JP5636218B2 - 天井の耐震補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、事務所、住宅、工場などの各種施設において、床スラブ、梁などの建物躯体から垂下された複数の吊りボルトによって吊持された天井の耐震補強構造に関する。

従来より、かかる天井構造５０として、図１０に示されるように、建物躯体から先端部にハンガー５２を備えた複数の吊りボルト５１が垂下されるとともに、部材長手方向の所定間隔位置で前記ハンガー５２によって掛止された野縁受け５３が複数並列して設けられ、前記野縁受け５３と直交するように複数並列して設けられた野縁５４が前記野縁受け５３との交点においてクリップ５５によって連結され、前記野縁５４に天井パネル５６が固定されたものが知られている。

ところが、このような天井構造５０では、金属製の金物からなる前記ハンガー５２、野縁受け５３、野縁５４及びクリップ５５がそれぞれ掛止してあるだけで強固に固定されていないため、地震時に、これら部材間で滑りを生じやすく、天井パネル５６が固定ビスから抜け落ちたり、天井パネル５６が壁や柱に衝突して崩落したりする被害がしばしば発生している。

このような被害を防止するため、図１１に示されるように、野縁受け５３と吊りボルト５１との間に斜め補強材のブレース５７を取り付けることによって野縁受け５３の配向方向に対する揺れを低減するとともに、隣接する野縁受け５３、５３間に追加野縁受け５８を懸架し、この追加野縁受け５８と吊りボルト５１との間に斜め補強材のブレース５９を取り付けることによって野縁５４の配向方向に対する揺れを低減するようにした耐震補強天井構造６０が提案されている。

この他に各部材間の滑りを低減する補強金具として、下記特許文献１には、両端部にビス孔を有する薄板材からなり、中間部は野縁の下側に廻して、それより両端側の吊り部によって野縁を下側から支え上げる天井落下防止クリップが開示されている。また下記特許文献２には、基片部と、基片部の上端縁に連設し、クリップ金具の上片に接する上抱持片部と、上抱持片部の先端縁に連設し、クリップ金具の上片及び野縁受け金具の上折曲板の先端縁部分に係止可能な上係止爪部と、基片部の下端縁両端部分に夫々連設し、野縁受け金具の下折曲板下面に接する下抱持片部と、下抱持辺部の先端縁に連設し、野縁受け金具の下折曲板先端縁部分に係止可能な下係止爪部とを備え、クリップ金具を野縁受け金具とともに抱持できるようにした天井下地用クリップ金具の保持具が開示されている。更に下記特許文献３では、野縁受けに取り付けられる第１の金具と、野縁に取り付けられる第２の金具とにより構成され、第１の金具は、野縁受けに跨るように配置して野縁に嵌合させ、地震による天井下地構造に生じる衝撃力に対して野縁受けの軸方向に変位可能に取り付け、第２の金具は、野縁の野縁リップ部を挟み、かつ前記第１の金具に跨るように配置して野縁の野縁リップ部に地震による天井下地構造に生じる衝撃力に対して野縁の軸方向に変位可能に取り付け、天井下地構造に生じる衝撃力を吸収可能に構成した耐震補強金具が開示されている。

特開２００２−２６７０１２号公報 実用新案登録第３１４７５０９号 特開２００９−２４３２２８号公報

しかしながら、既設の天井に耐震補強を施す場合、天井裏での工事が可能で、しかもその下の居室部分が工事中も利用できるようにすることが好ましいが、実際には上述のブレースの取付工事や上記特許文献１〜３記載の補強金具の追加工事では、ビス止めなどによる騒音の問題や溶接時の火気による危険性の問題などが生じるため工事が大掛かりとなる。また、上述のブレースによる補強構造では、天井裏に設置されている空調ダクト等の設備機器との取り合いによってはブレースを挿入できない箇所が数多く存在するのが実状である。

