JP2014066113A - ドーム状構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】柱頭部材を小型化することができるとともに、コネクタを単純化及び小型化することができ、荷重を分散させ、構造安定性が増したドーム状構造物を提供する。
【解決手段】主柱700と、少なくとも１組のビームフレーム部材52の各々の中間位置に固定される第１支持部材810と、その介在するビームフレーム部材52のうち少なくとも１つのビームフレーム部材52の各々の中間位置に固定される第２支持部材812と、一端が主柱700の上端に及び他端が第１支持部材810にそれぞれ固定される少なくとも１組の床梁820と、少なくとも１組の隣接する床梁820間に渡される補助支持部材830とを備え、少なくとも１組の床梁820間には、一端が補助支持部材830に固定され他端が第２支持部材812に固定される少なくとも１つの副床梁840が設けられ、
【選択図】図１３

Description

本発明は、ドーム状に形成されるドーム状構造物に関する。

従来から、略半球形状の外観を有するドーム状構造物として、ジオデシックドーム（あるいはフラードーム）と呼ばれるようなドームがある。具体的にはたとえば三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている３本のフレーム部材と、このフレーム部材の端部同士を連結するための三角形の各頂点に相当する位置に設けられているコネクタとからなる三角形構造体が、複数個、隙間なく立体的に連設されることで、トラス骨格を形成するとともに略半球状（ドーム状）に形成されたものが利用されている。このドーム状構造物は、三角形構造体を連設することにより環状に形成された層構造部を複数、積み重ねた階層構造により形成されている。

この三角形構造体の室外側の面を覆う室外側面状体と、三角形構造体の室内側の面を覆う室内側面状体とが、三角形構造体の内外面に形成されている。この三角形構造体の内部には、断熱材が充填されることにより良好な断熱性能が得られる。このように形成されることにより、フレーム部材が木質であっても充分な強度を発揮するうえ著しく軽量にできる。これにより、ドーム状構造物は、地震や台風等の災害でも容易に倒壊することがない優れた耐震性や、耐風性を確保することができる。
従来、ドーム状構造物は、展示場等の使用目的で比較的、大型の建築物に使用されてきたが、近年、コンパクトな構造で小型の一般住宅としての需要が増加している（たとえば、特許文献１）。

ところで、ドーム状構造物においては、ドーム状の中心の基礎の上面から鉛直上方に向かって柱状の中心柱部材を立設し、この中心柱部材に１個の柱頭部材を設け、この柱頭部材から環状に形成された層構造部の外周へ向かって放射状に複数の床梁を架け渡し、この床梁により２階の床の荷重を支えるものがある。この中心柱部材及び柱頭部材は、建築用鋼材からなり溶接により結合されている。そして、全体として一体からなる主柱が形成されている。

特開２００７−２９１７３１号公報

しかし、上述した特許文献１に示す従来技術では、層構造部の外周のフレーム部材と柱頭部材との間に床梁が渡されて、前記フレーム部材と柱頭部材との間のたとえば床等の鉛直方向の荷重を該床梁で支持している。このようにすると、ドーム状構造物の中心に位置する柱頭部材に多数の床梁の端部が集中する。その柱頭部材の外周に多数の床梁の端部を固定するためには、柱頭部材の寸法が大きくなり、柱頭部材が大型化してしまうという第１の問題点があった。
また、該床梁のうちには、三角形構造体のコネクタに直接、固定されるものがあり、該コネクタの複雑化、大型化を招き、荷重が集中することで構造安定性に欠けるという第２の問題点があった。

請求項１記載の発明は、上記した従来の技術の有する第１及び第２の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、柱頭部材を小型化することができるとともに、コネクタを単純化及び小型化することができ、荷重を分散させ、構造安定性が増したドーム状構造物を提供することができる。
請求項２記載の発明は、上記した請求項１記載の発明の目的に加え、少なくとも床の一部に吹抜を有するドーム状構造物を提供することを目的とする。
請求項３記載の発明は、上記した請求項１又は２に記載の発明の目的に加え、階段等の所定のスペースを収まりよく配置することが可能なドーム状構造物を提供することを目的とする。

請求項４記載の発明は、上記した請求項１、２又は３に記載の発明の目的に加え、確実に柱頭部材を小型化することができるドーム状構造物を提供することを目的とする。

（請求項１）
請求項１記載の発明は、三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている３本のフレーム部材50と、これらのフレーム部材50の端部同士を連結するためのものであって各三角形構造体40の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けられているコネクタ71とから構成される三角形構造体40が、複数個、立体的に連設されることによりドーム状に形成されたドーム状構造物10であって、前記三角形構造体40を連設することにより環状に形成された層構造部Lを複数、積み重ねた階層構造により形成され、前記階層構造は、前記層構造部Lとして、前記三角形の頂点のみで上層と接する前記三角形構造体40（以下、「順三角形構造体42」とする。）と前記三角形の辺をもって前記上層と接する前記三角形構造体40（以下、「逆三角形構造体41」とする。）とが円周上に交互に並んで形成され、前記階層構造の最下層に位置する最下層構造部15aの逆三角形構造体41の上辺に位置する前記フレーム部材50をビームフレーム部材52とし、前記最下層構造部15aの下の基礎30の中心から立設され、かつ、上端が少なくとも前記最下層構造部15aと前記次層構造部14aとの境界の高さまで柱状に立設された主柱700と、１以上の前記ビームフレーム部材52が間に介在する少なくとも１組の前記ビームフレーム部材52の各々の中間位置に固定される第１支持部材810と、その介在する前記ビームフレーム部材52のうち少なくとも１つの前記ビームフレーム部材52の各々の中間位置に固定される第２支持部材812と、一端が前記主柱700の上端に及び他端が前記第１支持部材810にそれぞれ固定される少なくとも１組の床梁820と、少なくとも１組の隣接する前記床梁820間に渡される補助支持部材830とを備え、隣接する前記床梁820のうち少なくとも１組の前記床梁820間には、一端が前記補助支持部材830に固定され他端が前記第２支持部材812に固定される少なくとも１つの副床梁840が設けられ、少なくとも１つの前記ビームフレーム部材52が挟み込まれた少なくとも１組の前記床梁820間には、前記最下層構造部15aの上に隣接する次層構造部14aの床が設けられていることを特徴とする。

