JP2001059271A - ドーム状屋根の構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ドーム状屋根の内部屋根構造体を屋根外周構
造体上のリフトアップ装置でリフトアップさせドーム状
屋根を構築するに際し、吊り上げ時に屋根外周構造体に
加わる曲げモーメントを完全に除去し、従来の屋根外周
構造体の補強や大掛かりな支持構造体を不要とし、補強
材・仮設構造体の削減により工期の短縮・コストの低減
を図る。 【解決手段】下部構造体２上に、外周テンションリング
１Ｃを有する屋根外周構造体１Ｂを構築し、この構造体
１Ｂの内側に支持構台１１ａを介してリフトアップ装置
１２を配設し、支持構台１１ａと下部構造体２を連結す
る引張材１６と、この引張材１６と外周テンションリン
グ１Ｃ間に配設される圧縮材１７とを有する支持架構１
５を配設し、引張材１６に張力を導入した状態で、内部
屋根構造体１Ａをリフトアップ装置１２によりリフトア
ップし、所定の高さまで上昇した構造体１Ａの外周端部
を構造体１Ｂの内周端部に連結する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、大空間構造物にお
ける曲線または多角形で構成されるドーム状屋根をリフ
トアップ工法により施工するための構築工法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】大規模なドーム状屋根を構築する場合、
総足場のベント工法を用いると、仮設足場の設置・解体
等の作業により、工期・コストの増大につながるという
問題があり、地組みした屋根を正規の位置までリフトア
ップさせるリフトアップ工法により施工されることが多
い。このようなリフトアップ工法によるドーム状屋根の
構築工法に関して、本出願人は、次に示すような工法を
既に出願している。

【０００３】(1) ドーム状屋根の構築工法（特願平09-1
35329) 図５に示すように、基礎３上に、ドーム状屋根１を支持
する下部構造体２と、ドーム状屋根の中央部分を構成す
る内部屋根構造体１Ａを構築した後、下部構造体２上
に、外周テンションリング１Ｃを有しドーム状屋根１の
外周部分を構成する屋根外周構造体１Ｂを構築し、この
屋根外周構造体１Ｂの内側にリフトアップ架台１１を介
してリフトアップ装置１２を配設すると共に、屋根外周
構造体１Ｂの内周端部と下部構造体２を連結する引張材
１６と、この引張材１６と外周テンションリング１Ｃ間
に配設される圧縮材１７とを有する支持架構１５を配設
し、引張材１６に張力を導入して圧縮材１７により外周
テンションリング１Ｃに水平方向の圧縮力を付与し、外
周テンションリング１Ｃに圧縮応力を発生させた状態
で、内部屋根構造体１Ａをリフトアップ装置によりリフ
トアップし、この時、外周テンションリング１Ｃに発生
する引張応力と前記圧縮応力とを相殺し、変形を抑制す
る。そして、所定の高さまで上昇した内部屋根構造体１
Ａの外周端部を屋根外周構造体１Ｂの内周端部に連結す
るものである。

【０００４】以上のような工法において、下部構造体２
の上に、放射線方向にローラー支持されている屋根外周
構造体１Ｂ、リフトアップ架台１１・リフトアップ装置
１２、引張材１６・圧縮材１７を備えた支持架構１５を
設置して、内部屋根構造体１Ａのリフトアップを行うた
め、従来のような仮設の内部支柱を無くすことができ、
工期の短縮およびコストの削減を図ることができる。ま
た、引張材１６と圧縮材１７を備えた支持架構１５によ
り下部構造体２に偏心曲げが作用することがなく、さら
に圧縮材１６の圧縮力が外周テンションリング１Ｃに作
用し、リフトアップ時の荷重による外周テンションリン
グ１Ｃの円周方向の拡大変形を防止することができ、大
規模なドーム状屋根のリフトアップを比較的簡単な支持
架構で容易に安定して行うことができる。

