JP2020094408A - 耐震天井構造 - Google Patents

Abstract

【課題】線状部材によって天井部材の水平方向の揺れを低減することで、天井部材の落下を抑制するとともに施工性を高めることができる耐震天井構造を提供する。【解決手段】耐震天井構造は、吊り材としての吊りボルト１８で吊下された建物１０の天井部材２０と、天井部材２０に沿って天井部材２０の下方に配置され、天井部材２０に固定されるとともに、両端部が建物１０の柱１２に固定された線状部材としての張力ワイヤ３４と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、耐震天井構造に関する。

吊り材に天井材が吊下された吊り天井では、地震時に天井材が水平方向に揺れて建物の躯体に衝突することで、天井材の破損や天井材を固定するクリップ等の外れが生じ、天井材が落下する虞がある。

この問題を解決するため、近年、地震時の天井材の落下を抑制する種々の対策案が提案されている。例えば特許文献１には、既存天井の外周部と内部壁面との間に吸振天井範囲部分を介在させることにより、地震時の既存天井の水平変位を吸収する天井改修構造が開示されている。

特開２０１５−４８５７８号公報

特許文献１に示す天井改修構造では、壁面と吊りボルトとを金属ワイヤで繋ぐとともに、壁面と天井材との隙間に軽量柔軟性吸振坂、ジョイント枠、及び天井板受けアングルを設けることにより、吸振天井範囲部分が形成されている。すなわち、特許文献１に示す天井改修構造では、壁面と天井材との隙間に複数の部材を設ける必要があるため、構造が複雑となり、施工性が悪かった。

本発明は上記事実に鑑み、線状部材によって天井部材の水平方向の揺れを低減することで、天井部材の落下を抑制するとともに施工性を高めることができる耐震天井構造を提供することを目的とする。

請求項１に記載の耐震天井構造は、吊り材で吊下された建物の天井部材と、前記天井部材に沿って前記天井部材の上方又は下方に配置され、前記天井部材に固定されるとともに、両端部が前記建物の躯体に固定された線状部材と、を有する。

上記構成によれば、天井部材に固定されるとともに両端部が建物の躯体に固定された線状部材が、天井部材に沿って天井部材の上方又は下方に配置されている。このため、線状部材によって天井部材の水平方向の揺れを低減することで、天井部材の落下を抑制することができる。

また、線状部材を天井部材及び建物の躯体に固定するだけで、天井部材の水平方向の揺れを低減することができるため、簡易な構造とすることができ、施工性を高めることができる。

請求項２に記載の耐震天井構造は、請求項１に記載の耐震天井構造であって、前記躯体は、前記建物の柱である。

上記構成によれば、躯体としての建物の柱に線状部材の両端部を固定することで、線状部材の両端部を容易かつ確実に建物に固定することができる。

請求項３に記載の耐震天井構造は、請求項２に記載の耐震天井構造であって、前記線状部材は、前記柱の外周面を取囲む枠部材に係止されることで、前記柱に固定されている。

上記構成によれば、柱の外周面を取囲む枠部材に線状部材を係止することで、線状部材を柱に固定することができる。このため、線状部材を柱に直接固定する場合と比較して、線状部材を容易に柱に固定することができる。

請求項４に記載の耐震天井構造は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐震天井構造であって、前記線状部材は初期張力が導入された張力ワイヤであり、前記張力ワイヤには、初期張力が導入されていない非張力ワイヤの両端部が固定されている。

上記構成によれば、線状部材としての張力ワイヤに初期張力が導入されているため、線状部材に初期張力が導入されていない構成と比較して、天井部材の水平方向の揺れの低減効果を高めることができる。

また、張力ワイヤに非張力ワイヤを固定することで、複数のワイヤによって天井部材の水平方向の揺れを低減することができる。ここで、非張力ワイヤは初期張力が導入されていないため、張力ワイヤへの固定が容易となり、施工性を高めることができる。

本発明に係る耐震天井構造によれば、線状部材によって天井部材の水平方向の揺れを低減することで、天井部材の落下を抑制するとともに施工性を高めることができる。

第１実施形態に係る耐震天井構造を示す立面図である。 図１におけるＡ−Ａ線断面図である。 （Ａ）は第１実施形態に係る耐震天井構造の枠部材を示す拡大立面図であり、（Ｂ）はその平面図である。 第１実施形態に係る耐震天井構造の線状部材と天井部材との固定部分を示す拡大立面図である。 （Ａ）は第２実施形態に係る耐震天井構造を見上げた状態を示す拡大平面図であり、（Ｂ）はその立面図である。 （Ａ）は第３実施形態に係る耐震天井構造の図２に相当する断面図であり、（Ｂ）は線状部材の端部を示す拡大立面図である。 変形例に係る耐震天井構造を示す立面図である。 その他の実施形態に係る耐震天井構造の枠部材を示す拡大立面図である。

