JP4512254B2

JP4512254B2 - 耐風外壁構造

Info

Publication number: JP4512254B2
Application number: JP2000325645A
Authority: JP
Inventors: 孝至小林; 茂光高井
Original assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Current assignee: Nishimatsu Construction Co Ltd
Priority date: 2000-10-25
Filing date: 2000-10-25
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2020-10-25
Also published as: JP2002129776A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高層建築物の構造躯体の外側に設ける耐風外壁構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
超高層の建築物は、地震や強風による風荷重を受けることにより、揺動する場合がある。この建築物に生じた揺動を低減するための制振方法は多々提案されている。
制振方法の一つとして、建築物のカーテンウォールを制振機構とする技術も提案されており、例えば特開平６−１０５３５号公報、特開平１１−２９３８１１号公報及び、特開平１１−２９３８１２号公報に示される技術などが挙げられる。
これらのカーテンウォールは、一定の大きさに分割されて建築物の周囲に設置されており、この分割された個々のカーテンウォールが揺動することによって、強風や地震による建築物の揺れをパッシブ制振するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このようにカーテンウォールを用いて振動している建築物を制振させる技術は多々提案されているが、強風による風荷重を建築物の構造躯体へ伝えない技術は提案されていない。
【０００４】
本発明の課題は、高層建築物の構造躯体を強風による風荷重から守る耐風外壁構造を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決すべく本発明は、例えば図１に示すように、高層建築物（６）の構造躯体（２）の外側に設ける耐風外壁構造（１）であって、側面部（１ａ）及び天井部（１ｂ）を一体的に構成し、前記構造躯体の上面（２ｂ）から、前記構造躯体に覆い被さるように設けられ、水平方向へ可動に支持されていること、を特徴としている。
【０００６】
本発明によれば、側面部及び天井部を一体的に構成した耐風外壁構造を、高層建築物の構造躯体に覆い被さるように設置し、水平方向へ可動にしたことにより、高層建築物に強い風が当たっても耐風外壁構造が水平方向に動くようになるため、構造躯体に直接風荷重が加わらなくなる。従って、強風によって高層建築物が揺動するのを抑えることができる。
【０００７】
また、本発明は、上記の耐風外壁構造であって、例えば図１に示すように、前記構造躯体との間に減衰機構または緩衝部材（５）のいずれかを設けていることを特徴としている。
【０００８】
ここで、減衰機構または緩衝部材は、耐風外壁構造の動きのエネルギーを吸収・放出などして、直接構造躯体に伝えないようにするためのものであり、減衰性や緩衝性を有する塑性材料を用いても良いし、機械的に減衰や緩衝を行う機構を設けても良い。
【０００９】
本発明によれば、耐風外壁構造と構造躯体との間に減衰機構または緩衝部材を設けたことにより、耐風外壁構造の揺動は減衰あるいは緩衝される。従って、強風による耐風外壁構造の振動は低減され、構造躯体により伝わりにくくすることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１１】
＜第一の実施の形態例＞
耐風外壁１は、側面部１ａ及び天井部１ｂを有し、底面部を持たない筒状であり、側面部１ａ及び天井部１ｂが、一体的になるように形成する。また、耐風外壁１の内側は、構造躯体２の外形と略同一の形状に形成され、内側に構造躯体２が完全に入る形状とする。
ここで、耐風外壁１を形成する材質は、周知のカーテンウォールと同様のもので良く、例えば金属や、ガラス、ブロック、プレキャスト等が挙げられる。
【００１２】
構造躯体２は、上面部（屋上部分）２ｂに２次元滑り支承３を備えている。この２次元滑り支承３は、２方向ローラによって形成された支承であり、上部にて支持した物体を２次元方向に可動となるように支持することが可能となっている。
【００１３】
耐風外壁１は、図１に示すように、構造躯体２の上部から覆い被さるように構造躯体２に設置され、天井部１ｂの下面が２次元滑り支承３に当接する。これにより、耐風外壁１の鉛直荷重の支持は２次元滑り支承３によって行われる。耐風外壁１の下端は、耐風外壁１が揺動できるよう、固定しないものとする。
