JP5829348B1

JP5829348B1 - 軽量システム天井下地

Info

Publication number: JP5829348B1
Application number: JP2015109990A
Authority: JP
Inventors: 正一阪口
Original assignee: 旭ビルト工業株式会社
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2015-12-09
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: JP2016223152A

Abstract

【課題】天井の組立部材数が少なく組立が容易な上、メインバーやクロスバーの部材の剛性も従来と略同様としつつ、天井自体の質量を２ｋｇ／ｍ２以下に押さえることができる軽量のシステム天井下地を提供する。【解決手段】主に、断面形状が逆Ｔ字状を呈するとともに幅の広い下フランジと幅の狭い上フランジを有するアルミニウム製のメインＴ型バーと断面形状が同一のクロスＴ型バーとから構成されるシステム天井であって、前記メインＴ型バーには上部に開口する第１のスリットが所定間隔で貫設され、前記クロスＴ型バーには下部に開口する第２のスリットが所定間隔で貫設されて、該第１のスリットおよび該第２のスリットが互いに嵌合して格子状の枠組みが形成され、前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの交差部には該クロスＴ型バーの浮き上がりを防止するための交差部押さえ金具が該メインＴ型バーの上フランジに挟着する、構成とした。【選択図】図１

Description

本願発明は、システム天井下地に関し、さらに詳しくは取り扱いが容易で施工性に優れた軽量化されたシステム天井下地に関する。

建造物の天井構造としては、比較的少ない部材で効率的に施工できるシステム天井が多く採用されている。このシステム天井は、例えば天井スラブから吊り下げられた吊りボルトで複数の軽量溝形鋼からなる吊設金具を介して野縁受を吊設し、それに直交する複数の逆Ｔ字状のメインバーを吊設し、さらにこのメインバーに直交するようにしてクロスバーを配置することにより格子状の枠組みを構築した後、この枠組みの開口から天井ボードを差し込んで落とし込み、枠組みの下面側に位置するメインバーやクロスバーの鍔部分に天井ボードを引掛けるようにして施工される。このシステム天井は吊りボルトおよび吊設金具を除いた質量が概ね４．０ｋｇ／ｍ^２ないし５．０ｋｇ／ｍ^２である。

ところで、２０１１年の東北地方太平洋沖地震では、首都圏を含めて多数の建造物の非構造部材に大きな被害が発生し、中でも吊り天井の落下被害が甚大で、人的被害および建造物の機能消失を生み出した。これを受けて建造物の天井脱落対策を規定するために建築基準法施行令等が改正され、それに基づいて関連告示が交付された。関連告示では「脱落によって重大な危険を生ずるおそれのある天井」（以下、「特定天井」という。）が適合すべき構造耐力上安全な天井の構造方法が定められた。この特定天井は「６ｍ超の高さにある、面積２００ｍ^２、質量２ｋｇ／ｍ^２超の吊り天井で人が日常利用する場所に設置されているもの」とされているが、特定天井でなくとも天井の軽量化は安全上必須のものとなっている。

軽量システム天井に関する技術としては、例えば、非特許文献１や非特許文献２に開示の「システム天井」がある。非特許文献１の軽量システム天井は、吊りボルトから野縁受を吊設し、それに直交してメインバーであるアルミニウム製のハット形バーを吊設し、さらにこのハット形バーに直交するようにしてクロスバーであるアルミニウム製のＴ型バーを配置することにより格子状の枠組みを構築した後、この枠組みの開口から特定の天井ボードを差し込んで施工される。また、特許文献２の軽量システム天井は、吊りボルトから野縁受を吊設し、その野縁受に添ってアルミニウム製のハット形バーを螺着し、さらにその野縁受に直交してアルミニウム製のハット形バーを吊設することにより格子状の枠組みを構築した後、この枠組みの開口から特定の天井ボードを差し込んで施工される。

http://www.kirii.co.jp/download/dw/catalog/anshintenjo.pdf http://www.sanyo-industries.co.jp/shouhin/sho0371/sho03711.html

