JP2003096946A

JP2003096946A - ガラス板水平力負担機構および同機構を有する建築物

Info

Publication number: JP2003096946A
Application number: JP2001288543A
Authority: JP
Inventors: Naoto Ichikawa; 直人市川
Original assignee: ARCHI PRIME KK
Current assignee: ARCHI PRIME KK
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2003-04-03

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ガラス板と建物の間にバネ構造を設置してこ
の両者を一体化し、建築物構造耐力上の主要な部材に必
要とされている靭性を前記ガラス板とバネ構造が一体化
して確保し、ガラス板に伝達される水平力をガラスの破
壊強度以下に制御して負担する機構および建築物を提供
する。【解決手段】ガラス板２と前記ガラス板２の上辺また
は下辺に配置されたバネ構造４との組合わせから構成さ
れ、前記バネ構造４は鋼材を用いて、鋼材が降伏後もそ
の最大応力が前記ガラス板２の破壊強度以下となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、建築物において外壁
面および内部間仕切面に使用されているガラス板を耐震
要素として活用してガラス板に水平負担能力を付与する
機構に係り、ガラス板を破壊させることなく一定の限界
内の水平力を負担させる機構およびその機構を設置した
建築物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年各種の機能ガラスが開発されてお
り、その性状は非常に向上しているが、ガラスは本質的
に脆性材料であり、建築物構造耐力上の主要な部材に必
要とされている靭性が期待することができない。そのた
めガラス板単独で耐震要素として使用されることはなか
った。

【０００３】ガラス板をサッシ等の金属製フレームと組
合わせて、ある程度の水平力負担を期待すること、また
ガラス板周辺に減衰性材料を配して制震効果を期待する
ことは可能であるが、ガラスを確実に破壊から防ぐこと
および建築基準法施行令で定められている「瞬間的破壊
が生じないような靭性」を確保することは困難である。
従って、水平力を負担することを期待したガラス板が脆
性破壊をすると建物は一挙に水平耐力を喪失する危険性
にさらされる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで上記の課題を解
決するために、本発明の目的は、ガラス板と建物の間に
バネ構造を設置してこの両者を一体化し、建築物構造耐
力上の主要な部材に必要とされている靭性を前記ガラス
板とバネ構造が一体化して確保し、ガラス板に伝達され
る水平力をガラスの破壊強度以下に制御して負担する機
構および建築物の提供にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る水平力負担機構は、ガラス板と前記
ガラス板の上辺または下辺に配置されたバネ構造との組
合わせから構成され、前記バネ構造は鋼材を用いて、鋼
材が降伏後もその最大応力が前記ガラス板の破壊強度以
下となるように鋼材の断面を設計する。

【０００６】ガラス板上辺と、前記ガラス板上辺に接合
されて建物上層部下端に固定される金属製上枠と、ガラ
ス板下辺と、前記ガラス板下辺に接合される金属製下枠
と、前記下枠に取り付けられるバネ構造とからなり、前
記下枠は前記バネ構造を介して建物下層部上端に接続さ
れるか、または、ガラス板下辺と、前記ガラス板下辺に
接合されて建物下層部上端に固定される金属製下枠と、
ガラス板上辺と、前記ガラス板上辺に接合される金属製
上枠と、前記上枠に取り付けられるバネ構造とからな
り、前記上枠は前記バネ構造を介して建物上層部下端に
接続されるよう構成することもできる。

【０００７】ガラス板は、必要に応じて側面にスチフナ
を取りつけることもできる。スチフナは、金属製または
ガラス製であってもよい。

【０００８】金属製上枠と金属製下枠とスチフナとがそ
の端部で結合されて形成される金属製矩形枠を形成する
こともできる。金属製矩形枠は、バネ構造と組合わせて
窓や出入り口のサッシ枠の中へ層間変位分の余裕を持っ
て組み込みエヤタイトに構成することもできる。

【０００９】本発明に係る建築物は、ガラス板と前記ガ
ラス板の上辺または下辺に配置されたバネ構造との組合
わせから構成され、前記バネ構造は鋼材を用いて、鋼材
が降伏後もその最大応力が前記ガラス板の破壊強度以下
となるように設計されたものであることを特徴とする水
平力負担機構を備える。

