JP2023088572A - 天井の構造および転び止め金物 - Google Patents

Abstract

【課題】水平ブレースを異なる高さで同一天井内に固定する。【解決手段】第二梁３の一端３１が第一梁２の一方の側部２１に接合され、第二梁３が接合される第一梁２の他方の側部２２には、第一区画２０内に水平方向に架かる第一ブレース５の端部５１が固定され、第二梁３が接合される第一梁２の一方の側部２１には、第一ブレース５が架けられる高さとは異なる高さで第二区画３０内に水平方向に架かる第二ブレース６の端部６１が固定され、第一梁２の一方の側部２１に接合される第二梁３の長尺方向と、鉛直方向と、が成す面の面内方向に平行な方向に対して剛性を有する転び止め金物７を、第二梁３の一端３１が接合される第一梁２の一方の側部２１と、第一梁２の一方の側部２１に接合される第二梁３の一端３１と、に固定することを特徴とする天井の構造。【選択図】図３

Description

本発明は、建築物の梁が支持する天井内に、水平方向に架かる水平ブレースと、前記水平ブレースと異なる高さで水平方向に架かる水平ブレースと、を取付けることを可能とする天井の構造、及び、梁の長尺方向を中心軸として回転しようとする力が当該梁に掛かる状態のときに、梁が捻じれや破断することを防止するための転び止め金物に関する。

従来、建築物の天井を支持する梁にブレースの端部を固定し、天井内に水平に架かるブレースを取付けることで、前記梁が形成する構造を補強する工法がある。このとき、ブレースには、その両端部が固定された梁を引っ張るような引張力が掛かる。そこで、特許文献１に記載されるように、接合金物を二本の梁又は柱である構造躯体に固定することで構造躯体が形成する構造を補強する方法が知られている。

実用新案登録第３２０８５５４号

ところで、近年の建築物は多種多様な構造があり、電気、ガス又は水道などの配管や、断熱材、防音材又は暖房などの設備が天井内に配置されることで、天井内の空間に制限が掛かることがある。この場合、梁が形成する構造を補強するために、天井内に複数の水平ブレースを同一平面上に架かるように取付けたくても、天井内の空間に複数の水平ブレースを同一平面上に架ける十分な空間が確保できないことがある。したがって、天井内の同一平面上ではなく、異なる高さで複数のブレースを取付けることが考えられるが、この場合、梁は、夫々のブレースによって、異なる高さの水平方向に引っ張られるため、梁には、当該梁の長尺方向を中心軸として回転するような力が加わることになる。したがって、異なる高さに架かるブレースの端部が固定される梁は、捻じれ又は破断することとなり、建築物が脆弱になってしまう恐れがある。

そこで、補強金物を用いて梁を補強することが考えられる。しかし、特許文献１に記載される接合金物は、接合金物を取付けた２本の構造躯体を、ブレースによって引っ張られる方向に対して補強するものであり、梁の長尺方向を中心軸として回転しようとする力に対して補強することはできない。

または、梁の本数を増やすことや、より大きく強度の有る梁を使用することでブレースを使用することなく天井を支持する梁が成す構造の補強を行うことが考えられる。しかし、梁の本数を増やす場合は、材料代、施工時間及び労力が大幅に増えることになり、より大きく強度の有る梁を使用する場合は、材料代が増えるとともに、梁自体の体積によって空間の制限が大きくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、水平方向に架かる水平ブレースと、前記水平ブレースとは異なる高さで水平方向に架かる水平ブレースと、を天井内に取付けることができる天井の構造を目的とする。また、梁に、当該梁の長尺方向を中心軸として回転しようとする力が掛かる状態のときに、梁が捻じれや破断することを防止することができる転び止め金物を目的とする。

