JP2014152506A - 吊り天井構造 - Google Patents

Abstract

【課題】耐震性能を向上させて地震時の天井部の横揺れを抑えることを可能にするとともに、地震時に天井材の脱落を確実に防止することを可能にする吊り天井構造を提供する。
【解決手段】格子状に形成され、天井材６の下方に、且つ天井材６に接続し天井面に沿って配設されたフレーム部１５と、フレーム部１５の端部側に一端を接続し、他端を天井材６の外周端部の横方向外側に配された建物構成部材１３に接続して配設され、予め設定した外力が作用するとともにフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態を解除するように構成されたヒューズ部１６と、フレーム部１５の端部側に一端を接続し、天井裏側の建物構成部材１３に他端を接続して設けられ、前記ヒューズ部による連結状態が解除されるとともに、フレーム部１５を吊り下げ支持する吊り下げ支持部１７とを備えて構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、吊り天井の構造に関する。

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（吊り天井構造）Ａには、例えば図１及び図２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（吊り部材）４と、野縁１の下面にビス留めなどによって一体に取り付けられ、天井面（天井部５）を形成する天井パネル（天井材）６とを備えて構成したものがある。

また、例えば図３に示すように、例えば、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に設置する必要がある吊り天井（吊り天井構造）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（断面逆Ｔ型の支持部材）７と、上端側を上階の床材（上部構造）等に固着し、下端側をＴバー７に接続して配設された複数の吊りボルト（吊り部材）４と、一方向Ｔ１に隣り合うＴバー７に架け渡すように配設されて天井面（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がある。

一方、上記のように構成した吊り天井Ａにおいては、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く、地震時に横揺れして、天井部５の端部が壁や柱、梁などの建物構成部材に衝突し、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。このため、従来、図２、図３に示すように、上部構造などに上端側を接続し、下端側を吊りボルト４や、野縁１、野縁受け２、Ｔバー７などの天井下地８に接続して補強ブレース９を設け、天井下地８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。

特開２００８−１２１３７１号公報 特開２００５−３５０９５０号公報

しかしながら、大規模地震などが発生して過大な外力が補強ブレースに作用し、この補強ブレースが座屈すると、大幅に且つ急激に耐力が低下し、天井パネルや天井下地の破損や脱落が生じるおそれがある。このため、この種の吊り天井に対しては、さらなる耐震性の向上が望まれるとともに、人命保護の観点から天井脱落をより確実に防止できるようにすることが強く望まれている。

本発明は、上記事情に鑑み、耐震性能を向上させて地震時の天井部の横揺れを抑えることを可能にするとともに、地震時に天井材の脱落を確実に防止することを可能にする吊り天井構造を提供することを目的とする。

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。

本発明の吊り天井構造は、天井裏側の建物構成部材に上端側を接続した複数の吊り部材に吊り下げ支持された天井下地と、天井下地に取り付けて天井面を形成する板状の天井材とを備える吊り天井構造において、格子状に形成され、前記天井材の下方に、且つ前記天井材に接続し前記天井面に沿って配設されたフレーム部と、前記フレーム部の端部側に一端を接続し、他端を前記天井材の外周端部の横方向外側に配された建物構成部材に接続して配設され、予め設定した外力が作用するとともに前記フレーム部と前記建物構成部材の連結状態を解除するように構成されたヒューズ部と、前記フレーム部の端部側に一端を接続し、前記天井裏側の建物構成部材に他端を接続して設けられ、前記ヒューズ部による前記フレーム部と前記建物構成部材の連結状態が解除されるとともに、前記フレーム部を吊り下げ支持する吊り下げ支持部とを備えて構成されていることを特徴とする。

また、本発明の吊り天井構造においては、前記ヒューズ部が、予め設定した外力が作用すると破断して、前記フレーム部と前記建物構成部材の連結状態を解除するように構成されていることが望ましい。

さらに、本発明の吊り天井構造においては、前記ヒューズ部が、前記天井下地と前記天井材からなる天井部に作用する水平力を吸収・減衰させるダンパーを備えて構成されていることがより望ましい。

本発明の吊り天井構造においては、格子状のフレーム部と、フレーム部と壁、柱、梁等の建物構成部材を連結するヒューズ部を備えていることにより、格子状のフレーム部からヒューズ部を介して天井材、天井部に作用する外力（地震時の水平力など）を建物構成部材に伝達することができ、吊り天井の耐震性能を向上させることができる。

