(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲面を含む異形弾性建築物壁で、
壁体上下部の特定の支点で壁面を支持しすることを原則とし、
その下部支点の境界条件を角度及び移動共に拘束した剛固定支点とし、
その上部支点は壁の層間変位方向に移動可能で、且つ面外と面角度を拘束したローラー固定支点とし、
上記壁面が許容応力度範囲内でラーメン変形を起こすことにより、
その支点間の壁面内に発生する応力抵抗が、他の区間壁に実質的に影響することなく上記の支点で支えることを特徴とし、
上記支点区間壁を単位に連結することにより、
ジョイント部の無い超長辺の曲面を含んだ異形弾性壁。
【請求項２】
上記請求項１の壁体で、
面外力に対する上記支点反力及び壁面のたわみ量及び壁面の曲げモーメントを小さくするため、
壁面の上下の上記支点間に層変位方向は移動可能で、面外方向は固定、及び角度は自由または固定からなる壁面補助支点。
【請求項３】
ヤング率が小さく、許容応力度の大きい材料からなる壁面で、
下部は角度及び移動が剛の２支点と、
上部が角度は剛で層間変位方向がローラーの２支点と、
請求項２の支点とを組み合わせて、
支持された区分壁を連結したジョイントのない超長辺弾性単純平面壁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、壁の中間部に柱、帆立または膨張目地等を必要としないで、無仕切りで耐震、耐風圧性に優れたＲ曲面、コ形、Ｌ形またはジグザグ形状の異形連続建築物壁に関するものである。
【０００２】
この発明が適合される壁面は、壁面（Ｒ形、コ形、Ｌ形及びジグザグ形の連続壁面）材料の比較的許容圧縮強度が小い時に適合される。また許容応力度が大きく、しかもヤング率が小さい材料からなる時は単純平面壁には適合さる。
【０００３】
【従来の技術】
例えば、ガラス・ブロック壁（以下ＧＢ壁と記す）のように圧縮許容応力度が比較的小さく破損しやすい壁面は地震に対して特別の配慮がなされている。例えば従来のＧＢ壁の耐震技術は、ＧＢ壁の両側及び上部に躯体との境界に１０ｍｍ前後のクッション材（例えばヤング率Ｅ＝１００ｋｇ／ｃｍ前後の発泡性ポリエチレン・シート）を挟むことにより建物の地震変位を吸収しＧＢ壁の破損を守っている。また広面積のＧＢ壁の場合には熱膨張等による外力負荷を低減するため、壁面積が１６ｍ２以下になるように柱や帆立等でその中間部をジョイントで仕切っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来法は、次の問題点をもつている。
（１）ジョイントで壁面の中間を仕切れば建築デザインを大きく拘束する。
（２）ジョイントは目地部の漏水や異種建材複合のためクレームが起こり易い。
（３）ジョイントがあることは必然的に建築コスト（柱、帆立等の余分な費用）を高くする。また施工を複雑にする。
以上の問題点の解決を本発明で行う。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
大きい壁面でも柱、帆立等のジョイントを無くしエンド・レスにジョイントのない一体物の壁を構築するこにより解決しようとする方法である。
【０００６】
この発明の基本原理は鉄道レールの膨張逃げのクリアランスをなくしたジョイント・レス・レールと同じである。鉄の場合は自然環境変化（例えば熱膨張）で発生する鉄の応力度（存在応力度）は、許容応力度の方が大きく、レールを剛に固定しても破損しない。このレールの鉄のように高許容応力度の材料に限りジョイント・レスを可能にしている。
【０００７】
具体的な単純な目安として、変化率＝ε、ヤング率＝Ｅ及び許容応力度＝ｆｃの時に、ε・Ｅ＜ｆｃならばエンド・レス・ジョイント・レスの可能性がある。例えば鉄道のレールを例にすると、ヤング率Ｅ＝２１ｘ１０５、熱膨張α＝１００ｘ１０−７／℃、ｆｃ＝２，４００（長期１，６００）ｋｇ／ｃｍ２、環境条件として年較差温度ΔＴ＝５０℃とした場合は、変化率ε＝１００ｘ１０−７／℃ｘ５０℃＝５ｘ１０−４となる。従って、５ｘ１０−４ｘ２１ｘ１０５ｋｇ／ｃｍ２＝１，０５０ｋｇ／ｃｍ２＜１，６００ｋｇ／ｃｍ２となり、この様な材料では、如何なる壁面でもエンド・レス・ジョイント・レスの壁面が可能である（請求項３）。