【００１４】
耐風外壁１の側面部１ａの内側面と、構造躯体２の側面２ａとの間には、一定の隙間４ができるように形成されており、この隙間４には減衰機構または緩衝部材５が設置されている。ここで減衰機構または緩衝部材５は、振動を減衰または緩衝する性質を持つ塑性材料を用いても良いし、機械的に減衰または緩衝を行う機構を用いても良い。
また、図２（ａ）に示すように耐風外壁１の側面１ａの内側と構造躯体２の側面２ａに突出部７，８を設ける。耐風外壁１側の突起部７は、構造躯体２側の突起部８より下方になるように設けておく。
【００１５】
上記のように耐風外壁１を構造躯体２の外側に設置して形成した高層建築物６に強風が当たると、外側の耐風外壁１のみが風を受けて水平方向に揺れ動き、やがてこの耐風外壁１の揺動も減衰機構５によって減衰され停止する。
また、地震等により構造躯体２に破壊が生じた場合、耐風外壁１の端部が着地することにより耐風外壁１が自立し、図２（ｂ）に示すように、内側の突出部７で構造躯体２の突出部８を支持して、構造躯体２が完全に崩壊するのを防止することも可能となる。
【００１６】
このように、上記実施の形態の耐風外壁構造によれば、耐風外壁１で構造躯体２の全体を覆い、その耐風外壁１を２次元滑り支承３で支持するようにしたことにより、強風が高層建築物６に当たった場合でも、耐風外壁１のみが揺れ、内側の構造躯体２には風荷重が直接加わらなくなる。また、耐風外壁１と構造躯体２との間に減衰機構５を設けたことにより、耐風外壁１の振動が減衰あるいは緩衝されるので、構造躯体２には振動が伝わりにくくなる。
また、構造躯体２に破壊が生じてしまった場合に、耐風外壁１がサポート材の役割を果たし完全に崩壊するのを防ぐことが可能である。
【００１７】
＜第二の実施の形態例＞
耐風外壁９は、図３に示すように、側面部９ａ及び天井部９ｂを一体的に有する上端部９ｃと、側面部９ａのみからなる筒状の下部９ｄとから構成されている。耐風外壁９の上端部９ｃは構造躯体２の側面２ａ上部と、上面部２ｂとに覆い被せることができるよう内側を構造躯体２の上部の外形と略同一の形状に形成する。また、下部９ｄは、構造躯体２の側面部２ａの周囲に設置できるよう、内側が構造躯体２の側面部２ａの外形と略同一の形状に形成し、耐風外壁９の上端部９ｃ及び下部９ｄとで、構造躯体２を完全に覆うことができる構造となっている。
耐風外壁９を形成する材質は、第一の実施の形態例と同様に、周知のカーテンウォールと同様のもので良く、例えば金属や、ガラス、ブロック、プレキャスト等が挙げられる。
【００１８】
構造躯体２は、第一の実施の形態例と同様に、上面部（屋上部分）２ｂに２次元滑り支承３を備えている。また、一定の高さの側面部２ａには梁２ｃが構造躯体２の外側方向へ突出するように設けられており、この梁２にも２次元滑り支承３が設けられている。
【００１９】
耐風外壁９は、図２に示すように、上端部９ｃを構造躯体２の上部から覆い被さるように構造躯体２に設置し、天井部９ｂの下面が２次元滑り支承３に当接する。これにより、耐風外壁９の上端部９ｃの鉛直荷重の支持は２次元滑り支承３によって行われる。上端部９ｃの下端は固定せず、上端部９ｃが揺動可能になっている。
また、耐風外壁９の下部９ｄは、構造躯体２の側面２ａを囲むように配置され、上端で構造躯体２の側面２ａに設けられた梁２ｃの２次元滑り支承３に支持される。下部９ｄの下端も上端部９ｃの下端と同様に固定は行わない。これにより、下部９ｄも揺動できるようになっている。なお、設置する耐風外壁９の下部９ｄの数は、構造躯体２の高さ及び、下部９ｄの高さによって、任意に設定できるものとする。
【００２０】
耐風外壁９の側面部９ａの内側面と、構造躯体２の側面２ａとの間には、第一の実施の形態例と同様に、一定の隙間４ができるように形成されており、この隙間４には減衰機構または緩衝部材５が設置されている。ここで減衰機構または緩衝部材５は、振動を減衰あるいは緩衝する性質を持つ塑性材料であっても、機械的に減衰あるいは緩衝を行う機構であっても良い。
【００２１】
上述したように耐風外壁９を構造躯体２の外側に設置して形成した高層建築物６に強風が当たると、外側の耐風外壁９（上端部９ｃ及び下部９ｄ）のみが風を受けて水平方向に揺れ動き、やがて減衰機構５によって減衰され停止する。
【００２２】
このように、上記実施の形態の耐風外壁構造によれば、耐風外壁９で構造躯体２の全体を覆い、その耐風外壁９を２次元滑り支承３で支持するようにしたことにより、強風が高層建築物６に当たった場合でも、耐風外壁９のみが水平方向に揺れ動き、風荷重は直接構造躯体２には加わらなくなる。また、耐風外壁９と構造躯体２との間に減衰機構５を設けたことにより、耐風外壁９の振動が減衰されるので、構造躯体２には振動が伝わりにくくなる。
