吊り天井の耐震設計

M ビル

設計例 1－2

エントランスロビー(9 階建て SRC 造

オフィスビル)

設計手法：計算ルート（水平震度法）

1-2-1

1-2-1

目次
§１．吊り天井の耐震設計概要 ............................................................................................... 1-2-4

1-1 建物概要 ................................................................................................................... 1-2-4
1-2 設計方針 ................................................................................................................... 1-2-5
1-3 チェックシート ....................................................................................................... 1-2-6
1-4 使用材料と許容応力度・許容耐力........................................................................ 1-2-7
1-5 部材断面性能 .................................................................................................................. 1-2-8§２．水平方向の地震力算定 ................................................................................................... 1-2-9

2-1 水平震度の算定 ....................................................................................................... 1-2-9
2-2 水平方向の地震力算定 ................................................................................................ 1-2-10§３．斜め部材の設計 ............................................................................................................. 1-2-11

3-1 斜め部材の耐力計算.............................................................................................. 1-2-11
3-2 斜め部材の組数算定 .................................................................................................... 1-2-12
3-3 斜め部材の配置計画 .................................................................................................... 1-2-13§４．クリアランスの設計 ..................................................................................................... 1-2-15

4-1 必要クリアランスの算定...................................................................................... 1-2-15§５．接合部材の設計 ............................................................................................................. 1-2-16

5-1 接合部材の耐力計算.............................................................................................. 1-2-16
5-2 天井の耐力計算 ..................................................................................................... 1-2-27§６．設計図面 ......................................................................................................................... 1-2-28

6-1 設計図面について.................................................................................................. 1-2-28
A-01

特記仕様書(1) ...................................................................................................... 1-2-29

1-2-2

A-02

特記仕様書(2) ...................................................................................................... 1-2-30

A-03

標準図................................................................................................................... 1-2-31

A-04

天井伏図(ゾーニング図) .................................................................................... 1-2-32

A-05【参考】天井伏図(斜め部材の配置図)・断面図 ............................................ 1-2-33

1-2-3

§１．吊り天井の耐震設計概要
1-1 建物概要
本設計例は、実在する建物の設計図書をもととした上で、吊り天井の耐震設計が成立するような天井材を設計したものである。建物概要は以下の通りとなっている。
・建 築 場 所 ：東京都内某所
・用

途：事務所

・階

数：地下なし、地上 9 階、塔屋 1 階

・建 物 高 さ：30.35m
・対 象 天 井 ：1 階見上げ～3 階床下に位置するエントランスロビー部分の天井(2 階部分が吹き抜けとなっている天井) ⇒平成 25 年国土交通省告示第 771 号第 2に規定される特定天井・天 井 面 積 ：878.7m2（特定天井部分）
・天 井 高 さ ：6,245mm（特定天井部分）
・天井吊り長さ：800mm（特定天井部分）
・柱 ス パ ン ：6.6m（特定天井部分：X 方向）
10.0m（特定天井部分：Y 方向）
・構 造 種 別 ：鉄骨鉄筋コンクリート造

図 1.1 天井伏図

1-2-4

1-2-4

1-2 設計方針
本設計例では、建物 1 階に位置するエントランスロビーにおいて、2 階部分が吹き抜けとなっており、天井高さが 6m を超え、なおかつ水平投影面積が 200m2 を超える部分について、
平成 25 年国土交通省告示第 771 号第 3 第 2 項 1 号に規定される方法(以下、水平震度法)を用いて、特定天井の構造方法について検討する。
図 1.2 に、吊り天井の耐震設計に関するフローを示す。
開始

特定天井（吊り天井）

No
特定天井以外の天井

Yes
No

新築建築物等

法：建築基準法
令：建築基準法施行令
告示：平成２５年国土交通省告示第７７１号
判断：設計者の設計方針に基づく判断

既存建築物
の増改築

判断

（令137条の2）

Yes

Yes

No

特定天井の構造方法（告示第3第1項）

判断

No

仕様ルート

①質量20kg/㎡以下②天井材緊結

大臣認定
ルート

計算ルート
水平震度法
（告示第３第２項）

簡易ｽﾍﾟｸﾄﾙ法

応答
ｽﾍﾟｸﾄﾙ法(告示第3第２項第二号等）③支持構造部④吊り材仕様設計用震度（又は加速度）の計算⑤躯体等への緊結⑥吊り材鉛直・1本/㎡⑦応力集中箇所なし⑧吊り長さ3m以下等

