JP6425077B2 - 吊り天井構造 - Google Patents

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Description

本発明は、吊り天井構造に関する。
従来、オフィスビル等の建物の天井部の構造として、吊り天井が多用されている。また、例えば体育館やクリーンルーム等には、一般にぶどう棚、システムぶどう棚などと称する天井構造が多用されている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
このぶどう棚形式の吊り天井構造は、例えば、鉄骨のメインフレームとサブフレームを格子状に組み付けてなるぶどう棚(ぶどう棚部/天井部)と、上端部側を建物構造体に接続し、下端部側をぶどう棚に接続してぶどう棚を吊り下げ支持するための吊り部材とを備えて構成されている。
そして、このように配設された格子状の鉄骨フレームからなるぶどう棚に照明や空調機器などの設備機器を取り付けたり、吊りボルトを介してぶどう棚に野縁受け、野縁等からなる天井下地(LGS天井下地)を吊設し、この天井下地の野縁に天井パネルをビス留めなどして取り付けて天井本体(天井部)が形成される。なお、鉄骨のメインフレームとサブフレームを格子状に組み付けてなる鉄骨フレームのぶどう棚に天井パネルを直接取り付けて吊り天井構造を構成する場合もある。
さらに、一般に、ぶどう棚を吊り下げ支持する吊り部材の上端部側と建物構造体の間や下端部側とぶどう棚の間に防振ゴムを介設し、建物構造体と吊り天井構造の間の振動伝達を抑えるように構成されている。
特開平08−184206号公報 特開2013−130043号公報
一方、例えば上記従来のぶどう棚形式のような吊り天井構造においては、ぶどう棚を吊り下げ支持する吊り部材がその上端部側と下端部側をある程度の固定度をもって建物構造体やぶどう棚(天井部)に接続されている。
このため、地震などが発生し、ぶどう棚に水平力が作用して横揺れが生じた際に防振ゴムの廻りや吊り部材の接続部分、ぶどう棚に過大な変形や応力が発生するおそれがある。また、横揺れによって吊り部材の接続部分、防振ゴムにずれが生じるおそれもある。
なお、防振ゴムの剛性を大きくして鉛直力に対する耐力を大きくすることで大きな地震に対応できるようにすることも考えられるが、このように構成すると防振ゴムによる十分な防振性能が得られなくなってしまう。
本発明は、上記事情に鑑み、地震などによって横揺れが生じた際に過大な変形や応力が発生することを防止できる防振性能の高い吊り天井構造を提供することを目的とする。
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の吊り天井構造は、建物構造体に上端部側を繋げて配設される吊り部材と、前記吊り部材の下端部側に繋げ、前記吊り部材で吊り下げ支持して配設される天井部とを備えたぶどう棚形式の吊り天井構造であって、前記吊り部材が回動機構を備えて回動自在に構成されるとともに、前記建物構造体の上方に設けられ、前記吊り部材の上端部側が接続される接続部材と、前記接続部材と前記建物構造体の間に設置される防振ゴムとからなり地震時の振動を吸収して減衰させための防振機構を備え、前記防振機構を介して前記吊り部材の上端部側が前記建物構造体に接続されて構成され、前記防振機構は、前記防振ゴムが区切り材を介装しつつ複数積層して前記接続部材と前記建物構造体の間に介装され、且つ、前記防振ゴムに当接して前記防振ゴムを位置決め保持する防振ゴム移動防止部材を備えていることを特徴とする。
また、本発明の吊り天井構造においては、前記建物構造体と前記接続部材に相対変位が生じた際に前記接続部材又は前記建物構造体又は前記建物構造体に一体に設けられて前記防振ゴムが設置される台座に当たることで最大相対変位量を規定するストッパー部材を備えて前記防振機構が構成されていることが望ましい。
さらに、本発明の吊り天井構造においては、前記台座が平面視で方形状に形成され、前記ストッパー部材が前記台座の4つの角部のそれぞれに対して所定の隙間をあけ、前記建物構造体と前記接続部材に相対変位が生じた際に前記台座の角部が当たることで最大相対変位量を規定するように配設され、2つの前記防振ゴムが平面視で前記台座の上に上下方向に延びる中心軸を中心に所定の間隔をあけて対称位置に配置され、前記防振ゴム移動防止部材が前記台座の上で前記2つの防振ゴムの間に配置されていることがより望ましい。
