東急建設技術研究所報 No. 43

U.D.C 692.54：624.046

特定天井への適用を意図した鋼製下地在来工法天井の耐震化技術の剛性評価および適用範囲の拡張
佐藤

要

約：良介 ＊

中本康＊

本報は，前年度に公開した天井耐震化技術に関する続報である。本システムによって耐震化された 3 水準の吊り長さの吊り天井に対して実施した法定試験の結果を用いて本システムの剛性について検討を加え，実務上の評価式が提案されている。併せて，本システムの適用範囲を拡張するために追加して実施された法定試験の結果についても触れられている。

キーワード：

特定天井，鋼製下地在来工法天井，耐震性，静的実験，ユニット試験，剛性目

1．はじめに

3．拡張システムの構造性能

2．基本システムの性能

4．まとめ

次：

1．はじめにブレースを，「それぞれの下端を集約する接合部金物を介

著者らはこれまで，鋼製下地在来工法天井の特定天井 1)して『ただ一点の野縁受けと野縁の格点』に接合する」への対応を意図して，「斜め部材（以後，「ブレース」）の点，ならびに「その格点を介してブレースが接合される野導入による吊り天井の耐震化を効率よく実現する」ための縁受けについて，格点両側 3 点ずつのクリップのみに補強検討を重ね，前報 2) にて，技術基準解説 1) が定める評価方を施す」点に特徴を有している。

法を「優れた履歴特性」を添えて満足しながら「施工上の2.2負担を最小限」にとどめ得る最新仕様（以後，「基本シス基本システムは，吊り長さのみに 3 水準の差異を持たせテム」）を考案し，さらにそのユニット試験 1) を 3 水準のた試験体について，野縁受け方向，野縁方向のそれぞれに吊り長さに対して実施した結果について報告した。

単調加力試験と繰返し加力試験を実施したうえで，既にそ2)

基本システムの許容耐力

本報では，前報 にて示した 3 水準の吊り長さのユニッの構造性能が検証されている 2)。各試験体の諸元および結ト試験の結果に基づき，基本システムの天井全体の剛性に果の概要は表 1 に示す通りであり，検証内容を代表する単ついて検討を加える。併せて，基本システムに課せられていた制約の撤廃を意図して実施された追加試験についても述べ，実務上の適用範囲の拡張も試みる。
2．基本システムの性能
2.1

基本システムの概要

図 1 に，既報 2)にて相応の性能が確認された基本システ
ムの構成を示す。基本システムは，「V 字状のブレースを配する」ことで，鋼製下地在来工法天井に耐震性を付与することを意図したものであり，野縁受け方向と野縁方向の

図1

本システムの構成

表 1 試験体諸元および試験結果一覧＊技術研究所

構工法・材料グループ＊＊技術研究所

5

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図2

基本システムの野縁受け方向（単調加力）の試験結果

図3

基本システムの野縁方向（単調加力）の試験結果

調加力試験の結果を再表示すると，図 2 および図 3 のようになる。なお同表 1 中に掲げられている「1500̲OneWay̲
CC‑m」等については後述する。
図 2 および図 3 に見るように，基本システムの試験体については，技術基準解説が定める評価方法 1)によって求められる「算定損傷荷重」をさらに低減した荷重を，「設定損傷荷重」として評価することとしている。前報 2)で示した繰返し加力試験は，この「設定損傷荷重」時の変位を基に導出した「制御変位の基準値」から定められた加力経路に従って実施されたものであるが，いずれの吊り長さにあっても，「単調加力試験の結果と概ね同等」と判断される
基準 1)を満足する結果が得られるに到っている 2)。
なお上記の設定損傷荷重が，吊り長さおよび加力方向の

図4

基本システムの剛性とブレースの仰角との関係別を問わず 3.69 kN と設定されているため，基本システムの「天井全体の許容耐力 1)」を技術基準解説に基づいて算の決定係数定すると，条件を問わず一律に 2.45 kN となる。

されている。

2.3

基本システムの剛性(1)

