JP2008274546A - Suspended ceiling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制振機能を有する吊り天井に関する。 The present invention relates to a suspended ceiling having a vibration damping function.
一般に、建物の天井には、工期短縮や品質確保が可能なシステム天井が用いられる。 Generally, a system ceiling capable of shortening the construction period and ensuring quality is used for the ceiling of a building.
図13のシステム天井200に示すように、通常のシステム天井は、メインTバー202、クロスTバー204、孫Tバー206、吊りボルト208、ブレース材210、及び天井板212で構成されている。
As shown in the
吊りボルト208は、上層の構造躯体214から垂下されている。また、この吊りボルト208の下端部にメインTバー202が吊りボルトハンガー216によって取り付けられている。
The
吊りボルトハンガー216は、図14、15に示すように、対向するアルミ製の板部材222、224によってメインTバー202を挟み込む。これにより、板部材222とメインTバー202との間、及び板部材224とメインTバー202との間に摩擦力を生じさせて、メインTバー202を保持する構造になっている。
As shown in FIGS. 14 and 15, the
メインTバー202を挟み込む力は、メインTバー202上端部の上方の位置で、板部材222、224にそれぞれ形成された貫通孔に貫通させたボルト226をナット232に螺合し、ボルト226を締め付けることによって与える。
The force for sandwiching the main T-
メインTバー202の上部220は中空加工されており、その外形厚さは中間部252よりも厚くなっている。また、板部材222、224は、このメインTバー202の外形に概ね沿う形状になっている。これによって、ボルト226を締め付けたときに、メインTバー202が吊りボルトハンガー216に確実に保持される。
The
板部材224は板部材222よりも上方に長く延びており、板部材224の上部は水平な支持部228を形成するように折り曲げられている。そして、この支持部228に形成された貫通孔に吊りボルト208を貫通させて、吊りボルト208に螺合したナット230により支持部228の上下両側から締め付ける。これによって、吊りボルト208に吊りボルトハンガー216を固定する。
The
また、図13に示すように、クロスTバー204がメインTバー202間に橋渡されるように設置され、孫Tバー206がクロスTバー204間に橋渡されるように設置されている。
As shown in FIG. 13, the
そして、天井板212は、その外周縁部がメインTバー202、クロスTバー204、孫Tバー206の底部に設けられた鍔部202A、204A、206Aに支持されて天井面を形成している。
The outer peripheral edge of the
システム天井200の天井の外周縁部と側壁234との間には、地震時に天井の外周縁部と側壁234との間に生じる相対変位を吸収する間隙部236が形成されている。側壁234は、図13に示すように、構造躯体214の側壁であってもよいし、間仕切り壁等の非構造躯体であってもよい。
A
システム天井200の耐震性は、ブレース材210を一方の吊りボルト208の上方から他方の吊りボルト208の下方に渡って斜めに配置し、ブレース材210と吊りボルト208を溶接等で接合することで、システム天井200全体の水平剛性を高めて確保している。
The seismic resistance of the
また、ブレース材210の下端部を吊りボルトハンガー216に接合したり、吊りボルトハンガー216と同様の構造の取付金物によってブレース部材210の下部と、メインTバー202、クロスTバー204、又は孫Tバー206とを接合してシステム天井200全体の水平剛性を高めている場合もある。
Further, the lower end portion of the
しかし、システム天井200の構造では、地震等により発生する振動エネルギーをほとんど吸収することができない。
However, the structure of the
よって、大地震が発生した場合には、システム天井200の天井に過大な慣性力が作用するために天井が大きく揺れて、吊りボルトハンガー216の緩み、ブレース材210の座屈等が起こる。
Therefore, when a large earthquake occurs, an excessive inertia force acts on the ceiling of the
さらには、間隙部236がシステム天井200の天井の外周縁部と側壁234との間に生じる相対変位を吸収しきれなくなったときには、天井の外周縁部が側壁234に当たって外周縁部や側壁234が損傷することも考えられる。
Further, when the
特許文献1の吊り天井の制振構造では、図16に示すように、上層の構造躯体238から垂下された支承部材240によって天井部材242が支持されている。
In the suspension ceiling vibration damping structure of
また、天井部材242と構造躯体238の側壁244との間に、間隙部246が形成され、この間隙部246に伸縮可能な変形吸収部材248が設けられている。
In addition, a gap 246 is formed between the
さらに、天井部材242と構造躯体238との間には、水平方向の振動を吸収する制振ダンパー250が設置されている。
Furthermore, a
天井部材242と構造躯体238の側壁244との間に間隙部246を形成しているので、地震時に天井部材242は水平方向に大きく振動するが、制振ダンパー250によってこの振動が効果的に低減される。
Since the gap 246 is formed between the
また、地震時に天井部材242の外周縁部と構造躯体238の側壁244との間に生じる水平方向の相対変位を間隙部246によって吸収することができる。
Further, the horizontal relative displacement generated between the outer peripheral edge of the
しかし、従来のシステム天井にはなかった制振ダンパー250を新たに多数設置する必要があり、コスト高になってしまう。
However, it is necessary to newly install a large number of
また、改修工事において、既にブレース材が設置されている場所に制振ダンパー250を設ける必要がある場合にはブレース材を取り外す必要があり、不要となったブレース材の廃棄作業も行わなければならない。
本発明は係る事実を考慮し、地震時に生じる天井の揺れを抑えて、天井を構成する部材の損傷を防ぐ、簡易で低コストの吊り天井を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a simple and low-cost suspended ceiling that suppresses the shaking of the ceiling that occurs during an earthquake and prevents damage to members constituting the ceiling.