さらに、上記特許文献１〜３のように、天井下地材に補強金具を取り付ける場合、耐震強度を増すためには、より多くの箇所に補強金具を取り付ける必要があり、補強金具をビス止めしたり嵌め込んだりする作業に多くの手間がかかるとともに、部品点数の増加によるコスト増加が懸念される。また、重量の増加を伴うため、耐震部材への負担が増加する結果となる。

また、上述のようなブレースや補強金具を取り付ける構造は、天井全体の剛性を高めることによって天井の固有周期を短周期化するものであるが、建物の固有周期との連成を考えたとき、高層の建物のように建物自体の固有周期が長周期である場合、共振が起こらずにある程度の耐震効果を発揮すると考えられるが、原子力施設など堅固な建造物の場合、建物の固有周期が短周期であるため耐震補強した天井の固有周期と共振しやすくなり、耐震補強を行った結果却って甚大な被害をもたらすことが想定できる。

一方、前述の通り地震時に天井パネルが脱落する被害が数多く報告されているが、その天井パネル脱落の原因の１つとして、各構成要素間の接合部が滑りやすいことが挙げられる。この滑りの原因としては、(1)天井パネルと壁や柱などの周辺躯体との衝突、(2)周辺躯体の変形によって天井パネルに作用する強制変形などが複合的に繰り返し継続して作用することによるものであると考えられる。従って、天井パネルの脱落を防止するためには、接合部の滑りを抑止することが重要であり、これによって天井構造の耐震性の向上につながるようになる。

そこで本発明の主たる課題は、補強工事が簡易化でき、費用が廉価で済み、耐震補強によって天井の固有周期を大幅に短周期化することなく、接合部の滑りを抑止し耐震性を向上させた天井の耐震補強構造を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、建物躯体から先端部にハンガーを備えた複数の吊りボルトが垂下されるとともに、部材長手方向の所定間隔位置で前記ハンガーによって掛止された野縁受けが複数並列して設けられ、前記野縁受けと直交するように複数並列して設けられた野縁が前記野縁受けとの交点においてクリップによって連結され、前記野縁に天井パネルが固定されてなる天井の耐震補強機構であって、
耐震用の補強金具を設けることなく、前記天井パネルと野縁との接触部分、前記野縁とクリップとの接触部分、前記クリップと野縁受けとの接触部分及び前記野縁受けとハンガーとの接触部分に夫々、液性又は粘性状の接着剤を塗布又は注入し、前記ハンガー、野縁受け、野縁及びクリップの各構成要素間の接合部の滑りを防止したことを特徴とする天井の耐震補強構造が提供される。

上記請求項１記載の発明では、一般的な天井構造である、床スラブ、梁などの建物躯体から先端部にハンガーを備えた複数の吊りボルトが垂下されるとともに、部材長手得方向の所定間隔位置に前記ハンガーによって掛止された野縁受けが複数並列して設けられ、前記野縁受けと直交するように複数並列して設けられた野縁が前記野縁受けとの交点においてクリップによって連結され、前記野縁に天井パネルが固定されたものについて耐震補強を施したものである。

具体的には、前記天井パネルと野縁との接触部分、前記野縁とクリップとの接触部分、前記クリップと野縁受けとの接触部分及び前記野縁受けとハンガーとの接触部分に夫々、液性又は粘性状の接着剤を塗布することにより、前記接着剤を表面張力によって各接触部分の隙間内部にまで入り込ませるようにしたものである。この結果、金属製のハンガー、野縁受け、野縁及びクリップの各構成要素間の接合部の滑りが防止でき、天井パネルの脱落につながる損傷を防止することができる一方で、各部材同士を補強金具によって強固に固定したりするものではないため、天井全体の固有周期を大幅に短周期化することなく、地震時に短周期の建物との共振が生じることがなくなる。また、天井パネルと野縁との接触部分に接着剤が塗布又は注入されるため、地震時に天井パネルの野縁からの脱落が防止できるようになる。