以下、本発明の第１〜第３実施形態及び変形例に係る耐震天井構造について、図１〜図８を用いて順に説明する。なお、図中において、矢印Ｘは水平方向、矢印Ｙは鉛直方向を指す。

＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態に係る耐震天井構造について、図１〜図４を用いて説明する。

（構造）
図１に示すように、本実施形態に係る耐震天井構造が適用された建物１０は、複数の柱１２と、柱１２間に架渡された複数の梁１４と、梁１４上に打設された鉄筋コンクリート（ＲＣ）造の天井躯体１６と、を有している。なお、本実施形態では、一例として、柱１２は鉄筋コンクリート造の四角柱とされており、梁１４はＨ形鋼で構成されている。

また、天井躯体１６には、互いに間隔をあけて設けられた吊り材としての複数の吊りボルト１８が垂下されており、吊りボルト１８の下端部には天井部材２０が吊下されている。図４に示すように、天井部材２０は、互いに間隔をあけて平行に延びる複数の野縁受け２２と、互いに間隔をあけて野縁受け２２に対して直交する方向に延び、野縁受け２２に連結された複数の野縁２４と、野縁２４の下面に固定された天井材２６と、を有している。

吊りボルト１８の下端部には、一対のナット２８によってハンガー３０が固定されており、このハンガー３０を介して天井部材２０の野縁受け２２が吊りボルト１８に吊下されている。なお、本実施形態では、一例として、野縁受け２２及び野縁２４は、Ｃ形鋼等の軽量鉄骨で構成されており、天井材２６は、石膏ボード等からなる複数の天井パネルで構成されている。

図１に示すように、天井材２６と柱１２との間には、所定の幅の隙間が形成されており、この隙間には、柱１２の周囲に固定され、天井材２６と干渉しない高さに配置された目隠し用の板材３２が設けられている。

また、図１、図２に示すように、天井部材２０の天井材２６の下方には、線状部材としての複数の張力ワイヤ３４が、天井材２６との間に僅かに隙間をあけた状態で天井材２６に沿って配置されている。張力ワイヤ３４には初期張力が導入されており、建物１０の柱１２の外周面を取囲む枠部材３６に係止されることにより、張力ワイヤ３４の両端部が柱１２にそれぞれ固定されている。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）に示すように、枠部材３６は、平面視で略コの字状とされ、柱１２を挟んで互いに接合された同一形状の一対の枠部材片３６Ａ、３６Ｂで構成されている。一対の枠部材片３６Ａ、３６Ｂは、水平方向に延びるフランジ部３８と、鉛直方向に延び、挿通孔４０Ａが形成された接合部４０と、を有しており、挿通孔４０Ａに挿通されてナット４２で固定されたボルト４４によって互いに接合されている。

また、枠部材片３６Ａ、３６Ｂ（枠部材３６）のフランジ部３８には、厚さ方向に貫通する複数の貫通孔３８Ａが形成されており、張力ワイヤ３４の端部がフランジ部３８の貫通孔３８Ａに挿通されることによって枠部材３６に係止されている。

なお、貫通孔３８Ａに挿通された張力ワイヤ３４の端部は、折返されてクリップ４６で固定されている。また、張力ワイヤ３４には、張力ワイヤ３４に初期張力を導入するターンバックル４８が接続されている。

さらに、図２に示すように、張力ワイヤ３４間には、初期張力が導入されていない複数の非張力ワイヤ５０が架渡されている。非張力ワイヤ５０は、張力ワイヤ３４と同様に、天井部材２０の天井材２６の下方において、天井材２６との間に僅かに隙間をあけた状態で天井材２６に沿って配置されており、両端部が張力ワイヤ３４に固定されている。

また、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０は、各々の交点部分に設けられた固定部材５２によって互いに固定されている。固定部材５２は、例えばクロスクリップであり、図４に示すように、交差した張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０を半割りの押さえ部材５２Ａ、５２Ｂによって上下から挟込むことで、張力ワイヤ３４と非張力ワイヤ５０を互いに固定している。

また、天井材２６における固定部材５２に平面視で重なる部分には、固定部材５２の外形より外形が一回り大きい取付孔２６Ａが形成されており、取付孔２６Ａの上部において、野縁受け２２に固定金具５４が係止されている。そして、取付孔２６Ａを介して固定部材５２が固定金具５４に接着又は図示しないボルトによって螺着されることにより、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０が天井部材２０の野縁受け２２に固定されている。