斜め部材の耐力計算、組数算出、
配置計画（ｿﾞｰﾆﾝｸﾞ）
天井面と壁等との隙間⑨斜め部材組数・配置⑩壁等との間に6cm以上の隙間⑪屋外の天井(告示第3第1項）

接合部の検討（1）天井インサート、（2）吊りボルト上部、（3）斜め部材
上部接合部、（4）斜め部材下部接合部、（5）野縁受け、（6）野縁受け＋クリップ＋野縁の接合、（7）野縁、（8）吊りボルト＋ハンガー＋野縁受けの接合、（9）天井仕上材と野縁の接合、（10）ぶどう棚

終了

図 1.2 吊り天井の設計フロー

1-2-5

1-2-5

天井の

躯体が

大臣認

時刻歴

定
（令39

（法20

条第3

条第一

項）

号）

1-3 チェックシート
水平震度法を満足するよう、与条件に対して吊り天井の各部材を設計した内容をまとめたものを以下の表 1.1 に示す。詳細検討内容は、次章以降に示す。
表 1.1 チェックシート● 特定天井(天井告示第2）1 天井の種類
2 天井の設置場所
3 天井の規模

与条件

設計
吊り天井

A-01

居室、廊下その他の人が日常立ち入る場所であること

エントランスロビー

A-01

高さが6mを超える天井の部分であること

高さ：6.245m

A-01

水平投影面積が200㎡を超える部分を含むこと

面積：878.7㎡

A-01

4 天井の質量

天井面構成部材等の単位面積質量（天井面の1㎡当たりの質量）
単位面積質量：22kg/㎡
が2kgを超えること判「特定天井」の判断
断

上記４つの与条件に対して、いずれにも当てはまること

A-01

設計

図面Ｎｏ．

天井で特に腐食、腐朽その他の劣化のおそれのあるものには、腐食、腐朽その他の劣化を生じにくい材料又は有効なさび止め、 特に腐食、腐朽その他の劣化のおそれのある
腐食その他の有効な劣化防止のための措置をした材料を使用す 天井ではないる。

条件● 設計ルートの選択

選
設計ルート
択

A-01

上記４つのいずれにも当てはまるため、「特定天井」と判断する

与条件● 耐久性等関係規定
天井の耐久性（令第36条第1項，令第39条第4項）

図面Ｎｏ．

吊り天井であること

設計

図面Ｎｏ．

仕様ルート（仕様規定）
計算ルート（水平震度法）
計算ルート（簡易スペクトル法）
計算ルート（応答スペクトル法）
特殊計算ルート（時刻歴応答解析等）＊構造躯体の構造計算がルート1、ルート2又はルート3又は4号
建物の場合：仕様ルート又は計算ルート
計算ルート（水平震度法）＊構造躯体の構造計算が限界耐力計算の場合：応答スペクトル法。ただし、層間変形角が1/200以下の場合、仕様ルート又は計算ルート（水平震度法、簡易スペクトル法）により検証することができる。
＊構造躯体の構造計算が時刻歴応答解析：特殊計算ルート。ただし、指定性能評価機関が定める業務方法書に基づき、仕様
ルート又は計算ルートにより検証することができる。

与条件● 計算ルート（天井告示第3第2項第1号）

A-01

設計

図面Ｎｏ．

1

吊り材、斜め部材、その他の天井材の配置方法

釣り合い良く配置していること

吊り材：両方とも@0.9m
斜め部材：与条件通り
その他の天井材：与条件通り

2

吊り材を取り付ける天井の支持構造部の剛性十分な剛性を有していること

天井は構造耐力上主要な部分に取り付ける

3 天井面構成部材の剛性及び強度

－

A-02
A-04
A-05
A-02

各部材が、地震の震動により生ずる力を構造耐力上有効に当該 天井面構成部材は、地震の震動により生ずる力
天井面構成部材の他の部分に伝えることができる剛性及び強度 を構成部材相互に伝えることができる剛性及びを有すること強度を有するものとする。

A-02
A-03

告示式により算定した水平震度以上の数値を用いていること

A-02

水平震度：k=0.53

水平方向の地震力が天井の許容耐力を超えないこと

地震力：kW=94.7×10 N
3許容耐力：ΣQb=76×1266=96.2×10 N

A-02

4 天井の許容耐力

柱スパンが15mを超える場合は、当該水平方向の地震力に加えて、上下震度1.0以上の数値を用いて検討すること

柱スパン：10.0（Y方向）＜15m

A-02
A-04
A-05

5 壁等とのクリアランス

天井面構成部材と壁等との間に告示式により算定した数値以上の隙間が設けられていること。ただし、特別な調査又は研究の結吊り長さ：800mm＜3,000mm
果に基づいて、地震時に天井構成部材が壁等と衝突しないよう天クリアランス：6cm
井面構成部材と壁等との間の隙間を算出する場合においては、
当該算出によることができる。

