JP2000054492A - テンセグリッド構造およびテンセグリッド構造物の施工方法 - Google Patents
テンセグリッド構造およびテンセグリッド構造物の施工方法Info
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- JP2000054492A JP2000054492A JP10227415A JP22741598A JP2000054492A JP 2000054492 A JP2000054492 A JP 2000054492A JP 10227415 A JP10227415 A JP 10227415A JP 22741598 A JP22741598 A JP 22741598A JP 2000054492 A JP2000054492 A JP 2000054492A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フレームとケーブルとを組み合わせて軽量で
大スパン架構を可能とする合理的な構造を実現する。 【解決手段】 圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の
内側に束材を配し、該束材の両端と前記フレーム体の各
頂点との間にケーブルを張設してなるグリッドユニット
を構成要素とし、該グリッドユニットのフレーム体の頂
点どうしを互いに連結することにより、それらフレーム
体および各フレーム体間に形成される空隙を升目とする
グリッドフレームを構成するとともに、隣接するグリッ
ドユニットの束材どうしを引張材により連結して該引張
材に張力を付与する。
大スパン架構を可能とする合理的な構造を実現する。 【解決手段】 圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の
内側に束材を配し、該束材の両端と前記フレーム体の各
頂点との間にケーブルを張設してなるグリッドユニット
を構成要素とし、該グリッドユニットのフレーム体の頂
点どうしを互いに連結することにより、それらフレーム
体および各フレーム体間に形成される空隙を升目とする
グリッドフレームを構成するとともに、隣接するグリッ
ドユニットの束材どうしを引張材により連結して該引張
材に張力を付与する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種施設の屋根架
構として有効なテンセグリッド構造およびその構造によ
る構造物の施工方法に関する。
構として有効なテンセグリッド構造およびその構造によ
る構造物の施工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】大規模施設の屋根架構に適用するものと
して、フレームとケーブルとを組み合わせることで軽量
で大スパン架構を可能とする張弦梁構造や張弦アーチ構
造、ケーブルドーム構造等が周知である。また、同様に
フレームとケーブルを組み合わせたものとして、図１１
に示すような張力安定トラス構造も試みられている。張
力安定トラス構造は、（ａ）に示すように４本のトラス
材ａをピン接合した不安定トラス構造にポストｂとケー
ブルｃを利用して自己釣り合い張力を導入して安定化さ
せたトラスユニットＴを単位構造とし、これを集積して
全体としてたとえば（ｂ）、（ｃ）に示すような円筒状
の屋根架構を構成するというものである。
して、フレームとケーブルとを組み合わせることで軽量
で大スパン架構を可能とする張弦梁構造や張弦アーチ構
造、ケーブルドーム構造等が周知である。また、同様に
フレームとケーブルを組み合わせたものとして、図１１
に示すような張力安定トラス構造も試みられている。張
力安定トラス構造は、（ａ）に示すように４本のトラス
材ａをピン接合した不安定トラス構造にポストｂとケー
ブルｃを利用して自己釣り合い張力を導入して安定化さ
せたトラスユニットＴを単位構造とし、これを集積して
全体としてたとえば（ｂ）、（ｃ）に示すような円筒状
の屋根架構を構成するというものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
構造は、いずれも、必ずしも自由な曲面を構成できな
い、形態によっては境界部に大きな負担がかかる、施工
性が良くない、応力制御や変形制御が必ずしも容易では
ない、といった問題を残しており、より有効な構造の開
発が進められている。
構造は、いずれも、必ずしも自由な曲面を構成できな
い、形態によっては境界部に大きな負担がかかる、施工
性が良くない、応力制御や変形制御が必ずしも容易では
ない、といった問題を残しており、より有効な構造の開
発が進められている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するもので、請求項１の発明のテンセグリッド構造は、
圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の内側に束材を配
して該束材の両端と前記フレーム体の各頂点との間にケ
ーブルを張設してなるグリッドユニットを構成要素と
し、該グリッドユニットのフレーム体の頂点どうしを互
いに連結することにより、それらフレーム体および各フ
レーム体間に形成される空隙を升目とするグリッドフレ
ームを構成するとともに、隣接するグリッドユニットの
束材どうしを引張材により連結して該引張材に張力を付
与してなるものである。
するもので、請求項１の発明のテンセグリッド構造は、
圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の内側に束材を配