請求項1に記載の発明は、構造躯体から吊下されて、天井を形成する天井板及び設備機器の少なくとも一方を支持する支持梁と、前記天井の外周縁部と壁との間に形成された間隙部と、外乱により前記天井に発生する慣性力を前記構造躯体へ伝えるように設けられた斜め部材と、前記斜め部材に設けられて、前記斜め部材と前記支持梁とを連結する連結手段と、を備え、前記連結手段は、前記支持梁を両側から挟み込む保持部材と、前記支持梁と前記保持部材との間に設けられて、振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段と、を有することを特徴としている。
The invention according to
請求項1に記載の発明では、構造躯体から支持梁が吊下されている。そして、支持梁は、天井を形成する天井板及び設備機器の少なくとも一方を支持する。 In the first aspect of the invention, the support beam is suspended from the structural housing. And a support beam supports at least one of the ceiling board and equipment which form a ceiling.
天井の外周縁部と壁との間には間隙部が形成されている。また、外乱によって天井に発生する慣性力を構造躯体へ伝えるように斜め部材が設けられている。 A gap is formed between the outer peripheral edge of the ceiling and the wall. Further, an oblique member is provided so as to transmit the inertial force generated on the ceiling due to disturbance to the structural frame.
斜め部材には連結手段が設けられており、この連結手段によって斜め部材と支持梁とが連結されている。 The oblique member is provided with connecting means, and the oblique member and the support beam are connected by the connecting means.
連結手段は、保持部材とエネルギー吸収手段とを有する。保持部材は支持梁を両側から挟み込み、エネルギー吸収手段は支持梁と保持部材との間に設けられて振動エネルギーを吸収する。 The connecting means has a holding member and energy absorbing means. The holding member sandwiches the support beam from both sides, and the energy absorbing means is provided between the support beam and the holding member to absorb vibration energy.
ここで、吊り天井の耐震要素は斜め部材のみなので、外乱により天井に発生する慣性力のほとんどは斜め部材を介して構造躯体へ伝えられる。 Here, since the seismic elements of the suspended ceiling are only diagonal members, most of the inertial force generated on the ceiling due to disturbance is transmitted to the structural frame via the diagonal members.
すなわち、外乱により天井に慣性力が発生すると、この慣性力は、支持梁、エネルギー吸収手段、保持部材、斜め部材、構造躯体の順に伝達される。このようにして、斜め部材に設けられた連結手段(エネルギー吸収手段、保持部材)に力が集中して、支持梁と保持部材とが水平方向に相対移動する。 That is, when an inertial force is generated on the ceiling due to a disturbance, the inertial force is transmitted in the order of the support beam, the energy absorbing means, the holding member, the oblique member, and the structural housing. In this way, the force concentrates on the connecting means (energy absorbing means, holding member) provided on the oblique member, and the support beam and the holding member relatively move in the horizontal direction.
そして、支持梁と保持部材との間に相対移動を生じさせている振動エネルギーは、エネルギー吸収手段によって吸収される。 Then, the vibration energy causing relative movement between the support beam and the holding member is absorbed by the energy absorbing means.
これにより、外乱によって生じる天井の応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減し、天井を構成する部材の損傷を防ぐことができる。 Thereby, the response displacement and response acceleration (inertial force) of the ceiling caused by disturbance can be reduced, and damage to the members constituting the ceiling can be prevented.
また、力が最も集中する連結手段にエネルギー吸収手段を設けることによって、外乱により天井に発生する振動エネルギーを効率よく吸収させることができ、優れた減衰効果を発揮させることができる。 Further, by providing the energy absorbing means in the connecting means where the force is most concentrated, vibration energy generated on the ceiling due to disturbance can be efficiently absorbed, and an excellent damping effect can be exhibited.
また、斜め部材の下部と支持梁とが、従来の吊りボルトハンガーと同様の構造の取付金物によって連結されている吊り天井の場合、この取付金物にエネルギー吸収手段を設けるだけで本発明の連結手段になる。よって、このような吊り天井の場合には、施工手間がほとんど増えることはなく、簡易かつ低コストの方法で既存の吊り天井に制振機能を与えることができる。 Further, in the case of a suspended ceiling in which the lower part of the oblique member and the support beam are connected by an attachment hardware having a structure similar to that of a conventional suspension bolt hanger, the connection means of the present invention can be obtained simply by providing the attachment hardware with an energy absorbing means. become. Therefore, in the case of such a suspended ceiling, the construction labor is hardly increased, and a vibration damping function can be given to the existing suspended ceiling by a simple and low-cost method.
また、このような改修工事の際には、既に設置されている斜め部材を取り外して、別のダンパー部材等を設ける必要がないので、既に設置されている斜め部材を有効活用することができる。 Further, in such repair work, it is not necessary to remove the already installed diagonal member and provide another damper member or the like, so that the already installed diagonal member can be used effectively.
さらに、新築工事の場合には、従来の吊り天井よりも少ない本数の斜め部材で十分な制振機能を有することができるので、低コスト化及び施工性向上を図ることができる。 Furthermore, in the case of a new construction work, a sufficient number of diagonal members can be provided as compared with a conventional suspended ceiling, so that a sufficient vibration damping function can be provided, so that cost reduction and workability improvement can be achieved.