本発明では、ビームフレーム部材52と柱頭部材740との間には、床梁820に加えて、床梁820間に渡される補助支持部材830と第２支持部材812との間に副床梁840が設けられている。これにより、中心に位置する柱頭部材740に多数の床梁820の端部が集中することを抑えることができ、柱頭部材740に一端が固定される床梁820の数を少なくすることができる。結果として、柱頭部材740の寸法を小さくすることができ、柱頭部材740を小型化することができる。
床梁820及び副床梁840の端部は、三角形構造体40のコネクタ71に直接、固定されずに、床梁820はビームフレーム部材52の中間位置の第１支持部材810に固定され、副床梁840はビームフレーム部材52の中間位置の第２支持部材812に固定されている。このように、床梁820及び副床梁840の端部をコネクタ71に直接、固定しないことで、ビームフレーム部材52同士を接続するコネクタ71を単純化することができ、荷重を集中させずに分散させ、構造安定性が増すとともにコネクタ71の小型化を図ることができる。

（請求項２）
請求項２記載の発明に係る発明は、上記した請求項１記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。すなわち、少なくとも２つの床梁820間には、前記床が設けられていない吹抜652が形成されていることを特徴とする。
少なくとも２つの床梁820間には、次層構造部14aの床が設けられていない吹抜652が形成されているため、ドーム状構造物10の少なくとも一部に最下層構造部15aと、次層構造部14aとが上下方向に連通する開放的な空間を設けることができる。
（請求項３）
請求項３記載の発明に係る発明は、上記した請求項１又は２に記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。すなわち、少なくとも１つの前記副床梁840は一端が前記補助支持部材830と前記床梁820との接続位置に配置されていることを特徴とする。

少なくとも１つの副床梁840の一端が補助支持部材830と床梁820との接続位置に配置されることで、柱頭部材740から第１支持部材810に向かって放射状に延びる床梁820に対して、副床梁840を所定の角度に配置することができ、階段等の所定のスペースを収まりよく配置することが可能となる。
（請求項４）
請求項４記載の発明に係る発明は、上記した請求項１、２又は３に記載の発明の特徴点に加え、次の点を特徴とする。すなわち、前記床梁820は、最大５つからなることを特徴とする。

床梁820は、最大でも５つとなる。これにより、床梁820の端部が最大でも５つしか集まらず、確実に柱頭部材740を小型化することができる。

本発明は、以上のように構成されているので、以下に記載されるような効果を奏する。
請求項１記載の発明によれば、柱頭部材を小型化することができるとともに、コネクタを単純化及び小型化することができ、荷重を分散させ、構造安定性が増したドーム状構造物を提供することができる。

請求項２記載の発明によれば、上記した請求項１記載の発明の効果に加え、少なくとも床の一部に吹抜を有するドーム状構造物を提供することができる。
請求項３記載の発明によれば、上記した請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、階段等の所定のスペースを収まりよく配置することが可能なドーム状構造物を提供することができる。

請求項４記載の発明によれば、上記した請求項１、２又は３に記載の発明の効果に加え、確実に柱頭部材を小型化することができるドーム状構造物を提供することができる。

本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の三角形構造体を示す外観斜視図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の三角形構造体を示す外観側面図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の三角形構造体を示す外観平面図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物のベースコネクタの外観斜視図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物のビームコネクタの外観斜視図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の５アームコネクタの外観斜視図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の６アームコネクタの外観斜視図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の主柱及び床梁の位置を示す概略側面図である。 本発明の第１の実施の形態の柱脚部であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態の柱本体部であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の第１の実施の形態の柱頭部材であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は縦断面図、（Ｃ）は裏面図である。 本発明の第１の実施の形態であって、主柱を示す外観側面図である。 本発明の第１の実施の形態であって、ドーム状構造物の２階床における柱頭部材、ビームフレーム部材、床梁、副床梁及び根太の配置を示す平面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１支持部材であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１支持部材を取り付けた状態を示すものであって、（Ａ）は外観平面図、（Ｂ）は縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１固定部材であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＰＰ線の断面図、（Ｃ）は正面図、（Ｄ）は側面図である。 本発明の第１の実施の形態の第１固定部材を床梁に取り付けた状態を示すものであって、（Ａ）は外観平面図、（Ｂ）は縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態であって、（Ａ）は第６固定部材の平面図、（Ｂ）は第６固定部材を床梁に取り付けた状態の外観平面図である。 本発明の第１の実施の形態の第２固定部材であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は（Ａ）のＱＱ線の断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第２固定部材を床梁に取り付けた状態を示すものであって、（Ａ）は外観平面図、（Ｂ）は縦断面図である。 本発明の第１の実施の形態の第４固定部材であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＳＳ線の断面図、（Ｃ）は側面図、（Ｄ）は正面図である。 本発明の第１の実施の形態の第４固定部材を補助支持部材に取り付けた状態を示すものであって、（Ａ）は外観平面図、（Ｂ）は縦断面図である。 図１３のＢ部に相当する位置の第２の実施の形態に係る部分であって、（Ａ）は床梁の側面図、（Ｂ）は補助支持部材を床梁に固定しようとしている状態の平面図、（Ｃ）はその断面図である。 図１３のＣ部に相当する位置の第２の実施の形態に係る部分であって、（Ａ）は床梁の側面図、（Ｂ）は補助支持部材を床梁に固定しようとしている状態の平面図、（Ｃ）はその断面図である。 本発明のビームフレーム部材の位置の床梁及び副床梁の種々のバリエーションであって、（Ａ）は２階床を設けずに３６０度の全周囲に吹抜を設けた場合、（Ｂ）は２１６度の角度の吹抜を設けた場合、（Ｃ）は１４４度の角度の吹抜を設けた場合、（Ｄ）は７２度の角度の吹抜を設けた場合、（Ｅ）は階段スペースを除く全面に２階床を設けた場合を示す斜視図である。

