JP2016142120A - 天井構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレースに引張力または圧縮力が作用しても、吊り部材が曲げ破壊するのを確実に防止できる天井構造を提供すること。【解決手段】天井構造１は、天井裏空間に設けられた軽量鉄骨下地１０と、この軽量鉄骨下地１０の下部に取り付けられる板状の天井材２０と、軽量鉄骨下地１０の上部と下部とを連結する補強ブレース３０と、を備える。軽量鉄骨下地１０は、上階の躯体２から下方に延びる複数の吊りボルト１１と、この吊りボルト１１に支持されて略水平に延びて天井材２０が取り付けられる複数の野縁受け１２および野縁１３と、を備える。補強ブレース３０の上端部が接合される取付治具１４が、吊りボルト１１を用いて上階の躯体２に固定されている。【選択図】図２

Description

本発明は、天井裏空間にブレースが設けられた天井構造に関する。

従来より、地震時の建物の挙動により、天井下地や天井材に大きな地震力が作用し、これら天井下地や天井材が破損したり落下したりする場合があるため、例えば、天井裏空間にブレースを設けて耐震補強することが提案されている。（特許文献１参照）。

天井下地は、天井裏空間の上階の床躯体から略鉛直下方に延びる吊りボルトと、この吊りボルトの下端に設けられて水平方向に延びる野縁受けと、この野縁受けに支持されて野縁受けに略直交してかつ水平方向に延びる野縁と、を備える。
ブレースは、例えば、水平面に対して傾斜して直線状に延びる軽量鉄骨の部材であり、このブレースの上端は、ブレース金具を介して吊りボルトの上部に係止され、下端は、天井下地である野縁受けや野縁に係止される。

このような天井構造によれば、地震により天井材や天井下地に水平方向の地震力が作用すると、ブレースに引張力または圧縮力が作用してこの地震力に抵抗するので、天井材や天井下地の揺れを防止できる。

特許第４４６４９９６号公報

上述のブレース金具は、実際には、天井裏空間の躯体から数センチ下方に取り付けられる。そのため、吊りボルトの根元（つまり吊りボルトと躯体との接合部分）には、ブレースに作用する引張力または圧縮力によって曲げモーメントが生じることになる。その結果、この曲げモーメントが吊りボルトに許容される曲げ強度を超える場合があり、塑性変形や繰り返し曲げにより、吊りボルトが破断してしまう、という問題があった。

本発明は、ブレースに引張力または圧縮力が作用しても、吊り部材が曲げ破壊するのを確実に防止できる天井構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の天井構造（例えば、後述の天井構造１）は、天井裏空間に設けられた天井下地（例えば、後述の軽量鉄骨下地１０）と、当該天井下地の下部に取り付けられる板状の天井材（例えば、後述の天井材２０）と、前記天井下地の上部と下部とを連結するブレース（例えば、後述の補強ブレース３０）と、を備える天井構造であって、前記天井下地は、上階の躯体（例えば、後述の躯体２）から下方に延びる複数の吊り部材（例えば、後述の吊りボルト１１）と、当該吊り部材に支持される棒状の下地部材（例えば、後述の野縁受け１２および野縁１３）と、を備え、前記ブレースの上端部が接合される取付治具（例えば、後述の取付治具１４、１４Ａ）が、前記吊り部材を用いて前記上階の躯体に固定されていることを特徴とする。

この発明によれば、ブレースの上端部が接合される取付治具を、吊り部材を用いて上階の躯体に固定したので、ブレースの上端部の中心軸が吊り部材と躯体との接合部分の近傍つまり吊り部材のほぼ根元を通る。よって、ブレースに引張力または圧縮力が作用しても、吊り部材にモーメントがほとんど発生しないから、吊り部材が曲げ破壊するのを確実に防止できる。

