ブレースの配置と耐力

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はなにかどり
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1 システム天井グリッドタイプ耐震基準 (2016 年版 ) 2015 年 3 月制定 2016 年 3 月改訂平成 26 年 4 月に改定された建築基準法施行令による技術基準等の動向を踏まえ制定しました 1

2 はじめに平成 13 年芸予地震平成 15 年十勝沖地震および平成 1 7 年宮城沖地震において天井の脱落被害が発生し 1 ) 2 ) 3 大規模空間の天井の崩落対策についての技術的助言 ) が国土交通省から出されたことを契機に各方面で天井の耐震性に関する研究や実験が行われてきましたロックウール工業会においてはシステム天井の品質性能の基準化を図る為システム天井構成部材やその接合部の強度試験実大部分モデルによる静的水平荷重試験 4) を実施しましたその結果平成 19 年 4 月 JIS A 1445 システム天井構成部材の試験方法平成 20 年 10 月システム天井新耐震基準 ( 平成 23 年改訂 ) が発行されましたその後平成 23 年 3 月に発生した東北地方太平洋沖地震での天井被害を鑑み平成 25 年 7 月に建築基準法施行令の一部を改正する政令及び建築基準法施行規則の一部を改正する省令 5 ) が公布同年 8 月天井脱落対策に係る一連の技術基準告示 6) 7) が国土交通省より公布されましたこれらの動向を踏まえロックウール工業会では再度実大部分モデルによる静的水平荷重試験 8 ) を実施し本書の見直しを図りました本書の適用範囲をグリッドタイプに絞りラインタイプについてはフェールセーフの考え方を推奨していくこととし設計施工内装工事技術者各位の指針的資料として役立つよう内容を充実させあわせてロックウール化粧吸音板およびシステム天井の品質性能保持と施工水準の向上に資することを期待しております 2016 年 3 月改訂歴 2016 年 3 月タイトルの変更はじめにの加筆ブレース配置例の修正 2

3 システム天井グリッドタイプ耐震基準 (2016 年版 ) 1. 耐震安全性の目標中地震における損傷を防止中地震を超える一定の地震時においても天井の脱落の低減を図ることを目標とする 2. 適用範囲 1) システム天井グリッドタイプ 2) 天井懐寸法 2000 mm以下ブレース材の選定例 ( グリッドタイプ ) 斜めブレース材吊ボルト圧縮補強材適用する天井懐寸法 C ~1,790mm 3. 耐震補強基準 1) 天井水平入力加速度 1G, C C ~1,920mm 814~2,000mm 天井鉛直入力加速度 0.5G のとき逆ハ C ~1,140 mm ブレースは 18m2以内にXY 各方向に 1 組ずつ設置する C ~1,300 mm 2) 最低でも 30 m2以内に XY 各方向に 1 組ずつ設置する C ~1,730 mm 3) ブレースの材料は右表よりC 以上とし天井懐寸法により選定する C ~2,000 mm 4) システム天井及び搭載設備の重量が C ~1,380 mm 10kg/ m2を超える場合はブレース1 組の負担面積を換算して求める V 字 C C ~1,680mm 814~2,000mm 1) 天井懐が2000mmを超える場合は, 構造計算を行い鉄骨組付けのぶどう棚を設置してください 2) ブレースの材種は 18m2 / 組 X Y 各方向の場合の例です 3) 懐 H1500mmを超える場合の水平振れ止めの設置については監理者にご確認ください 4) 角度 30 の場合の最小懐寸法 :814mm 3

4 システム天井グリッドタイプ耐震基準 (2016 年版 ) グリッドタイプのブレース設置例 ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) の場合 V 字の場合圧縮補強材ブレース上部固定位置ブレース上部固定位置 30~60 程度 30~60 程度ビス止めブレース材ビス止めブレース材スチールTバー 1200またはまたは1280 < クロス T バー方向 > 1200 または 1280 スチールTバー 1200またはまたは1280 < クロス T バー方向 > 圧縮補強材ブレース上部固定位置部ブレース上部固定位置 30~60 程度 30~60 程度ビス止めブレース材ビス止めブレース材スチールTバー 1200またはまたは1280 < メイン T バー方向 > 1200 または 1280 スチールTバー 1200またはまたは1280 < メイン T バー方向 > ブレース上部固定位置はスラブに接する事を原則とするが離れる場合は吊りボルトが耐えられるよう計算にて検討する ( 計算式 6 頁注 2) 4