しかしながら、非特許文献１や非特許文献２に開示の「システム天井」は、比較的部材数が多く、かつ、天井の軽量化を図るために、メインバーやクロスバーの部材の厚みを薄くすることから、手で簡単に折り曲げることができるほど剛性が低くなって取り扱いに慎重さを要する、という課題がある。

そこで、本願発明が解決しようとする課題は、天井の組立部材数が少なく組立が容易な上、メインバーやクロスバーの部材の剛性も従来と略同様としつつ、所定の天井ボードを選択することにより天井自体の質量を２ｋｇ／ｍ^２以下に押さえることができる軽量のシステム天井下地を提供することにある。

上記課題を達成するために、本願請求項１に係る軽量システム天井下地は、メインバーおよび該メインバーに直交するクロスバーを配置して格子状の枠組みを構築するシステム天井におけるシステム天井下地において、前記メインバーはアルミニウム製のメインＴ型バーであって断面形状が幅の広い下フランジ、幅の狭い上フランジおよび下フランジと上フランジを連絡するウェブからなる逆Ｔ字状を呈するとともにし、該メインＴ型バーの上フランジを挟持する吊設金具を介して吊りボルトに直に吊設され、前記クロスバーはアルミニウム製のクロスＴ型バーであって断面形状は前記メインＴ型バーと同一であり、前記メインＴ型バーには上部に開口する第１のスリットが所定間隔で貫設され前記クロスＴ型バーには下部に開口する第２のスリットが所定間隔で貫設されて、該第１のスリットおよび該第２のスリットが互いに嵌合して該メインＴ型バーおよび該クロスＴ型バーにより格子状の枠組みが形成され、前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの交差部は上部および下部ともに表面が面一となって、該クロスＴ型バーの浮き上がりを防止するための交差部押さえ金具が該メインＴ型バーの上フランジに挟着し、前記交差部押さえ金具は前記メインＴ型バーの上フランジを挟持する一対の挟着部と前記クロスＴ型バーの上フランジの上面に密着する一対の押さえ部からなり、平面から見て一対の該挟着部および一対の該押さえ部が十字を形成するとともに、一対の該挟着部の表面および一対の該押さえ部の表面は互いに面一であり、前記交差部押さえ金具は、略矩形の型抜きしたステンレス鋼板からなり、該ステンレス鋼板の中央部分を残してその両脇がコの字状に折り曲げられて一対の前記挟着部を形成するとともに、折り曲げられずに残された部分が一対の前記押さえ部を形成し、該挟着部の折り曲げられた部分は下向きのコの字状の切り欠き部を具え、コの字に囲まれた部分はその先端が内側に折り曲げられて前記メインＴ型バーから該交差部押さえ金具の抜脱を防止する抜脱防止子を形成している、ことを特徴としている。
なお、本願における「上」「下」は、天井下地を構築したときの概念であり、「面一」とは表面が同一レベルで段差のない状態をいう。
また、本願請求項２に係る軽量システム天井下地は、請求項１に記載の軽量システム天井下地であって、前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの上フランジの断面形状は下部に開いたコの字状であり、ウェブの板厚は同一板厚の上フランジおよび下フランジよりも大きい、ことを特徴としている。
そして、本願請求項３に係る軽量システム天井下地は、請求項１または請求項２に記載の軽量システム天井下地であって、前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの端部は壁面に固着されたＬ字状の見切りバーに当接し、該メインＴ型バーおよび該クロスＴ型バーのウェブと該見切りバーはＬ字状に折り曲げられたＬ字金物を介して固着される、ことを特徴としている。