して該束材の両端と前記フレーム体の各頂点との間にケ
ーブルを張設してなるグリッドユニットを構成要素と
し、該グリッドユニットのフレーム体の頂点どうしを互
いに連結することにより、それらフレーム体および各フ
レーム体間に形成される空隙を升目とするグリッドフレ
ームを構成するとともに、隣接するグリッドユニットの
束材どうしを引張材により連結して該引張材に張力を付
与してなるものである。
【０００５】請求項２の発明のテンセグリッド構造は、
前記各グリッドユニットのフレーム体を正方形状とし、
かつそれらフレーム体間に形成される空隙をフレーム体
と同一の正方形状とすることにより、前記グリッドフレ
ームは前記フレーム体およびそれらフレーム体間に形成
される正方形の升目を有するものである。
前記各グリッドユニットのフレーム体を正方形状とし、
かつそれらフレーム体間に形成される空隙をフレーム体
と同一の正方形状とすることにより、前記グリッドフレ
ームは前記フレーム体およびそれらフレーム体間に形成
される正方形の升目を有するものである。
【０００６】請求項３の発明のテンセグリッド構造は、
前記各グリッドユニットのフレーム体を正方形状とし、
かつそれらフレーム体間に形成される空隙を菱形状とす
ることにより、前記グリッドフレームは前記フレーム体
により形成される正方形の升目とそれらフレーム体間に
形成される菱形状の升目を有するものである。
前記各グリッドユニットのフレーム体を正方形状とし、
かつそれらフレーム体間に形成される空隙を菱形状とす
ることにより、前記グリッドフレームは前記フレーム体
により形成される正方形の升目とそれらフレーム体間に
形成される菱形状の升目を有するものである。
【０００７】請求項４の発明のテンセグリッド構造は、
前記圧縮材および束材として鋼管を用い、前記引張材と
してケーブルを用いたものである。
前記圧縮材および束材として鋼管を用い、前記引張材と
してケーブルを用いたものである。
【０００８】請求項５の発明のテンセグリッド構造は、
前記引張材として屋根材となる膜材を用いたものであ
る。
前記引張材として屋根材となる膜材を用いたものであ
る。
【０００９】請求項６の発明のテンセグリッド構造は、
前記フレーム体どうしの連結部をボールジョイントによ
るピン接合としたものである。
前記フレーム体どうしの連結部をボールジョイントによ
るピン接合としたものである。
【００１０】請求項７の発明の施工方法は、上記のテン
セグリッド構造によるアーチ状あるいはドーム状ないし
それに類する構造物を施工するためのものであって、前
記グリッドフレームを地組するとともに各束材の下端部
どうしの間に前記引張材を配設し、該引張材を緊張して
前記グリッドフレームを迫り上げ、その状態で該引張材
を前記束材に定着するようにしたものである。
セグリッド構造によるアーチ状あるいはドーム状ないし
それに類する構造物を施工するためのものであって、前
記グリッドフレームを地組するとともに各束材の下端部
どうしの間に前記引張材を配設し、該引張材を緊張して
前記グリッドフレームを迫り上げ、その状態で該引張材
を前記束材に定着するようにしたものである。
【００１１】請求項８の発明の施工方法は、前記グリッ
ドユニットの束材を設計長よりも短くしておき、該グリ
ッドユニットを連結してグリッドフレームを形成すると
ともに各束材どうしの間に前記引張材を定着し、しかる
後に前記束材を設計長となるまで伸張させることで前記
引張材に緊張力を与えるようにしたものである。
ドユニットの束材を設計長よりも短くしておき、該グリ
ッドユニットを連結してグリッドフレームを形成すると
ともに各束材どうしの間に前記引張材を定着し、しかる
後に前記束材を設計長となるまで伸張させることで前記
引張材に緊張力を与えるようにしたものである。
【００１２】請求項９の発明の施工方法は、地表部にお
いて前記グリッドフレームの分割体を地組し、それら分
割体を仮設構台により仮支持した状態で分割体どうしの
間に前記引張材を配設し、該引張材を緊張して定着する
ようにしたものである。
いて前記グリッドフレームの分割体を地組し、それら分
割体を仮設構台により仮支持した状態で分割体どうしの
間に前記引張材を配設し、該引張材を緊張して定着する
ようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１〜図３は本発明の第１実施形
態であるテンセグリッド構造を示す概要図である。本第
１実施形態のテンセグリッド構造は、図２に示すグリッ
ドユニットＵを構成要素とするものである。そのグリッ
ドユニットＵは、圧縮材としての４本の鋼管１ａを正方
形枠状に組んでなるフレーム体１の内側に、同じく圧縮
材としての鋼管からなる束材２を配し、その束材２の上
下両端とフレーム体１の各頂点の間にケーブル３を張設
して所定の張力を付与した構成のものである。
態であるテンセグリッド構造を示す概要図である。本第
１実施形態のテンセグリッド構造は、図２に示すグリッ
ドユニットＵを構成要素とするものである。そのグリッ
ドユニットＵは、圧縮材としての４本の鋼管１ａを正方
形枠状に組んでなるフレーム体１の内側に、同じく圧縮
材としての鋼管からなる束材２を配し、その束材２の上
下両端とフレーム体１の各頂点の間にケーブル３を張設
して所定の張力を付与した構成のものである。
【００１４】上記のグリッドユニットＵは図１１（ａ）
に示した従来の張力安定トラス構造におけるトラスユニ
ットＴと実質的に同様のもの（テンセグリティーとも称
される）であるが、張力安定トラス構造においては図１
１（ｂ）に示されるように構面全体がトラスユニットＴ
のみで構成され、隣接しているトラスユニットＴはトラ