請求項2に記載の発明は、前記エネルギー吸収手段は、粘弾性体であることを特徴としている。
The invention according to
請求項2に記載の発明では、支持梁と保持部材とが水平方向に相対移動したときに、エネルギー吸収手段としての粘弾性体にせん断変形が生じて振動エネルギーが吸収される。そして、吸収された振動エネルギーは熱や音となって放出される。 According to the second aspect of the present invention, when the support beam and the holding member relatively move in the horizontal direction, shear deformation occurs in the viscoelastic body serving as the energy absorbing means, and vibration energy is absorbed. The absorbed vibration energy is released as heat or sound.
これにより、外乱によって生じる天井の応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減し、天井を構成する部材の損傷を防ぐことができる。 Thereby, the response displacement and response acceleration (inertial force) of the ceiling caused by disturbance can be reduced, and damage to the members constituting the ceiling can be prevented.
また、エネルギー吸収手段として粘弾性体を用いているので、小さな振幅の振動でも振動エネルギーの吸収効果を発揮することができる。 Further, since the viscoelastic body is used as the energy absorbing means, the vibration energy absorbing effect can be exhibited even with a small amplitude vibration.
また、一般に製品化されている材料を用いることができるので、低コスト化が図れる。 In addition, since materials that are generally commercialized can be used, the cost can be reduced.
請求項3に記載の発明は、前記エネルギー吸収手段は、前記支持梁と前記保持部材とが接触する面の少なくとも一方に形成された粗面層であることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is characterized in that the energy absorbing means is a rough surface layer formed on at least one of the surfaces where the support beam and the holding member are in contact with each other.
請求項3に記載の発明では、支持梁と保持部材とが接触する面の少なくとも一方に形成された粗面層をエネルギー吸収手段としている。 In the invention according to claim 3, the rough surface layer formed on at least one of the surfaces where the support beam and the holding member are in contact is used as the energy absorbing means.
ここで、支持梁と保持部材とが水平方向に相対移動したときに、支持梁と保持部材との接触面同士が擦れ合う。このとき、支持梁及び保持部材の少なくとも一方の面には粗面層が形成されているので、支持梁と保持部材との接触面に摩擦熱が発生して振動エネルギーが吸収される。 Here, when the support beam and the holding member relatively move in the horizontal direction, the contact surfaces of the support beam and the holding member rub against each other. At this time, since a rough surface layer is formed on at least one surface of the support beam and the holding member, frictional heat is generated on the contact surface between the support beam and the holding member, and vibration energy is absorbed.
これにより、外乱によって生じる天井の応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減し、天井を構成する部材の損傷を防ぐことができる。 Thereby, the response displacement and response acceleration (inertial force) of the ceiling caused by disturbance can be reduced, and damage to the members constituting the ceiling can be prevented.
粗面層は、例えば、一般に用いられている表面処理方法(例えば、鉄骨工事で行われているブラスト処理、薬剤処理等)や自然発錆などによって形成することができる。 The rough surface layer can be formed by, for example, a generally used surface treatment method (for example, blast treatment or chemical treatment performed in steel construction), natural rusting, or the like.
よって、特別な部品を設ける必要はなく、工場等にて支持梁及び保持部材の少なくとも一方の面に表面処理を行えばよいので、現場での作業手間を減らすことができる。 Therefore, it is not necessary to provide special parts, and it is only necessary to perform surface treatment on at least one surface of the support beam and the holding member in a factory or the like, so that the labor on site can be reduced.
請求項4に記載の発明は、前記保持部材の下部は弾性を有し、前記保持部材の下部を弾性変形させて前記支持梁を挟み込むことを特徴としている。 The invention described in claim 4 is characterized in that the lower portion of the holding member has elasticity, and the lower portion of the holding member is elastically deformed to sandwich the support beam.
請求項4に記載の発明では、保持部材が支持梁を挟み込んだときに、保持部材の下部の弾性による復元力で、支持梁と保持部材との接触面の摩擦抵抗が増大する。 In the invention according to claim 4, when the holding member sandwiches the support beam, the frictional resistance of the contact surface between the support beam and the holding member is increased by the restoring force due to the elasticity of the lower part of the holding member.
よって、大きな摩擦熱を発生させることができ、振動エネルギーの吸収効果を高めることができる。 Therefore, large frictional heat can be generated, and the vibration energy absorption effect can be enhanced.
本発明は上記構成としたので、地震時に生じる天井の揺れを抑えて、天井を構成する部材の損傷を防ぐ、簡易で低コストの吊り天井を提供することができる。 Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide a simple and low-cost suspended ceiling that suppresses the shaking of the ceiling that occurs during an earthquake and prevents damage to members constituting the ceiling.