また、ヒューズ部に地震時の水平力などの予め設定した外力（予め設定した外力以上の外力）が作用したり、破損するなどして脱落した天井材や天井部をフレーム部で受けることによりヒューズ部に予め設定した外力が作用すると、ヒューズ部が破断するなどし、このヒューズ部によるフレーム部と建物構成部材の連結状態が解除される。そして、このようにヒューズ部によるフレーム部と建物構成部材の連結状態が解除されると、格子状のフレーム部が吊り下げ支持部によって吊り下げ支持され、これらフレーム部と吊り下げ支持部がフェイルセーフネットとして機能し、天井材などの脱落を防止することができる。

よって、本発明の吊り天井構造によれば、格子状のフレーム部にヒューズ部と吊り下げ支持部を取り付けることで、耐震機構とフェイルセーフ機構の両機構を構成することができ、構造合理性及び経済性を高めて耐震性能の向上、天井材の脱落防止（フェイルセーフ性能の向上）を図ることが可能になる。

また、本発明の吊り天井構造において、予め設定した外力が作用するとともにヒューズ部が破断してフレーム部と建物構成部材の連結状態が解除するようにした場合には、ヒューズ部の構成を簡易にすることができ、容易に且つ確実に、予め設定した外力が作用するとともにフレーム部と建物構成部材の連結状態を解除させることが可能になる。

また、本発明の吊り天井構造において、ヒューズ部がダンパーを備えて構成されていると、地震時に天井部に作用する水平力を吸収・減衰させることができ、天井部の横揺れを効果的に抑えることが可能になる。そして、このようにヒューズ部で天井部の横揺れを抑えることで、天井材や天井部の破損や脱落などを生じにくくすることができ、耐震性能を確実に向上させることが可能になる。

野縁と野縁受けで天井下地が構成された吊り天井構造を示す斜視図である。 野縁と野縁受けで天井下地が構成された吊り天井構造を示す側断面図である。 Ｔバーで天井下地が構成された吊り天井構造を示す斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる吊り天井構造を示す側断面図である。 本発明の一実施形態にかかる吊り天井構造を示す天井面側からの斜視図である。 本発明の一実施形態にかかる吊り天井構造を示す側断面図であり、通常の地震時にヒューズ部によって地震力を建物構成部材に伝達している状態を示す側断面である。 本発明の一実施形態にかかる吊り天井構造を示す側断面図であり、大規模地震などによって天井に脱落が生じた際に、ヒューズ部が破断し、フレーム部と吊り下げ支持部がフェイルセーフネットとして機能している状態を示す側断面図である。

以下、図１から図７を参照し、本発明の一実施形態に係る吊り天井構造について説明する。ここで、本実施形態は、優れた耐震性能を備えるとともに天井脱落に対する優れたフェイルセーフ性能を備えた吊り天井の構造に関するものである。

本実施形態の吊り天井（吊り天井構造）Ｂは、図１及び図２に示した吊り天井Ａと同様に、野縁１と野縁受け２と吊り部材（吊りボルト）４と天井材６と補強ブレース９とを備えて構成されている。

野縁１は、例えば断面コ字状に形成された溝形鋼であり、水平に延設され、且つ水平の一方向の横方向Ｔ１に所定の間隔をあけ、平行に複数配設されている。

野縁受け２は、例えば断面コ字状に形成された溝形鋼であり、水平に延設され、且つ水平の他方向の横方向Ｔ２に所定の間隔をあけ、平行に複数配設されている。また、このとき、野縁受け２は、野縁１と交差するように配設されるとともに、複数の野縁１上に載置した状態で配設される。そして、各野縁受け２は、野縁１と交差する交差部で、クリップ（野縁接続用金具）１０を使用することにより野縁１に接続されている。

吊り部材４は、円柱棒状に形成されるとともに外周面に雄ネジの螺刻を有する吊りボルトであり、上端を上階の床材等の上部構造３（天井裏側の建物構成部材１３）に固着、または鋼製の根太等に緊結して垂下され、下端側を、ハンガー（吊り部材接続用金具）１１を用いることにより野縁受け２に接続して複数配設されている。また、複数の吊り部材４は、所定の間隔をあけて分散配置されている。

