JP2005163322A - ガラスリブ構造およびガラススクリーン構造 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、フェイスガラスとフェイスガラスとの目地部にリブガラスが直交方向に配置されたガラススクリーン構造において、リブガラス全体の幅を短くできるガラスリブ構造を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、ガラススクリーン構造３２のリブガラス３４を、鋼材２４で補強することにより剛性を高め、リブガラス全体の幅を短くした。リブガラス３４は、孔部３６を有する強化ガラスであり、孔部３６にボルト４０を配置することで、両側の鋼板２６、２６に締結し、リブガラス３４と鋼材２６とが一体化されたガラスリブ構造３０を構成している。
【選択図】図３

Description

本発明はガラスリブ構造に係り、特にガラススクリーン構造におけるガラスリブ構造に関する。

近年の建築物では、サッシを用いることなく多数枚のフェイスガラスを支持し、これらのフェイスガラスによって外壁を構築する例が増えている。隣接するフェイスガラスの目地部にリブガラスを直交方向に取り付けたガラススクリーン構造等がその例である（例えば、特許文献１）。ガラススクリーン構造のフェイスガラスとリブガラスとは、高強度のシリコーンシーリング材（構造シーラント）によって接着固定されている。

また、ガラススクリーン構造のリブガラスは、フロート板ガラス製のものが通常使用されている。このフロート板ガラスは、大きさに制約を受けることなく製造できるため、高さの高い（例えば１０ｍ超）ガラススクリーン構造に有効に適用されている。
特開平９−６７８８３号公報

しかしながら、リブガラスとしてフロート板ガラスを使用すると、高風圧条件下での使用に際しては、強度を確保するためにリブガラスの幅を長くする必要がある。そのため、リブガラスをフェイスガラスに対して、例えば室内側に配置した場合、リブガラスが室内側に大きく突き出し、特に足元部で、幅の長いリブガラスにより場所をとってしまい、デッドスペースが生じるという問題点があった（リブガラスを室外側に配置した場合も同様である）。

一方で高風圧条件に対応するために、リブガラスとして合わせガラスや強化ガラスを使用することも可能であるが、合わせガラスや強化ガラスの場合は、その製造上の制約により、適用できるサイズに限界があった。

本発明は、前述の従来構法が有する問題を解決しようとするものであり、リブガラスを用いたガラススクリーン構造において、リブガラスの幅を長くすることなく、高風圧条件下でも使用できるガラスリブ構造および該ガラスリブ構造が適用されたガラススクリーン構造を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、支持枠によってその上下辺が支持されたフェイスガラスが、隣接するフェイスガラスとの目地部において、該フェイスガラスと直交方向に配置されたリブガラスによって支持されたガラススクリーン構造において、前記リブガラスは、該リブガラスの長手方向全長にわたって取り付けられた鋼材によって補強されていることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、リブガラスの長手方向全長にわたって鋼材を取り付け、この鋼材によってリブガラスを補強したので、リブガラスの幅を長くすることなく、高風圧条件下でも使用できるガラスリブ構造を提供できる。リブガラスとしては、フロート板ガラスはもとより、合わせガラス、強化ガラスも適用できる。フロート板ガラスは、大きさに制約を受けない利点があり高さの高いガラススクリーン構造に好適である。一方で、フロート板ガラスは、孔開け加工は可能であるが、孔開け部分の強度上の問題から、孔にボルト状部品を締め込んで行う鋼材との連結構造を実用上は適用できず、接着剤によって鋼材を固定する方法が適用される。リブとしてガラスを使用せず、鋼材を直接使用することも考えられるが、フェイスガラス同士及びフェイスガラスとリブガラスとを接着固定するシリコーンシーリング材は、鋼材との接着剤として不向きであるため、リブとしてガラスを使用し、このリブガラスを鋼材で補強している。一方、孔開け加工を施したガラスを強化ガラスとすれば適用可能である。

請求項２に記載の発明は、リブガラスとして強化ガラスを適用した発明であり、強化ガラスは強度を有しているため孔開け加工しても実用上使用できる点に着目してなされたものである。すなわち、強化ガラス製のリブガラスと鋼材とを、リブガラスに形成された孔と鋼材に形成された孔とに挿入されるボルト状部品によって固定した。なお、強化ガラスは、大きさに制約を受けるため、高さの高いガラススクリーン構造の適用に際しては、複数枚に分割し、これらを鋼材に各々固定することでリブガラスを構成する。

請求項３に記載の発明によれば、リブガラスは、ガラスの短手方向の小口面が斜めに加工された台形形状のフロート板ガラスであり、斜め加工部には、緩衝材を介して、斜め加工部と同一角度を有するテーパー部材が配置され、テーパー部材は、リブガラスと略同厚であり、ボルト状部品を挿入する貫通孔を有するか、または、ボルト状部品と一体化した構造であり、ボルト状部品を締め込むことによりリブガラスと鋼材とを固定して一体化する。

