JP2016196756A - 天井落下防止構造およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地震時に大きな揺れが天井に加わった場合に、天井材が落下するのを防止しつつ、耐震性能を向上できる天井落下防止構造を提供すること。
【解決手段】天井落下防止装置１０は、天井１の天井裏空間の床３から複数の天井開口２７を通って天井面の下方まで延びる複数の束材３２と、これら束材３２に支持されて天井開口２７を塞ぐ複数のキャップ４０と、天井１の天井面に沿って複数の束材３２間に架設された受け材５０と、を備える。束材３２は、キャップ４０および受け材５０を貫通しており、束材３２には、上下面が略球面である第１ナット４５が螺合されて、第１ナット４５がキャップ４０の下面に係止するとともに、上下面が略球面である第２ナット４７が螺合されて、第２ナット４７が受け材５０の下面に係止する。
【選択図】図３

Description

本発明は、天井の落下を防止する天井落下防止構造およびその施工方法に関する。

従来より、大地震や長周期地震動が加わった建物では、天井材が落下するおそれがあるため、天井下地を耐震補強することが行われている。
天井は、例えば、上階の床から吊り下げられた吊りボルトと、この吊りボルトに支持されて略水平に延びる野縁受けと、略水平でかつ野縁受けに交差する方向に延びるとともに野縁受けに支持される野縁と、この野縁の下面に張り付けられた天井面材と、を備える。

ここで、吊りボルトに螺合されたハンガーに野縁受けを嵌め込むことで、野縁受けが吊りボルトに支持される。また、野縁と野縁受けとが交差する箇所では、野縁と野縁受けとの間にクリップを嵌め込むことで、野縁が野縁受けに支持される。
よって、このような構造の天井では、大きな地震荷重が作用すると、クリップが外れたり野縁受けがハンガーから外れたりして、天井材が落下するおそれがある。

そこで、例えば、天井材を下から支持して、天井材が落下するのを防止する天井落下防止構造が提案されている（特許文献１参照）。この天井落下防止構造は、天井裏空間の床から開口を通って天井面の下方まで延びる複数の束材と、束材に支持されて開口を塞ぐ複数のキャップと、複数の束材間に架設されて天井の天井面を支持する受け材と、を備える。

特開２０１５−２５２８０号公報

しかしながら、特許文献１に示された天井支持構造では、大きな揺れが加わった場合、キャップおよび受け材が水平方向に変位して、束材とキャップおよび受け材との接合部分に、曲げ応力およびせん断応力が繰り返し発生し、その結果、束材が伸びたり、キャップとの接合部分が緩んだりするおそれがあった。

本発明は、地震時に大きな揺れが天井に加わった場合に、天井材が落下するのを防止しつつ、耐震性能を向上できる天井落下防止構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の天井落下防止構造（例えば、後述の天井落下防止装置１０）は、天井（例えば、後述の天井１）の落下を防止する天井落下防止構造であって、前記天井の天井面には、複数の開口（例えば、後述の天井開口２７）が形成され、前記天井の天井裏空間の構造体（例えば、後述の床３）から前記複数の開口を通って前記天井面の下方まで延びる複数の束材（例えば、後述の束材３２）と、当該束材に支持されて前記開口を塞ぐ複数のキャップ（例えば、後述のキャップ４０）と、前記複数の束材間に架設されて前記天井の天井面を支持する受け材（例えば、後述の受け材５０）と、を備え、前記束材は、前記キャップおよび前記受け材を貫通しており、前記束材には、少なくとも上面が略球面である第１ナット（例えば、後述の第１ナット４５）が螺合されて、当該第１ナットが前記キャップの下面に係止するとともに、少なくとも上面が略球面である第２ナット（例えば、後述の第２ナット４７）が螺合されて、当該第２ナットが前記受け材の下面に係止することを特徴とする。

この発明によれば、地震時に、野縁や野縁受けなどの天井材同士の連結が外れても、天井全体または天井材の一部が受け材に引っ掛かるので、天井材や、ダクト、配線ラックなどの天井内重量物が落下するのを防止できる。