天井材（天井パネル）６は、２枚のボードを貼り付けて一体に積層形成したものであり、例えば天井付帯設備等の重量と併せて、１ｍ^２あたり２０ｋｇ程度の重量で形成されている。そして、この天井材６は、複数の野縁１の下面にビス留めなどして設置されている。なお、天井材６は、１枚および３枚以上のボードで構成されていてもよい。

補強ブレース９は、例えば断面コ字状に形成された溝形鋼であり、上部構造３などに上端側を接続し、下端側を吊りボルト４や野縁１、野縁受け２などに接続して設けられている。なお、補強ブレース９は必ずしも具備されていなくてもよい。

そして、この吊り天井Ｂでは、吊り部材４を介して建物の上部構造３に、野縁１と野縁受け２と天井材６とが吊り下げ支持されている。また、野縁１と野縁受け２によって天井下地８が形成され、この天井下地８に取り付けた天井材６によって下階の天井面が、また、天井下地８と天井材６によって天井部５が形成されている。また、地震時など、天井下地８と天井材６からなる天井部５に作用する外力を補強ブレース９によって建物構成部材（建物躯体）に伝達させることで天井部５の横揺れが抑制される。

一方、本実施形態の吊り天井Ｂにおいては、図４及び図５に示すように、格子状に形成され、天井材６、天井部５の下方に、且つ天井材６に接続し天井面に沿って配設されたフレーム部１５と、フレーム部１５の端部側に一端を接続し、他端を天井材６、天井部５の外周端部の横方向Ｔ１、Ｔ２外側に配された例えば柱や壁１２、梁などの建物構成部材１３に接続して配設されたヒューズ部１６と、フレーム部１５の端部側に一端を接続し、上部構造３などの天井裏側の建物構成部材１３に他端を接続して設けられた吊り下げ支持部１７とを備えて構成されている。

フレーム部１５は、アルミ押出形鋼、スチール部材、ワイヤーなどの複数の引張材１５ａを天井部５の下方で一方向Ｔ１と他方向Ｔ２にそれぞれ延設するとともに、例えば９００〜１８００ｍｍピッチに配設することによって、格子状に形成されている。また、これら複数の引張材１５ａは、ビスなどを用いて天井材６に固定して取り付けられている。なお、引張材１５ａは、鋼板、炭素繊維シートなどを用いた板状部材、棒状部材、帯状部材、テープ状部材、シート状部材であってもよい。なお、天井面（天井部５）自体に十分な強度があり、及びその落下を防止する処置がなされている場合には、フレーム部１５を用いず、天井面に直接、詳細を後述するヒューズ部１６と吊り下げ支持部１７を接続することも可能である。

ヒューズ部１６は、フレーム部１５を構成する各引張材１５ａの一端部側と他端部側にそれぞれ接続して配設されている。また、ヒューズ部１６は、引張材１５ａ（フレーム部１５）の端部側に一端を接続し、他端を天井材６、天井部５の外周端部の横方向外側に配された柱や壁１２、梁などの建物構成部材１３に接続して配設されている。本実施形態では、ヒューズ部１６が天井面に沿う水平方向Ｔ１、Ｔ２に延設され、フレーム部１５の引張材１５ａと建物構成部材１３を連結している。

さらに、ヒューズ部１６は、地震時など、予め設定した外力（設定した外力を上回る力）が作用すると、フレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態を解除するように構成されている。具体的には、所定の強度で破断する材料を用いる他、摩擦機構や機械制御など、様々な構造のヒューズ部１６を状況に応じて適用する。さらに、本実施形態のヒューズ部１６は、地震などによって天井部５に作用する水平力を吸収・減衰させるダンパー１６ａを備えて構成されている。但し、ダンパー１６ａは必ずしも必要ではない。

吊り下げ支持部１７は、フレーム部１５を構成する各引張材１５ａの一端部側と他端部側にそれぞれ接続して設けられている。また、本実施形態の吊り下げ支持部１７は、フレーム部１５の端部側に一端を接続し、建物の上階の床スラブや梁などの上部構造３に他端を接続して設けられている。この吊り下げ支持部１７は、例えば、ワイヤー、炭素繊維シートなどの帯状部材、テープ状部材、シート状部材などを用いて形成されている。すなわち、所定の強度を備えつつある程度フレキシブルな材料を用いて形成されている。そして、本実施形態では、この吊り下げ支持部１７が、予め所定の緩みを持たせた状態で建物の上部構造３とフレーム部１５に接続して設けられている。