孔開け加工を施したフロート板ガラスは、強度上の問題から適用できないが、フロート板ガラス製のリブガラスをテーパー部材に支持させ、このテーパー部材の孔に締め込まれるボルト状部品、又はテーパー部材と一体のボルト状部品によってテーパー部材と鋼材とを固定し、リブガラスをその両側に配置された鋼材によって挟圧固定した。また、リブガラスの斜め加工部をテーパー部材に支持させることで、正風圧及び負風圧の場合でも、その圧力を鋼材で受けることができる。

請求項４に記載の発明によれば、鋼材の上下端を建築躯体と剛接合したので、リブガラス、鋼材に加わるモーメントを小さく抑えることができ、部材断面を小さくできる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載のガラスリブ構造をガラススクリーン構造に適用したので、リブガラス全体の幅が短い、デッドスペースの少ない透明性を有するガラススクリーン構造を提供できる。

本発明によれば、リブガラスに鋼材を取り付け、この鋼材によってリブガラスを補強したので、リブガラスの幅を長くすることなく、高風圧条件下でも使用できるガラスリブ構造を提供できる。

また、本発明によれば、リブガラス全体の幅が短い、デッドスペースの少ない透明性を有するガラススクリーン構造を提供できる。

以下添付図面に従って、本発明に係るガラスリブ構造の好ましい実施の形態について詳説する。

図１は、第１の実施の形態のガラスリブ構造１０が適用されたガラススクリーン構造１２を室内から見た要部斜視図である。同図に示すガラススクリーン構造１２は、建物の窓用開口部において、矩形状のフェイスガラス１４、１４…を面一になるように配置するとともに、フェイスガラス１４、１４…の上下辺を支持枠であるサッシ１６、１６に支持させ、これらのフェイスガラス１４、１４…の目地部１８に長尺状のリブガラス２０をフェイスガラス１４に対して直交方向に配置することにより構成される。フェイスガラス１４、１４…及びリブガラス２０は、目地部１８において高強度のシリコーンシーリング材２２により接着固定されている。

リブガラス２０には、その長手方向全長にわたって鋼材（材質：スチール）２４が取り付けられている。この鋼材２４は、建物の躯体側にその上下端部が固定され、この構成によりリブガラス２０が鋼材２４に補強されている。このようにリブガラス２０を補強することによって、リブガラス２０の幅を長くすることなく、高風圧条件下でも使用できるガラスリブ構造を提供できる。

図２は、図１の２−２線に沿った横断面図である。鋼材２４は図２に示すように、２枚の略Ｌ字状鋼板２６、２６から構成され、鋼板２６の大面積部２６Ａがリブガラス２０の側面２０Ａ、２０Ａをカバーするように、そして、鋼板２６の小面積部２６Ｂがリブガラス２０の室内側小口面２０Ｂをカバーするように不図示の接着剤によってリブガラス２０に固定されている。また、リブガラス２０と鋼板２６との間には緩衝材（材質：シリコーンゴム、クロロプレンゴム、プラスチック、アルミ合金等）２８が設けられ、鋼板２６によるリブガラス２０の損傷が防止されている。緩衝材２８の内側面を接着剤によってリブガラス２０に貼り付け、緩衝材２８の外側面に鋼板２６を接着剤で貼り付けることにより、鋼材２４が一体化されたリブガラス２０が構成されている。

よって、第１の実施の形態のガラスリブ構造１０によれば、リブガラス全体の幅Ｂ（図１参照）を長くすることなく、高風圧条件下でも使用できる。リブガラス２０としては、フロート板ガラス製はもとより、合わせガラス、強化ガラスも適用できる。フロート板ガラスは、大きさに制約を受けない利点があるため、高さの高いガラススクリーン構造であっても図１の如く１枚のリブガラス２０で対応できる利点がある。

また、第１の実施の形態のガラスリブ構造１０では、リブガラス２０はフェイスガラス１４との接着が主であり、梁としての構造強度は主に両サイドの鋼板２６、２６が負担する。フェイスガラス１４に加わった荷重は、シリコーンシーリング材２２を通じてリブガラス２０から各鋼板２６、２６に伝達し、そして、鋼板２６、２６から躯体側に伝達することにより、その荷重が躯体で受けられている。

