JP2002235374A - 大スパン架構の構造物 - Google Patents

大スパン架構の構造物

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JP2002235374A
JP2002235374A JP2001032962A JP2001032962A JP2002235374A JP 2002235374 A JP2002235374 A JP 2002235374A JP 2001032962 A JP2001032962 A JP 2001032962A JP 2001032962 A JP2001032962 A JP 2001032962A JP 2002235374 A JP2002235374 A JP 2002235374A
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Kozo Fukao
康三 深尾
Ryuta Hirose
隆太 広瀬
Masahiro Yukawa
真広 油川
Shinya Igarashi
信哉 五十嵐
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Takenaka Komuten Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平面形状が円形ないし楕円形状で、上面(床
面)を大規模な人工地盤として利用でき、或いは上下の
外周リングの間の空間を居住部とか事務所などに利用で
きる、大スパン架構構造物を提供する。 【解決手段】 平面形状が円形ないし楕円形状の外周リ
ングが上下2段に配置され、これら上下2段の外周リン
グはその間へ垂直方向に配置した円筒状の外周トラスで
結合されている。前記外周リングの面内に、平面的に見
て格子状に横断する配置で垂直なトラス架構が設置され
ている。下段の外周リングより下方の部分が必要最少限
度に少ない本数の柱で支持されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、平面形状が円形
ないし楕円形状で、直径が少なくとも50m以上、一般
的には90mないし100m程度の規模で、上面(床
面)を大規模な人工地盤として利用でき、或いは上下の
外周リングの間の空間を居住部とか事務所などに利用で
きる、大スパン架構構造物の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】従来、人工地盤を構成するような大スパ
ン架構の構造物は、図4に例示しているように、通例は
平面形状を正方形又は長方形として(いわゆる矩形平面
形状に)構築し、大スパンの矩形床面を支持する構造形
式としては、トラス架構を一方向に、又は格子状に配置
し、その端部を柱で支持する構成とされている(特開平
6−42187号公報記載の発明も参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】大スパン架構構造物の
場合、トラス架構の鉛直変位を低減するためには、トラ
スの剛性を確保すると共に、柱の剛性も確保しなければ
ならない。そのため各トラスの両端の柱は、スパンが長
くなるのに比例して大きな断面が各トラス構面に必要と
なり、それ相当に大型構造となる。
【0004】また、従来の大スパン架構は、平面形状が
正方形ないし長方形であるが故に、架構全体を支持する
柱の本数が多く必要である。何故なら、柱の本数を減ら
して、例えば四隅を4本の柱で支持させるときは、柱で
直接に支持されないトラス架構の端部拘束条件が弱まる
ため、鉛直変位が大きくなってしまい、大スパン架構を
合理的に実現するには技術的な問題が多い。
【0005】本発明の目的は、平面形状が円形若しくは
楕円形或いは長円形状(以下、これらをまとめて円形な
いし楕円形と総称する)で、鉛直変位が少なく、剛性が
高くて安定した大スパン架構の構造物を提供することで
ある。
【0006】本発明の次の目的は、変形しにくい境界部
を構築し、柱剛性に拘わりなく内部の大スパントラス架
構の剛性を発揮させ、下段の外周リングより下方の部分
を少ない本数の柱で支持させることを可能にした大スパ
ン架構の構造物を提供することである。
【0007】本発明の究極の目的は、平面形状が円形な
いし楕円形状の大スパン床に対して、トラス架構を格子
状若しくは放射状に組み合わせ、上・下弦材の位置に上
下2段の外周リングを配置して内部のトラス架構におけ
る端部条件を安定させ、外周部の柱に作用する曲げモー
メントを低減させ、上下2段の外周リングの間に垂直な
円筒状の外周トラス架構を配置することにより下段の外
周リングより下方の部分を少ない本数の柱で支持できる
ように合理的に構築された大スパン架構の構造物を提供
することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めの手段として、請求項1の発明に係る大スパン架構の
構造物は、平面形状が円形ないし楕円形状の外周リング
が上下2段に配置され、これら上下2段の外周リングは
その間へ垂直方向に配置した円筒状の外周トラスで結合
されており、前記外周リングの面内に、平面的に見て格
子状に横断する配置で垂直なトラス架構が設置されてお
り、下段の外周リングより下方の部分が必要最少限度に