【０００５】(2) 大張間架構の構築工法（特願平10-373
259) 図６に示すように、下部構造体２の上に屋根外周構造体
１Ｂを構築し、この屋根外周構造体１Ｂの上に、支持構
台１１ａを束材１１ｂと斜材１１ｃにより支持してなる
リフトアップ架台１１を円周方向に間隔をおいて複数設
けると共に、各リフトアップ架台１１を外側リング材３
１と内側リング材３２等からなる平面視でリング状の支
持構造体３０で連結一体化し、各リフトアップ架台１１
の上にリフトアップ装置１２を配置し、基礎３上で内部
屋根構造体１Ａを構築し、リフトアップ装置１２の作動
により前記内部屋根構造体１Ａを引き上げ、所定高さま
でリフトアップした内部屋根構造体１Ａを前記屋根外周
構造体１Ｂに固定する工法である。

【０００６】以上のような工法において、リフトアップ
装置１２で吊り上げた内部屋根構造体１Ａにより、リフ
トアップ架台１１には鉛直荷重Ｖ_a と水平力Ｈ_a が作用
するが、リフトアップ架台１１がリング状に連結されて
いるため（水平力Ｈ_a がリング状に連結された支持構台
によりリング状圧縮力に変換されて釣り合い状態を保持
する）、屋根外周構造体１Ｂとリフトアップ架台１１の
束材１１ｂの接合部には鉛直反力Ｖ_b と水平反力Ｈ_b が
加わる。この鉛直反力と水平反力による回転モーメント
Ｍ_V ，Ｍ_H は、屋根外周構造体１Ｂを鉛直反力により内
側へ垂れ下げる方向と、また水平反力により上側へ押し
上げる方向となり、それぞれが相殺する方向に作用す
る。これにより、屋根外周構造体１Ｂに作用する回転モ
ーメントを除去し、鉛直反力Ｖ_b と水平反力Ｈ_b の合力
を屋根外周構造体１Ｂの部材中心軸方向に向けることが
でき、屋根外周構造体１Ｂには軸力のみを作用させるこ
とができ、これにより、仮設材を削減することができ、
また設計も明確・容易となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術(1) では、図５(b) に示すように、内部屋根構造体１
Ａをリフトアップする際の偏心荷重Ｖ_a が屋根外周構造
体１Ｂにてこ反力Ｖ_b として作用するため、屋根外周構
造体１Ｂを支持架台で補強することや屋根外周構造体１
Ｂ自体を補強することが必要になるなどの問題があっ
た。

【０００８】また、前述の従来技術(2) では、リフトア
ップ架台１１を連結一体化する支持構造体３０が大掛か
りなものとなり、さらに基別対応となって支持構造体３
０の転用が難しく、コスト高となる問題があった。

【０００９】本発明は、前述のような問題点を解消すべ
くなされたもので、その目的は、ドーム状屋根の内部屋
根構造体を屋根外周構造体上に設置したリフトアップ装
置を用いてリフトアップさせドーム状屋根を構築するに
際し、吊り上げ時に屋根外周構造体に加わる曲げモーメ
ントを完全に除去することができ、従来の屋根外周構造
体の補強や大掛かりな支持構造体が不要となり、補強材
および仮設構造体の削減により工期の短縮およびコスト
の低減を図ることのできるドーム状屋根の構築工法を提
供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明のドーム状屋根の
構築工法は、図１に示すように、基礎上３に、ドーム状
屋根１を支持する下部構造体２と、ドーム状屋根１の中
央部分を構成する内部屋根構造体１Ａを構築した後、前
記下部構造体２上に、外周テンションリング１Ｃを有し
ドーム状屋根１の外周部分を構成する屋根外周構造体１
Ｂを構築し、この屋根外周構造体１Ｂの内側に支持構台
１１ａを介してリフトアップ装置１２を配設すると共
に、前記支持構台１１ａと下部構造体２を連結する引張
材１６と、この引張材１６と外周テンションリング１Ｃ
間に配設される少なくとも１つの圧縮材１７とを有する
支持架構１５を配設し、前記引張材１６に張力を導入し
た状態で、内部屋根構造体１Ａをリフトアップ装置１２
によりリフトアップし、所定の高さまで上昇した内部屋
根構造体１Ａの外周端部を屋根外周構造体１Ｂの内周端
部に連結することを特徴とする。