また、本発明の吊り天井構造においては、前記建物構造体と前記天井部の間に減衰装置が介設されていてもよい。
本発明の吊り天井構造においては、前記減衰装置がオイルダンパーであることが望ましい。
さらに、本発明の吊り天井構造においては、前記吊り部材の上端部側と前記建物構造体、及び/又は前記吊り部材の下端部側と前記天井部が前記回動機構を介して回動自在に接続されていてもよい。
本発明の吊り天井構造においては、吊り部材が回動機構を備えていることで、地震などが発生した際に吊り部材が自動的に回動、屈曲変形し、水平動を低く抑えるように制御できる。これにより、吊り部材の接続部分やぶどう棚などの天井部に過大な変形や応力が発生することを防止できる。
また、本発明の吊り天井構造においては、建物構造体と天井部の上下方向の間に、複数積層した防振ゴムを介設することで、天井部からの大きな軸力に対して強度を保持しながら剛性を小さくでき、高い防振性能を発揮させることが可能になる。
本発明の吊り天井構造においては、建物構造体と天井部の上下方向の間に、区切り材を介装しつつ複数積層した防振ゴムを介設することにより、水平動を低く抑えるように制御でき、且つ天井部からの大きな軸力に対して強度を保持しながら剛性を小さくできる。これにより、吊り部材の接続部分やぶどう棚などの天井部に過大な変形や応力が発生することを防止でき、且つ高い防振性能を発揮させることが可能になる。
本発明の一実施形態に係る吊り天井構造(吊り部材、防振機構)を示す正面図である。 図1のX1−X1線矢視図である。 図1のX2−X2線矢視図である。 本発明の一実施形態に係る吊り天井構造の変更例を示す図であり、減衰装置を備えた吊り天井構造を示す図である。
以下、図1から図4を参照し、本発明の一実施形態に係る吊り天井構造について説明する。
ここで、本実施形態では、例えば体育館やクリーンルーム等の天井部に適用され、一般にぶどう棚、システムぶどう棚などと称するぶどう棚形式の吊り天井の構造に関するものである。
本実施形態の吊り天井構造Aは、図1、図2及び図3に示すように、梁等の建物構造体1に上端部2a側を繋げて配設される吊り部材2と、吊り部材2の下端部2b側に繋げ、この吊り部材2で吊り下げ支持して配設されるぶどう棚部(天井部)3と、ぶどう棚部3に支持させて天井面を形成する天井本体(天井部:不図示)とを備えて構成されている。
なお、ぶどう棚部3に照明やエアコンなどの設備機器を支持させて吊り天井構造Aが構成されていてもよい。
また、本実施形態では、吊り部材2の上端部2a側が、詳細を後述する防振機構5(防振機構5の接続部材6等)を介して建物構造体1に接続されている。
さらに、本実施形態の吊り天井構造Aでは、吊り部材2が、その上端部2a側を防振機構5の接続部材6(建物構造体1)に接続する部分と、下端部2b側をぶどう棚部3に接続する部分とにそれぞれ回動機構4を設け、接続部材6(建物構造体1)やぶどう棚部3に回動自在に接続されている。
より具体的に、本実施形態の回動機構4はユニバーサルジョイントであり、一端を接続部材6又はぶどう棚部3に固着して上下方向T1に突設された連結部材4aと、軸線O1方向を水平の一方向T2に向けて配設されるピン部材4bによって軸線O1周りに回動自在に連結部材4aにピン結合される継手部材4cとを備えている。
さらに、吊り部材2は、一方向T2に直交する水平の他方向T3に軸線O2方向を向けて配設されるピン部材4dによって、接続部材6側(建物構造体1側)の回動機構4の継手部材4cに上端部側を、ぶどう棚部3側の回動機構4の継手部材4cに下端部側をそれぞれ、軸線O2周りに回動自在にピン結合した吊り部材本体4eを備えて構成されている。
一方、本実施形態の防振機構5は、吊り部材2の上端部2a側が接続されて建物構造体1の上方に配設された接続部材6と、建物構造体1の上端部側に一体に固設された台座7と、接続部材6を通じてぶどう棚部3の鉛直方向の荷重が伝わるように接続部材6と台座7の間に介設された防振ゴム9と、上端側を接続部材6に、下端側を台座7にそれぞれ接続して設けられ、台座7とぶどう棚部3に上向きの力が作用した際に台座7を介して接続部材6にこの力を伝えるための支持部材8とを備えて構成されている。
なお、本実施形態の支持部材8は、防振ゴム9を挿通し、この防振ゴム9を取り付けるための防振ゴム取付部材としての機能も付与されている。
