JP6989921B2 - 天井補強構造およびその形成方法 - Google Patents

Description

本発明は、天井の落下防止構造に係るものである。

大きな地震に対して建物自体は崩落を回避するためのさまざまな構造が建築分野で提案されている。たとえば、天井の構造に関しては、仮に天井板に割れが生じて独立した破断片になったとしても、小片に分かれて落下しないように、天井面に樹脂材料を被覆することにより一体化させる発明が知られている（特許文献１）。通常天井は複数の天井板によって形成されている。したがって、天井面を樹脂材料からなる破断防止膜で一体化させることによって、割れの結果、独立した破断片ができたとしても、落下してこないようにしたものである。

特開２０１７－０４０１１９号公報

特許文献１のように、天井全体を破断防止膜で保護することで、天井全体の落下を防止するのは地震などの災害時の安全性向上という点で望ましい。しかし、天井自体の支持構造から天井が脱離してしまうと、破断片が飛散することは防止できるものの、天井の一部若しくは全体の落下のおそれは回避できない。

本発明は上記の課題に鑑みて想到されたものであり、天井板同士を一体化させるように形成した塗布膜をさらに支持する天井補強構造およびその形成方法を提供するものである。

より具体的に本発明に係る天井補強構造は、
天井板に設けられた貫通孔と、
前記貫通孔を塞ぐ支持材と、
前記支持材と上部構造体とを連結させる連結ロッドと、
前記支持材および前記天井板の下面を一体化させる天井膜を有し、
前記支持材が前記貫通孔内に配置される支持板の下面にアンカー構造を有することを特徴とする。

本発明に係る天井膜は、支持材と天井板の下面を一体化する天井膜を形成し、それを連結ロッドにて上部構造体と連結するので、複数の天井板が天井膜と一体化するとともに、天井膜と一体化された支持材が連結ロッドで上部構造体に連結されることにより複数の天井板の補強構造を形成する。そのため地震等の外部からの衝撃が加わった際に複数の天井板の破損を妨げる。さらに、万一、地震等の外部からの衝撃が加わった際に天井板が割れ、天井板の支持構造から脱離してしまった際にも、天井膜が天井板の破断片が飛散することを妨げる。また、仮に支持構造から脱離してしまっても、天井板若しくは天井板の破断片が落下することを妨げる。

本発明に係る天井補強構造を示す図である。 天井補強構造における支持板（支持材）と天井板と天井膜の関係を示す図である。 支持板の変形例を示す図である。 支持板の変形例を示す図である。 支持材としてフラットバーを示す図である。 フラットバーと天井板と天井膜の関係を示す図である。

以下に本発明に係る天井補強構造および天井補強構造の形成方法について図面を用いながら説明を行う。以下の説明は本発明の一実施形態を説明するものであり、本発明は以下の説明に限定されるものではない。つまり、以下の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない限りにおいて、改変することができる。

図１に本発明に係る天井補強構造１を示す。図１（ａ）は、建物のフロア８０とスラブ８２（以後「上部構造体８２」ともいう。）および天井板１０を示す側面からの断面図である。また図１（ｂ）は、天井板１０およびその支持構造８４を上方から見た斜視図である。なお、以後の説明において、「上」はスラブ８２方向を言い、「下」はフロア８０方向を言う。

天井板１０が上部構造体８２に支持される支持構造８４は特に限定されるものではない。例えば、上部構造体８２に一端を固定された吊ボルト８６の他端にハンガーを介して野縁受け９０を懸架し、天井板１０と接合した野縁８８を野縁受け９０にボルト若しくはナットで固定するといった通常の方法が好適に利用できる。なお、図１（ｂ）では支持構造８４の一部だけを示している。

図２には、図１（ｂ）のＡ―Ａ断面（図２（ａ））と、図１（ｂ）のＡ１方向からの平面図（図２（ｂ））を示す。ただし、図２（ｂ）では天井膜２０は省略している。図１および図２を参照して、天井補強構造１は、天井板１０に形成された貫通孔１０ｈと、支持材１２、連結ロッド１６、天井膜２０を有する。