請求項２に係る本発明として、前記野縁及び野縁受けは断面溝型の形材からなり、
前記野縁の溝部分とクリップとの間に形成される隙間部分、前記野縁受けの溝部分とクリップとの間に形成される隙間部分及び前記野縁受けの溝部分とハンガーとの間に形成される隙間部分には夫々、エポキシ系又は粘土系の硬化性材料を充填してある請求項１記載の天井の耐震補強構造が提供される。

上記請求項２記載の発明では、前記野縁及び野縁受けに断面溝型の形材を使用した場合、前記野縁の溝部分とクリップとの間に形成される隙間部分、前記野縁受けの溝部分とクリップとの間に形成される隙間部分及び前記野縁受けの溝部分とハンガーとの間に形成される隙間部分に夫々、エポキシ系又は粘土系の硬化性材料を充填するようにしたものである。これにより、溝部分の隙間に対しても各部材間の滑りが防止できるようになる。前記「硬化性材料」とは、エポキシ系樹脂、粘土、石膏など、初期状態においては任意に変形可能で乾燥後は硬化する性質を示す材料のことである。

請求項３に係る本発明として、前記接着剤又は硬化性材料は、天井を組み立てた後に塗布又は充填される請求項１、２いずれかに記載の天井の耐震補強構造が提供される。

上記請求項３記載の発明は、液性又は粘性状の接着剤の塗布或いはエポキシ系又は粘土系の硬化性材料の充填を行う好ましい作業手順であり、天井を組み立てた後に行うようにしたものである。

請求項４に係る本発明として、既設天井を対象とする請求項１，２いずれかに記載の天井の耐震補強構造が提供される。

上記請求項４記載の発明は、既設天井を対象として耐震補強を行うものである。本耐震補強工事は各接触部分に接着剤を塗布又は注入するだけなので、工事が大幅に簡易化できるとともに、補強金具などの費用負担が軽減でき経費が廉価で済む。また、天井裏で作業が完了し、且つ騒音の問題や火気の危険性の問題などが発生しないため、工事中でも通常通り下の居室を利用し続けることができる。

以上詳説のとおり本発明によれば、補強工事が簡易化でき、費用が廉価で済み、耐震補強によって天井の固有周期を大幅に短周期化することなく、接合部の滑りを抑止し耐震性を向上させた天井の耐震補強構造が提供できるようになる。

本発明に係る耐震補強天井１の斜視図である。 図１の要部拡大図である。 耐震補強の施工要領を示す正面図である。 図３のIV−IV線矢視図である。 ハンガー３の斜視図である。 野縁５の斜視図である。 クリップ６の斜視図である。 クリップ６の背掛けの場合の(A)は正面図、(B)は断面図である。 クリップ６の腹掛けの場合の(A)は正面図、(B)は断面図である。 従来の天井構造５０の斜視図である。 従来の耐震補強天井構造６０の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明に係る耐震補強天井１は、一般に広く施工されている吊り方式の天井構造に対して広く採用できるものである。一般的な天井構造の代表的な例としては、図１〜図４に示されるように、床スラブ又は梁などの建物躯体から先端部にハンガー３を備えた複数の吊りボルト２、２…が垂下されるとともに、部材長手方向の所定間隔位置で前記ハンガー３によって掛止された野縁受け４が複数並列して設けられ、前記野縁受け４と直交するように複数並列して設けられた野縁５、５…が前記野縁受け４との交点においてクリップ６によって連結され、前記野縁５に天井パネル７が固定されたものが挙げられる。

この天井１の代表例についてさらに具体的に説明すると、前記ハンガー３は、鉄、ステンレス、アルミなどの金属製の金物であり、図５に示されるように、上端部が直角に折曲げ加工された折曲げ部分３ａを有し、この折曲げ部分３ａに開孔３ｂが設けられている。このハンガー３は、図３に示されるように、前記開孔３ｂを吊りボルト２の先端部に挿通した状態で、その上下からナット２ａ、２ａで締結することにより吊りボルト２の下端部に固定されている。一方、前記ハンガー３の下端部は略Ｕ字状に折り返されることによりＵ字状部分３ｃとされ、このＵ字状部分３ｃの上部開放部分では両面の間隔を若干狭く形成することにより、このＵ字状部分３ｃに野縁受け４が掛止できるようになっている。

