(57)【要約】      （修正有）【課題】  地震時などに生じるせん断力を板ガラスに負担させる構成としたガラス壁構造体等を提供する。【解決手段】  圧縮力及びせん断力を負担する構造部材として用いる板ガラス１の上下の端縁を支持する支持材２，３は鋼材等で構成され、板ガラスの上縁及び下縁はそれぞれ、上部構造材８と下部構造材１１との層間に配置された前記支持材によって支持されている。板ガラスの上縁及び下縁は、支持材から圧縮力及びせん断力が全面略一様の分布に伝達されるように、同支持材と密着状態に面接触されている。上側支持材は、上部構造材からの引張力を伝達せず、設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材９を介して上部構造材と連結されており、前記伝達部材の一端は上側支持材又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端は他方の材に形成されたほぞ穴１０に嵌め込まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮力及びせん断力を負担する構造部材として用いる板ガラスの上下の端縁を支持する支持材は鋼材等で構成され、板ガラスの上縁及び下縁はそれぞれ、上部構造材と下部構造材との層間に配置された前記支持材によって支持されていること、
前記板ガラスの上縁及び下縁は、支持材から圧縮力及びせん断力が全面略一様の分布に伝達されるように、同支持材と密着状態に面接触されていること、
上側支持材は、上部構造材からの引張力を伝達せず、設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材を介して上部構造材と連結されており、前記伝達部材の一端は上側支持材又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端は他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていることを特徴とする、ガラス壁構造体。
【請求項２】
上部構造材と下部構造材との層間に周辺枠フレームが設けられ、その上下のフレーム材がＰＣ鋼材等で緊張されていること、
前記周辺枠フレームの下側フレーム材は、圧縮力及びせん断力を負担する構造部材として用いる板ガラスの下縁を支持する支持材とされ、板ガラスの上縁を支持する上側支持材と同じく鋼材等で構成され、前記板ガラスの上縁及び下縁はそれぞれ、上側支持材及び下側フレーム材によって支持されていること、
前記板ガラスの上縁及び下縁は、上側支持材及び下側フレーム材から圧縮力及びせん断力が全面略一様の分布に伝達されるように、同上側支持材及び下側フレーム材と密着状態に面接触され、更に上下のフレーム材の緊張力によって圧着されていること、
上側支持材は、上側フレーム材からの引張力を伝達せず、設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材を介して上側フレーム材と連結されており、前記伝達部材の一端は上側支持材又は上側フレーム材のいずれか一方に固定され、他端は他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていること、
周辺枠フレームの左右のフレーム材と板ガラスの側縁との間には、同周辺枠フレームと板ガラスとのせん断変形を許容する大きさのクリアランスが設けられていることを特徴とする、ガラス壁構造体。
【請求項３】
構造部材として用いる板ガラスの両側面には、該板ガラスを補剛する補剛用板ガラスが貼り合わされ、少なくとも３枚の合わせ板ガラスとして構成されていること、
中央の板ガラスの上縁及び下縁は、支持材に直接に嵌め込まれて支持され、両側面の補剛用板ガラスの上縁及び下縁は、圧縮力及びせん断力を略伝達しない緩衝材を介して支持材に嵌め込まれ支持されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載したガラス壁構造体。
【請求項４】
両外側面に配置された補剛用板ガラスの外側面に座屈補剛用方立てガラスが設けられており、前記方立てガラスの上縁及び下縁と支持材との間には、圧縮力及びせん断力が伝達されないようにクリアランスが設けられていることを特徴とする、請求項３に記載したガラス壁構造体。
【請求項５】
上下の支持材はＰＣ鋼材等で緊張されていることを特徴とする、請求項１に記載したガラス壁構造体。
【請求項６】
伝達部材は、Ｈ形断面形状に形成された普通鋼材、低降伏点鋼材、極低降伏点鋼材、アルミニウム等で構成されており、伝達する圧縮力及びせん断力が安全率を超えると破損する設定とされていること、