上記課題を解決するために本発明に掛かる天井の構造は、複数の第一梁によって格子状に組まれる第一区画と、前記第一区画と隣接し、複数の第二梁によって格子状に組まれる第二区画と、によって同一階の天井が支持される建築物において、前記第一区画と、前記第二区画と、の境では、前記第二梁の一端が前記第一梁の一方の側部に接合され、前記第二梁が接合される前記第一梁の他方の側部には、前記第一区画内に水平方向に架かる第一ブレースの一端が固定され、前記第二梁が接合される前記第一梁の一方の側部には、前記第一ブレースが架けられる高さとは異なる高さで前記第二区画内に水平方向に架かる第二ブレースの一端が固定され、前記第一梁の一方の側部に接合される前記第二梁の長尺方向と、鉛直方向と、が成す面の面内方向に平行な方向に対して剛性を有する転び止め金物によって、前記第二梁の一端が接合される前記第一梁の一方の側部と、前記第一梁の一方の側部に接合される前記第二梁の一端と、が、互いに固定されることを特徴とする。

さらに、前記第二梁の鉛直方向の長さは、前記第一梁の鉛直方向の長さより短く、前記第二梁と前記第一梁とは、前記第二梁の上面と、前記第一梁の上面と、が同じ高さになるように配置されることを特徴とする。

さらに、前記第二梁の下方に固定される天井板材が、前記第一梁の下方に固定される天井板材より、前記第一梁と前記第二梁との鉛直方向の長さの差だけ高く固定されていることを特徴とする。

また、前記第二梁の鉛直方向の長さは、前記第一梁の鉛直方向の長さより短く、前記第二梁と前記第一梁とは、前記第二梁の下面と、前記第一梁の下面と、が同じ高さになるように配置されることを特徴とする。

さらに、前記第二梁の上方に固定される床板材が、前記第一梁の上方に固定される床板材より、前記第一梁と、前記第二梁と、の鉛直方向の長さの差だけ低く固定されていることを特徴とする。

本発明に掛かる転び止め金物は、第一梁の一方の側部に第二梁の一端が接合された構造において、前記第一梁と前記第二梁とを互いに固定させる転び止め金物であって、鉛直方向の固定孔を有し、第一梁の水平な面に重なり、当該第一梁に固定される第一固定部と、鉛直方向の固定孔を有し、第二梁の水平な面に重なり、当該第二梁に固定される第二固定部と、前記第一固定部及び前記第二固定部と繋がり、前記第二梁の長尺方向と、鉛直方向と、が成す面の面内方向に平行な方向に剛性を有する補剛部と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る天井の構造によると、天井内部に、水平方向に架かる第一ブレースと、第一ブレースとは異なる高さの水平方向に架かる第二ブレースと、を取付けることが可能となる。

さらに、第二梁の下方に空間を形成することができ、その形成した空間を利用して、電気、ガス又は水道などの配管や、断熱材、防音材又は暖房などの設備を設置することなど、様々な利用方法ができる。とくに、天井の下方に位置する室内空間に対して有効に使用できる空間を形成することができる。

さらに、第二梁が支持する天井の下方に位置する室内空間の天井高を高くすることができ、室内空間の開放感を演出することができる。

さらに、第二梁の上方に空間を形成することができ、その形成した空間に、電気、ガス又は水道などの配管や、断熱材、防音材又は暖房などの設備を設置することなど、様々な利用方法ができる。とくに、天井の上方に位置する室内空間に対して有効に使用できる空間を形成することができる。

さらに、第二梁が支持する天井の上方に位置する室内空間の床レベルを、第一梁が支持する天井の上方に位置する室内空間の床レベルから一段下げることができ、室内空間の開放感を演出することができる。

本発明に係る転び止め金物によると、第一梁に、当該梁の長尺方向を中心軸として回転しようとする力が加わったときに、その力に対して補剛部がスチフナーとして作用するため、第一梁の捻じれや破断を防止することができる。

本発明の一実施形態及び他の実施形態に係る建築物の梁伏図である。 本発明の一実施形態及び他の実施形態に係る図１の範囲Ａの拡大平面図である。 本発明の一実施形態及び他の実施形態に係る図１の範囲Ａの拡大側面図である。 本発明の一実施形態及び他の実施形態に係る図１のＢ－Ｂ線の断面図である。 本発明の他の実施形態に架かる図１のＢ－Ｂ線の断面図である。 本発明の一実施形態に係る転び染め金物を示す三面図である。

本発明に係る天井の構造について、以下、図面を参照しつつ説明する。ただし、以下はあくまで本発明の一実施形態を例示的に示すものであり、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