（第１の実施の形態）
図１、図２及び図３に示すように、第１の実施の形態に係るドーム状構造物10には、周囲をドーム状（半球状）に覆うドーム壁520が設けられている。
前記ドーム壁520は、三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている３本のフレーム部材50からなる三角形構造体40が複数個、隙間なく立体的に連設されることによりドーム状に形成されている。
このドーム壁520の頂部には、立設壁420及び屋根440を有するキューポラ400が設けられている。この立設壁420が立ち上がる位置は、図１に示すような位置に限定されるものではなく、その位置よりも頂上側又は下方側に変更してもよいものである。
なお、本実施の形態に係るドーム状構造物10は、キューポラ400を有するものに限定されるものではなく、キューポラ400を有さないドーム状構造物10にも適用することができる。

前記ドーム状構造物10は、三角形構造体40を隙間なく連設することにより環状に形成された層構造部Lを５層、積み重ねた階層構造により形成されている。

前記層構造部Lは、最上部に位置する構造部であって同一の球に内接する５個の三角形構造体40を隙間なく五角錐状に組み合わせた第１構造部11を有している。この第１構造部11の上面には、五角筒状のキューポラ400が載置された状態で固定されている。
そして、層構造部Lは、第１構造部11の立設壁420の下側に第１構造部11とは隙間なく連設されるものであって同一の球に内接する１５個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第２構造部12を有している。そして、層構造部Lは、第２構造部12の下側に第２構造部12とは隙間なく連設されるものであって同一の球に内接する２５個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第３構造部13を有している。そして、層構造部Lは第３構造部13の下側に第３構造部13とは隙間なく連設されるものであって同一の球に内接する３０個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第４構造部14を有している。そして、層構造部Lは、第４構造部14の下側に第４構造部14とは隙間なく連設されるものであって３０個の三角形構造体40を隙間なく環状に組み合わせた形状の第５構造部15を有している。

ここで、第５構造部15は、階層構造の層構造部Lの最下層に位置する最下層構造部15aである。また、第４構造部14は、この最下層構造部15aとしての第５構造部15の上に隣接する次層構造部14aである。
前記第５構造部15はコンクリートからなる基礎30（図２参照）の上に固定されている。なお、三角形構造体40の個数は、上述したものに限定されるものではない。具体的にはたとえば第５構造部15に大きな出入り口や開口窓や当該三角形構造体40の室内を拡張する部屋等を設けるような場合には、隣接する複数（たとえば３個）の三角形構造体40を設けずにそのような機能を有するものを拡張して形成してもよい。

本実施の形態では、第２構造部12から第５構造部15までにおいて、同一階層の三角形構造体40は、下側に２つの頂点を有するとともに上側に１つの頂点が配置される順三角形構造体42と、下側に１つの頂点を有するとともに上側に２つの頂点が配置される逆三角形構造体41との２種類の三角形構造体40を有する。順三角形構造体42は、三角形の頂点のみで上層と接するものであり、逆三角形構造体41は、三角形の辺をもって上層と接するものである。すなわち、逆三角形構造体41は、いわゆる「逆三角形」となっている。そして、第２構造部12から第５構造部15までの同一階層の層構造部Lとして、順三角形構造体42と逆三角形構造体41とが円周上に交互に配置された交互層構造部20が形成されている（図２参照）。そして、第１構造部11では、屋根440が５個の順三角形構造体42のみによって形成され、立設壁420が順三角形構造体42の下辺と第２構造部12の逆三角形構造体41の上辺とに挟まれる５個の長方形状のものから形成されている。

本実施の形態では、第１構造部11から第４構造部14までは半径Ｒの同一の球に内接する多数の三角形構造体40から構成されている。また、第５構造部15は同一の円柱に内接する多数の三角形構造体40から構成されている。
前記ドーム状構造物10は、フレーム部材50の端部同士を連結するとともに三角形構造体40の三角形の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けられている固定手段70としてのコネクタ71を備えている。
そして、各三角形構造体40の各辺に相当する位置にそれぞれ設けたフレーム部材50と各三角形構造体40の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けた固定手段70としてのコネクタ71とから、図１に示すドーム状のトラス骨格が構築されている。そして、このドーム状のトラス骨格がドーム状構造物10の構造躯体となる。

前記コネクタ71の材質は金属であり、フレーム部材50の材質は木質である。もちろん、コネクタ71及びフレーム部材50の材質はこれに限定されるものではなく、木質、金属、合成樹脂等の他の材質を採用することもできる。
第５構造部15の下端に設けられるコネクタ71をベースコネクタ72とする（図４参照）。このベースコネクタ72は、第５構造部15の下端の頂点に集まるフレーム部材50の端部同士を２つのアーム72aを介して連結するためのものである（図４参照）。また、ベースコネクタ72は、２本のフレーム部材50の端部同士を連結するための部材として機能するとともに、トラス骨格を基礎30に接合するための部材としても機能する。

前記第４構造部14と第５構造部15との境界線上に設けられるコネクタ71をビームコネクタ73とする（図５参照）。前記ビームコネクタ73は、第４構造部14と第５構造部15との境界線上の頂点に集まる６本のフレーム部材50の端部同士を６つのアーム73aを介して連結するためのものである（図５参照）。
前記ベースコネクタ72及びビームコネクタ73以外のコネクタ71であって、５本のフレーム部材50の端部が集まる位置（５個の三角形構造体40の頂点が集まる位置）に設けられるコネクタ71を５アームコネクタ74とする（図６参照）。この５アームコネクタ74は、その位置に集まる５本のフレーム部材50の端部同士を５つのアーム74aを介して連結するためのものである。