（施工手順）
既存の建物１０を耐震改修して本実施形態に係る耐震天井構造を適用する場合、まず、天井部材２０の柱１２との取合い部分を切断して天井材２６と柱１２との間に隙間を形成し、隙間に目隠し用の板材３２を新設する。なお、既存の建物１０の柱１２と天井材２６との間に予め隙間が形成されている場合には、天井部材２０を切断する必要はない。

次に、柱１２を挟んで一対の枠部材片３６Ａ、３６Ｂを互いにボルト４４で接合することにより、柱１２の外周面に枠部材３６を固定し、枠部材３６のフランジ部３８の貫通孔３８Ａに張力ワイヤ３４の両端部をそれぞれ係止する。そして、ターンバックル４８によって張力ワイヤ３４に初期張力を導入するとともに、張力ワイヤ３４間に非張力ワイヤ５０を架渡す。

次に、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０の各々の交点部分に固定部材５２を固定することで、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０を互いに固定する。そして、予め天井材２６に形成しておいた取付孔２６Ａを介して固定部材５２を固定金具５４によって野縁受け２２に固定する。

以上の手順により、既存の建物１０に本実施形態に係る耐震天井構造を適用することができる。なお、上記の手順は一例であり、手順が異なっていたり、他の手順が含まれたりしても構わない。

（作用、効果）
本実施形態によれば、天井部材２０に固定されるとともに両端部が建物１０の柱１２に固定された張力ワイヤ３４が、天井部材２０の天井材２６に沿って天井材２６の下方に配置されている。このため、張力ワイヤ３４によって天井部材２０の水平方向の揺れを低減することで、天井部材２０の落下を抑制することができる。

また、張力ワイヤ３４を天井部材２０及び柱１２にそれぞれ固定するだけで、天井部材２０の水平方向の揺れを低減することができるため、簡易な構造とすることができ、また、改修工事を天井材２６の下方から行うことができるため、施工性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、建物１０の柱１２に張力ワイヤ３４の端部を係止することで、張力ワイヤ３４を容易かつ確実に建物１０に固定することができる。特に本実施形態によれば、柱１２の外周面に枠部材３６が固定されており、枠部材３６のフランジ部３８に形成された貫通孔３８Ａに張力ワイヤ３４が係止されている。このため、張力ワイヤ３４を柱１２に直接固定する場合と比較して、張力ワイヤ３４を容易に柱１２に固定することができる。

また、本実施形態によれば、張力ワイヤ３４に初期張力が導入されている。このため、張力ワイヤ３４に初期張力が導入されていない構成と比較して、引張り方向及び圧縮方向の両方向に張力ワイヤ３４を効かせることができ、天井部材２０の水平方向の揺れの低減効果を高めることができる。

さらに、張力ワイヤ３４に非張力ワイヤ５０が固定されているため、複数のワイヤ（張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０）によって天井部材２０の水平方向の揺れを低減することができる。ここで、非張力ワイヤ５０には初期張力が導入されていないため、張力ワイヤ３４への固定が容易となり、施工性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０の各々の交点部分に設けられた固定部材５２が野縁受け２２に固定されることで、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０が天井部材２０に固定されている。

一般的に、天井部材２０において、野縁受け２２は野縁２４及び天井材２６に比べて強度が高い。このため、野縁２４や天井材２６に固定部材５２を固定する場合と比較して、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０をより確実に天井部材２０に固定することができ、天井部材２０の水平方向の揺れの低減効果を高めることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る耐震天井構造について、図５（Ａ）、図５（Ｂ）を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、図示を省略又は同じ符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態では、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０の交点部分に設けられた固定部材５２が天井部材２０の野縁受け２２に固定されていたのに対し、本実施形態では、固定部材６２が天井部材６４の天井材６６に固定されている。

具体的には、図５（Ａ）、図５（Ｂ）に示すように、本実施形態の建物６０の天井部材６４の天井材６６の下面には、例えば炭素繊維板等からなる複数の補強板６８が接着されている。補強板６８は、天井部材６４の野縁７０の延出方向に沿って延びているとともに、互いに間隔をあけて配置されており、この補強板６８に固定部材６２が接着されることによって張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０が天井部材６４に固定されている。