請求項２に記載の天井構造は、前記取付治具は、前記躯体の下面に設けられて前記吊り部材が貫通する平板状の基部（例えば、後述の基部４０）と、当該基部に立設されて前記ブレースが連結される板状の壁部（例えば、後述の壁部５０、５０Ａ）と、を有し、前記吊り部材には、ナット（例えば、後述のナット６０、６０Ａ）が螺合されて、前記基部を前記躯体の下面に押圧することを特徴とする。

この発明によれば、取付治具を吊り部材に取り付けて、この取付治具にブレースを連結した。よって、この取付治具を介して、吊り部材にブレースを容易に取付けることができる。
また、ブレースに引張力または圧縮力が作用すると、基部と躯体との間にせん断力が作用する。この発明によれば、吊り部材にナットを螺合して、基部を躯体の下面に押圧したので、このせん断力に対して、吊り部材のせん断応力だけでなく、基部と躯体との間の摩擦力で抵抗できる。

ここで、前記壁部には、異なる位置に複数の貫通孔（例えば、後述の貫通孔５１Ａ〜５１Ｆ）が設けられ、前記ブレースは、当該貫通孔に選択的に固定されることが好ましい。

このようにすれば、複数の貫通孔の中から適宜選択して、この選択した貫通孔にブレースを固定することで、ブレースの水平面に対する角度に応じて、このブレースの中心軸が吊り部材と躯体との接合部分の近傍を通るように容易に設定できる。したがって、取付治具の汎用性が向上する。

請求項３に記載の天井構造は、前記基部は、中心部から一辺縁に至るスリット（例えば、後述のスリット４１１、４２１）が形成された２つの部材（例えば、後述の第１基部４１および第２基部４２）を重ねて構成され、前記スリット同士が重なった部分は、前記吊り部材が貫通する貫通孔（例えば、後述の貫通孔４３）となることを特徴とする。

この発明によれば、２つの部材を重ねて、これら各部材のスリットが重なった部分を、吊り部材が貫通する貫通孔とした。よって、既存の天井下地についても、取付治具を容易に取り付けることができる。
ブレースは、天井内の設備や梁型を避けて配置するため、設計上の位置に正確に配置することは困難であるが、この発明によれば、取付治具を吊り部材に後付けできるので、施工段階で取付治具の取付位置を調整できる。

請求項４に記載の天井構造は、前記ナットは、中心部から一辺縁に至るスリット（例えば、後述のスリット６１１）が形成されてかつ重ねて配置された２つの半割ナット（例えば、後述の半割ナット６１）と、当該２つの半割ナットを覆うロック部材（例えば、後述のロック部材６２）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、ナットを締め付けることにより、取付治具を吊り部材および躯体に確実に固定できる。
ここで、半割ナットを重ねて、これら半割ナットのスリットが重なった部分を、吊り部材が螺合されるねじ孔とした。そして、ロック部材により、これら半割ナット同士の相対位置を保持した。よって、既存の天井下地に、ナットを容易に取り付けることができる。

本発明によれば、ブレースの上端部が接合される取付治具を、吊り部材を用いて上階の躯体に固定したので、ブレースの上端部の中心軸が吊り部材と躯体との接合部分の近傍つまり吊り部材のほぼ根元を通る。よって、ブレースに引張力または圧縮力が作用しても、吊り部材にモーメントがほとんど発生しないから、吊り部材が曲げ破壊するのを確実に防止できる。

本発明の第１実施形態に係る天井構造の断面図である。 前記実施形態に係る天井構造の取付治具の断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 前記実施形態に係る取付治具の基部の構造を説明するための図である。 前記実施形態に係る取付治具に用いられるナットの構造を説明するための図である。 前記実施形態に係る取付治具に作用する力を説明するための図である。 本発明の第２実施形態に係る取付治具を下方から見上げた平面図である。 図７のＢ−Ｂ断面図である。 図７のＣ−Ｃ断面図である。 前記実施形態に係る取付治具の基部の構造を説明するための図である。 前記実施形態に係る取付治具の壁部とブレースとの接合部分の構造を説明 本発明の第２実施形態に係るナットの断面図および下方から見上げた平面図である。 前記実施形態に係るナットの構造を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る天井構造１の断面図である。