本願発明は上記の構成により以下の効果を奏する。
（１）本願発明に係る軽量システム天井下地では、主に、直に吊りボルトに吊設されるメインＴ型バーと、メインＴ型バーに直交して架け渡されるクロスＴ型バーと、メインＴ型バーおよびクロスＴ型バーの交差部に挟着される交差部押さえ金具と、から構成されていて、部材点数は極めて少なく、その上、天井下地組立もメインＴ型バーにクロスＴ型バーを嵌合させて交差部に交差部押さえ金具を嵌め込むだけの作業であるため極めて簡単である。また、メインＴ型バーを直吊りする吊設金具はメインＴ型バーの上フランジを挟持することで、確実に、かつ、容易にメインＴ型バーを吊設することができる。
（２）第１のスリットおよび第２のスリットを精度良く貫設することで、組立後に下から見上げたときにはメインＴ型バーおよびクロスＴ型バーそれぞれの下フランジ面がクロス状に一体として知覚できることから、意匠的にも優れたものとなる。
（３）メインＴ型バーおよびクロスＴ型バーの上フランジの断面形状を下部に開いたコの字状とすることにより、幅の狭い上フランジの断面係数を大きくしてメインＴ型バーおよびクロスＴ型バーの剛性を大きくすることができる。さらに、ウェブの板厚を上フランジおよび下フランジよりも大きくすることにより、第１のスリットおよび第２のスリットの貫設による断面欠損を補うことができる。
（４）平面から見た交差部押さえ金具の挟持部および押さえ部を十字とすることにより、クロスＴ型バーに上向きの力が作用しても交差部押さえ金具には偶力が働かず曲げ応力が発生しないため、クロスＴ型バーの上向きの力を簡単な構造の金具で抑え込むことができる。
（５）メインＴ型バーおよびクロスＴ型バーの端部を壁面に固着したＬ字状の見切りバーに当接させてＬ字金物を介して固着することで、メインＴ型バーおよびクロスＴ型バーは強固に支持されてその位置を保持するとともに、多少壁面に凹凸があってもメインＴ型バーおよびクロスＴ型バーのウェブ面に当接するＬ字金物の一方の辺がスライドして壁面の凹凸を吸収することができる。

図１（１）は実施例に係る軽量システム天井下地のメインＴ型バーの配列方向に平行する方向から見た縦断面図であり、図１（２）は図１（１）のＩ−Ｉ矢視断面図である。図２（１）は実施例に係る軽量システム天井下地のメインＴ型バーの側面図であり、図２（２）は図１（１）のII−II矢視断面図である。図３（１）は実施例に係る軽量システム天井下地のクロスＴ型バーの側面図であり、図３（２）は図３（１）のIII−III矢視断面図である。図４（１）は実施例に係る軽量システム天井下地の交差部押さえ金具の平面図であり、図４（２）は交差部押さえ金具の展開図である。図５（１）は実施例に係る軽量システム天井下地と壁面との取り合い部分の断面図であり、図５（２）は図５（１）のＶ−Ｖ矢視断面図である。

本発明を実施するための形態に係る実施例について、図１ないし図５に基づいて説明する。なお、図１ないし図５において、符号１は実施例に係る軽量システム天井下地、符号１０はメインＴ型バー、符号１１は上フランジ、符号１２は下フランジ、符号１３は第１のスリット、符号２０はクロスＴ型バー、符号２１は上フランジ、符号２２は下フランジ、符号２３は第２のスリット、符号３０は交差部押さえ金具、符号３１は挟着部、符号３１１は挟着片、符号３１２は抜脱防止子、符号３２は押さえ部、符号４１は見切りバー、符号４２はＬ字金物、符号５１は吊りボルト、符号５２は吊設金具、である。

まず、実施例に係る軽量システム天井下地の構成について説明する。
軽量システム天井下地１は、主に、天井から懸吊される吊りボルト５１に吊設金具５２を介して吊設されるメインＴ型バー１０と、メインＴ型バー１０に直交して嵌合するクロスＴ型バー２０と、メインＴ型バー１０およびの交差部に嵌着する交差部押さえ金具３０と、から構成されている。

