(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
天井構造としては、天井板を支持する鋼製天井下地を吊りボルトで吊り下げたものが知られている。吊りボルトは、上階床スラブなどの支持構造物から垂設されており、その下端部に天井下地を構成する複数の天井下地構成材が接続されている。天井下地構成材は、直線状または格子状に組み付けられている。天井下地構成材を格子状に組み付ける場合は、平行配置された複数の野縁受けの下側に複数の野縁を取り付ける。この野縁は、野縁受けに対して直角方向に延在している。
【0003】
ここで、鋼製天井下地を吊りボルトで吊り下げた一般的な天井構造100について、
図8を参照して説明する。天井構造100は、天井下地102が格子状に組み付けられている。なお、説明では、
図8に示した直交する軸X,Y,Zを基準に説明する。
【0004】
天井構造100は、複数の吊ボルト101,101,…と、天井下地102とを備えて構成されている。吊ボルト101は、上方の上階床スラブ(図示せず)の下面からZ方向に垂下されている。吊ボルト101は長尺のボルト材にて構成されている。
【0005】
天井下地102は、複数の吊ボルト101,101,…によって支持されている。天井下地102は、X軸方向に延在する第一の天井下地構成材としての野縁受け103と、Y軸方向に延在する第二の天井下地構成材としての野縁104とを備えてなる。野縁受け103は、コ字の開口部分が横向きになるように配置され、吊ボルト101の下端部に設けられた吊り金具105によって吊ボルト101に係止されている。野縁104は、C字の開口部分が上向きになるように配置され、クリップ型の取付金具106によって野縁受け103に係止されている。
【0006】
野縁受け103および野縁104は、それぞれ複数設けられており、格子状に組み付けられている。
野縁104の下面には、天井板材がビス止めされている。複数の天井板材で天井面が形成されており、天井面の周縁部には、回り縁(図示せず)が設けられている。
【0007】
従来の天井構造では、地震等により天井に揺れが生じると、天井下地や天井板がその周囲の壁に衝突して破損してしまうおそれがあった。そのため、天井の耐震性能を高めるために、クリップなどの部材の強度を高め、ブレース等により揺れを抑え、壁と天井とのクリアランスを設けることが大切だといわれている。このうち、揺れを抑える具体的な補強方法としては、大規模な天井の場合は、吊りボルトや天井下地にブレース材を接続し、揺れを少なくして壁との衝突を抑制する場合がある。また、小規模な天井の場合は、吊りボルトにブレースより軽微な斜め補強材や水平補強材を設置する場合がある。
【0008】
ブレース等により十分な耐震性能を有する補強を行おうとすると、天井全体の重量化を招くとともに、施工が大変であるという問題があった。また、ブレース等により不十分または偏った補強を行うと、特定の部材に力が集中してしまい、破壊に至る場合もある。
【0009】
また、天井構造の耐震性を高めることを目的として、
図9に示すように、天井下地112と上部構造体(天井スラブや梁等)113との間に水平材111を配設する場合がある(例えば、特許文献1参照)。
水平材111を備える天井構造110では、上部構造体113から水平材111に至るブレース114が配設されている。
図9では、水平材111と天井下地112との間にもブレース114が配設されている。なお、
図9の符号115は、吊りボルトである。
【0010】
水平材111が配設された天井構造110において、ブレースにより水平力を負担すると、水平材111および吊りボルト115に圧縮力が生じてしまう。そのため、吊りボルト115や水平材111には、圧縮力に対して十分な耐力を備えた部材を使用する必要がある。
ところが、吊りボルト115や水平材111の断面を大きくすると、材料費が高くなるとともに、天井構造110の重量が増加して施工性が低下する。
【0011】
また、耐震性を高める他の天井構造120として、
図10に示すように、天井下地122を吊持する吊りボルト121を挟んで対向する一対のブレース123,123を配設し、これらのブレース123,123を引張材として設計する場合がある。なお、
図10の符号124は、吊りボルトである(例えば、特許文献2参照)。
【0012】