一方ＧＢ壁の場合はＥ＝２．５ｘ１０５ｋｇ／ｃｍ２、α＝１００ｘ１０−７／℃、ｆｃ＝４５ｋｇ／ｃｍ２（長期１５ｋｇ／ｃｍ２）、ε＝１００ｘ１０−７／℃ｘ５０℃＝５ｘ１０−４であるから、５ｘ１０−４ｘ２．５ｘ１０５ｋｇ／ｃｍ２＝１２５ｋｇ／ｃｍ２＞１５ｋｇ／ｃｍ２となり破損する。
この点でＧＢ壁を鉄のレールと同等に取り扱うことが出来ない。このことがＧＢ壁では【０００２】で説明した従来の施工法を採用する理由である。
【０００８】
しかし、【０００５】の上記曲面ＧＢ壁であれば上記のジョイント・レス・レールの原理を適合することが可能である。これが本発明の基本である。この方法で従来の無仕切壁面積の１６ｍ２以下と限定していたが、本発明により無限の長さの壁を構築することが理論ずけられるので、本発明での壁をエンド・レス・ジョイント・レス壁亦は超長辺壁と表現した理由である。
【０００９】
即ち曲面ＧＢ壁の剛固定支点間に自然変位が起こった時、曲面ＧＢ壁は弓のようにラーメン変形する。この場合に発生する存在応力度は比較的小さく、従ってＧＢ壁の許容応力度より小さく安全となる。このようにして、各剛支点間内に発生する応力をその支点外のＧＢ壁面に影響を及ぼさないように、その支点内で処理すれば、ジョイント・レスにエンド・レスＧＢ壁体を構築することが可能である。これが本工法のコンセプトである。
【００１０】
【作用】
本発明によりエンド・レスにジョイント・レス壁体を構築するため次の付帯的技術が必要である。図１に示してある壁面はエンド・レスに長い曲面壁の対称線を境界とした、区分壁を示している。この壁面に従って以下本発明のノウハウ作用を説明する。
【００１１】
（１）エンド・レスの壁面を力学的に処理するにはに、壁面の下部に一定長の図１の番号▲１▼に示してある剛固定支点（境界条件がＺ軸回転拘束ＲＺ，Ｘ軸移動拘束ＤＸ，Ｙ軸移動拘束ＤＹ及びＺ軸移動拘束ＤＺ。以下この記号で説明する）を設ける。この支点が壁面の下部で面外及び面内力を拘束し、エンド・レス壁面の力の伝播を防ぐ。具体的な方法はピン固定を２本並べて角度を拘束する方法と、支点を溶接固定する方法及び両者混合法がある。この支点が壁面の面外及び面内力を拘束し、エンド・レス壁面の力の伝播を防ぐ。即ち各スパン毎に各スパン内に起こった力を各々自己スパン内で自己処理すればエンド・レスにジョイントを必要としない建築壁面が可能となる。特に支点の角度拘束は壁面全体がバイオリンの弦のように力学的に共振したり、唸りの発生を抑制する。但し、比較的短い壁面で共振の悪い影響がない場合はこの限りではない。
【００１２】
また、固定支点の移動はＧＢ壁面が弓状にラーメン変形をクリヤする。
【００１３】
以上より、壁の面外力、壁の面内力及び支点移動による外部応力に対する抵抗支点反力に耐えるように支点を補強をすれば、壁面の共振も含めて各単位区分内に発生した応力は、全てその区分内で自己処理し、他の壁面区分に影響を及ぼさないことになる。これがエンド・レスの壁面をジョイント・レスにすることが出来る基本的ノウハウである。
【００１４】
（２）エンド・レスの壁面を力学的に処理するには、この外に壁面の上部で、層間変位を可能にする必要がある。上記の（１）の下部支点の境界条件とはＸ方向をローラー固定（ＲＺ＆ＤＹ）とする点が異なる。これは図１の番号▲３▼の支点である。勿論この条件は上下逆にしてもよい。その他の角度拘束と面外拘束は上下共支点の境界条件は同じである。このように角度拘束することは壁面の共振を防止することと、ＤＹ拘束は抵抗面外力に必要である。これは図１の番号▲１▼の支点と同じである。ただ、Ｘ方向ルーズのローラー支点は建築物の層間変位に重要である。但しＲＣ建築物で層間変位角Ｒ＝１／３００以下の場合は壁面のラーメン変位のみで充分にクリヤする場合がある。この場合にはローラー支点にする必要がない。ローラー支点は層間変位に対しては有利であるが、面内力に対しては抵抗力がなく、▲１▼の支点のみが抵抗可能である。このことより、層間変位のことさえクリヤすれば剛支点とするのが有利である。
以上が【請求項１】である。
【００１５】
（３）上記角度拘束支点のみでは充分に面外力に対して拘束出来ない時がある。この場合補助支点を設ける。これは面外拘束支点とし面内方向のＸ方向は自由で、面外方向のＹ方向のみ拘束するローラー支点が有効である。この支点は図１の番号▲２▼と▲４▼に示されている。