前記ベースコネクタ72及びビームコネクタ73以外のコネクタ71であって、６本のフレーム部材50の端部が集まる位置（６個の三角形構造体40の頂点が集まる位置）に設けられるコネクタ71を６アームコネクタ75とする（図７参照）。この６アームコネクタ75は、その位置に集まる６本のフレーム部材50の端部同士を６つのアーム75aを介して連結するためのものである（図７参照）。なお、ドーム壁520上部の五角形の各頂点部分には、この６アームコネクタ75が配置されてある。また、屋根440の五角形の中心部分には、この５アームコネクタ74が配置され、５個の三角形構造体40を形成する５本のフレーム部材50の端部が集まっている。

図４に示すように、ベースコネクタ72には、２つのアーム72aが設けられている。
図５に示すように、ビームコネクタ73には、６つのアーム73aが設けられている。
図６に示すように、５アームコネクタ74には、５つのアーム74aが設けられている。
図７に示すように、６アームコネクタ75には、６つのアーム75aが設けられている。
図８に示すように、本実施の形態では、第５構造部15の下端を基礎30との接合面とするとともに、第５構造部15の下端付近の位置に１階床654を設け、第５構造部15の上端付近の位置に２階床656を設けている。具体的には、第５構造部15の下端の位置に１階床654を設け、第５構造部15の上端の位置に１階天井662を設けている。さらに、第４構造部14の下端の位置に２階床656を設け、第４構造部14から第１構造部11までの半球状の上面を２階天井664としているものである。

ドーム状構造物10のトラス骨格の中心には、このドーム状構造物10の２階床656を支える主柱700が基礎30の上面から上方に向かって立設されている。この主柱700は、その下端が基礎30の上面に固定されているとともに上端が第４構造部14と第５構造部15との境界線の高さまで至るように立設されている。
前記主柱700は、トラス骨格の中心に位置する基礎30に固定される柱脚部720、及び、上端が第４構造部14と第５構造部15との境界線の高さまで柱状に立設する柱本体部730を有する中心柱部材710と、この中心柱部材710の上端に固定される柱頭部材740とを備えている。

前記柱脚部720は、ドーム状構造物10の略中心の基礎30の上面のアンカーボルト32に固定されるものである（図１２参照）。
前記柱本体部730は、横断面形状が四角形であって木質からなる集成材を用いて形成され、前記柱脚部720及び柱頭部材740は、建築用の鋼材を用いて形成されている。
なお、前記柱本体部730は、第４構造部14と第５構造部15との境界線を越えて、さらに上方に向かって立設するように形成してもよい。
ドーム状構造物10の第４構造部14と第５構造部15との境界線上であって、ビームコネクタ73を結ぶフレーム部材50を、ビームフレーム部材52としている。このビームフレーム部材52は、全体としてドーム状構造物10の周囲に環状に形成されているものである。所定のビームフレーム部材52から主柱700の柱頭部材740には、床梁820が渡されている。

図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、柱脚部720は、四角板状のアンカープレート721と、このアンカープレート721の上面から上方に向かって突出するとともに柱本体部730の下端を固定するための四角筒状の下筒部723とからなる。このアンカープレート721及び下筒部723はいずれも金属鋼板からなり溶接により一体となっている。
前記アンカープレート721の４隅には、ドーム状構造物10の略中心の基礎30の上面のアンカーボルト32（図１２参照）を通すためのアンカー孔722が設けられている。前記下筒部723は、図９（Ｂ）に示すように断面が正方形の柱本体部730の下端を隙間無く差し込んで固定することができるような四角筒状の寸法形状になっている。この下筒部723の対抗する面同士には、同一位置に貫通する柱固定ボルト孔724が前後及び左右に設けられている。この柱固定ボルト孔724は、対抗する面同士では、同一位置であるが、前後と左右とでは、異なる高さの位置に形成されている。この柱固定ボルト孔724は、柱本体部730の下端部が下筒部723内に差し込まれた状態で、柱本体部730の後述する挿通孔731（図１０参照）の位置と整合する位置に形成されている。この柱固定ボルト孔724及び挿通孔731に後述する柱固定ボルト712が差し込まれて反対側から突出する柱固定ボルト712の端部を柱固定ナット714で締め付けることにより、柱脚部720と、柱本体部730の下部とが固定されるものである（図１２参照）。

図１０（Ａ）に示すように柱本体部730は横断面形状が正方形であり、図１０（Ｂ）に示すように上下方向に長尺方向を有する柱状に形成されている。この柱本体部730は、木質からなり、集成材により形成されている。
前記柱本体部730は、その下端を柱脚部720の下筒部723の内部に差し込んだ状態で、その上端が第４構造部14と第５構造部15との境界線の高さに至るような上下方向の長さに設定されている。
図１０（Ｂ）に示すように前記柱本体部730の上端及び下端には、対抗する面（正面及び背面、左側面及び右側面）間に貫通する挿通孔731が形成されている。正面及び背面に貫通する挿通孔731と、左側面及び右側面に貫通する挿通孔731とは、それらの中心軸が互いに直交するとともに高さ方向の位置が異なる位置に形成されている。この柱本体部730の下端の挿通孔731は、柱本体部730の下端を柱脚部720の上面の下筒部723に差し込んだ際に、下筒部723の柱固定ボルト孔724の位置と整合するような位置に形成されている。また、柱本体部730の上端の挿通孔731は、柱本体部730の上端に柱頭部材740の下面の後述する上筒部750（図１１）を被せた際に、上筒部750の柱固定ボルト孔752の位置と整合するような位置に形成されている。

