JP5178246B2

JP5178246B2 - カーテンウォール構造

Info

Publication number: JP5178246B2
Application number: JP2008060483A
Authority: JP
Inventors: 久史石井
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2028-03-11
Also published as: JP2009215781A

Description

本発明は、ビル等の外壁部分において、板ガラスなどのパネルを直接的に支持するカーテンウォール構造に係り、詳しくはフレーム枠状のパネル支持部材を有さず、間隔保持部材によって方立から外側に離間した位置で、パネルの四隅等を直接支持することにより、外観的にパネルのみによって外壁面を構成するようにしたフレームレスのカーテンウォール構造に関する。

近年は、カーテンウォール構造の多様化によって、フレーム枠状のパネル支持材を有さず、パネル（主として板ガラス）の４隅、または４隅及び側縁の一部を直接支持することによりパネルのみによって外壁面を構成するフレームレス工法が普及しつつある。フレームレス工法のパネル支持構造としては、従来より種々の構造が提案されている。

近時では例えば、下記特許文献１においては、図１１に示されるように、ビル等の建物の外壁部において、上下左右方向に隣接配置される板ガラス等のパネルＰ、Ｐ…が、フレーム枠状のパネル支持材を用いることなく、各パネルＰ、Ｐ…の隅部が突き合うコーナー交点部および中間側縁部（２点）に配設されたパネル支持装置５０…，５１…によって支持されることにより、実質的にパネルＰ、Ｐ…のみによって外壁を構成するようにしたカーテンウォール構造が開示されている。各床躯体Ｆの室外側端面には、パネル支持用ブラケット金物５２、５２…（以下、単に支持ブラケットという。）が固定されており、この支持ブラケット５２に設けられたコーナー部パネル支持装置５０、５０…によってパネルＰ、Ｐ…の各隅部を支持するとともに、床躯体Ｆ、Ｆ間に方立部材５３、５３…を建て込み、この方立部材５３から室外方向に突出して設けられたストラット材５４、５４…の先端に側縁部パネル支持装置５１、５１…を設け、パネルＰの中間側縁（２点）を支持するようになっている。なお、前記ストラット材５４，５４…は自重方向に配置されたロッド材５５によって吊持されている（以下、先行例１という）。
特開２００４−２１１３４４号公報

上記先行例１に係るカーテンウォール構造のように、躯体端部又は方立に対して、ストラット５４などの間隔保持部材を介して、その先端にパネル支持装置５０…、５１…を設け、このパネル支持装置５０…、５１…によってパネルの四隅や側縁を支持するようにしたカーテンウォールの場合は、地震荷重を受けた際、パネル面を構成する部材群と、建物躯体側との間に離間距離があるため、建物躯体とパネル面を構成する部材群と一体的に変位するのではなく、一次的に建物側に揺れが起こると、これに追従する形で二次的にパネル面を構成する部材群が揺れ（層間変位）を起こす。前記間隔保持部材（ストラット５４）は剛性が低いとともに、静的及び動的慣性力が付加的に作用するため、パネル面を構成する部材群の変形が大きくなるとともに、前記間隔保持部材に対して過度の外力が作用し破損を招くおそれがあるなどの問題があった。

そこで本発明の主たる課題は、上下左右方向に隣接配置されるパネルを、間隔保持部材によって、方立から離れた位置で、前記パネルの隅部同士が突き合わされるコーナー交点部に配置されるパネル支持装置によって支持するとともに、前記パネル支持装置は、少なくとも上下方向に隣接するパネル支持装置同士が吊りロッド又は吊りケーブルにより相互に連結され、前記方立部材にもパネルが設置されたダブルスキン構造のカーテンウォール構造において、地震荷重作用時に、パネル面を構成する部材群の変位・変形を小さくするとともに、前記間隔保持部材に作用する外力の低減を図ったカーテンウォール構造を提供することにある。

