
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を耐震補強、耐震改修するための吊り天井補強構造に関するものである。
【００２０】
まず、本実施形態の吊り天井（吊り天井構造）Ｂは、図５に示すように、水平の一方向Ｔ１に所定の間隔をあけ、一方向Ｔ１に直交する他方向Ｔ２に延設される複数のＴバー（断面逆Ｔ型の主鋼材）８と、上端を上部構造３に固着し、下端側をＴバー８に接続して配設された複数の吊りボルト４と、天井下地７にビス留めして一体に取り付けられて天井面（天井部５）を形成する天井パネル（天井材）６とを備えて構成されている。
【００２１】
また、この吊り天井Ｂは、他方向Ｔ２に所定の間隔をあけ、一方向Ｔ１に延設され、隣り合うＴバー８に架け渡して連結する複数の連結Ｔバー（断面逆Ｔ型の連結鋼材：不図示）を備え、Ｔバー８とこの連結Ｔバー、すなわち格子状に組み付けられた鋼材によって天井下地７が構成されている。
【００２２】
さらに、吊りボルト４は、吊り部材接続用金具を介して天井下地７のＴバー８に下端側を接続して設けられ、天井下地７を吊り下げ支持している。
【００２３】
さらに、天井下地７の下面に、例えば直貼岩綿吸音板のような軽量の天井パネル６が、ビスを下側からこの天井パネル６、天井下地７に貫通させて固設されている。このように複数の天井パネル６を天井下地７に取り付けることで天井面が形成されている。
【００２４】
一方、本実施形態の吊り天井Ｂにおいては、図１に示すように、地震が発生した際の天井慣性力（水平力）を抑制し、天井部５の横揺れを抑えるための吊り天井補強構造Ｃが具備されている。
【００２５】
本実施形態の吊り天井補強構造Ｃは、補強ブレース１０と、補強ブレース１０の上端部を建物躯体の上部構造３に接続するためのブレース上部取付具１５と、補強ブレース１０の下端部を天井パネル６に接続するためのブレース下部取付具１６とを備えて構成されている。すなわち、本実施形態の吊り天井補強構造Ｃでは、従来のように吊りボルト４や天井下地７ではなく、補強ブレース１０の下端部を天井パネル６に接続して構成されている。なお、補強ブレース１０の下端部を天井下地７に接続して構成してもよい。
【００２６】
また、本実施形態の吊り天井補強構造Ｃにおいては、補強ブレース１０が形鋼材であり、一対の補強ブレース１０を一組とし、この組の一対の補強ブレース１０を、一方向Ｔ１及び／又は他方向Ｔ２にそれぞれ正面視でＶ字状あるいはレ字状を呈するように並設し、各補強ブレース１０の上端部、下端部をブレース上部取付具１５とブレース下部取付具１６でそれぞれ建物の上部構造３や天井パネル６に接続して構成されている。
【００２７】
次に、本実施形態のブレース上部取付具１５は、図２に示すように、固定部材２０と、軸線Ｏ１を水平方向に配して固定部材２０に一体に設けられた円柱棒状の軸部２１とを備え、補強ブレース１０の上端部側に一体に設けられた連結棒１０ａを軸部２１に連結して補強ブレース１０を支持するように構成されている。
【００２８】
固定部材２０は、ブレース上部取付具１５を建物躯体の上部構造３に固着するための部材であり、上部構造３の表面に接合して配設される固定プレート２０ａと、固定プレート２０ａに上端を繋げて下方に突設されるとともに所定の間隔をあけて配設された一対の支持プレート２０ｂとを備えて形成されている。
【００２９】
また、固定プレート２０ａには、上部構造３にアンカーなどで固定されたボルト２３を挿通して固定部材２０を上部構造３の表面に固着するための装着孔２０ｃが形成されている。また、装着孔２０ｃは、固定プレート２０ａの幅方向略中央に配設され、且つ固定プレート２０ａの奥行方向の中央よりも一端部側に配設されている。
【００３０】
軸部２１はその両端を一対の支持プレート２０ｂにそれぞれ支持させて配設されている。
【００３１】
そして、本実施形態の吊り天井Ｂ、吊り天井補強構造Ｃにおいては、軸部２１を連結棒１０ａの先端に設けられた挿通孔１０ｂに挿通させて、補強ブレース１０の上端部がブレース上部取付具１５に連結されている。
【００３２】