なお、吊り下げ支持部の他端は、天井裏側の建物構成部材１３に接続されていればよく、上階の床スラブや梁の他に、天井裏側の壁や柱、梁などの建物構成部材１３に接続するようにしてもよい。すなわち、この吊り下げ支持部１７は、ヒューズ部１６によるフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態が解除された状態で、フレーム部１５を吊り下げ支持することができるようにその他端が建物構成部材１３に接続されていればよい。

次に、上記構成からなる本実施形態の吊り天井構造Ｂの作用及び効果について説明する。

本実施形態の吊り天井構造Ｂにおいては、格子状のフレーム部１５とヒューズ部１６を備えていることにより、図６に示すように、例えば小中規模の地震時など、通常の地震時には、格子状のフレーム部１５からヒューズ部１６を介して天井部５に生じる外力（地震力、水平力）が建物構成部材１３に伝達される。このため、補強ブレース９だけでなく、格子状のフレーム部１５とヒューズ部１６が地震力を水平に伝達する耐震要素、耐震機構として機能し、地震時の吊り天井構造Ｂの天井部５の揺れが小さく抑えられる。

また、本実施形態では、ヒューズ部１６がダンパー１６ａを備えて構成されているため、ヒューズ部１６のダンパー１６ａによって地震時に吊り天井Ｂに作用する外力が吸収・減衰され、天井部５の揺れがさらに小さく抑えられる。

一方、図７に示すように、例えば大規模地震時に、ヒューズ部１６に予め設定した外力（予め設定した外力を上回る力）が作用したり、天井下地８や天井材６が破損するなどして脱落し、フレーム部１５で脱落した天井材６などを受けることでヒューズ部１６に予め設定した外力が作用するとともに、ヒューズ部１６が破断するなどして、ヒューズ部１６によるフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態が解除される。

そして、このとき、格子状のフレーム部１５と吊り下げ支持部１７を備えていることにより、フレーム部１５が吊り下げ支持部１７によって吊り下げ支持される。これにより、これらフレーム部１５と吊り下げ支持部１７がフェイルセーフネットとして機能し、天井材６などの脱落が確実に防止される。

したがって、本実施形態の吊り天井構造Ｂにおいては、格子状のフレーム部１５と、フレーム部１５と壁、柱、梁等の建物構成部材１３を連結するヒューズ部１６を備えていることにより、格子状のフレーム部１５からヒューズ部１６を介して天井材６、天井部５に作用する外力（地震時の水平力など）を建物構成部材１３に伝達することができ、吊り天井Ｂの耐震性能を向上させることができる。これにより、例えば中小規模の地震が発生した場合に、天井材６に破損が生じることがなく、ＢＣＰ（事業継続計画）などの上でも優れた吊り天井構造Ｂにすることができる。

また、ヒューズ部１６に地震時の水平力などの予め設定した外力が作用したり、破損するなどして脱落した天井材６や天井部５をフレーム部１５で受けることによりヒューズ部１６に予め設定した外力が作用するとともに、ヒューズ部１６が破断するなどして、ヒューズ部１６によるフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態を解除することができる。そして、このようにヒューズ部１６によるフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態が解除されることにより、格子状のフレーム部１５が吊り下げ支持部１７によって吊り下げ支持され、これらフレーム部１５と吊り下げ支持部１７がフェイルセーフネットとして機能して、天井材６などの脱落を防止することができる。これにより、地震時などに、天井材６などが脱落して人身安全を脅かすことをなくすことができる。

また、建物構成部材（建物躯体）１３の強度やＢＣＰ等の条件に応じてヒューズ部１６が破断する耐力を自由に設定することができ、想定地震力に対し、適切な耐震性能を付与することが可能になる。

さらに、例えば吊り下げ支持部１７の長さや吊元の位置を調整しておくことで、脱落した天井材６などを受け、フェイルセーフネットとしてフレーム部１５及び吊り下げ支持部１７が機能する際に、天井鉛直変位を小さく抑えることもできる。すなわち、設備等の条件に応じてフェイルセーフネットのように機能する際の鉛直変位位置を自在に調整、設定することができる。