天井板１０に設けられる貫通孔１０ｈは、１枚の天井板１０内に設けられるのが好ましい。言い換えると、貫通孔１０ｈは、天井板１０同士を跨いで形成されないのが好ましい。天井板１０が、ずれる場合は、まず天井板１０同士の間に剪断力がかかる。そのような箇所で天井膜２０を支持すると天井膜２０が開裂しやすいからである。

貫通孔１０ｈは、天井板１０を支持構造８４で上部構造体８２から懸架する前に天井板１０に形成してもよい。しかし、本発明に係る天井補強構造１では、天井板１０を上部構造体８２に懸架した後から形成してもよい。すなわち、本発明に係る天井補強構造１はすでに完成している天井に後から施工することもできる。

支持材１２は、貫通孔１０ｈを塞ぐ平状部材である。形状は特に限定されるわけではないが、円形状の支持板１２ａ若しくは平板状のフラットバー１２ｂ（図５参照）が好適に利用できる。図１から図４までは、支持材１２として支持板１２ａを用いた場合について示している。貫通孔１０ｈの形状も特に限定されないが、円形状の貫通孔１０ｈは容易に設けられる。

ここでは、円形状の貫通孔１０ｈを円形状の支持板１２ａで塞ぐ場合について説明を続ける。支持板１２ａの外縁１２ａｚは、貫通孔１０ｈの内縁１０ｈａに干渉しない。言い換えると、支持板１２ａは貫通孔１０ｈ内に配置される。

図２（ａ）を参照して、支持板１２ａの外縁１２ａｚは、上方に折り曲がっており上向側壁１２ａａを形成している。上向側壁１２ａａと天井板１０の貫通孔１０ｈの内縁１０ｈａには上下方向の筒状のスペース１１（図２（ｂ）参照）が設けられる。支持板１２ａは、天井板１０の貫通孔１０ｈの内縁１０ｈａと干渉しないので、隙間が生じている。筒状のスペース１１があることで、この隙間を充填剤２２で埋めやすくしている。

また、支持板１２ａの上面中央には、円筒状のネジ受け部１２ａｂが設けられる。後述する連結ロッド１６と連結するためである。

図２（ｂ）を参照して支持板１２ａの下面１２ａｄ（図２（ａ）参照）には後述する天井膜２０との接着性を高めるために、アンカー構造１４が設けられていてもよい。アンカー構造１４は、サブミリ乃至数ミリ程度の大きさの溝構造、孔構造もしくは凹凸構造といったラフ面である。このような構造の面は天井膜２０の接着性を高めることができる。図２（ｂ）では、孔構造が設けられていることが示されている。

連結ロッド１６は、一端１６ａが上部構造体８２に埋設される。埋設の方法は特に限定されるものではない。また、他端１６ｂは、支持板１２ａのネジ受け部１２ａｂに連結される。連結の際には、支持板１２ａの下面１２ａｄは天井板１０の下面１０ｄと面一になるように調整される。これは、連結ロッド１６の他端１６ｂに支持板１２ａを固定する工程といってよい。

天井板１０がすでに上部構造体８２に固定されている場合は、上部構造体８２に連結ロッド１６を埋設するためには、ドリル等の工具を天井板１０より上部構造体８２側に入れる必要がある。この時貫通孔１０ｈが比較的広い孔なので、天井板１０が設置された後であっても、本発明に係る天井補強構造１を施工することができる。すなわち、本発明に係る天井補強構造１では、天井板１０に貫通孔１０ｈを形成し、その貫通孔１０ｈを通して連結ロッド１６を上部構造体８２に固定することができる。

もちろん、天井の施工前から天井補強構造１を組み込むことができるのであれば、上部構造体８２の所定の位置に連結ロッド１６を固定しておき、連結ロッド１６の位置に合わせて貫通孔１０ｈを設けた天井板１０を配置してもよい。