また、第１ナットの上面を略球面として、キャップに係止させるとともに、第２ナットの上面を略球面として、受け材に係止させた。よって、キャップおよび受け材が水平方向に変位しても、第１ナットの上面がキャップの下面を転動し、かつ、第２ナットの上面が受け材の下面を転動する。これにより、束材とキャップおよび受け材とがピン接合となるので、束材とキャップおよび受け材との接合部分に発生する曲げ応力やせん断応力を大幅に低減できる。したがって、束材が伸びたりキャップとの接合部分が緩んだりするのを防止して、耐震性能を向上できる。

請求項２に記載の天井落下防止構造は、前記構造体（例えば、後述の床３）に固定されて下方に延びる固定部材（例えば、後述の固定ボルト３０）と、当該固定部材が摺動可能に支持されてかつ前記束材が固定された箱状の支持部材（例えば、後述の支持部材３１）と、を備え、前記支持部材の上面には、前記固定部材が貫通する貫通孔（例えば、後述の貫通孔３６）が設けられ、前記支持部材の内面のうち前記貫通孔の周囲は、略球面であり、前記固定部材の下端部は、前記貫通孔に係止しかつ上面が略球面の鍔状であることを特徴とする。

地震時には、キャップおよび受け材が水平方向に変位し、接合部分にも、曲げ応力およびせん断応力が発生することになる。
しかしながら、この発明によれば、支持部材の内面を略球面とし、固定部材の下端部の上面を略球面としたので、キャップおよび受け材が水平方向に変位しても、支持部材の内面が固定部材の下端部の上面を摺動して、支持部材の固定部材に対する姿勢が変化する。これにより、束材と構造体とがピン接合となり、束材と構造体との接合部分に発生する曲げ応力やせん断応力を大幅に低減でき、束材が伸びたりキャップとの接合部分が緩んだりするのを防止して、耐震性能をさらに向上できる。

請求項３に記載の天井落下防止構造の施工方法は、前記天井の天井面に、複数の開口を形成する工程（例えば、後述のステップＳ１）と、前記天井面の下側から前記複数の開口を通して前記天井の天井裏空間の構造体に前記束材を取り付ける工程（例えば、後述のステップＳ２、Ｓ３）と、前記開口を前記キャップで塞いで、前記第１ナットにより当該キャップを前記束材に取り付ける工程（例えば、後述のステップＳ４）と、前記天井の天井面に沿って前記受け材を配置して、前記第２ナットにより当該受け材を前記束材に取り付ける工程（例えば、後述のステップＳ５、Ｓ６）と、を備えることを特徴とする。

この発明によれば、天井落下防止構造の構築に係る全ての作業を、天井面の下側から施工できるので、既存の天井を解体する必要がなく、低コストでかつ簡易に施工できる。
また、既存建物に本発明の天井落下防止構造を構築する場合でも、天井裏空間では配管や配線を避けて束材を取り付けるだけでよいので、確実に施工できる。また、天井下で居住者の執務が継続中であっても、執務場所から離れた位置や執務の合間に施工できるので、執務を継続しながら簡易かつ確実に施工できる。

本発明によれば、地震時に大きな揺れが天井に加わった場合に、天井材が落下するのを防止しつつ、耐震性能を向上できる。

本発明の一実施形態に係る天井落下防止構造が適用された天井の縦断面図である。 前記実施形態に係る天井落下防止構造を下方から視た斜視図である。 前記実施形態に係る天井落下防止構造を主部材に交差する方向で切断した断面図である。 前記実施形態に係る天井落下防止構造を主部材に沿った方向で切断した断面図である。 前記実施形態に係る天井落下防止構造の動作の説明図である。 前記実施形態に係る天井落下防止構造の施工手順のフローチャートである。 前記実施形態に係る天井落下防止構造の施工手順の説明図（その１）である。 前記実施形態に係る天井落下防止構造の施工手順の説明図（その２）である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る天井落下防止構造としての天井落下防止装置１０が適用された天井１の断面図である。図２は、天井落下防止装置１０を下方から視た斜視図である。

天井１は、既存の在来天井であり、既存建物２内に設けられている。この既存建物２には、天井１全体の落下を防止する天井落下防止装置１０が設けられている。

天井１は、上階の床３から吊り下げられた吊りボルト２１と、この吊りボルト２１に支持されて略水平に延びる野縁受け２２と、略水平でかつ野縁受け２２に交差する方向に延びるとともに野縁受け２２に支持される野縁２３と、この野縁２３の下面に張り付けられた天井面材２４と、を備える。

