JP2014016106A - 振動抑制吊構造 - Google Patents

Abstract

【課題】天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、吊ボルト間の筋交いを無くして設置自由度を高めた上で吊ボルトの変形を抑える。
【解決手段】複数の吊ボルト５と、複数の吊ボルト５の内の一対を相互に連結する連結体１３とを備え、連結体１３が、連結する一対の吊ボルト５に各々外嵌する一対の筒部１４と、吊ボルト５に沿う板状をなして一対の筒部１４を相互に連結する板部１５とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造に関する。

従来、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器が、大地震等により落下することがあった。原因を検討すると、吊ボルトの根元（天井スラブに固定される上端部）に応力が集中し、該根元の降伏後に塑性変形が累積して吊ボルトの根元が破断に至ることがわかった。このような吊ボルトの破断を防止するために、一対の吊ボルトの一方の根元と他方の先端部（吊設備機器に固定される下端部）との間に筋交いを設け、各吊ボルトの変形を抑えたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２０８６８７号公報

上述のように筋交い等の振れ止め材を設けると、吊ボルトの変形を飛躍的に抑えることができるが、例えば梁跨ぎで吊設備機器を配置するような場合、筋交いを設けることが困難な場合がある。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、吊ボルト間の筋交いを無くして設置自由度を高めた上で吊ボルトの変形を抑えることを課題とする。

上記課題の解決手段として、本発明は、天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、複数の前記吊ボルトと、前記複数の吊ボルトの内の少なくとも一対を相互に連結する連結体とを備え、前記連結体が、連結する複数の吊ボルトに各々外嵌する複数の筒部と、前記吊ボルトに沿う板状をなして前記複数の筒部を相互に連結する板部とを有することを特徴とする。
この構成によれば、複数の吊ボルトを一体的に連結して吊構造全体を補強でき、吊設備機器及び吊ボルトの振動を軽減できる。
また、複数の吊ボルト間に筋交いを設ける場合と比べて、連結体の上下幅及び上下位置等の設定が比較的自由で、かつ連結体の板部を吊ボルトに沿わせることで設置スペースも抑えられ、梁跨ぎで吊設備機器を配置するような場合でも振動対策を容易に実施できる。

本発明は、前記板部が、連結する複数の吊ボルトの間に断接自在な分割部を有することで、吊構造の設置作業を容易にできる。
本発明は、前記板部が、前記分割部に介装されるエネルギー吸収体を有することで、吊構造全体を補強しながらエネルギー吸収体によってさらなる応答低減を図ることができる。エネルギー吸収体は、合成ゴム等の弾性体や摩擦ダンパー等の減衰材が考えられる。

本発明は、前記筒部が、前記天井スラブの下面及び前記吊設備機器の上面に渡って延び、上端部を前記天井スラブの下面に当接させると共に、下端部を前記吊設備機器の上面に当接させることで、筒部を介して吊設備機器の振動を直接天井スラブに伝達でき、吊ボルトに作用する曲げモーメントを低減して変形を低減できる。
本発明は、前記筒部が、前記上端部に設けられて前記天井スラブの下面に当接する上フランジ部と、前記下端部に設けられて前記吊設備機器の上面に当接する下フランジ部とを有することで、上下フランジ部の支圧により吊ボルトに作用する曲げモーメントを効果的に低減できる。

本発明によれば、吊ボルト間の筋交いを無くして設置自由度を高めた上で、吊ボルトの根元の応力集中及び変形を抑え、地震による振動に対する吊構造の耐性を向上し、吊ボルトの破断による吊設備機器の落下を防止できる。

本発明の第一実施形態における振動抑制吊構造の正面図である。 本発明の第一実施形態における振動抑制吊構造の平面図である。 本発明の第二実施形態における振動抑制吊構造の正面図である。 本発明の第二実施形態における振動抑制吊構造の平面図である。 図４のＶ部拡大図である。 本発明の第三実施形態における振動抑制吊構造の正面図である。 本発明の第三実施形態における振動抑制吊構造の平面図である。 本発明の第四実施形態における振動抑制吊構造の正面図である。 本発明の第四実施形態における振動抑制吊構造の平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜第一実施形態＞
図１，２に示すように、本実施形態の振動抑制吊構造１は、建造物の天井スラブ２に複数（四本）の吊ボルト５で空調設備等の吊設備機器７を吊り下げた構成を有する。吊設備機器７は例えば直方体状をなし、その上面８を略水平にして配置される。上面８の外周方には、略水平なフランジ９が例えば全周に渡って設けられる。吊設備機器７の平面視（上面視）の四隅には、それぞれ鉛直方向に延びる吊ボルト５の下端部がフランジ９を貫通した状態で該フランジ９に締結固定される。図中符号１１，１２は吊ボルト５の下端部に螺着されてフランジ９を挟んで締め込まれる上下ナットを示す。吊設備機器７は天井スラブ２の下面３から下方に離間して配置され、天井スラブ２の下面３よりも下方に張り出す梁４があってもその下方に配置可能である。