メインＴ型バー１０は押し出し成形されたアルミニウム材であって、その断面形状は上部に位置する幅の狭い上フランジ１１と下部に位置する幅の広い下フランジ１２を有する逆Ｔ字状を呈している。さらに、上フランジ１１の断面形状は下部に開いたコの字状となっていて、立ち下がり部分に対置して下フランジ１２の表面にも二筋の凸状が凸設されている。そして、メインＴ型バー１０には上部に開口する第１のスリット１３が所定間隔で貫設されていて、そのスリットの長さ（深さ）はメインＴ型バー１０の高さの略１／２となっている。実施例では、上フランジ１１の幅を７ｍｍ、立ち下がり部分の幅を３ｍｍとし、下フランジ１２の幅を２５ｍｍとし、メインＴ型バー１０の高さを３９ｍｍとしている。なお、メインＴ型バー１０の構成部材の板厚は従来と略同様であって、上フランジ１１および下フランジ１２の板厚を１．２ｍｍ、ウェブの板厚を１．７ｍｍとしている。また、第１のスリット１３の所定間隔を１，５００ｍｍとしていて、第１のスリット１３は図２（１）に示すように、スリット幅が上部で広くなっていてこの広くなった部分にクロスＴ型バー２０の上フランジ２１が嵌合し、その下部の狭くなっている部分にはクロスＴ型バー２０のウェブが嵌合するようになっている。

クロスＴ型バー２０は押し出し成形されたアルミニウム材であって、その断面形状はメインＴ型バー１０と同一であって上部に位置する幅の狭い上フランジ２１と下部に位置する幅の広い下フランジ２２を有する逆Ｔ字状を呈している。そして、クロスＴ型バー２０には下部に開口する第２のスリット２３が所定間隔で貫設されていて、そのスリットの長さ（高さ）はクロスＴ型バー２０の高さの略１／２となっている。実施例における上フランジ２１の幅、下フランジ１２の幅等はメインＴ型バー１０と同一である。そして、第２のスリット２３の所定間隔を１，０００ｍｍとしている。また、第２のスリット１３は図３（１）に示すように、スリット幅が下部で広くなっていてこの広くなった部分にメインＴ型バー１０の下フランジ１１が嵌合し、その上部の狭くなっている部分にはメインＴ型バー１０のウェブが嵌合するようになっている。

なお、第１のスリットの所定間隔および第２のスリットの所定間隔をそれぞれ略１，０００ｍｍ、１，２００ｍｍおよび１，５００ｍｍとすることで、メインバーおよびクロスバーが構築する格子状の枠組みは、実質的に１，０００ｍｍ×１，０００ｍｍ、１，０００ｍｍ×１，２００ｍｍ、１，０００ｍｍ×１，５００ｍｍ、１，２００ｍｍ×１，２００ｍｍおよび１，５００ｍｍ×１，５００ｍｍの５通りとなり、これによりシステム天井用の市販のすべての天井パネルボードが使用可能となる。

メインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０の交差部に嵌着する交差部押さえ金具３０は図４（２）に示すように１枚の型抜きした薄いステンレス鋼板から作られている。実施例では略４０ｍｍ×４０ｍｍ×厚さ０．８ｍｍのステンレス鋼板を使用していて、２本の山折り線に沿ってコの字になるように折り曲げることにより、コの字状の部分が一対の挟着部３１となり、折り曲げずに残った部分が一対の押さえ部３２となり、一対の挟着部３１および一対の押さえ部３２が平面から見ると十字を形成している。そして、挟着部３１を構成する一対の挟着片３１１の離間距離は上フランジ１１および上フランジ２１の幅に略一致し、一対の挟着片３１１の先端縁は上フランジ１１および上フランジ２１の幅よりも大きくなるように外側に向けて曲げられている。さらに、挟着片３１１には窓状の開口部が設けられていて先端縁側の窓辺の中央からは抜脱防止子３１２が突出していて内側に僅かに折り曲げられている。なお、当段落における「外側」および「内側」は２本の山折り線に沿ってコの字になるように折り曲げた後の概念である。このような交差部押さえ金具３０の形状により、メインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０の交差部に交差部押さえ金具３０を上から挿入し押圧して嵌合させることで簡単に嵌着させることができ、一旦嵌着させた後は抜脱防止子３１２が上フランジ１１および上フランジ２１に引っ掛かって簡単には抜脱しなくなる。