図３、図４はそれぞれ、第２の実施の形態のガラスリブ構造３０が適用されたガラススクリーン構造３２の横断面図及び縦断面図である。

このガラスリブ構造３０に適用されたリブガラス３４は、強化ガラスである。強化ガラスは、フロート窯等で製造された板ガラスを、加熱炉によって軟化点近傍まで加熱し、これを風冷強化装置によって風冷し、表面に圧縮応力層を形成することにより製造される。強化ガラスを適用することは、通常の板ガラスの製造工程の他に、加熱炉による加熱工程、及び風冷強化装置による風冷強化工程が必要になり、コストがフロート板ガラスよりもかかることは言うまでもなく、また、風冷強化装置の規模にも限界があるために、大面積の強化ガラスを製造することは難しいという特質がある。

このように強化ガラスはフロート板ガラスと比べて大きさに、より制約を受けるので、単一の強化ガラスでは高さの高いガラススクリーン構造には適用できない場合があり、よって、図３の例では強化ガラスの製造限界を超えたために、２枚のリブガラス３４、３４を目地部１８に沿って配設することにより、図１に示した１枚のリブガラス２０と同等の機能を持たせている。

このリブガラス３４には、図４の如く所定の位置に孔部３６が加工されている。また、孔部３６に対応して鋼板２６、２６に孔部３８、３８…が形成されている。これらの孔部３６、３８には、ボルト４０が挿入され、ナット４２によって締結されることにより、リブガラス３４と鋼材２４とが一体化されたガラスリブ構造３０が構成されている。また、リブガラス３４の孔部３６には、緩衝材（材質：アルミ合金、プラスチック、ゴム等）４４が取り付けられ、ボルト４０による孔部３６の損傷が防止されている。なお、リブガラス３４と鋼材２４とを固定する部品はボルト４０に限定されるものではなく、ボルト状部品であれば、すなわち、リブガラス３４と鋼材２４とを締結できる部品であればよい。

第２の実施の形態のガラスリブ構造３０においては、リブガラス３４はフェイスガラス１４との接着が主であり、梁としての構造強度は主に、両サイドの鋼板２６、２６が負担している。フェイスガラス１４に加わった荷重は、シリコーンシーリング材２２を通じてリブガラス３４に伝達する。この場合、孔明き強化ガラスを用いたガラスリブ構造３０では、孔部３６に挿入されたボルト４０及びリブガラス３４の室内側小口面３４Ｂから両側の鋼板２６、２６に伝達される。鋼板２６、２６の上下の両端部は、通常はピンを介して躯体側に接合される場合が多いが、両端（一方の端部でよい）を、図３の如く天井面４６及び床面４８に埋設されている躯体の構造体５０、５０と剛接合（溶接）する。符号５２は剛接合部である。剛接合とすることの利点は、ガラスリブ構造３０の中央部に生じる曲げモーメントを小さくできることである。剛接合とすることで、ピン接合の場合と比較し、リブ中央部の曲げモーメントは約１／３になることから、その差分だけガラスリブ構造３０のスリム化が可能となる。

図５、図６は第３の実施の形態のガラスリブ構造６０が適用されたガラススクリーン構造６２の断面図である。このガラスリブ構造６０に適用されたリブガラス６４は、フロート板ガラスである。

リブガラス６４は、リブガラス６４の短手方向の小口面が斜めに加工され、台形状に形成されている。また、リブガラス６４の斜め加工部６５には、斜め加工部６５とその傾斜面６７が同一角度を有するテーパー部材６６（材質：アルミ合金、プラスチック、高硬度（６０度以上）のゴム等）が、傾斜面６７を斜め加工部６５に当接した状態で配置されている。テーパー部材６６の傾斜面６７には不図示の緩衝材が貼着され、この緩衝材によって、リブガラス６４の斜め加工部６５の損傷が防止されている。

テーパー部材６６は、リブガラス６４と略同厚、又は同厚以下に形成され、ボルト４０の貫通孔６８が形成されている。なお、孔６８に代えて、ボルト４０を一体化した構造にテーパー部材６６を構成してもよい。このボルト４０を、リブガラス６４に配設された鋼材７０の平板状鋼板７２、７２に、不図示のナットで締結する。これにより、リブガラス６４が鋼板７２、７２によって挟圧保持されたガラスリブ構造６２が構成される。また、リブガラス６４の室内側小口面７４には、リブガラス６４と同厚のスペーサ板７６が小口面７４に当接するように、ボルト７８及びナット８０によって鋼板７２、７２に締結されている。

図５、図６のガラスリブ構造６０では、同じく、フェイスガラス１４に加わった荷重は、シリコーンシーリング材２２を通じてリブガラス６４に伝わる。正風圧（図５の矢印Ａで示す方向の風圧）の場合の荷重は、リブガラス６４からスペーサ板７６を介して鋼材７０（すなわち、両側の鋼板７２、７２）に伝達され、負風圧（図５の矢印Ｂで示す方向の風圧）の場合の荷重は、テーパー部材６６の傾斜面６７と、リブガラス６４のテーパー加工部６５とが嵌合していることによって、テーパー部材６６から鋼材７０（すなわち、両側の鋼板７２、７２）に伝達される。