天井構造１は、天井裏空間に設けられた天井下地としての軽量鉄骨下地１０と、この軽量鉄骨下地１０の下部に取り付けられる板状の天井材２０と、軽量鉄骨下地１０の上部と下部とを連結する補強ブレース３０と、を備える。

軽量鉄骨下地１０は、天井裏の上階の躯体２から下方に延びる複数の吊り部材としての吊りボルト１１と、これら吊りボルト１１に支持されて略水平かつ互いに略平行に棒状に延びる複数の下地部材としての野縁受け１２と、これら野縁受け１２に支持されて野縁受け１２に略直交しかつ略水平で互いに略平行に棒状に延びる複数の下地部材としての野縁１３と、を備える。
補強ブレース３０は、取付治具１４に接合されており、この取付治具１４は、吊りボルト１１を用いて、上階の躯体２に固定されている。

図２は、取付治具１４の断面図である。図３は、図２のＡ−Ａ断面図である。
取付治具１４は、躯体２の下面に設けられて吊りボルト１１が貫通する平板状の基部４０と、基部４０に立設されて補強ブレース３０が連結される板状の壁部５０と、を有する。
吊りボルト１１は、全周に亘ってねじが刻設されており、躯体２に打ち込まれたインサート３に螺合されている。この吊りボルト１１には、基部４０を躯体２の下面に押圧するナット６０が螺合される。

基部４０は、中心部から一辺縁に至るスリットが形成された２つの板状の部材としての第１基部４１と第２基部４２とを重ねて構成される（図４参照）。
第１基部４１には、中心部から一辺縁に至るスリット４１１が形成されている。
また、この第１基部４１の壁部５０の外側には、係止部４１２が立設されている。

第２基部４２には、中心部から一辺縁に至るスリット４２１が形成され、壁部５０は、この第２基部４２上に形成される。
この第２基部４２と壁部５０とは、山形鋼で一体に形成されており、第２基部４２と壁部５０との間には、一対のスチフナ５２が設けられている。

第１基部４１および第２基部４２には、貫通孔７０が形成されており、この貫通孔７０には、躯体２に至るコンクリートビス７１が打ち込まれている。このコンクリートビス７１により、補強ブレース３０に引張力または圧縮力が作用した際に、この引張力または圧縮力で取付治具１４が回転するのを防止できる。

図４に示すように、第１基部４１のスリット４１１と第２基部４２のスリット４２１とで吊りボルト１１を挟んで、第１基部４１と第２基部４２とを重ねることにより、スリット４１１とスリット４２１との重なった部分が、吊りボルト１１が挿通される貫通孔４３となる。
また、このとき、第１基部４１の係止部４１２に第２基部４２が係止して、第１基部４１と第２基部４２とが面内方向に相対移動するのを防止する。

補強ブレース３０は、角形鋼管であり、上端側に貫通孔３１が設けられている。
壁部５０には、複数の貫通孔５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄが設けられており、補強ブレース３０は、貫通孔５１Ａ〜５１Ｄに選択的にボルト固定される。なお、本実施形態では、補強ブレース３０は、貫通孔５１Ｂにボルト固定されている。

すなわち、壁部５０の貫通孔５１Ｂと補強ブレース３０の貫通孔３１とにボルト４４を挿通して、このボルト４４にナット４５を螺合することで、補強ブレース３０は、壁部５０に回転可能に支持される。

また、貫通孔５１Ａに補強ブレース３０を取付けて、この補強ブレース３０の水平面に対する角度を４５°に設定することにより、補強ブレース３０の中心軸が、吊りボルト１１の根元（つまり吊りボルト１１と躯体２との接合部分）を通るようになっている。
同様に、貫通孔５１Ｂ〜５１Ｄに補強ブレース３０を取付けて、この補強ブレース３０の水平面に対する角度をそれぞれ５０°、５５°、６０°に設定することにより、補強ブレース３０の中心軸が、吊りボルト１１の根元（つまり吊りボルト１１と躯体２との接合部分）を通るようになっている。