以上の構成（メインＴ型バー１０の設置間隔１，０００ｍｍ×クロスＴ型バー２０の設置間隔１，５００ｍｍ）により、吊りボルト５１、吊設金具５２、見切りバー４１およびＬ字金物４２を除いた軽量システム天井下地１の質量は、概ね０．６５ｋｇ／ｍ^２程度となって、１．３５ｋｇ／ｍ^２以下の天井ボードを使用すれば、システム天井の質量を２ｋｇ／ｍ^２以下に押さえることができる。

つぎに、軽量システム天井下地の組み立て手順例を以下に説明する。
軽量システム天井下地の組み立てに先立って、メインＴ型バー１０の配置間隔と天井スラブから吊り下げられた吊りボルト５１の設置間隔を正確に一致させる必要がある。殊に吊りボルト５１の長さが短い場合（いわゆる「天井の懐」がほとんど無いような場合）には吊りボルト５１の設置間隔に正確性を期する必要がある。
（１）本願発明に係る軽量システム天井下地を使用したシステム天井においては、天井の仕上がり面がメインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０の下面と同一になるので、天井仕上がり面の位置（レベル）を壁面にマークする。このマークに見切りバー４１の下面を一致させて壁面に固着する。これにより見切りバー４１が天井下地組立の基準レベルになる。
（２）天井スラブから吊り下げられた吊りボルト５１に下部のボルトを緩めた吊設金具５２を取り付け、この吊設金具５２の先端にメインＴ型バー１０の上フランジ１１を挿入し吊設金具５２の下部のボルトを締め付けてメインＴ型バー１０を吊設する。必要に応じて吊設金具５２の上部の吊りボルト５１の取り合い部を調整してメインＴ型バー１０が所定の高さとなるようにする。
（３）メインＴ型バー１０の第１のスリット１３にクロスＴ型バー２０の第２のスリット２３をメインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０の上面が段差のない面一となるように挿入して嵌合させる。
（４）メインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０の交差部に交差部押さえ金具３０を上から挿入し押圧して嵌着させる。これにより交差部押さえ金具３０の押さえ部３２によりクロスＴ型バー２０の浮き上がりを防ぐことができ、メインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０が形成する枠組みは強固なものとなる。
（５）さらに、Ｌ字金物４２を介してメインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０の端部を見切りバー４１に固定する。多少見切りバー４１が壁面の凹凸により波打っていてもメインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０のウェブ面に当接するＬ字金物４２の一方の辺をスライドさせて調整することができる。
以上の手順により軽量システム天井下地の組立作業は完了するが、さらにメインＴ型バー１０およびクロスＴ型バー２０が形成するそれぞれの枠組みに天井ボードを落とし込み、照明器具や設備機器が挿着されて軽量システム天井が完成する。

ここで、軽量システム天井について行った実大実験について概説する。
実験は平成２６年７月に神奈川県愛甲郡愛川町の日本国土開発株式会社技術研究センター所有の大型三次元振動台を使用して行った。この振動台は水平・上下方向の３軸、および各軸回りの回転を加えた６自由度の過信が可能で高精度のシミュレーションが行え、最大振幅幅が±３０ｃｍあるので、地震動の再現性が高い。
この軽量システム天井の耐震性能を確認するため、約１８ｍ^２（４．０ｍ×４．５ｍ）の試験体を振動実験台上に設置した実験用架台から吊設して各地震波を入力し加振した。天井試験体の概要は以下の通りである。
メインＴ型バーの設置間隔：１，０００ｍｍ
クロスＴ型バーの設置間隔：１，５００ｍｍ
天井ボード：化粧グラスウール板
吊りボルトおよび吊設金具を除いた上記天井の質量：１．８９ｋｇ／ｍ^２

