JP6155620B2 - 天井構造、及び、天井構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、天井構造、及び、天井構造の施工方法に関する。

天井材（例えば天井パネル）が壁部（壁、柱など）に接続した天井構造では、地震や風などの外部荷重によって天井材と壁部が相対変位し、これにより天井材の外縁部が破損してしまうことがある。

そこで、壁部と天井材の外縁部との間に間隙部（以下、クリアランスともいう）を設け、外部荷重による変位を吸収する変位吸収材を介在させた耐震性の天井構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２９１７６１公報

上述した特許文献１の天井構造では天井材よりも上方に変位吸収材を設けている。この場合、工事の施工性が悪化するという問題があった。例えば、改修工事を行う場合、室内側から工事できないため天井材を取り外す必要があり、工期やコストがかった。また、新築工事を行う場合においても、天井内部の設備工事との干渉により、工程管理が複雑になり、工期やコストがかかった。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、耐震性の向上を図るとともに、工事の施工性の向上を図ることが可能な天井構造を提供することにある。

かかる目的を達成するため、本発明発の天井構造は、構造体から吊り下げられた天井材と、前記天井材と壁部との間に形成された間隙部であって、外部荷重による前記天井材と前記壁部との相対変位以上の長さの間隙部と、前記間隙部と前記相対変位との加算値以上の長さの塞ぎ材であって、一端が前記壁部に接続されて前記間隙部を下方から塞ぐ塞ぎ材と、を備えた天井構造であって、
前記天井材と前記塞ぎ材との間に前記相対変位を減衰させる減衰機構を備えることを特徴とする。
このような天井構造によれば、耐震性の向上を図るとともに、工事の施工性の向上を図ることが可能である。

また、相対変位を小さくすることができるので、塞ぎ材の長さを短くでき、コストの低減を図ることが可能である。

かかる天井構造であって、前記減衰機構は、粘弾性体または粘性材であり、前記塞ぎ材を、水平に保持する保持機構をさらに備えていてもよい。
このような天井構造によれば、塞ぎ材と天井材との間隔を一定に保つことができ、安定して減衰効果を得ることが可能である。

かかる天井構造であって、前記減衰機構は、摩擦材であり、前記塞ぎ材は、前記間隙部を塞ぐとともに前記天井材を押圧するようにしてもよい。
このような天井構造によれば、相対変位の減衰力を高めることができ、塞ぎ材の長さを短くすることが可能である。また、押圧部材を設けなくてもよいのでコストの低減を図ることができる。

かかる天井構造であって、前記減衰機構は、摩擦材であり、前記塞ぎ材を前記天井材に押圧する押圧部材をさらに備えていてもよい。
このような天井構造によれば、相対変位の減衰力を高めることができ、塞ぎ材の長さを短くすることが可能である。

また、構造体から吊り下げられた天井材と、壁部との間に外部荷重による前記天井材と前記壁部との相対変位以上の長さの間隙部を形成する工程と、
前記間隙部と前記相対変位との加算値以上の長さの塞ぎ材を、当該塞ぎ材の一端を前記壁部に接続させるとともに、前記間隙部を下方から塞ぐように設置する工程と、
前記天井材と前記塞ぎ材との間に前記相対変位を減衰させる減衰機構を設置する工程と、
を有することを特徴とする。

かかる天井構造の施工方法であって、前記天井材のうち前記壁部側の端部を切断することによって前記間隙部を形成することとしてもよい。

かかる天井構造の施工方法であって、前記天井材は、複数の分割パネルにより形成されたものであり、前記壁部側の端部に使用するパネルを他のパネルよりも長さの短い短尺パネルに変えることによって前記間隙部を形成することとしてもよい。

本発明によれば、耐震性の向上を図るとともに、工事の施工性の向上を図ることが可能である。

第１実施形態の天井構造１０の縦断面図である。 図１の天井構造１０と壁１０１との接続部分を拡大した図である。 第２実施形態の天井構造１０の説明図である。 第２実施形態の天井構造１０の変形例の説明図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。