なお、柱本体部730の横断面形状は、正方形に限定されるものではなく、たとえば長方形や、菱形や、円形や、楕円形や、他の多角形等や、その他の任意の形状に形成されてもよい。但し、その際には、柱本体部730の上端が柱頭部材740の下面に差し込み可能で、柱本体部730の下端が柱脚部720の上面に差し込み可能に形成されている必要があるため、その上端及び下端を差し込む先（上筒部750及び下筒部723）の断面形状も当該断面に整合する長方形状となる。その場合、柱本体部730の上端又は下端の正しい差し込み位置から９０度だけ鉛直方向の中心軸に対して右回転又は左回転した誤った差し込みは入らないため、取り付けることができない。これにより、そのような誤った組立作業が行われることを防止することができ、位置決め作業を容易なものにすることができる。

図１１（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、柱頭部材740は、柱本体部730の上方からその上端部に向かって挿入される四角筒状であるとともに柱本体部730の上部に固定される上筒部750と、締結具を挿通可能な貫通孔748を有するとともに上筒部750の上端面に固定される板部742と、この板部742の上面中央から上方へ向かって突出する円筒状の円筒部746と、板部742の上面から上方へ向かって立設しかつ板部742上面の中心から見て円筒部746の外周面から放射状に配置された複数の台形状のフィン745とを有する。これら板部742、円筒部746及びフィン745の材質は、建築用の金属鋼板からなり、溶接により接合されている。

前記上筒部750は、図１１（Ｂ）に示すように、上筒部750と板部742とに囲まれる下方に向かって開口する空間に柱本体部730の上側の端部が隙間無く収まるような寸法形状に形成されている。前記上筒部750の対抗する面同士には、貫通する柱固定ボルト孔752が前後及び左右に設けられている。この柱固定ボルト孔752は、対抗する面同士では、同一位置であるが、前後と左右とでは、異なる高さの位置に形成されている。この柱固定ボルト孔752は、柱本体部730の上端部が上筒部750内に差し込まれた状態で、柱本体部730の挿通孔731（図１０参照）の位置と整合する位置に形成されている。この柱固定ボルト孔752及び挿通孔731に後述する柱固定ボルト712が差し込まれて反対側から突出する柱固定ボルト712の端部を柱固定ナット714で締め付けることにより、柱頭部材740と、柱本体部730の上部とが固定されるものである（図１２参照）。

前記板部742の外周の縁部近傍には、フィン745を配置した位置付近に上下方向に貫通する貫通孔748が形成されている。１つのフィン745を挟むようにして２個の貫通孔748が形成され、５枚のフィン745に対して２個ずつ形成されることで合計１０個の貫通孔748が板部742の周囲に形成されている。
前記床梁820の両端部の板厚方向の中心には、端面から所定の長さの溝である端部スリット801が設けられている（図１２参照）。
前記フィン745は、この端部スリット801に隙間無く差し込み可能な寸法形状に形成されてある。柱頭部材740に固定する床梁820は、端部スリット801がフィン745に入り込むように配置されることで板部742上に仮固定される。床梁820が板部742上に仮固定された状態で板部742の下から木ネジ状の頭部がナットタイプの金物であるラグスクリューボルト749を貫通孔748を介してねじ込むことにより、床梁820が柱頭部材740の板部742上で固定される。
なお、フィン745は、上述したような台形状の形状に限定されるものではなく、長方形状等の他の形状にしてもよい。また、そのフィン745の端部には、縦方向に並んだ複数のボルト孔を設けて、床梁820の端部にも整合する位置にボルト孔を設けて、フィン745と床梁820端部とをボルト等の締結部材により固定してもよい。

なお、この上筒部750は四角筒状であるが特にこの形状に限定されるものではなく、柱本体部730の横断面形状に整合する形状であれば、他の形状のものでもよい。たとえば柱本体部730の横断面形状が円形の場合には、上筒部750及び下筒部723もその円形断面形状に適合した円筒状のものが使用される。
また、上筒部750は、上述したように四角筒状であるが、特に図示していないが、その四角筒状の角部のみが切り取られた４枚の平板が略筒状になって板部742に固定されているようなものでもよい。
更に、柱本体部730を上筒部750及び下筒部723に固定する方法は、本実施の形態のような柱固定ボルト孔752,724及び挿通孔731に柱固定ボルト712及び柱固定ナット714で固定するものに限定されるものではない。たとえば上筒部750及び下筒部723に釘孔を設け、この釘孔から柱本体部730に向かって釘を打ち込むことで固定するようにしてもよい。

前記円筒部746は、フィン745の端面が円筒部746の外周面に当選して溶接しやすいように円筒状に形成されているものである。なお、フィン745の端面を所定角度で形成することにより、フィン745を放射状に配置して外面に溶接可能なものであれば、円筒部746の代わりに、四角筒状のものでもよい。
図１２に示すように、ドーム状構造物10の中心の基礎30の上面にはアンカーボルト32が突出した状態で固定されている。このアンカーボルト32がアンカープレート721のアンカー孔722に通された状態でアンカープレート721が基礎30の上に載置されている。その状態でアンカーボルト32の上端側からアンカーナット33を介してアンカープレート721を基礎30との間で挟み込んで締め付けることにより、柱脚部720が基礎30に固定される。

柱脚部720の下筒部723には柱本体部730の下部が差し込まれている。その状態において、下筒部723の柱固定ボルト孔724及び柱本体部730の挿通孔731に柱固定ボルト712が通されて柱固定ナット714で締め付けられることにより、柱本体部730の下部が柱脚部720に固定されている。
柱本体部730の上部には、柱頭部材740の上筒部750が嵌め込まれている。その状態において、上筒部750の柱固定ボルト孔752及び柱本体部730の挿通孔731に柱固定ボルト712が通されて柱固定ナット714で締め付けられることにより、柱本体部730の上部に柱頭部材740が固定されている。