A-02
A-03
A-04
A-05

6 その他の震動及び衝撃

屋外に設ける天井については、風圧並びに地震以外の震動及び衝撃を適切に評価する

A-02

1-2-6

1-2-6

該当なし

1-4 使用材料と許容応力度・許容耐力
鋼材と天井下地、ビスの許容応力度を表 1.2 に示す。なお、本設計例において許容応力度設計を行うための基準強度のうち、建築基準法令に規定のない鋼材の基準強度は、JIS による「降伏点又は耐力」の「降伏点」の値を用いることとする。ただし、SGCC 材及び SGHC
材には、JIS にて降伏点の参考値しか記載がないため、降伏点の参考値を記載している。また、SWRM 材に関しては、JIS G 3505 にて強度の規定が存在しないため、化学組成が近似している SGCC 材の降伏点の参考値を降伏点として採用する。
表 1.2 使用材料と許容応力度・許容耐力
(1)鋼材

部材

使用材料

基準強度
2
(N/mm )

鋼材

SS400

235

長期許容応力度2(N/mm )
圧縮
引張
せん断
曲げ
156
90

短期許容応力度2(N/mm )
圧縮
引張
せん断
曲げ
235
135

短期許容応力度2(N/mm )
圧縮
引張
せん断
曲げ

備考

t≦40

(2)天井下地材

部材

斜め部材
野縁
野縁受け
クリップ
ハンガー
ｼﾞｮｲﾝﾄ材
取付金具
吊りボルト
インサート

使用材料

降伏点
2
(N/mm )

長期許容応力度2(N/mm )
圧縮
引張
せん断
曲げ

SGCC
SGHC

(205)

136

78

205

SWRM
SWCH

(205)
280

136
186

78
107

205
280

径(mm)

降伏点又
は耐力
2
(N/mm )

118

備考

JIS G 3302

118
JIS G 3505
161
JIS G 3507-2※SWRM材は、SGCC材に倣う※耐力値による検討を行う部材は、別途メーカーカタログ値による値を採用する※( )内の数値は、JISにおける降伏点の参考値を示す

(3)ビス
部材

ビス

長期許容耐力(N)

短期許容耐力(N)

引張

引張

せん断

せん断

備考

平13国交告1641
第12号第三(※)※薄板軽量形鋼の厚さがねじ頭側：t=1.2mm、ねじ先側がt=1.0mmとした場合にて算出※天井仕上げ材(ボード等)と野縁を止める際の許容耐力は、別途計算の上、算出する
4

180

900

740

1-2-7

1-2-7

1300

1100

1-5 部材断面性能
斜め部材の設計、接合部材の設計において使用する部材の断面性能を表 1.3 に示す。
表 1.3 部材断面性能表
断面積
名称
斜め材
野縁受け
斜め材
野縁受け

吊りボルト

断面二次モーメント

2

断面

4

(mm )

断面係数
3

(mm )

(mm )

断面二次半径(mm)

断面積 せん断用断面積

強軸

弱軸

強軸

弱軸

弱軸

C-38×12×1.2

72.0

45.6

13590

847

715

90

3.50

C-38×12×1.6

94.0

60.8

18300

1080

960

120

3.40

W1/2

92.5

69.3

682

1-2-8

1-2-8

125.6

2.72

§２．水平方向の地震力算定
2-1 水平震度の算定検討に用いる水平震度は、平成 25 年国土交通省告示第 771 号第 3 第 2 項 1 号ロに規定される水平震度 k を用いる。
k：階に応じて次の表に掲げる水平震度
階

水平震度

(一)

0.3(2N+1)を超えない整数に 1 を加えた階から最上階

2.2rZ

(二)

(一)又は(三)以外の階

1.3rZ

(三)

0.11(2N+1)を超えない整数の階から最下階

0.5

この表において、N 及び r は、それぞれ次の数値を表すものとする。
N 地上部分の階数
r 次に定める式によって計算した数値
min

1

0.125
1.5

1

, 1.0

Z 令第 88 条第 1 項に規定する Z の数値
上記表にて、(一) 0.3(2N+1)＝0.3×(2×9＋1)＝5.7 を超えない整数 5 に 1 を加えた階から最上階→地上 6 階～地上 9 階(最上階)(三) 0.11(2N+1)＝0.11×(2×9＋1)＝2.09 を超えない整数 2 の階から最下階→地上 1 階(最下階)～地上 2 階(二)(一)又は(三)以外の階→地上 3 階～地上 5 階

本設計例にて対象とする特定天井は、3 階床下部分にある天井(1 階見上げ部分の天井であり、2 階床が吹き抜けとなっている)であるため 2 階に設ける天井とみなし、本設計例では、(三)の「水平震度：0.5」を採用する。
なお、本設計例には直接関係する値とはならないが、参考までに、水平震度 k にかかる係
数 r について、以下の通り算定する。また、地域係数は Z＝1.0 である。
min