ブレース123を引張材として設計する天井構造120では、吊りボルト121のみが圧縮材となるが、天井ふところ(天井下地122と上部構造体125と間の空間)が大きい場合には、吊りボルト121の座屈長さLが大きくなるため、吊りボルト121の断面を大きくする必要がある。
吊りボルト121の断面を大きくすると、天井構造120の重量が増加して施工時に手間がかかるとともに、費用が増加することになる。
【発明を実施するための形態】
【0022】
<第一の実施形態>
第一の実施形態の耐震天井構造1は、
図1に示すように、天井下地2と、第一吊りボルト3と、第二吊りボルト4,4と、圧縮柱5と、水平材6とを備えている。
【0023】
天井下地2は、天井スラブや梁や屋根等からなる上部構造体7の下方に配設されていて、第一吊りボルト3および第二吊りボルト4,4(以下、「第一吊りボルト3および第二吊りボルト4,4」を単に「吊りボルト3,4」という)により吊持されている。本実施形態では、天井下地2が水平である場合について説明するが、天井下地2は傾斜していてもよい。
【0024】
天井下地2は、野縁22と、野縁受け材23とを備えている。本実施形態では、天井下地2が水平である場合について説明するが、天井下地2は傾斜していてもよい。
【0025】
天井下地2の下面は、天井板材21により覆われている。なお、天井板材21の材質は限定されるものではないが、軽量で遮音性に優れたものが望ましい。
【0026】
野縁22は、天井板材21を保持する棒状部材であって、天井下地2の一部を構成している。本実施形態の野縁22は、JIS A 6517 建築用鋼製下地材(壁・天井)に規定された鋼製下地材である。
【0027】
野縁22は、ウェブを天井板材21の上面に当接させた状態で天井板材21の上面に固定されていて、一対のフランジを野縁受け材23の下面に当接させた状態で野縁受け材23の下面に固定されている。なお、野縁22と野縁受け材23との固定方法は限定されるものではなく、例えば、ビスなどにより直接固定してもよいし、固定用の治具を介して固定してもよい。
【0028】
野縁22を構成する形材は限定されるものではなく、例えば、断面C字状のチャンネル材やL型鋼等であってもよい。また、野縁22の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等であってもよい。さらに、野縁22の向きも限定されるものではなく、例えば、一方のフランジを天井板材21に固定してもよい。
【0029】
野縁受け材23は、野縁22を保持する棒状部材であって、天井下地2の一部を構成している。
野縁受け材23は、野縁22と交差する向きに配設されている。つまり、天井下地2は、野縁22と野縁受け材23により、格子状の下地材が形成されている。
【0030】
野縁受け材23は、JIS A 6517 建築用鋼製下地材(壁・天井)に規定された鋼製下地材である。本実施形態では、一対のフランジが上下に配置される向きに野縁受け材23を配置するが、野縁受け材23の向きは限定されるものではない。
【0031】
また、野縁受け材23を構成する形材は限定されるものではなく、例えば、断面C字状のチャンネル材やL型鋼等であってもよい。また、野縁受け材23の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等であってもよい。
【0032】
野縁受け材23は、取付手段31、41を介して吊りボルト3,4に固定されている。
なお、野縁受け材23と吊りボルト3,4との固定方法は限定されるものではない。
【0033】
第一吊りボルト3は、上部構造体7に垂設された状態で、天井下地2を吊持している。
本実施形態の第一吊りボルト3は、その下端に固定された取付部材31を介して、野縁受け材23を保持している。
【0034】
第一吊りボルト3は、中空の圧縮柱5に挿通されている。
圧縮柱5は、
図2に示すように、第一吊りボルト3の挿通が可能な角パイプにより構成されている。なお、圧縮柱5の断面形状は限定されるものではなく、円形パイプであってもよいし、断面視コ字状の形材等であってもよい。
【0035】
圧縮柱5は、両端に固定板51が配設されていて、
図1に示すように、第一吊りボルト3の両端部においてナット52を締め付けることにより、第一吊りボルト3に固定されている。なお、固定板51とナット52は、必ずしも第一吊りボルト3の両端に配設する必要はなく、例えば、第一吊りボルト3の下端部のみに固定板51とナット52を配設して上部構造体7と固定板51で圧縮柱5を挟んでもよい。