一般に曲面異形タイプの壁面は面外力に対しては大きい抵抗断面性能をもっているので大スパンの壁面を構築する場合は好都合である。しかしこの曲面の断面性能のみでは不足の場合にのみ、この支点で補助的に壁面変位を抑制する。
以上が【請求項２】である。
【００１６】
以上の付帯技術を基本として、壁面に外部応力（風、地震及び、支点移動及び層間変位）を負荷し、有限要素法または差分法等で壁面の構造力学シュミレーションを行い、壁面たわみ、モーメント等が壁面の規定内にクリヤし、且つ各々の支点が反力に対して安全に抵抗するか否かを検討すれば、安全にジョイント・レスにエンド・レスの壁面を施工出来ることは自明である。
【００１７】
エンド・レス壁面といっても実際には終わりがある。この壁の終わりに関しては共振する壁面がないのでピンまたはローラー支点でよい。勿論固定支点としてもよい。上記の各境界条件で力学シュミレーションにより施工条件を定めて支点数及び支点の種類を決定すればよい。
請求項３の場合も各支点の機能は同じにデザインして決定する。
【００１８】
【実施例１】
具体的な例としてＧＢ壁でエンド・レス・ジョイント・レス壁について以下述べる。
図１はエンド・レスにつながっている曲面ＧＢ壁の一部の対称区分壁を示している。境界条件▲１▼は剛支点（請求項１）で、同じく▲３▼は層間変位方向は自由で、面外方向及び角度を拘束した支点（請求項１）で、この両支点を結んだ線は曲面壁の対称境界線▲６▼であり、これを中心にして左右同じＧＢ曲面壁がつながっている。
また、同じく▲２▼と▲４▼は補助支点（請求項２）で、層間方向及び角度は自由でＹ方向のみ拘束した支点である。
【００１９】
図２は非対称部である端部壁を示している。
上記図１の境界条件の外にピン支点▲５▼と拘束なしの境界線▲７▼及び▲２▼で壁面が終わる。勿論▲５▼にしないで▲１▼に▲４▼の代わりに▲３▼にしてもわるくないがわざわざ施工コストを高くする必要はない。
【００２０】
図３は境界▲１▼の剛支点のファスナー図で（ａ）は、その取り合い立面図で、（ｂ）はその平面図である。
この複合体はＧＢの８とモルタルの９と鉄筋の７を添板の６でフラット・バー（ＦＢ）の１ｂに溶接固定した枠から出来ている。躯体床の１０とＦＢの１ｂとで硬質緩衝材の１ｃ（商品名セロタイト）をはさみ、均等に荷重がかかるように設置してある。このＦＢの１ｂとを２本のダボ・ピンの１ａで躯体に固定して上記複合体の壁面の角度とＸ，Ｙ，Ｚ方向を力学的に拘束している点である。勿論１本で溶接をし、回転が出来ないようにしても原理的には同じであるが、ここでは大きい壁面にとって確実に剛に固定する２本のダボ・ピンをＦＢに溶接する方法を採用した。
【００２１】
図４は境界▲２▼の下部ローラー支点である。この支点の特徴はダボ・ピンの２ａをＦＢの２ｂに設けた長穴２ｄで上記複合体を固定している点である。ここで２ｄにモルタルが入らないようにスポンジ板の２ｅでカバーし、ダボ・ピンの２ａとＦＢの２ｂ間のローラー移動を円滑になるようにしたものである。
【００２２】
図５は境界▲５▼の下部ダボ・ピン支点のファスナーの取合部である。この支点はダボ・ピンの３ｄと壁面ＦＢ３ｂとが回転可能にした固定法である。
【００２３】
図６は上部躯体の１１の立面図（ａ）と平面図（ｂ）を示している。これはＧＢ壁体のＦＢ枠の４ｅとの固定法の一つである境界条件▲３▼の取付ファスナーである。ＦＢの４ｅに固定されたダボ・ピンの４ａと、長穴を持っている二次ファスナーの４ｂから成り立っている。この取付機能は層間変位方向はローラーで、２本のダボ・ピンの４ａは壁面角度と、面外荷重に抵抗して面外力を拘束する。
【００２４】
図７は図６のファスナーのダボ・ピンが１本である点が異なる。即ち機能的には角度が拘束されない点のみが上記のファスナーと異なる。
【００２５】
上記のＧＢ壁面構造した壁に、次の条件の風圧力、地震力（面内及び面外）、及び熱膨張等の支点間移動、及び層間変位移動の外力が発生した時のＧＢ壁面の安全性を検討する。
（１）ＧＢ壁の条件
0003876352.tif 000002
0003876352.tif 000003
0003876352.tif 000004
【００２６】
