JP5925098B2

JP5925098B2 - 耐震天井構造

Info

Publication number: JP5925098B2
Application number: JP2012219951A
Authority: JP
Inventors: 崇文飯塚; 祥之豊田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 2012-10-02
Filing date: 2012-10-02
Publication date: 2016-05-25
Anticipated expiration: 2032-10-02
Also published as: JP2014070470A

Description

本発明は、耐震天井構造に関する。詳しくは、天井材の落下を防止する耐震天井構造に関する。

大規模地震や長周期地震動に対する建物天井部分の耐震対策は、従来から、天井の落下を防止することを目的に、天井下地を耐震補強することが行われてきている。
天井は、例えば、上階の床躯体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、この野縁の下面に取り付けられる天井面材と、を備えることが数多くにみられる。

野縁受けは、吊りボルトに螺合されたハンガーに嵌め込むことで、吊りボルトに支持される。また、野縁と野縁受けが交差する箇所では、野縁と野縁受け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。
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った。

天井の耐震補強方法としては、例えば、以下のような方法が提案されている。
第１の方法として、天井下地を構成する吊りボルトと野縁受けの間や、吊りボルトと床躯体の間に、斜めに延びるブレースを取り付ける方法が提案されている（特許文献１、２参照）。これにより、天井面全体の揺れを抑えて、地震時における天井の挙動を小さくすることで、天井材が落下するのを防止できる。

第２の方法として、吊りボルトと野縁をワイヤーで連結する方法が提案されている（特許文献３参照）。これにより、地震荷重で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た場合でも、野縁が吊りボルトに支持されているので、天井材が落下するのを防止できる。

特開２０１０−２４６２５号公報特開２００８−２５５７３５号公報特開２００５−１２７３６２号公報

天井下地材を含む天井材は、動的に変化する地震荷重を取扱いが容易な静的外力に読み替えて、数多くが設計及び施工されてきた。しかし、実際の天井材は、建物の立地場所の地盤特性や建物の構造形式などが影響することで、建物に加わった地震動が数倍にも増幅された地震荷重として作用することが確認されている。
然しながら、実際の天井材の設計や施工では、地震動がどの程度増幅するかを事前に算定するのは難しく、想定外の地震荷重にも耐えうる天井材を建設するのは困難であった。その結果、耐震補強後の天井であっても、大規模地震や長周期地震動が加わった際に大きな揺れが生じて、天井材が落下するおそれがあった。

既存建物の天井を耐震補強する場合、従来は、天井裏空間に空調ダクトや設備機器等が複雑に収容されているために、補強材を必要な箇所に取り付けることが出来ない場合があった。
また、天井裏空間の全域に亘ってブレース材を配置する耐震補強を計画しても、天井下の居住者が執務を中断出来ないような場合には、確実に施工できない、という問題があった。

新設建物において、天井を耐震天井構造とする場合は、既存建物と同様に、ブレース材やクリップ補強材、ハンガー補強材など多数の耐震補強材を配置する必要があった。
また、天井裏空間についても、設備ダクト等が複雑に配置計画されることが多く、耐震補強材を十分に配置できないこと、また、耐震化を実施するのに工事費が高額になる、という課題があった。

本発明は、地震によって想定外の大きな揺れが天井材に作用しても、天井材が落下するのを防止できるとともに、既存建物の天井下で居住者が執務を継続中であっても簡易かつ確実に施工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（例えば、後述の耐震天井構造１０）は、天井裏空間に設けられた天井（例えば、後述の天井１）の落下を防止する耐震天井構造であって、天井面（例えば、後述の天井面材６）と略水平に設けられた張力が導入された横架材（例えば、後述の横架材３）と天井裏空間の野縁受け（例えば、後述の野縁受け２２）に横架材を緊結させる横架材取付け冶具（例えば、後述の横架材取付け冶具本体５１、ボルト５２）と、建物躯体に横架材を定着させる定着手段（例えば、後述の後施工アンカー７）と、横架材に張力を導入するための張力導入装置（例えば、後述のターンバックル８）と、を備え、前記横架材は、前記野縁受けに沿って架設されており、当該野縁受けの側面に設けられた前記横架材取付け冶具を介して、前記野縁受けと緊結されていることを特徴とする。

請求項２に記載の耐震天井構造は、横架材（例えば、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ワイヤーなどのＰＣ鋼材３）は、前記野縁受けを構成する軸材の側面の高さ位置に架設されていることを特徴とする。

既存建物に本発明の耐震天井構造を設ける場合は、天井裏空間に配置されている空調ダクトや設備機器等を避けて、新たに横架材を建物躯体間に張り渡した後、天井裏空間の構造材（野縁受けや野縁）に緊結させるだけでよいので、天井下で居住者が執務を継続中であっても簡易かつ確実に施工できる。

