JP6425077B2

JP6425077B2 - 吊り天井構造

Info

Publication number: JP6425077B2
Application number: JP2014254074A
Authority: JP
Inventors: 山本　康弘; 康弘山本
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2014-12-16
Filing date: 2014-12-16
Publication date: 2018-11-21
Anticipated expiration: 2034-12-16
Also published as: JP2016113835A

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６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

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。
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。
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。
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。
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。
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。