図５に示すように、ナット６０は、中心部から一辺縁に至るスリット６１１が形成されてかつ重ねて配置された２つの半割ナット６１と、これら２つの半割ナット６１を覆うロック部材６２と、を備える。
半割ナット６１には、中心部から一辺縁に至るスリット６１１が形成されている。このスリット６１１の内端側には、ねじが刻設されている。
これら半割ナット６１のスリット６１１で吊りボルト１１を両側から挟み込んで、半割ナット６１を重ねることにより、スリット６１１同士の重なった部分が、吊りボルト１１が螺合されるねじ孔６３となる。

ロック部材６２は、側面が開放された箱状であり、中心部から一辺縁に至るスリット６２１が形成されている。半割ナット６１を重ねた状態でロック部材６２の内部に収納することにより、ロック部材６２は、半割ナット６１同士の相対位置を保持する。

次に、既存の天井下地１０に補強ブレース３０を取り付ける手順について説明する。
まず、取付治具１４に吊りボルト１１を挿通する。すなわち、第１基部４１と第２基部４２とを吊りボルト１１を挟み込むように重ねて配置することにより貫通孔４３を形成し、この貫通孔４３に吊りボルト１１を挿通する。

次に、吊りボルト１１にナット６０を取付けて締め付けることで、取付治具１４を躯体２に固定する。すなわち、半割ナット６１で吊りボルト１１を挟み込んで、この状態で、ロック部材６２内に半割ナット６１を収納し、ナット６０を締め付ける。

次に、取付治具１４に補強ブレース３０を取り付ける。すなわち、補強ブレース３０の中心軸が吊りボルト１１の根元を通るように、補強ブレース３０の水平面に対する角度に応じて壁部５０の貫通孔５１Ａ〜５１Ｄの中から適宜選択し、ボルト４４、ナット４５を用いて、補強ブレース３０をこの選択した貫通孔に固定する。

この取付治具１４によれば、図６に示すように、補強ブレース３０の中心軸が吊りボルト１１の根元を通るので、補強ブレース３０に引張力Ｐが作用しても、吊りボルト１１にモーメントＭが発生せず、躯体２と基部４０との間や吊りボルト１１にせん断力Ｑのみが作用することになる。なお、引張力Ｐに限らず、補強ブレース３０に圧縮力が作用して場合も、同様の結果となる。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）補強ブレース３０の上端部が接合される取付治具１４を、吊りボルト１１を用いて躯体２に固定したので、補強ブレース３０の上端部の中心軸が吊りボルト１１と躯体２との接合部分の近傍つまり吊りボルト１１のほぼ根元を通る。したがって、補強ブレース３０に引張力Ｐまたは圧縮力が作用しても、吊りボルト１１にモーメントがほとんど発生しないから、吊りボルト１１が曲げ破壊するのを確実に防止できる。

（２）取付治具１４を吊りボルト１１に取り付けて、この取付治具１４に補強ブレース３０を連結した。よって、この取付治具１４を介して、吊りボルト１１に補強ブレース３０を容易に取付けることができる。
また、補強ブレース３０に引張力Ｐまたは圧縮力が作用すると、基部４０と躯体２との間にせん断力が作用するが、吊りボルト１１にナット６０を螺合して、基部４０を躯体２の下面に押圧したので、このせん断力に対して、吊りボルト１１のせん断応力だけでなく、基部４０と躯体２との間の摩擦力で抵抗できる。

（３）複数の貫通孔５１Ａ〜５１Ｆの中から適宜選択して、この選択した貫通孔に補強ブレース３０を固定することで、補強ブレース３０の水平面に対する角度に応じて、補強ブレース３０の中心軸が吊りボルト１１と躯体２との接合部分の近傍を通るように容易に設定できる。したがって、取付治具１４の汎用性が向上する。