前記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、上下左右方向に隣接配置されるパネルを方立から離れた位置で、前記パネルの隅部同士が突き合わされるコーナー交点部に配置されるパネル支持装置によって支持するとともに、前記パネル支持装置は、少なくとも上下方向に隣接するパネル支持装置同士が吊りロッド又は吊りケーブルにより相互に連結され、前記方立部材にもパネルが設置されたダブルスキン構造のカーテンウォール構造において、
前記パネル支持装置は、前記方立との間に室内外方向に沿って配置された間隔保持部材を介して支持されるとともに、前記間隔保持部材の端部は、躯体又は方立側連結部及びパネル支持装置側連結部のそれぞれに対して、鉛直面内において上下方向に回動自在、かつ水平面内において左右方向に所定の振れ角を持ち、室内外方向に移動可能なように連結されていることを特徴とするカーテンウォール構造が提供される。

上記請求項１記載の本発明においては、間隔保持部材の端部は、方立側連結部及びパネル支持装置側連結部のそれぞれに対して、鉛直面内において上下方向に回動自在、かつ水平面内において左右方向に所定の振れ角を持ち、室内外方向に移動可能なように連結されている。従って、一次的に建物側に揺れが起こったとしても、この揺れが間隔保持部材の両端部の連結部で吸収・緩和されるため、パネル面を構成する部材群の変位・変形を小さくすることが可能であるとともに、前記間隔保持部材に作用する外力の低減を図ることが可能となる。

請求項２に係る本発明として、前記間隔保持部材の端部と、躯体又は方立側連結部及びパネル支持装置側連結部との連結構造は、一方側に１枚の鉛直配向の第１連結板を設けるとともに、他方側に離間をおいて配設された２枚の鉛直配向の第２連結板を設け、前記第１連結板を前記第２連結板の間に挿入し、水平軸回りの軸部材によって軸支した構造とし、前記水平面内における振れ角は、前記第１連結板と第２連結板との間の遊間および軸部材との遊間によって確保されている請求項１記載のカーテンウォール構造が提供される。

上記請求項２記載の発明は、前記間隔保持部材の端部と、躯体又は方立側連結部及びパネル支持装置側連結部との具体的連結構造を示したものである。前記水平面内における振れ角は、前記第１連結板と第２連結板との間の遊間および軸部材との遊間によって確保されている構造が最も簡易で望ましい。

請求項３に係る本発明として、前記第１連結板と第２連結板との間に弾性変形可能なフィラーが介在されている請求項２記載のカーテンウォール構造が提供される。

上記請求項３記載の発明は、前記第１連結板と第２連結板との間に弾性変形可能なフィラーが介在させたものである。前記請求項２記載の発明の場合は、前記第１連結板と第２連結板との間の遊間によって水平方向に相対移動するようになりガタが発生する。従って、前記第１連結板と第２連結板との間に弾性変形可能なフィラーを介在させることによって、水平方向の相対移動を防止でき、ガタの発生を無くすことが可能となる。

請求項４に係る本発明として、前記第１連結板の両側面は膨出円弧面とされ、第２連結板に接触している請求項２記載のカーテンウォール構造が提供される。

上記請求項４記載の発明は、前記第１連結板の両側面は膨出円弧面とし、第２連結板に接触させるようにしたものである。これにより、相対水平移動を防止でき、ガタの発生を無くすことが可能となる。

以上詳説のとおり本発明によれば、上下左右方向に隣接配置されるパネルを、間隔保持部材によって、方立から離れた位置で、前記パネルの隅部同士が突き合わされるコーナー交点部に配置されるパネル支持装置によって支持するとともに、前記パネル支持装置は、少なくとも上下方向に隣接するパネル支持装置同士が吊りロッド又は吊りケーブルにより相互に連結され、前記方立部材にパネルが設置されたダブルスキン構造のカーテンウォール構造において、地震荷重作用時に、パネル面を構成する部材群の変位・変形を小さくすることが可能であるとともに、前記間隔保持部材に作用する外力の低減を図ることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
〔カーテンウォール構造〕
図１はカーテンウォールの姿図、図２は図１のII−II線矢視図、図３は図１のIII−III線矢視図、図４はパネル支持装置２部分の分解図、図５は要部拡大縦断図、図６はその横断面図である。