＝＝＝第１実施形態＝＝＝
図１は、第１実施形態の天井構造１０の縦断面図である。また、図２は図１の天井構造１０と壁１０１との接続部分を拡大した図である。

本実施形態の天井構造１０は、吊りボルト１１と、天井パネル１２と、塞ぎ材１４と、粘弾性材１５とを備えている。

吊りボルト１１は、天井パネル１２を吊り下げるために用いられるボルトであり、天井構造１０よりも上層の構造体（ここでは床１０２）から垂れ下がるように設けられている。

天井パネル１２（天井材に相当する）は、各吊りボルト１１の下端部に取り付けられている。つまり、天井パネル１２は、吊りボルト１１によって床１０２に吊り下げられている。また、図１に示すように、本実施形態では天井パネル１２と壁１０１（壁部に相当する）との間にはクリアランス１３（間隙部に相当する）が設けられている。

なお、クリアランス１３を設けているのは、もし仮に、天井パネル１２が壁１０１に直接接続されていると、地震や風などの外部荷重によって天井パネル１２と壁１０１との間に水平方向の相対変位が生じたとき、天井パネル１２の外縁部が破損してしまうおそれがあるからである。クリアランス１３を相対変位（振幅Ｄｓ）以上となるように設けることにより、天井パネル１２の破損を防止することができる。なお、振幅Ｄｓは、天井パネル２０と壁１０１が相対変位してないとき（基準）の位置から水平方向の一方側への移動量である。言い換えると、振幅Ｄｓの大きさは水平方向への全体振幅（全振幅）の半分である（図２参照）。

このように、本実施形態の天井構造１０では天井パネル１２と壁１０１との間に、長さＤｃ（≧Ｄｓ）のクリアランス１３を設けている。

塞ぎ材１４は、一端が壁１０１に接続されており、クリアランス１３を下方から塞いでいる。本実施形態では、塞ぎ材１４の長さＬを、クリアランス１３の長さＤｃと、振幅Ｄｓとの加算値以上となるように定めている（Ｌ≧Ｄｃ＋Ｄｓ：図２参照）。こうすることにより、相対変位が発生しても天井パネル１２が塞ぎ材１４から外れないようにできる（すなわち、クリアランス１３を常に塞ぎ材１４で塞いでおくことができる）。

粘弾性材１５は、相対変位を減衰させる（制震機能を有する）部材であり、天井パネル１２と塞ぎ材１４との間に挟まれるように設けられている。本実施形態では、好ましい粘弾性材１５として、例えばＳｃｏｔｃｈｄａｍｐ（登録商標：住友スリーエム（株）製 ＶＥＭ）を用いている。なお、粘弾性材１５は、減衰機構に相当する。

このように天井パネル１２と塞ぎ材１４との間に制震機能を有する粘弾性材１５を設けることにより、天井パネル１２と塞ぎ材１４（換言すると、壁１０１）との相対変位を抑制させることが可能である。

なお、図示していないが、この場合、例えば、塞ぎ材１４の下部に当該塞ぎ材１４を水平に保持するような保持部材を設けることが望ましい。このように、塞ぎ材１４を水平に保つことにすることで、塞ぎ材１４と天井パネル１２との間隔（鉛直方向の間隔）を一定にすることができ、安定した減衰効果を得ることができる。

＜天井構造の施工方法について＞
次に天井構造の施工方法について説明する。
本実施形態では１枚の天井パネル（具体的には天井パネル１２よりも周囲がクリアランス１３の分だけ大きいパネル（便宜上、天井パネル１２´と呼ぶ））を用いる。
まず、天井内の設備工事（電気配線やダクトの配管など）を行う。設備工事の完了後、天井パネル１２´を吊りボルト１１により床１０２から吊り下げるようにして設ける。そして、天井パネル１２´の外縁部（壁１０１と対向する部分）をクリアランス１３（長さＤｃ）だけ切断して図１のような天井パネル１２を形成する。
その後、塞ぎ材１４の一端を壁１０１に接続するとともに、塞ぎ材１４の他端側を（粘弾性材１５を挟んで）天井パネル１２の下面に接続する。こうして、クリアランス１３を塞ぎ材１４で塞ぐ。