図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る吊り天井を説明する。 A suspended ceiling according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本発明の第1の実施形態に係る吊り天井について説明する。 First, the suspended ceiling according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1の側面図及び図2の平面図に示すように、吊り天井10はシステム天井となっており、メインTバー14、クロスTバー12、孫Tバー16、吊りボルト18A、18B、ブレース部材20、天井板22で構成されている。
As shown in the side view of FIG. 1 and the plan view of FIG. 2, the suspended
吊りボルト18A、18Bは、上層の構造躯体24から垂下されている。また、この吊りボルト18A、18Bの下端部にメインTバー14が吊りボルトハンガー26によって取り付けられている。
The suspension bolts 18 </ b> A and 18 </ b> B are suspended from the upper
また、図2の平面図に示すように、クロスTバー12がメインTバー14間に橋渡されるように設置され、孫Tバー16がクロスTバー12間に橋渡されるように設置されている。
Further, as shown in the plan view of FIG. 2, the
天井板22は、その外周縁部がメインTバー14、クロスTバー12、孫Tバー16の底部に設けられた鍔部14A、12A、16Aに支持されて天井面を形成している。また、照明器具や空調機器等の設備機器28も天井板22と同様に、メインTバー14、クロスTバー12、孫Tバー16に支持されて天井面を形成している。設備機器28の重量が重い場合には、別途、吊りボルト等で構造躯体24から吊下してもよい。
The outer peripheral edge of the
すなわち、構造躯体24から吊下された支持梁としてのメインTバー14、クロスTバー12、及び孫Tバー16が、天井を形成する天井板22及び設備機器28の少なくとも一方を支持している。
That is, the
吊りボルトハンガー26の構造は、図14、15で示した吊りボルトハンガー216と同様であり、対向するアルミニウム製の板部材によってメインTバー14を挟み込むことにより、メインTバー14を保持している。
The structure of the
また、天井板22及び設備機器28によって形成された天井の外周縁部44と、構造躯体24の側壁30との間には、地震時に外周縁部44と側壁30との間に生じる相対変位を吸収する間隙部32が形成されている。間隙部32は、このように天井の外周縁部44と構造躯体24の側壁30との間に形成されていてもよいし、天井の外周縁部44と間仕切り壁等の非構造躯体との間に形成されていてもよい。
In addition, the relative displacement that occurs between the outer
C型鋼からなる斜め部材としてのブレース部材20は、図1の右側に位置する吊りボルト18Aの上方から、左側に位置する吊りボルト18Bの下方に渡って斜めに設けられ、吊り天井10全体の水平剛性を高めている。
A
ブレース部材20と吊りボルト18Aとは、ブレース部材20の上端部に設けられた接合部材34によって接合されている。
The
図3(A)に示すように、接合部材34はV字状に曲げられた板材であり、接合部材34のV字の折り返し部付近に雌ネジ36が形成されている。そして、ブレース部材20の上端部に設けられた雄ネジ38をこの雌ネジ36に螺合させている。また、接合部材34の各端部には、吊りボルト18Aを引っ掛けるフック部40が形成されている。
As shown in FIG. 3A, the joining
ブレース部材20を吊りボルト18Aに接合する際には、まず、ブレース部材20の上端部に設けられた雄ネジ38に対して接合部材34を回転させて、吊りボルト18Aにフック部40が引っ掛かるようにブレース部材20の上端部から接合部材34までの長さを調整する。次に、吊りボルト18Aをブレース部材20の上端部側に引き寄せて(図3(A))、吊りボルト18Aにフック部40を引っ掛ける(図3(B))。
When joining the
また、図1に示すように、ブレース部材20と支持梁としてのメインTバー14とは、ブレース部材20の下端部に設けられた連結手段としての連結部材42によって連結されている。
As shown in FIG. 1, the
連結部材42は、図4、5に示すように、対向するアルミニウム製で板状の保持部材46、48によってメインTバー14を両側から挟み込む。これにより、保持部材46とメインTバー14との間、及び保持部材48とメインTバー14との間に摩擦力を生じさせて、メインTバー14を保持する構造になっている。
As shown in FIGS. 4 and 5, the connecting
また、保持部材46、48の下部とメインTバー14の中間部62との間には、振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段としての粘弾性体50が設けられている。
A
メインTバー14を挟み込む力は、メインTバー14上端部の上方の位置で、保持部材46、48にそれぞれ形成された貫通孔に貫通させたボルト52をナット54に螺合し、ボルト52を締め付けることによって与える。
The force for sandwiching the main T-
メインTバー14の上部56は中空加工されており、その外形の厚さは中間部62よりも厚くなっている。また、保持部材46、48は、このメインTバー14の外形に概ね沿う形状になっている。これによって、ボルト52を締め付けたときに、メインTバー14が連結部材42に確実に保持される。
The
保持部材48は保持部材46よりも上方に長く延びている。そして、この保持部材48の上部側面にブレース部材20が固定されている。この固定方法は、連結部材42が受けた力をブレース部材20に伝えられる方法であればよく、図5に示すように、ボルト58とナット60を用いてもよいし、溶接等によって保持部材48にブレース部材20を固定してもよい。
The holding
このように、接合部材34によりブレース部材20の上部と吊りボルト18Aを接合し、連結部材42によりブレース部材20の下部とメインTバー14を連結することによって、ブレース部材20は地震等の外乱により天井に発生する慣性力を構造躯体24へ伝える。
In this way, the upper portion of the
次に、本発明の第1の実施形態に係る吊り天井の作用及び効果について説明する。 Next, the operation and effect of the suspended ceiling according to the first embodiment of the present invention will be described.