テーパー部材６６の傾斜面６７の角度（＝リブガラス６４のテーパー加工部６５の角度）は、正風圧及び負風圧をバランスよく鋼材７０で受けさせるために、５°〜２０°が好ましい。

本発明のガラスリブ構造を、実際の建築を基準に検討した（風圧力を約３．２×１０³ Ｐａとした）。

ガラスは、シリコーンシーリング材２２との接着耐久性に優れているため、シリコーンシーリング材２２によってフェイスガラス１４とリブガラス２０とを接着させる方法は極めて有効な方法である。

この検討では、高層建築の足元に使用するガラススクリーン構造であるため、低層に比較して高層の風圧力は高くなる。この検討例の場合は、ガラススクリーン構造の高さは、１０ｍ超であるため、強化ガラスや合わせガラスでは、製造上の限界を超えるため対応できない。

よって、従来の方法であれば、一般的なフロート板ガラスを使用せざるを得なくなる。フロート板ガラスを使用したリブガラス２０の場合（図１参照）は、リブガラス２０の幅は、その強度計算上で８０ｃｍを超えるほどの寸法が必要となるので、大きなデッドスペースが生じることとなる。

そこで、鋼材２６によってリブガラス２０を補強したガラスリブ構造１０を適用すると、全体としてのリブガラス２０の幅は４０ｃｍ以下となる。したがって、通常の方法の約半分にデッドスペースを削減することができる。なお、リブガラスとして強化ガラスや合わせガラスの場合には、図３の如くリブガラス３４、３４を複数枚使用することで対応できる。

リブガラス３４、６４の複数枚使用においては、製造上の限界のほか、施工性の配慮も重要である。施工性を考えるとできるだけ大きな方が良いが、小さく分割しても性能的には問題とならない。

第１の実施の形態のガラスリブ構造が適用されたガラススクリーン構造の一部を示した斜視図 図１の２−２線に沿った横断面図 第２の実施の形態のガラスリブ構造が適用されたガラススクリーン構造の縦断面図 図３に示したガラスリブ構造の横断面図 第３の実施の形態のガラスリブ構造が適用されたガラススクリーン構造の縦断面図 図５に示したガラスリブ構造の横断面図

符号の説明

１０、３０、６０…ガラスリブ構造、１２、３２、６２…ガラススクリーン構造、１４…フェイスガラス、１６…サッシ、１８…目地部、２０、３４、６４…リブガラス、２２…シリコーンシーリング材、２４、７０…鋼材、２６、７２…鋼板、２８、４４…緩衝材、３６、３８、６８…孔部、４０、７８…ボルト、４２、８０…ナット、４６…天井面、４８…床面、５０…躯体の構造体、６５…斜め加工部、６６…テーパー部材、６７…傾斜面

Claims (5)

1. 支持枠によってその上下辺が支持されたフェイスガラスが、隣接するフェイスガラスとの目地部において、該フェイスガラスと直交方向に配置されたリブガラスによって支持されたガラススクリーン構造において、
   前記リブガラスは、該リブガラスの長手方向全長にわたって取り付けられた鋼材によって補強されていることを特徴とするガラスリブ構造。
2. 前記リブガラスは、孔開け加工された強化ガラスであり、
   前記鋼材は、前記リブガラスの側面両側、又は側面両側及び室内側小口面に取り付けられるとともに孔開け加工され、
   前記リブガラスと前記鋼材とは、リブガラスに形成された孔と鋼材に形成された孔とに挿入されるボルト状部品によって固定されることを特徴とする請求項１に記載のガラスリブ構造。
3. 前記リブガラスは、ガラスの短手方向の小口面が斜めに加工された台形形状の板ガラスであり、
   該リブガラスの斜め加工部には、該斜め加工部と同一角度を有するテーパー部材が配置され、
   該テーパー部材は、前記リブガラスと略同厚に形成され、ボルト状部品を挿入する貫通孔が形成又はボルト状部品と一体化した構造に構成され、
   前記貫通孔に挿入されたボルト状部品又は前記一体化したボルト状部品によって前記テーパー部材と前記鋼材とが固定されることにより、鋼材とリブガラスとが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のガラスリブ構造。
4. 前記ガラススクリーン構造において、前記鋼材の上下端は、建築躯体に剛接合されていることを特徴とする請求項１、２、又は３のうちいずれか一つに記載のガラスリブ構造。
5. 請求項１、２、３又は４のうちいずれか一つに記載のガラスリブ構造が適用されたことを特徴とするガラススクリーン構造。

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