このように、本実施形態では、天井パネル１２と壁１０１との間にクリアランス１３を設けた後、クリアランス１３を下方から塞ぐように塞ぎ材１４を設けている。また、天井パネル１２と塞ぎ材１４との間には、制震機能を有する粘弾性材１５を挟んでいる。
これにより、例えば、塞ぎ材１４の改修工事の際には、天井パネル１２を外すことなく、室内側から施工することができ、工期短縮やコスト削減が可能になる。また、新築工事の際には、天井内の設備工事が完了してから天井パネル１２を設置することが可能であり、その後に、室内側から塞ぎ材１４を設けることができる。このため、設備工事との干渉が無くなり、また、工程管理が単純化され工期短縮やコスト削減が可能になる。
このように、本実施形態の天井構造では、工事の施工性の向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施形態の天井構造１０によれば、天井パネル１２と壁１０１との間にクリアランス１３を設けているので、例えば地震や風などの外部荷重によって天井パネル１２と壁１０１との相対変位が生じても、天井パネル１２の外縁部分が破損しないようにできる。また、クリアランス１３（長さＤｃ）と相対振幅（振幅Ｄｓ）との加算値以上の長さＬの塞ぎ材１４によって塞いでいるので、クリアランス１３を確実に塞ぐことができる。さらに、クリアランス１３を塞ぎ材１４で下方から塞いでいるので室内側から工事が可能であり、改修工事においても新築工事においても工事の施工性の向上を図ることができる。

なお、粘弾性材１５として例えば積層ゴムなどを用いても良い。また、相対変位を減衰させる部材（制震機能を有する部材）は粘弾性材１５には限られない。例えば、粘性材を用いても良い。また、例えば、制震用のダンパーを天井パネル１２と塞ぎ材１４との間に設けるようにしても良い。

＝＝＝第２実施形態＝＝＝
図３は、第２実施形態の天井構造１０の説明図である。
図３において、図１、図２と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。

第２実施形態の天井構造１０は、摩擦材１６と板バネ１７を備えている。
摩擦材１６は、相対変位を減衰させる（制震機能を有する）部材であり、塞ぎ材１４の上面に設けられている。なお、摩擦材１６は減衰機構に相当する。つまり、天井パネル１２と壁１０１（塞ぎ材１４）との間に水平方向の相対変位が生じた場合、天井パネル１２は、摩擦材１６上を移動することになる。なお、塞ぎ材１４と天井パネル１２との摩擦力は、摩擦材１６の摩擦係数と、塞ぎ材１４と天井パネル１２との間の押圧力によって決まる。
板バネ１７（押圧部材に相当する）は、図に示すように、断面がＬ字形状であり、一方側の板材が壁１０１の側面に接続され、他方側の板材が塞ぎ材１４の下面に接続されている。そして、板バネ１７は、塞ぎ材１４を上方に押圧する。これにより、摩擦材１６と天井パネル１２との間の摩擦力がより大きくなり、壁１０１と天井パネル１２との水平方向の相対変位を抑えることができる。

なお、天井構造１０の施工方法については、第１実施形態とほぼ同様である。
つまり、第１実施形態と同様に、壁１０１に対してクリアランス１３を有するように天井パネル１２を設ける。そして、天井パネル１２の形成後に、クリアランス１３を塞ぐように、塞ぎ材１４（摩擦材１６）、板バネ１７を設ける。

この第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、耐震性の向上を図るとともに、工事の施工性の向上を図ることができる。

＜変形例＞
図４は、第２実施形態の天井構造１０の変形例の説明図である。
図３において、図１、図２と同一構成の部分には同一符号を付し説明を省略する。
この変形例では、板バネ１７の変わりに、板材１７１、板材１７２、コイルバネ１７３を備えている。
板材１７１は、壁１０１の側面に設けられている。
板材１７２は、塞ぎ材１４の下面に設けられている。
また、板材１７１と板材１７２は、壁１０１との接続点において、当該接続点を中心として回動可能にピン接合されている。
コイルバネ１７３の一端は板材１７１に接続され、他端は板材１７２に接続されている。
以上の構成により、板材１７２（及び塞ぎ材１４）は、天井パネル１２に押圧される。
この変形例においても、耐震性の向上を図るとともに、工事の施工性の向上を図ることができる。