一実施形態の建築物１００は住宅であり、図１は、住宅の任意の階の天井１を支持する梁を上方から見下ろした伏図である。図１に示すように、本発明に係る天井１の構造の一実施形態は、Ｈ形鋼である複数の第一梁２によって囲われた内側に、複数の第一梁２が格子状に組まれた第一区画２０と、第一区画２０に隣接し、鉛直方向の長さが第一梁２の鉛直方向の長さより短いＨ形鋼である複数の第二梁３が格子状に組まれた第二区画３０と、が配置される。具体的には、一実施形態の第二梁３の鉛直方向の長さは、第一梁２の鉛直方向の長さより２００ｍｍ短い。また、第二区画３０の下方に設けられる室内空間１０２には、キッチン、ダイニング及びリビングが割り当てられ、第一区画２０の下方に設けられる室内空間１０１には、浴室、通路、階段及び車庫が割り当てられる。

図１に示すように、第一区画２０と、第二区画３０と、の境では、第一梁２の一方の側部２１に、第二梁３の一端３１が接合されており、第一梁２の勝ちで接合となっている。図２及び図３は、図１の範囲Ａを拡大した平面図及び側面図であり、図２及び図３に示すように、板状の接合部２６を、第一梁２に接合される第二梁３のウェブ３３と同じ面内方向に広がるように、第一梁２のウェブ２３の一方の側部２１側に配置し、上フランジ２４、ウェブ２３及び下フランジ２５と溶接することで固定する。このとき、接合部２６と、第一梁２の一方の側部２１に接合される第二梁３のウェブ３３の一端３１側と、は貫通孔を有する。そして、板状であって、接合部２６の貫通孔と、第二梁３のウェブ３３の貫通孔と、に重なる貫通孔を有する２枚の接合板材４によって、第一梁２に固定された接合部２６と、第二梁３のウェブ３３と、を一緒に両側面から挟み、第一梁２に接合された接合部２６と、２枚の接合板材４と、の重なった貫通孔にボルトを挿入しナットで締め付け、第二梁３のウェブ３３と、２枚の接合板材４と、の重なった貫通孔にボルトを挿入しナットで締め付けることで、第一区画２０と、第二区画３０と、の境の第一梁２と、第二梁３と、を強固に接合する。第一梁２の一方の側部２１とは、第二梁６が接合される第一梁２において、当該第一梁２のウェブ２３から第二梁３の一端が接合される側のことであり、第一梁２の他方の側部２２とは、第二梁６が接合される第一梁２において、当該第一梁２のウェブ２３を挟んだ第一梁２の一方の側部２１の反対側のことである。

一実施形態では、図３の（ａ）に示すように、第一梁２と、第二梁３と、は、互いの上面が同じ高さになるように配置され、接合される。そのため、第一区画２０と、第二区画３０と、の境の第一梁２と、第二梁３と、を接合するために使用される接合板材４は、Ｌ字型になっており、接合部２６には鉛直方向に２カ所、第二梁３のウェブには水平方向に２カ所、の貫通孔が備えられえ、夫々接合板材４とボルトとナットで固定される。同様に、第二梁３と、第一区画２０及び第二区画３０を囲う第一梁２と、の接合、第二梁３同士の接合、第一梁２同士の接合についても、接合部２６、接合板材４、ボルト及びナットを用いてそれぞれ接合される。