ス材ａを共有する状態で組み立てられているものである
のに対し、本第１実施形態のテンセグリッド構造ではグ
リッドユニットＵの頂点どうしを連結してそれらグリッ
ドユニットＵの間に空隙Ｓを確保し、かつそれらグリッ
ドユニットＵどうしを張力を付与したケーブル４（本例
では上部ケーブル４ａおよび下部ケーブル４ｂ）により
連結しており、その点で従来の張力安定トラス構造とは
異なる構造のものである。
に示した従来の張力安定トラス構造におけるトラスユニ
ットＴと実質的に同様のもの（テンセグリティーとも称
される）であるが、張力安定トラス構造においては図１
１（ｂ）に示されるように構面全体がトラスユニットＴ
のみで構成され、隣接しているトラスユニットＴはトラ
ス材ａを共有する状態で組み立てられているものである
のに対し、本第１実施形態のテンセグリッド構造ではグ
リッドユニットＵの頂点どうしを連結してそれらグリッ
ドユニットＵの間に空隙Ｓを確保し、かつそれらグリッ
ドユニットＵどうしを張力を付与したケーブル４（本例
では上部ケーブル４ａおよび下部ケーブル４ｂ）により
連結しており、その点で従来の張力安定トラス構造とは
異なる構造のものである。
【００１５】すなわち、本第１実施形態のテンセグリッ
ド構造は、上記のグリッドユニットＵを図１に示すよう
に千鳥状に配列して各フレーム体１の頂点どうしを互い
に連結することにより、それらフレーム体１間にフレー
ム体１と同一の正方形状の空隙Ｓを形成し、全体として
正方形の升目を有するグリッドフレームＦを構成してい
る。そして、隣接しているグリッドユニットＵの束材２
の上端部どうしおよび下端部どうしをそれぞれ引張材と
しての上部ケーブル４ａ、下部ケーブル４ｂにより連結
し、それらケーブル４ａ，４ｂに所定に張力を付与して
グリッドフレームＦ全体を安定に支持するものとなって
いる。
ド構造は、上記のグリッドユニットＵを図１に示すよう
に千鳥状に配列して各フレーム体１の頂点どうしを互い
に連結することにより、それらフレーム体１間にフレー
ム体１と同一の正方形状の空隙Ｓを形成し、全体として
正方形の升目を有するグリッドフレームＦを構成してい
る。そして、隣接しているグリッドユニットＵの束材２
の上端部どうしおよび下端部どうしをそれぞれ引張材と
しての上部ケーブル４ａ、下部ケーブル４ｂにより連結
し、それらケーブル４ａ，４ｂに所定に張力を付与して
グリッドフレームＦ全体を安定に支持するものとなって
いる。
【００１６】なお、フレーム体１どうしの連結部は任意
の方向に相対回転可能なピン接合とされ、本第１実施形
態では図３に示すようなボールジョイントを採用してい
る。すなわち、フレーム体１の頂点（鋼管１ａどうしの
連結部）を円弧状に形成しておくとともにそこに半球形
状のほぞ穴１ｂを設けておき、そのほぞ穴１ｂにジョイ
ント用のボール１ｃ（鋼球）を嵌合させることで双方の
フレーム体１どうしを接合し、各鋼管１ａの芯の交点を
ボール１ｃの中心と合致させることで双方のフレーム体
１どうしが任意の方向に相対回転可能としている。
の方向に相対回転可能なピン接合とされ、本第１実施形
態では図３に示すようなボールジョイントを採用してい
る。すなわち、フレーム体１の頂点（鋼管１ａどうしの
連結部）を円弧状に形成しておくとともにそこに半球形
状のほぞ穴１ｂを設けておき、そのほぞ穴１ｂにジョイ
ント用のボール１ｃ（鋼球）を嵌合させることで双方の
フレーム体１どうしを接合し、各鋼管１ａの芯の交点を
ボール１ｃの中心と合致させることで双方のフレーム体
１どうしが任意の方向に相対回転可能としている。
【００１７】上記のテンセグリッド構造は、圧縮材とし
てのフレーム体１と束材２および引張材としてのケーブ
ル３，４ａ、４ｂのみにより構成されるものであり、圧
縮材としてのフレーム体１と束材２としてはいずれも小
径の鋼管を用いることで十分であるので、架構全体とし
て十分な軽量化を実現でき、意匠的にも軽快で好ましい
ものである。そして、ケーブル３，４の張力や束材２の
長さを調整することで応力制御や変形制御を簡便かつ容
易に行うことが可能であるし、後述するようにその施工
も困難ではない。また、各グリッドユニットＵが自己釣
合形であるので境界部の支持条件に依存することがな
く、したがって任意形状の曲面を自由に構成することが
可能なものであり、たとえば図４に示すような大スパン
平板状の屋根架構に適用することはもとより、図５に示
すような種々の曲面すなわち（ａ）に示すような円筒
形、（ｂ）に示すような帽子形、（ｃ）に示すような山
形ラーメン形、（ｄ）に示すようなドーム形、（ｅ）に
示すような任意曲面形、等を自由に構成することができ
る。なお、図４に示すような平板状架構とする場合に
は、（ｂ）に示すように水平ブレースとして機能するケ
ーブル５を架構全体にわたるように付加することで面外
剛性を確保することが好ましい。
てのフレーム体１と束材２および引張材としてのケーブ
ル３，４ａ、４ｂのみにより構成されるものであり、圧
縮材としてのフレーム体１と束材２としてはいずれも小
径の鋼管を用いることで十分であるので、架構全体とし
て十分な軽量化を実現でき、意匠的にも軽快で好ましい
ものである。そして、ケーブル３，４の張力や束材２の
長さを調整することで応力制御や変形制御を簡便かつ容
易に行うことが可能であるし、後述するようにその施工
も困難ではない。また、各グリッドユニットＵが自己釣
合形であるので境界部の支持条件に依存することがな
く、したがって任意形状の曲面を自由に構成することが
可能なものであり、たとえば図４に示すような大スパン
平板状の屋根架構に適用することはもとより、図５に示
すような種々の曲面すなわち（ａ）に示すような円筒
