JP5371255B2 - カーテンウォールにおけるタイロッド連結構造 - Google Patents

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、パネルの四隅等を直接支持するパネル支持装置により、外観的にパネルのみによって外壁面を構成するようにするとともに、前記パネル支持装置は、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおける前記タイロッドの連結構造に関する。

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には、図１０及び図１１に示されるように、各パネルＰ、Ｐ…の縦目地に対応する室内側に、パネルのコーナー交点部に配置されるパネル支持装置６０，６０…と、これら各パネル支持装置６０，６０…から室内側に向けて斜め上方及び斜め下方に延びる斜材６４，６４…と、前記斜材６４，６４の連結部に配置される室内側斜材連結金物６１，６１…と、前記パネル支持装置６０，６０…に挿通状態で配置され、各パネル支持装置６０，６０…を吊持する室外側ケーブル６５と、前記各室内側斜材連結金物６１，６１…に挿通状態で配置されるとともに、各室内側斜材連結金物６１，６１…を吊持する室内側ケーブル６６とからなるカーテンウォール支持装置がそれぞれ設けられ、各パネルＰ、Ｐ…が支持されたカーテンウォール構造が開示されている。前記室外側ケーブル６５及び室内側ケーブル６６は、上下端がそれぞれケーブル定着装置６７，６８（下端側のみ図示）に固定されており、所定の緊張力が導入されるようになっているとともに、前記パネル支持装置６０，６０同士はタイロッド６７により相互に連結されている（以下、先行例１という）。
特開２００６−２８３４７８号公報

しかしながら、カーテンウォールが風荷重を受けたり、特に夏季や冬季に大幅な温度変化を受けると、前記タイロッドに軸力変化が生じることになる。従来は、タイロッドの強度として軸力変化に耐え得る断面および材質のものを使用していたが、断面寸法が増大するなどの問題があった。特に、棒材は引張力にはある程度の耐力を示すが、圧縮力が掛かると座屈には弱く、タイロッドのスパンに制限が加わるなどの問題があった。

そこで本発明の主たる課題は、建物外壁部分に上下左右方向に隣接配置されるパネルを、該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、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおいて、前記タイロッドの軸力変化に対する緩衝機能を持たせることにより、タイロッドに過度の引張力や圧縮力が作用しないようにするとともに、タイロッド断面寸法の縮小化を図ったタイロッド連結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、建物外壁部分に上下左右方向に隣接配置されるパネルを、該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、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおいて、
前記水平方向に隣接するパネル支持装置とタイロッドとの連結構造は、前記パネル支持装置に螺合連結されるソケットを介して行うとともに、前記タイロッドの一方側端部に設けられるソケットは、タイロッドの端部に設けられた定着用大径部の収容部を有するとともに、前記収容部内であって前記定着用大径部の少なくともタイロッド中央側に弾性部材が設けられ、前記タイロッドの他方側端部に設けられるソケットは、タイロッドの端部に形成されたネジ部が螺合連結されていることを特徴とするカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造が提供される。

上記請求項１記載の本発明においては、前記水平方向に隣接するパネル支持装置とタイロッドとの連結構造は、前記パネル支持装置に螺合連結されるソケットを介して行うとともに、前記タイロッドの一方側端部に設けられるソケットは、タイロッドの端部に設けられた定着用大径部の収容部を有するとともに、前記収容部内であって前記定着用大径部の少なくともタイロッド中央側に弾性部材が設けられ、前記タイロッドの他方側端部に設けられるソケットは、タイロッドの端部に形成されたネジ部が螺合連結されている構造としている。

従って、前記タイロッドの一方側端部において、前記定着用大径部の少なくともタイロッド中央側の面に介在された板バネ部材、又は定着用大径部の両面に介在された板バネ部材によって、タイロッドに生じた軸力変化を吸収するため、タイロッドに過度の引張力（及び圧縮力）が作用しなくなり、タイロッド断面寸法の縮小化を図ることが可能となる。なお、前記定着用大径部のタイロッド中央側に設けられる弾性部材は引張力に対応し、非タイロッド中央側に設けられる弾性部材は圧縮力に対応するものであるが、タイロッドは座屈に弱いため一般的に引張材として設計されるため、非タイロッド中央側に設けられる弾性部材は省略することが可能である。

請求項２に係る本発明として、建物外壁部分に上下左右方向に隣接配置されるパネルを、該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、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおいて、
前記水平方向に隣接するパネル支持装置とタイロッドとの連結構造は、前記パネル支持装置に螺合連結されるソケットを介して行うとともに、前記タイロッドの一方側端部及び他方側端部に設けられる各ソケットは、タイロッドの端部に設けられた定着用大径部の収容部を有するとともに、前記収容部内であって前記定着用大径部の両側にそれぞれ弾性部材が介在されていることを特徴とするカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造が提供される。