なお、第１実施形態と同様に、張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０は天井部材６４の天井材６６の下方において天井材６６に沿って配置されている。また、張力ワイヤ３４の両端部は、建物６０の図示しない柱に固定されており、非張力ワイヤ５０の両端部は、張力ワイヤ３４に固定されている。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、張力ワイヤ３４によって天井部材６４の水平方向の揺れを低減することで、天井部材６４の落下を抑制することができる。また、天井材６６の下面において野縁７０の延出方向に沿って補強板６８を接着することで、一般的に強度が低い天井材６６の野縁方向を補強板６８で補強することができ、固定部材６２を天井材６６に固定することができる。

このため、第１実施形態のように天井材２６に取付孔２６Ａを形成する必要がなく、施工性を高めることができる。なお、補強板６８は、少なくとも野縁７０の延出方向に沿って配置されていればよく、天井材６６の下面全体に配置されていてもよい。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る耐震天井構造について、図６（Ａ）、図６（Ｂ）を用いて説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、図示を省略又は同じ符号を付し、説明を省略する。

第１実施形態では、線状部材としての張力ワイヤ３４の両端部が、柱１２の外周面に設けられた枠部材３６に固定されていたのに対し、本実施形態では、線状部材としての張力ワイヤ８４の両端部が、柱８２間に架渡された鉄骨部材８６に固定されている。

具体的には、図６（Ａ）、図６（Ｂ）に示すように、本実施形態の建物８０の柱８２間には、例えばＣ形鋼等の軽量鉄骨からなり、第１実施形態の枠部材３６と略同じ高さに配置された鉄骨部材８６が架渡されている。

図６（Ｂ）に示すように、鉄骨部材８６のフランジには、長手方向に沿って複数の貫通孔８６Ａが形成されており、張力ワイヤ８４は、両端部が鉄骨部材８６の貫通孔８６Ａに挿通されることによって鉄骨部材８６間に架渡されている。

なお、第１実施形態と同様に、張力ワイヤ８４は、天井部材８８の天井材９０の下方において天井材９０に沿って配置されており、張力ワイヤ８４に接続されたターンバックル４８によって、初期張力が導入されている。

また、図６（Ａ）に示すように、張力ワイヤ８４同士の交点部分には固定部材９２が固定されており、この固定部材９２が天井部材８８の野縁受け９４に固定されることにより、張力ワイヤ８４が天井部材８８に固定されている。

本実施形態によれば、第１、第２実施形態と同様に、張力ワイヤ８４によって天井部材８８の水平方向の揺れを低減することで、天井部材８８の落下を抑制することができる。また、初期張力が導入された張力ワイヤ８４を鉄骨部材８６間に架渡すため、第１実施形態のように初期張力が導入されていない非張力ワイヤ５０を張力ワイヤ３４間に架渡す場合と比較して、天井部材８８の水平方向の揺れの低減効果を高めることができる。

さらに、柱８２間に架渡された鉄骨部材８６に張力ワイヤ８４をそれぞれ固定するため、第１実施形態のように張力ワイヤ３４を柱１２に固定する場合と比較して、張力ワイヤ８４の配置位置の自由度を高めることができる。

＜変形例＞
上述したように、例えば第１実施形態では、張力ワイヤ３４を柱１２及び天井部材２０に固定することで既存の建物１０を耐震改修していたが、本発明に係る耐震天井構造は、一例として図７に示す新設の建物１００にも適用することが可能である。

具体的には、図７に示すように、新設の建物１００は、一部（図７における左側）が勾配屋根とされており、建物１００の屋根躯体１０２には、下端部に天井部材１０６が吊下された吊り材としての複数の吊りボルト１０４が垂下されている。

また、天井部材１０６の野縁受け１０８の上方には、線状部材としての張力ワイヤ１１０及び図示しない非張力ワイヤが、野縁受け１０８との間に僅かに隙間をあけた状態で天井材１１２に沿って配置されている。張力ワイヤ１１０の両端部は、第１実施形態と同様に、建物１００の柱１１４の外周面を取囲む枠部材１１６に係止されており、非張力ワイヤの両端部は張力ワイヤ１１０に固定されている。

また、張力ワイヤ１１０及び非張力ワイヤの交点部分には、第１実施形態と同様に固定部材１１８が設けられている。この固定部材１１８が、図示しない固定金具によって天井部材１０６の野縁受け１０８に固定されることにより、張力ワイヤ１１０及び非張力ワイヤが天井部材１０６に固定されている。

本変形例によれば、建物１００の新設時において、天井材１１２に沿って配置した張力ワイヤ１１０を、柱１１４及び天井部材１０６にそれぞれ固定することで、天井部材１０６の水平方向の揺れを低減し、天井部材１０６の落下を抑制することができる。