野縁受け２２は、吊りボルト２１にハンガー２５を螺合し、このハンガー２５に野縁受け２２を嵌め込むことで、吊りボルト２１に支持される。
また、野縁受け２２と野縁２３とが交差する箇所において、野縁受け２２と野縁２３との間にクリップ２６を嵌め込むことで、野縁２３が野縁受け２２に支持される。
また、天井面を構成する天井面材２４の複数箇所には、天井面材２４を上下に貫通する円形の天井開口２７が形成されている。

天井落下防止装置１０は、天井１の天井裏空間の構造体としての上階の床３に固定されて下方に延びる固定部材としての固定ボルト３０と、この固定ボルト３０に摺動可能に支持された箱状の支持部材３１と、この支持部材３１に固定されて天井開口２７を通って天井面材２４よりも下方まで延びる複数の束材３２と、複数の天井開口２７を塞ぐ複数のキャップ４０と、天井１の天井面材２４に沿って複数の束材３２間に架設された複数の受け材５０と、を備える。

図３は、天井落下防止装置１０を主部材５１に交差する方向で切断した断面図である。図４は、天井落下防止装置１０を主部材５１に沿った方向で切断した断面図である。
上階の床３の下面には、雌ねじが形成されたアンカー４があと施工アンカーにより打ち込まれている。固定ボルト３０の首部３４は、このアンカー４に螺合され、固定ボルト３０の頭部３５は、下方に露出している。

支持部材３１の上面には、固定ボルト３０の首部３４が貫通する貫通孔３６が設けられており、支持部材３１の内面のうち貫通孔３６の周囲は、略球面となっている。
固定ボルト３０の首部３４は、ワッシャ３７に挿通されている。固定ボルト３０の下端部である頭部３５の上面およびワッシャ３７は、略球面となっており、これにより、固定ボルト３０の下端部は、貫通孔３６に係止しかつ上面が略球面の鍔状となっている。
この束材３２では、支持部材３１の内面が固定ボルト３０のワッシャ３７上を摺動することにより、支持部材３１の固定ボルト３０に対する姿勢が変化する。

束材３２の外周面には、雄ねじが刻設されている。支持部材３１の下面には貫通孔３８が設けられており、束材３２は、この貫通孔３８に挿通されている。束材３２の上端部には、固定ナット３９が螺合され、これにより、束材３２は、支持部材３１に係止している。
この束材３２としては、吊りボルト、ワイヤー、棒鋼、形鋼など、負担する鉛直力に応じて、強度や材質（鉄、アルミ、ステンレス、炭素繊維など）を適宜選定してよい。

キャップ４０は、円盤状のキャップ本体４１と、このキャップ本体４１の周縁部から下方に延びる円筒形状の壁部４２と、を備える。
キャップ本体４１の略中心には、貫通孔４３が形成されている。この貫通孔４３には、束材３２が挿通される。これにより、束材３２がキャップ４０を貫通している。
また、壁部４２の外径は、天井開口２７の直径よりも小さくなっている。

このキャップ４０が天井開口２７に取り付けられた状態では、壁部４２が天井開口２７の内周面に沿って位置するとともに、キャップ本体４１が天井開口２７を下側から塞いでいる。
また、キャップ本体４１の貫通孔４３には、束材３２の束材３２が挿通されて下方に露出しており、この束材３２のキャップ本体４１から露出した部分には、ワッシャ４４が挿通され、さらに、上下面が略球面である第１ナット４５が螺合されている。これにより、第１ナット４５がワッシャ４４を介してキャップ４０の下面に係止して、キャップ４０は束材３２に支持される。

図２にも示すように、受け材５０は、アルミニウム製であり、略水平かつ格子状に延びている。なお、受け材５０は、アルミニウム製に限らず、めっきを施した鉄製あるいはステンレス製としてもよい。
この受け材５０は、具体的には、天井１の野縁受け２２に略平行に延びる主部材５１と、主部材５１に交差する方向つまり天井１の野縁２３に略平行に延びる副部材５２と、を備える。