少ない本数の柱で支持されていることを特徴とする。
【0009】請求項2記載の発明は、請求項1記載の大
スパン架構の構造物において、格子状配置のトラス架構
は、平面形状が円形ないし楕円形状の外周リングの面内
に1個の中心を有する放射状配置のトラス架構であるこ
とを特徴とする。
【0010】請求項3記載の発明は、請求項1又は2に
記載した大スパン架構の構造物において、上段の外周リ
ングの平面を人工地盤の床面として、又は上下2段の外
周リングの間の空間を居住部等として構成されているこ
とを特徴とする。
【0011】請求項4記載の発明は、請求項1〜3のい
ずれか一に記載した大スパン架構の構造物において、下
段の外周リングより下方の部分が4本の柱で支持されて
いることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施形態】以下に、添付の図面を参照して本発
明の実施形態を説明する。
【0013】図1と図2は、本発明に係る大スパン架構
構造物の実施形態を全体概要として示したものである。
【0014】即ち、平面形状が円形である外周リング1
と2が上下2段に配置され、これら上下2段の外周リン
グ1、2はその間へ垂直方向に配置した円筒状の外周ト
ラス3で結合されている。図示例の場合、円形の外周リ
ング1、2はそれぞれ、具体的には一定長さの直線材を
順に繋いだ多角形というべき形態であり、前記直線材の
各つなぎ位置に垂直な束柱3aを立てることによって上
下の外周リング1、2を結合している。更に面内の対角
線方向に斜材3bをブレースのように組み入れて、前記
した円筒状の外周トラス3が構築されている。
【0015】また、前記外周リング1、2の面内には、
平面的に見て縦、横の格子状に横断する配置で、更に具
体的には外周リング1、2を構成する前記直線材の各繋
ぎ位置に、換言すれば束柱3aを立てた位置毎に接合点
を有する上・下弦材4、5が上下の外周リング1、2の
レベルに水平に配置され、格子の各交点の位置に束柱6
を垂直に立てて前記の上・下弦材4、5が結合されてい
る。更に前記の各束柱6で区画された垂直な各面内に斜
材7をブレースのように組み入れて垂直な格子状トラス
架構10が縦横方向に設置されている。したがって、従
来にない合理的な力学的釣り合いを有する大スパン架構
が実現する。
【0016】即ち、格子状トラス架構10の上・下弦材
4、5のレベルに上下2段の外周リング1、2を配置し
ているので、変形しにくい境界部が構築される。その結
果、外周リング1、2の内部に配置した格子状の大スパ
ントラス架構10の端部拘束条件を安定させることにな
り、同トラス架構10の鉛直方向剛性を確保できるほ
か、長期荷重の鉛直方向変位を低減できる。更に、大ス
パントラス架構10(格子状トラス架構)の両端の柱3
aの剛性差による架構自体の変形への影響が少ない。ま
た、上下2段の外周リング1、2の間へ剛性の高い円筒
状トラス架構3を構築したので、下段の外周リング2よ
り下方の部分を少ない本数の柱8で支持しても、大スパ
ントラス架構10の性能を損なわないのである。
【0017】図1の場合、下段の外周リング2より下方
の部分は、必要最少限度に少ない本数として、外周リン
グ1、2の円周を4等分した位置を、基礎上に建てた4
本の柱8で支持されている(請求項4記載の発明)。
【0018】なお、各柱8に関しては、図示した通りト
ラス構造として構築し、円形の下部外周リング2の円周
を分割するポイントずつ(直線材の接点毎)を支持させ
ている。つまり、図1では、外周リング1,2が直線材
により正十六角形に構築されているので、16ポイント
有るが、そのうちの3ポイントずつを1本の柱8で支持
する構成としている。
【0019】円筒状の外周トラス3自体の剛性を確保す
ると、前記4本の柱8は、円周に対して均等な4等分の
位置から外れた位置でも支持することが可能である。よ
って、敷地の制約条件に対応し易いのである。
【0020】図1のように、柱8のトラスを構成する3
本の鉛直材が相互間に有る程度の傾きを有し、円筒状外
周トラス3の円周部の各ポイントを支持している場合、
水平荷重に対しては、主として柱8の前記鉛直材の軸力
で抵抗し、大きな曲げモーメントが作用しない。よっ
て、柱部材を経済的に設計することが可能であり、合理
的な架構を実現できる。その上、水平荷重時に発生する
引き抜き力を長期荷重時に負担する柱軸力が上回るの
で、浮き上がりの生じない安定した架構でもある。
【0021】この大スパン架構構造物は、具体的に図示
することを省略したが、上段の外周リング1の平面を人
工地盤の床面として(図4参照)、或いは上下2段の外
周リング1、2の間の格子状トラス架構で仕切られた空
間を、人の居住部分とか事務所などとして有効利用する
べく構成される(請求項3に記載した発明)。
【0022】なお、図1には、平面形状が円形の外周リ
ング1、2による実施形態を示したが、この限りではな
い。平面形状が楕円形或いは長円形状の外周リングによ
る実施形態でも同様な作用効果を期待できる。
【0023】次に、本発明の要点は、上述したように、 A.平面形状が円形ないし楕円形状の外周リング1、2
による大スパン床に対して、トラス架構10を縦横の格
子状に配置する。 B.前記格子状トラス10の上・下弦材4、5のレベル
に外周リング1、2を上下2段に配置して変形しにくい
境界部を構築し、内部の大スパントラス架構10(格子
