JP6488097B2 - 天井構造 - Google Patents

Description

本発明は、天井構造に関する。

音楽ホールやシネマコンプレックス等の天井板は、天井板から上階躯体への振動、並びに上階躯体から天井板に伝達される振動（いわゆる微振動）を抑制するための防振機能を備えている。この防振機能は、一般的にゴム体等を介して、吊り部材で天井板を吊るす構成で達成されている。一方、この構成の天井板に耐震機能を持たせるには、地震時等における天井板の揺れを抑制するため、斜材(ブレース)架構等により天井板を躯体等に固定して一体化させる必要がある。
しかし、天井板を、単に支持部材等で躯体に固定すれば、防振機能が損なわれてしまう。また、支持部材を経由して、いわゆる微振動が躯体と天井板間で伝達される。
躯体から天井板に伝達される振動を縦振動と横振動に分けて抑制する技術には、例えば特許文献１がある。

特許文献１は、建物躯体から連結部材で吊り下げられた簀の子（天井板に相当）の振動を、連結部材の上端である、建物躯体との連結部において低減する技術である。即ち、躯体からの縦振動と横振動を、建物躯体の連結部の位置で、防振ゴムを介することで抑制している。

特開平９−８８２３０号公報

しかし、天井板は、連結部材で建物躯体から吊るされているため、地震等による横荷重を受けたとき、建物躯体の連結部の位置で振動を抑制しても、天井板と建物躯体の間の相対的横移動を制限することができない。
このため、特許文献１は、天井板と建物側壁の間に防振ゴムを設置して、天井板と建物側壁が衝突したときの振動を吸収させている。

本発明は上記事実に鑑み、建物躯体と天井板の相対的横移動を制限する天井構造の提供を目的とする。

請求項１に記載の発明に係る天井構造は、上端部が建物躯体における天井部に固定された鋼製の縦部材と、前記縦部材の下端部に接合された鋼製の横部材と、前記縦部材と前記横部材の間に斜めに渡された鋼製の斜め部材と、を備え、前記建物躯体と一体挙動する剛性を備えたフレームと、前記横部材に固定された上板と前記上板と一体とされた側板及び下板とを備えた受け部材と、貫通孔が形成され前記側板との間に隙間を開けて前記下板に支持されたゴム体と、前記下板及び前記貫通孔を貫通し上部が前記ゴム体に支持された軸部材と、天井板が取付けられ上部が前記軸部材の下部に固定された吊り金具と、を備え、前記ゴム体及び前記軸部材が上下方向に対して傾斜可能とされた連結手段と、を有し、前記ゴム体及び前記軸部材が傾斜して前記ゴム体と前記側板とが当接したときの前記フレームに対する前記天井板の横移動距離が、前記天井板と前記建物躯体の側壁との距離より小さくなるように、前記横部材と前記天井板との高さ方向の距離が調整されている。

請求項１に記載の発明によれば、建物躯体と一体挙動するフレームに連結手段の上端が固定され、連結手段に設けられた弾性部材を介して、連結手段の下端に天井板が固定される。これにより、建物躯体から天井板を吊りボルトで直接吊るす場合に比べ、天井板を吊るす距離を小さくできる。これにより、天井板の揺れ幅（フレームと天井板との相対的横移動量）を小さくすることができる。
更に、傾き制限手段により、フレームと天井板との相対的横移動で生じる連結手段の傾斜が制限される。即ち、フレームと天井板の間に相対的横移動が生じたとき、相対的横移動量に応じて連結手段が傾斜する。この連結手段の傾斜角度が傾き制限手段で制限されることにより、フレームと天井板との相対的横移動が制限される。

発明の１態様は、前記連結手段は、前記フレームに固定された受け部材と、前記受け部材に支持され、貫通孔が形成されたゴム体と、前記貫通孔及び前記受け部材を貫通し、上部が前記ゴム体に支持される軸部材と、前記天井板に設けられ、前記軸部材の下部が固定される固定部材と、を備え、前記傾き制限手段は、前記受け部材に前記軸部材及び前記ゴム体と隙間を開けて設けられ、前記軸部材が傾いたときに当接して前記軸部材の傾きを制限する側板であることを特徴としている。