よって、本実施形態の吊り天井構造Ｂによれば、格子状のフレーム部１５（単一の引張材１５ａ）にヒューズ部１６と吊り下げ支持部１７を取り付けることで、耐震機構とフェイルセーフ機構の両機構を構成することができ、構造合理性及び経済性を高めて耐震性能の向上、天井材６の脱落防止（フェイルセーフ性能の向上）を図ることが可能になる。

また、このとき、耐震機構からフェイルセーフ機構に移行する耐力レベル（ヒューズ部１６による連結状態が解除される外力の大きさ）を自由に且つ適切に設定することができ、設計の自由度と信頼性を高めて耐震性能を向上させることが可能になる。

さらに、新設の吊り天井Ｂでも、既設の吊り天井Ｂに対するあと施工でも適用することができ、新設、既設を問わず、比較的容易に施工して、吊り天井Ｂの耐震性能、フェイルセーフ性能を付与、向上させることができる。

また、本実施形態の吊り天井構造Ｂにおいては、予め設定した外力が作用するとともにヒューズ部１６が破断してフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態が解除するようにすると、ヒューズ部１６の構成を簡易にすることができ、容易に且つ確実に、予め設定した外力が作用するとともにフレーム部１５と建物構成部材１３の連結状態を解除させることが可能になる。

また、ヒューズ部１６がダンパー１６ａを備えて構成されていると、地震時に天井部５に作用する外力を吸収・減衰させることができ、天井部５の横揺れを効果的に抑えることが可能になる。そして、このようにヒューズ部１６で天井部５の横揺れを抑えることで、天井材６や天井部５の破損や脱落などを生じにくくすることができ、耐震性能を確実に向上させることが可能になる。

以上、本発明に係る吊り天井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。

例えば、図３に示した複数のＴバー７と、複数の吊りボルト（吊り部材）４と、隣り合うＴバー７に架け渡すように配設されて天井面を形成する天井材６とを備えたライン式の吊り天井に、本実施形態と同様のフレーム部１５とヒューズ部１６と吊り下げ支持部１７を設けて吊り天井構造Ｂを構成してもよい。すなわち、吊り下げ支持された天井下地８に、天井面を形成する天井材６を取り付けて構成した天井部５に対し、フレーム部１５とヒューズ部１６と吊り下げ支持部１７を設けて吊り天井構造Ｂが構成されていれば、特に天井部５の構成を限定する必要はない。

１ 野縁
２ 野縁受け
３ 建物の上部構造（建物構成部材、建物躯体）
４ 吊りボルト（吊り部材）
５ 天井部
６ 天井パネル（天井材）
７ Ｔバー
８ 天井下地
９ 補強ブレース
１０ クリップ
１１ ハンガー
１２ 壁
１３ 建物構成部材（建物躯体）
１５ フレーム部
１５ａ 引張材
１６ ヒューズ部
１６ａ ダンパー
１７ 吊り下げ支持部
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）
Ｔ１ 水平の一方向
Ｔ２ 水平の他方向
Ｔ３ 上下方向

Claims (3)

1. 天井裏側の建物構成部材に上端側を接続した複数の吊り部材に吊り下げ支持された天井下地と、天井下地に取り付けて天井面を形成する板状の天井材とを備える吊り天井構造において、
   格子状に形成され、前記天井材の下方に、且つ前記天井材に接続し前記天井面に沿って配設されたフレーム部と、
   前記フレーム部の端部側に一端を接続し、他端を前記天井材の外周端部の横方向外側に配された建物構成部材に接続して配設され、予め設定した外力が作用するとともに前記フレーム部と前記建物構成部材の連結状態を解除するように構成されたヒューズ部と、
   前記フレーム部の端部側に一端を接続し、前記天井裏側の建物構成部材に他端を接続して設けられ、前記ヒューズ部による前記フレーム部と前記建物構成部材の連結状態が解除されるとともに、前記フレーム部を吊り下げ支持する吊り下げ支持部とを備えて構成されていることを特徴とする吊り天井構造。
2. 請求項１記載の吊り天井構造において、
   前記ヒューズ部が、予め設定した外力が作用すると破断して、前記フレーム部と前記建物構成部材の連結状態を解除するように構成されていることを特徴とする吊り天井構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の吊り天井構造において、
   前記ヒューズ部が、前記天井下地と前記天井材からなる天井部に作用する水平力を吸収・減衰させるダンパーを備えて構成されていることを特徴とする吊り天井構造。

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