請求項２に記載の耐震天井構造は、天井裏空間（例えば、後述の天井裏空間１１）または天井面の下端（例えば、後述の天井面下端６１）において、前記天井面と略水平に配設された横架材（例えば、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ワイヤーなどのＰＣ鋼材３）と、天井裏空間の構造体を緊結させることを特徴とする。
天井裏空間の構造体は、上階の床躯体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で構築される。

この発明によれば、天井裏空間、または天井面の下端に配設された横架材は、天井裏空間の構造体（野縁受けや野縁）と緊結させることで、天井裏空間に配置されている空調ダクト等に支障を及ぼすことなく、また、大規模に天井材を改修することなく、天井材が落下するのを確実に防止できる。
横架材は、Ｈ型鋼材等に比べて、軽量で断面積が比較的に小さなＰＣ鋼材に張力を導入することで、天井面に添わせた建物室内の長い距離間に架設することが可能となり、天井材の落下を防止させるものである。

本発明の耐震天井構造は、横架材を、後施工アンカーまたは溶接などの定着手段を用いて、建物躯体に定着させることが好ましい。

この発明によれば、横架材を建物躯体に定着された弦構造とすることで、天井材に作用する鉛直荷重や地震荷重による天井材の撓み、または落下を確実に防止できる。

本発明によれば、想定外の地震荷重が作用した場合に、ブレースの座屈や野縁と野縁受けなどの天井材同士の連結が外れるそうになっても、天井材自身の構造材に加えて、新たに設けた横架材が共に地震荷重に抵抗することで、天井材や天井裏空間の空調ダクト等の天井内重量物が落下するのを防止できる。
また、既存建物に本発明の耐震天井構造を設ける場合には、横架材は天井裏空間の空調ダクト等を避けて建物躯体間に張り渡すだけでよいので、天井下で居住者が執務を継続中であっても、簡易かつ確実に施工することができる。

本発明の第１実施形態に係る耐震天井構造として、天井裏空間に横架材を架設させた天井１の拡大斜視図である。本発明の第２実施形態に係る耐震天井構造であり、天井面下端に横架材を架設させた天井１の拡大縦断面図である。図２(ａ)は横架材を野縁と緊結させた実施形態であり、図２(ｂ)は横架材を野縁受けと緊結させた実施形態である。図２(ｃ)は、横架材と横架材取り付冶具（本体）の取合い部分の模式図である。前記実施形態に係る耐震天井構造の建物躯体と横架材の取合い部分の拡大縦断面図である。前記実施形態に係る耐震天井構造の執務空間側からの見上げ図である。本発明の第１実施形態に係る耐震天井構造の施工段階図である。図５(ａ)は新設建物の天井部分に本発明の耐震天井構造を架設させた場合であり、図５(ｂ)は既存建物に本発明の適用させた場合である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の実施形態の説明にあたって、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態に係る耐震天井構造であり、天井裏空間に横架材を架設した天井１の拡大斜視図である。

天井１は在来天井であり、鉄筋コンクリート造の既存建物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ために横架材３を備えている。
天井１は、上階の床躯体４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６と、を備える。

横架材３は、天井裏空間の構造体としての野縁受け２２に、所定間隔毎に横架材取付け冶具５を介して緊結されている。
横架材取付け冶具は、横架材を挟み込んで位置決めを行い、天井の構造体と緊結するための取付け冶具本体５１と、冶具本体を野縁受けと連結させるボルト５２を、備える。

本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）、天井材に、想定外の地震荷重が作用しても、天井本体の構造体（野縁受けや野縁）とは別に、新たに横架材を架設し、天井裏空間の構造材と緊結させて天井材の耐震性能を向上させることで、天井全体または天井材の一部が落下するのを防止する。

既存建物、または新設建物での天井部分では、天井本体の構造材と別に、横架材を天井裏空間の空調ダクト等を避けて架設し、天井本体の構造材と緊結されることで、耐震天井構造として構築する。

（２）本発明の耐震天井構造は、横架材を天井裏空間の空調ダクト等を避けて、建物躯体間に張り渡すだけでよいので、天井下で居住者が執務を継続中であっても、簡易かつ確実に施工できる。

〔第２実施形態〕
図２は、本発明の第２実施形態に係る耐震天井構造であり、天井面の下端６１に横架材を架設された天井１の拡大縦断面図である。図２(ａ)は横架材３を野縁２３と緊結させた場合の実施形態であり、図２(ｂ)は横架材３を野縁受け２２と緊結させた場合の実施形態である。図２(Ｃ)は、横架材３と横架材取付冶具本体５１との取合い部分の模式図である。
天井面材６は、天井面の下方側よりビスを用いて野縁２３に固定され、野縁２３は野縁受け２２にボルト５２で連結され、野縁受けは、ハンガー２５を介して上階の床躯体に定着された吊りボルト２１に支持される。
図２(ａ)に示す横架材３を野縁２３に緊結させる実施形態においては、横架材は、天井面材下端６１に添わせて設け、所定間隔毎に横架材取付け冶具本体５１で挟み込み、位置決めを行った後、ボルト５２を用いて冶具本体を野縁と連結させる。また、図２(ｂ)に示す横架材３を野縁受け２２に緊結させた実施形態では、天井面材下端の横架材を横架材取付け冶具本体で挟み込み、位置決めを行った後、横架材取付け冶具本体はボルトを介して野縁受けと連結させる。