振動抑制吊構造１は、吊設備機器７の平面視長方形状の四隅に位置する計四本の吊ボルト５を、前記平面視長方形状の四辺のそれぞれに沿って連結する四体の連結体１３を備える。
各連結体１３は、前記四辺それぞれの両端部に位置する一対の吊ボルト５をそれぞれ挿通する一対の筒部１４と、各吊ボルト５に沿う平板状をなして前記一対の筒部１４に渡る板部１５とを有する。各連結体１３は、前記四隅のそれぞれで略直角に隣接するもの同士で筒部１４を共有し、もって四体の連結体１３が平面視長方形状に連なる。各連結体１３が前記四隅で筒部１４を共有せず、例えば上下方向位置を異ならせた筒部１４を個別に有する構成としてもよい。

各筒部１４は例えばガス管等の円鋼管からなり、各吊ボルト５に相対移動可能な程度の遊びをもって外嵌する。各筒部１４は、挿通する吊ボルト５の中間部に螺着されて該筒部１４を上下から締め込む上下中間ナット１６，１７により、挿通する吊ボルト５の中間部の任意の高さに固定される。本実施形態では、梁４の下方に各連結体１３が離間するように各筒部１４が固定される。

各板部１５は、例えば連結する一対の筒部１４と同等の上下幅を有して該一対の筒部１４に渡って延びる帯状の鋼板からなる。各板部１５は、連結する一対の筒部１４のそれぞれに溶接結合される一対の連結片１８と、該一対の連結片１８のそれぞれに端部がボルト等の締結部材２２により着脱可能に結合される板本体１９とに分割される。長尺帯状の板部１５が、一対の連結片１８と板本体１９の両端部とを含む一対の分割部２１を有することで、筒部１４に連結片１８を固設した一対の小組体を一対の吊ボルト５にそれぞれ設置した後に、該一対の小組体を板本体１９で連結するという段階的な組み付け作業を行うことが可能となる。分割部２１は、板部１５の長さ方向に長いボルト孔２３を有し、連結する吊ボルト５間のピッチの差異や誤差を吸収する長さ調整機構としても機能する。

以上説明したように、上記実施形態における振動抑制吊構造１によれば、複数の吊ボルト５の内の対をなすもの同士を連結する板状の連結体１３を備えることで、複数の吊ボルト５を一体的に連結して吊構造全体を補強でき、吊設備機器７及び吊ボルト５の振動を軽減できる。
また、複数の吊ボルト５間に筋交いを設ける場合と比べて、連結体１３の上下幅及び上下位置等を比較的自由に設定でき、かつ連結体１３の板部１５を吊ボルト５に沿わせることで設置スペースも抑えられ、梁跨ぎで吊設備機器７を配置するような場合でも振動対策を容易に実施できる。吊構造の設置スペースを抑えつつ振動を効果的に軽減するために、連結体１３（筒部１４及び板部１５）の上下幅は吊ボルト５の全長の１／３〜１／４程度が好ましい。
さらに、連結体１３の板部１５が、連結する複数の吊ボルト５の間に断接自在な分割部２１を有することで、吊構造の設置作業を容易にできる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態について図３〜５を参照して説明する。
この実施形態の振動抑制吊構造１０１は、前記第一実施形態に対して、連結体１３に代わり、中間分割部１２６を有する連結体１１３を備える点で特に異なる。その他の、前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。

吊設備機器７の平面視長方形状の四辺のそれぞれに沿う各連結体１１３は、前記一対の筒部１４と、各吊ボルト５に沿う平板状をなして前記一対の筒部１４に渡る板部１１５とを有する。各連結体１１３は、前記四隅のそれぞれで直角に隣接するもの同士で筒部１４を共有し、もって四体の連結体１１３が平面視長方形状に連なる。

各板部１１５は、連結する一対の筒部１４のそれぞれに溶接結合される一対の連結片１８と、該一対の連結片１８のそれぞれに端部がボルト等の締結部材１２７により着脱可能に結合される板本体１１９とに分割されると共に、板本体１１９は、その長手方向中間部で第一分割板１２４と第二分割板１２５とに分割される。両分割板１２４，１２５は、連結片１８と反対側の端部を互いに重ね合わせ、該両端部が締結部材１２７により着脱可能に結合される。両分割板１２４，１２５の端部を含む中間分割部１２６は、板部１１５の長さ方向に長いボルト孔１２８を有し、板部１１５の長さ調整機構としても機能する。

