カーテンウォール埋め込み部品: 構造、操作性、内部ガイド

カーテンウォールの埋め込み部品が実際に行うこと

埋め込み部品は、まったく異なる動作をする 2 つのシステムの間の機械的インターフェイスとして機能します。つまり、長期間の荷重を受けてゆっくりと動くコンクリートまたはスチールの構造フレームと、温度や風によって急速に伸縮し、たわむガラスとアルミニウムのカーテンウォールです。組み込み部品は、定義された荷重をきれいに伝達しながら、両方に対応する必要があります。

組み込み部品を通る 4 つの主な負荷パスは次のとおりです。

• 死荷重伝達: カーテン ウォール パネルの自重 - 通常、 25～50kg/㎡ ガラスおよびアルミニウム システムの場合 - 埋め込まれたアンカーを通して垂直に運ばれ、スラブの端または柱の面に戻ります。
• 風荷重伝達: ファサードにかかる正および負の風圧により、面内力と面外力が発生します。高層用途では、設計風圧は通常次の値に達します。 2.0～4.0kPa 建物の角や端に。
• 地震荷重に対する適応性: 地震帯では、埋め込まれた部品は層間ドリフトを許容する必要があります。通常、 ±25mm～±50mm アンカーやカーテンウォールのフレームを破損することなく、床間の相対移動を実現します。
• 熱移動許容値: アルミニウムは次の温度で膨張します。 23×10⁻⁶/℃ 、コンクリートの約2倍。 60°C の温度変動全体で 10 メートルのパネル高さを超えると、埋め込み接続が長穴または調整可能なブラケット システムを通じて対応する必要がある 13.8 mm の差動動作になります。

カーテンウォールは構造的ですか?違いを理解する

従来のカーテンウォールは、 非構造的な 定義上、床の間に架けられ、自重を支え、風圧に耐え、それらの荷重を建物フレームに伝達しますが、床荷重、屋根荷重、その他の建築要素の重量は支えません。これは、カーテン ウォールを耐荷重ファサードや構造ガラス壁から分離する決定的な特徴です。

ただし、次の 2 つのシナリオでは境界線があいまいになります。

• 低層建築の構造カーテンウォール: 平屋建ての商業ビルでは、特に構造ベイが全面ガラス張りの場合、1 つのファサードに沿った主要な横方向抵抗要素としてカーテン ウォール マリオンを使用することがあります。このような場合、マリオンとその埋め込み部品の接続は、横方向の荷重を基礎に伝達するように設計されています。
• 点固定構造ガラス システム: アトリウムやキャノピーで使用されるパッチ プレートおよびケーブル ネット グレージング システムは、ガラス自体を通じて荷重を周囲のフレームや張力ケーブルに伝達します。これらは技術的にはカーテンウォールではなく構造ガラスですが、支持点に同じ埋め込みアンカーロジックを共有しています。

商業用タワーの標準的な高層カーテン ウォールの場合、埋め込み部品はファサード荷重のみを対象に設計されています。構造エンジニアは、埋め込まれた部品の形状と位置を指定します。カーテン ウォールのエンジニアは、カーテン ウォールに接続するブラケットを設計します。

カーテンウォールは操作可能ですか?

はい。ただし、操作可能な部分はパネル レベルの機能であり、システム レベルの機能ではありません。標準的なスティックビルドまたはユニット化されたカーテンウォールは、固定された耐候性のエンベロープを提供します。そのエンベロープ内で、個々のパネルに以下を組み込むことができます。

• 上吊りまたは横吊り開き開き窓 (一般的な開口面積: 0.3～1.2㎡ 通気孔あたり)
• 中層ファサードのメンテナンス用アクセスのための傾斜回転窓
• ダブルスキンカーテンウォールシステムの自然換気戦略のための底吊りホッパーベント
• 二重ファサードシステムの外板に組み込まれた電動ルーバーパネル

埋め込みパーツは、パネルが操作可能であるか固定であるかによって影響を受けません。アンカーの位置は、パネルのタイプではなく、構造グリッドによって決まります。変更されるのはマリオンのサイズです。操作可能なパネルにより、トランサムとカーテン ウォール ブラケットが耐えなければならないハードウェア (ヒンジ、オペレーター、ロック機構) からの追加の死荷重が導入されます。

カーテンウォールはインテリア用途に使用できますか?

屋内カーテンウォールの用途は、大規模な商業施設、小売店、施設の建物で一般的です。外部ファサードで使用されているのと同じスティックビルドまたはユニット化されたシステムを内部境界に設置して、次のようなものを作成できます。

• オープンプランのフロアにあるガラス張りの会議室とエグゼクティブオフィス
• 占有フロアと循環ボイドの間のアトリウム分離壁
• 空港、ショッピングセンター、交通ハブのロビーの壁面や店内の小売店
• 耐火性の内部ガラススクリーン (耐火性のカーテンウォールシステムは最大 EI120 — 120 分間の完全性および絶縁定格)

屋内設置では、風による負荷がなくなるため、通常、屋外設置よりも軽量の埋め込み部品が使用されます。支配荷重は、内部間仕切りの自重と建築基準法で指定されている衝撃/偶発荷重になります。通常は水平点荷重です。 0.5～1.5kN 床面から 1.1 メートルの高さで設置されます。地震ドリフト規定は、内壁であっても地震帯に引き続き適用されます。