上記請求項２記載の発明は、タイロッドの両端部において、定着用大径部の両側にそれぞれ弾性部材が介在させるようにしたものである。これにより軸力変化に対する緩衝機能が増大され、タイロッドに過度の引張力や圧縮力が作用しないようにでき、さらにタイロッド断面寸法の縮小化を図ることが可能となる。

かかる請求項２に係るタイロッド連結構造は、請求項３に記載されるように、カーテンウォールの端部スパン部に適用されることが望ましく、タイロッドには圧縮力が作用することがあるため、定着用大径部の両側にそれぞれ板バネ部材が介在させるようにしてある。

請求項３に係る本発明として、前記請求項１記載のタイロッド連結構造はカーテンウォールの中間スパン部に適用し、前記請求項２記載のタイロッド連結構造はカーテンウォールの端部スパン部に適用してあるカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造が提供される。

上記請求項３記載の発明は、相対的に緩衝機能の低いタイロッド連結構造をカーテンウォールの中間スパン部に適用し、相対的に緩衝機能の高いタイロッド連結構造をカーテンウォールの端部スパン部に適用したものである。

請求項４に係る本発明として、前記タイロッドは、端面から軸方向に雌ネジ部が形成された棒状部材と、前記雌ネジ部に螺合されたネジボルトと、該ネジボルトの端部に螺合された前記定着用大径部を構成するナット部材とからなる請求項１〜３いずれかに記載のカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造が提供される。

上記請求項４記載の発明は、タイロッドの端部にネジボルトを連結した構造とすることで、タイロッドの長さ調整を可能したとものである。また、このタイロッド構造は、圧縮に対する強度性に優れているため、カーテンウォールの端部スパン部に適用するのが望ましい。

以上詳説のとおり本発明によれば、建物外壁部分に上下左右方向に隣接配置されるパネルを、該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、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおいて、前記タイロッドの軸力変化に対する緩衝機能を持たせることにより、タイロッドに過度の引張力や圧縮力が作用しないようにするとともに、タイロッド断面寸法の縮小化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。

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。

前記タイロッド６の一方側端部に設けられるソケット１７は、タイロッド６の端部に設けられた定着用大径部１９の収容部１７ａを有するとともに、前記定着用大径部１９の両側にそれぞれ板バネ部材２０，２０が介在された構造とされる。具体的には、図７に示されるように、接続ソケット１７は、一端が開口とされる中空部１７ｃの底面部にロッド挿通孔１７ｂが形成されたソケット部材とされ、タイロッド６の端部に形成されたネジ部６ａに前記定着用大径部１９を構成するための円形ナットを螺合し、タイロッド６が抜け出ないように保持するとともに、ネジボルト１８を中空部１７ｃ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１８ａが形成されている。また、前記中空部１７ｃとネジボルト１８によって形成される内部空間は前記定着用大径部１９の収容部１７ａとされ、前記定着用大径部１９の両側にはそれぞれ板バネ部材２０，２０が介在されている。

一方、前記タイロッド６の他方側端部に設けられるソケット１６は、一方側にロッド連結部１４のネジ孔１４ｃに対する雄ネジ部１６ａが形成され、他方側に雌ネジ部１６ｂが形成された部材であり、タイロッド６の端部に形成されたネジ部６ｂが螺合連結されている。

従って、カーテンウォールが風荷重を受けたり、特に夏季や冬季に大幅な温度変化を受けたりして、前記タイロッド６に軸力変化が生じたとしても、前記定着用大径部１９の両面に介在された板バネ部材２０，２０によって、タイロッド６に生じた軸力変化を吸収するため、タイロッド６に過度の引張力や圧縮力が作用しなくなり、タイロッド断面寸法の縮小化を図ることが可能となる。

なお、前記形態例では、前記定着用大径部１９の両面に夫々、板バネ部材２０，２０を介在させるようにしてあるが、タイロッド６は引張材として設計されるため、非タイロッド側に介在される板バネ部材２０は省略することが可能である。もちろん、図示例のように、前記定着用大径部１９の両面に板バネ部材２０，２０を介在させると、不慮の圧縮力にも対応し得るものとなるため、構造上は望ましい。

上記タイロッド６の連結構造は、主としてカーテンウォールの中間スパン部に適用されるが、カーテンウォールのコーナー部は常時風荷重を受けるため、タイロッド６の軸力負担が大きくなるため、緩衝機能の増大化を図った連結構造とするのが望ましい。