前記Ｈ形断面形状の伝達部材はフランジ部分が板ガラスの外側面と直角となり、ウエブ部分が板ガラスの外側面と平行となるように配置されており、一端が上側支持材又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端が他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていることを特徴とする、請求項１に記載したガラス壁構造体。
【請求項７】
伝達部材は、Ｈ形断面形状に形成された普通鋼材、低降伏点鋼材、極低降伏点鋼材、アルミニウム等で構成されており、伝達するせん断力が安全率を超えると破損する設定とされていること、
前記Ｈ形断面形状の伝達部材はフランジ部分が板ガラスの外側面と直角となり、ウエブ部分が板ガラスの外側面と平行となるように配置されており、一端が上側支持材又は上側フレーム材のいずれか一方に固定され、他端が他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていることを特徴とする、請求項２に記載したガラス壁構造体。
【請求項８】
圧縮力を負担する構造部材として用いる柱ガラスの上下の端縁を支持する支持材は、柱ガラスに圧縮力のみを伝達し、せん断力は略吸収する積層ゴム等で構成され、その上下のフランジは鋼板等で構成されていること、
前記柱ガラスの上縁は上側支持材の下フランジと密着状態に面接触されて固定され、下縁は下側支持材の上フランジと密着状態に面接触されて固定されていること、
前記上側支持材の上フランジは、上部構造材からの圧縮力を伝達するように上部構造材と接触され、更に引張力を伝達せず、せん断力は上側支持材に略吸収させるように、ダボピンの一端が前記上フランジ又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端が他方に形成されたダボ穴に嵌め込まれ相互が連結されていること、
下側支持材の下フランジは、下部構造材の上面に載置されていることを特徴とする、ガラス柱構造体。
【請求項９】
柱ガラスは内外に嵌め合わせた２重以上のガラス管で構成されていることを特徴とする、請求項８に記載したガラス柱構造体。
【請求項１０】
柱ガラスは３枚以上の合わせ板ガラスを十字型に組み合わせて構成されていることを特徴とする、請求項８に記載したガラス柱構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板ガラスを壁状の構造部材として用いたガラス壁構造体と、柱ガラスを柱状の構造部材として用いたガラス柱構造体の技術分野に属し、更に云うと、地震時などに生じるせん断力（以下、単にせん断力という場合がある。）を板ガラスに負担させる構成としたガラス壁構造体と、建築物の重量による圧縮力（以下、単に圧縮力という場合がある。）を柱ガラスに負担させる構成としたガラス柱構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
（Ａ）最近、建築物のデザイン性を向上させるために、板ガラスを建築材料として用いた建築物を多く見ることができる。しかし、板ガラスは、構造部材としては用いられておらず、板ガラスと支持材（主に、周辺枠フレーム）との間に（１）クリアランスを設けたり、（２）緩衝材を入れたりして、板ガラスに大きな外力（主に、圧縮力及びせん断力）が伝達されない構成のガラス壁構造体とされ、板ガラスに圧縮力及びせん断力を負担させる技術的思想ではない。
【０００３】
上記（１）のガラス壁構造体としては、例えば、以下の技術が公知である。
非特許文献１のガラス壁構造体は、板ガラスが周辺枠フレームとクリアランスを設けて配置され、その下端部がクロロプレンゴム製のセッティングブロックで支持されており、周辺枠フレームから板ガラスに圧縮力及びせん断力が伝達されない構造とされている。
【０００４】
上記（２）のガラス壁構造体としては、例えば、以下の技術が公知である。
（ｉ）特許文献１のガラス壁構造体は、板ガラスの外周が、溝内に粘性体を収容した周辺枠フレームに嵌め込まれ支持されており、周辺枠フレームから板ガラスに圧縮力及びせん断力が伝達されず、地震等による水平変位が生じた場合に、板ガラスが周辺枠フレームに対して面内方向へ相対移動して減衰作用を発揮する構造とされている。
【０００５】
（ii）特許文献２のガラス壁構造体は、板ガラスの外周が、弾性シール材を介して周辺枠フレームで支持されており、周辺枠フレームから板ガラスに圧縮力及びせん断力が伝達されない構造とされている。前記板ガラスは強化ガラスで構成され、防犯性が高められている。また、前記板ガラスのエッジが面取され、該エッジに応力が集中することを防ぎ、板ガラスの破損が防止されている。