（４）第１基部４１と第２基部４２とを重ねて、これらのスリット４１１、４２１が重なった部分を、吊りボルト１１が貫通する貫通孔４３とした。よって、既存の天井下地についても、取付治具１４を容易に取り付けることができる。
また、取付治具１４を吊りボルト１１に後付けできるので、施工段階で取付治具１４付位置を調整できる。

（５）ナット６０を締め付けることにより、取付治具１４を吊りボルト１１および躯体２に確実に固定できる。
ここで、半割ナット６１を重ねて、これら半割ナット６１のスリット６１１が重なった部分を、吊りボルト１１が螺合されるねじ孔６３とした。そして、ロック部材６２により、これら半割ナット６１同士の相対位置を保持した。よって、既存の天井下地に、ナット６０を容易に取り付けることができる。

〔第２実施形態〕
図７は、本発明の第２実施形態に係る取付治具１４Ａを下方から見上げた平面図である。図８は、図７のＢ−Ｂ断面図であり、図９は、図７のＣ−Ｃ断面図である。
本実施形態では、一対の壁部５０Ａで補強ブレース３０を支持した点が、第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

すなわち、取付治具１４Ａは、躯体２の下面に設けられて吊りボルト１１が貫通する平板状の基部４０と、基部４０に立設されて補強ブレース３０が連結される板状の一対の壁部５０Ａと、を有する。
一対の壁部５０Ａは、第１基部４１上に互いに対向して形成される。係止部４１２は、この第１基部４１の一対の壁部５０Ａ同士の間の辺縁に立設されている。

図１０に示すように、第１基部４１のスリット４１１と第２基部４２のスリット４２１とで吊りボルト１１を挟んで、第１基部４１と第２基部４２とを重ねることにより、スリット４１１とスリット４２１との重なった部分が、吊りボルト１１が挿通される貫通孔４３となる。

補強ブレース３０の上端部は、これら一対の壁部５０Ａの間に配置される。
一対の壁部５０Ａには、複数の貫通孔５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆが設けられており、補強ブレース３０は、貫通孔５１Ａ〜５１Ｆに選択的にボルト固定される。なお、本実施形態では、補強ブレース３０は、貫通孔５１Ｃにボルト固定されている。

図１１に示すように、壁部５０Ａの貫通孔５１Ｃと補強ブレース３０の貫通孔３１とにボルト４４を挿通して、このボルト４４にナット４５、４６を螺合することで、補強ブレース３０は、一対の壁部５０Ａに回転可能に接合される。具体的には、ボルト４４とナット４５とで、補強ブレース３０および一方の壁部５０Ａを挟み込むとともに、一対のナット４６で他方の壁部５０Ａを挟み込む。

本実施形態では、貫通孔５１Ａ〜５１Ｆに補強ブレース３０を取付けて、この補強ブレース３０の水平面に対する角度をそれぞれ４５°、４８°、５１°、５４°、５７°、６０°に設定することにより、補強ブレース３０の中心軸が、吊りボルト１１の根元（つまり吊りボルト１１と躯体２との接合部分）を通るようになっている。

本実施形態によれば、上述の（１）〜（５）と同様の効果がある。

〔第３実施形態〕
図１２は、本発明の第３実施形態に係るナット６０Ａの断面図および下方から見た平面図である。
本実施形態では、ナット６０の代わりにナット６０Ａを用いる点が、第１、２実施形態と異なり、その他の構成は第１、２実施形態と同様である。

すなわち、ナット６０Ａは、スリット８１１が形成された雌プレート８１と、この雌プレート８１のスリット８１１に嵌合する雄プレート８２と、これらプレート８１、８２を覆うロック部材８３と、を備える。
雌プレート８１のスリット８１１は、雌プレート８１の中心部から一辺縁に至るものであり、このスリット８１１の内端側には、ねじが刻設されている。