形、（ｂ）に示すような帽子形、（ｃ）に示すような山
形ラーメン形、（ｄ）に示すようなドーム形、（ｅ）に
示すような任意曲面形、等を自由に構成することができ
る。なお、図４に示すような平板状架構とする場合に
は、（ｂ）に示すように水平ブレースとして機能するケ
ーブル５を架構全体にわたるように付加することで面外
剛性を確保することが好ましい。
【００１８】図６は本発明のテンセグリッド構造の第２
実施形態を示す概要図である。これは、第１実施形態と
同様のグリッドユニットＵを用いるものであるが、それ
らグリッドユニットＵの間に形成する空隙Ｓを菱形状と
したもの、つまりグリッドフレームＦの形態を、フレー
ム体１により形成される正方形の升目とそれらフレーム
体１間に形成される菱形状の升目からなるものとしてい
る。この場合も第１実施形態のものと同様の作用効果を
奏するが、図４に示すような平板状とした場合にもケー
ブル５を設けることなく自ずと面外剛性を確保できる。
ただし、図６（ａ）に示しているようにいずれかの空隙
Ｓに水平ブレースとして機能するケーブル６を設けるこ
とが好ましい場合があり、必要に応じて任意の位置にそ
のようなケーブル６を設ければ良い。
実施形態を示す概要図である。これは、第１実施形態と
同様のグリッドユニットＵを用いるものであるが、それ
らグリッドユニットＵの間に形成する空隙Ｓを菱形状と
したもの、つまりグリッドフレームＦの形態を、フレー
ム体１により形成される正方形の升目とそれらフレーム
体１間に形成される菱形状の升目からなるものとしてい
る。この場合も第１実施形態のものと同様の作用効果を
奏するが、図４に示すような平板状とした場合にもケー
ブル５を設けることなく自ずと面外剛性を確保できる。
ただし、図６（ａ）に示しているようにいずれかの空隙
Ｓに水平ブレースとして機能するケーブル６を設けるこ
とが好ましい場合があり、必要に応じて任意の位置にそ
のようなケーブル６を設ければ良い。
【００１９】以上、本発明のテンセグリッド構造の実施
形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限らず種々
の変形、応用が可能である。たとえば上記ではグリッド
ユニットＵのフレーム体１をいずれも正方形枠状のもの
としたが、正方形に限らず他の形状たとえば三角形状や
六角形状形とすることも可能である。また、上記では束
材２の上下両端をそれぞれ上部ケーブル４ａおよび下部
ケーブル４ｂにより連結するようにしたが、架構の形態
や荷重の方向によっては束材２の上端部もしくは下端部
のいずれか一方のみをケーブル４により連結することで
十分な場合があり、そのような場合にはいずれか一方を
省略することも可能である。また、上記構造の架構に対
して取り付ける屋根材としては膜材を用いることが好適
であるが、その膜材がグリッドユニットＵどうしを所望
の張力で連結し得るものであれば、それをケーブル４に
代えて引張材として採用してケーブル４を省略すること
も可能である。また、軽量化を図る上では支障とはなる
が、意匠上その他の事情によってはケーブル４や膜材に
代えて鋼管等の部材を引張材として採用することも妨げ
るものではない。勿論、フレーム体１や束材２は圧縮材
としての強度を確保できるものであれば鋼管に限らずア
ルミ材や木材、ＦＲＰ材等の他の素材も採用可能であ
る。
形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限らず種々
の変形、応用が可能である。たとえば上記ではグリッド
ユニットＵのフレーム体１をいずれも正方形枠状のもの
としたが、正方形に限らず他の形状たとえば三角形状や
六角形状形とすることも可能である。また、上記では束
材２の上下両端をそれぞれ上部ケーブル４ａおよび下部
ケーブル４ｂにより連結するようにしたが、架構の形態
や荷重の方向によっては束材２の上端部もしくは下端部
のいずれか一方のみをケーブル４により連結することで
十分な場合があり、そのような場合にはいずれか一方を
省略することも可能である。また、上記構造の架構に対
して取り付ける屋根材としては膜材を用いることが好適
であるが、その膜材がグリッドユニットＵどうしを所望
の張力で連結し得るものであれば、それをケーブル４に
代えて引張材として採用してケーブル４を省略すること
も可能である。また、軽量化を図る上では支障とはなる
が、意匠上その他の事情によってはケーブル４や膜材に
代えて鋼管等の部材を引張材として採用することも妨げ
るものではない。勿論、フレーム体１や束材２は圧縮材
としての強度を確保できるものであれば鋼管に限らずア
ルミ材や木材、ＦＲＰ材等の他の素材も採用可能であ
る。
【００２０】なお、上記構造では各部材に与える初期釣
合応力（自重や地震力、風、積雪等の一般的な設計荷重
が作用していない状態で架構全体を安定させるために各
部材に予め導入する応力）を設定する必要がある。その
初期釣合応力は、架構全体が外力を受けた際に引張材
（ケーブル３およびケーブル４ａ，４ｂ）の軸力が抜け
ず、圧縮材（フレーム体１の各鋼管１ａおよび束材２）
の軸力が引張にならないように設定し、かつその初期釣
合応力は可及的に小さくすることが好ましい。そのよう
な初期釣合応力の設定には、たとえば単純遺伝的アルゴ
リズム等の解析手法が好適に採用可能である。
合応力（自重や地震力、風、積雪等の一般的な設計荷重
が作用していない状態で架構全体を安定させるために各
部材に予め導入する応力）を設定する必要がある。その
初期釣合応力は、架構全体が外力を受けた際に引張材
（ケーブル３およびケーブル４ａ，４ｂ）の軸力が抜け
ず、圧縮材（フレーム体１の各鋼管１ａおよび束材２）