発明の１態様によれば、フレームと天井板の間に相対的横移動が生じたとき、軸部材は、貫通した受け部材との交点を中心に傾斜する。軸部材の上部が傾斜する方向には、傾き制限手段である受け部材の側板が設けられているので、軸部材の上部が側板と当接し、軸部材のそれ以上の傾きが制限される。この結果、フレームと天井板との相対的横移動が制限される。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の天井構造において、前記側板は、前記軸部材を挟んで対向配置されており、隣り合う前記連結手段の前記側板の面方向は互いに直交していることを特徴としている。

請求項２に記載の発明によれば、連結手段の受け部材には、２枚の側板が軸部材を挟んで対向配置されているので、軸部材の上部が、対向配置された側板のいずれかの方向へ傾斜したとき、軸部材の上部が側板と当接し、軸部材のそれ以上の傾きが制限される。
即ち、１個の連結手段で、１軸方向のフレームと天井板との相対的横移動を制限することができる。
これにより、複数の連結手段を、軸部材同士を結ぶ直線を直交２方向に一致させ、隣り合う連結手段の側板の面方向が互いに直交する方向（軸部材を中心に互いに９０度回転させた方向）とすることにより、隣接する一方の連結手段の軸部材の上部が、側板の方向と交差する方向へ傾斜しても、他方の連結手段の軸部材の上部を、側板の方向へ傾斜させることができる。
この結果、直交２方向のいずれの方向であっても、天井板とフレームの相対的横移動を制限することができる。

発明の１態様は、前記フレームは、上端部が前記建物躯体における天井部に固定された縦部材と、前記縦部材の下端部に接合され、下面が前記天井板と対向する横部材と、前記縦部材と前記横部材の間に斜めに渡された斜め部材と、を有していることを特徴としている。

発明の１態様によれば、縦部材、横部材および斜め部材により、フレームに剛性を持たせ、建物躯体とフレームを一体挙動させることができる。
これにより、フレームの縦部材の寸法を調整することで、フレームの横部材と天井板との距離を調整することができる。横部材と天井板との距離を小さくすることで、フレームと天井板との相対的横移動量を小さくすることができる。また、フレームを利用して、空調用ダクト等を支持することができる。

本発明は、上記構成としてあるので、建物躯体と天井板の相対的横移動を抑制する天井構造を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る天井構造の基本構成を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る天井構造における連結手段及び傾き制限手段を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る天井構造における連結手段及び傾き制限手段の取り付け状態を示す正面図である。 本発明の第１実施形態に係る天井構造における傾き制限手段の作動状態を示す正面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係る天井構造における連結手段及び傾き制限手段の取り付け方向を示す平面図であり、（Ｂ）は傾き制限手段の作用を説明する模式図である。 本発明の第１実施形態に係る天井構造における天井の端部構成を示す正面図である。 （Ａ）は本発明の第１実施形態に係る天井構造におけるフレームの取り付け状態を示す正面図であり、（Ｂ）はフレームの平面構成を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る天井構造における連結手段及び傾き制限手段の作動状態を示す正面図である。 本発明の第２実施形態に係る天井構造における連結手段及び傾き制限手段の取り付け方向を示す平面図である。

（第１実施形態）
図１〜図７を用いて本発明の第１実施形態に係る天井構造について説明する。
図１の正面図に示すように、天井構造を構成する天井１０は、音楽ホールやシネマコンプレックス等に用いられる音響性能を向上させた天井である。天井１０は、建物躯体１４の天井部１４Ｓの下面に固定されたフレーム１２を有している。

フレーム１２は、上端部が建物躯体１４に固定され、建物躯体１４から下方へ延出する縦部材１６と、横方向に配置され、縦部材１６の下端部に接合された横部材１８と、縦部材１６と横部材１８の間に斜めに渡されたブレース（斜め部材）２０と、を有している。
縦部材１６、横部材１８及びブレース２０はいずれも鋼材で形成されている。フレーム１２は立体的に構築され、地震時に建物躯体１４と一体挙動する剛性を備えている。

フレーム１２の下には、所定の距離Ｈ１をあけて天井板２２が設けられている。
天井板２２は、石膏ボードや木製板等の一般的な材料で形成されている。天井板２２は、音響性能を確保するのに必要な板厚を備え、表面にはグラスウール６２が貼り付けられ、吸音性能を高め遮音性能を確保している。