図１に示されるように、本カーテンウォール構造１は、ビル等の外壁面において、上下左右方向に隣接配置される板ガラス等のパネルＰ、Ｐ…がフレーム枠状のパネル支持部材を用いることなく、各パネルＰ、Ｐ…が、各隅部が突き合わされるコーナー交点部に配置されたパネル支持装置２，２…によって支持されることにより、実質的にパネルＰ、Ｐ…のみによって外壁を構成するようにしたものであって、前記パネル支持装置２は、方立３に対してストラット４（本発明の「間隔保持部材」）により連結され、図４に示されるように、上下方向に隣接するパネル支持装置２，２…同士が吊りロッド５，５により相互に連結されるとともに、水平方向に隣接するパネル支持装置２，２…同士も互いにタイロッド６，６により相互に連結されているものである。また、本カーテンウォール構造は、方立３部位にもパネルＰ_Ｓ、Ｐ_Ｓ…が配置されたダブルスキン構造のカーテンウォールとなっている。

以下、具体的に前記カーテンウォール構造１について詳述すると、
詳細には、図４〜図６に示されるように、本カーテンウォール構造１においては、各パネルＰ、Ｐ…の縦目地に対応する室内側には、方立３が縦方向に沿って配設され、各パネルのコーナー交点部に対応する位置において、前記方立３の室外側に対して、ストラット４の一端側（室内側）が連結され、前記ストラット４の他端側（室外側）にパネル支持装置２が連結されている。前記パネル支持装置２の上部、下部及び左右両側部にはそれぞれ、ネジ孔が設けられ、上下方向に隣接するパネル支持装置２，２…同士が吊りロッド５，５により相互に連結されるとともに、水平方向に隣接するパネル支持装置２，２…同士も互いにタイロッド６，６により相互に連結されている。

前記方立３は、バックマリオン方式とされ、矩形中空部３ａの室外側面に部材長手方向に沿って縦リブ３ｂが形成されるとともに、前記縦リブ３ｂの室外側に押縁３ｃが形成され、更にこの押縁３ｃの室外側にストラット４を連結するための連結リブ３ｄが形成されている。そして、前記矩形中空部３ａの室外側面と、縦リブ３ｂと、押縁３ｃとで形成されるパネル嵌合溝Ｍによって後側パネルＰ_Ｓ、Ｐ_Ｓが支持されるようになっている。

前記ストラット４を方立３に連結するための固定金具１０は、室内側に前記連結リブ３ｄが挿入される縦溝１０ａが形成されるとともに、室外側に軸連結部１０ｂが形成された部材であり、前記連結リブ３ｄを挿入した状態で側面からボルト１１を貫通させナットにより締結するようにしている。前記ストラット４の端部には、ストラット端面に形成されたネジ孔に対する螺合部１２ａを有するとともに、前記軸連結部１０ｂに対して水平軸回りに回転自在に軸支されるピン結合部１２ｂを有する連結金具１２が設けられ、前記螺合部１２ａの螺入量の調整によりストラット長さが調整可能となっている。この連結金具１２はストラット４の他端側にも設けられている。