主部材５１は、束材３２により所定間隔おきに支持されている。
すなわち、主部材５１の上面には、長さ方向に沿って溝５１Ａが形成されており、上述の束材３２は、この溝５１Ａを貫通している。これにより、束材３２が受け材５０を貫通している。
この束材３２の主部材５１から下方に露出した部分には、ワッシャ４６が挿通され、さらに、上下面が略球面である第２ナット４７が螺合されて締め付けられている。これにより、第２ナット４７は、この主部材５１の溝５１Ａに収容されて、ワッシャ４６を介して主部材５１の下面に係止し、受け材５０が束材３２に支持される。

したがって、第１ナット４５および第２ナット４７の高さ位置（レベル）を調整することで、キャップ４０の高さ位置（レベル）を調整して、その結果、主部材５１の高さ位置（レベル）を調整できる。
また、これら主部材５１同士は、直線状に延びる継手５３を介して接合される。

副部材５２は、主部材５１同士の間に架設されている。この副部材５２は、主部材５１同士を連結するものであり、副部材５２と主部材５１とは、十字形状あるいはＴ字形状の継手５４を介して接合される。

以上の天井落下防止装置１０は、以下のように動作する。例えば、図５に示すように、地震時に大きな揺れが加わって、キャップ４０および受け材５０が図５中白抜き矢印方向に水平に変位した場合を想定する。すると、図５中斜線入りの矢印で示すように、束材３２の姿勢がキャップ４０および受け材５０に対して倒れる方向に変化しようとする。

このとき、図５中黒矢印で示すように、束材３２とキャップ４０および受け材５０との接合部では、第１ナット４５の上面がキャップ本体４１の下面を転動するとともに、第２ナット４７の上面が受け材５０の下面を転動する。また、束材３２と床３との接合部では、支持部材３１の内面が固定ボルト３０の下端部の上面を摺動する。
これにより、束材３２とキャップ４０および受け材５０とがピン接合となるとともに、束材３２と床３とがピン接合となるので、天井落下防止装置１０は、キャップ４０および受け材５０の水平方向の変位に追従する。

次に、以上の天井落下防止装置１０を、既存建物２の天井１に取り付ける手順について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。
ステップＳ１では、天井面材２４の下側つまり室内側から作業して、天井面材２４に天井開口２７を形成する。

ステップＳ２では、天井面材２４の下側から作業して、床３にアンカー４を打ち込む。
具体的には、図７に示すように、作業者Ａは、天井面材２４の下側からハンマードリル６０のドリルビット６１を天井開口２７に通して、床３に削孔する。その後、この削孔した穴にアンカー４を打ち込む。

ステップＳ３では、天井面材２４の下側から作業して、アンカー４に固定ボルト３０、支持部材３１および束材３２を取り付ける。

ステップＳ４では、束材３２にキャップ４０を取り付ける。
具体的には、キャップ本体４１の貫通孔４３に束材３２を挿通しながら、壁部４２を天井開口２７に下から挿入して、キャップ本体４１で天井開口２７を下から塞ぐ。この状態で、この支持部材３１の露出した部分に、ワッシャ４４を取り付けて第１ナット４５を螺合する。

ステップＳ５では、図８に示すように、束材３２に主部材５１を取り付ける。
具体的には、作業者Ａは、主部材５１の貫通孔に束材３２を挿通して、主部材５１を天井面材２４の下面に配置する。この状態で、この支持部材３１の露出した部分に、ワッシャ４６を取り付けて第２ナット４７を螺合する。

ステップＳ６では、主部材５１同士の間に副部材５２を取り付ける。具体的には、継手５４を用いて、主部材５１に副部材５２を取り付ける。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）、大きな揺れが天井１に加わって、野縁２３や野縁受け２２などの天井材同士の連結が外れてしまっても、天井１は全体として受け材５０に引っ掛かるので、天井１の構成部材や、ダクト、配線ラックなどの天井内重量物が落下するのを防止できる。
また、束材３２とキャップ４０および受け材５０とがピン接合となるので、天井落下防止装置１０に大きな揺れが加わった場合でも、束材３２とキャップ４０および受け材５０との接合部分に発生する曲げ応力やせん断応力を大幅に低減できる。よって、束材３２が伸びたり、束材３２とキャップ４０との接合部分が緩んだりするのを防止して、耐震性能を向上できる。

（２）束材３２と床３とがピン接合となるので、天井落下防止装置１０に大きな揺れが加わった場合でも、束材３２と床３との接合部分に発生する曲げ応力やせん断応力を大幅に低減できるから、耐震性能をさらに向上できる。