天井板２２の上面には、所定の間隔を開けて図示しない野縁が取付けられている。また、野縁には、野縁と交差する方向へ設けられた野縁受け４６が取付けられている。
フレーム１２の横部材１８と天井板２２の間には、天井板２２を上から支持する防振ハンガ（連結手段）２４が設けられている。防振ハンガ２４は、所定の間隔で複数設けられている。防振ハンガ２４は、上部が横部材１８の下面に固定され、下部が天井板２２の野縁受け４６に固定されている。

図２に防振ハンガ２４の分解斜視図を示す。防振ハンガ２４は、フレーム１２に固定される筐体（受け部材）３２を有している。筐体３２は、短冊状の鋼板をコ字状に折り曲げ、コ字状に折り曲げられた２枚の鋼板を対向配置させて筒状に形成されている。筐体３２は、上下方向に配置される上板２５Ｕと下板２５Ｄ、及び横方向に対向配置される側板２６Ｒ、２６Ｌを有している。
筐体３２の内部は中空とされ、内部には、縦方向の振動を減衰させるゴム体（弾性部材）２８が配置されている。

筐体３２の上板２５Ｕには、貫通孔４０Ｕが設けられている。上板２５Ｕは、上面を横部材１８の下面と当接させ、貫通孔４０Ｕを用いて、横部材１８の下面にボルト４２で接合される。
筐体３２の下板２５Ｄには、図示しない貫通孔が設けられている。貫通孔には、ゴム体２８の下部が挿通され、貫通孔より外形が大きく成形されたゴム体２８の上部が、貫通孔の位置で係止されている。

ゴム体２８には、貫通孔４４が設けられ、貫通孔４４には、天井板２２を支持する吊りボルト（軸部材）３４が挿通される。吊りボルト３４の上端部は、ゴム体２８を挟んで、ゴム体２８の上からナット（固定部材）３６で固定される。吊りボルト３４の下端部は、吊り金具３８の上部に固定される。吊り金具３８の下部は、天井板２２の野縁受け４６に取付けられている（図４参照）。吊りボルト３４は、下板２５Ｄとの交点において、交点を中心に傾斜が可能とされている。

図３に防振ハンガ２４の取付け状態を示す。フレーム１２の横部材１８と、天井板２２の野縁受け４６間に防振ハンガ２４取付けることで、ゴム体２８を介して天井板２２を吊り下げることができる。
これにより、天井板２２からフレーム１２への振動、並びにフレーム１２から天井板２２へ伝達される振動（いわゆる微振動）の伝達が減衰される。

また、図４に示すように、地震等により、天井板２２がＸ軸の方向へ距離ΔＬだけ移動して、天井板２２とフレーム１２に相対的横移動が生じたとき、吊りボルト３４は、傾斜角θで傾く。この結果、吊りボルト３４の上部が側壁２６Ｒと当接する。これにより、吊りボルト３４の、それ以上の傾きが、側壁２６Ｒで制限される。
なお、吊りボルト３４の上部と側壁２６Ｒとの当接には、吊りボルト３４の上部に取付けられたゴム体２８やナット３６の外表面と、側壁２６Ｒとの当接も含まれる。

即ち、地震等により吊りボルト３４が傾斜したとき、吊りボルト３４は、筐体３２の交点を中心に傾斜する。これにより、筐体３２との交点より上部の吊りボルト３４が、傾き制限手段である筐体３２の側板２６Ｒ、２６Ｌの方向へ傾斜して、筐体３２と当接する。この結果、吊りボルト３４のそれ以上の傾きが制限される。
吊りボルト３４の傾きが制限されることで、天井板２２とフレーム１２の、相対的横移動が制限される。

図５（Ａ）に防振ハンガ２４の平面配置例を示す。
図５（Ａ）には、４個の防振ハンガ２４（防振ハンガ２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ）をＸ軸方向、及びＹ軸方向へ２個ずつ配置する場合を示す。Ｘ軸方向へ防振ハンガ２４Ａと２４Ｂを、所定距離あけて隣接させ、更に、Ｙ軸方向へ所定距離ずらせた位置において、Ｘ軸方向へ防振ハンガ２４Ｃと２４Ｄを所定距離あけて隣接させている。