また、本実施形態では、防振ゴム9が台座7と接続部材6の上下方向T1の間に(建物構造体1とぶどう棚部(天井部)3の上下方向T1の間に)複数積層して設置されている。さらに、本実施形態では、防振ゴム9が鋼板などの区切り材13を介装しつつ複数積層して台座7と接続部材6の上下方向T1の間に介設されている。
さらに、本実施形態では、地震などによって建物構造体1や接続部材6が振動(揺動)し、建物構造体1と接続部材6に相対変位が生じた際に、接続部材6に当たることで最大相対変位量を規定するストッパー部材10が台座7に一体に固設されている。
なお、ストッパー部材10は、接続部材6に一体に固設し、建物構造体1と接続部材6に相対変位が生じた際に台座7又は建物構造体1に当たることで最大相対変位量を規定するように、接続部材6に一体に設けられていてもよい。
さらに、防振ゴム9の移動を防止するための防振ゴム移動防止部材11が接続部材に一体に固設されている。
そして、上記構成からなる本実施形態の吊り天井構造Aにおいては、ぶどう棚部3を吊り下げ支持する吊り部材2が回動機構4によって建物構造体1(接続部材6)、ぶどう棚部3に回動自在に接続されているため、地震が発生し、建物構造体1に水平力が作用して横揺れが生じた際に回動機構4によって吊り部材2が自在に回動(屈曲変形)する。
これにより、鉛直荷重を支持する吊り部材2(上端部2a側と下端部2b側の接続部分)やぶどう棚部3、防振機構5に過大な変形や応力が発生することがない。
また、本実施形態の吊り天井構造Aにおいては、接続部材6と台座7と支持部材8と防振ゴム9からなる防振機構5が設けられている。このため、地震などが発生したときに鉛直方向力を逃がすしくみになっていない従来の防振ゴムに対し、本実施形態のように防振ゴム9を複数積層化したことで、防振性能を確保しながら鉛直支持力を持たせることが可能になる。
すなわち、防振ゴム9が複数積層して配設されていると、ある大きさの鉛直力が作用したときに、積層した個々の防振ゴム9の許容支持荷重を確保しつつ全体としての剛性を低減させることができる。
また、建物構造体1が振動した際に接続部材6もその振動の影響を受けるが、台座7に取り付けたストッパー部材10に当たることで、接続部材6が台座7から大きくずれるのを防ぎ、防振ゴム9に過大な変形や応力が発生することがない。さらに、防振ゴム移動防止部材11が設けられていることにより、この防振ゴム移動防止部材11に防振ゴム9が位置決めされ、防振ゴム9に過大な変位や位置ずれ、回転が生じることがない。
また、本実施形態の吊り天井構造Aでは、防振ゴム9が区切り材13を介装しつつ複数積層して台座7と接続部材6の上下方向T1の間に介設されているため、1つの防振ゴム9を設けた場合よりも個々の防振ゴム9の高さ寸法が小さくなり、圧縮力に対する防振ゴム9(個々の防振ゴム9)の安定性が高くなる。さらに、鋼板などの区切り材13が介装されていることで、防振ゴム9同士が擦れることがなく、圧縮力が作用したときに安定して変形させることができる。
したがって、本実施形態の吊り天井構造Aにおいては、吊り部材2が回動機構4によって、また防振機構5を介して、建物構造体1、ぶどう棚部3に回動自在に接続されていることで、地震などが発生した際に吊り部材2が自動的に回動、屈曲変形し、これにより、防振機構5、吊り部材2の接続部分やぶどう棚部3に過大な変形や応力が発生することを確実に防止できる。
また、地震などが発生して縦揺れ等による鉛直方向の力が作用した場合には、吊り部材2及び防振ゴム9を介して建物構造体1にぶどう棚部3からの力を十分に伝達することができる。
また、このとき、建物構造体1とともに振動する接続部材6がストッパー部材10に当たることで、防振ゴム9に過大な変形や応力が発生することを防止できる。また、防振ゴム移動防止部材11に防振ゴム9が位置決め保持されているため、防振ゴム9に過大な変位や位置ずれ、回転が生じることも防止できる。
さらに、本実施形態の吊り天井構造Aにおいては、吊り部材2が回動機構4によって、また台座7や接続部材6を介して、建物構造体1、ぶどう棚部3に回動自在に接続されていることで、図4に示すように、建物構造体1とぶどう棚部3の間にオイルダンパーなどの減衰装置12を介設し、この減衰装置12によって振動を吸収緩和させることも可能になる。これにより、さらにぶどう棚部3の横揺れを低減させることができ、耐震性能に優れた吊り天井構造Aを実現することが可能になる。