【0036】
第二吊りボルト4は、上部構造体7に垂設された状態で、天井下地2を吊持している。
本実施形態では、第一吊りボルト3を挟んで対向するように2本(一対)の第二吊りボルト4,4が配設されている。
【0037】
第二吊りボルト4は、その下端に固定された取付部材41を介して、野縁受け材23を保持している。
【0038】
水平材6は、上部構造体7と天井下地2との間に配設されていて、第一吊りボルト3の高さ方向中間に配設されている。なお、水平材6の高さ位置は限定されるものではない。
【0039】
水平材6を構成する材料は限定されるものではないが、例えば、ウェブと一対のフランジとを備えた断面コ字状の鋼製形材(いわゆる軽溝形鋼)により構成すればよい。水平材6の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等であってもよい。
【0040】
水平材6は、
図2に示すように、圧縮柱5に溶接接合されており、対向する2本の第二吊りボルト4,4とも溶接接合されている。
【0041】
以上、第一の実施形態の耐震天井構造1によれば、圧縮柱5が圧縮力を受け持つため、第一吊りボルト3に作用する圧縮力が低減されて、第一吊りボルト3の座屈が抑制される。また、第一吊りボルト3に圧縮力が作用した場合であっても、略中央部で水平材6と接続された圧縮柱5により、第一吊りボルト3の曲げ変形が抑制される。そのため、第一吊りボルト3や水平材6の断面形状を最小限に抑えることが可能となり、耐震天井構造1全体の軽量化を図ることが可能となる。また、耐震天井構造1の軽量化に伴い、作業性の向上および費用の低減化が可能となる。
【0042】
圧縮柱5は、第一吊りボルト3に螺着されたナット52により固定されるため、簡易に配置することができる。そのため、圧縮柱5を配設することによる費用および作業の負担を最小限に抑えることができる。
【0043】
水平材6は、圧縮柱5に溶接接合するため、水平材6を配設するための部材を別途用いる必要がない。そのため、水平材6を配設することによる費用および作業の負担を最小限に抑えることができる。
【0044】
<第二の実施形態>
第二の実施形態の耐震天井構造1は、
図3に示すように、天井下地2と、第一吊りボルト3と、第二吊りボルト4,4と、圧縮柱5と、水平材6と、ブレース8,8とを備えている。
【0045】
天井下地2は、天井スラブや梁等からなる上部構造体7の下方に配設されていて、第一吊りボルト3および第二吊りボルト4,4により吊持されている。本実施形態では、天井下地2が水平である場合について説明するが、天井下地2は傾斜していてもよい。
【0046】
本実施形態の天井下地2の詳細は、第一の実施形態の天井下地2と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0047】
第一吊りボルト3および第二吊りボルト4は、上部構造体7に垂設された状態で、天井下地2を吊持している。
本実施形態の第一吊りボルト3および第二吊りボルト4の詳細は、第一の実施形態の第一吊りボルト3および第二吊りボルト4と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0048】
第一吊りボルト3は、圧縮柱5に挿通されている。
なお、本実施形態の圧縮柱5の詳細は、第一の実施形態の圧縮柱5と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0049】
水平材6は、上部構造体7と天井下地2との間に配設されていて、第一吊りボルト3の高さ方向中間に配設されている。なお、水平材6の高さ位置は限定されるものではない。
【0050】
本実施形態では、複数の水平材6を平面視格子状に配置するものとし、
図4に示すように、交差する2本の水平材6,6の角部において、圧縮柱5と水平材6,6とが溶接接合されている。
なお、水平材6は、圧縮柱5に溶接接合されており、対向する2本の第二吊りボルト4,4とも溶接接合されている。
【0051】