1

0.125
1.5

1

, 1.0

min

1

0.125 9
1.5

1

, 1.0

min 1.33,1.0

以上より、本設計例にて検討に要する際の水平震度 k は以下の通りとなる。
k＝0.5

1-2-9

1-2-9

1.0

2-2 水平方向の地震力算定
本節では、水平方向の地震力を算定する。
地震力は、前節にて算出した水平震度 k を、平成 25 年国土交通省告示第 771 号第 3 第 2
項 1 号ロに規定される天井面構成部材及び天井面構成部材に地震その他の震動及び衝撃により生ずる力を負担させるものの総重量 W に乗じたものとする。
(1) エントランスホールの天井材について
・天井面積：878.7m2
・天井高さ：CH6,245mm
・吊り長さ：800mm
・柱スパン：6.6m(X 方向)、10.0m(Y 方向)・単位質量：
アルミスパンドレル

t=1.0

γ＝3.0kg/m2

アルミルーバー

γ＝9.0kg/m2

上記以外の天井面構成部材(野縁等)

γ＝3.4kg/m2

その他(照明器具等)

γ＝6.6kg/m2合Σγ＝22.0kg/m2

計

図 2.1 天井材について
水平震度法では、天井面構成部材等の単位面積あたりの質量に制限値はないが、参考として単位面積質量の確認を行う。
Σγ＝22.0kg/m2 （≧ 20kg/m2

参考：仕様ルートの規定外）(2) 天井面構成部材及び天井面構成部材に地震その他の震動及び衝撃により生ずる力を負担させるものの総重量 W
総重量：W＝(22.0×9.8×10－3)×878.7＝189.4kN(3) 水平方向の地震力 kW
以上の算定結果より、本設計例にて使用する水平方向の地震力 kW は、以下の通りとなる。
kW＝0.5×189.4＝94.7kN

1-2-101-2-10§３．斜め部材の設計
3-1 斜め部材の耐力計算本設計例では、座屈を考慮した許容圧縮応力度から斜め部材の座屈耐力を算出する。

図 3.1 各部分の寸法(1) 斜め部材の選定
斜め部材：C－38×12×1.2
断面積：Ab＝72.0mm2
断面二次モーメント：I＝847mm4
断面二次半径：i＝3.50mm
800

√900

斜め部材の長さ：

10

1,205

10 m

設置角度：θ = 41.6°(sinθ＝0.664、cosθ＝0.747、tanθ＝0.889)⁄細長比：λ限界細長比：Λ

344.3
1,500

128.3

1.5
(F 値は表 1.2 (2)天井下地材における降伏点の値を用いた)
ヤング係数：E = 205,000N/mm2(2) 斜め部材の座屈耐力/

斜め部材 1 本分の座屈耐力は、細長比：
許容圧縮応力度：

1.5

1.5

2.17
11.79

座屈耐力 1 本分 ：344.3 ≧ より、
205,000
2.17 344.3

72.0

11.79N/mm

848Nとなる。ゆえに、座屈から決まる斜め部材 1 組の水平耐力(2 本分)は、
水平耐力 2 本分 ：

cos

2

848

となる。

1-2-11

1-2-110.747

21,266N3-2 斜め部材の組数算定
斜め部材の組数は、平成 25 年国土交通省告示第 771 号第 3 第 1 項 9 号に規定される 2 本の斜め部材から構成される組数 n の算定方法を準用する。
(1) 2 本の斜め部材から構成される組数 n10
kW：前項までで算出した水平方向の地震力(＝94.7kN)：前節にて算出した斜め部材 1 組の水平耐力(2 本分：＝1,266N)
10
→

94.7
1,266

10

74.8

76 組（ゾーニングを考慮して、偶数組とする）

ゆえに、76 組の斜め部材を釣り合い良く配置すればよい。
(2) 斜め部材の軸力の水平分力（2 本分）Q’b と斜め部材の軸力（1 本分）P’b
本設計では座屈耐力を用いずに、存在応力を用いて検討する。
10

94.7
76

10

1,247N （2 本分）

kW：前項までで算出した水平方向の地震力(＝94.7kN)
cos

･

1
2

1,247 1･
0.747 2835N

（1 本分）(3) 上下震度の考慮
水平震度法では、柱スパンが 15m を超える場合は、上下震度 1.0 以上の数値を用いて検討する必要があるが、本設計例の柱スパンは長い方向でも 10.0m(Y 方向)のため、検討は行わない。