さらに、本実施形態の吊り天井構造Aにおいては、建物構造体1とぶどう棚部(天井部)3の上下方向T1の間に、区切り材13を介装しつつ複数積層した防振ゴム9を介設することにより、水平動を低く抑えるように制御でき、且つぶどう棚部3からの大きな軸力に対して強度を保持しながら剛性を小さくできる。これにより、吊り部材2の接続部分やぶどう棚部3に過大な変形や応力が発生することを防止でき、且つ高い防振性能を発揮させることが可能になる。
以上、本発明に係る吊り天井構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施形態では、吊り部材2の回動機構4が連結部材4aとピン部材4bと継手部材4cとピン部材4dと吊り部材本体4eを備えて構成されているものとしたが、この回動機構4は吊り部材2を回動自在に形成することが可能であれば、必ずしも上記の構成に限定しなくてもよい。例えばボールジョイントなどの他のユニバーサルジョイントの構成を採用してもよい。
また、吊り部材2の上端部2a側や下端部2b側ではなく、上端部2aと下端部2bの間の中間部分に回動機構4を設けて吊り部材2を構成してもよい。さらに、回動機構4の数を限定する必要もない。
1 建物構造体
2 吊り部材
2a 上端部側
2b 下端部側
3 ぶどう棚部(ぶどう棚/天井部)
4 回動機構
4a 連結部材
4b ピン部材
4c 継手部材
4d ピン部材
4e 吊り部材本体
5 防振機構
6 接続部材
7 台座
8 支持部材
9 防振ゴム
10 ストッパー部材
11 防振ゴム移動防止部材
12 減衰装置
13 区切り材
A 吊り天井構造
T1 上下方向
T2 水平の一方向
T3 水平の他方向

Claims (6)

  1. 建物構造体に上端部側を繋げて配設される吊り部材と、前記吊り部材の下端部側に繋げ、前記吊り部材で吊り下げ支持して配設される天井部とを備えたぶどう棚形式の吊り天井構造であって、
    前記吊り部材が回動機構を備えて回動自在に構成されるとともに、
    前記建物構造体の上方に設けられ、前記吊り部材の上端部側が接続される接続部材と、前記接続部材と前記建物構造体の間に設置される防振ゴムとからなり地震時の振動を吸収して減衰させための防振機構を備え、前記防振機構を介して前記吊り部材の上端部側が前記建物構造体に接続されて構成され、
    前記防振機構は、前記防振ゴムが区切り材を介装しつつ複数積層して前記接続部材と前記建物構造体の間に介装され、
    且つ、前記防振ゴムに当接して前記防振ゴムを位置決め保持する防振ゴム移動防止部材を備えていることを特徴とする吊り天井構造。
  2. 請求項1記載の吊り天井構造において、
    前記建物構造体と前記接続部材に相対変位が生じた際に前記接続部材又は前記建物構造体又は前記建物構造体に一体に設けられて前記防振ゴムが設置される台座に当たることで最大相対変位量を規定するストッパー部材を備えて前記防振機構が構成されていることを特徴とする吊り天井構造。
  3. 請求項2記載の吊り天井構造において、
    前記台座が平面視で方形状に形成され、
    前記ストッパー部材が前記台座の4つの角部のそれぞれに対して所定の隙間をあけ、前記建物構造体と前記接続部材に相対変位が生じた際に前記台座の角部が当たることで最大相対変位量を規定するように配設され、
    2つの前記防振ゴムが平面視で前記台座の上に上下方向に延びる中心軸を中心に所定の間隔をあけて対称位置に配置され、
    前記防振ゴム移動防止部材が前記台座の上で前記2つの防振ゴムの間に配置されていることを特徴とする吊り天井構造。
  4. 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の吊り天井構造において、
    前記建物構造体と前記天井部の間に減衰装置が介設されていることを特徴とする吊り天井構造。
  5. 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の吊り天井構造において、
    前記吊り部材の上端部側と前記建物構造体、及び/又は前記吊り部材の下端部側と前記天井部が前記回動機構を介して回動自在に接続されていることを特徴とする吊り天井構造。
  6. 請求項4記載の吊り天井構造において、
    前記減衰装置がオイルダンパーであることを特徴とする吊り天井構造。
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