そして、図１に示すように、第一区画２０が支持する天井内と、第二区画３０が支持する天井内と、のそれぞれに水平方向に架かる２本の水平ブレースがクロスするように取付けられる。ここで、第一区画２０が支持する天井内に取付けられる水平ブレースを第一ブレース５、第二区画３０が支持する天井内に取付けられる水平ブレースを第二ブレース６とする。第一ブレース５は、その端部５１が第一梁２に固定され、第二ブレース６は、その端部６１が第一梁２又は第二梁３に固定されることで、取り付けられる。これより、図１の範囲Ａを例として、第一ブレース５及び第二ブレース６の固定方法について説明する。図２及び図３の（ａ）に示すように、第一ブレース５の端部５１が固定される第一梁２には、その下フランジ２５の他方の側部２２側に、貫通孔が設けられ、第一ブレース５の端部５１には、第一梁２の下フランジ２５の他方の側部２２側の貫通孔に重なる貫通孔が設けられ、互いに重なった貫通孔にボルトを挿入しナットを締め付けることで第一梁２に第一ブレース５の端部５１が固定される。そして、第二ブレース６の端部６１が固定される第一梁２には、そのウェブ２３の一方の側部２１側に、水平方向に広がる板状であって、貫通孔が設けられている第二ブレース固定部２７が溶接で固定され、第二ブレース６の端部６１には、第二ブレース固定部２７の貫通孔に重なる貫通孔が設けられ、互いに重なった貫通孔にボルトを挿入しナットを締め付けることで第一梁２に第二ブレース６の端部６１が固定される。

図示しないが、第一梁２に第一ブレース５の端部５１が固定される方法は、範囲Ａ以外でも同様になされ、第二梁３に第二ブレース６の端部６１が固定される方法は、第一梁２に第一ブレース５の端部５１が固定される方法と同じように、第二梁３の下フランジ３５に第二ブレース６の端部が固定される。ここで、第二ブレース６の端部６１が固定される第二ブレース固定部２７が第一梁２のウェブ３２に固定される高さは、第二ブレース６の他の一端が第二梁３の下フランジ３５に固定されたときに、第二ブレース６が水平に架かるように取付けることができる高さである。よって、一実施形態では、第一ブレース５と、第二ブレース６と、が異なる高さで水平方向に架かるようになっている。

水平ブレースは、その両端部が固定される構造躯体を、図２及び図３に示す矢印Ｅのように引っ張ることで、その構造躯体が形成する構造を補強するものであるため、第一ブレース５又は第二ブレース６が固定される第一梁２及び第二ブレース６が固定される第二梁３は、各ブレースが掛かる方向に向かって常に引っ張られる力が加わることになる。そのため、第一ブレース５の端部５１が他方の側部２２側に固定され、第一ブレース５とは異なる高さで第二ブレース６の端部６１が一方の側部２１側に固定される第一梁２には、当該第一梁２の長尺方向を中心軸として回転する力、つまり、図３の（ａ）に示すように、回転方向Ｃのように回転する力が常に加わることとなり、梁の捻じれや破断に繋がる可能性がある。そこで、転び止め金物７を用いて、第一ブレース５と、第二ブレース６と、が固定される第一梁２を補強することにより第一梁２が捻じれることや破断することを防止する。

本発明に係る転び止め金物７の一実施形態は、図６に示すように水平な板状の第一固定部７１と、第一固定部７１の一端から折れ曲がり上方に伸びる板状の接続部７４と、Ｚ型になるように接続部７４の上端から折れ曲がり水平に伸びる板状の第二固定部７２と、第一固定部７１、第二固定部７２及び接続部７４の面に対して直角に広がるＬ字型の板状であって、第一固定部７１、第二固定部７２及び接続部７４の側部に溶接で固定される補剛部７３と、から成り、第一固定部７１と、第二固定部７２と、には貫通孔７５を有する金物である。

転び止め金物７は、図２及び図３（ａ）に示すように、第一梁２に接合される第二梁３の下フランジ３５の一端３１側の上面に第二固定部７２が上方から重なるように、且つ、第二梁３が接合される第一梁２の下フランジ２５の一方の側部２１側の上面に第一固定部７１が上方から重なるように、配置される。第一固定部７１に重なる第一梁２の下フランジ２５と、第二固定部７２に重なる第二梁３の下フランジ３５と、には、それぞれ転び止め金物７が有する貫通孔７５に重なる貫通孔を有し、それぞれの重なった貫通孔にボルトを挿入し、ナットを締め付けることで、転び止め金物７は、第一梁２と、第二梁３と、に固定される。この状態のとき、転び止め金物７の補剛部７３は、転び止め金物７を固定した第二梁３の長尺方向と、鉛直方向と、が成す面に平行な面内方向に広がる姿勢になり、第一梁２に加わる回転方向Ｃに向かって回転する力に対して、補剛部７３がスチフナーとして機能し、第一梁２の捻じれや破断を防止する。転び止め金物７は、第一ブレース５と、第二ブレース６と、が固定される第一梁２と、第二梁３と、が接合される全ての箇所に固定されるものであり、第一ブレース５及び第二ブレース６を取付ける前に転び止め金物７の固定を行うことが望ましい。また、図２の（ａ）に示すように、第一梁２と第二梁３とが接合される箇所において、一個の転び止め金物７を用いて補強することと、図２の（ｂ）に示すように、第一梁２と第二梁３とが接合される箇所において、二個の転び止め金物７を用いて補強することと、が可能であり、二個の転び止め金物７で補強することのほうがより強く補強することができる。