1-2-121-2-12

3-3 斜め部材の配置計画
前節にて算定した斜め部材の組数(76 組)を配置するためにゾーニングを行う。ゾーニング
は、以下の条件により行う。
・基本条件(1) 分割する各ゾーニングの大きさは、一体として挙動する一連の天井の面積の 1/4 以下、
かつ概ね 50m2 以下とする(2) 各ゾーニングの一辺の長さは、10m 以下とする(3) X 方向及び Y 方向ともに、2 列以上に分割する
・その他の条件(1) 斜め部材の総数は、X 方向及び Y 方向とも 76 組以上とする(2) 分割された各ゾーンには、X 方向及び Y 方向ともに 3 組以上 4 組以下の斜め部材を配置する(3) 一組の斜め部材の形状は、V 字状とし、斜め部材の断面は C－38×12×1.2 とする(4) 吊り材は、吊りボルト(W1/2)を使用し、その間隔は＠900mm 以内とする(5) 吊り長さは、800mm とする(6) 吊り材は、埋め込みインサートを用いて構造耐力上主要な部分に取り付ける
ただし、やむを得ずあと施工アンカーを用いる場合は、金属系あと施工アンカーとし、その使用箇所数は、吊り材全数に対して 30%以下とする(7) 壁、柱等とのクリアランスは 60mm とする(後述する 4-1 節による)以上により、ゾーニングした結果を図 3.2 に示す。また、図 3.3 には参考として各ゾーン
内に斜め部材を配置した図を示す。

1-2-131-2-13図 3.2 分割したゾーニング図

図 3.3 【参考】斜め部材の配置図(76 組)

1-2-141-2-14§４．クリアランスの設計
4-1 必要クリアランスの算定
天井面構成部材と壁等とのクリアランスは、平成 25 年国土交通省告示第 771 号第 3 第 2
項 1 号ロに規定される数値以上とする。
ただし、本設計例では吊り長さが 3m 以下(800mm)のため、算定式によらず天井面構成部
材と壁等とのクリアランスは 6cm とする。

1-2-151-2-15§５．接合部材の設計
5-1 接合部材の耐力計算
接合部材の耐力計算は以下の通りである。
(1) 天井インサートの設計
吊り材から加わる応力に対して、天井インサートの検討（軸方向力とせん断力の組み合
わせ応力による検討、曲げモーメントの検討）を行う。

1)長期引張力の検討
本設計例にて使用する天井インサートは、A 社製品を使用する。
天井インサート：W1/2 ボルト用インサート
天井インサートの設計用長期引張力 TL は、以下の荷重とする。
・吊り材の支配面積当たりの天井面構成部材等の総重量 W1
22.0

設計用長期引張力：

9.8

0.9

0.9

175N

天井インサートの長期許容引張耐力 TLA は、1,500N（A 社カタログ値）とする。
175N≦

1,500N∴ ＯＫ2)短期引張力の検討
天井インサート設計用短期引張力 TS は、1 本の吊り材に対して斜め部材が 1 本のみ取り付くと考え、以下の荷重の総和とする。
・吊り材の支配面積当たりの天井面構成部材等の総重量 W1・斜め部材の軸力(1 本分)P’b の鉛直分力 P’b1
175

設計用短期引張力：

835

sin

730N

天井インサートの短期許容引張耐力 TSA は、長期許容引張耐力 TLA の 1.5 倍とする。
1,500

1.5

2,250N

天井インサートの設計用短期せん断力 QS は、1 本の吊り材に対して斜め部材が 1 本のみ取り付くと考え、以下の荷重とする。
・斜め部材の軸力(1 本分)P’b の水平分力 P’b2
設計用短期せん断力：

835

cos

624N

天井インサートの短期許容せん断耐力 QSA は、8,000N（A 社カタログ値）とする。
ゆえに、軸方向力とせん断力の組み合わせ応力により、
730
2250
である。

1-2-16

1-2-16

624
8000

0.35

≦

1.0

∴ ＯＫ

また、図 5.1 の通り天井インサートは、斜め部材と距離 e だけ離れた位置にあるため、付加曲げモーメント MS が生ずる。付加曲げモーメント MS は、インサート下面からのキャン
チレバーと考え、以下とする。
・斜め部材の存在応力(1 本分)P’b の水平分力 P’b2 に偏心距離 e を乗じた値
624