の軸力が引張にならないように設定し、かつその初期釣
合応力は可及的に小さくすることが好ましい。そのよう
な初期釣合応力の設定には、たとえば単純遺伝的アルゴ
リズム等の解析手法が好適に採用可能である。
【００２１】次に、本発明の施工方法の実施形態につい
て説明する。以下で説明する施工方法は、上述した第１
実施形態もしくは第２実施形態のテンセグリッド構造に
よる図７（ｂ）に示すようなドーム状あるいはアーチ状
の構造物を施工する場合に適用したものである。なお、
この構造物は一端側がピン支承とされ他端側はローラ支
承とされるものである。
て説明する。以下で説明する施工方法は、上述した第１
実施形態もしくは第２実施形態のテンセグリッド構造に
よる図７（ｂ）に示すようなドーム状あるいはアーチ状
の構造物を施工する場合に適用したものである。なお、
この構造物は一端側がピン支承とされ他端側はローラ支
承とされるものである。
【００２２】図７は本発明の施工方法の第１実施形態を
示すものである。この場合、（ａ）に示すように地表部
においてグリッドユニットＵを連結してグリッドフレー
ムＦを地組するとともに、各束材２の下端部どうしを連
結する下部ケーブル４ｂを配設し、その下部ケーブル４
ｂには束材２下端部に対する定着点をマークしておく。
また、束材２の上端部の間には予め設定長とした上部ケ
ーブル４ａを定着しておく。
示すものである。この場合、（ａ）に示すように地表部
においてグリッドユニットＵを連結してグリッドフレー
ムＦを地組するとともに、各束材２の下端部どうしを連
結する下部ケーブル４ｂを配設し、その下部ケーブル４
ｂには束材２下端部に対する定着点をマークしておく。
また、束材２の上端部の間には予め設定長とした上部ケ
ーブル４ａを定着しておく。
【００２３】そして、下部ケーブル４ｂの両端部にジャ
ッキ１０を配し、グリッドフレームＦから反力を取って
下部ケーブル４ｂを緊張する。これにより、グリッドフ
レームＦは自ずと上方へ迫り上がっていき、下部ケーブ
ル４ｂに設定張力を導入すれば（ｂ）に示すようにグリ
ッドフレームＦは自ずと設計形状となり、その状態で下
部ケーブル４ｂの各定着点をそれぞれ束材２の下端部に
対して定着すれば各部材には自ずと初期応力が導入され
る。
ッキ１０を配し、グリッドフレームＦから反力を取って
下部ケーブル４ｂを緊張する。これにより、グリッドフ
レームＦは自ずと上方へ迫り上がっていき、下部ケーブ
ル４ｂに設定張力を導入すれば（ｂ）に示すようにグリ
ッドフレームＦは自ずと設計形状となり、その状態で下
部ケーブル４ｂの各定着点をそれぞれ束材２の下端部に
対して定着すれば各部材には自ずと初期応力が導入され
る。
【００２４】なお、下部ケーブル４ｂの緊張によりグリ
ッドフレームＦを迫り上げる際には必要に応じてジャッ
キ１１により補助的にグリッドフレームＦをジャッキア
ップしても良い。また、このような形態の構造物では束
材２の下端部どうしを連結する下部ケーブル４ｂは不可
欠であるが、上述したように状況によっては束材２の上
端部どうしを連結する上部ケーブル４ａは省略すること
も可能であり、上部ケーブル４ａを省略した場合におい
ても下部ケーブル４ｂを緊張することのみでグリッドフ
レームＦを迫り上げて架構全体を完成させることができ
る。
ッドフレームＦを迫り上げる際には必要に応じてジャッ
キ１１により補助的にグリッドフレームＦをジャッキア
ップしても良い。また、このような形態の構造物では束
材２の下端部どうしを連結する下部ケーブル４ｂは不可
欠であるが、上述したように状況によっては束材２の上
端部どうしを連結する上部ケーブル４ａは省略すること
も可能であり、上部ケーブル４ａを省略した場合におい
ても下部ケーブル４ｂを緊張することのみでグリッドフ
レームＦを迫り上げて架構全体を完成させることができ
る。
【００２５】図８は上記の変形例であり、束材２間の各
下部ケーブル４ｂをそれぞれ個別にジャッキ１２により
順次緊張するようにしたものであり、この場合も同様に
グリッドフレームＦを迫り上げることができ、各部材に
初期応力を導入できる。
下部ケーブル４ｂをそれぞれ個別にジャッキ１２により
順次緊張するようにしたものであり、この場合も同様に
グリッドフレームＦを迫り上げることができ、各部材に
初期応力を導入できる。
【００２６】図９は本発明の施工方法の第２実施形態を
示すものである。これは、各グリッドユニットＵの束材
２を設計長よりも短くしておき、それらグリッドユニッ
トＵを適宜仮支持して互いに連結してグリッドフレーム
Ｆを形成するとともに各束材２どうしの間にケーブル４
ａ，４ｂを設定長として定着し、しかる後に、各束材２
をジャッキ１３により設計長となるまで伸張させること
で各ケーブル３，４ａ，４ｂを緊張し、各部材に初期応
力を導入するようにしたものである。
示すものである。これは、各グリッドユニットＵの束材
２を設計長よりも短くしておき、それらグリッドユニッ
トＵを適宜仮支持して互いに連結してグリッドフレーム
Ｆを形成するとともに各束材２どうしの間にケーブル４
ａ，４ｂを設定長として定着し、しかる後に、各束材２
をジャッキ１３により設計長となるまで伸張させること
で各ケーブル３，４ａ，４ｂを緊張し、各部材に初期応
力を導入するようにしたものである。
【００２７】図１０は本発明の施工方法の第３実施形態
を示すもので、上記第１実施形態の施工方法や第２実施
形態の施工方法もしくは他の適宜の方法により（ａ）に
示すようなグリッドフレームＦの分割体Ｆ１を地表部に
おいて完成させ、（ｂ）に示すようにそれら分割体Ｆ１
を仮設構台１４により仮支持した状態で分割体Ｆ１どう
しの間にケーブル４ａ，４ｂを配設し、それらケーブル