【００１１】以上のような構成において、図４に示すよ
うに、内部屋根構造体１Ａのリフトアップ時に、リフト
アップ架台１１には、内部屋根構造体１Ａによる下向き
の吊り荷重Ｖ_b と構造物中心に向かう水平力Ｈ_a が作用
するが、支持架構１５の引張材１６による斜め下向きの
張力Ｔ_a の水平反力Ｈｖ_a により相殺され、束材５と屋
根外周構造体１Ｂの接合部には、鉛直反力（張力Ｔ_a の
鉛直分力Ｖ_a ＋吊り荷重Ｖ_b ）と水平反力Ｈｖ_b が働
き、この鉛直反力と水平反力との合力Ｎ_b は屋根外周構
造体１Ｂの部材中心軸方向に向けることができ、屋根外
周構造体１Ｂに加わる力を軸力のみとすることができ、
吊り上げ時に屋根外周構造体に加わる曲げモーメントを
完全に除去することができ、また支持架構１５の圧縮材
１７により外周テンションリング１Ｃに圧縮力Ｃが作用
し、吊荷重により外周テンションリング１Ｃに発生する
引張力を前記圧縮力が相殺するため、外周テンションリ
ング１Ｃの円周方向の拡大変形を防止することができ
る。これにより、従来の屋根外周構造体の補強や大掛か
りな支持構造体が不要となり、補強材および仮設構造体
の削減により工期の短縮およびコストの低減が図られ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
形態に基づいて説明する。図１、図２は、本発明のドー
ム状屋根の構築工法の一例を示す断面図、平面図であ
り、図３は本発明のドーム状屋根の構築工法を工程順に
示した断面図である。図４はリフトアップ時の概略荷重
状態を示したものである。

【００１３】図１，図２に示すように、大空間トラス構
造物は、ドーム状屋根１と、これを支持する下部構造体
２からなり、ドーム状屋根１は、ドーム状屋根の中央部
分を構成するドーム状の内部屋根構造体１Ａと、ドーム
状屋根の外周部分を構成するリング状の屋根外周構造体
１Ｂとに分割されて構築される。屋根外周構造体１Ｂの
最外周部分には、ドーム状屋根が完成した状態でドーム
状屋根の自重による引張力を負担する外周テンションリ
ング１Ｃが設けられている。

【００１４】このようなドーム状屋根１において、本発
明では、図１に示すように、屋根外周構造体１Ｂの内周
部における上面にリフトアップ架台１１を構築し、この
リフトアップ架台１１の上にリフトアップ装置１２を設
置し、引張材１６と圧縮材１７などから構成される支持
架構１５により内部屋根構造体１Ａのリフトアップ時に
屋根外周構造体１Ｂを支持すると共に、屋根外周構造体
１Ｂの外周テンションリング１Ｃに水平方向の圧縮力を
付与する。

【００１５】リフトアップ架台１１は、図１に示すよう
に、支持構台１１ａを束材１１ｂと斜材１１ｃで支持し
て構成され、支持構台１１ａの内側にリフトアップ装置
１２が設置される。リフトアップ架台１１およびリフト
アップ装置１２は、図２に示すように、屋根外周構造体
１Ｂの円周方向に間隔をおいて多数配設される。リフト
アップ装置１２は、図１に示すように、ベアロックジャ
ッキなどのジャッキ１３と、吊上げロッド１４などから
なり、ジャッキ１３を支持構台１１ａ上に設置し、吊上
げロッド１４を上部と下部の把持機構で交互に把持して
ジャッキ１３を昇降させることにより、吊上げロッド１
４を尺取り式に上昇させる昇降装置である。

【００１６】支持架構１５の引張材１６は、図１に示す
ように、例えばワイヤケーブルであり、一端を支持構台
１１ａの外周端部に固定し、圧縮材１７の先端に設けた
滑車１８に巻き付けた後、他端を張力調整器２０を介し
て下部構造体２の外周部分２ｂの下部外面に固定する。
なお、引張材１６は、ワイヤケーブルに限らず、棒材と
し、両端部をピン接合するようにしてもよい。圧縮材１
７は外側に向かって突出するように外周テンションリン
グ１Ｃの外周端面に基部が取り付けられている。この圧
縮材１７は１本用いた場合を示しているが、これに限ら
ず、外周テンションリング１Ｃから上方に突出する圧縮
材を追加してもよい。このような支持架構１５は、図２
に示すように、リフトアップ架台１１およびリフトアッ
プ装置１２に対応させて屋根外周構造体１Ｂの円周方向
に間隔をおいて多数配設されている。