【００１０】

【実施例】図１は、本発明の実施形態からなるバネ構造
とガラス板が組み合わされる水平力を負担する機構を示
す。

【００１１】本発明に係る水平力を負担する機構は、ガ
ラス板２とバネ構造４と金属製上枠６と金属製下枠８と
スチフナ９と滑り支承１０とから構成される。

【００１２】ガラス板２は、その上辺外部に金属製上枠
６を接着剤を介して結合されて、さらに金属製上枠６は
床下面または、梁下面または、下がり壁下端等の建物上
層部下端１２にしっかりと固定される。ガラス板２の下
辺外部には金属製下枠８が接着剤を介して結合される。
ガラス板２の側部はスチフナ９が取付けられる。さら
に、金属製下枠８の底部中央にバネ構造４が設けられ、
バネ構造４の底部は床上面または腰壁上端等からなる建
物下層部上端１３に設けられた凹部１４に固定される。

【００１３】この凹部１４は、金属製下枠８の底部中央
に対応する部分のみが建物下層部上端１３より掘り下げ
られる。一方、金属製下枠８の両端部に対応する部分に
は建物下層部上端１３と金属製下枠８とがスベリ支承１
０を介して接合される。

【００１４】上記構成において本発明に係る水平力を負
担する機構は、建物上層部下端１２と建物下層部上端１
３とから地震時に様々な方向と大きさの外力で、主に水
平力と垂直力と水平回転力とが付加される。

【００１５】垂直力は、水平力を負担する機構について
は吊り構造であるため一定の限度の範囲で前記スベリ支
承１０を介して建物下層部上端に伝達される。

【００１６】水平力は、バネ構造４の最大応力をガラス
の破壊強度より低くすれば、ガラス板２は破壊しない。

【００１７】水平回転力は、ガラス板２とその枠とバネ
構造４とがバネ構造４の中心を軸に回転可能であるため
一定の限度を持って吸収される。

【００１８】次に図２を用いて本発明に係る水平力を負
担する機構に使用されるバネ構造４の例を３点示す。

【００１９】図２（ａ）のバネ構造４は、圧縮力と引張
力およびその弾塑性変形を利用した構造である。金属製
下枠６の底部中央に基台１６を接合し、さらに底部中央
に基台１６の下部に軸１８を下向きに突出させる。一
方、床等の建物下層部上端１３上に１対のＬ字状板２０
を一定の間隔を開けてＬ字状板２０がその垂直面を対向
するように配置され、その１対のＬ字状板２０に鋼材２
２が掛け渡される。この鋼材２２の中央には穴部２４を
設け、この穴部２４に軸１８を嵌めこみ、前記軸１８と
前記穴部２４の間隙に緩衝材２６が注入される。

【００２０】外力の衝撃力を緩和するために緩衝材２６
で吸収し、衝撃力を緩和された外力は鋼材２２の軸力に
よる弾塑性変形で吸収する。また、軸１８と穴部２４に
よるピン支点を採用することで、建物上層部下端１２と
建物下層部上端１３の捩じれを吸収できる。

【００２１】図２（ｂ）のバネ構造４は、剪断耐力およ
びその弾塑性変形を利用した構造である。金属製下枠６
の底部中央にさらに下枠基台２８を接合し、両端で下枠
基台２８と接合するコの字状板３０が設けられる。コの
字状板３０の底部には穴部３２が設けられる。一方、床
等の建物下層部上端１３上に床上基盤３４が配置され、
さらに床上基盤３４上に軸３６上向きに突設される。こ
の軸３６は、前記穴部３２に嵌めこまれ、さらに前記軸
３６と前記穴部３２の間隙に緩衝材３８が注入される。

【００２２】外力の衝撃力を緩和するために緩衝材３８
で吸収し、衝撃力は軸３６の剪断耐力による弾塑性変形
で吸収する。また、軸３６と穴部３８によるピン支点を
採用することで、建物上層部下端１２と建物下層部上端
１３の捩じれを吸収できる。

【００２３】図２（ｃ）は、剪断耐力およびその弾塑性
変形を利用した構造である。

【００２４】金属製下枠６の底部中央に軸４０を下向き
に突出させ、一方で建物下層部上端１３上に鋼材ダンパ
４２を立設して、この鋼材ダンパ４２上部に中央に穴部
４４を有する平板４６を搭載する。この穴部４４に前記
軸４０が嵌めこまれ前記軸４０と前記穴部４４の間隙に
緩衝材４８が注入される。

【００２５】外力の衝撃力を緩和するために緩衝材４８
で吸収し、衝撃力は軸４０の剪断耐力による弾塑性変形
で吸収する。また、軸４０と穴部４４によるピン支点を
採用することで、建物上層部下端１２と建物下層部上端
１３の捩じれを吸収できる。

【００２６】本発明は実施例として、バネ構造を金属製
下枠８の下部に設けたが、金属製上枠６上に設けること
も可能である。また、上記の技術を用いて建築構造物も
作成可能である。