設計用短期付加曲げモーメント：

20

12.5

10 N ∙ mm

3

天井インサートの短期許容曲げモーメント MSA は、160×10 N･mm（A 社カタログ値）と
する。
12.5

10 N ∙ mm≦

160

10 N ∙ mm∴ ＯＫ

以上より、天井インサートは A 社製品同等品以上の耐力を有するものを用いる。

図 5.1 斜め部材と天井インサートの偏心距離 e

1-2-171-2-17

(2) 吊り材上部の設計
斜め部材が取り付く吊り材上部について、軸方向力とせん断力と曲げモーメントの組み
合わせ応力により検討を行う。
吊り材上部の設計用短期荷重(軸方向力：T、せん断力：Q、曲げモーメント：M)は、以下の荷重とする。
・軸方向力 T：本節(1)にて示した天井インサートの設計用短期引張荷重(Ts＝730N)
・せん断力 Q：本節(1)にて示した天井インサートの設計用短期せん断力(Qs＝624N)
・曲げモーメント M：本節(1)にて示した天井インサートの設計用短期付加曲げモーメント(Ms＝12.5×103N･mm)
吊り材には、吊りボルト(W1/2)を用いる。
・吊りボルト：断面W1/2

断面積 As＝92.5mm2
せん断断面積 Ase＝92.5×0.75＝69.3mm2
断面係数 Zs＝125.6mm3
ゆえに、吊り材 1 本当たりの引張応力度 は、
730
92.5

7.9N/mmとなり、吊り材 1 本当たりのせん断応力度τは、
τ

624
69.3

9.1N/mmとなり、吊り材 1 本当たりの曲げ応力度12.5 10125.6

は、99.6N/mmとなる。軸方向力とせん断力と曲げモーメントの組み合わせ応力により、
3

99.6

7.9
205

3

9.1

108.7
205

0.54

≦

1.0

であるため、吊り材は吊りボルト(W1/2)を 0.9m×0.9m に 1 本設置すれば良い。

1-2-181-2-18∴ ＯＫ

(3) 斜め部材接合部の設計(上部)
斜め部材上部の接合部は、以下の応力に対して検討を行う。
(3-2 節(2)による P’b)

・斜め部材の軸力(1 本分)：835N

835N

設計用短期圧縮力：

本設計例にて使用する斜め部材上部の取付金具は、B 社製品を使用する。
斜め部材上部の取付金具の短期許容圧縮耐力 NUA は、1,600N（B 社カタログ値）とする。
835N≦

1,600N∴ ＯＫ

また、図 5.2 のように取付金具は斜め部材にφ4 ビス×2 本にて接合させる。
その短期許容せん断耐力は、以下の通りである。
・短期許容せん断耐力：1,100N/本×2 本＝2,200N ≧

835N

∴ＯＫ

図 5.2 斜め部材接合部(上部)(4) 斜め部材接合部の設計(下部)
斜め部材下部の接合部は、以下の応力に対して検討を行う。
・斜め部材の軸力(1 本分)：835N(3-2 節(2)の軸力(1 本分)：P’b)

また、野縁受け方向(図 5.3)、野縁方向(図 5.4)ともに斜め部材は野縁受けに直接φ4 ビス
×2 本にて接合させる。
その短期許容せん断耐力は、以下の通りである。
・ビス 2 本の短期許容せん断耐力：1,100N/本×2 本＝2,200N ≧1-2-19

1-2-19835N∴ＯＫ図 5.3 斜め部材接合部(下部：野縁受け方向)図 5.4 斜め部材接合部(下部：野縁方向)・斜め部材の軸力の水平分力（2 本分）：1,247N
設計用短期せん断力：’(3-2 節(2)による Q’b)

1,247N

本設計例にて野縁方向(図 5.4)で使用する斜め部材下部の取付金具は、B 社製品を使用する。
野縁方向で使用する斜め部材下部の取付金具の短期許容せん断耐力 QUA は、3,680N（B 社
カタログ値）とする。
1,247N

≦3,680N∴ ＯＫ(5) 野縁受けの設計a)野縁受け直交方向地震時の野縁受けの検討
野縁受けの水平荷重に対する検討は、斜め部材 1 組が負担する水平力に対して行う。ただし、野縁受け間に野縁に平行に野縁受け繋ぎ材を配置し、斜め部材 1 組からの水平力を 3本の野縁受けに負担させる設計とする(図 5.5、図 5.6)。
また、野縁方向における野縁受けの設計に関しては、メカニズム時(図 5.7)の耐力を損傷耐力と見なすことができ、その 2/3 を許容耐力とできることが B 社製品の天井ユニット試験
により確かめられているので、本設計例においては、この値を採用する。なお、類似の試
験結果は、既往の研究 1)2)が参考となる。

1-2-201-2-20図 5.5 野縁受けに対する水平力（野縁受け直交方向地震時の野縁受けの検討）

図 5.6 各部材の平面配置図
・野縁受け：C－38×12×1.2
・野縁のピッチ：＠300mm
205
8
2
3

2
3

164

33,620N ⋅ mm

8

33,620 300

896

597

896

∶ 表 1.2 2 天井下地材における降伏点の値 N/mm
∶ 野縁受けの弱軸の塑性断面係数(mm3)∶ 野縁受けの弱軸廻りの全塑性曲げモーメント N ⋅ mm
∶ 野縁のピッチ mm

