JP2008303651A - 張弦梁屋根 - Google Patents

Abstract

【課題】剛性を確保しつつ、構造材の数量を減らすことのできる張弦梁屋根を提供すること。
【解決手段】本発明の張弦梁屋根１０は、所定の間隔をあけて配置された複数の張弦梁１１と、複数の張弦梁１１上に屋根材として取り付けられ、少なくともハニカムコア５１がアルミニウム又はアルミニウム合金によって成形されたハニカムパネル５０とを備えている。屋根の仕上材として剛性の高いハニカムパネル５０を適用したことで、仕上材であるハニカムパネル５０が構造材としての役割を果たすため、従来、屋根の剛性を確保するために設けられていた大梁の座屈止め、屋根ブレース、小梁等の構造材を不要とすることができる。構造材の数量が減ることで、施工コストを低減させ、且つ、施工性を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、長大スパン構造物に適用される張弦梁屋根に関するものである。

従来、展示会場やイベントホール等に利用される長大スパン構造物の構築技術の一つとして張弦梁構造が知られている。この張弦梁構造は、屋根を構成する大梁の両端部を弦材で連結し、大梁と弦材との間に束材を配したものであり、弦材を緊張させることによって大梁に上方向の反力が付与され、その反力によって屋根の自重及び屋根への積雪などによる荷重を支持するようにしたものである（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２０００−１２９８５９号公報 特開平６−３０７００８号公報

ところで、特許文献１，２に示すような従来の張弦梁構造の屋根（以下、これを「張弦梁」という）の施工に際しては、一般的に、上述した大梁、弦材、束材等の構造材に加えて、大梁の弱軸方向の座屈を防止するための座屈止めや、屋根面の水平剛性を確保するための屋根ブレース、小梁等の構造材を、大梁と大梁との間に配設する必要がある。このため、張弦梁屋根を構成する構造材の数が多く、施工が複雑化し、施工コストが掛かるという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑み、剛性を確保しつつ、構造材の数量を減らすことのできる張弦梁屋根を提供することを目的とする。

本発明の張弦梁屋根は、所定の間隔をあけて配置された複数の張弦梁と、前記複数の張弦梁上に屋根材として取り付けられ、少なくともハニカムコアがアルミニウム又はアルミニウム合金によって成形されたハニカムパネルと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の請求項２の張弦梁屋根は、上記請求項１において、前記屋根材を、互いに隣接する部分が接合された複数のハニカムパネルで構成し、前記複数のハニカムパネルを、前記張弦梁を構成する大梁にボルト接合したことを特徴とする。

また、本発明の請求項３の張弦梁屋根は、上記請求項２において、前記張弦梁を構成する大梁と束材とをボルト接合したことを特徴とする。

本発明の張弦梁屋根によれば、屋根の仕上材として剛性の高いアルミニウムハニカムパネルを適用したことで、仕上材であるアルミニウムハニカムパネルが構造材としての役割を果たすため、従来、屋根の剛性を確保するために設けられていた大梁の座屈止め、屋根ブレース、小梁等の構造材を不要とすることができる。構造材の数量が減ることで、施工コストを低減させ、且つ、施工性を向上させることができる。

以下に、添付図面を参照して、本発明の張弦梁屋根における好適な実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本実施の形態である張弦梁屋根の概略を示す斜視図、図２は、本実施の形態である張弦梁屋根における屋根材の斜視図、図３は、本実施の形態である張弦梁屋根における張弦梁の斜視図である。図１に示すように、所定の距離をあけて対向配置された一対の柱脚１，１が複数組並設され、これら複数の柱脚上に張弦梁屋根１０が支持されている。

図１に示すように、本実施の形態の張弦梁屋根１０は、大梁２０、束材３０及び弦材４０とから構成される張弦梁１１と、この張弦梁１１の上面に取り付けられた屋根材５０とを備えている。

大梁２０は、ウェブの上下端にそれぞれフランジを有するＨ型鋼又は鋼管等の鋼材から構成されるものである。大梁２０は、図３に示すように所定の間隔をあけて配置された一対の柱脚１，１間に架設され、その両側端２１が柱脚１，１上に支持されている。本実施の形態では、一定の間隔をあけて並設された複数対の柱脚１，１間に、それぞれ大梁２０が架設されている。