【００２７】

【発明の効果】本発明の機構および建築物の外壁面およ
び内部間仕切面に使用されているガラス板のうち、その
設置位置が構造要素として相応しい場合は水平力負担要
素として有効活用することができる。一般的に建築物に
使用されているガラス板は非常に多いので、新建築物、
在来建物に関わらず大きな耐震性を付与したり耐震性能
を改善・強化したりすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガラス板水平力負担機能の実施例
の概略図を示す。

【図２】本発明に係るガラス板水平力負担機構のバネ構
造実施例の概略図を示す。

【符号の説明】

２ガラス板４バネ構造６金属製上枠８金属製下枠９スチフナ１０滑り支承１２建物上層部下端１３建物下層部上端１４凹部１６基台１８軸２０Ｌ字状板２２鋼材２４穴部２６緩衝材２８下枠基台３０コの字状板３２穴部３４床上基盤３６軸３８緩衝材４０軸４２鋼材ダンパ４４穴部４６平板４８緩衝材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガラス板と前記ガラス板の上辺または下
辺に配置されたバネ構造との組合わせから構成され、前
記バネ構造は鋼材を用いて、鋼材が降伏後もその最大応
力が前記ガラス板の破壊強度以下となることを特徴とす
る水平力負担機構。
【請求項２】ガラス板上辺と、前記ガラス板上辺に接
合されて建物上層部下端に固定される金属製上枠と、ガ
ラス板下辺と、前記ガラス板下辺に接合される金属製下
枠と、前記下枠に取り付けられるバネ構造とからなり、
前記下枠は前記バネ構造を介して建物下層部上端に接続
されるか、または、ガラス板下辺と、前記ガラス板下辺
に接合されて建物下層部上端に固定される金属製下枠
と、ガラス板上辺と、前記ガラス板上辺に接合される金
属製上枠と、前記上枠に取り付けられるバネ構造とから
なり、前記上枠は前記バネ構造を介して建物上層部下端
に接続されることを特徴とする請求項１記載の水平力負
担機構。
【請求項３】ガラス板は、必要に応じて側面にスチフ
ナを取りつけることを特徴とする請求項２記載の水平力
負担機構。
【請求項４】スチフナは、金属製またはガラス製であ
ることを特徴とする請求項３記載の水平力負担機構。
【請求項５】金属製上枠と金属製下枠とスチフナとが
その端部で結合されて形成される金属製矩形枠を形成す
ることを特徴とする請求項３記載の水平力負担機構。
【請求項６】金属製矩形枠は、バネ構造と組合わせて
窓や出入り口のサッシ枠の中へ層間変位分の余裕を持っ
て組み込みエヤタイトに構成することを特徴とする請求
項５記載の水平力負担機構。
【請求項７】ガラス板と前記ガラス板の上辺または下
辺に配置されたバネ構造との組合わせから構成され、前
記バネ構造は鋼材を用いて、鋼材が降伏後もその最大応
力が前記ガラス板の破壊強度以下となるように設計され
たものであることを特徴とする水平力負担機構を備える
建築物。
【請求項８】ガラス板上辺と、前記ガラス板上辺に接
合されて建物上層部下端に固定される金属製上枠と、ガ
ラス板下辺と、前記ガラス板下辺に接合される金属製下
枠と、前記下枠に取り付けられるバネ構造とからなり、
前記下枠は前記バネ構造を介して建物下層部上端に接続
されるか、または、ガラス板下辺と、前記ガラス板下辺
に接合されて建物下層部上端に固定される金属製下枠
と、ガラス板上辺と、前記ガラス板上辺に接合される金
属製上枠と、前記上枠に取り付けられるバネ構造とから
なり、前記上枠は前記バネ構造を介して建物上層部下端
に接続されることを特徴とする請求項７記載の水平力負
担機構を備える建築物。
【請求項９】ガラス板は、必要に応じて側面にスチフ
ナを取りつけることを特徴とする請求項８記載の水平力
負担機構を備える建築物。
【請求項１０】スチフナは、金属製またはガラス製で
あることを特徴とする請求項９記載の水平力負担機構を
備える建築物。
【請求項１１】金属製上枠と金属製下枠とスチフナと
がその端部で結合されて形成される金属製矩形枠を形成
することを特徴とする請求項９記載の水平力負担機構を
備える建築物。
【請求項１２】金属製矩形枠は、バネ構造と組合わせ
て窓や出入り口のサッシ枠の中へ層間変位分の余裕を持
って組み込みエヤタイトに構成することを特徴とする請
求項１１記載の水平力負担機構を備える建築物。