入力地震動は１９９５年の阪神淡路大震災において観測された地震動ＪＭＡ神戸波、２０１１年の東日本大震災により栃木県芳賀郡芳賀町において観測されたＫＩＫ−ＮＥＴ芳賀波、同じく茨城県日立市で観測されたＫＩＫ−ＮＥＴ日立波を用い、試験体の固有周期の検証によるX、Y、Z方向の正弦波の加振によって、試験体の応答特性、破損の有無を確認したものである。表１に天井面応答加速度（ｇａｌ）の実験結果を示し、表２に試験体の破損、脱落等の実験結果を示す。

特定天井適用外の２．０ｋｇ／ｍ^２以下であっても国土交通省告示の耐震基準、水平方向最大加速度２．２Ｇを超える揺れに耐え、天井下地構成部材の破損についても皆無であった。また、天井ボードについては時間的に余裕がなかったため、今回の実験ではシーリング材で接着固定することができずに接着テープで固定して行ったため、上下にバタつくことはあったものの、脱落、ズレ、落下は１枚もなかった。

１実施例に係る軽量システム天井下地
１０メインＴ型バー
１１上フランジ
１２下フランジ
１３第１のスリット
２０クロスＴ型バー
２１上フランジ
２２下フランジ
２３第２のスリット
３０交差部押え金具
３１挟着部
３１２抜脱防止子
３２押え部
４１見切りバー
４２Ｌ字金物
５１吊りボルト
５２吊設金具

Claims

メインバーおよび該メインバーに直交するクロスバーを配置して格子状の枠組みを構築するシステム天井におけるシステム天井下地において、
前記メインバーはアルミニウム製のメインＴ型バーであって断面形状が幅の広い下フランジ、幅の狭い上フランジおよび下フランジと上フランジを連絡するウェブからなる逆Ｔ字状を呈するとともにし、該メインＴ型バーの上フランジを挟持する吊設金具を介して吊りボルトに直に吊設され、
前記クロスバーはアルミニウム製のクロスＴ型バーであって断面形状は前記メインＴ型バーと同一であり、
前記メインＴ型バーには上部に開口する第１のスリットが所定間隔で貫設され前記クロスＴ型バーには下部に開口する第２のスリットが所定間隔で貫設されて、該第１のスリットおよび該第２のスリットが互いに嵌合して該メインＴ型バーおよび該クロスＴ型バーにより格子状の枠組みが形成され、
前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの交差部は上部および下部ともに表面が面一となって、該クロスＴ型バーの浮き上がりを防止するための交差部押さえ金具が該メインＴ型バーの上フランジに挟着し、
前記交差部押さえ金具は前記メインＴ型バーの上フランジを挟持する一対の挟着部と前記クロスＴ型バーの上フランジの上面に密着する一対の押さえ部からなり、平面から見て一対の該挟着部および一対の該押さえ部が十字を形成するとともに、一対の該挟着部の表面および一対の該押さえ部の表面は面一であり、
前記交差部押さえ金具は、略矩形の型抜きしたステンレス鋼板からなり、該ステンレス鋼板の中央部分を残してその両脇がコの字状に折り曲げられて一対の前記挟着部を形成するとともに、折り曲げられずに残された部分が一対の前記押さえ部を形成し、該挟着部の折り曲げられた部分は下向きのコの字状の切り欠き部を具え、コの字に囲まれた部分はその先端が内側に折り曲げられて前記メインＴ型バーから該交差部押さえ金具の抜脱を防止する抜脱防止子を形成している、ことを特徴とする軽量システム天井下地。
前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの上フランジの断面形状は下部に開いたコの字状であり、ウェブの板厚は同一板厚の上フランジおよび下フランジよりも大きい、ことを特徴とする請求項１に記載の軽量システム天井下地。
前記メインＴ型バーおよび前記クロスＴ型バーの端部は壁面に固着されたＬ字状の見切りバーに当接し、該メインＴ型バーおよび該クロスＴ型バーのウェブと該見切りバーはＬ字状に折り曲げられたＬ字金物を介して固着される、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の軽量システム天井下地。