束材３０は、Ｈ型鋼、鋼管、鋼棒等の鋼材等から構成されるものである。束材３０は、その上端が大梁２０に連結される一方、下端が弦材４０に連結されることによって、大梁１０と弦材３０との間に配置されている。本実施の形態では、大梁２０と弦材４０との間において、複数個の束材３０が所定の間隔ごとに配設してある。

弦材４０は、ワイヤー、鋼棒等の鋼材から構成されるものである。弦材４０は、その両端が大梁２０の両側端２１，２１に連結されるとともに、大梁２０に連結された複数の束材４０の下端部と連結されることにより、大梁２０の両側端２１，２１間に張設されている。この弦材４０の両端をジャッキ等（図示せず）で引き込んで弦材４０に張力を導入することにより、大梁２０に上方向の反力が付与され、その反力によって張弦梁屋根１０の自重及び張弦梁屋根１０への積雪などによる荷重が支持される。なお、図３には明示されていないが、この張弦梁１１は、両側端２１，２１のうち一方が柱脚１に対してローラ支持され、他方がピン支持されている。

上述した張弦梁１１の上面に取付けられる屋根材５０は、図２に示すように、複数のアルミニウムハニカムパネル５０ａから構成されるものである。図４は、本実施の形態において適用対象となるアルミニウムハニカムパネル５０ａの一部を示した斜視図である。このアルミニウムハニカムパネル５０ａは、アルミニウム又はアルミニウム合金によって成形されたハニカムコア５１の両面に、アルミニウム又はアルミニウム合金等によって成形された表面板５２，５２が接合された積層体であり、ハニカムコア５１が空洞を有するために、軽量、且つ、高剛性という特性を有するものである。以下、アルミニウムハニカムパネル５０ａを省略して「ハニカムパネル５０ａ」という。

図２に示すように、ハニカムパネル５０ａは、その長手方向寸法が大梁２０の配置間隔とほぼ等しく形成された矩形状に形成されている。ハニカムパネル５０ａは、２本の大梁２０間に架設され、その両端部が各大梁２０にそれぞれボルト止めされることによって大梁２０に対して固定される。図２に示すように、２本の大梁２０の間において、複数のハニカムパネル５０ａが大梁２０の長手方向に並設され、互いに隣接するパネル同士が連結されることによって一体化され、屋根材５０を構成している。

このハニカムパネル５０ａからなる屋根材５０は、個々のハニカムパネル５０ａが梁弱軸方向の構造材、例えば、大梁２０の座屈を防止するための座屈止めや、屋根面の水平剛性を確保するための屋根ブレース、小梁等の構造材と同等の機能を発揮する。すなわち、ハニカムパネル５０ａは、張弦梁屋根１０の仕上材としての役割と、張弦梁屋根１０の剛性を確保する構造材としての役割を兼ね備えている。

次に、上記構成を有する張弦梁屋根１０の施工方法について簡単に説明する。図５は、本実施の形態である張弦梁屋根１０の施工手順を示す図である。図５に示すように、まず柱脚１の建方を行い、図に示すように所定の間隔ごとに柱脚１を構築する。この柱脚の建方と並行して、張弦梁１１の地組ユニット１２を地組みする。この地組ユニット１２は、大梁２０に束材３０及び弦材４０をそれぞれボルト接合して組立てた２本の張弦梁１１を所定の間隔をあけて配置し、２本の大梁２０間にハニカムパネル５０ａを並設したものを１ユニットとして構成したものである。ハニカムパネル５０ａの両端と大梁２０との接合及びハニカムパネル５０ａの互いに隣接する部分同士の接合はボルト接合とする。次いで、地組ユニット１２における弦材４０の両端をジャッキによって引き込むことにより弦材４０に張力を導入する。弦材４０を緊張させた後、地組ユニット１２をクレーンで吊り上げ、地組ユニット１２を一対の柱脚１，１間に架設する。地組ユニット１２の柱脚１への接合はボルト接合とする。次いで、地組ユニット１２間の繋ぎ部分にハニカムパネル５０ａを配置し、両側の地組ユニット１２の大梁２０にパネルの両端をボルト接合することにより、繋ぎ部分を複数のハニカムパネル５０ａで覆う。以上の手順を経て張弦梁屋根１０が構築される。