このとき、防振ハンガ２４Ａと２４Ｂの側板２６Ｒ、２６Ｌを、隣り合う連結手段の側板の面方向が互いに直交する方向（吊りボルト３４を中心に互いに９０度回転させた方向）に配置する。同様に、防振ハンガ２４Ｃと２４Ｄの側板２６Ｒ、２６Ｌを、隣り合う連結手段の側板の面方向が互いに直交する方向（吊りボルト３４を中心に互いに９０度回転させた方向）に配置する。
更に、Ｙ軸方向に隣接する防振ハンガ２４Ａと２４Ｃ、及び防振ハンガ２４Ｂと２４Ｄの側板２６Ｒ、２６Ｌを、隣り合う連結手段の側板の面方向が互いに直交する方向（吊りボルト３４を中心に互いに９０度回転させた方向）に配置する。

これにより、横部材１８と天井板２２のＸ軸方向への相対的横移動が、防振ハンガ２４Ｂと２４Ｃにより制限される。また、横部材１８と天井板２２のＹ軸方向への相対的横移動が、防振ハンガ２４Ａ、２４Ｄにより制限される。

即ち、防振ハンガ２４には、２枚の側板２６Ｒ、２６Ｌが対向する方向にしか設けられていないので、側板２６Ｒ、２６Ｌを全て同じ方向に向けた場合には、側板２６Ｒ、２６Ｌと交差する方向（９０度回転させた方向）の、横部材１８と天井板２２の相対的横移動を制限できない。このため、隣接する防振ハンガ２４の設置方向を、互いに交差する方向に異ならせることで、直交２方向の相対的横移動を制限することができる。

次に、図５（Ｂ）の模式図を用いて、本実施形態の作用について説明する。
図５（Ｂ）に示すように、フレーム１２の横部材１８と天井板２２のＸ軸方向への相対的横移動量ΔＬは、横部材１８と天井板２２の距離Ｈ１、及び吊りボルト３４の鉛直軸との傾斜角度θに比例する。
即ち、横部材１８と天井板２２の距離Ｈ１を小さくすれば、相対的横移動量ΔＬを小さくすることができる。又は、傾斜角度θを小さくすれば、相対的横移動量ΔＬを小さくすることができる。

横部材１８と天井板２２の距離Ｈ１は、一般的な構成においては、吊りボルトで吊下げられた、防振ハンガ２４の吊りさげ長さである。これに対し、本実施形態においては、吊りボルトに替えて、高い剛性を備え建物躯体１４と一体挙動するフレーム１２を用いているので、距離Ｈ１を大幅に小さくできる。この結果、天井板の揺れ幅（フレームと天井板との相対的横移動量）を小さくすることができる。

なお、本実施形態においては、音響性能を低下させないための相対的横移動量ΔＬの許容値、防振ハンガ２４の寸法精度、作業スペースの確保等を考慮して、それぞれの最適値を算出し適用した。なお、横部材１８と天井板２２の距離Ｈ１は、フレーム１２の高さＨ２を調整することで、容易に調整することができる。また、横部材１８と天井板２２の距離Ｈ１の調整は、防振ハンガ２４の吊りボルト３４の長さで調整できる。

図６に天井１０における天井板２２の隅部の取付け構造を示す。
天井板２２の隅部と、建物側壁３０との距離Ｌ（Ｌ＞ΔＬ）の隙間部には、外力を受けて容易に変形するグラスウール６０が充填されている。また、距離Ｌの隙間部の室内側には、隙間部を塞ぐ保護カバー５８が取付けられている。保護カバー５８の天井板２２側の端部と天井板２２との間には、摺動部材６１が設けられている。摺動部材６１は、地震時等における、保護カバー５８と天井板２２とのスライドを許容している。

ここに、フレーム１２と天井板２２との相対的横移動量ΔＬは、天井板２２と建物側壁３０との距離Ｌより小さいので、地震時に、天井板２２が建物側壁３０に衝突することを抑制できる。
図６に記載した、距離Ｌの隙間部を通過する矢印Ｓは、室内側からの音の漏れを模式的に示している。本構成とすることにより効果的に音の漏れを抑制でき、音響性能を低下させずに、防振機能を維持することができる。