４ａ，４ｂをジャッキ１５により緊張して定着するよう
にしたものである。
を示すもので、上記第１実施形態の施工方法や第２実施
形態の施工方法もしくは他の適宜の方法により（ａ）に
示すようなグリッドフレームＦの分割体Ｆ１を地表部に
おいて完成させ、（ｂ）に示すようにそれら分割体Ｆ１
を仮設構台１４により仮支持した状態で分割体Ｆ１どう
しの間にケーブル４ａ，４ｂを配設し、それらケーブル
４ａ，４ｂをジャッキ１５により緊張して定着するよう
にしたものである。
【００２８】上記いずれの施工方法によっても、本発明
のテンセグリッド構造によるドーム状あるいはアーチ状
ないしそれに類する任意の形態の大規模構造物を容易に
施工することができる。
のテンセグリッド構造によるドーム状あるいはアーチ状
ないしそれに類する任意の形態の大規模構造物を容易に
施工することができる。
【００２９】
【発明の効果】請求項１の発明のテンセグリッド構造
は、圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の内側に束材
を配して該束材の両端と前記フレーム体の各頂点との間
にケーブルを張設してなるグリッドユニットを構成要素
とし、該グリッドユニットのフレーム体の頂点どうしを
互いに連結することにより、それらフレーム体および各
フレーム体間に形成される空隙を升目とするグリッドフ
レームを構成するとともに、隣接するグリッドユニット
の束材どうしを引張材により連結して該引張材に張力を
付与してなるものであるから、架構全体として十分な軽
量化を実現でき、意匠的にも軽快で好ましいものであ
り、引張材に付与する張力や束材の長さを調整すること
で応力制御や変形制御を簡便かつ容易に行うことが可能
であり、しかも任意形状の曲面を自由に構成することが
可能である。
は、圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の内側に束材
を配して該束材の両端と前記フレーム体の各頂点との間
にケーブルを張設してなるグリッドユニットを構成要素
とし、該グリッドユニットのフレーム体の頂点どうしを
互いに連結することにより、それらフレーム体および各
フレーム体間に形成される空隙を升目とするグリッドフ
レームを構成するとともに、隣接するグリッドユニット
の束材どうしを引張材により連結して該引張材に張力を
付与してなるものであるから、架構全体として十分な軽
量化を実現でき、意匠的にも軽快で好ましいものであ
り、引張材に付与する張力や束材の長さを調整すること
で応力制御や変形制御を簡便かつ容易に行うことが可能
であり、しかも任意形状の曲面を自由に構成することが
可能である。
【００３０】請求項２の発明のテンセグリッド構造は、
グリッドユニットのフレーム体を正方形状としてそれら
フレーム体間に形成される空隙をフレーム体と同一の正
方形状とすることにより、グリッドフレームは前記フレ
ーム体およびそれらフレーム体間に形成される正方形の
升目を有するものであるので、構造的に合理的であると
ともに意匠的にも整然とした特に好ましい外観が得られ
る。
グリッドユニットのフレーム体を正方形状としてそれら
フレーム体間に形成される空隙をフレーム体と同一の正
方形状とすることにより、グリッドフレームは前記フレ
ーム体およびそれらフレーム体間に形成される正方形の
升目を有するものであるので、構造的に合理的であると
ともに意匠的にも整然とした特に好ましい外観が得られ
る。
【００３１】請求項３の発明のテンセグリッド構造は、
グリッドユニットのフレーム体を正方形状としてそれら
フレーム体間に形成される空隙を菱形状とすることによ
り、グリッドフレームはフレーム体により形成される正
方形の升目とフレーム体間に形成される菱形状の升目を
有するものとしたので、自ずと面外剛性に優れるものと
なる。
グリッドユニットのフレーム体を正方形状としてそれら
フレーム体間に形成される空隙を菱形状とすることによ
り、グリッドフレームはフレーム体により形成される正
方形の升目とフレーム体間に形成される菱形状の升目を
有するものとしたので、自ずと面外剛性に優れるものと
なる。
【００３２】請求項４の発明のテンセグリッド構造は圧
縮材および束材として鋼管を用い、引張材としてケーブ
ルを用いるので、何等特殊な部材を必要とせず、コスト
や施工性の点で有利である。
縮材および束材として鋼管を用い、引張材としてケーブ
ルを用いるので、何等特殊な部材を必要とせず、コスト
や施工性の点で有利である。
【００３３】請求項５の発明のテンセグリッド構造は、
引張材として屋根材を兼ねる膜材を用いるのでより合理
的である。
引張材として屋根材を兼ねる膜材を用いるのでより合理
的である。
【００３４】請求項６の発明のテンセグリッド構造は、
フレーム体どうしの連結部をボールジョイントによるピ
ン接合としたので、簡便な構造でフレーム体どうしを確
実にピン接合することができる。
フレーム体どうしの連結部をボールジョイントによるピ
ン接合としたので、簡便な構造でフレーム体どうしを確
実にピン接合することができる。
【００３５】請求項７の発明の施工方法は、上記のテン
セグリッド構造によるアーチ状やドーム状ないしそれに
類する構造物を施工するに際し、グリッドフレームを地
組するとともに各束材の下端部どうしの間に引張材を配
設し、該引張材を緊張して前記グリッドフレームを迫り
上げ、その状態で該引張材を前記束材に定着するように
したので、引張材の緊張により各部材に所定の初期応力
を与えることができ、そのような構造体を支障なく容易
に施工することができる。
セグリッド構造によるアーチ状やドーム状ないしそれに
類する構造物を施工するに際し、グリッドフレームを地