図５を参照し、中間分割部１２６には、例えば合成ゴムからなる板状の弾性体（減衰材）１２９が介装される。これにより、吊設備機器７の振動時に連結体１１３の中間部を撓ませ、弾性体１２９の減衰性能により振動エネルギーの一部を吸収することが可能となる。

以上説明したように、上記実施形態における振動抑制吊構造１０１によれば、第一実施形態の作用効果に加え、連結体１１３の板部１１５の中間分割部１２６にエネルギー吸収体としての弾性体１２９を介装することで、吊構造全体を補強しながら振動エネルギーを吸収できる。なお、板部１１５両端の分割部２１にも同様のエネルギー吸収体を介装してもよい。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態について図６，７を参照して説明する。
この実施形態の振動抑制吊構造２０１は、前記第一実施形態に対して、例えば吊設備機器７の平面視長方形状の長辺部分の中間部に別途中間吊ボルト２３１を有すると共に、前記長辺部分に沿う前記連結体１３に代わり連結体２１３を有し、該連結体２１３を中間吊ボルト２３１に連結する点で特に異なる。その他の、前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。

連結体２１３は、前記連結体１３に対し、図中左側の吊ボルト５と中間吊ボルト２３１とを連結する第一連結体２３４と、図中右側の吊ボルト５と中間吊ボルト２３１とを連結する第二連結体２３５とに分割された構成を有する。吊ボルト５及び中間吊ボルト２３１は共通のボルト軸からなる。中間吊ボルト２３１の下端部はフランジ９を貫通し、該フランジ９に上下ナット１１，１２により固定される。

第一連結体２３４は、前記左側の吊ボルト５を挿通する筒部１４と、中間吊ボルト２３１を挿通する中間筒部２３２と、これら両筒部１４，２３２に渡る第一板部２２４とを有する。第二連結体２３５は、前記右側の吊ボルト５を挿通する筒部１４と、中間吊ボルト２３１を挿通する中間筒部２３２と、これら両筒部１４，２３２に渡る第二板部２２５とを有する。

第一及び第二連結体２３４，２３５は中間筒部２３２を共有するが、第一及び第二連結体２３４，２３５が中間筒部２３２を共有せずに例えば上下方向位置を異ならせた中間筒部２３２を個別に有する構成としてもよい。
中間筒部２３２は筒部１４と共通の円鋼管からなり、中間吊ボルト２３１の任意の高さに上下中間ナット１６，１７により固定される。

第一板部２２４は帯状の鋼板からなり、前記左側の筒部１４に溶接結合される連結片１８と、中間筒部２３２の左側に溶接結合される前記連結片１８と同様の中間連結片２３３と、両連結片１８，２３３のそれぞれに端部が締結部材２２により着脱可能に結合される第一板本体２３６とに分割される。第一板部２２４が両連結片１８，２３３と第一板本体２３６の両端部とを含む一対の分割部２１，２３８を有することで、小組体による段階的な組み付け作業が可能となる。各分割部２１，２３８は、第一板部２２４の長さ方向に長いボルト孔２３を有し、第一連結体２３４の長さ調整機構としても機能する。

第二板部２２５は帯状の鋼板からなり、前記右側の筒部１４に溶接結合される連結片１８と、中間筒部２３２の左側に溶接結合される前記連結片１８と同様の中間連結片２３３と、両連結片１８，２３３のそれぞれに端部が締結部材２２により着脱可能に連結される第二板本体２３７とに分割される。第二板部２２５が両連結片１８，２３３と第二板本体２３７の両端部とを含む一対の分割部２１，２３８を有することで、小組体による段階的な組み付け作業が可能となる。各分割部２１，２３８は、第二板部２２５の長さ方向に長いボルト孔２３を有し、第二連結体２３５の長さ調整機構としても機能する。

以上説明したように、上記実施形態における振動抑制吊構造２０１によれば、第一実施形態の作用効果に加え、吊設備機器７の平面視形状に沿って延びる長尺の連結体２１３を分割して中間吊ボルト２３１に連結することで、中間吊ボルト２３１も含んだ吊構造の設置作業を容易にできる。なお、連結体２１３を前記連結体１３相当にして中間吊ボルト２３１への連結を無くし、構造の簡素化を図ってもよい。連結体２１３の複数の分割部２１，２３８の少なくとも一つに第二実施形態と同様のエネルギー吸収体を介装してもよい。

＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態について、図８，９を参照して説明する。
この実施形態の振動抑制吊構造３０１は、前記第一実施形態に対して、前記連結体１３に代わり連結体３１３を備え、該連結体３１３が、前記筒部１４に代わり、天井スラブ２の下面３及び吊設備機器７の上面８（フランジ９の上面を含む）に渡って延びる筒部３１４を有する点で特に異なる。その他の、前記実施形態と同一構成には同一符号を付して詳細説明は省略する。

各筒部３１４は、上端部を天井スラブ２の下面３に当接させると共に、下端部を吊設備機器７の上面８に当接させた状態で、前記下ナット１２を締め込むことで、天井スラブ２の下面３及び吊設備機器７の上面８の間で挟圧されて固定される。これにより、各筒部３１４の上端部３４１が天井スラブ２の下面３に圧接すると共に、下端部３４２が吊設備機器７の上面８に圧接する。この実施形態では前記上ナット１１は不要とされる。

各筒部３１４は、上端部３４１に天井スラブ２の下面３に当接する上フランジ部３４３を有すると共に、下端部３４２に吊設備機器７の上面８に当接する下フランジ部３４４を有する。これら上下フランジ部３４３，３４４により、各筒部３１４の上下端部の支圧力が分散され、かつ振動抑制効果が高まる。各筒部３１４の長さは例えば連結体３１３を梁４の下方に離間させる程度に任意に設定される。

以上説明したように、上記実施形態における振動抑制吊構造３０１によれば、第一実施形態の作用効果に加え、連結体３１３の筒部３１４が、天井スラブ２の下面３及び吊設備機器７の上面８に渡って延び、これらに上下端部３４１，３４２を圧接させることで、筒部３１４を介して吊設備機器７の振動を天井スラブ２に直接伝達でき、吊ボルト５への振動の入力を軽減できる。

また、筒部３１４の上端部３４１に天井スラブ２の下面３に当接する上フランジ部３４３を設けると共に、筒部３１４の下端部３４２に吊設備機器７の上面８に当接する下フランジ部３４４を設けることで、筒部３１４の上下端部３４１，３４２の支圧により筒部３１４及び吊ボルト５ひいては吊設備機器７の揺れを効果的に抑え、吊ボルト５への振動の入力をより軽減できる。筒部３１４は吊ボルト５よりも大径なので、上下フランジ部３４３，３４４の無い筒部３１４の上下端部３４１，３４２を天井スラブ２及び吊設備機器７に圧接させても効果は得られる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、吊設備機器の平面視長方形状の四辺の一部に連結体を設けてもよい。前記四辺に沿う連結体に限らず前記長方形状の対角線等に沿う連結体を設けてもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、各実施形態の構成を適宜組み合わせる等、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１，１０１，２０１，３０１ 振動抑制吊構造
２ 天井スラブ
３ 下面
５ 吊ボルト
７ 吊設備機器
８ 上面
１３，１１３，２１３，３１３ 連結体
１４，３１４ 筒部
１５，１１５ 板部
２１，２３８ 分割部
１２６ 中間分割部（分割部）
１２９ 弾性体（エネルギー吸収体）
２２４ 第一板部（板部）
２２５ 第二板部（板部）
２３１ 中間吊ボルト（吊ボルト）
２３２ 中間筒部（筒部）
２３４ 第一連結体（連結体）
２３５ 第二連結体（連結体）
３４１ 上端部
３４２ 下端部
３４３ 上フランジ部
３４４ 下フランジ部

Claims (5)

1. 天井スラブに吊ボルトで吊り下げられた吊設備機器の振動を軽減する振動抑制吊構造において、
   複数の前記吊ボルトと、前記複数の吊ボルトの内の少なくとも一対を相互に連結する連結体とを備え、
   前記連結体が、連結する複数の吊ボルトに各々外嵌する複数の筒部と、前記吊ボルトに沿う板状をなして前記複数の筒部を相互に連結する板部とを有することを特徴とする振動抑制吊構造。
2. 前記板部が、連結する複数の吊ボルトの間に断接自在な分割部を有することを特徴とする請求項１に記載の振動抑制吊構造。
3. 前記板部が、前記分割部に介装されるエネルギー吸収体を有することを特徴とする請求項２に記載の振動抑制吊構造。
4. 前記筒部が、前記天井スラブの下面及び前記吊設備機器の上面に渡って延び、上端部を前記天井スラブの下面に当接させると共に、下端部を前記吊設備機器の上面に当接させることを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の振動抑制吊構造。
5. 前記筒部が、前記上端部に設けられて前記天井スラブの下面に当接する上フランジ部と、前記下端部に設けられて前記吊設備機器の上面に当接する下フランジ部とを有することを特徴とする請求項４に記載の振動抑制吊構造。

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