剛性とブレースの仰角との関係

技術基準解説 1) ではさらに，「天井全体の剛性2は，いずれも極めて 1 に近い値として算出以上のことから，基本システムの剛性は，仰角 θ に対し比例して低減すると解釈しても差し支えないと考えら」につれる。この際，回帰直線の傾きには加力方向間で若干の差いても評価方法が定められており，繰返し加力の結果が単異が認められるが，仰角 θ が同程度の場合の両方向の剛性調加力の結果と概ね同等であることを前提に，「単調加力は極端に乖離することなく，実務上は，「本試験の検証範試験で得られた損傷時の荷重に相当する点と原点を結ぶ直囲から大きく逸脱しない限りはほぼ同値」として取り扱い線」の傾きを基調に評価できるとされている。

得る規模に留まっている。
(2)

先の表 1 にはこの評価方法に準じて得られる「設定損傷荷重」時の剛性も併せて示されており，これら構造設計に際しての運用

特定天井の構造設計を行う際に要される天井の剛性の値をブレースの仰角 θ（ ）との関係として示すと，図 4 のは，上記のプロセスを経て得られる「ユニット試験の結果ようになる。図 4 より明らかなように，基本システムの剛に基づく剛性性は，野縁受け方向であっても野縁方向であっても，した」数値とするとされている 1)。また「吊り長さ等が試ブレースの仰角 θ が立ち上がるほどに低減する傾向にあ験の仕様と異なる場合」には，「試験結果を直線補間する」

る。図 4 には，試験結果を，野縁受け方向，野縁方向の別ことが認められている 1)。に直線回帰した結果も併せて描画されているが，回帰直線」に，「天井材の構成その他の実況を考慮したがって実務上は，基本システムの剛性に関する6

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東急建設技術研究所報 No. 43「加力方向の別で極端な乖離を見せない」性質と「基本シはなく「一字状」と「I 字状」とに分離した際の構造性能は，ブレースの仰角 θ が立ち上がるほどを検証することを目的としている。このように分離するこに低減する」傾向を反映しつつ，「施工誤差等も考慮してとができれば，梁の至近であっても当該梁に沿う方向のブ試験結果よりもやや低めに評価する」体制が整えられていレースならば配置することができる。

ステムの剛性ることが望ましい。前掲図 4 には，以上を踏まえた「設計用の剛性の算定式案」も，次の式(以下では，このようにブレースを分離したシステムを)として重ね描か「拡張システム」と呼称し，追加的に実施された技術基準
解説 1)に準拠したユニット試験について報告する。

れている。

K =−19.2 θ+1560

48°≦θ≦60°

K =K  =638

θ<48°(3.1)

図 5 に拡張システムの試験体平面図，写真 1 に実際に製

お よ び θ の 単 位 は，そ れ ぞ れ（kN/m）お よ び（ ）である。式(性試験体

作された試験体の写真を示す。基本システムとの最大の相)の第一式は，「試験結果として得られた剛違点は「平面図上，加力直交方向のブレースが導入されるの最小値をさらに低減する」こと，「ブレースの仰角位置」にある。基本システムでは「2 本 1 組の V 字」とθ に対する低減勾配を緩やかに設定して吊り長さが短い際されていた加力直交方向ブレースが，本拡張システムではの剛性「1 本ずつの/字」に分割のうえ，加力方向ブレースから最の過大評価を避ける」ことを意図して定式化されている。また第二式は，剛性の上限を仰角 θ=48° 時の値とするものであり，「基本システムの剛性がブレースの仰角 θ が小さくなるほどに高くなる傾向が図 4 より明確に見られ，仰角 θ が試験による検証範囲の下限を超えた場合にはさらに高い剛性を期待できる」可能性も考えられる中で，実務上の過大評価を避けるために設定されている。式()によれば，基本システムの剛性を過大評価することなく実務に反映し，応答スペクトル法 1)や簡易スペクトル法 1)に基づいた構造設計に対応し得るものと考えられる。
3．拡張システムの構造性能
前掲図 1 に示した通り，基本システムは，平面上直交する V 字状のブレース計 2 組の下端をただ一点に集約することを前提としている。すなわち基本システムを平面図に描画する場合，ブレースは必ず十字状に表現されることになるため，たとえば実際の設計にあってその配置を検討する際，梁のすぐ脇の吊りボルト近傍へのブレース下端（十字の中心位置）の設定には制限が強いられる。
梁に沿った方向のブレースの配置が成ったとしても，直交方向のブレースが梁を跨いで干渉を回避することができなければ，設置が叶わないためである。
前掲表 1 中に掲げた「1500̲OneWay̲CC‑m」等は，設計上のこの制約を撤廃することを意図して新たに設けられた試験因子であり，基本システムのブレースを，十字状で