そして、図４の（ａ）に示すように、第一梁２と、第二梁３と、の上方に床板材１２を固定し、第一梁２と、第二梁３と、の下方に天井板材１１を固定する。このとき、第二梁３の鉛直方向の長さは第一梁２の鉛直方向の長さより短く、第一梁２と、第二梁３と、はそれぞれの上面が同じ高さになるように配置されるため、第二梁３の下面と、第二梁３の下方に位置する天井板材１１の上面と、の間に隙間Ｄ１が形成される。例えば、この隙間Ｄ１に電線管や排水管などの配管、又は、防音材や防熱材などを配置するなど有効利用ができる。隙間Ｄ１は第二梁３が支持する天井１の下方に位置する室内空間１０２に近いため、第二梁３が支持する天井１の下方に位置する室内空間１０２にとって効果的に使用することができる。

また、他の実施形態として、図４の（ｂ）に示すように、第一梁２と、第二梁３と、の上方に床板材１２を固定し、第一梁２の下方に天井板材１１を固定し、第二梁３の下方に、前記第一梁２の下方に固定される天井板材１１より、第一梁２と第二梁３との鉛直方向の長さの差だけ高く天井板材１１を固定する。これにより、第二梁３によって支持される天井１は、折り上げ天井となり、第二区画３０の下方に位置する室内空間１０２は、第一区画２０の下方に位置する室内空間１０１の天井高に比べ、第一梁２と第二梁３との鉛直方向の長さの差だけ長くなり、開放感を得ることができる。

また、他の実施形態として、図３の（ｂ）に示すように、鉛直方向の長さが第一梁２の鉛直方向の長さより短い第二梁３の下面を、第一梁２の下面と同じ高さになるように配置し、第一ブレース５は、第一梁２の上フランジ２４に固定され、第二ブレース６は、当該第二ブレース６の他端が第二梁３の上フランジ３４に固定されたときに水平に架かるように、第一梁２のウェブ２３に固定された第二ブレース固定部２７に固定される。そして、転び止め金物７の第一固定部７１を第一梁２の上フランジ２４に固定し、第二固定部７２を第二梁３の上フランジ３４に固定することもできる。この場合、図５の（ａ）に示すように、第一梁２と、第二梁３と、の上方に床板材１２を固定し、第一梁２と、第二梁３と、の下方に天井板材１１を固定すると、第二梁３の上面と、第二梁３の上方に位置する天井板材１１の下面と、の間に隙間Ｄ２形成される。例えば、この隙間Ｄ２に電線管や排水管などの配管、又は、防音材や防熱材などを配置するなど有効利用ができる。隙間Ｄ２は第二梁３が支持する天井１の上方に位置する室内空間１０４に近いため、第二梁３が支持する天井１の上方に位置する室内空間１０４にとって効果的に使用することができる。

さらに、図５の（ｂ）に示すように、第一梁２と、第二梁３と、の下方に天井板材１１を固定し、第一梁２の上方に床板材１２を固定し、第二梁３の上方に、前記第一梁２の上方に固定される床板材１２より、第一梁２と第二梁３との鉛直方向の長さの差だけ高く床板材１２を固定する。これにより、第二梁３によって支持される天井１の上方に位置する室内空間１０４の床は、同階の床レベルから１段下がるスキップフロアとなり、第二区画３０の上方に位置する室内空間１０４と、第一区画２０の上方に位置する室内空間１０３と、にメリハリをつけることや、実際の面積よりも視覚的に広く見えるという効果が得ることができる。