前記野縁受け４は、鉄、ステンレス、アルミなどの金属製の金物であり、断面溝型の形材によって形成されたものである。

前記野縁５も鉄、ステンレス、アルミなどの金属製の金物である。野縁５は、図６に示されるように、断面溝型の形材からなるとともに、両側面の上端縁にはそれぞれ端縁を内側に折り返した係合溝５ａ、５ａが形成されている。

前記クリップ６も鉄、ステンレス、アルミなどの金属製の金物である。前記クリップ６は、図７に示されるように、上部が略直角に折曲げ加工されるとともに、その先端には折曲げ自在な二股のツメ６ａ、６ａが形成されている。一方クリップ６の下方両側部には、前記野縁５の係合溝５ａ、５ａに係合可能な係合片６ｂ、６ｂが形成されている。このクリップ６は、野縁受け４と野縁５との交点において、前記係合片６ｂ、６ｂを野縁５の係合溝５ａ、５ａに係合させるとともに、前記ツメ６ａ、６ａを野縁受け４の上面に沿って折曲げることにより、前記野縁受け４と野縁５とを連結するためのものである。

前記天井パネル７は、図３に示されるように、前記野縁５の底面に固定ビス７ａによって固定されている。前記天井パネル７は、図示例のように、石膏ボードなどの仕上げ材の下地材７Ａとその外側の岩綿材などの吸音材７Ｂとの積層構造とすることができる。

そして本耐震補強天井１では、図２〜図４に示されるように、前記天井パネル７と野縁５との接触部分、前記野縁５とクリップ６との接触部分、前記クリップ６と野縁受け４との接触部分及び前記野縁受け４とハンガー３との接触部分に夫々、液性又は粘性状の接着剤８が塗布又は注入してある。

前記接着剤８は、金属を接着する一般的な液性又は粘性状のものを使用することができ、例えば２液混合型のエポキシ系接着剤、瞬間的に接着するシアノアクリル系接着剤、ホットメルト接着剤などが好適である。

前記接着剤８は、前記天井１を組み立てた後、各接触部分の継ぎ目に塗布又は注入することが好ましいが、天井１の施工の際に予め各部材の接触部分に接着剤８を塗布しておくこともできる。液性又は粘性状の接着剤８を各接触部分の継ぎ目に塗布又は注入することにより、表面張力によって各接触部分の隙間内部にまで前記接着剤８が入り込むようになる。一般に天井パネル７を構成する石膏ボードの表面は紙系の材料で仕上げることが多く、この紙系材料には撥水処理が施されることが通例のため、前記天井パネル７と野縁５との接触部分にも金属用の上記接着剤を適用することが好ましい。

各接触部分に接着剤を塗布又は注入することにより、金属同士の接触部分の滑りが防止でき、天井パネル７の脱落につながる損傷を防止できる一方で、各部材同士を補強金具によって強固に固定したりするものではないため、天井全体の剛性を大幅に増加させず、固有周期を大幅に短周期化することがないので、原子力施設等の堅固な建造物の短周期の固有周期と共振することが無くなる。また、天井パネル７と野縁５との接触部分に接着剤８が塗布又は注入されるため、地震により天井が大きく揺れた場合でも天井パネル７の野縁５からの脱落が防止できる。

更に、本耐震補強工事は新設天井はもとより既存の天井を対象とすることができる。本天井耐震補強は、各接触部分に接着剤を塗布又は注入するだけなので、工事が大幅に簡易化できるとともに、補強金具などの費用負担が軽減でき経費が廉価で済む。また、特に既設天井を対象とする場合は、天井裏で作業が完了し、且つ騒音の問題や火気の危険性の問題などが発生しないため、工事中でも通常通り下の居室を利用し続けることができるなどの利点を有するものとなる。