前記パネル支持装置２は、室外側のパネル支持部１３と、室内側のロッド連結部１４とが結合部１５によって一体的に接続された部材である。前記パネル支持部１３は、図４に示されるように、パネル背面側支持板１３ａと、パネル前面側支持板１３ｂとからなり、前記パネル背面側支持板１３ａの前面にはパネル載置台１３ｃが設けられ、上段両側に配置されるパネルＰ、Ｐの下端部を載置させるとともに、下段両側に配置されるパネルＰ、Ｐの上端部を前記パネル載置台１３ｃの下側に位置決めした状態で、前記パネル前面側支持板１３ｂをパネル背面側支持板１３ａの室外側にあてがい、ボルト１６により前記パネル前面側支持板１３ｂを固定し、各パネルＰ、Ｐ…の各コーナー部を挟持するようになっている。なお、パネルＰと前記パネル背面側支持板１３ａ、パネル前面側支持板１３ｂとの間、及び前記パネル載置台の上面にはゴムパッキンが介在されている。また、各パネル間の目地にはシールが充填される。

前記ロッド連結部１４は、所定の厚みを有する略円板形状の連結本体部１４ａの背面側にストラット連結部１４ｂを有する部材であり、ストラット連結部１４ｂには、ストラット４の他端側に連結された連結金具１２が水平軸回りに回転自在に軸支される。前記連結本体部１４ａの上部、下部及び左右両側部にはそれぞれネジ孔１４ｃ、１４ｃ…が設けられ、上部のネジ孔１４ｃには上段側吊りロッド５の下端が螺合連結され、下部のネジ孔１４ｃには下段側吊りロッド５の上端が螺合連結される。また、左右両側部のネジ孔１４ｃには、タイロッド６，６が連結される。

なお、前記吊りロッド５，５の螺合連結は、吊りロッド５の上下端部にネジ溝が形成され、連結本体部１４ａのネジ孔１４ｃに対して直接的に螺合されるが、前記タイロッド６は、接続ソケット１６，１７を間に介してロッド連結部１４に連結されている。図６に示されるように、図面右側の接続ソケット１６は、一端側にロッド連結部１４のネジ孔１４ｃに対する雄ネジ部１６ａを有し、他端側にタイロッド６の一端が螺合される雌ネジ部１６ｂを有する構造となっており、前記タイロッド６のねじ込み量によってロッド長さが調整される。図面左側の接続ソケット１７は、一端が開口とされる中空ネジ孔の底面部にロッド挿通孔が形成されたソケット部材とされ、タイロッド６の端部に円形ナット１９を螺合し、タイロッド６が抜け出ないように保持されるとともに、全ネジボルト１８を中空ネジ孔に螺設することによりロッド連結部１４のネジ孔１４ｃに対する雄ネジ部１７ａが形成されている。その結果、熱膨張によってタイロッド６が伸長した場合には、前記円形ナット１９部が中空ネジ孔内で若干スライド可能となっていることにより、伸びを吸収し座屈を防止するようになっている。

上記カーテンウォール構造１においては、前記パネル支持装置２は、室内外方向に配置されたストラット４を介して支持されるとともに、前記ストラットの端部は、躯体側連結部（方立３側連結部）及びパネル支持装置２側連結部のそれぞれに対して、鉛直面内において水平軸を回転中心として上下方向に回動自在、かつ水平面内において左右方向に所定の振れ角を持つように連結されている。

すなわち、ストラット４の両端には夫々、連結金具１２が設けられ、この連結金具１２が方立３側の固定金具１０に対して、鉛直面内において上下方向に回動自在、かつ水平面内において左右方向に所定の振れ角を持つように連結されている。前記振れ角の範囲は、ｔａｎθ＝１／２０以上、好ましくはｔａｎθ＝１／１２以上とするのが望ましい。

水平面内において振れ角を持たせるようにするには、図７に示されるように、固定金具１０に対して、１枚の鉛直配向の第１連結板１０ｂ（＝軸連結部１０ｂ）を設けるとともに、連結金具１２に対して離間をおいて配設された２枚の第２連結板１２ｃ、１２ｄを設け、前記第１連結板１０ｂを第２連結板１２ｃ、１２ｄの間に挿入し、水平軸回りの軸部材２０によって軸支した構造とすることによって、先ず鉛直面内において水平軸回りに回動自在とし、前記第１連結板１０ｂと第２連結板１２ｃ、１２ｄとの間の遊間Ｓ_１および軸部材２０との遊間Ｓ_２によって、水平面内において所定の振れ角θを持つようにする。図８に示されるように、水平面内における振れ角θは、構造解析結果に基づいて、ｔａｎθ＝１／２０以上、好ましくはｔａｎθ＝１／１２以上とするのが望ましい。