写真 1(ａ)

図5

拡張システムの試験体（野縁受け方向）写真 1(ｂ)

拡張システムの試験体平面図

拡張システムの試験体（野縁方向）

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も遠い地点に配されている。なお任意の加力方向に対するめ」と位置づけられている。またこれらの試験体の詳細図

ユニット試験時にこのように設けられる直交方向のブレーは，続く図 6 の通りである。

スは，既往の天井ユニット試験

たとえば3)

において「振れ止図 6(ａ)

これらの試験体は，野縁受け（CC）方向，野縁（MB）拡張システム（野縁受け方向）の試験体詳細

図 6(ｂ)

拡張システム（野縁方向）の試験体詳細

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方向ともに単調加力（‑m）用と繰返し加力（‑c）用に 2等の 2.45 kN に保たれると解釈しても差し支えないと考え体ずつ全 4 体製作のうえ，いずれの吊り長さも 1500 mmられる。と設定されており，吊り長さが同値となる基本システムの(2)

試験結果との比較によって，システム拡張による影響を直野縁受け方向同様，結果は大略基本システムと同様であ接的に論ずることが意図されている。

野縁方向った。すなわち，ブレースによる拘束を受ける野縁が天井3.2

試験結果板の変位に抗うように挙動したが故に，当該野縁と石膏ボ(1)

野縁受け方向ードを留めるビスの押抜き損傷が進行した。ただし拡張シ基本システムと大略同様の結果が得られた。すなわち，

ステムにおいては，上記の「ビスの押抜き損傷」に加え，天井板である石膏ボードが全体的に加力方向に水平移動しブレース下端接合部金物とその接合野縁との間にもすべりようとする中で，ブレース下端が接合されて位置拘束を受変位が生じ，複合的な損傷を見せながら最終破壊状態に到ける野縁受け，そしてこの野縁受けと下端接合部金物またった。

は補強クリップで接続される野縁との格点のみがその位置

このような差異が看取された拡張システムであるが，算を保とうとするため，それら 7 本の野縁が「く」の字形に定損傷荷重 1)は設定損傷荷重を下回ることなく，また繰返変形した。この間同じ野縁受けに配された補強のない通常し加力の結果も「単調加力との同等性評価基準 1)」を満足のクリップは 4.00 kN 前後ですべり変位を見せていた。ましていたことから，野縁方向にあっても基本システム同様た「く」の字形に変形した野縁において，これを石膏ボーの許容耐力 2.45 kN が確保されると考えられる。

ドに留めるビスがめり込むような損傷を見せた。

(3)

拡張システムの剛性

その後，単調加力時は「圧縮側のブレース上端接合部金以上に述べてきた通り，若干の差異こそ認められるもの

物が吊りボルトとの接合部においてねじが緩む方向に回転の，拡張システムは基本システムと同等の許容耐力を有すする」ことで，繰返し加力時は「圧縮側ブレースが下端部ると判断される。前掲表 1 には，その条件で算定される拡において局部座屈を呈する」ことで最大耐力に到った。こ張システムの剛性も示されているが，拡張システムの剛性のように最終破壊性状に差異が見られた 2 体であるが，単が，野縁受け方向にあっても野縁方向にあっても，吊り長調加力時の荷重―変形曲線に技術基準解説に例示されていさが同一の基本システムのそれよりも高く評価されている

る評価方法 1)を適用して得られる「算定損傷荷重」は，基ことは明らかである。すなわち，加力方向の別を問わず，本システムとの整合を図るために 3.96 kN とした「設定損拡張システムの剛性が基本システムよりも低くなることは傷荷重」を上回り，またその設定損傷荷重に基づいた加力ない。
したがって前掲式(