組するとともに各束材の下端部どうしの間に引張材を配
設し、該引張材を緊張して前記グリッドフレームを迫り
上げ、その状態で該引張材を前記束材に定着するように
したので、引張材の緊張により各部材に所定の初期応力
を与えることができ、そのような構造体を支障なく容易
に施工することができる。
【００３６】請求項８の発明の施工方法は、グリッドユ
ニットの束材を設計長よりも短くしておき、該グリッド
ユニットを連結してグリッドフレームを形成するととも
に各束材どうしの間に前記引張材を定着し、しかる後に
束材を設計長となるまで伸張させることで引張材に緊張
力を与えるようにしたので、束材の伸張のみにより各部
材に所定の初期応力を与えることができ、そのような構
造体を支障なく容易に施工することができる。
ニットの束材を設計長よりも短くしておき、該グリッド
ユニットを連結してグリッドフレームを形成するととも
に各束材どうしの間に前記引張材を定着し、しかる後に
束材を設計長となるまで伸張させることで引張材に緊張
力を与えるようにしたので、束材の伸張のみにより各部
材に所定の初期応力を与えることができ、そのような構
造体を支障なく容易に施工することができる。
【００３７】請求項９の発明の施工方法は、地表部にお
いてグリッドフレームの分割体を地組し、それら分割体
を仮設構台により仮支持した状態で分割体どうしの間に
引張材を配設し、該引張材を緊張して定着するようにし
たので、特に大スパン架構構造物を施工する際に好適で
ある。
いてグリッドフレームの分割体を地組し、それら分割体
を仮設構台により仮支持した状態で分割体どうしの間に
引張材を配設し、該引張材を緊張して定着するようにし
たので、特に大スパン架構構造物を施工する際に好適で
ある。
【図１】 本発明のテンセグリッド構造の第１実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図２】 同、グリッドユニットを示す図である。
【図３】 同、フレーム体の接合部を示す図である。
【図４】 同構造による架構の例を示す図である。
【図５】 同、他の架構の例を示す図である。
【図６】 本発明のテンセグリッド構造の第２実施形態
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 本発明の施工方法の第１実施形態を示す図で
ある。
ある。
【図８】 同、第２実施形態を示す図である。
【図９】 同、変形例を示す図である。
【図１０】 同、第３実施形態を示す図である。
【図１１】 従来の張力安定トラス構造を示す図であ
る。
る。
Ｕ グリッドユニット Ｆ グリッドフレーム Ｓ 空隙 １ フレーム体 １ａ 鋼管（圧縮材） ２ 束材 ３ ケーブル ４ａ、４ｂ ケーブル（引張材）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 甲斐 芳郎 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 谷口 尚範 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 瀧 諭 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内 (72)発明者 立石 寧俊 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内
Claims (9)
- 【請求項１】 圧縮材を枠状に組んでなるフレーム体の
内側に束材を配して該束材の両端と前記フレーム体の各
頂点との間にケーブルを張設してなるグリッドユニット
を構成要素とし、該グリッドユニットのフレーム体の頂
点どうしを互いに連結することにより、それらフレーム
体および各フレーム体間に形成される空隙を升目とする
グリッドフレームを構成するとともに、隣接するグリッ
ドユニットの束材どうしを引張材により連結して該引張
材に張力を付与してなることを特徴とするテンセグリッ
ド構造。 - 【請求項２】 請求項１記載のテンセグリッド構造であ
って、前記各グリッドユニットのフレーム体を正方形状
とし、かつそれらフレーム体間に形成される空隙をフレ
ーム体と同一の正方形状とすることにより、前記グリッ
ドフレームは前記フレーム体およびそれらフレーム体間
に形成される正方形の升目を有するものであることを特
徴とするテンセグリッド構造。 - 【請求項３】 請求項１記載のテンセグリッド構造であ
って、前記各グリッドユニットのフレーム体を正方形状
とし、かつそれらフレーム体間に形成される空隙を菱形
状とすることにより、前記グリッドフレームは前記フレ
ーム体により形成される正方形の升目とそれらフレーム
体間に形成される菱形状の升目を有するものであること
を特徴とするテンセグリッド構造。 - 【請求項４】 請求項１、２または３記載のテンセグリ
ッド構造であって、前記圧縮材および束材として鋼管を
用い、前記引張材としてケーブルを用いてなることを特
徴とするテンセグリッド構造。 - 【請求項５】 請求項１、２または３記載のテンセグリ
ッド構造であって、前記引張材として屋根材となる膜材
を用いてなることを特徴とするテンセグリッド構造。 - 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５記載のテ
ンセグリッド構造であって、前記フレーム体どうしの連
結部をボールジョイントによるピン接合としたことを特
徴とするテンセグリッド構造。 - 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６記載