柱頭部材740のフィン745に後述する床梁820の端部スリット801が嵌め込まれるように床梁820を柱頭部材740の板部742上に載置することで床梁820が仮固定される。その仮固定された状態で板部742の下からラグスクリューボルト749を貫通孔748を介して床梁820にねじ込むことで、床梁820が柱頭部材740に固定される。この床梁820の上面に根太802が渡され、この根太802の上面に２階床656が設けられている。この２階床656は、構造用合板からなるものである。なお、特に図示していないが、２階床656としての構造用合板の上面には、カーペットが張られている。
この主柱700は、図１２の１点鎖線で示される１階床654とは構造的に分離した縁切構造となっている。
図１３に示すように、ビームフレーム部材52のうちの一部には、複数の床梁820の配置に応じて固定される支持部材810が設けられている。この支持部材810は、建築用の鋼材からなり、ビームフレーム部材52の長手方向の中間位置に固定されている。この支持部材810には、２つのビームフレーム部材52が間に介在する５組のビームフレーム部材52の各々に固定される第１支持部材811と、その介在するビームフレーム部材52の１つ又は２つのビームフレーム部材52の各々に固定される第２支持部材812とがある。なお、ビームフレーム部材52や支持部材810の個数は上述したものに限定されるものではない。

前記床梁820は、一端が柱頭部材740に固定され、他端が第１支持部材811にそれぞれ固定され、合計で５つ設けられている。もちろん、床梁820の個数はこれに限定されるものではない（図２５参照）。
複数組（具体的には５組）の隣接する床梁820のうちの一部（具体的には４組）の間には、補助支持部材830が渡されている。
５組の隣接する床梁820間のうち４組の床梁820間には、一端が補助支持部材830に固定され、他端が第２支持部材812に固定される１つ又は２つの副床梁840が設けられている。具体的には、前記４組の床梁820間のうち３組の床梁820間には２つの副床梁840が設けられ、前記４組の床梁820間のうち残りの１組の床梁820間には１つの副床梁840が設けられている。

なお、この第２支持部材812の個数は上述したものに限定されるものではなく、隣接する床梁820間のうち少なくとも１組の床梁820間に設けてあればよいものである。また、副床梁840は、その１組の床梁820間に少なくとも１つ設けてあればよいものである。
ここで、上述した床梁820、補助支持部材830及び副床梁840は、木質からなるものであるが、もちろん、木質に限定されるものではなく、建築用鋼材を用いた金属等の他の材質からなるものでもよい。
本実施の形態では、３組の床梁820間の全面と、１組の床梁820間の一部とには、最下層構造部15a（第５構造部15）の上に隣接する次層構造部14a（第４構造部14）の床（具体的には２階床656）が設けられている。なお、この２階床656を設ける場合には、これに限定されるものではなく、少なくとも１組の床梁820間の一部又は全面に２階床656を設けることができる。

本実施の形態では、図１３に示すように、１５個のビームフレーム部材52のうち、１２個のビームフレーム部材52のそれぞれの中間位置に支持部材810が設けられている。支持部材810を設けるビームフレーム部材52の個数は、上述したものに限定されるものではなく、２階床656を設ける場合には少なくとも２つ以上のビームフレーム部材52の各中間位置に支持部材810が設けてあればよいものである。なお、全部のビームフレーム部材52の各中間位置に支持部材810を設けて階段部804を除く全面に２階床656を形成してもよい。
さらに図１３に示すように、本実施の形態では、多数の木質からなる根太802が床梁820と副床梁840との間上に架け渡されている。本実施の形態では、このように床梁820及び副床梁840間に架け渡した多数の根太802の上に２階床656の下地用のパネル材（図示せず）が張られ、その上に２階床656の仕上げ材が張られている。なお、根太802を形成していない部分の開口は、吹抜652となっているものであり、吹抜652の一部には１階から２階へ上るための階段部804が形成される。

前記補助支持部材830は、木質部材からなり、図１３に示すように隣接する５組の床梁820のうち、４組の床梁820間に渡されている。なお、補助支持部材830は、吹抜652の位置や大きさによって少なくとも１組の床梁820間に渡されてあればよいものであって、最大で５本の床梁820を設けたときに、最大で５組の隣接する床梁820間に補助支持部材830が設けられる。補助支持部材830の端部は、床梁820の途中に固定される第１固定部材850、第２固定部材860、第３固定部材870又は第６固定部材900を介して、床梁820に固定されている。
第１固定部材850、第２固定部材860、第３固定部材870及び第６固定部材900は、いずれも金属からなり、補助支持部材830の端部を床梁820に固定するためのものであって、補助支持部材830の端部を床梁820の両側面に固定するか、一方側の側面だけに固定するか、他方側の側面だけに固定するかの相違を有している。

第１固定部材850は、床梁820の両側面に補助支持部材830の端部を固定するときに用いられるものである（図１６、１７参照）。
第２固定部材860は、床梁820の一方の側面に補助支持部材830の端部を固定するときに用いられるものである（図１９、２０参照）。
第３固定部材870は、床梁820の他方の側面に補助支持部材830の端部を固定するときに用いられるものである。
第６固定部材900は、床梁820の両側面に補助支持部材830の端部を固定するとともにその接続位置で副床梁840の端部を固定するときに用いられるものである（図１８参照）。

本実施の形態では、２階床656に５つの床梁820が柱頭部材740と第１支持部材811との間に渡されている。すなわち、隣接する床梁820の組合せが全部で５組設けられている。具体的には、隣接する床梁820間の角度が７２度のものが５組設けられている。それらの５組は、副床梁840の数により、以下に示すように（Ｘ）、（Ｙ）及び、（Ｚ）の３つのパターンに分類される。
（Ｘ）は、隣接する床梁820の組合せが全部で５組あるうちの３組であって、隣接する床梁820間に２つの副床梁840が設けられている。この床梁820間には、全面に根太802が設けられて全面に２階床656が設けられている。