【００１７】以上のようなドーム状屋根１を次のような
手順で構築する（図３参照）。 (1) 図３（ｉ）に示すように、構築を予定する基礎３上
に下部構造体２と内部屋根構造体１Ａとを構築する。下
部構造体２は、例えば中央部分２ａと外周部分２ｂを構
築しておき、基礎３および下部構造体２の中央部分２ａ
の上に、多数の仮設ベント４を組み立て、これら仮設ベ
ント４上で内部屋根構造体１Ａをクローラクレーン等を
用い構築する。

【００１８】(2) 内部屋根構造体１Ａの構築が終了する
と、その下部に拘束機構５を取り付ける。この拘束機構
５は、例えば、図２に示すように、内部屋根構造体１Ａ
の外周端面から所定距離だけ内側に入った位置で下面か
ら垂設される束材６と、この束材６の下端部同士を連結
するケーブルや鉄骨等の枠材７と、束材６の下端と内部
屋根構造体１Ａの外周端部に設けられる滑車群８，９
と、この滑車群に巻掛けられる緊張ケーブル１０などか
らなる。束材６は同一円周状の格点位置に設けられ、枠
材７により平面視で多角形の枠体が構成され、緊張ケー
ブル１０が放射状に配設され、緊張ケーブル１０を緊張
することで、内部屋根構造体１Ａを設計通りの形状に変
形・保持する。

【００１９】(3) 図３（ii) に示すように、下部構造体
２の外周部分２ｂの上にリング状の屋根外周構造体１Ｂ
を大型クローラクレーン等を用い構築し、外周テンショ
ンリング１Ｃを外周部分２ｂの上に設置して固定する。

【００２０】(4) 図３（iii)に示すように、屋根外周構
造体１Ｂの内周部における上面にリフトアップ架台１１
を円周方向に間隔をおいて多数構築し、このリフトアッ
プ架台１１の上にリフトアップ装置１２を設置する。さ
らに、外周テンションリング１Ｃに圧縮材１７を取り付
け、リフトアップ架台１１と下部構造体２との間に引張
材１６を張設する。

【００２１】(5) 張力調整器２０により引張材１６に張
力を導入してリフトアップ架台１１に外側へ向かう引張
力を与えると共に、圧縮材１７により外周テンションリ
ング１Ｃに圧縮力を導入し、この状態で、リフトアップ
装置１２の吊上げロッド１４の下端を、地組みされた内
部屋根構造体１Ａの外周端部に連結し、図３（iv) に示
すように、内部屋根構造体１Ａを設計高さよりも若干上
方までリフトアップさせる。この状態から内部屋根構造
体１Ａの外周端部を屋根外周構造体１Ｂの内周端部を直
接連結し、あるいはつなぎ部材１Ｄを介して連結する。

【００２２】(6) 内部屋根構造体１Ａをリフトアップ装
置１２によりジャッキダウンさせ、内部屋根構造体１Ａ
と一体となった屋根外周構造体１Ｂに支持させる。その
後、内部屋根構造体１Ａの拘束機構５の緊張を解除して
撤去し、リフトアップ架台１１およびリフトアップ装置
１２、支持架構１５を解体撤去する。これにより、ドー
ム状屋根１が完成する。