（３）天井落下防止装置１０を構築するための全ての作業を、天井面の下側から施工できるので、既存の天井１を解体する必要がなく、低コストでかつ簡易に施工できる。
また、既存建物２に天井落下防止装置１０を取り付ける場合、天井裏空間では、配管や配線を避けて束材３２を取り付けるだけでよいので、天井落下防止装置１０を確実に施工できる。

また、天井１の下で居住者の執務が継続中であっても、執務場所から離れた位置や執務の合間に施工できるので、天井落下防止装置１０を確実に施工できる。

（４）キャップ４０の高さ位置を適宜決定することで、天井面に突起や段差があっても、これらと干渉しないように、天井落下防止装置１０を取り付けることができる。

（５）継手５３、５４を用いて、主部材５１同士あるいは主部材５１と副部材５２とを接合したので、天井落下防止装置１０の大きさや形状を任意に設定できるから、現場の状況に応じた適切な施工が可能となり、工期を短縮できる。

（６）副部材５２で主部材５１同士を連結したので、主部材５１に地震動が作用しても、主部材５１の振動量および振動周期を均一化できる。また、主部材５１あるいは副部材５２を周囲の壁に固定した場合には、地震時の水平力を壁に負担させることができる。

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、上述の実施形態では、天井１を在来天井としたが、これに限らず、システム天井にも適用できる。
また、上述の実施形態では、主部材５１同士あるいは主部材５１と副部材５２とを、継手５３、５４を用いて接合したが、これに限らず、直接、主部材５１同士あるいは主部材５１と副部材５２とを接合してもよい。

Ａ…作業者
１…天井 ２…既存建物 ３…上階の床（構造体） ４…アンカー
１０…天井落下防止装置（天井落下防止構造）
２１…吊りボルト ２２…野縁受け ２３…野縁 ２４…天井面材
２５…ハンガー ２６…クリップ ２７…天井開口
３０…固定ボルト（固定部材） ３１…支持部材 ３２…束材
３４…首部 ３５…頭部 ３６…貫通孔 ３７…ワッシャ ３８…貫通孔
４０…キャップ ４１…キャップ本体 ４２…壁部 ４３…貫通孔
４４…ワッシャ ４５…第１ナット ４６…ワッシャ ４７…第２ナット
５０…受け材 ５１…主部材 ５１Ａ…溝 ５２…副部材 ５３…継手 ５４…継手
６０…ハンマードリル ６１…ドリルビット

Claims (3)

1. 天井の落下を防止する天井落下防止構造であって、
   前記天井の天井面には、複数の開口が形成され、
   前記天井の天井裏空間の構造体から前記複数の開口を通って前記天井面の下方まで延びる複数の束材と、当該束材に支持されて前記開口を塞ぐ複数のキャップと、前記複数の束材間に架設されて前記天井の天井面を支持する受け材と、を備え、
   前記束材は、前記キャップおよび前記受け材を貫通しており、
   前記束材には、少なくとも上面が略球面である第１ナットが螺合されて、当該第１ナットが前記キャップの下面に係止するとともに、少なくとも上面が略球面である第２ナットが螺合されて、当該第２ナットが前記受け材の下面に係止することを特徴とする天井落下防止構造。
2. 前記構造体に固定されて下方に延びる固定部材と、当該固定部材に摺動可能に支持されてかつ前記束材が固定された箱状の支持部材と、を備え、
   前記支持部材の上面には、前記固定部材が貫通する貫通孔が設けられ、
   前記支持部材の内面のうち前記貫通孔の周囲は、略球面であり、
   前記固定部材の下端部は、前記貫通孔に係止しかつ上面が略球面の鍔状であることを特徴とする請求項１に記載の天井落下防止構造。
3. 請求項１または２に記載の天井落下防止構造の施工方法であって、
   前記天井の天井面に、複数の開口を形成する工程と、
   前記天井面の下側から前記複数の開口を通して前記天井の天井裏空間の構造体に前記束材を取り付ける工程と、
   前記開口を前記キャップで塞いで、前記第１ナットにより当該キャップを前記束材に取り付ける工程と、
   前記天井の天井面に沿って前記受け材を配置して、前記第２ナットにより当該受け材を前記束材に取り付ける工程と、を備えることを特徴とする天井落下防止構造の施工方法。

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