ところで、上記構造のように、遊間Ｓ_１及び遊間Ｓ_２によって、水平面内における振れ角θを確保するようにした場合は、水平方向に相対移動するようになりガタが発生する。そこで、図９に示されるように、前記第１連結板１０ｂと第２連結板１２ｃ、１２ｄとの間に弾性変形可能なフィラー２１、例えばゴムフィラー等を介在させることによって、水平方向の相対移動を防止でき、ガタの発生を無くすことが可能となる。或いは、図１０に示されるように、前記第１連結板１０ｂの両側面を膨出円弧面１０ｃとし、第２連結板１２ｃ、１２ｄに接触させるようにすれば、相対水平移動を防止でき、ガタの発生を無くすことが可能となる。

〔その他の形態例〕
(1)上記形態例では、吊りロッド５及びタイロッド６を用いたが、吊りケーブル及びタイケーブルとすることでもよい。

カーテンウォールの室外側からの姿図である。図１のII−II線矢視図である。図１のIII−III線矢視図である。パネル支持装置２部分の分解図である。パネル支持装置２部分の要部拡大縦断面図である。パネル支持装置２部分の要部拡大横断面図である。ストラット４と固定金具１０との連結部拡大詳細図である。 (A)はストラット４と固定金具１０との連結部における水平面内の振れ角θを示す図であり、(B)はストラット４とパネル支持装置２との連結部における振れ角θを示す図である。ストラット連結部の変形例（その１）を示す図である。ストラット連結部の変形例（その２）を示す図である。従来のフレームレス工法によるパネル支持構造を示す縦断面図である。

１…カーテンウォール、２…パネル支持装置、３…方立、４…ストラット、５…吊りロッド、６…タイロッド、７…張力導入調整装置、１０…固定金具、１２…連結金具、１３…パネル支持部、１４…ロッド連結部、１５…結合部、１４ｃ…ネジ孔、１６・１７…接続ソケット、Ｐ…パネル

Claims

上下左右方向に隣接配置されるパネルを方立から離れた位置で、前記パネルの隅部同士が突き合わされるコーナー交点部に配置されるパネル支持装置によって支持するとともに、前記パネル支持装置は、少なくとも上下方向に隣接するパネル支持装置同士が吊りロッド又は吊りケーブルにより相互に連結され、前記方立部材にもパネルが設置されたダブルスキン構造のカーテンウォール構造において、
前記パネル支持装置は、前記方立との間に室内外方向に沿って配置された間隔保持部材を介して支持されるとともに、前記間隔保持部材の端部は、躯体又は方立側連結部及びパネル支持装置側連結部のそれぞれに対して、鉛直面内において上下方向に回動自在、かつ水平面内において左右方向に所定の振れ角を持ち、室内外方向に移動可能なように連結されていることを特徴とするカーテンウォール構造。
前記間隔保持部材の端部と、躯体又は方立側連結部及びパネル支持装置側連結部との連結構造は、一方側に１枚の鉛直配向の第１連結板を設けるとともに、他方側に離間をおいて配設された２枚の鉛直配向の第２連結板を設け、前記第１連結板を前記第２連結板の間に挿入し、水平軸回りの軸部材によって軸支した構造とし、前記水平面内における振れ角は、前記第１連結板と第２連結板との間の遊間および軸部材との遊間によって確保されている請求項１記載のカーテンウォール構造。
前記第１連結板と第２連結板との間に弾性変形可能なフィラーが介在されている請求項２記載のカーテンウォール構造。
前記第１連結板の両側面は膨出円弧面とされ、第２連結板に接触している請求項２記載のカーテンウォール構造。