【０００６】
（Ｂ）建築物の柱としてガラス柱構造体を用いて、圧縮力を負担させる技術は見聞できない。
【非特許文献１】旭硝子カタログ  第３７頁の施工図、第４３頁の施工図
【特許文献１】特開２００１−１９３３５７号公報
【特許文献２】特開２０００−２０３８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ガラスは、フロートガラスで１０００N/mm2を超える圧縮強度を有すると云われている。従来の上記（１）及び（２）のガラス壁構造体は、この圧縮強度を有効に発揮させて、圧縮力及びせん断力を負担させる構造とされていない。そのため、採光を必要とする建築物の開口部における架構では、構造上の耐力や剛性が不足するため、開口部以外の部分に耐震壁を設けたり、柱や梁部材の断面を大きくしたりするなど、構造設計上の制約がある。
【０００８】
仮に、板ガラスと周辺枠フレームとを単に剛強に接合した程度では、地震時に面内方向にせん断変形した周辺枠フレームが板ガラスと部分的に接触し、その接触部分から局部的にせん断力が伝達され、同板ガラスが破損する可能性がある。
【０００９】
上述したように、建築物の柱としてガラス柱構造体を用いる技術は見聞できない。通例は、建築意匠のデザイン上、見栄えが悪い柱が視野に入り、やはり構造設計上の制約がある。
【００１０】
本発明の目的は、ガラスが本来有する大きな圧縮強度を発揮させて、地震時などに生じるせん断力を負担させることによって、建築物の開口部における架構の耐力や剛性を確保し、耐震壁を省略したり、柱や梁部材の断面を小さくでき、構造設計上の制約を軽減することができるガラス壁構造体を提供することである。
【００１１】
本発明の目的は、ガラスが本来有する大きな圧縮強度を発揮させて、建築物の重量による圧縮力を負担させることによって、建築意匠のデザイン上、見栄えの悪い柱がほとんど視野に入らず、構造設計上の制約を軽減することができるガラス柱構造体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係るガラス壁構造体は、
圧縮力及びせん断力を負担する構造部材として用いる板ガラスの上下の端縁を支持する支持材は鋼材等で構成され、板ガラスの上縁及び下縁はそれぞれ、上部構造材と下部構造材との層間に配置された前記支持材によって支持されていること、
前記板ガラスの上縁及び下縁は、支持材から圧縮力及びせん断力が全面略一様の分布に伝達されるように、同支持材と密着状態に面接触されていること、
上側支持材は、上部構造材からの引張力を伝達せず、設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材を介して上部構造材と連結されており、前記伝達部材の一端は上側支持材又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端は他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載した発明に係るガラス壁構造体は、
上部構造材と下部構造材との層間に周辺枠フレームが設けられ、その上下のフレーム材がＰＣ鋼材等で緊張されていること、
前記周辺枠フレームの下側フレーム材は、圧縮力及びせん断力を負担する構造部材として用いる板ガラスの下縁を支持する支持材とされ、板ガラスの上縁を支持する上側支持材と同じく鋼材等で構成され、前記板ガラスの上縁及び下縁はそれぞれ、上側支持材及び下側フレーム材によって支持されていること、
前記板ガラスの上縁及び下縁は、上側支持材及び下側フレーム材から圧縮力及びせん断力が全面略一様の分布に伝達されるように、同上側支持材及び下側フレーム材と密着状態に面接触され、更に上下のフレーム材の緊張力によって圧着されていること、
上側支持材は、上側フレーム材からの引張力を伝達せず、設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材を介して上側フレーム材と連結されており、前記伝達部材の一端は上側支持材又は上側フレーム材のいずれか一方に固定され、他端は他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていること、
周辺枠フレームの左右のフレーム材と板ガラスの側縁との間には、同周辺枠フレームと板ガラスとのせん断変形を許容する大きさのクリアランスが設けられていることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載したガラス壁構造体において、