なお、第２実施形態（及び変形例）においてクリアランス１３を塞ぐ部材として、塞ぎ材１４を用いていたが、塞ぎ材１４を用いずに、図３の板バネ１７や、図４の板材１７２でクリアランス１３を塞ぐようにしてもよい。つまり、板バネ１７や、板材１７２を塞ぎ材として用いても良い。この場合においても、クリアランス１３を塞ぐ部材の水平方向の長さを、クリアランス１３（長さＤｃ）と相対変位（振幅Ｄｓ）との加算値以上に定めるようにすればよい。こうすることにより、クリアランス１３を塞ぐとともに、天井パネル１２を上方に押圧することができる。この場合には、クリアランス１３を塞ぐ部材が直接天井パネル１２を押圧することになる。こうすることにより、相対変位の減衰力を増加でき、また、塞ぎ材のコストを削減することができる。

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。特に、以下に述べる実施形態であっても、本発明に含まれるものである。

＜壁１０１について＞
前述の実施形態では、天井パネル１２と壁１０１の間にクリアランス１３を設けていたが、クリアランス１３の対象物は壁１０１には限られない、例えば、柱であってもよい。なお、壁１０１や柱は壁部に相当する。

＜天井パネル１２について＞
前述の実施形態の天井構造１０は１枚の天井パネル１２によって構成されていたが、複数のパネル（分割パネル）を組み合わせて構成していてもよい。この場合、天井を施工する際に、壁１０１に近い部分（外縁部分）のパネルとして、他のパネルより長さの短い短尺パネルを取り付ければよい。こうして、クリアランス１３を形成してもよい。
また、前述の実施形態では、天井パネル１２は床１０２に吊り下げられていたが、床１０２以外の構造物（例えば、梁）に吊り下げられていてもよい。

＜制震機能について＞
前述の実施形態の天井構造１０では、天井パネル１２と塞ぎ材１４との間に制震機能を有する部材（粘弾性材１５や摩擦材１６）を備えていたが、このような制震機能を有する部材を備えていなくてもよい。つまり、制震機能は無くてもよい。少なくともクリアランス１３が塞ぎ材１４などによって塞がれていればよい。

１０ 天井構造
１２ 天井パネル
１３ クリアランス
１４ 塞ぎ材
１５ 粘弾性材
１６ 摩擦材
１７ 板バネ
１０１ 壁
１０２ 床
１７１ 板材
１７２ 板材
１７３ コイルバネ

Claims (7)

1. 構造体から吊り下げられた天井材と、
   前記天井材と壁部との間に形成された間隙部であって、外部荷重による前記天井材と前記壁部との相対変位以上の長さの間隙部と、
   前記間隙部と前記相対変位との加算値以上の長さの塞ぎ材であって、一端が前記壁部に接続されて前記間隙部を下方から塞ぐ塞ぎ材と、
   を備えた天井構造であって、
   前記天井材と前記塞ぎ材との間に前記相対変位を減衰させる減衰機構を備えることを特徴とする天井構造。
2. 請求項１に記載の天井構造であって、
   前記減衰機構は、粘弾性材または粘性材であり、
   前記塞ぎ材を水平に保持する保持機構をさらに備える
   ことを特徴とする天井構造。
3. 請求項１に記載の天井構造であって、
   前記減衰機構は、摩擦材であり、
   前記塞ぎ材は、前記間隙部を塞ぐとともに前記天井材を押圧する
   ことを特徴とする天井構造。
4. 請求項１に記載の天井構造であって、
   前記減衰機構は、摩擦材であり、
   前記塞ぎ材を前記天井材に押圧する押圧部材をさらに備える
   ことを特徴とする天井構造。
5. 構造体から吊り下げられた天井材と、壁部との間に外部荷重による前記天井材と前記壁部との相対変位以上の長さの間隙部を形成する工程と、
   前記間隙部と前記相対変位との加算値以上の長さの塞ぎ材を、当該塞ぎ材の一端を前記壁部に接続させるとともに、前記間隙部を下方から塞ぐように設置する工程と、
   前記天井材と前記塞ぎ材との間に前記相対変位を減衰させる減衰機構を設置する工程と、
   を有することを特徴とする天井構造の施工方法。
6. 請求項５に記載の天井構造の施工方法であって、
   前記天井材のうち前記壁部側の端部を切断することによって前記間隙部を形成する、
   ことを特徴とする天井構造の施工方法。
7. 請求項５に記載の天井構造の施工方法であって、
   前記天井材は、複数の分割パネルにより形成されたものであり、
   前記壁部側の端部に使用するパネルを他のパネルよりも長さの短い短尺パネルに変えることによって前記間隙部を形成する、
   ことを特徴とする天井構造の施工方法。

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