図３に、本発明の第２実施形態に係る耐震天井構造について、建物躯体、天井材、及び横架材の取合い部分を示す。横架材は、建物躯体が鉄筋コンクリート造の場合は後施工アンカーが用いられ、鉄骨造の場合は溶接によって、建物躯体に定着される。

横架材３は、両端部をリング状に折り曲げて、ワイヤークランプ３１およびワイヤークリップ３２でかしめることにより形成される。
横架材は、両端部が定着手段（例えば、後施工アンカー、溶接）により建物躯体に定着される。横架材は、一方の端部に張力導入装置が取付けられており、当該張力導入装置は、金属製の胴の両端部にねじ山が切られていて、一方は右ねじ、他方は左ねじになっている構造である。横架材に導入する張力は、張力導入装置に設けられた両端部のねじ部を、双方反対向きにトルク管理の基で締め付けることで、所定量が導入されている。

図４は、本発明の第２実施形態に係る耐震天井構造を、天井下の執務空間側から見上げたものである。天井面材の下端に架設された横架材３は、横架材取付け冶具を介して、天井の構造材（野縁受け）に所定間隔毎に緊結されている。横架材は、野縁受けと交差する方向に、天井面と略平行に架設されている。

図５は、本発明の第１実施形態に係る耐震天井構造における施工段階図である。図５(ａ)は新設建物の天井部分に本発明の耐震天井構造を架設した場合であり、図５(ｂ)は既存建物に本発明を適用させた場合である。

図５(a)に、新設建物に設けた本発明の第１実施形態の施工手順について説明する
STEP１では、建物の壁躯体又は上階の床躯体に、横架材を定着させるために定着手段（例えば、後施工アンカー、溶接など）を取り付ける。STEP２では、上階の床躯体に定着された吊りボルトに、野縁受けと野縁を取り付けた後、天井下地材を設ける。そして、天井下地材に天井面材が取り付いていないこの段階で、天井裏空間に横架材を仮架設し、その後張力を導入した後、横架材用取付け冶具を用いて横架材を野縁受けと緊結する。STEP３では、野縁の下面に天井面材を取り付ける。

図５(ｂ)に、既存建物の天井部分に本発明を用いた場合の第２実施形態の施工手順について説明する。
STEP１では、建物躯体に定着手段（例えば、後施工アンカー、溶接）を取り付けるために、既存建物の天井材を部分的に撤去する。STEP２では、建物の壁躯体又は上階の床躯体に、横架材を定着させるために定着手段（例えば、後施工アンカー、溶接など）を取り付ける。STEP３では、天井面下端に、張力を導入した横架材を架設した後、横架材用取付け冶具を用いて横架材を野縁受けと緊結させる。

本実施形態によれば、上述の（１）、（２）と同様の効果がある。

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、上述の各実施形態では、横架材として、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ワイヤーなどのＰＣ鋼材を用いたが、これに限らず、横架材として、棒状（ロッド）又はより線状（ストランド）に成形された炭素繊維、アラミド繊維、ガラス繊維、エポキシ樹脂、ビニルエステル樹脂などを組み合せた連続繊維補強材を用いてもよい。
また、上述の各実施形態では、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。

１…天井
２…既存建物の躯体
３…横架材
４…上階の床躯体
５…横架材取付け冶具
６…天井面材
７…定着手段（後施工アンカー、溶接）
８…張力導入装置（ターンバックル）
９…壁材
１０…耐震天井構造
１１…天井裏空間
２１…ボルト
２２…野縁受け
２３…野縁
２５…ハンガー
３１…ワイヤークランプ
３２…ワイヤークリップ
５１…取付冶具本体（ワイヤークリップ）
５２…ボルト
６１…天井面材下端
６２…天井材の撤去部分
６３…天井材の補修部分

Claims

天井裏空間に設けられた天井の落下を防止する耐震天井構造であって、
天井面と略水平に設けられ、張力が導入された横架材と
前記天井の天井裏空間の野縁受けに当該横架材を緊結させる横架材取付け冶具と、
建物躯体に当該横架材を定着させる定着手段と、
前記横架材に張力を導入するための張力導入装置と、を備え、
前記横架材は、前記野縁受けに沿って架設されており、当該野縁受けの側面に設けられた前記横架材取付け冶具を介して、前記野縁受けと緊結されていることを特徴とする耐震天井構造。
前記横架材は、ＰＣ鋼材であり、前記野縁受けを構成する軸材の側面の高さ位置に架設されていることを特徴とする請求項１に記載の耐震天井構造。