以上説明したように、本構成によれば、防振ハンガ２４により、天井板２２がゴム体２８を介してフレーム１２に支持される。また、傾き制限手段２６により、防振ハンガ２４の傾斜が抑制される。
これにより、地震等でフレーム１２と天井板２２が相対的横移動しても、相対的横移動量に応じて防振ハンガ２４の吊りボルト３４が傾斜する。この吊りボルト３４の傾斜が、側板２６Ｒ、２６Ｌで抑制される。この結果、フレーム１２と天井板２２とのそれ以上の相対的横移動が制限され、天井板２２と建物側壁３０との衝突を回避することができる。

次に、図７（Ａ）、（Ｂ）を用いて、フレーム１２の他の機能を説明する。
図７（Ａ）の正面図、（Ｂ）の平面図に示すように、フレーム１２は、縦部材１６、横部材１８及びブレース２０で構成され、上述したように高い剛性を備えている。この結果、ブレース２０の数を減らしても、フレーム１２に要求される必要な剛性を確保することができる。例えば、１構面（Ｘ軸方向又はＹ軸方向に縦部材１６を連続させた１つの配列）につき、１〜２箇所にまで減らすことができる。

ブレース２０を減らすことにより、フレーム１２の内部に縦部材１６と横部材１８で区画された空間、即ち、ブレースが斜めに走らない空間を確保することができる。この空間を空調用ダクト４８等を設置する空間とすれば、空調用ダクト４８等の設置の自由度を高めることができる。また、フレーム１２は、物理的な寸法の優位性のみでなく、例えば天井板２２等の、音響的に振動する部分とは、防振ハンガ２４等で切り離されているため、空調用ダクト４８等の作動部材を固定しても、音響性能を妨げることはない。

なお、本実施形態では、天井板２２が水平に設置される場合ついて説明した。しかし、これに限定されることはなく、傾斜して天井板２２が設置される場合であっても、フレーム１２の下部の横部材１８の下面を、天井板２２と平行に構築することで、適用することができる。

また、本実施形態では、側板２６Ｒ、２６Ｌが設けられた防振ハンガ２４の筐体３２を、フレーム１２の下部の横部材１８に固定する構成で説明した。しかし、これに限定されることはなく、防振ハンガ２４の上下を逆転させ、逆転させて下端部に位置する防振ハンガ２４の筐体３２を、天井板２２の野縁受け側に固定する構成でもよい。

（第２実施形態）
図８を用いて、本発明の第２実施形態に係る天井構造について説明する。
第２実施形態に係る天井構造を構成する天井５０は、天井板２２を吊るす防振ハンガ５２の筐体５４に設けられた、側板５６を１枚とした点において、２枚の側板２６Ｒ、２６Ｌを備えた第１実施形態と相違する。相違点を中心に説明する。

防振ハンガ５２は、図８に示すように、フレーム１２の横部材１８に固定された筐体（受け部材）５４を有している。筐体５４は、短冊状の板材をコ字状に折り曲げて形成されている。コ字状に折り曲げられた中央部の平板部が側板５６を形成している。筐体５４の、残りの３方向は開放されている。

これにより、側板５６に吊りボルト３４の上端部を当接させることで、吊りボルト３４の傾斜を制限することができる。
また、防振ハンガ５２は、筐体５４の３方向が開放されているので、作業性を向上させることができる。防振ハンガ５２は、筐体５４に設けられた側板５６が１枚であることのみが第１実施形態で説明した筐体３２と相違するので、防振ハンガ５２の詳細な説明は省略する。

また、図９に防振ハンガ５２の平面配置例を示す。
図９には、８個の防振ハンガ５２（５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ、５２Ｄ、５２Ｅ、５２Ｆ、５２Ｇ、５２Ｈ）をＸ軸方向へ４列、Ｙ軸方向へ２列に配置する場合を示す。