図1に示すように、吊り天井10の耐震要素はブレース部材20のみなので、外乱により天井に発生する慣性力のほとんどはブレース部材20を介して構造躯体24へ伝えられる。
As shown in FIG. 1, since the seismic element of the suspended
すなわち、地震等の外乱により天井に慣性力が発生すると、この慣性力は、メインTバー14、粘弾性体50、保持部材46、48、ブレース部材20、構造躯体24の順に伝達される。このようにして、ブレース部材20に設けられた連結部材42(粘弾性体50、保持部材46、48)に力が集中して、メインTバー14と保持部材46、48とが水平方向に相対移動する。
That is, when an inertial force is generated on the ceiling due to a disturbance such as an earthquake, the inertial force is transmitted in the order of the
そして、粘弾性体50にせん断変形が生じて振動エネルギーが吸収される。このとき、吸収された振動エネルギーは熱や音となって放出される。
Then, shear deformation occurs in the
これにより、地震等の外乱によって生じる天井の応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減し、天井を構成する部材の損傷を防ぐことができる。 Thereby, the response displacement and response acceleration (inertial force) of the ceiling caused by disturbance such as an earthquake can be reduced, and damage to the members constituting the ceiling can be prevented.
また、力が最も集中する連結部材42に粘弾性体50を設けることによって、地震等の外乱により天井に発生する振動エネルギーを効率よく吸収させることができ、優れた減衰効果を発揮させることができる。
Further, by providing the
また、エネルギー吸収手段として粘弾性体50を用いているので、小さな振幅の振動でも振動エネルギーの吸収効果を発揮することができる。また、一般に製品化されている材料である粘弾性体50を用いることができるので、低コスト化が図れる。
Further, since the
また、ブレース部材20の下部とメインTバー14とが、吊りボルトハンガー26のような従来の吊りボルトハンガーと同様の構造の取付金物によって連結されている吊り天井の場合、この取付金物に粘弾性体50を設けるだけで第1の実施形態の連結部材42になる。よって、このような吊り天井の場合には、施工手間がほとんど増えることはなく、簡易かつ低コストの方法で既存の吊天井に制振機能を与えることができる。
In the case of a suspended ceiling in which the lower part of the
また、このような改修工事の際には、既に設置されているブレース部材を取り外して、別のダンパー部材等を設ける必要がないので、既に設置されているブレース部材を有効活用することができる。 Further, in such repair work, it is not necessary to remove the already installed brace member and provide another damper member or the like, so that the already installed brace member can be used effectively.
さらに、新築工事の場合には、従来の吊り天井よりも少ない本数のブレース部材で十分な制振機能を有することができるので、低コスト化及び施工性向上を図ることができる。 Furthermore, in the case of new construction work, a sufficient number of bracing members can be provided with a smaller number of brace members than in the conventional suspended ceiling, so that cost reduction and workability improvement can be achieved.
昨今の高度に設備が組み込まれた天井裏は、設備配管等で非常に混み合っており、ブレース部材を設置できる十分なスペースを確保することが難しい。よって、ブレース部材の設置数を減らせることは、設備性能を維持しつつ耐震性を向上させる上で有効となる。 The back of the ceiling where equipment is installed at a high altitude is very crowded with equipment piping and the like, and it is difficult to secure a sufficient space for installing brace members. Therefore, reducing the number of brace members installed is effective in improving earthquake resistance while maintaining facility performance.
なお、第1の実施形態では、エネルギー吸収手段として粘弾性体50を用いた例を示したが、この粘弾性体50は1mm程度の薄いシートを用いるのが好ましい。薄いシートを用いると、従来の吊りボルトハンガーの構造に改良を加えることなく、連結部材の保持部材として用いることができる。また、粘弾性体50が柔らかくなってメインTバー14と保持部材46、48との相対移動量が大きくなり過ぎてしまうことを防ぐことができる。
In the first embodiment, the
粘弾性体50の材料は、剛性と粘性を併せ持つ材料であればよい。昭和電線製のジエン系ゴムは、2.0kg/cm2程度のせん断弾性係数と0.30程度の等価減衰定数を有するので、減衰性能が高く汎用的であるので粘弾性体50として適した材料である。
The material of the
また、粘弾性体50に限らずに、振動エネルギーを吸収する材料を保持部材46とメインTバー14との間、及び保持部材48とメインTバー14との間に設けてもよい。
In addition to the
また、粘弾性体50の両面に両面接着テープを貼り付けたり、又は、粘弾性体50の両面に粘着性を与える処理を施してもよい。これによって、現場で容易にメインTバー14及び保持部材46、48に粘弾性体50を取り付けることができる。1つのブレース部材20が負担するせん断力は概ね100kg程度なので、両面接着テープや粘着性処理の接着力は、比較的小さくてよい。また、工場で、保持部材46、48に粘弾性体50を予め取り付けておけば、現場での作業も少なくて済み、施工手間が減って低コスト化を図ることができる。
In addition, a double-sided adhesive tape may be applied to both surfaces of the
また、第1の実施形態では、保持部材46、48の下部とメインTバー14の中間部62との間に粘弾性体50を設けた例を示したが、粘弾性体50は、相対移動する保持部材46、48とメインTバー14との間に設けられていればよい。例えば、図6に示すように、保持部材46、48の中間部とメインTバー14の上部56との間に設けてもよいし、保持部材46、48とメインTバー14の上部56及び中間部62との両方の間に設けてもよい。
In the first embodiment, an example in which the
また、第1の実施形態では、メインTバー14を挟み込む力をボルト52を締め付けることによって与えた例を示したが、粘弾性体50と保持部材46、48との間、及び粘弾性体50とメインTバー14との間に滑りを生じさせない程度の力でメインTバー14を挟み込める方法であればよく、万力やクリップ等を用いてもよい。
In the first embodiment, an example in which the force for sandwiching the main T-
メインTバー14上端部の上方の位置でボルト52を締め付けただけでは、メインTバー14を挟み込む十分な力が得られないときには、図7に示すように、メインTバー14の中間部62に貫通孔(不図示)を形成し、この貫通孔に貫通させたボルト64によって保持部材46、48の下部からもメインTバー14を挟みこむ力を加えてもよい。この場合に、ボルト64を貫通させるために保持部材46、48に形成する穴66は、メインTバー14と保持部材46、48とを相対移動させるために長穴にする。
When a sufficient force to pinch the
次に、本発明の第2の実施形態に係る吊り天井について説明する。 Next, a suspended ceiling according to a second embodiment of the present invention will be described.