【００２３】
＜第三の実施の形態例＞
耐風外壁１０は、側面部１０ａ及び天井部１０ｂを一体的に有し、底面部を持たない筒状になるように形成する。また、耐風外壁１０の内側は構造躯体２の外形と略同一の形状に形成され、内側に構造躯体２が完全に入る形状とする。
ここで、耐風外壁１０を形成する材質は、第一の実施の形態例及び第二の実施の形態例と同様に、周知のカーテンウォールと同様のもので良く、例えば金属や、ガラス、ブロック、プレキャスト等が挙げられる。
また、耐風外壁の端部には、二次元ローラ１１が複数取付ける。
【００２４】
耐風外壁１０は、図４に示すように、構造躯体２の上部から覆い被さるように構造躯体２に設置され、耐風外壁の端部に設けた二次元ローラ１１で地盤上に自立するようになっている。
【００２５】
耐風外壁１０の側面部１０ａの内側面と、構造躯体２の側面２ａとの間には、一定の隙間４ができるように形成されており、この隙間４には、第一の実施の形態例と同様に、振動を減衰あるいは緩衝させる性質を持つ塑性材料あるいは機械的な減衰あるいは緩衝を行う機器からなる減衰機構または緩衝部材５が設置されている。
【００２６】
上記のように耐風外壁１０を構造躯体２の外側に設置して形成した高層建築物６に強風が当たると、外側の耐風外壁１０のみが風を受けて二次元ローラ１１により動く。この耐風外壁の動きは、減衰機構５によって減衰され停止する。
なお、本実施の形態例の耐風外壁及び構造躯体２にも第一の実施の形態例と同様に図２に示すような突出部７，８を設けることにより、構造躯体２に破壊が生じた際に耐風外壁１０をサポート材とすることもできる。
【００２７】
このように、上記実施の形態の耐風外壁構造によれば、耐風外壁１０で構造躯体２の全体を覆い、その耐風外壁１０を下端に設けた二次元ローラ１１で支持するようにしたことにより、強風が高層建築物６に当たった場合でも、耐風外壁１０のみが水平方向へ動き、内側の構造躯体２には風荷重が直接加わらなくなる。また、耐風外壁１０と構造躯体２との間に減衰機構５を設けたことにより、耐風外壁１０の動きが減衰されるので、構造躯体２には振動がより伝わりにくくすることができる。
【００２８】
なお、以上の実施の形態例においては、図１及び図２中に、構造躯体の上面部に設置する２次元滑り支承を２つづつ記載してあるが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐風外壁を確実に支持できる数であればいくつであっても良い。
また、減衰機構の数、二次元ローラの数等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、耐風外壁構造を高層建築物の構造躯体に覆い被さるようにし、構造躯体の上面に設けた略水平方向への滑り支承で天井部を支持されることにより、高層建築物に強い風が当たっても耐風外壁構造のみが水平方向に揺れ動き、風荷重が直接構造躯体に加わらなくなる。また、万が一、構造躯体に破壊が生じた場合でも、耐風外壁構造がサポート材となり、崩壊を防止することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、耐風外壁構造と構造躯体との間に減衰機構または緩衝部材を設けたことにより、耐風外壁構造の揺動を減衰または緩衝する。従って、風による耐風外壁構造の振動は低減されて構造躯体に伝わりにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第一の実施の形態例としての耐風外壁の構造を示すもので、構造躯体全体を覆う耐風外壁を一つにした場合の耐風外壁及び構造躯体の概略断面図である。
【図２】耐風外壁がサポート材となる状態を示す概略断面図で、
（ａ）は構造躯体に破壊が生じていない状態を示す図で、
（ｂ）は構造躯体に破壊が生じた状態を示す図である。
【図３】本発明を適用した第二の実施の形態例としての耐風外壁の構造を示すもので、高さ方向に分割した耐風外壁及び構造躯体の断面図である。
【図４】本発明を適用した第三の実施の形態例としての耐風外壁の構造を示すもので、下端部を二次元ローラで支持した耐風外壁及び構造躯体の断面図である。
【符号の説明】
１耐風外壁
１ａ側面部
１ｂ天井部
２構造躯体
２ｂ上面部
５減衰機構
６高層建築物

Claims

高層建築物の構造躯体の外側に設ける耐風外壁構造であって、
側面部及び天井部を一体的に構成し、
前記構造躯体の上面から、前記構造躯体に覆い被さるように設けられ、
水平方向へ可動に支持されており、
前記構造躯体との間に減衰機構または緩衝部材のいずれかを設けていること、
を特徴とする耐風外壁構造。
前記耐風外壁の屋上部分に、前記天井部の下面を支持する２次元滑り支承を備えていることを特徴とする請求項１に記載の耐風外壁構造。
前記耐風外壁はその下端に設けた二次元ローラで自立していることを特徴とする請求項１記載の耐風外壁構造。