例えば、図８に示されるカーテンウォールのコーナー部パネル支持装置２’では、交差する２方向のタイロッド６，６が連結されることになるため、端部スパンＳに配置されるタイロッド６’には過大な軸力変化が起きやすい。

従って、端部スパンＳでは、前記タイロッド６の一方側端部及び他方側に設けられる各ソケットは、上記中間スパンに配置されるタイロッド６の一方側端部に設けられるソケット１７と同じ構造とするのが望ましい。

すなわち、図９に示されるように、接続ソケット１７は、一端が開口とされる中空部１７ｃの底面部にロッド挿通孔１７ｂが形成されたソケット部材とされ、タイロッド６の端部に形成されたネジ部６ａに前記定着用大径部１９を構成するための円形ナットを螺合し、タイロッド６が抜け出ないように保持するとともに、ネジボルト１８を中空部１７ｃ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１８ａが形成され、前記中空部１７ｃとネジボルト１８によって形成される内部空間は前記定着用大径部１９の収容部１７ａとされ、前記定着用大径部１９の両側にはそれぞれ板バネ部材２０，２０が介在されている構造とする。

特に端部スパンＳでは、タイロッド６の長さ調整を容易化するために、端面から軸方向に雌ネジ部２１ａ、２１ａが形成された棒状部材２１と、前記雌ネジ部２１ａに螺合されたネジボルト２２、２２と、該ネジボルト２２，２２の端部に螺合された前記定着用大径部１９を構成するナット部材とからなる構造とするのが望ましい。さらには前記雌ネジ部２１ａ、２１ａを正ネジ、逆ネジとで構成することにより、前記棒状部材２１を軸芯回りに回転させることにより長さ調整が行えるようになる。

前記カーテンウォールの端部スパンＳでは、タイロッド６を堅固に抑えるパネル支持装置２’となっているため、タイロッド６には圧縮力も作用することになる。従って、前記定着用大径部１９の両側にそれぞれ板バネ部材２０，２０を介在させるようにするのが良い。

〔その他の形態例〕
(1)上記形態例では、吊りロッド５の部材として、ケーブルを使用することでもよい。

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。 中間スパンに配置されるタイロッド６の縦断面図である。 カーテンウォール１のコーナー部を示す水平横断面図である。 端部スパンＳに配置されるタイロッド６’の縦断面図である。 従来のフレームレス工法（その１）によるパネル支持構造を示す斜視図である。 その水平横断面図である。

１…カーテンウォール、２…パネル支持装置、２’…コーナー部パネル支持装置、３…方立、４…ストラット、５…吊りロッド、６・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 (4)

1. 建物外壁部分に上下左右方向に隣接配置されるパネルを、該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、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおいて、
   前記水平方向に隣接するパネル支持装置とタイロッドとの連結構造は、前記パネル支持装置に螺合連結されるソケットを介して行うとともに、前記タイロッドの一方側端部に設けられるソケットは、タイロッドの端部に設けられた定着用大径部の収容部を有するとともに、前記収容部内であって前記定着用大径部の少なくともタイロッド中央側に弾性部材が設けられ、前記タイロッドの他方側端部に設けられるソケットは、タイロッドの端部に形成されたネジ部が螺合連結されていることを特徴とするカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造。
2. 建物外壁部分に上下左右方向に隣接配置されるパネルを、該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、少なくとも水平方向に隣接するパネル支持装置同士がタイロッドにより相互に連結されたカーテンウォールにおいて、
   前記水平方向に隣接するパネル支持装置とタイロッドとの連結構造は、前記パネル支持装置に螺合連結されるソケットを介して行うとともに、前記タイロッドの一方側端部及び他方側端部に設けられる各ソケットは、タイロッドの端部に設けられた定着用大径部の収容部を有するとともに、前記収容部内であって前記定着用大径部の両側にそれぞれ弾性部材が介在されていることを特徴とするカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造。
3. 前記請求項１記載のタイロッド連結構造はカーテンウォールの中間スパン部に適用し、前記請求項２記載のタイロッド連結構造はカーテンウォールの端部スパン部に適用してあるカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造。
4. 前記タイロッドは、端面から軸方向に雌ネジ部が形成された棒状部材と、前記雌ネジ部に螺合されたネジボルトと、該ネジボルトの端部に螺合された前記定着用大径部を構成するナット部材とからなる請求項１〜３いずれかに記載のカーテンウォールにおけるタイロッド連結構造。

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