構造部材として用いる板ガラスの両側面には、該板ガラスを補剛する補剛用板ガラスが貼り合わされ、少なくとも３枚の合わせ板ガラスとして構成されていること、
中央の板ガラスの上縁及び下縁は、支持材に直接に嵌め込まれて支持され、両側面の補剛用板ガラスの上縁及び下縁は、圧縮力及びせん断力を略伝達しない緩衝材を介して支持材に嵌め込まれ支持されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３に記載したガラス壁構造体において、
両外側面に配置された補剛用板ガラスの外側面に座屈補剛用方立てガラスが設けられており、前記方立てガラスの上縁及び下縁と支持材との間には、圧縮力及びせん断力が伝達されないようにクリアランスが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１に記載したガラス壁構造体において、
上下の支持材はＰＣ鋼材等で緊張されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項１に記載したガラス壁構造体において、
伝達部材は、Ｈ形断面形状に形成された普通鋼材、低降伏点鋼材、極低降伏点鋼材、アルミニウム等で構成されており、伝達する圧縮力及びせん断力が安全率を超えると破損する設定とされていること、
前記Ｈ形断面形状の伝達部材はフランジ部分が板ガラスの外側面と直角となり、ウエブ部分が板ガラスの外側面と平行となるように配置されており、一端が上側支持材又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端が他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていることを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項２に記載したガラス壁構造体において、
伝達部材は、Ｈ形断面形状に形成された普通鋼材、低降伏点鋼材、極低降伏点鋼材、アルミニウム等で構成されており、伝達するせん断力が安全率を超えると破損する設定とされていること、
前記Ｈ形断面形状の伝達部材はフランジ部分が板ガラスの外側面と直角となり、ウエブ部分が板ガラスの外側面と平行となるように配置されており、一端が上側支持材又は上側フレーム材のいずれか一方に固定され、他端が他方の材に形成されたほぞ穴に嵌め込まれていることを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載した発明に係るガラス柱構造体は、
圧縮力を負担する構造部材として用いる柱ガラスの上下の端縁を支持する支持材は、柱ガラスに圧縮力のみを伝達し、せん断力は略吸収する積層ゴム等で構成され、その上下のフランジは高強度材料で構成されていること、
前記柱ガラスの上縁は上側支持材の下フランジと密着状態に面接触されて固定され、下縁は下側支持材の上フランジと密着状態に面接触されて固定されていること、
前記上側支持材の上フランジは、上部構造材からの圧縮力を伝達するように上部構造材と接触され、更に引張力を伝達せず、せん断力は上側支持材に略吸収させるように、ダボピンの一端が前記上フランジ又は上部構造材のいずれか一方に固定され、他端が他方に形成されたダボ穴に嵌め込まれ相互が連結されていること、
下側支持材の下フランジは、下部構造材の上面に載置されていることを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項８に記載したガラス柱構造体において、
柱ガラスは内外に嵌め合わせた２重以上のガラス管で構成されていることを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項８に記載したガラス柱構造体において、
柱ガラスは３枚以上の合わせ板ガラスを十字型に組み合わせて構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るガラス壁構造体は、板ガラスが本来有する圧縮強度を発揮させ、且つせん断力を負担させるので、建築物の開口部における架構の耐力や剛性を確保し、建築意匠のデザイン上、見栄えが悪い柱や梁部材の断面を小さくすることができる。また、鉄筋コンクリート耐震壁やブレース等を可及的に省略することができ、構造設計上の自由度が増す。
【００２３】
特に、請求項１に記載した発明に係るガラス壁構造体は、建築物の重量による圧縮力を負担させるので、更に、構造設計上の自由度が増す。
【００２４】