水平材6を構成する材料は限定されるものではないが、例えば、ウェブと一対のフランジとを備えた断面コ字状の鋼製形材(いわゆる軽溝形鋼)により構成すればよい。水平材6の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等であってもよい。
【0052】
ブレース8は、上部構造体7から斜め下方に延出して天井下地2に至る形材である。
ブレース8は、1本の第一吊りボルトに対して、2本配設されている。2本(一対)のブレース8,8は、第一吊りボルトを挟んで逆ハ字状に対向するように配設されている。
【0053】
本実施形態のブレース8は、ウェブと一対のフランジとを備えた断面コ字状の鋼製形材(いわゆる軽溝形鋼)からなる。なお、ブレース8を構成する形材は限定されるものではなく、例えば、断面C字状のチャンネル材やL型鋼等であってもよい。また、ブレース8の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等であってもよい。
【0054】
ブレース8は、第一吊りボルト3の下端と、第二吊りボルト4の上端とをつなぐように配設されている。
本実施形態では、ブレース8の下端部が、第一吊りボルト3の下端近傍において野縁受け材23に固定されている。なお、ブレース8と野縁受け材23との固定方法は限定されるものではないが、本実施形態では、ビス止めにより行っている。
【0055】
ブレース8の上端部は、取付金具81を介して第二吊りボルト4の上端部に固定されている。
取付金具81は、く字状に加工された板材であって、その両端部には第二吊りボルト4へ係合するフック状の溝が形成されている。取付金具81は、ブレース8の上端部に固定された羽子板ボルト82を介して、ブレース8に固定されている。
【0056】
なお、ブレース8と第二吊りボルト4との固定方法は限定されるものではない。また、ブレース8の上端部は、必ずしも第二吊りボルト4の上端部に固定されている必要はなく、例えば、上部構造体7に直接固定されていてもよい。
【0057】
天井下地2と上部構造体7との間にブレース8を架け渡すと、天井下地2と上部構造体7との間で力の伝達が可能となる。
【0058】
第二の実施形態に係る耐震天井構造1によれば、引張材としてブレース8,8が配設されていることで第一吊りボルト3に大きな圧縮力がかかる場合であっても、中央部で水平材6と接続された圧縮柱5により、第一吊りボルト3の曲げ変形が抑制されるため、第一吊りボルト3の断面を大きくせずに、第一吊りボルト3の座屈を防止することができる。
また、圧縮柱5が、一部の圧縮力を受け持つため、第一吊りボルト3に作用する圧縮力を低減させる効果も得られる。
この他の第二の実施形態に係る耐震天井構造1の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0059】
<第三の実施形態>
第三の実施形態の耐震天井構造1は、
図5に示すように、天井下地2と、第一吊りボルト3と、第二吊りボルト4,4と、圧縮柱5と、水平材6と、斜め補強材9,9とを備えている。
【0060】
天井下地2は、天井スラブや梁等からなる上部構造体7の下方に配設されていて、第一吊りボルト3および第二吊りボルト4,4により吊持されている。本実施形態では、天井下地2が水平である場合について説明するが、天井下地2は傾斜していてもよい。
【0061】
本実施形態の天井下地2の詳細は、第一の実施形態の天井下地2と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0062】
第一吊りボルト3および第二吊りボルト4は、上部構造体7に垂設された状態で、天井下地2を吊持している。
本実施形態の第一吊りボルト3および第二吊りボルト4の詳細は、第一の実施形態の第一吊りボルト3および第二吊りボルト4と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0063】
第一吊りボルト3は、圧縮柱5に挿通されている。
なお、本実施形態の圧縮柱5の詳細は、第一の実施形態の圧縮柱5と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0064】
水平材6は、上部構造体7と天井下地2との間に配設されていて、第一吊りボルト3の高さ方向中間に配設されている。なお、水平材6の詳細は、第一の実施形態の水平材6と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0065】