【００２３】図４は、リフトアップ時の概略荷重状態を
示し、リフトアップ架台１１には、内部屋根構造体１Ａ
による下向きの吊り荷重Ｖ_b と構造物中心に向かう水平
力Ｈ _a が作用するが、リフトアップ架台１１には支持架
構１５の引張材１６により斜め下向きの張力Ｔ_a が作用
し、この張力Ｔ_a の水平反力Ｈｖ_a と水平力Ｈ_a が釣り
合うため、束材５と屋根外周構造体１Ｂの接合部には、
鉛直反力（張力Ｔ_a の鉛直分力Ｖ_a ＋吊り荷重Ｖ_b ）と
水平反力Ｈｖ_b が働く。この鉛直反力と水平反力との合
力Ｎ_b は屋根外周構造体１Ｂの部材中心軸方向に向ける
ことができ、屋根外周構造体１Ｂに加わる力を軸力のみ
とすることができる。また、支持架構１５の圧縮材１７
により外周テンションリング１Ｃに圧縮力Ｃが作用し、
吊荷重により外周テンションリング１Ｃに発生する引張
力を前記圧縮力が相殺するため、外周テンションリング
１Ｃの円周方向の拡大変形を防止することができる。

【００２４】なお、上記の説明では、内部屋根構造体を
地上で組み立てることのみ記載したが、屋根葺き仕上げ
などを行えることは当然のことである。また、リフトア
ップ装置にジャッキを用いたが、これに限らずウインチ
等の揚重機が使えることはいうまでもない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は以上のような構成からなるの
で、次のような効果を奏する。 (1) リフトアップ装置の支持構台と下部構造体を連結す
る引張材と圧縮材による支持架構により、屋根外周構造
体に加わる力を軸力のみとすることができ、吊り上げ時
に屋根外周構造体に加わる曲げモーメントを完全に除去
することができ、また圧縮材の圧縮力により外周テンシ
ョンリングの円周方向の拡大変形を防止することがで
き、従来の屋根外周構造体の補強や大掛かりな支持構造
体が不要となり、補強材および仮設構造体の削減により
工期の短縮およびコストの低減を図ることができる。

【００２６】(2) 支持架構は引張材と圧縮材による簡単
な構成とすることができ、他のドーム状屋根の構築にも
転用することができ、コストの低減を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のドーム状屋根の構築工法の一例を示す
部分断面図である。

【図２】本発明のドーム状屋根の構築工法の一例を示す
部分平面図である。

【図３】本発明のドーム状屋根の構築工法を工程順に示
す断面図である。

【図４】本発明におけるリフトアップ時の荷重状態を示
す概略図である。

【図５】従来の引張材と圧縮材による支持架構を用いた
構築工法を示したものであり、(a) は部分断面図、(b)
は荷重状態を示す概略断面図である。

【図６】従来のリング状の支持構造体を用いた構築工法
を示したものであり、(a) は部分断面正面図、(b) は荷
重状態を示す概略断面図である。

【符号の説明】

１……ドーム状屋根 １Ａ…内部屋根構造体 １Ｂ…屋根外周構造体 １Ｃ…外周テンションリング １Ｄ…つなぎ部材 ２…下部構造体 ２ａ…中央部分 ２ｂ…外周部分 ３……基礎 ４……仮設ベント ５……拘束機構 ６……束材 ７……枠材 ８，９…滑車群 １０……緊張ケーブル １１……リフトアップ架台 １１ａ…支持構台 １１ｂ…束材 １１ｃ…斜材 １２……リフトアップ装置 １３……ジャッキ １４……吊上げロッド １５……支持架構 １６……引張材 １７……圧縮材 １８……滑車 ２０……張力調整器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基礎上に、ドーム状屋根を支持する下部
   構造体と、ドーム状屋根の中央部分を構成する内部屋根
   構造体を構築した後、前記下部構造体上に、外周テンシ
   ョンリングを有しドーム状屋根の外周部分を構成する屋
   根外周構造体を構築し、この屋根外周構造体の内側に支
   持構台を介してリフトアップ装置を配設すると共に、前
   記支持構台の上部と下部構造体を連結する引張材と、こ
   の引張材と外周テンションリング間に配設される少なく
   とも１つの圧縮材とを有する支持架構を配設し、前記引
   張材に張力を導入した状態で、内部屋根構造体をリフト
   アップ装置によりリフトアップし、所定の高さまで上昇
   した内部屋根構造体の外周端部を屋根外周構造体の内周
   端部に連結することを特徴とするドーム状屋根の構築工
   法。