（Ｙ）は、全５組のうちの１組であって、隣接する床梁820間に１つの副床梁840が設けられている。この隣接する床梁820間には、一部に根太802及び２階床656が設けられるとともに、その他の部分に階段部804と吹抜652とが設けられている。この副床梁840は、一端が補助支持部材830と床梁820との交点となる接続箇所の位置に配置された第６固定部材900に支持され、他端が第２支持部材812に支持されている。なお、この第６固定部材900は、床梁820に支持されるとともに、補助支持部材830及び副床梁840の一端を支持することができるものである（図１８参照）。
（Ｚ）は、全５組のうちの１組であって、隣接する床梁820間には副床梁840が１つも設けられてなく、２階床656は形成されずに吹抜652が形成されている。

もちろん、床梁820及び副床梁840の配置は、上述したものに限定されるものではなく、吹抜652の有無や、配置や大きさにより、種々の配置が可能となるものである。
２階床656を設ける場合には、少なくとも２つの床梁820が必要であり、さらに、隣接する床梁820のうち少なくとも１組の床梁820間には、補助支持部材830が渡されて、その補助支持部材830には、少なくとも１つの副床梁840が設けられる必要がある。
副床梁840の一端を補助支持部材830に固定する際には、補助支持部材830に固定されて副床梁840の一端を支持するための第４固定部材880又は第５固定部材890が用いられる。この第４固定部材880と、第５固定部材890との違いは、いずれも本体が補助支持部材830に固定されている点は共通であるが、副床梁840と補助支持部材830との角度が異なるものである。その他の形状は、寸法は異なるものの概略の構造は第２固定部材860又は第３固定部材870と略同様の構造となるものである。

なお、床梁820及び副床梁840の配置は、図１３に示すものに限定されるものではない。具体的には、例えば、吹抜652の割合が種々異なるようなものでもよく、また階段のみ設けてその他の吹抜652を設けないようにしてもよい。
図１４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）に示すように、第１支持部材811は、縦断面形状が略逆Ｌ字状の第１支持本体部816と、この第１支持本体部816から側方に突出して縦断面形状が逆Ｔ字状の第１載置部818とを有している。第１支持本体部816には、その上面に２個、右側面に４個の固定用の孔817が設けられている。第１載置部818には、その逆Ｔ字状の下部の横部材に２個の固定用の孔817が設けられている。なお、この第１支持部材811と第２支持部材812とは同一の形状からなる。

図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、第１支持本体部816は、ビームフレーム部材52の上方から被せられて、上面及び右側面の孔817からラグスクリューボルト819がねじ込まれることによりビームフレーム部材52に固定される。
床梁820の端面の端部スリット801に、第１載置部818の縦断面が逆Ｔ字状の縦部材が差し込まれ、逆Ｔ字状の横部材の上面に床梁820の端部下面が載置される。その状態でラグスクリューボルト819が第１載置部818の下部の横部材の孔817からねじ込まれることで床梁820が第１支持部材811に固定される。なお、床梁820の代わりに副床梁840を用いるときにも同様である。

床梁820の第１支持本体部816側の端面には、ラグスクリューボルト819の頭部が床梁820の端面に直接、当接しないようにするためにラグスクリューボルト819の頭部が内部に収まる溝状の頭部用スリット806が横方向に形成されている。なお、前記床梁820及び副床梁840の端部や、補助支持部材830の端部には、他の固定箇所においても固定用のラグスクリューボルトの頭部が内部に収まるような上記同様の形状からなる頭部用スリット806がもうけられている。
図１６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第１固定部材850は、縦断面形状がコ字状のものを９０度左回転させた状態の第１固定本体部851と、この第１固定本体部851から右側方（図１６（Ｃ））に突出するとともに縦断面形状が逆Ｔ字状の第１右補助部852と、第１固定本体部851から左側方（図１６（Ｃ））に突出するとともに縦断面形状が逆Ｔ字状の第１左補助部853とを有している。

第１固定本体部851には、上面に２個、左側面に２個、右側面に２個の固定用の孔854が設けられている。第１右補助部852及び第１左補助部853には、その逆Ｔ字状の下部の横部材に２個の固定用の孔854が設けられている。
図１７に示すように、第１固定本体部851は、床梁820の上方から被せられて、上面及び左右側面の孔854からラグスクリューボルト855がねじ込まれることにより床梁820に固定される。ここで、補助支持部材830の端面にも、床梁820の端面と同様の端部スリット801が設けられている。
補助支持部材830の端面の端部スリット801に、第１右補助部852及び第１左補助部853の縦断面が逆Ｔ字状の縦部材が差し込まれ、逆Ｔ字状の横部材の上面に補助支持部材830の下端面が載置される。その状態でラグスクリューボルト855が第１右補助部852及び第１左補助部853の下部の横部材の孔854からねじ込まれることで２つの補助支持部材830が第１固定部材850の両側面に固定される。

図１８（Ａ）に示すように、第６固定部材900は、縦断面形状がコ字状のものを９０度左回転させた状態の第６固定本体部901と、この第６固定本体部901から左側方に突出するとともに縦断面形状が逆Ｔ字状の第６左補助部902と、第６固定本体部901から右側方に突出するとともに縦断面形状が逆Ｔ字状の第６右内補助部903及び第６右外補助部904とを有している。第６右外補助部904は、ドーム状構造物10を組み立てた際、第６右内補助部903よりも外側に位置するものである。第６固定本体部901には上面に３個、左右側面に各３個、固定用の孔905が設けられている。また、第６左補助部902、第６右内補助部903及び第６右外補助部904には、その逆Ｔ字状の下部の横材に２個の固定の孔905が各々設けられている。

図１８（Ｂ）に示すように、第６固定本体部901は、床梁820の上方から被せられる。第６固定本体部901の上面及び左右側面の孔905からラグスクリューボルト（図示せず）がねじ込まれることにより、第６固定本体部901は床梁820に固定される。
補助支持部材830の端面の端部スリット801に、第６左補助部902及び第６右内補助部903の縦断面が逆Ｔ字状の縦部材が差し込まれ、逆Ｔ字状の横部材の上面に補助支持部材830の下端面が載置される。その状態でラグスクリューボルト（図示せず）が第６左補助部902及び第６右内補助部903の下部の横部材の孔905からねじ込まれることで補助支持部材830が第６固定部材900の両側面に固定される。