状トラス)の剛性を発揮させる。 C.上下2段の外周リング1、2の間に剛性の高い円筒
状の外周トラス3を構築し、床荷重の偏載荷状態による
若干のアンバランスを吸収すると共に、下段の外周リン
グ2より下方の部分は少ない本数の柱8で支持する。 ことをそれぞれ特徴とするが、前記格子状配置のトラス
架構10はまた、図3Bに示したように、平面形状が円
形ないし楕円形状の外周リング1、2の面内に1個の中
心を有する放射状配置のトラス架構として構築すること
によっても、同様な作用効果を期待することができる
(請求項2記載の発明)。念のため、図3Aには、上記
格子状トラス架構の実施形態を線図で示し、両者の対比
を容易にしている。
【0024】もっとも、平面形状が円形ないし楕円形状
の外周リング1、2による大スパン床に対して、内部の
トラス架構を図3Bのように放射状に配置した場合に
は、床中心部付近での部材の集中度合いが高まるので、
その集中度合いにより生み出される内部空間の制約が格
子状配置の場合に比して大きくなることは否めない。
【0025】
【発明の効果】請求項1〜4に記載した発明に係る大ス
パン架構の構造物によれば、平面形状が円形ないし楕円
形の外周リング1、2を上下2段に配置し、その面内に
トラス架構を配置したので、鉛直変位が少なく、剛性が
高くて安定した大スパン架構の構造物を実現できる。
【0026】また、外周リング1、2によって変形しに
くい境界部を構築したので、外周リングを支持する柱の
剛性に拘わりなく、内部の大スパントラス架構10の剛
性を発揮させることができ、下段の外周リング2より下
方の部分を少ない本数の柱8で支持させることが可能な
大スパン架構の構造物を提供できる。したがって、敷地
の制約条件に対して自在に対応可能である。例えば軌道
の上空に建設するような制約条件の多い敷地にこの大ス
パン架構の人工地盤構造物を構築する場合には、柱の本
数を少なくするという要請に容易に対応できるのであ
る。
【0027】本発明によれば、平面形状が円形ないし楕
円形状の大スパン床に対して、トラス架構10を格子状
若しくは放射状に組み合わせ、その上・下弦材4、5の
位置に上下2段の外周リング1、2を配置して内部のト
ラス架構10における端部条件を安定させ、外周部の柱
3aに作用する曲げモーメントを低減させ、上下2段の
外周リング1、2の間に円筒状の外周トラス架構3を配
置することにより、下段の外周リング2より下方の部分
を少ない本数の柱8で支持できるように合理的に構築さ
れた大スパン架構の構造物を提供する。そして、外周リ
ング1、2と共に構成される円筒状の外周トラス3を、
トラス形状の4本の柱8で支持する架構形式としたの
で、水平荷重時には柱の軸力で抵抗する合理的な部材設
計が可能である。しかも、引き抜き力は常に長期荷重時
の軸力以下となるので、浮き上がりを生じない安定した
構造物を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る大スパン架構構造物の実施形態を
示した斜視図である。
【図2】図1のA−A線矢視図である。
【図3】Aは格子状トラス架構の実施形態,Bは放射状
配置のトラス架構による実施形態をそれぞれ線図で示し
た骨組み図である。
【図4】従来の大スパン架構構造物が人工地盤として利
用されている斜視図である。
【符号の説明】
1 外周リング 2 外周リング 3 円筒状の外周トラス 4 上弦材 5 上弦材 8 柱 10 トラス架構(格子状トラス)
フロントページの続き (72)発明者 油川 真広 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内 (72)発明者 五十嵐 信哉 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中工務店東京本店内 Fターム(参考) 2E163 FA02 FB23 FB32

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】平面形状が円形ないし楕円形状の外周リン
    グが上下2段に配置され、これら上下2段の外周リング
    はその間へ垂直方向に配置した円筒状の外周トラスで結
    合されており、 前記外周リングの面内に、平面的に見て格子状に横断す
    る配置で垂直なトラス架構が設置されており、 下段の外周リングより下方の部分が必要最少限度に少な
    い本数の柱で支持されていることを特徴とする、大スパ
    ン架構の構造物。
  2. 【請求項2】格子状配置のトラス架構は、平面形状が円
    形ないし楕円形状の外周リングの面内に1個の中心を有
    する放射状配置のトラス架構であることを特徴とする、
    請求項1記載の大スパン架構の構造物。
  3. 【請求項3】上段の外周リングの平面を人工地盤の床面
    として、又は上下2段の外周リングの間の空間を居住部
    等として構成されていることを特徴とする、請求項1又
    は2に記載した大スパン架構の構造物。
  4. 【請求項4】下段の外周リングより下方の部分が4本の
    柱で支持されていることを特徴とする、請求項1〜3の
    いずれか一に記載した大スパン架構の構造物。
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