これにより、本実施形態の補強ブレース１０の上端部側を上部構造３に固定する固定部２４は、上端部側を軸部２１の水平方向に延びる軸線Ｏ１周りに回動自在にして補強ブレース１０が上部構造３に接続されている。
【００３３】
次に、本実施形態のブレース下部取付具１６は、図３に示すように、軸線Ｏ２方向を水平方向に向けて配設される円柱棒状の軸部２５と、板面を横方向に向けて立設され、軸部２５を軸線Ｏ２周りに回動自在に支持するブレース接続部２６と、ブレース接続部２６の下端からブレース接続部２６に直交する横方向に延設され、下面を天井パネル６の上面（裏面）に面接触させて設置されるとともに天井パネル６の下面（天井面）側からビス２７を打ち込んで天井パネル６に固着される天井材固着部２８とを備えて形成されている。
【００３４】
そして、補強ブレース１０はその下端部側が連結棒１０ｃを介してブレース下部取付具１６の軸部２５に連結されている。
【００３５】
これにより、本実施形態の補強ブレース１０の下端部側を天井パネル６に固定する固定部２９は、下端部側を軸部２５の水平方向に延びる軸線Ｏ２周りに回動自在にして補強ブレース１０が天井パネル６（天井部５）に接続されている。
【００３６】
ここで、ブレース下部取付具１６は、隣り合うＴバー８の間隔（スパン）よりも大きな長さＬを備えて形成するとともに、このブレース下部取付具１６の下端側に、下面から上方に凹設され、ブレース下部取付具１６を設置した状態で天井下地７のＴバー８を嵌合させて天井下地７との干渉を防止するための天井下地嵌合凹部（不図示）を設けて形成することが好ましい。また、隣り合うＴバー８をそれぞれ嵌合させるための一対の天井下地嵌合凹部を設けるようにしてもよい。
【００３７】
さらに、天井下地嵌合凹部は、野縁１の大きさ、位置に合わせた野縁嵌合凹部と、Ｔバー８の大きさ、位置に合わせたＴバー嵌合凹部を備えて形成してもよい。このように天井下地嵌合凹部を構成すると、天井下地７が野縁１を備えて形成されている場合、Ｔバー８を備えて形成されている場合のどちらのケースであっても同一のブレース下部取付具１６を適用することができる。
【００３８】
そして、上記構成からなる本実施形態の吊り天井補強構造Ｃにおいては、補強ブレース１０の上端部側と下端部側がそれぞれ軸部２１、２５に回転自在に連結して設けられているため、上端部側の固定部２４と下端部側の固定部２９を確実にピン結合状態にすることができる。
【００３９】
これにより、補強ブレース１０の上端部や下端部の固定部２４、２９が安定した挙動を示し（ばらつきを排除し）、常に想定した部材が損傷するようにすることができる。よって、地震などに伴う弾性変形・変位範囲内での機能維持性能を確保しつつ、想定を超える変形・変位が生じた際の終局状況をコントロールすることが可能になる。
【００４０】
また、本実施形態の吊り天井補強構造Ｃにおいては、従来のように下端部を天井下地７の主鋼材（Ｔバー８や野縁１）ではなく、ブレース下部取付具１６を介して天井パネル６に接続し、補強ブレース１０を設置することができる。これにより、天井下地７の位置などの制約を受けずに補強ブレース１０を設けることができ、また、天井下地７の強度などの制約を受けずに補強ブレース１０を設けることができる。
【００４１】
そして、天井下地７の位置などの制約を受けずに補強ブレース１０を設けることができるため、補強ブレース１０による耐震補強、耐震改修の自由度を大幅に高めることが可能になる。
【００４２】
また、天井下地７の強度などの制約を受けずに補強ブレース１０を設けることができるため、従来よりも大型、高耐力の補強ブレースを設置することも可能になる。すなわち、例えば、従来では補強ブレースとしてＣ−４０×２０×１０×１．６サイズの形鋼が多用されているが、本実施形態の吊り天井補強構造Ｃでは吊り長さが１０００ｍｍ未満の場合にＣ−４０×２０×１０×１．６を使用し、吊り長さが１０００〜２０００ｍｍ未満の場合にＣ−６５×３０×１０×１．６、吊り長さが２０００〜３０００ｍｍ以下の場合にＣ−７５×４５×１５×１．６などの大型サイズの形鋼を補強ブレース１０として使用することが可能になる。よって、この点からも補強ブレース１０による耐震補強、耐震改修の自由度を大幅に高めることが可能になる。