以上の実施形態では、第一梁２と、第二梁３と、が鉛直方向の長さが互いに異なる場合を説明したが、第一梁２と、第二梁３と、の鉛直方向の長さが同じであっても良い。

また、転び止め金物７の一実施形態として、図６に示すように、Ｚ型の転び止め金物７を説明したが、図３の（ｃ）に示すように、立方体であり、その下面が、第一梁２と固定するための貫通孔７５を有する第一固定部７１であり、その上面が、第二梁３と固定するための貫通孔７５を有する第二固定部７２であり、第一梁２の下フランジ２５と、第二梁３の下フランジ３５と、の間に挟まるように配置し、第一梁２と、第二梁３と、に固定される転び止め金物７であっても良い。この場合は、立方体であるため、転び止め金物７全体が補剛部７３として機能することができる。

本発明に係る天井の構造及び転び止め金物は、特に建設業において好意的に採用されるものと見込まれ、建設業の発展に貢献できる。

１００ 建築物
１ 天井
１１ 天井板材
１２ 床板材
２ 第一梁
２０ 第一区画
２１ 第一梁の一方の側部
２２ 第一梁の他方の側部
３ 第二梁
３０ 第二区画
３１ 第二梁の一端
５ 第一ブレース
５１ 第一ブレースの端部
６ 第二ブレース
６１ 第二ブレースの端部
７ 転び止め金物
７１ 第一固定部
７２ 第二固定部
７３ 補剛部

Claims (6)

1. 複数の第一梁によって格子状に組まれる第一区画と、
   前記第一区画と隣接し、複数の第二梁によって格子状に組まれる第二区画と、によって同一階の天井が支持される建築物において、
   前記第一区画と、前記第二区画と、の境では、前記第二梁の一端が前記第一梁の一方の側部に接合され、
   前記第二梁が接合される前記第一梁の他方の側部には、前記第一区画内に水平方向に架かる第一ブレースの一端が固定され、
   前記第二梁が接合される前記第一梁の一方の側部には、前記第一ブレースが架けられる高さとは異なる高さで前記第二区画内に水平方向に架かる第二ブレースの一端が固定され、
   前記第一梁の一方の側部に接合される前記第二梁の長尺方向と、鉛直方向と、が成す面の面内方向に平行な方向に対して剛性を有する転び止め金物によって、前記第二梁の一端が接合される前記第一梁の一方の側部と、前記第一梁の一方の側部に接合される前記第二梁の一端と、が、互いに固定されることを特徴とする天井の構造。
2. 前記第二梁の鉛直方向の長さは、前記第一梁の鉛直方向の長さより短く、
   前記第二梁と前記第一梁とは、前記第二梁の上面と、前記第一梁の上面と、が同じ高さになるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の天井の構造。
3. 前記第二梁の下方に固定される天井板材が、前記第一梁の下方に固定される天井板材より、前記第一梁と前記第二梁との鉛直方向の長さの差だけ高く固定されていることを特徴とする請求項２に記載の天井の構造。
4. 前記第二梁の鉛直方向の長さは、前記第一梁の鉛直方向の長さより短く、
   前記第二梁と前記第一梁とは、前記第二梁の下面と、前記第一梁の下面と、が同じ高さになるように配置されることを特徴とする請求項１に記載の天井の構造。
5. 前記第二梁の上方に固定される床板材が、前記第一梁の上方に固定される床板材より、前記第一梁と、前記第二梁と、の鉛直方向の長さの差だけ低く固定されていることを特徴とする請求項４に記載の天井の構造。
6. 第一梁の一方の側部に第二梁の一端が接合された構造において、前記第一梁と前記第二梁とを互いに固定させる転び止め金物であって、
   鉛直方向の固定孔を有し、第一梁の水平な面に重なり、当該第一梁に固定される第一固定部と、
   鉛直方向の固定孔を有し、第二梁の水平な面に重なり、当該第二梁に固定される第二固定部と、
   前記第一固定部及び前記第二固定部と繋がり、前記第二梁の長尺方向と、鉛直方向と、が成す面の面内方向に平行な方向に剛性を有する補剛部と、を備えることを特徴とする転び止め金物。

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