上側支持材は、上部構造材又は上側フレーム材からの引張力を伝達せず、しかも設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材を介して上部構造材又は上側フレーム材と連結されているので、板ガラスが破損することがなく、構造上の信頼性が高い。
【００２５】
次に、本発明に係るガラス柱構造体は、柱ガラスが本来有する圧縮強度を発揮させ建築物の重量（圧縮力）を負担させる建築物の柱として用いるので、ガラス固有の透明感のある空間を創り出すことができ、建築意匠のデザイン上、見栄えを悪くする柱がほとんど視野に入らず、構造設計上の自由度が増す。
【００２６】
積層ゴム等で構成された上側支持材は、上部構造材からの圧縮力を伝達するように上部構造材と接触され、引張力は伝達させず、せん断力は上側支持材が略吸収するように相互に連結されているので、柱ガラスが破損することがなく、構造上の信頼性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
先ず、請求項１及び請求項３〜請求項６に記載した発明に係るガラス壁構造体の実施形態を、図１〜図６に基づいて説明する。
【００２８】
図１に示すガラス壁構造体は、板ガラス１に建築物の重量による圧縮力及び地震時などに生じるせん断力を負担させ、構造部材として用いる構成であり、同板ガラス１の上縁１ａ及び下縁１ｂを支持する上下の支持材２、３は鋼材等で構成されている。前記板ガラス１の両側面には、該板ガラス１を補剛する補剛用板ガラス４が貼り合わされ、３枚の合わせ板ガラス５として構成されている（図１を参照、請求項３記載の発明）。各板ガラス１、４の上縁１ａと４ａ及び下縁１ｂと４ｂはダイヤモンドカッター等で切断され、通常のガラスの製造で用いられる程度の研磨を行った粗さで水平面とされている。なお、前記補剛用板ガラス４には、圧縮力及びせん断力が伝達されないように、上下の端縁は緩衝材６を介して支持材２、３に嵌め込まれている。そのため、緩衝材６の厚み分だけ中央の板ガラス１の高さＨより低く切断されている。前記補剛用板ガラス４の外側面における上下の支持材２と３の間の露出部に、面外方向に対する風圧などに対処するための座屈補剛用方立てガラス７が設けられている。方立てガラス７の上縁と上側支持材２の鉛直部２ｂ、及び下縁と下側支持材３の鉛直部３ｂとの間には、圧縮力及びせん断力が伝達されないようにクリアランスＴが設けられている（請求項４記載の発明）。
【００２９】
上下の支持材２、３はコ字断面形状とされており、各支持材２、３の水平部２ａ、３ａは、圧縮力及びせん断力が伝達された際に、同圧縮力及びせん断力が板ガラスに均等に作用するように十分な厚さを有する普通鋼材（ＳＳ４００）で構成されている。前記水平部２ａ、３ａの両端部から鉛直に立ち上がり、合わせ板ガラス５の上部又は下部を挟んで支持する鉛直部２ｂ、３ｂは、支持材２、３の製作容易性を考慮して、水平部２ａ、３ａと同様に普通鋼材で構成されている。
【００３０】
上下の支持材２、３に、合わせ板ガラス５の上縁及び下縁が共通に嵌め込まれ支持されている。具体的には、図１に示すように、板ガラス１が直接に支持材２、３に嵌め込まれ支持されている（請求項３記載の発明）。その結果、板ガラス１の上縁１ａは、全面が直接に上側支持材２の水平部２ａの下面と密着状態に面接触されている。同板ガラス１の下縁１ｂも、全面が直接に下側支持材３の水平部３ａの上面と密着状態に面接触され、もって支持材２、３から板ガラス１に圧縮力及びせん断力が全面略一様の分布に（均等に分配して）伝達される構造とされている。上下の支持材２、３は、伝達される圧縮力及びせん断力によって塑性変形しないので、前記上側支持材２の水平部２ａと板ガラス１の上縁１ａ、及び下側支持材３の水平部３ａと板ガラス１の下縁１ｂは面接触状態を維持し、通常時には圧縮力を均等に分配して板ガラス１に伝達する。地震時にも、図３に示すように圧縮力を均等に分配して板ガラス１に伝達すると共に、該圧縮力によって上側支持材２の水平部２ａと板ガラス１の上縁１ａ、及び下側支持材３の水平部３ａと板ガラス１の下縁１ｂを圧着させたまま、せん断力を均等に分配して板ガラス１に伝達する。そのため板ガラス１に局部的な応力集中が生じて破損することがなく、板ガラス１が本来有する圧縮強度を十分に発揮させて、圧縮力及びせん断力を負担させることができる。
【００３１】
補剛用板ガラス４は、上下に圧縮力及びせん断力を伝達しない緩衝材６を介して支持材２、３に嵌め込まれ支持されている（請求項３記載の発明）。よって、支持材２、３から補剛用板ガラス４に圧縮力及びせん断力が伝達されない。
【００３２】