5 システム天井グリッドタイプ耐震基準 (2016 年版 ) 旧ロックウール工業会の新耐震基準 ( 平成 23 年改訂 ) 新ロックウール工業会のシステム天井グリッドタイプ耐震基準 (2015 年制定 ) ブレースの負担面積ブレースの配置 XY 方向ともブレース1 対の負担面積は18m2を上限とする ( 耐震レベル1 G 天井質量 10kg/ m2の場合 ) ブレース (1 対 ) が負担する天井の水平慣性力がブレースおよび天井構成部材の水平耐力に達していないことが前提となるまた天井質量やブレースの耐力を詳細に求めブレースの負担面積を設定することができる V 字または ( 逆 ) ハの字配置とする天井周辺部及び中央部に負担面積以内になるように均等に配置する間隔は1600mm ( グリッドタイプの場合は2600mm ) 以内とする 6 頁 7 頁ブレースの配置例参照 XY 各方向ともブレース1 組の負担面積は原則 18m2を上限とする ( 耐震レベル1 G 天井重量 10kg/ m2の場合 ) ブレース (1 組 ) が負担する天井の水平慣性力がブレースおよび天井構成部材の水平耐力に達していないことが前提となる但し天井重量やブレースの耐力を詳細に求めブレースの負担面積を設定することができる V 字 ( 逆 ) ハの字または ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き )) 配置とする天井周辺部及び中央部に負担面積以内になるように均等に配置する間隔は1200mmまたは1280mmを原則とする 8 頁 ~12 頁ブレースの配置例参照ブレースの材料 C 程度以上とする天井懐寸法によりブレースの材料を設定する 3 頁ブレース材の例参照 C 程度以上とする天井懐寸法によりブレースの材料を設定する 3 頁ブレース材の例参照ブレースの固定方法専用金物または φ4ビス2 点止めによる溶接の場合は 3 点溶接以上溶接長 5~7mmとするブレース固定部の水平耐力は2000N 以上とする専用金物または φ4ビス2 点止めによるブレース固定部の水平耐力は2000N 以上とする ( 溶接接合は認めないものとする ) ブレースの固定位置ブレースの角度上端はスラブから50mm 以内の吊りボルトに固定する下端は吊りボルトを設置したハンガーまたは野縁受けチャンネルに固定する野縁受けチャンネルに設置する場合は吊りボルトから水平距離で150mm 以内の位置とするまたブレースを設置した部位のハンガーはTバーや野縁受けチャンネルとビスで固定する 30 ~45 程度を基本とする 45 を超える場合はブレース耐力を算定して負担面積を求める (5 頁ブレースの耐力負担面積の算定参照 ) 上端はスラブからの位置を弾性モーメント範囲以内 (6 頁注 2) とし吊りボルトに固定する下端は吊りボルトを設置したハンガーや専用金具に固定するまたブレースを設置した部位のハンガーはビスで固定するなどしてブレースへ水平力が伝達できる取り付けとする 30 ~60 程度を原則とする 60 を超える場合はブレース耐力を算定して負担面積を求める (7 頁ブレースの耐力の算定参照 ) 5

6 注 1) 本基準は主に事務所ビルに使用されるシステム天井のグリッドタイプを対象としたもので天井懐寸法が 2000mmを越えるもの傾斜天井部や下がり天井部に使用されるもの天井重量が10kg/ m2を大きく上回るものおよびその他特殊な構造のものは除く注 2) 耐震ブレース上部固定位置計算式ブレース上部固定位置 ( スラブまでの鉛直距離 ) を下記の式で求める Qy=A τ My=Z σy Qy : 吊ボルトの許容せん断力 A : 吊ボルトの断面積 τ : 吊ボルトの短期許容せん断応力度 My : 吊ボルトの許容曲げモーメント Z : 吊ボルトの断面係数 σy : 吊ボルトの短期許容圧縮曲げ応力度 e=my / Qh 2 e : 許容鉛直距離 My : 吊ボルトの許容曲げモーメント Qh : ブレースセットの負担水平力 2 : ブレースセットの負担水平力支持点数但し Qy>Qh ブレース負担面積による許容鉛直距離例吊ボルト 3 分天井重量 10kg/ m2水平震度 1G の場合負担面積 6 m2 9 m2 12 m2 15 m2 18 m2 許容鉛直距離 33.8 mm 22.5 mm 16.9 mm 13.5 mm 11.2 mm 6