カーテンウォール埋め込み部品の種類と選定基準

適切な埋め込み部品のタイプは、構造基板、荷重の大きさ、必要な調整範囲によって異なります。 4 つの主要なカテゴリ:

鋳込みチャネルは、コンクリートフレームの調査後にブラケットの位置を微調整する必要がある高層のユニット化カーテンウォールに、耐荷重と現場での調整機能の最適な組み合わせを提供します。プレキャストインサートは、位置公差を維持できる工場で管理された環境で推奨されます。 ±2mm 、よりきつい ±5～±10mm 現場打ちコンクリートの典型的なものです。

埋め込み部品の構造工学要件

カーテンウォールの埋め込み部品は、ファサードエンジニアリング標準とコンクリートアンカー標準の組み合わせに基づいて設計されています。現在の実践における主な設計参照には次のものがあります。

• ACI 318 付録 D / ACI 318-19 第 17 章: 北米の実践におけるコンクリートアンカーの設計を管理します。コンクリートのブレークアウト、引き抜き、側面の吹き抜けの故障モードをカバーします。
• ETAG 001 / EAD 330232: 金属アンカーに関する欧州技術承認ガイドライン。ヨーロッパのプロジェクトで使用される CE マーク付きアンカーには必須です。
• AAMA 501.6 / AAMA TIR-A11: 米国建築製造者協会によるカーテン ウォール アンカー接続の試験方法 (地震漂流シミュレーションを含む)。
• EN 1992-4 (ユーロコード 2、パート 4): 2018 年以降、後付けおよび鋳込みアンカーのタイプ全体で統一された、コンクリートへの固定に関するユーロコード設計標準。

正しく設計された埋め込み部品には、最小エッジ距離が含まれます。 アンカー直径の 6 倍 コンクリートの端からの最小間隔 アンカー直径の 3 倍 グループ内の隣接するアンカー間。これらの最小値に違反すると、許容容量が 40% 以上減少する可能性がある急激な削減係数が引き起こされます。

設置公差と構造フレームとの調整

位置精度 カーテンウォール埋め込み部品 カーテン ウォール ブラケット システムの調整範囲には限界があるため、これは非常に重要です。通常、 3軸±20mm 標準の 3 方向に調整可能なアンカー ブラケット用。埋め込まれた部品がこの範囲の外にある場合は、ドリル後の穴あけ、延長プレートの溶接、または新しい場所への完全な再固定などの修復オプションが高価になります。

主要プロジェクトのベスト プラクティスには、次の 3 つの調整ステップが含まれます。

• 注入前調査: 型枠を設置した後、コンクリートを流し込む前に構造フレームを調査します。埋め込まれた部品テンプレートは構造図面と照合してチェックされます。 5 mm を超える不一致は、注入前に修正されます。
• ストリップ後の調査: 型枠が剥がされた後、埋め込まれた部品の施工時の位置がトータル ステーションまたは 3D レーザー スキャンで記録されます。このデータはカーテン ウォール製造業者に送信され、製造前にブラケットのオフセットを調整します。
• フレームの受け入れ基準: ほとんどのカーテン ウォール契約では、構造フレームが範囲内に収まるように指定されています。 理論上の位置の±10 mm 平面図と立面図、および内部 鉛直方向±5mm カーテンウォール請負業者が設置のために床を所有する前に、高さ 3 メートルを超えてください。

材質と腐食に関する考慮事項

埋め込み部品は、2 つの腐食環境の境界で動作します。アルカリ性コンクリート内部 (pH 12 ～ 13) と、湿気、汚染、および沿岸地域では塩化物の堆積にさらされる露出ブラケット ゾーンです。材料の選択は両方のゾーンに対応する必要があります。

• 溶融亜鉛めっき炭素鋼 (HDG): インテリアと適度な露出のファサードの標準仕様。亜鉛めっきの厚さ 最小85ミクロン (ISO 1461 に準拠) C3 腐食性カテゴリの環境で 40 ～ 60 年の耐用年数を提供します。
• ステンレス鋼 (グレード 316L): 海岸、工業、スイミングプールのエンクロージャ用途に必要です。 316L のモリブデン含有量は、標準の 304 グレードでは達成できない塩化物孔食に対する重大な耐性を提供します。 C5-M (海洋) 環境では、予想耐用年数は 50 年を超えます。
• 二相ステンレス鋼 (2205): 耐食性と高強度の両方が必要な場合に使用されます。降伏強さ 450MPa 316L の場合は 220 MPa であり、コンクリートのカバーが制限されている場所で、より細い埋め込みプレートの形状が可能になります。

バイメタル腐食 (ガルバニック作用) は、アルミニウム製ブラケットがスチール製の埋め込み部品と接触する場合に継続的に発生するリスクです。ほとんどのファサード仕様では、すべてのブラケットと埋め込み部品の接触面に最低 3 mm の厚さのネオプレンまたは EPDM 絶縁ワッシャーを取り付けることがコード要件であり、コストを節約するために決して省略してはなりません。