ガラスは圧縮力に対して本来大きな圧縮強度を有するが、破損する場合には非常に脆性的な性状を有し、更に引張力に対しては非常に弱い性状を有する。そのため、適当な安全率を設定し、その安全率以内の圧縮力及びせん断力を板ガラス１に伝達でき、且つ有害な引張力を伝達しない支持構造とすることが肝要である。図１等に示したガラス壁構造体は、上側支持材２が、設定された安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する部材９を介して上部構造材８と連結されている。具体的には、前記伝達部材９は、Ｈ形断面形状に形成された普通鋼材、低降伏点鋼材、極低降伏点鋼材、アルミニウム等で構成されている。そのウエブ部分が図４に示す性状を発揮し、フランジ部分が図５に示す性状を発揮するように設定されている。この伝達部材９はフランジ部分９ａが板ガラス１の外側面と直角となり、ウエブ部分９ｂが板ガラス１の外側面と平行となるように配置されており、下端が上側支持材２に固定され、上端が上部構造材８の下端部に形成されたほぞ穴１０に嵌め込まれている（図２を参照、請求項６記載の発明）。すなわち、伝達部材９とほぞ穴１０との嵌合部から圧縮力及びせん断力を板ガラス１に伝達するが、同圧縮力及びせん断力が安全率を超えると伝達部材９が破損し、過剰な圧縮力及びせん断力を伝達しない。また、伝達部材９がほぞ穴１０から抜け出して引張力を板ガラス１に伝達しない。そのため、板ガラス１に圧縮力及びせん断力を健全に負担させることができる。Ｈ形断面形状の伝達部材９は、繰り返し変形によりウエブ部分９ｂで図６に示すような履歴を有し、地震時の振動エネルギを吸収し、建築物全体の揺れを低減できる。
【００３３】
下側支持材３は、合わせ板ガラス５を支持できるように下部構造材１１の上面に載置され剛強に連結されている。
【００３４】
上記構成のガラス壁構造体は、板ガラス１が本来有する圧縮強度を発揮して、通常時に建築物の重量による圧縮力を負担する。また、地震時には、建築物の重量による圧縮力を負担しながら、せん断力も負担するから、建築物の開口部における架構の耐力や剛性を確保し、建築意匠のデザイン上、見栄えを悪くする柱や梁部材の断面を小さくすることができる。そして、鉄筋コンクリート耐震壁やブレース等を省略することができ、構造設計上の自由度が増す。
【００３５】
しかも、板ガラス１に引張力を伝達せず、且つ安全率以内の圧縮力及びせん断力を伝達する構造とされているので、板ガラス１が破損することがなく、万一に破損したとしても、板ガラス１の両側の補剛用板ガラス４が圧縮力及びせん断力を負担するので、構造上の信頼性が高い。
【００３６】
なお、本実施形態では、建築物の重量による圧縮力で板ガラス１の上縁１ａと上側支持材２、及び板ガラス１の下縁１ｂと下側支持材３とを圧着させた構造とされているが、この構造に限らない。図示は省略するが、上下の支持材２と３をＰＣ鋼材等で連結しプレストレスを導入することによって緊張し、圧着させた構造を実施すると更に良い（請求項５記載の発明）。
【００３７】
次に、請求項２及び請求項７に記載した発明に係るガラス壁構造体の実施形態を図７〜図９に基づいて説明する。なお、図１等に示したガラス壁構造体との共通部材には、同一の符号を使用し、詳細な説明は省略する。
【００３８】
図７に示すガラス壁構造体は、図１等に示したガラス壁構造体と基本的な構造は略同一であるが、圧縮力を周辺枠フレーム１２に略負担させている。
【００３９】
上部構造材８と下部構造材１１との層間に周辺枠フレーム１２が設けられている。前記周辺枠フレーム１２は、圧縮力を負担するのに十分な剛性を有し、その上側フレーム材１２ａと下側フレーム材１２ｂとはＰＣ鋼材等１３で連結しプレストレスを導入することによって緊張している。
【００４０】
前記周辺枠フレーム１２の下側フレーム材１２ｂは、せん断力を負担する板ガラス１の下縁を支持する支持材とされ（図７を参照）、板ガラス１の上縁を支持する上側支持材１４と同じく鋼材等で構成されている。なお、前記上側支持材１４は、図１等に示した上側支持材２と略同様に、水平部１４ａとその両側から立ち上がる鉛直部１４ｂとで構成されているが、上側支持材１４は圧縮力を略負担しないので、それを考慮して強度を落としても良い。
【００４１】