7 ブレースの耐力ブレースの耐力の算定参考文献によりブレース材吊りボルトの座屈荷重を求めブレースの水平耐力を算出します圧縮単独耐力 H 1 =1/γ 1.5/2.17(B/L ブ )π 2 EI ブ /L 2 ブ 9) 引張単独耐力 H 2 =1/γ 1.5/2.17 α(b/l ボ )π 2 EI フ /L 2 ボ 9) H 1 : ブレース材が圧縮材となる側のブレースが座屈する時の水平方向の圧縮単独耐力 (N) H 2 : ブレース材が引張材となる側の吊りボルトが座屈する時の水平方向の引張単独耐力 (N) B : インサートピッチ ( ブレースの水平投射距離 )( mm ) L ブ : ブレースの有効長さ ( mm ) E : ヤング率 (N/ mm 2 ) I ブ : ブレース材の最小断面 2 次モーメント ( mm 4 ) L ボ : 吊りボルトの有効長さ ( mm ) I ボ : 吊りボルトの断面 2 次モーメント ( mm 4 ) γ : 斜め部材の細長比より求める割り増し係数 (λ 130の場合 γ=1) λ : 細長比 α : 端部の固定によって変わる係数 ( 片側固定片側ヒン :2.046 両端ヒン:1) ブレースの耐力計算例天井懐材種性能項目最小断面二次モーメント I ブ (mm 4 ) 断面二次半径 i (mm) 断面積 A (mm 2 ) 圧縮単独耐力 H 1 (N) 引張単独耐力 H 2 (N) ブレースの耐力 H ブ (N) C ブ C レーC ス C 材 C 分ボルト座補強屈補強補 C 強 C 材 C 圧縮単独耐力 H1(N) Hブ (N) V 字の場合引張単独耐力 H2(N) Hブ (N) 逆ハの字の場合圧縮ブレース圧縮ブレース B ブレースの負担面積 B 吊りボルト L ボ荷重方向引張ブレース Vの字配置の場合引張ブレース圧縮補強材荷重方向 L ボ ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 配置の場合図中の矢印は水平力の方向赤で示すブレース吊りボルトは圧縮材とする水色で示すブレース吊りボルトは引張材とするブレースの負担面積 sは次の式で求められる H ブ = 9.8swa よって s = H ブ /9.8aw ここに H ブ : ブレースの耐力 (N) Vの字の場合 H ブ =H 1 2 逆ハの字の場合 H ブ =H 1 +H 2 a : 天井入力加速度 (G ) w : 天井の単位重量 (kg/m 2 ) s : ブレースの負担面積 (m 2 ) ブレースの負担面積 (s) はブレースの耐力から求めた値でありハンガーや T バーの接合部の耐力を考慮することとする 7

8 ブレースの配置方法引張力圧縮力を負担するブレースを 1 組とするその1 その2 その3 図 6.( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 配置の例 ( 赤線は吊ボルトの圧縮補強材 ) ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 配置の場合はブレースの向きが交互になるようにするブレースの間隔が均等かつ負担面積が 18 m2以下になるようにするブレースは基本的に全吊ボルト構面に XY 両方向に配置する図 7 V 字配置の例ブレースの負担面積図 8.( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 配置の例その 2( 赤線は吊ボルトの圧縮補強材 ) スラブ側の吊ボルトに設置したブレースが 2 本以上重ならないようにする重なる場合はブレースの位置をずらす赤色のブレースが重なっている青色のブレースをずらした図 9. ブレースが重なる場合の配置例 8

9 グリッドタイプ ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) ブレースの配置例吊りボルトの圧縮補強材ブレース A B 部ブレース1 組負担面積約 18m2 /1 組 C 部ブレース1 組負担面積約 18m2 /1 組 A C B *: ブレース材の強度によっては圧縮補強材が不要となる場合があります 1) 本図は天井面水平入力加速度が 1G 天井の重量が 10kg/ m2 天井懐寸法が 1200mm ブレース材が C の場合の例である 2) ブレースは基本的に全吊ボルト構面に XY 両方向に配置する 9