特に、建物１００の新設時には、張力ワイヤ１１０を天井部材１０６の上方に容易に配置することができる。このため、天井材１１２を下から見上げた際に張力ワイヤ１１０が露出せず、美観を損なうことを抑制することができる。

さらに、初期張力が導入された張力ワイヤ１１０によって天井部材１０６の水平方向の揺れを低減することができるため、天井懐に補強用の斜材等を設ける必要がない。このため、斜材等が天井懐に設置された図示しない設備配管や設備機器等と干渉することを防ぐことができる。

また、張力ワイヤ１１０によって天井部材１０６の水平方向の揺れを低減することができるため、特に勾配屋根部分において、複数の吊りボルト１０４の長さを揃える必要がない。このため、吊りボルト１０４を固定するための下地やぶどう棚を天井懐に別途設ける必要がなく、施工性を高めることができる。

＜その他の実施形態＞
以上、本発明について種々の実施形態を説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。また、上記の実施形態及び変形例の構成は、適宜組み合わせることが可能である。

第１実施形態等では、互いにボルト４４で接合された一対の枠部材片３６Ａ、３６Ｂによって枠部材３６が構成されていた。しかし、枠部材は、建物１０の柱１２の周囲を取囲むように柱１２に固定されるとともに、張力ワイヤ３４が係止可能とされていればどのような構成とされていてもよい。

例えば、図８に示すように、柱１２２の外周面にＬ字プレート等からなる複数の支持部材１２４を接合し、支持部材１２４に枠部材１２６を載置することにより、柱１２２の外周面に枠部材１２６を固定してもよい。

また、上記実施形態では、線状部材としての張力ワイヤ３４、８４、１１０に初期張力が導入されていたが、線状部材には初期張力が導入されていなくてもよい。線状部材に初期張力が導入されていない場合であっても、少なくとも引張り方向に線状部材を効かせることができ、天井部材２０、６４、８８、１０６の水平方向の揺れを低減させることができる。

さらに、例えば第１実施形態等では、初期張力が導入された張力ワイヤ３４に初期張力が導入されていない非張力ワイヤ５０が固定されていたが、全てのワイヤ（張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０）に初期張力が導入されていてもよい。

また、天井部材の上方又は下方におけるワイヤ（張力ワイヤ３４及び非張力ワイヤ５０）の数や配置位置等も実施形態には限らない。なお、上記実施形態では、線状部材がワイヤ（張力ワイヤ３４、８４、１１０）とされていたが、線状部材はワイヤには限らず、ロープやテグス等であってもよい。

また、上記実施形態では、張力ワイヤ３４、８４、１１０の交点部分に設けられた固定部材５２、６２、９２、１１８を介して張力ワイヤ３４、８４、１１０が天井部材２０、６４、８８、１０６に固定されていた。しかし、張力ワイヤ３４、８４、１１０の天井部材２０、６４、８８、１０６への固定方法は、上記実施形態には限らず、例えば張力ワイヤ３４、８４、１１０の交点以外の部分が天井部材２０、６４、８８、１０６に直接固定されていてもよい。

また、例えば第１実施形態では、張力ワイヤ３４の両端部が建物１０の柱１２に固定されていたが、張力ワイヤ３４の両端部が建物１０の壁や梁等の柱１２以外の躯体に固定されていてもよい。

さらに、上記変形例では、建物１００の天井部材１０６の上方に線状部材としての張力ワイヤ１１０を配置していたが、建物の新築時に天井部材の下方に線状部材を配置しても構わない。

１０、６０、８０、１００ 建物
１２、８２、１１４、１２２ 柱
１８、１０４ 吊りボルト（吊り材の一例）
２０、６４、８８、１０６ 天井部材
３４、８４、１１０ 張力ワイヤ
３６、１１６、１２６ 枠部材
５０ 非張力ワイヤ

Claims (4)

1. 吊り材で吊下された建物の天井部材と、
   前記天井部材に沿って前記天井部材の上方又は下方に配置され、前記天井部材に固定されるとともに、両端部が前記建物の躯体に固定された線状部材と、
   を有する耐震天井構造。
2. 前記躯体は、前記建物の柱である、請求項１に記載の耐震天井構造。
3. 前記線状部材は、前記柱の外周面を取囲む枠部材に係止されることで、前記柱に固定されている、請求項２に記載の耐震天井構造。
4. 前記線状部材は初期張力が導入された張力ワイヤであり、前記張力ワイヤには、初期張力が導入されていない非張力ワイヤの両端部が固定されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐震天井構造。