また、支持板１２ａと貫通孔１０ｈとの間には、上部構造体８２から連結ロッド１６による支持板１２ａの固定が多少ずれて傾いても取付け可能なように、隙間が形成される。この隙間は、後述の天井膜２０の材料で埋めるのが好ましいが、パテ等の充填剤２２を埋めてもよい。

天井膜２０は、貫通孔１０ｈを支持板１２ａで塞いだ後に、天井板１０の下側から天井膜２０の材料（「天井膜材」と呼んでもよい。）を吹き付け若しくは塗布することで形成される。天井膜２０は、天井板１０が割れ、吊ボルト８６（図１（ｂ）参照）などによる支持構造８４から脱離した際に天井板１０を支えることができる材料であるのが望ましい。たとえば、天井膜２０には、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂、エポキシ樹脂といった各種樹脂材及びこれらの混合材、若しくはゴム材等も利用することができる。吹き付けの場合には、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂が好適である。

また、天井板１０の下面１０ｄおよび支持板１２ａの下面１２ａｄには接着層２０ａとして接着力の強いエポキシ樹脂等を用い、接着層２０ａの下側には保持層２０ｂとして、切断されにくいウレタン樹脂、シリコン樹脂、ゴム材等を用い、複数の層構造としてもよい。

この際に、支持板１２ａの下面１２ａｄにアンカー構造１４が施してあると、天井膜２０と支持板１２ａとの接着力は向上する。また、アンカー構造１４に支持板１２ａを貫通する孔構造が形成されていると、孔を通じて支持板１２ａの下面１２ａｄから上面１２ａｕにはみ出した天井膜２０の一部が支持板１２ａを咬むことになるので、接着力はより向上する。

また貫通孔１０ｈは、天井膜２０が乾燥する際に揮発剤の抜け道になるので、天井膜２０が乾燥しやすくなるという効果も有する。

本発明において、支持材１２と天井板１０の下面１０ｄを天井膜２０で一体化させるとは、天井膜２０が、支持材１２および天井板１０の下面１０ｄと接着され、さらに天井膜２０が複数の天井板１０に渡って連続している状態をいう。したがって、天井膜２０は支持材１２と接着され（「天井膜２０が支持材１２と一体化された」といってもよい。）、天井膜２０は天井板１０の下面１０ｄと接着され（「天井膜２０が天井板１０の下面１０ｄと一体化された」といってもよい。）る。

以上の構造を有する天井補強構造１の働きについて説明する。天井補強構造１では、複数の天井板１０が天井膜２０と一体化するとともに、天井膜２０と一体化された支持材１２が連結ロッド１６で上部構造体８２に連結されることにより複数の天井板１０の補強構造を形成し、地震等の外部からの衝撃が加わった際に複数の天井板１０の破損を妨げる。さらに、万一、地震等の外部からの衝撃が加わった際に天井板１０が割れ、天井板１０の支持構造８４から脱離してしまった際にも、天井膜２０が天井板１０の破断片が飛散することを妨げる。また、仮に支持構造８４から脱離してしまっても、天井板１０若しくは天井板１０の破断片が落下することを妨げる。

この際、支持構造８４からの支持を失った天井板１０は、上部構造体８２に連結された連結ロッド１６、支持材１２（支持板１２ａ）と、支持材１２に接着された天井膜２０によって支持される。

図３には、支持板１２ａが天井板１０の下面１０ｄより上側にある場合を示す。天井膜２０は、貫通孔１０ｈの大きさ分だけ下方から見ると凹む。

図３（ｂ）には、この凹みを隠すカバー板２４を配置した状態を示す。カバー板２４は、天井膜２０を通して支持板１２ａと連結されることで固定される。このような構造により、天井膜２０と支持板１２ａの一体化を向上できる。さらに、天井膜２０の下面２０ｄとカバー板２４の下面２４ｄは面一になり、見栄えもよくなる。