Ｘ軸方向に配置した防振ハンガ５２Ａと５２Ｂ、及び防振ハンガ５２Ｅと５２Ｆを、側板５６を互いに対向させて隣接させている。即ち、Ｘ軸方向に隣接する防振ハンガ５２Ａと５２Ｂ、及び防振ハンガ５２Ｅと５２Ｆの側板５６を、吊りボルト３４を通るＸ軸に対して、吊りボルト３４を中心に互いに１８０度回転させて配置する。

更に、Ｙ軸方向へ配置した防振ハンガ５２Ｃと５２Ｄ、及び防振ハンガ５２Ｄと５２Ｈを、側板５６を互いに対向させて隣接させている。即ち、Ｙ軸方向に隣接する防振ハンガ５２Ｃと５２Ｇ、及び防振ハンガ５２Ｄと５２Ｈの側板５６を、吊りボルト３４を通るＹ軸に対して、吊りボルト３４を中心に互いに１８０度回転させて配置する。

これにより、横部材１８と天井板２２のＸ軸方向への相対的横移動には、防振ハンガ５２Ａと５２Ｂ、防振ハンガ５２Ｅと５２Ｆにより、それ以上の相対的横移動が制限される。また、横部材１８と天井板２２のＹ軸方向への相対的横移動には、防振ハンガ５２Ｃと５２Ｇ、防振ハンガ５２Ｄと５２Ｈにより、それ以上の相対的横移動が制限される。

以上説明したように、本実施形態の防振ハンガ５２には、側板５６が１方向にしか設けられていない。このため、隣接する側板５６を対向配置させている。
これにより、一方の防振ハンガ５２の軸部材の上部が、側板５６の方向と反対方向へ傾斜しても、隣接する他方の防振ハンガ５２においては、吊りボルト３４の上部が側板５６の方向へ傾斜する。この結果、隣接する防振ハンガ５２に沿った、方向の、天井板２２とフレーム１２の相対的横移動を制限することができる。

しかし、隣接する側板５６を対向配置させただけでは、側板５６と交差する方向（９０度回転させた方向）の、横部材１８と天井板２２の相対的横移動を制限できない。このため、隣接する防振ハンガ５２以外の、他の防振ハンガ５２の設置方向を、互いに交差する方向とすることで、直交２方向の相対的横移動を制限している。
このように、複数の防振ハンガ５２を直交２方向へ適切に配置することにより、直交２方向の相対的横移動を抑制することができる。
他の構成は、第１実施形態と同じであり説明は省略する。

１０、５０ 天井
１２ フレーム
１４ 建物躯体
１６ 縦部材（フレーム）
１８ 横部材（フレーム）
２０ ブレース（斜め部材、フレーム）
２２ 天井板
２４、５２ 防振ハンガ（連結手段）
２６、５６側版（傾き制限手段）
２８ ゴム体（弾性部材、連結手段）
３０ 側壁
３２ 、５４ 筐体（受け部材、連結手段、傾き制限手段）
３４ 吊りボルト（軸部材、連結手段）
３６ ナット
３８ 吊り金具（連結手段）

Claims (2)

1. 上端部が建物躯体における天井部に固定された鋼製の縦部材と、前記縦部材の下端部に接合された鋼製の横部材と、前記縦部材と前記横部材の間に斜めに渡された鋼製の斜め部材と、を備え、前記建物躯体と一体挙動する剛性を備えたフレームと、
   前記横部材に固定された上板と前記上板と一体とされた側板及び下板とを備えた受け部材と、貫通孔が形成され前記側板との間に隙間を開けて前記下板に支持されたゴム体と、前記下板及び前記貫通孔を貫通し上部が前記ゴム体に支持された軸部材と、天井板が取付けられ上部が前記軸部材の下部に固定された吊り金具と、を備え、前記ゴム体及び前記軸部材が上下方向に対して傾斜可能とされた連結手段と、を有し、
   前記ゴム体及び前記軸部材が傾斜して前記ゴム体と前記側板とが当接したときの前記フレームに対する前記天井板の横移動距離が、前記天井板と前記建物躯体の側壁との距離より小さくなるように、前記横部材と前記天井板との高さ方向の距離が調整されている、天井構造。
2. 前記側板は、前記軸部材を挟んで対向配置されており、
   隣り合う前記連結手段の前記側板の面方向は互いに直交している、
   請求項１に記載の天井構造。