なお、２本の大梁２０間にハニカムパネル５０ａを並設する前に弦材４０に張力を導入すると、大梁２０が座屈する虞があるため、弦材４０への張力導入時にはハニカムパネル５０ａを所定ピッチで（例えば柱脚１,１間の距離が７０ｍの場合には１０ｍピッチで）取り付けておく必要がある。

以上説明したように、本実施の形態における張弦梁屋根１０によれば、所定の間隔をあけて配置された複数の張弦梁１１と、これら複数の張弦梁１１上に取り付けられた屋根材５０とを備え、この屋根材５０の構成材料として軽量且つ剛性の高いアルミニウムハニカムパネル５０ａを適用したことで、屋根仕上材であるアルミニウムハニカムパネルが構造材としての役割を果たすため、従来、屋根の剛性を確保するために設けられていた大梁の座屈止め、屋根ブレース、小梁等の構造材を不要とすることができる。構造材の数量が減ることで、施工コストを低減させ、且つ、施工性を向上させることができる。

また、本実施の形態における張弦梁屋根１０によれば、軽量なアルミニウムハニカムパネル５０ａを屋根材として適用したこと、及び、構造材の数量を減らしたことの相乗効果により、屋根の軽量化を図ることができる。

また、本実施の形態における張弦梁屋根１０によれば、柱脚１と大梁２０との接合、ハニカムパネル５０ａの両端部と大梁２０との接合、束材３０の上端部と大梁２０との接合、束材３０の下端部と弦材４０との接合をボルト接合すなわち乾式接合としたので、これらの構造材を他の構造物の施工に転用することが可能となる。また、上記の構造材同士の接合をボルト接合した場合、溶接や接着等による接合方法と比べて、張弦梁屋根１０の組立作業、解体作業あるいは移動作業等が容易であり、工期を短縮することができる。

なお、本実施の形態では、ハニカムパネル５０ａを矩形状に形成したが、三角形等の他の形状に成形したハニカムパネルを適用することも可能である。また、本実施の形態では、ハニカムパネル５０ａにおけるハニカムコア５１の形状を六角形としたが、三角形、四角形、円形、楕円形状等、他の形状のものを適用することも可能である。

以上のように、本発明の張弦梁屋根は、展示会場、イベントホール、廃棄物のクローズド最終処分場等、あらゆる長大スパン構造物に有効に利用することができる。

本発明の実施の形態である張弦梁屋根の斜視図である。 本発明の実施の形態である張弦梁屋根における屋根材の斜視図である。 本発明の実施の形態である張弦梁屋根における張弦梁の斜視図である。 アルミニウムハニカムパネルの一部を示した斜視図である。 本発明の実施の形態である張弦梁屋根の施工手順を示す図である。

符号の説明

１ 柱脚
１０ 張弦梁屋根
１１ 張弦梁
１２ 地組ユニット
２０ 大梁
２１ （大梁の）側端
３０ 束材
４０ 弦材
５０ 屋根材
５０ａ アルミニウムハニカムパネル
５１ ハニカムコア
５２ 表面板

Claims (3)

1. 所定の間隔をあけて配置された複数の張弦梁と、
   前記複数の張弦梁上に屋根材として取り付けられ、少なくともハニカムコアがアルミニウム又はアルミニウム合金によって成形されたハニカムパネルと、
   を備えたことを特徴とする張弦梁屋根。
2. 前記屋根材を、互いに隣接する部分が接合された複数のハニカムパネルで構成し、
   前記複数のハニカムパネルを、前記張弦梁を構成する大梁にボルト接合したことを特徴とする請求項１に記載の張弦梁屋根。
3. 前記張弦梁を構成する大梁と束材とをボルト接合したことを特徴とする請求項２に記載の張弦梁屋根。

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