斜め補強材9は、上部構造体7から斜め下方に延出して水平材6に至る形材である。
斜め補強材9は、1本の第一吊りボルト3に対して2本配設されている。2本(一対)の斜め補強材9,9は、第一吊りボルト3を挟んでV字状に対向するように配設されている。
【0066】
本実施形態の斜め補強材9は、ウェブと一対のフランジとを備えた断面コ字状の鋼製形材(いわゆる軽溝形鋼)からなる。なお、斜め補強材9を構成する形材は限定されるものではなく、例えば、断面C字状のチャンネル材やL型鋼等であってもよい。また、斜め補強材9の材質も限定されるものではなく、例えばアルミニウム合金やステンレス鋼等であってもよい。
【0067】
斜め補強材9は、第一吊りボルト3と水平部材6との交点と、第二吊りボルト4の上端とをつなぐように配設されている。
【0068】
本実施形態では、一方の斜め補強材9(
図5において左側の補強材9)の下端部が、第一吊りボルト3の中間部において圧縮柱5の前面に固定されている。なお、斜め補強材9と圧縮柱5との固定方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行っている。
【0069】
他方の斜め補強材9(
図5において右側の補強材9)の下端部は、第一吊りボルト3の中間部において、水平材6に固定されている。なお、斜め補強材9と水平材6との固定方法は限定されるものではないが、本実施形態では、溶接接合により行う。
【0070】
各斜め補強材9の上端部は、第二吊りボルト4の上端部に溶接接合により固定されている。
なお、斜め補強材9と第二吊りボルト4との固定方法は限定されるものではない。また、斜め補強材9の上端部は、必ずしも第二吊りボルト4の上端部に固定されている必要はなく、例えば、上部構造体7に直接固定されていてもよい。
【0071】
水平材6と上部構造体7との間に斜め補強材9を架け渡すと、水平材6と上部構造体7との間で力の伝達が可能となる。
【0072】
第三の実施形態に係る耐震天井構造1によれば、引張材として斜め補強材9,9が配設されていることで第一吊りボルト3に大きな圧縮力がかかる場合であっても、中央部で水平材6と接続された圧縮柱5により、第一吊りボルト3の曲げ変形が抑制されるため、第一吊りボルト3の断面を大きくせずに、第一吊りボルト3の座屈を防止することができる。
また、圧縮柱5が、一部の圧縮力を受け持つため、第一吊りボルト3に作用する圧縮力を低減させる効果も得られる。
この他の第三の実施形態に係る耐震天井構造1の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0073】
<第四の実施形態>
第四の実施形態の耐震天井構造1は、
図6に示すように、天井下地2と、第一吊りボルト3と、第二吊りボルト4,4と、圧縮柱5と、水平材6と、ブレース8,8と、斜め補強材9,9とを備えている。
【0074】
天井下地2は、天井スラブや梁等からなる上部構造体7の下方に配設されていて、第一吊りボルト3および第二吊りボルト4,4により吊持されている。本実施形態では、天井下地2が水平である場合について説明するが、天井下地2は傾斜していてもよい。
本実施形態の天井下地2の詳細は、第一の実施形態の天井下地2と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0075】
第一吊りボルト3および第二吊りボルト4は、上部構造体7に垂設された状態で、天井下地2を吊持している。
本実施形態の第一吊りボルト3および第二吊りボルト4の詳細は、第一の実施形態の第一吊りボルト3および第二吊りボルト4と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0076】
第一吊りボルト3は、圧縮柱5に挿通されている。
なお、本実施形態の圧縮柱5の詳細は、第一の実施形態の圧縮柱5と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0077】
水平材6は、上部構造体7と天井下地2との間に配設されていて、第一吊りボルト3の高さ方向中間に配設されている。なお、水平材6の詳細は、第一の実施形態の水平材6と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0078】