上側支持材１４及び下側フレーム材１２ｂに、合わせ板ガラス５の上縁及び下縁が嵌め込まれ支持されている。その結果、図１等に示したガラス壁構造体と略同様に、板ガラス１の上縁１ａは全面が直接に上側支持材１４の水平部１４ａの下面と密着状態に面接触されている。同板ガラス１の下縁１ｂも、全面が直接に下側フレーム材１２ｂの水平部１２ｃの上面と密着状態に面接触されている。そして、上下のフレーム材１２ａと１２ｂとの緊張力によって、せん断力を全面略一様の分布に（均等に分配して）伝達することができるように圧着された構造とされている。つまり、上下のフレーム材１２ａと１２ｂを緊張することで、前記上側支持材１４の水平部１４ａと板ガラス１の上縁１ａ、及び下側フレーム材１２ｂの水平部１２ｃと板ガラス１の下縁１ｂを面接触状態に維持し、図９に示すように  地震時などに生じるせん断力を均等に分配して板ガラス１に伝達する。そのため、板ガラス１に応力集中が生じて破損することがなく、板ガラス１が本来有する圧縮強度を発揮させて、せん断力を負担させることができる。なお、補剛用板ガラス４は、図１等に示したガラス壁構造体と略同様に、せん断力が伝達されないように、上下に緩衝材６を介して支持されている（図７を参照）。
【００４２】
上側支持材１４は、上側フレーム材１２ａからの引張力を伝達せず、設定された安全率以内のせん断力を伝達する部材１５を介して上側フレーム材１２ａと連結されている。具体的には、前記伝達部材１５は、図１等に示した伝達部材９と略同様にＨ形断面形状に形成された普通鋼材、低降伏点鋼材、極低降伏点鋼材、アルミニウム等で構成されている。この伝達部材１５はフランジ部分１５ａが板ガラス１の外側面と直角となり、ウエブ部分１５ｂが板ガラス１の外側面と平行となるように配置されており、下端が上側支持材１４の上端部に固定され、上端が上側フレーム材１２ａの下端部に形成されたほぞ穴１６に嵌め込まれている（請求項７記載の発明）。すなわち、伝達部材１５とほぞ穴１６との嵌合部からせん断力を板ガラス１に伝達するが、同せん断力が安全率を超えると伝達部材１５が破損し、過剰なせん断力を伝達しない。また、伝達部材１５がほぞ穴１６から抜け出して板ガラス１に引張力を伝達しない。そのため、板ガラス１にせん断力を健全に負担させることができる。Ｈ形断面形状の伝達部材１５も、繰り返し変形によりウエブ部分１５ｂで図６に示すような履歴を有し、地震時の振動エネルギを吸収し、建築物全体の揺れを低減できる。なお、前記伝達部材１５には圧縮力を略負担させないので、図５に示す性状を備えていなくても良い。
【００４３】
周辺枠フレーム１２の左右のフレーム材１２ｄ、１２ｅと板ガラス１の側縁との間には、同周辺枠フレーム１２と板ガラス１とのせん断変形を許容する大きさのクリアランスＳが設けられている（図８を参照）。
【００４４】
上記構成のガラス壁構造体は、板ガラス１が本来有する圧縮強度を発揮して、地震時などに生じるせん断力を負担し、建築物の開口部における架構の耐力や剛性を確保し、建築意匠のデザイン上、見栄えを悪くする柱や梁部材の断面を小さくすることができる。そして、鉄筋コンクリート耐震壁やブレース等を省略することができ、構造設計上の自由度が増す。
【００４５】
しかも、板ガラス１に引張力を伝達せず、且つ安全率以内のせん断力を伝達する構造とされているので、板ガラス１が破損することがなく、構造上の信頼性が高い。
【００４６】
なお、本実施形態では、周辺枠フレーム１２が圧縮力を略負担する構造とされているが、周辺枠フレーム１２及び板ガラス１が負担する構造とされても良い。
【００４７】
次に、請求項８及び請求項９に記載した発明に係るガラス柱構造体の実施形態を、図１０及び図１１に基づいて説明する。
【００４８】
図１０等に示すガラス柱構造体は、柱ガラス１７の上下の端縁を支持する支持材１８、１９が、柱ガラス１７に圧縮力のみを伝達し、せん断力は略吸収する積層ゴムで構成され、その上下のフランジ１８ａ、１８ｂ及び１９ａ、１９ｂは鋼板等で構成されている。柱ガラス１７は、内外に嵌め合わせた内側のガラス管２０と、その外側の補剛用ガラス管２１との二重構造とされている（請求項９記載の発明）。前記ガラス管２０と補剛用ガラス管２１は、相互の高さが等しくなるように、上縁２０ａ及び２１ａ、下縁２０ｂ及び２１ｂがダイヤモンドカッター等で切断され、通常のガラスの製造で用いられる程度の研磨を行った粗さで水平面とされている。
【００４９】
上下の支持材１８、１９は、通例の積層ゴムと同様にゴム板と鋼板とを積層した構成とされ、その上下のフランジ１８ａ、１８ｂ及び１９ａ、１９ｂは、圧縮力及びせん断力が伝達された際に、変形しないように十分な厚さを有する普通鋼板で構成されている。
【００５０】
上側支持材１８の下フランジ１８ｂに柱ガラス１７の上縁が固定され、下側支持材１９の上フランジ１９ａに柱ガラス１７の下縁が固定され支持されている。具体的には、前記ガラス管２０の上縁２０ａ及び補剛用ガラス管２１の上縁２１ａは、上側支持材１８の下フランジ１８ｂと接着剤等で接着（固定）され、下縁２０ｂと２１ｂは、下側支持材１９の上フランジ１９ａと同じく接着剤等で接着（固定）されている。その結果、ガラス管２０の上縁２０ａ及び補剛用ガラス管２１の上縁２１ａは全面が上側支持材１８の下フランジ１８ｂと密着状態に面接触されている。ガラス管２０の下縁２０ｂ及び補剛用ガラス管２１の下縁２１ｂも全面が下側支持材１９の上フランジ１９ａと密着状態に面接触されている。