1-2-21

1-2-21

∶ 野縁受け 1 本あたりの損傷耐力 N∶ 野縁受け 1 本あたりの許容耐力 N

図 5.7 野縁受けの崩壊機構
・斜め部材の存在応力の水平分力（2 本分）：Q’b＝1,247N
この Q’b を野縁受け 3 本で負担する。
設計用短期荷重 P＝Q’b /3＝1,247/3＝416N
ゆえに、
416
597

0.70

≦

1.0

∴ ＯＫ

であるため、斜め部材からの応力は野縁受け 3 本で負担させれば良い(野縁のピッチを＠300mm とした場合)。
【引用文献】
1) 金井 崇紘, 元結 正次郎, 佐藤 恭章：部分天井試験体を用いた動的および静的実験，強化されたクリップを用いた在来工法天井に関する研究

その 1，日本建築学会学術講演梗概集, pp.877-878, 2012.09
2) 佐藤 恭章, 元結 正次郎, 金井 崇紘：施工誤差を考慮した天井システムの性能評価，強化されたクリップを用いた在来工法天井に関する研究 その 2，日本建築学会学術講演
梗概集, pp.879-880, 2012.09b) 野縁受け平行方向地震時の野縁受けの検討
野縁受け平行方向地震時の野縁受けの検討は、吊り材の支配面積当たりの天井面構成部
材及び天井面構成部材に地震その他の震動及び衝撃により生ずる力を負担させるものの総重量 W と、斜め部材が負担する力に対して行う(図 5.9)。
・野縁受け： C－38×12×1.2
断面二次モーメント Ix＝13590mm4
断面係数 Zx＝715mm3
断面積 A＝72mm2
せん断用断面積 Aw＝45.6mm2

1-2-22

1-2-22

図 5.9 野縁受けに作用する力
・斜め部材の軸力(1 本分)の鉛直分力：

835

sin

555N

・斜め部材の軸力(1 本分)の水平分力：

835

cos

624N

・野縁受けが負担する鉛直荷重：

22kg/m9.8@0.9m

195N/m

野縁受けの強軸方向に対する検討を行う。斜め部材は、最大離隔寸法である 200mm（中央から 100mm ずつ）離れているものとする(図 5.9)。
吊りボルトを支点（吊りボルトのピッチ：＠900mm）として野縁受けの連梁応力解析(図5.10(a))を行った結果、野縁受けに生ずる応力は、
M＝39,511N･mm
Q＝567Nとなる(図 5.10(a)～(d)を参照)。なお、野縁受けに生ずる軸力は、斜め部材 1 本が負担する水平力となるため、
N＝P’b2=624Nを用いて検討する。

1-2-23

1-2-23

(a)モデル図(b)反力図(c)せん断力図(d)曲げモーメント図
図 5.10 強軸の連梁応力解析モデル及び反力図、応力図
引張応力度 は、
624
72となり、曲げ応力度

8.7N/mm
は、

39,511
715

55.3N/mmとなり、せん断応力度τは、
τ

567
45.6

12.5N/mmとなる。軸方向力とせん断力と曲げモーメントの組み合わせ応力により、

1-2-241-2-24

3

55.3

3
8.7
205

12.5

67.6
205

0.33

≦

1.0

∴ ＯＫ

であるため、野縁受けは鉛直力に対して問題ない。なお、図 5.10(b)の反力図より、吊りボ
ルトは引張力のみ作用しており、座屈はしない。
(6) クリップ部(野縁受け＋クリップ＋野縁)の設計
クリップ部の水平力に対する検討は、野縁受け＋クリップ＋野縁の複合部材で耐力評価
した試験結果を用いて検討する。野縁受けと野縁の接合に用いるクリップは、JIS クリップ
よりも耐震性能を向上させた B 社製品を使用する。
・野縁受け方向のクリップ部の設計用水平荷重 Qc1 は、斜め部材の軸力の水平分力（2本分）：Q’b＝1,247N を野縁受けと野縁の接合に用いるクリップ 2 個で負担するものとして算定する(図 5.11)。
設計用短期水平荷重 Qc1＝Q’b /2＝1,247/2＝624N
野縁受け方向のクリップ部の短期許容水平耐力 QA＝800N(Ｂ社カタログより) ≧