10 グリッドタイプ ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) ブレースの配置例 ( 障害物のある場合 ) A B 部ブレース1 組負担面積 18m2 /1 組 C 部ブレース1 組負担面積約 18m2 /1 組吊りボルトの圧縮補強材ブレース移動ブレース障害物 A C B *: ブレース材の強度によっては圧縮補強材が不要となる場合があります 1) 本図は天井面水平入力加速度が 1G 天井の重量が 10kg/ m2 天井懐寸法が 1200mm ブレース材が C の場合の例である 2) 本図はダクト空調機等の障害物により指定の位置にブレースを設置できない場合の例である 3) ブレースの配置は整列配置を基本とする障害物のある場合は A,B および C の範囲内の近い位置にずらして設置する 4) ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) のブレースが連続する場合はブレースの向きが交互になるように設置する 5) ブレースは基本的に全吊ボルト構面に XY 両方向に配置する 10

グリッドタイプ 600 600 V 字 ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 混合ブレースの配置例 1) 本図は天井面水平入力加速度が 1G 天井の重量が

11 グリッドタイプ V 字 ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 混合ブレースの配置例 1) 本図は天井面水平入力加速度が 1G 天井の重量が 10kg/ m2 天井懐寸法が 1200mm ブレース材が C の場合の例である 2) ブレースは基本的に全吊ボルト構面に XY 両方向に配置する 11

グリッドタイプ 600 600 V 字 ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 混合ブレースの配置例 ( 障害物のある場合 ) 1) 本図は天井面水平入力加速度が 1G 天井の重量が 10kg/ m2 天井懐寸法が 1200mm ブレース材が C25 19 5 1.

12 グリッドタイプ V 字 ( 逆 ) ハの字 ( 圧縮補強材付き ) 混合ブレースの配置例 ( 障害物のある場合 ) 1) 本図は天井面水平入力加速度が 1G 天井の重量が 10kg/ m2 天井懐寸法が 1200mm ブレース材が C の場合の例である 2) 本図はダクト空調機等の障害物により指定の位置にブレースを設置できない場合の例である 3) ブレースの配置は整列配置を基本とする障害物のある場合は A,B および C の範囲内の近い位置にずらして設置する 4) ブレースは基本的に全吊ボルト構面に XY 両方向に配置する 12

13 参考文献 1) 芸予地震被害調査報告の送付について ( 技術的助言 ) 国土交通省住宅局建築指導課長国住指第 375 号 2001 年 6 月 1 日 2) 大規模空間を持つ建築物の天井の崩落対策について ( 技術的助言 ) 国土交通省住宅局建築指導課長国住指第 2402 号 2003 年 10 月 15 日 3) 地震時における天井の崩落対策の徹底について ( 技術的助言 ) 国土交通省住宅局建築指導課長国住指第 1427 号 2005 年 8 月 26 日 4) システム天井面の静的水平荷重試験その 1 その 2 その 3 荻原健二細岡正樹佐々木朗小林俊夫日本建築学会大会梗概集 2007 年 8 月 5) 建築基準法施行令第 39 条第 3 項 6) 国土交通省告示第 771 号特定天井及び特定天井の構造耐力上安全な構造方法を定める件 7) 国土交通省告示第 773 号損傷限界変位等を計算する方法並びに屋根ふき材等及び外壁等の構造耐力上の安全性を確かめるための構造計算の基準を定める件の一部を改正する件 8) システム天井面の静的水平荷重試験その 4 その 5 荻原健二奥村彰啓小林俊夫日本建築学会梗概集 2013 年 9 月 9) 建築物における天井脱落対策に係る技術基準の解説平成 25 年 9 月 13

ブレースの配置と耐力

ブレースの配置と耐力システム天井新耐震基準平成 20 年 10 月制定平成 23 年 9 月改定 1 はじめに平成 13 年芸予地震平成 15 年十勝沖地震および平成 17 年宮城沖地震において天井の脱落被害が発生し大規模空間の天井の崩落対策についての技術的助言 1) 2) 3) が国土交通省から出されたことを契機に各方面で天井の耐震性に関する研究や実験が行われてきましたロックウール工業会においては