ここで、前記天井パネル７と野縁５との接触部分では、図２に示されるように、野縁５の全長に亘って接着剤８を連続的に塗布又は注入してもよいが、点線状の断続的な塗布又は注入とすることによって接着剤の使用量を低減することができる。

一方、図４、図８及び図９に示されるように、溝型の形材からなる野縁５の溝部分とクリップ６との間に形成される隙間部分、溝型の形材からなる野縁受け４の溝部分とクリップ６との間に形成される隙間部分及び前記野縁受け４の溝部分とハンガー３との間に形成される隙間部分には夫々、エポキシ系又は粘土系の硬化性材料９を充填することが好ましい。

前記硬化性材料９は、エポキシ系樹脂、粘土、石膏など、初期状態においては任意に変形可能で乾燥後は硬化する性質を示す材料を使用することができる。

前記野縁５の溝部分とクリップ６との間に形成される隙間部分では、図８及び図９に示されるように、クリップ６の下端部を野縁５の部材長手方向に挟み込むようにエポキシ系又は粘土系の硬化性材料９を充填することが好ましい。

前記野縁受け４の溝部分とクリップ６との間に形成される隙間部分では、前記クリップ６の取付状態によって硬化性材料９の充填状態が異なる。即ち、前記クリップ６は、図８に示される野縁受け４の溝底面側（背側）から掛止する場合（背掛け）と、図９に示される野縁受け４の溝開放面側（腹側）から係止する場合（腹掛け）とが考えられる。前記背掛けの場合、硬化性材料９は必要に応じてクリップ６のツメ６ａと野縁受け４との隙間部分に充填することができる。前記腹掛けの場合、クリップ６の全幅に亘って溝を充填するように硬化性材料９を配設することが好ましい。

前記野縁受け４の溝部分とハンガー３との間に形成される隙間部分では、図４に示されるように、ハンガー３の全幅に亘って野縁受け４の溝を充填するようにエポキシ系又は粘土系の硬化性材料９を配設することが好ましい。また、野縁、野縁受けなどの溝のなかに硬化性材料９を設置して接合金物を固定する際に、硬化性材料９の硬化前の流動性に応じて、鋼材、プラスチックまたは紙で堰を設置して所定の範囲のみに硬化材が配置されるようすることも有用である。

１…耐震補強天井、２…吊りボルト、３…ハンガー、４…野縁受け、５…野縁、６…クリップ、７…天井パネル、８…接着剤、９…粘土系硬化性材料

Claims (4)

1. 建物躯体から先端部にハンガーを備えた複数の吊りボルトが垂下されるとともに、部材長手方向の所定間隔位置で前記ハンガーによって掛止された野縁受けが複数並列して設けられ、前記野縁受けと直交するように複数並列して設けられた野縁が前記野縁受けとの交点においてクリップによって連結され、前記野縁に天井パネルが固定されてなる天井の耐震補強機構であって、
   耐震用の補強金具を設けることなく、前記天井パネルと野縁との接触部分、前記野縁とクリップとの接触部分、前記クリップと野縁受けとの接触部分及び前記野縁受けとハンガーとの接触部分に夫々、液性又は粘性状の接着剤を塗布又は注入し、前記ハンガー、野縁受け、野縁及びクリップの各構成要素間の接合部の滑りを防止したことを特徴とする天井の耐震補強構造。
2. 前記野縁及び野縁受けは断面溝型の形材からなり、
   前記野縁の溝部分とクリップとの間に形成される隙間部分、前記野縁受けの溝部分とクリップとの間に形成される隙間部分及び前記野縁受けの溝部分とハンガーとの間に形成される隙間部分には夫々、エポキシ系又は粘土系の硬化性材料を充填してある請求項１記載の天井の耐震補強構造。
3. 前記接着剤又は硬化性材料は、天井を組み立てた後に塗布又は充填される請求項１、２いずれかに記載の天井の耐震補強構造。
4. 既設天井を対象とする請求項１，２いずれかに記載の天井の耐震補強構造。

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