第2の実施形態は、第1の実施形態の吊り天井10の連結部材42に設けられたエネルギー吸収手段を粗面層としたものである。したがって、以下の説明において、第1の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
In the second embodiment, the energy absorbing means provided in the connecting
図8に示すように、連結部材68の保持部材46、48の下部と、メインTバー14の中間部62とが接触する面には、表面を粗くする処理が施されて粗面相70が形成されている。
As shown in FIG. 8, the surface where the lower portions of the holding
次に、本発明の第2の実施形態に係る吊り天井の作用及び効果について説明する。 Next, functions and effects of the suspended ceiling according to the second embodiment of the present invention will be described.
第2の実施形態では、メインTバー14と保持部材46、48とが水平方向に相対移動したときに、メインTバー14と保持部材46、48との接触面同士が擦れ合う。このとき、保持部材46、48の下部と、メインTバー14の中間部62とが接触する面には粗面層70が形成されているので、保持部材46、48の下部と、メインTバー14の中間部62との接触面に摩擦熱が発生して振動エネルギーが吸収される。
In the second embodiment, when the
これにより、地震等の外乱によって生じる天井の応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減し、天井を構成する部材の損傷を防ぐことができる。 Thereby, the response displacement and response acceleration (inertial force) of the ceiling caused by disturbance such as an earthquake can be reduced, and damage to the members constituting the ceiling can be prevented.
粗面層70は、例えば、一般に用いられている表面処理方法(例えば、鉄骨工事で行われているブラスト処理、薬剤処理等)や自然発錆などによって形成することができる。
The
よって、特別な部品を設けずに、工場等にてメインTバー14や保持部材46、48に表面処理を行えばよいので、現場での作業手間を減らすことができる。
Therefore, since it is only necessary to perform surface treatment on the main T-
なお、第2の実施形態では、第1の実施形態と同様に、メインTバー14を挟み込む力をボルト52を締め付けることによって与えた例を示したが、保持部材46、48の下部と、メインTバー14の中間部62との接触面に摩擦熱を発生させる程度の力でメインTバー14を挟み込める方法であればよく、万力やクリップ等を用いてもよい。
In the second embodiment, as in the first embodiment, an example in which the force for sandwiching the main T-
例えば、弾性を有する材料で保持部材46、48の下部を形成し、図8(A)に示すように、保持部材46、48の下部がメインTバー14側下方へ向うように曲げられた形状にしておく。
For example, the lower portions of the holding
このようにしておけば、図8(B)に示すように、保持部材46、48がメインTバー14を挟み込んだときに、保持部材46、48の下部が弾性変形する。そして、この弾性変形の復元力で、保持部材46、48の下部と、メインTバー14の中間部62との接触面の摩擦抵抗が増大する。
In this way, as shown in FIG. 8B, when the holding
よって、大きな摩擦熱を発生させることができ、振動エネルギーの吸収効果を高めることができる。 Therefore, large frictional heat can be generated, and the vibration energy absorption effect can be enhanced.