ブレース8は、上部構造体7から斜め下方に延出して天井下地2に至る形材である。なお、ブレース8の詳細は、第二の実施形態のブレース8と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0079】
天井下地2と上部構造体7との間にブレース8を架け渡すと、天井下地2と上部構造体7との間で力の伝達が可能となる。
【0080】
斜め補強材9は、上部構造体7から斜め下方に延出して水平材6に至る形材である。
斜め補強材9は、1本の第一吊りボルト3に対して2本配設されている。2本(一対)の斜め補強材9,9は、第一吊りボルト3を挟んでV字状に対向するように配設されている。
なお、斜め補強材9の詳細は、第三の実施形態で示した斜め補強材9と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0081】
水平材6と上部構造体7との間に斜め補強材9を架け渡すと、水平材6と上部構造体7との間で力の伝達が可能となる。
【0082】
第四の実施形態に係る耐震天井構造1によれば、引張材としてブレース8,8および斜め補強材9,9が配設されていることで第一吊りボルト3に大きな圧縮力がかかる場合であっても、中央部で水平材6と接続された圧縮柱5により、第一吊りボルト3の曲げ変形が抑制されるため、第一吊りボルト3の断面を大きくせずに、第一吊りボルト3の座屈を防止することができる。
また、圧縮柱5が、一部の圧縮力を受け持つため、第一吊りボルト3に作用する圧縮力を低減させる効果も得られる。
この他の第四の実施形態に係る耐震天井構造1の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0083】
<第五の実施形態>
第五の実施形態の耐震天井構造1は、
図7に示すように、天井下地2と、第一吊りボルト3と、第二吊りボルト4,4と、圧縮柱5と、水平材6と、斜め補強材9,9とを備えている。
【0084】
第5の実施形態の第一吊りボルト3は、中空の圧縮柱5に挿通されている。
圧縮柱5は、第一吊りボルト3の挿通が可能な角パイプにより構成されている。
【0085】
圧縮柱5は、第一吊りボルト3よりも短い長さ(本実施形態では、第一吊りボルト3の1/4程度の長さ)を有しており、第一吊りボルト3の中間部(第一吊りボルト3と水平部材6との交差部)に配置されている。
圧縮柱5は、両端に固定板51が配設されていて、第一吊りボルト3の両端部においてナット52を締め付けることにより、第一吊りボルト3に固定されている。
【0086】
なお、圧縮柱5の断面形状は限定されるものではなく、円形パイプであってもよいし、断面視コ字状の形材等であってもよい。また、圧縮柱5の長さも限定されるものではない。
【0087】
この他の第五の実施形態の耐震天井構造1の詳細は、第三の実施の形態の耐震天井構造1と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0088】
第五の実施形態に係る耐震天井構造1によれば、引張材として斜め補強材9,9が配設されていることで第一吊りボルト3に大きな圧縮力がかかる場合であっても、中央部で水平材6と接続された圧縮柱5により、第一吊りボルト3の曲げ変形が抑制されるため、第一吊りボルト3の断面を大きくせずに、第一吊りボルト3の座屈を防止することができる。
また、圧縮柱5が、一部の圧縮力を受け持つため、第一吊りボルト3に作用する圧縮力を低減させる効果も得られる。
この他の第五の実施形態に係る耐震天井構造1の作用効果は、第一の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
【0089】
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
【0090】
前記実施形態では、第一吊りボルトを挟んで対向する一対の第二吊りボルトが配設されている場合について説明したが、第二吊りボルトは必ずしも配設されている必要はなく、水平材が他の吊りボルトか躯体などに固定されていればよい。
【0091】
また、前記実施形態では、上部構造体から天井下地に至るブレースを配設する場合について説明したが、ブレースは、上部構造体から水平材に至るように配設してもよい。
また、ブレースの固定方法および固定箇所は限定されるものではない。