（２）存在値と安全性の検討
（１）の条件の各荷重負荷をインップトし、有限要素法でシュムレーションを行い下の結果を得た。
１）対称及び非対称ＧＢ壁面の最大存在値と安全性
0003876352.tif 000005
２）ファスナーのダボ・ピン反力存在値
【００２７】
0003876352.tif 000006
【００２８】
0003876352.tif 000007
【００２９】
以上より、対称区分の壁面と非対称区分の壁面を結合すれば、実質的にエンド・レスの壁面を、上記の外的環境荷重に対して充分に安全に構築出来ることが証明された。しかもこれは壁面の弾性限界内での許容値であることから何等の壁面にトラブルを生じない極めて質の高い壁面である。
【００３０】
この他本発明は、許容圧縮応力度（ｆｃ）と弾性性（Ｅ）の比（Ｅ／ｆｃ）が小い材料からなる異形（Ｒ，Ｌ、コ及びジグザグ等）建築物壁と、上記比が特に大きい場合は何れの場合の壁に適用される。この発明と従来のクッション法やＴＡＳアンカー法（特開平８−９３１０６）との組合せた壁面も当然本発明に属することは申すまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、以上述べて来たように下記の優れた特長と有効な効果がある。
【００３３】
（１）本発明によるエンド・レスな超長壁をジョイントのない大壁面を構築できるので、特に光を透す壁体で、照明デザインを特徴としたＧＢ壁はには、特に多様なデザイン性を発揮し最大の効果がある。
（２）ジョイントのない建築壁体はクレーム（漏水、破損、メンテ）が起こりにくい。クレームはジョイント部から起こる場合が多い。またジョイント・コーキングも不要である。このことはメンテを軽減する等で経済的にも有効である。
（３）壁の中間部を支える帆立、柱等の構造部材が不要であることはビルのトータル・コストの低減となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】連続壁の対称境界区分壁面
【図２】非対称境界端部壁面
【図３】下部剛支点ファスナー
（ａ）立面図
（ｂ）平面図
【図４】下部ローラー支点ファスナー
（ａ）立面図
（ｂ）平面図
【図５】下部ピン支点ファスナー
（ａ）立面図
（ｂ）平面図
【図６】上部ローラー角度拘束支点ファスナー
（ａ）立面図
（ｂ）平面図
【図７】上部ローラー支点ファスナー
（ａ）立面図
（ｂ）平面図
【符号の説明】
１    剛下部支点
２    Ｘ方向ローラー他は拘束下部支点
３    層間変位方向はローラー、Ｙ方向及び角度拘束上部支点
４    層間変異方向はローラー、Ｙ方向拘束角度自由上部支点
５    Ｘ方向、Ｙ方向拘束、角度自由の下部ピン支点
６    溶接添板
７    鉄筋
８    ガラス・ブロック（ＧＢ）
９    モルタル
１０    下部躯体
１１    上部躯体
１ａ  境界条件▲１▼のダボ・ピン
２ａ  境界条件▲２▼のダボ・ピン
３ａ  境界条件▲３▼のダボ・ピン
４ａ  境界条件▲４▼のダボ・ピン
５ａ  境界条件▲５▼のダボ・ピン
１ｂ  境界条件▲１▼のダブ・ピン受けフラット・バー（ＦＢ）
２ｂ  境界条件▲２▼のダボ・ピン受けフラット・バー（ＦＢ）
３ｂ  境界条件▲３▼のダボ・ピン受け二次ファスナー
４ｂ  境界条件▲４▼のダボ・ピン受け二次ファスナー
５ｂ  境界条件▲５▼のダボ・ピン受けフラット・バー（ＦＢ）
１ｃ  境界条件▲１▼のフラット・バー（ＦＢ）と下部躯体間の硬質緩衝材
２ｃ  境界条件▲２▼のフラット・バー（ＦＢ）と下部躯体間の硬質緩衝材
５ｃ  境界条件▲５▼のフラット・バー（ＦＢ）と下部躯体間の硬質緩衝材
４ｅ  ＧＢ壁上部のダボ・ピン固定枠（ＦＢ）
５ｅ  ＧＢ壁上部のダボ・ピン固定枠（ＦＢ）
【記号の説明−１（境界条件）】
0003876352.tif 000008
【図１】
0003876352.tif 000009
【図２】
0003876352.tif 000010
【図３】
0003876352.tif 000011
【図４】
0003876352.tif 000012
【図５】
0003876352.tif 000013
【図６】
0003876352.tif 000014
【図７】
0003876352.tif 000015