また、第2の実施形態では、保持部材46、48の下部とメインTバー14の中間部62とが接触する面に粗面層70を形成させたが、粗面層70は、相対移動する保持部材46、48とメインTバー14との間に設けられていればよい。例えば、図9に示すように、保持部材46、48の中間部とメインTバー14の上部56とが接触する面に粗面層70を形成してもよいし、保持部材46、48とメインTバー14の上部56及び中間部62とが接触する面の両方に粗面層70を形成してもよい。また、粗面層70は、保持部材46、48とメインTバー14とが接触する面の少なくとも一方に形成されていればよい。
In the second embodiment, the
また、第1及び第2の実施形態では、保持部材46、48の材料をアルミニウムとしたが、支持梁をしっかりと挟み込む強度を有するものであればよく、鉄やプラスチック等を用いてもよい。
In the first and second embodiments, the material of the holding
また、第1及び第2の実施形態では、ブレース部材20の上部は、接合部材34によって吊りボルト18Aに接合され、連結部材42によってメインTバー14に連結された例を示したが、ブレース部材20は、地震等の外乱により天井に発生する慣性力を構造躯体24へ伝えるように吊り天井10に設けられていればよい。
In the first and second embodiments, the upper part of the
よって、ブレース部材20の上部と吊りボルト18Aとを溶接や他の接合方法によって接合してもよいし、ブレース部材20の上部を構造躯体24から吊下された他の部材に接合してもよいし、ブレース部材20の上部を構造躯体24に直接固定してもよい。
Therefore, the upper part of the
また、ブレース部材20の下部は、メインTバー14以外の支持梁(クロスTバー12、孫Tバー16)と連結部材42によって連結されてもよいし、連結部材42によってブレース部材20の下部とメインTバー14を連結して、この連結部材42を吊りボルト18Bで吊ってもよい。また、連結部材42によって連結される支持梁の外形は、保持部材46、48によって挟み込める形状であればよく、メインTバー14のように上部56が中空加工され、その外形の厚さが中間部62よりも厚くなっていなくてもよい。この場合には、保持部材46、48の形状を、挟みこむ支持梁の外形に概ね沿った形状にすることが好ましい。
Further, the lower part of the
また、第1及び第2の実施形態では、斜め部材としてC型鋼からなるブレース部材20を用いた例を示したが、斜め部材は、地震等の外乱により天井に発生する慣性力を構造躯体24へ伝え、かつ吊り天井10全体に水平剛性を付与できる剛性を有した材料であればよい。
In the first and second embodiments, the
また、構造躯体24の側壁30と天井の外周縁部44との間に間隙部32を形成した例を示したが、壁が間仕切り壁等の非構造躯体であってもよい。この場合には、間仕切り壁と天井の外周縁部44との間に間隙部を形成すれば、第1及び第2の実施形態と同様の効果を発揮することができる。
In addition, although the example in which the
以上、本発明の第1及び第2の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、第1及び第2の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
(実施例)
第1の実施形態の吊り天井10に地震等の外乱が作用したときに、天井に生じる応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減する効果について、図10に示す天井解析モデル72によって検証した。
As mentioned above, although 1st and 2nd embodiment of this invention was described, this invention is not limited to such embodiment at all, You may use combining 1st and 2nd embodiment, Needless to say, the present invention can be implemented in various modes without departing from the scope of the present invention.
(Example)
The effect of reducing the response displacement and response acceleration (inertial force) generated on the ceiling when a disturbance such as an earthquake acts on the suspended
図10に示すように、吊り天井10の天井解析モデル72は、ブレースの解析モデル74と粘弾性体の解析モデル76を直列につなげたモデルとして表現できる。
As shown in FIG. 10, the
ブレースの解析モデル74は、図1で示したブレース部材20の1本当たりのモデルであり、バネ78とダンパー80が並列につなげられている。
The
ブレース部材20の1本当たりにかかる荷重(天井の重量)としてのマスMを0.149tfと仮定した。
A mass M as a load (ceiling weight) applied to one
また、バネ78のバネ定数Kを0.15t/cm、ダンパー80の減衰定数hを0.02(=2%)と仮定し、粘弾性体を有さない場合の天井(マスM)の振動数fを5.0Hzとした場合に、ブレースの解析モデル74におけるブレース部材20の減衰係数C(=K×h/π×f)は0.00019t/cm/sとなる。
Further, assuming that the spring constant K of the
粘弾性体のモデル76は、図5で示した連結部材42に設けられた2枚の粘弾性体50をVoigtモデルにしたものであり、バネ82とダンパー84が並列につなげられている。粘弾性体50の平面寸法を縦2cm×横5cm(粘弾性体50の面積A=10cm2)、厚さtを0.1cmとした。
The
ここで、バネ82のせん断弾性係数Gを2.0kg/cm2とすると、バネ82のバネ定数K(=A×G×2枚/t)は0.40t/cmとなる。
Here, if the shear elastic modulus G of the
また、ダンパー84の減衰定数hを0.30(=30%)とし、粘弾性体50を有する場合の天井(マスM)の振動数fが4.39Hzの場合に、粘弾性体のモデル76における粘弾性体50の減衰係数C(=K×h/π×f)は0.087t/cm/sとなる。なお、粘弾性体50を有する場合の天井(マスM)の振動数fは、複素固有値解析によって求めた値である。
When the damping constant h of the
この天井解析モデル72について、複素固有値解析を行った結果、粘弾性体を有さないときに5.0Hzであった天井(マスM)の振動数fが、粘弾性体50を有した場合には4.39Hzとなり、粘弾性体を有さないときに2%であった天井(マスM)の減衰定数hが、粘弾性体50を有した場合には8.3%となった。
As a result of performing the complex eigenvalue analysis on the
すなわち、粘弾性体50を有する連結部材42によって、吊り天井10の天井に6.3%もの減衰が付加されるので、地震等により吊り天井10の天井に生じる応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減する効果があることがわかった。
In other words, the
次に、各減衰における吊り天井10の天井の振動周期に対する変位応答スペクトルから、吊り天井10の天井の変位の最小値を求めて、地震等により吊り天井10の天井に生じる応答変位を低減する効果を評価する。
Next, the effect of reducing the response displacement generated in the ceiling of the suspended
図11の符号86A、88A、90A、92A、94A、96A、98A、100A、102A、104A、106Aは、地震等により吊り天井10の天井に生じる振動の周期に対する、吊り天井10の天井に生じる振動の加速度応答スペクトルの値を示したものである。
符号86A、88A、90A、92A、94A、96A、98A、100A、102A、104A、106Aは、減衰をそれぞれ1%、2%、4%、5%、6%、8%、10%、14%、18%、20%、22%としたときの値である。
符号92Aの値は、国土交通省の告示1461号の解放工学的基盤における減衰5%の加速度応答スペクトルの値である。そして、符号86A、88A、90A、94A、96A、98A、100A、102A、104A、106Aの値は、符号92Aの加速度応答スペクトルの値にFh(=1.5/(1+10×b))を掛けることによって求めた。変数bは、各減衰の値である。 The value of 92A is the value of the acceleration response spectrum of 5% attenuation in the liberal engineering base of Notification No. 1461 of the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism. The values of 86A, 88A, 90A, 94A, 96A, 98A, 100A, 102A, 104A, and 106A multiply the acceleration response spectrum value of 92A by Fh (= 1.5 / (1 + 10 × b)). Was determined by The variable b is a value of each attenuation.