【００４３】
また、ブレース下部取付具１６が隣り合う主鋼材の間隔よりも大きな長さＬをもって形成されていることにより、すなわち、天井下地７の一スパンよりも大きな長さＬで形成されていることにより、地震時に天井下地７及び天井パネル６からなる天井部５に作用する水平力を効果的に補強ブレース１０に伝達することができる。これにより、この吊り天井補強構造Ｃを設けることで、例えば固有周期０．１秒以下に吊り天井Ｂを高剛性化することができ、非常に優れた耐震性能を付与することが可能になる。すなわち、信頼性の高い耐震補強、耐震改修を実現することができる。
【００４４】
さらに、天井パネル６上の任意の位置にブレース下部取付具１６を載置し、天井面側の下方からビス２７で留めて天井パネル６に固着することで、容易にブレース下部取付具１６を天井パネル６に一体に設置することができる。これにより、従来と比較し、補強ブレース１０を設置する施工性を大幅に向上することができる。
【００４５】
よって、本実施形態の吊り天井補強構造Ｃによれば、補強ブレース１０の設置位置の制約を解消し、効果的且つ効率的に吊り天井構造Ｂを耐震補強、耐震改修することが可能になるとともに、優れた耐震性能を付与することが可能になる。
【００４６】
以上、本発明に係る吊り天井補強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。
【００４７】
例えば、本実施形態では、天井下地７が複数のＴバー８（主鋼材）を備えて構成されているものとしたが、本発明に係る天井下地は、野縁１（主鋼材）と野縁受け２を備えて構成した天井下地７であってもよい。そして、野縁１と野縁受け２を備えて天井下地７が構成されている吊り天井に対しても本発明を適用することで本実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、本発明に係る吊り天井補強構造を設けることで既存の吊り天井を耐震補強、耐震改修するように説明を行ったが、勿論、本発明に係る吊り天井補強構造は吊り天井の新設時に設置しても構わない。
【００４９】
さらに、本実施形態では、補強ブレース１０の下端部をブレース下部取付具１６を介して天井パネル６に回動自在に接続するものとして説明を行ったが、天井下地７に補強ブレース１０の下端部を回動自在に接続するようにしてもよい。この場合においても、本実施形態と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００５０】
１      野縁（主鋼材）
２      野縁受け
３      建物の上部構造
４      吊りボルト（吊り部材）
５      天井部
６      天井パネル（天井材）
７      天井下地
８      Ｔバー（主鋼材）
９      建物構成部材（建物躯体）
１０    補強ブレース
１０ａ  連結棒
１０ｂ  挿通孔
１０ｃ  連結棒
１１    従来の取付金具
１２    従来の取付金具
１３    従来の固定部
１５    ブレース上部取付具
１６    ブレース下部取付具
２０    固定部材
２０ａ  固定プレート
２０ｂ  支持プレート
２０ｃ  装着孔
２１    軸部
２３    ボルト
２４    固定部
２５    軸部
２６    ブレース接続部
２７    ビス
２８    天井材固着部
Ａ      従来の吊り天井（吊り天井構造）
Ｂ      吊り天井（吊り天井構造）
Ｃ      吊り天井補強構造
Ｌ      ブレース下部取付具の長さ
Ｏ１    軸線
Ｏ２    軸線
Ｔ１    一方向
Ｔ２    他方向
Ｔ３    上下方向
【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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