のテンセグリッド構造によるアーチ状あるいはドーム状
ないしそれに類する構造物を施工するに際し、前記グリ
ッドフレームを地組するとともに各束材の下端部どうし
の間に前記引張材を配設し、該引張材を緊張して前記グ
リッドフレームを迫り上げ、その状態で該引張材を前記
束材に定着することを特徴とするテンセグリッド構造物
の施工方法。 - 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５または６記載
のテンセグリッド構造によるアーチ状あるいはドーム状
ないしそれに類する構造物を施工するに際し、前記グリ
ッドユニットの束材を設計長よりも短くしておき、該グ
リッドユニットを連結してグリッドフレームを形成する
とともに各束材どうしの間に前記引張材を定着し、しか
る後に前記束材を設計長となるまで伸張させることで前
記引張材に緊張力を与えることを特徴とするテンセグリ
ッド構造物の施工方法。 - 【請求項９】 請求項１、２、３、４、５または６記載
のテンセグリッド構造によるアーチ状あるいはドーム状
ないしそれに類する構造物を施工するに際し、地表部に
おいて前記グリッドフレームの分割体を地組し、それら
分割体を仮設構台により仮支持した状態で分割体どうし
の間に前記引張材を配設し、該引張材を緊張して定着す
ることを特徴とするテンセグリッド構造物の施工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22741598A JP3616904B2 (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | テンセグリッド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22741598A JP3616904B2 (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | テンセグリッド構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000054492A true JP2000054492A (ja) | 2000-02-22 |
| JP3616904B2 JP3616904B2 (ja) | 2005-02-02 |
Family
ID=16860493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22741598A Expired - Fee Related JP3616904B2 (ja) | 1998-08-11 | 1998-08-11 | テンセグリッド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3616904B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007197990A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Shimizu Corp | 耐震補強構造 |
| CN102605862A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东南大学 | 索杆式折叠网格结构 |
| CN109811891A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-28 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种柔性全张拉结构体系、预张力设计方法及施工方法 |
| CN115162523A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-11 | 清华大学建筑设计研究院有限公司 | 一种拉力分流式大跨度空间网格结构 |
-
1998
- 1998-08-11 JP JP22741598A patent/JP3616904B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007197990A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Shimizu Corp | 耐震補強構造 |
| CN102605862A (zh) * | 2012-03-08 | 2012-07-25 | 东南大学 | 索杆式折叠网格结构 |
| CN109811891A (zh) * | 2019-03-20 | 2019-05-28 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种柔性全张拉结构体系、预张力设计方法及施工方法 |
| CN109811891B (zh) * | 2019-03-20 | 2024-04-05 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种柔性全张拉结构体系、预张力设计方法及施工方法 |
| CN115162523A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-10-11 | 清华大学建筑设计研究院有限公司 | 一种拉力分流式大跨度空间网格结构 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3616904B2 (ja) | 2005-02-02 |
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