雄プレート８２には、凹部８２１が形成されており、この凹部８２１には、ねじが刻設されている。この雄プレート８２は、雌プレート８１のスリット８１１に面外方向から嵌合されて、面内方向に引き離されないようになっている。

図１３に示すように、雌プレート８１のスリット８１１と雄プレート８２の凹部８２１とで吊りボルト１１を両側から挟み込んで、雄プレート８２を雌プレート８１のスリット８１１に嵌合することにより、スリット８１１と凹部８２１とで形成される部分が、吊りボルト１１が螺合されるねじ孔８４となる。

ロック部材８３は、側面が開放された箱状であり、中心部から一辺縁に至るスリット８３１が形成されている。雄プレート８２を雌プレート８１に嵌合した状態でロック部材８３の内部に収納することにより、ロック部材８３は、雌プレート８１と雄プレート８２との相対位置を保持する。

本実施形態によれば、上述の（１）〜（５）と同様の効果がある。

なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上述の各実施形態では、ナット６０、６０Ａを、複数の部材を組み合わせて吊りボルト１１に後付けできるようにしたが、これに限らず、予め、通常のナットを吊りボルトに嵌めておいてもよい。

また、上述の各実施形態では、ナット６０、６０Ａの締付けトルクを調整することにより、補強ブレース３０に引張力Ｐが作用した際に生じるせん断力を、吊りボルト１１のせん断耐力で負担してもよいし、躯体２と基部４０との間の摩擦力で負担してもよい。なお、せん断力を躯体２と基部４０との間の摩擦力で負担した場合、コンクリートビス７１は不要となる。

また、上述の各実施形態では、天井面が略水平となる天井に本発明を適用したが、これに限らず、天井面が水平面に対して傾斜した斜め天井についても、本発明を適用できる。

１…天井構造
２…躯体
３…インサート
１０…軽量鉄骨下地（天井下地）
１１…吊りボルト（吊り部材）
１２…野縁受け（下地部材）
１３…野縁（下地部材）
１４、１４Ａ…取付治具
２０…天井材
３０…補強ブレース
３１…貫通孔
４０…基部
４１…第１基部（部材）
４２…第２基部（部材）
４３…貫通孔
４４…ボルト
４５、４６…ナット
５０、５０Ａ…壁部
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ、５１Ｅ、５１Ｆ…貫通孔
５２…スチフナ
６０、６０Ａ…ナット
６１…半割ナット
６２…ロック部材
６３…ねじ孔
７０…貫通孔
７１…コンクリートビス
８１…雌プレート
８２…雄プレート
８３…ロック部材
８４…ねじ孔
４１１…スリット
４１２…係止部
４２１…スリット
６１１…スリット
６２１…スリット
８１１…スリット
８２１…凹部
８３１…スリット

Claims (4)

1. 天井裏空間に設けられた天井下地と、当該天井下地の下端に取り付けられる板状の天井材と、前記天井下地の上部と下部とを連結するブレースと、を備える天井構造であって、
   前記天井下地は、上階の躯体から下方に延びる複数の吊り部材と、当該吊り部材に支持される棒状の下地部材と、を備え、
   前記ブレースの上端部が接合される取付治具が、前記吊り部材を用いて前記上階の躯体に固定されていることを特徴とする天井構造。
2. 前記取付治具は、前記吊り部材が貫通する平板状の基部と、当該基部に立設されて前記ブレースが連結される板状の壁部と、を有し、
   前記吊り部材には、ナットが螺合されて、前記基部を前記躯体の下面に押圧することを特徴とする請求項１に記載の天井構造。
3. 前記基部は、中心部から一辺縁に至るスリットが形成された２つの部材を重ねて構成され、
   前記スリット同士が重なった部分は、前記吊り部材が貫通する貫通孔となることを特徴とする請求項２に記載の天井構造。
4. 前記ナットは、中心部から一辺縁に至るスリットが形成されてかつ重ねて配置された２つの半割ナットと、当該２つの半割ナットを覆うロック部材と、を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の天井構造。

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