経路で実施された繰返し試験の結果は「単調加力との同等)が拡張システムの剛性に過大評価性評価基準」を満足するに到った。よって本拡張システムを与えるとは考え難いため，実務運用上は，剛性評価に同の野縁受け方向について，その許容耐力は基本システム同一の式を適用しても差し支えないと考えられる。

図6

拡張システムの試験結果

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4．まとめ

く，そのため実務運用上は，両者を同じ式で評価しても差特定天井への適用を意図した「鋼製下地在来工法天井へし支えないことが示された。の耐震ブレースの導入システム」について，まず既に報告したがって，本技術の実用に際しては，野縁受け方向の済みの 3 水準の吊り長さに対する基本システムのユニット

ブレースと野縁方向のブレースを分離する必要がある場合

試験の結果 2) を用い，技術基準解説が定める評価方法 1) にであっても，各方向の剛性および許容耐力に特段の処理を基づいてその構造性能に関する検討を加えた。結果としすることなく当該検討を進めることができる。すなわち，て，許容耐力を「加力方向の別，吊り長さの別を問わず一十字状の配置を前提とした設計によってブレース組数を算律 2.45 kN」とし，「この許容耐力を担保するための剛性評定した後に設備配管等との位置調整に難渋した場合にあっ価式」を提案するに到った。許容耐力により，水平震度ても，再計算することなく，必要な箇所において「十字状法 1)，簡易スペクトル法 1)や応答スペクトル法 1)による構造のブレース」を「一字状のブレース」と「I 字状のブレー設計に，剛性評価式により，簡易スペクトル法 1)や応答スス」とに分離することで対応できる。

ペクトル法 1)による構造設計に，基本システムを対応させただしこの場合にあっても，分離後のそれぞれの V 字られるものと考えられる。

状ブレースに対し，「下端接合部金物とその両側 3 点ずつまた併せて，「平面上直交する V 字状のブレース計 2 組（計 6 点）のクリップの補強金物の導入が不可欠となる」の下端をただ一点に集約する」ことを前提としている基本点が基本システムから変わることはない。

システムが，その前提故，実際のブレース配置計画時に対したがって，まず「各金物の配置効率に若干の低下が伴峙すると予期される制約への対応を意図した拡張システムう」ことに注意が必要となる。また，たとえば「分離後のにもユニット試験 1)を行い，その構造性能に関する検討をブレースを壁際で壁に沿って配置する」ことは，「下端接加えた。結果，拡張システムが，野縁受け方向であっても合部金物の両側 3 点ずつのクリップが補強できることが確野縁方向であっても基本システムと同一の許容耐力を有す認されない限り認められない」ため，この種の現実性とのることが明らかとなった。また，基本システムと同一の式整合についても，充分な留意と検討が求められる。

を適用しても拡張システムの剛性を過大評価することはな
謝

辞

本技術を開発するに際して，八潮建材工業株式会社から貴重な情報と材料の提供を賜った。ここに記して感謝の意を表す。
参考文献
1) 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：建築物における天井脱落対策に係る技術基準の解説，2013 年 10 月
2) 中本康・佐藤良介：特定天井への適用を意図した鋼製下地在来工法天井の耐震化技術の開発，東急建設技術研究所報，No. 42，
pp. 13‑20, 2017 年 2 月
3) 小林俊夫・由利隆行他 1 名：鋼製天井下地を用いた吊り天井の耐震性に関する研究，日本建築学会構造系論文集，第 73 巻，630 号，pp. 1295‑1302, 2008 年 8 月

STIFFNESS OF A NEWASEISMIC CEILING SYSTEM
AND ADDITIONAL TRIAL TO EXPAND ITS APPLICATION RANGE
R. Sato and Y. Nakamoto
This is a follow‑up report about a new aseismic ceiling system proposed the last year. In this paper, a practical design
equation that evaluates the horisontal stiffness of the ceilings strengthened with this system has been proposed based on
the results of the last structural tests. Moreover, a trial conducted in order to expand application range of the system isdiscussed based on the additional tests.

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