624N

∴ＯＫ

・野縁方向のクリップ部の設計用水平荷重 Qc2 は、斜め部材の軸力をクリップ 6 個で負担するものとする。本設計例においては、6 個のクリップの内、5-1 節(5)の野縁
受け直交方向地震時の野縁受けの検討において算出した、クリップ部の最大反力
を Qc2 として採用する(図 5.12)。
設計用短期水平荷重 Qc2＝208N
野縁方向のクリップ部の短期許容水平耐力 QA＝400N(Ｂ社カタログより) ≧クリップ 2 個

図 5.11 野縁受け方向の水平力負担クリップ

1-2-25

1-2-25208N∴ＯＫ

クリップ 6 個

図 5.12 野縁方向の水平力負担クリップ(7) 野縁の設計
野縁に関しては、・野縁が直接斜め部材からの応力を受けないこと・野縁が天井面を構成する天井板に＠200mm ピッチでビスにより取り付けられており、天井板の剛性が大きく寄与することを鑑み、局所的な応力も発生しないことから、水平力及び鉛直力に対する検討は要さない。
(8) ハンガー部(吊りボルト＋ハンガー＋野縁受け)の設計
ハンガー部は、天井面構成部材及び天井面構成部材に地震その他の震動及び衝撃により生ずる力を負担させるものの総重量 W の長期荷重分のみを負担しており、地震時荷重はす
べて斜め部材が負担しているため、水平力の検討は要さない。なお本設計例においては、
鉛直力に対する検討は省略する。
(9) 天井面を構成する天井板と野縁の接合部の設計
天井面を構成する天井板と野縁の接合部は、両者を繋ぐビスの検討により行う。ビスは C
社製品を使用する。
天井仕上げ材と野縁を接合するビスの許容耐力は、1-4 節の許容耐力値ではなく、C 社カ
タログ値を採用することとし、ビス部の許容引張耐力 TA は 250N、許容せん断耐力 QA は 200Nとする。
・ビス部にかかる引張力 Tb＝ΣW/A×(野縁ピッチ)×(ビスピッチ)×(長期 1G)＝(22.0×9.8)×0.300×＠0.2×1.0＝13.0N
・ビス部の許容引張耐力 TA＝250N ≧

13.0N

∴ＯＫ

・ビス部にかかるせん断力 Qb＝ΣW/A×(野縁ピッチ)×(ビスピッチ)×(水平震度)

1-2-26

1-2-26

＝(22.0×9.8)×0.300×＠0.2×0.5＝6.5N
・ビス部の許容せん断耐力 QA＝200N ≧

6.5N

∴ＯＫ

5-2 天井の耐力計算
前節において、各接合部材の耐力計算を行い、水平方向の地震力に対して安全であることを確認している。水平震度法では、天井面に作用する力により天井に生ずる力が当該天井の許容耐力を超えないことを確かめる必要があるため、本節においては、前節の検討結果のうち、前節(5)の「a) 野縁受け直交方向地震時の野縁受けの検討」にて用いた野縁受け
1 本あたりの許容耐力 Pa が最も余裕度が少ない部材であるため、この数値をもとに算定した天井の許容耐力①と、斜め部材の座屈耐力から決まる天井の許容耐力②のうち、小さい方を天井の許容耐力とする。
本設計例においては、斜め部材 1 組の水平地震力(野縁受け直交方向地震時)を野縁受け 3
本に負担させることとしているため、野縁受けの弱軸方向の耐力から算定される斜め部材 1組を含む天井の許容耐力①は、
597N
597N

3 本＝1,791N∶ 野縁受け 1 本あたりの許容耐力 N′ ∶ 斜め部材 1 組の許容耐力 Nとなる。斜め部材の組数は 76 組であるため、天井の許容耐力①は、天井の許容耐力①：ΣP’a＝76 組×1,791N＝136.1×103N＝136.1kNとなる。次に、斜め部材の座屈耐力から決まる天井の許容耐力②は、天井の許容耐力②：ΣQb＝76 組×1,266N＝96.2×103N＝96.2kNとなるため、天井の許容耐力は、天井の許容耐力：min(ΣP’a ,ΣQb)＝min(136.1kN ,96.2kN)＝96.2kNとなる。水平方向の地震力は、2-2 節(3)にて算定しており、
水平方向の地震力：kW＝94.7kNであるため、
kW＝94.7kN ＜96.2kN∴ＯＫとなる。以上により、斜め部材の組数は 76 組で良い。

1-2-27

1-2-27§６．設計図面
6-1 設計図面について
次ページ以降に、設計図面を添付する。設計図面の構成は、特記仕様書、標準仕様図、
天井伏図(ゾーニング)となっている。また、ゾーニングの考え方をもとにして、斜め部材を天井伏図に配置したものも併せて示すので参考にされたい。

1-2-28

1-2-28

1-2-29

1-2-30

1-2-311-2-32

1-2-33