【００５１】
上側支持材１８の上フランジ１８ａは、上部構造材８からの圧縮力を伝達できるように、同上部構造材８の下面と面接触されている。そして、引張力を伝達せず、せん断力は上側支持材１８に略吸収させるように、上記上フランジ１８ａに複数本のダボピン２２…の下端が固定され、上端が上部構造材８に形成されたダボ穴２３に嵌め込まれ相互が連結されている。一方、下側の支持材１９の下フランジ１９ｂは、柱ガラス１７を支持できるように下部構造材１１の上面と剛強に連結されている。支持材１８、１９に伝達されたせん断力は、該支持材１８、１９の水平変位によって略吸収され、ガラス管２０と補剛用ガラス管２１には略伝達しない。圧縮力は、密着状態に面接触されたガラス管２０と補剛用ガラス管２１に均一に分配して伝達する。ガラスに有害な引張力は、ダボピン２２がダボ穴２３から抜け出して伝達しない構造とされている。
【００５２】
上記構成のガラス柱構造体は、柱ガラス１７が本来有する圧縮強度を発揮させ建築物の重量による圧縮力を負担させる建築物の柱として用いるので、ガラス固有の透明感のある空間を創り出すことができ、建築意匠のデザイン上、見栄えを悪くする柱がほとんど視野に入らず、構造設計上の自由度が増す。
【００５３】
また、ダボピンを介して上側支持材１８と上部構造材８が連結されているので柱ガラス１７に引張力を伝達せず、且つ、前記上側支持材１８が積層ゴムで構成されせん断力を略伝達しない構造とされているので、柱ガラス１７が破損することがなく、構造上の信頼性が高い。
更に、上下の支持材１８、１９が地震時にせん断変形して制震効果を発揮する。
【００５４】
なお、本実施形態では、柱ガラス１７がガラス管２０と２１の二重構造とされているが、該ガラス管２０の内側に補剛用ガラス管を設けた三重構造でも良く、要するにガラス管２０を補剛することができれば、嵌め合わせるガラス管の数は特に限定されない。
【００５５】
また、本実施形態では、円形のガラス管２０と２１で柱ガラス１７を構成しているが、この限りでない。即ち、図１２及び図１３に示すように、３枚の合わせ板ガラス２４を十字型に組み合わせて構成しても同様に実施できる（請求項１０記載の発明）。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明に係るガラス壁構造体の実施形態を示した側面図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】せん断変形したガラス壁構造体の正面図である。
【図４】伝達部材のウエブ部分の性状を示した図である。
【図５】伝達部材のフランジ部分の性状を示した図である。
【図６】伝達部材の繰り返し変形によるウエブ部分の履歴を示した図である。
【図７】本発明に係るガラス壁構造体の異なる実施形態を示した側面図である。
【図８】図７の正面図である。
【図９】せん断変形したガラス壁構造体の正面図である。
【図１０】本発明に係るガラス柱構造体の実施形態を示した正面図である。
【図１１】図１０の水平断面図である。
【図１２】本発明に係るガラス柱構造体の異なる実施形態を示した正面図である。
【図１３】図１２の水平断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１            板ガラス
２、１４      上側支持材
３            下側支持材
４            補剛用板ガラス
５            合わせ板ガラス
６            緩衝材
７            座屈補剛用方立てガラス
８            上部構造材
９、１５      伝達部材
１０、１６    ほぞ穴
１１          下部構造材
１２          周辺枠フレーム
１２ｂ        下側フレーム材
１３          ＰＣ鋼材等
１７          柱ガラス
１８          上側支持材
１９          下側支持材
２０          ガラス管
２１          補剛用ガラス管
２２          ダボピン
２３          ダボ穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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