そして、図11の符号86A、88A、90A、92A、94A、96A、98A、100A、102A、104A、106Aの各減衰における周期を複素固有値解析によって求めて、この値の点をつなげると点線108Aが得られる。
Then, the periods at the
図12の符号86B、88B、90B、92B、94B、96B、98B、100B、102B、104B、106Bは、地震等により吊り天井10の天井に生じる振動の周期に対する、吊り天井10の天井に生じる振動の変位応答スペクトルの値を示したものである。 The reference numerals 86B, 88B, 90B, 92B, 94B, 96B, 98B, 100B, 102B, 104B, and 106B in FIG. It shows the value of the displacement response spectrum.
符号86B、88B、90B、92B、94B、96B、98B、100B、102B、104B、106Bは、減衰をそれぞれ1%、2%、4%、5%、6%、8%、10%、14%、18%、20%、22%としたときの値であり、図11の符号86A、88A、90A、92A、94A、96A、98A、100A、102A、104A、106Aの値を時間で2度積分した値である。
また、点線108Bは、図11の点線108Aを時間で2度積分した値である。
A dotted
図12に示す点線108Bから、吊り天井10の天井の変位応答スペクトルを最小にする点P1が存在することがわかる。また、この点P1は、図11の点線108A上では点Q1となる。
Figure from the dotted
よって、図12に示すように、粘弾性体を有していない減衰が2%の点P2の変位応答スペクトルが1cmであるのに対して、粘弾性体を設けて減衰を10%とした点P1の変位応答スペクトルは0.85cmとなる。これにより、第1の実施形態によって吊り天井10の天井の減衰を10%にすれば、天井の変位を約15%減らせることがわかる。
Therefore, as shown in FIG. 12, the attenuation does not have a viscoelastic body whereas displacement response
また、図11に示すように、粘弾性体を有していない減衰が2%の点Q2の加速度応答スペクトルが1000galであるのに対して、粘弾性体を設けて減衰を10%とした点Q1の加速度応答スペクトルは600galとなる。これにより、第1の実施形態によって吊り天井10の天井の減衰を10%にすれば、天井の応答加速度(慣性力)を約40%減らせることがわかる。
Further, as shown in FIG. 11, an acceleration response spectrum attenuation having no
本実施例からわかるように、第1の実施形態は、外乱によって生じる天井の応答変位及び応答加速度(慣性力)を低減し、天井を構成する部材の損傷を防ぐことができる。 As can be seen from this example, the first embodiment can reduce the response displacement and response acceleration (inertial force) of the ceiling caused by the disturbance, and prevent damage to the members constituting the ceiling.
また、応答変位を低減する効果よりも応答加速度(慣性力)を低減する効果の方が大きい。 Further, the effect of reducing the response acceleration (inertial force) is greater than the effect of reducing the response displacement.
10 吊り天井
12 クロスTバー(支持梁)
14 メインTバー(支持梁)
16 孫Tバー(支持梁)
20 ブレース部材(斜め部材)
22 天井板
24 構造躯体
28 設備機器
30 側壁(壁)
32 間隙部
42 連結部材(連結手段)
44 外周縁部
46 保持部材
48 保持部材
50 粘弾性体(エネルギー吸収手段)
68 連結部材(連結手段)
70 粗面層(エネルギー吸収手段)
10
14 Main T-bar (support beam)
16 Grandchild T-bar (support beam)
20 Brace member (oblique member)
22
32
44 outer
68 Connecting member (connecting means)
70 Rough surface layer (energy absorption means)
Claims (4)
前記天井の外周縁部と壁との間に形成された間隙部と、
外乱により前記天井に発生する慣性力を前記構造躯体へ伝えるように設けられた斜め部材と、
前記斜め部材に設けられて、前記斜め部材と前記支持梁とを連結する連結手段と、
を備え、
前記連結手段は、
前記支持梁を両側から挟み込む保持部材と、
前記支持梁と前記保持部材との間に設けられて、振動エネルギーを吸収するエネルギー吸収手段と、
を有することを特徴とする吊り天井。 A support beam that is suspended from the structural frame and supports at least one of a ceiling plate and equipment that forms a ceiling, and
A gap formed between the outer peripheral edge of the ceiling and the wall;
An oblique member provided to transmit the inertial force generated in the ceiling due to disturbance to the structural frame;
A connecting means provided on the diagonal member for connecting the diagonal member and the support beam;
With
The connecting means includes
A holding member for sandwiching the support beam from both sides;
Energy absorbing means provided between the support beam and the holding member for absorbing vibration energy;
Suspended ceiling characterized by having.
前記保持部材の下部を弾性変形させて前記支持梁を挟み込むことを特徴とする請求項3に記載の吊り天井。 The lower part of the holding member has elasticity,
The suspended ceiling according to claim 3, wherein a lower portion of the holding member is elastically deformed to sandwich the support beam.
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