図４には支持板１２ａの外縁１２ａｚから下方に延設された下向側壁１２ａｙが設けられた場合を示す。このような構造であると、支持板１２ａの下面１２ａｄおよび下向側壁１２ａｙの内面１２ａｙａが天井膜２０と接着していることとなるので、天井膜２０による天井板１０の下面１０ｄと支持板１２ａの一体性がより高くなる。さらに、Ｌ字曲がりの天井膜２０は平面の天井膜２０より強度が増加し、開裂しにくい。

図４（ｂ）には、この構造にカバー板２４を配置した場合を示す。カバー板２４の径２４Ｒは、図３（ｂ）のように貫通孔１０ｈの径１０ｈＲより小さくても良いが、大きい方が好ましい。カバー板２４が貫通孔１０ｈより大きければ、上部構造体８２から連結ロッド１６による支持板１２ａの固定が多少ずれて傾いても、その傾きを目立たなくすることができる。

なお、図３や図４の支持板１２ａについても下面１２ａｄおよび下向側壁１２ａｙ（下向側壁１２ａｙの内面１２ａｙａを含む。）にアンカー構造１４が施されていてもよい。

図５には、支持材１２としてフラットバー１２ｂを用いた場合を天井裏側から見た状態で示している。フラットバー１２ｂの幅１２ｂｗは、貫通孔１０ｈの径１０ｈＲより幅広で長い平板状部材である。貫通孔１０ｈは天井板１０内に設けられている。フラットバー１２ｂは、天井板１０を跨ぐように配置される。そして、貫通孔１０ｈが設けられている部分で上部構造体８２（図１参照）と連結される。なお、図５では、天井板１０を支持する支持構造８４は省略している。

図６（ａ）は、図５のＢ－Ｂ断面を示す。また図６（ｂ）は図５のＣ－Ｃ断面を示す。図６（ａ）を参照して、フラットバー１２ｂの幅１２ｂｗは貫通孔１０ｈの径１０ｈＲより大きい。フラットバー１２ｂには、貫通孔１０ｈに合わせた位置に貫通孔１２ｂｈが設けられている。言い換えると、天井板１０に設けられる貫通孔１０ｈは、フラットバー１２ｂに設けられた貫通孔１２ｂｈに合わせて設けられている。

なお、支持材１２としてフラットバー１２ｂを用いる場合であっても、すでに形成された天井板１０に貫通孔１０ｈを設け、その貫通孔１０ｈを通して連結ロッド１６を上部構造体８２に連結することもできる。

一端が上部構造体８２と連結する連結ロッド１６の他端１６ｂには、ネジ受け１６ｂａが設けられている。そして、ネジ３０によってフラットバー１２ｂは連結ロッド１６に締結されている。この時、フラットバー１２ｂの上面１２ｂｕは、所定厚み分Δｔだけ天井膜２０に埋設されている。本発明において、支持材１２と天井膜２０が一体化するという意味には、このように一部が埋まり込んだ状態も含む。

フラットバー１２ｂと天井膜２０をこのような状態に形成するには、まず、天井板１０を上部構造体８２（図１参照）に固定し、フラットバー１２ｂの貫通孔１２ｂｈに相当する位置に貫通孔１０ｈを形成する。次に天井膜２０を形成する材料（天井膜材）を吹き付け形成する。なお、予め貫通孔１０ｈから上部構造体８２に連結ロッド１６の一端１６ａ（図１（ａ）参照）を固定し、連結ロッド１６の他端１６ｂのネジ受け１６ｂａを天井板１０の貫通孔１０ｈまで懸架しておくのがよい。

天井膜２０を吹き付けたら、天井膜２０が完全に乾燥する前に、フラットバー１２ｂを取り付ける。この時、フラットバー１２ｂの上面１２ｂｕから所定厚み分Δｔだけ天井膜２０に埋没する程度に押し込み固定する。この状態で天井膜２０が乾燥すると、フラットバー１２ｂと天井膜２０は一体化される。

