ブレースの配置と耐力

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1 システム 天 井 新 耐 震 基 準 (2015 年 版 ) 2015 年 3 月 制 定 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 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 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 その 成 果 としてJIS A 1445 システム 天 井 構 成 部 材 の 試 験 方 法 ( 平 成 19 年 4 月 ) 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 7) 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 8)9) 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 10 ) 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 2015 年 3 月 2

3 システム 天 井 新 耐 震 基 準 (2015 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 2000mm 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, 天 井 鉛 直 入 力 加 速 度 0.5Gのとき ブレースは 18m2 以 内 にXY 各 方 向 に 1 組 ずつ 設 置 する 2) 最 低 でも30m2 以 内 にXY 各 方 向 に1 組 ずつ 設 置 する 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 4)システム 天 井 及 び 搭 載 設 備 の 重 量 が 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 逆 ハ V 字 C C C C C C C C ~1,920mm 814~2,000mm 814~1,140mm 814~1,300mm 814~1,730mm 814~2,000mm 814~1,380mm 814~1,680mm C ~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 新 耐 震 基 準 (2015 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 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 <クロスTバー 方 向 > スチールTバー <クロスTバー 方 向 > 12 30~60 程 度 圧 縮 補 強 材 30~60 程 度 ブレース 上 部 固 定 位 置 ブレース 上 部 固 定 位 置 30~60 程 度 ブレース 上 部 固 定 位 置 ビス 止 め ビス 止 め ブレース 材 ブレース 材 ビス 止 め ブレース 材 スチールTバー <メインTバー 方 向 > スチールTバー <クロスTバー 方 向 > スチールTバー <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 ブレースの 設 置 基 準 ブレースの 負 担 面 積 ロックウール 工 業 会 の 新 耐 震 基 準 ( 平 成 23 年 改 訂 ) 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 ロックウール 工 業 会 の 新 耐 震 基 準 (2015 年 版 ) 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1G 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 ブレースの 配 置 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 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1200 mm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2000 N 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 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 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 ブレースの 角 度 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 ) 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 6m2 9m2 12m2 15m2 18m2 許 容 鉛 直 距 離 33.8mm 22.5mm 16.9mm 13.5mm 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 11) 引 張 単 独 耐 力 H 2 =1/γ 1.5/2.17 α(b/l ボ )π 2 EI フ /L ボ2 5) 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 ブ レ ー ス 材 座 屈 補 強 材 材 種 性 能 項 目 天 井 懐 1140mm インサート@1280mmの 場 合 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) C C C C C 引 張 単 独 耐 力 H 2 (N) 3 分 ボルト 補 強 補 強 C C C 圧 縮 単 独 耐 力 H1(N) 引 張 単 独 耐 力 H2(N) ブレース の 耐 力 Hブ(N) Hブ(N) V 字 の 場 合 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 Vの 字 配 置 の 場 合 引 張 ブレース 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 = ここに H ブ 圧 縮 補 強 材 H ブ /9.8aw 荷 重 方 向 荷 重 方 向 引 張 ブレース : 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18m2 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

11 グリッドタイプ のV 字 ブレースの 配 置 例 A~C 部 ブレース1 組 負 担 面 積 約 14.4m2/1 組 D~E 部 ブレース1 組 負 担 面 積 約 13m2/1 組 ブレース A D B C E ) 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

12 グリッドタイプ のV 字 ブレースの 配 置 例 ( 障 害 物 のある 場 合 ) A~C 部 ブレース1 組 負 担 面 積 約 14.4m2/1 組 D~E 部 ブレース1 組 負 担 面 積 約 13m2/1 組 ブレース 移 動 ブレース 障 害 物 A D B C E ) 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) 鋼 製 天 井 下 地 を 用 いた 吊 り 天 井 の 耐 震 性 に 関 する 研 究 小 林 俊 夫 由 利 隆 行 荒 井 智 一 日 本 建 築 学 会 構 造 系 論 文 集 Vol 73No JOURNAL OF STRUCTUAL AND CONSTRUCTION ENGINEERING 6) 在 来 工 法 天 井 及 びシステム 天 井 の 実 大 振 動 試 験 脇 山 善 夫 奥 田 泰 雄 長 谷 川 隆 日 本 建 築 学 会 大 会 梗 概 集 2008 年 9 月 7) 建 築 基 準 法 施 行 令 第 39 条 第 3 項 8) 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 9) 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 10) 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 11) 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