なお、フラットバー１２ｂの上面１２ｂｕにはアンカー構造１４が施されていてもよい。フラットバー１２ｂの上面１２ｂｕは所定厚み分Δｔだけ天井膜２０に埋設される。この際上面１２ｂｕにアンカー構造１４が施されていれば、天井膜２０との接着力はより高くなる。

また、以上の変形例を含めて、天井補強構造１を施した後に、化粧塗料を塗布し、化粧膜３４（図６（ｂ）だけに示した）を形成してもよい。化粧膜３４は少なくとも天井膜２０の下側に設けられる。天井補強構造１にカバー板２４を使用した部分では、カバー板２４の下面２４ｄ（図３（ｂ）参照）に化粧膜３４が形成されていてもよい。

本発明に係る天井補強構造は、施工前若しくは施工後の天井の補強に好適に利用することができる。

１ 天井補強構造
１０ 天井板
１０ｄ （天井板の）下面
１０ｈａ （天井板の）内縁
１０ｈ （天井板の）貫通孔
１０ｈＲ （天井板の）径
１２ 支持材
１２ａ 支持板
１２ａａ （支持板の）上向側壁
１２ａｂ （支持板の）ネジ受け部
１２ａｕ （支持板の）上面
１２ａｄ （支持板の）下面
１２ａｚ （支持板の）外縁
１１ スペース
１２ａｙ （支持板の）下向側壁
１２ａｙａ （下向側壁の）内面
１２ｂ フラットバー
１２ｂｕ （フラットバーの）上面
１２ｂｗ （フラットバーの）幅
１２ｂｈ （フラットバーの）貫通孔
Δｔ 所定厚み分
１４ アンカー構造
１６ 連結ロッド
１６ａ （連結ロッドの）一端
１６ｂ （連結ロッドの）他端
１６ｂａ （連結ロッドの）ネジ受け
２０ 天井膜
２０ｄ （天井膜の）下面
２０ａ （天井膜の）接着層
２０ｂ （天井膜の）保持層
２２ 充填剤
２４ カバー板
２４ｄ （カバー板の）下面
２４Ｒ （カバー板の）径
３４ 化粧膜
８０ フロア
８２ スラブ
８２ 上部構造体
８４ 支持構造
８６ 吊ボルト
８８ 野縁
９０ 野縁受け

Claims (8)

1. 天井板に設けられた貫通孔と、
   前記貫通孔を塞ぐ支持材と、
   前記支持材と上部構造体とを連結させる連結ロッドと、
   前記支持材および前記天井板の下面を一体化させる天井膜を有し、
   前記支持材が前記貫通孔内に配置される支持板の下面にアンカー構造を有する天井補強構造。
2. 前記支持板の下面は、前記天井板の下面と面一である請求項１に記載された天井補強構造。
3. 前記支持板の下面は、前記天井板の下面より上側に配置された請求項１に記載された天井補強構造。
4. 前記支持板の外縁から下方向に向けて延設された下向側壁を有する請求項３に記載された天井補強構造。
5. 前記天井膜の下面に配置され前記支持板と前記天井膜を挟んで連結されたカバー板を有する請求項３または４の何れかの請求項に記載された天井補強構造。
6. 天井板に設けられた貫通孔と、
   前記貫通孔を塞ぐ支持材と、
   前記支持材と上部構造体とを連結させる連結ロッドと、
   前記支持材および前記天井板の下面を一体化させる天井膜を有し、
   前記支持材は前記貫通孔より大きく、複数の前記連結ロッドで前記上部構造体と接続されるフラットバーであり、前記フラットバーの上面にアンカー構造を有することを特徴とする天井補強構造。
7. 少なくとも前記天井膜の下面に化粧膜を有する請求項１乃至６の何れか一の請求項に記載された天井補強構造。
8. 天井板に貫通孔を形成する工程と、
   前記貫通孔を通して連結ロッドの一端を上部構造体に固定する工程と、
   前記天井板に天井膜材を吹き付けまたは塗布する工程と、
   前記連結ロッドの他端にフラットバーを前記天井膜材に所定厚みだけ埋設させる工程を含む天井補強構造の形成方法。

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