ここで、副床梁840の端面にも、床梁820の端面と同様の端部スリット801が設けられている。副床梁840の端面の端部スリット801に、第６右外補助部904の縦断面が逆Ｔ字状の縦部材が差し込まれ、逆Ｔ状の横部材の上面に副床梁840の下端面が載置される。その状態で同様にラグスクリューボルト（図示せず）が孔905を介してねじ込まれることにより１つの副床梁840の端部が第６固定部材900の一方の側面に固定される。これにより、第６固定部材900を介して１つの副床梁840の一端が補助支持部材830と床梁820との接続位置に固定される。
図１９（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第２固定部材860は、縦断面形状が逆Ｌ字状の第２固定本体部861と、この第２固定本体部861から右側の側方（図１９（Ａ））に突出するとともに縦断面形状が逆Ｔ字状の第２補助部862とを有している。

第２固定本体部861には、上面に２個、第２補助部862側の側面に２個の固定用の孔864が設けられている。第２補助部862には、その逆Ｔ字状の下部の横部材に２個の固定用の孔864が設けられている。
図２０（Ａ）（Ｂ）に示すように、第２固定本体部861は、床梁820の上方から被せられて、上面及び側面の孔864からラグスクリューボルト865がねじ込まれることにより床梁820に固定される。
副床梁840の端面の端部スリット801に、第２補助部862の縦断面が逆Ｔ字状の縦部材が差し込まれ、逆Ｔ字状の横部材の上面に副床梁840の下端面が載置される。その状態でラグスクリューボルト865が第２補助部862の下部の横部材の孔864からねじ込まれることで副床梁840が補助支持部材830の一方の側面に固定される。

ここで、上述した第２固定部材860では、その第２補助部862が第２固定本体部861の右側面（図１９）から斜めに突出していたが、前記第３固定部材870（図１３）では、第２補助部862に相当するものが第２固定部材860とは反対側の側面から斜めに突出している以外は、同様の構成からなるものである。具体的には、第３固定部材870は、第２固定本体部861の中心を通る縦断面Ｒ（図１９（Ａ））に対して、面対象となる部材となるものであって、詳細な説明は省略する。
図２１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すように、第４固定部材880は、縦断面形状が逆Ｌ字状の第４固定本体部881と、この第４固定本体部881から左側方（図２１（Ａ））に突出するとともに縦断面形状が逆Ｔ字状の第４補助部882（図２１（Ｂ））とを有している。

第４固定本体部881には、上面に２個、左側面に２個の固定用の孔884が設けられている。第４補助部882には、その逆Ｔ字状の下部の横部材に２個の固定用の孔884が設けられている。
図２２（Ａ）（Ｂ）に示すように、第４固定本体部881が補助支持部材830に上方から被せられる。その状態において補助支持部材830の上面及び側面の孔884からラグスクリューボルト885がねじ込まれることにより第４固定部材880が補助支持部材830に固定される。
副床梁840の第４固定本体部881側の端面の端部スリット801に、第４補助部882の縦断面が逆Ｔ字状の縦部材が差し込まれ、逆Ｔ字状の横部材の上面に副床梁840の下端面が載置される。その状態でラグスクリューボルト885が第４補助部882の下部の横部材の孔884からねじ込まれることで副床梁840が第４固定部材880を介して補助支持部材830の一方の側面に固定される。

ここで、上述した第４固定部材880では、その第４補助部882が第４固定本体部881の左側面から斜め手前側（図２１（Ａ））に突出していたが、前記第５固定部材890（図１３）では、第４補助部882に相当するものが前記第第４固定本体部881に相当するものの左側面から斜め奥側に突出している以外は、同様のものである。具体的には、第５固定部材890は、第４固定本体部881の中心を通る平面Ｔ（図２１（Ａ））に対して、面対象となる部材となるものであって、詳細な説明は省略する。
（主柱に関する作用及び効果）
本実施の形態では、図９、図１０及び図１１に示すように、柱脚部720と、柱本体部730と、柱頭部材740とがそれぞれ別個独立に形成され、図１２に示すように、この３つが組み合わされることにより、ドーム状構造物10の中央に基礎30から立設する１本の主柱700が形成される。主柱700は、金属からなる全体として一体ものではなく、３つの異なる部品が組み合わされて形成されている。

ドーム状構造物では、吹抜652を有する間取りや、上層階の床の配置等によってそれぞれに適合する主柱700が必要となる。
一般的にドーム状構造物10の吹抜を含む間取りや入り口の位置や大きさによって、次層構造部14aの床を支持する床梁820及び副床梁840の配置がそれぞれ決定され（図２５参照）、それに伴って、その床梁820及び副床梁840の他端を支持するビームフレーム部材52の支持部材810の配置が決定される。
また、床梁820の配置により、この床梁820の一端が固定される柱頭部材740のフィン745の寸法形状や、配置が決定されている。すなわち、床梁820の配置により、それぞれに対応した柱頭部材740が決定される。

また、柱脚部720は、最終的に床梁820の一端が受ける荷重を支持するものであり、その荷重の大きさに対応して寸法形状が決定される。また、ドーム状構造物10の大きさや、上層階の有無や、支持する荷重の大きさや、上層階の床の高さや位置等により、柱本体部730の長さや断面積が決定される。これらの要因により、柱脚部720及び柱本体部730の寸法形状が決定される。
これらの変動する要因に対して、柱脚部、柱本体部及び柱頭部材が一体となった主柱により対応しようとすると、その一体となった主柱を予め準備するには、柱脚部の種類数と、柱本体部の種類数と、柱頭部材の種類数との積の数の分だけ主柱が必要となる。

本実施の形態では、柱脚部720と、柱本体部730と、柱頭部材740との３つが別体として形成されている。このため、ドーム状構造物10の間取りの位置や大きさや、支持する荷重の大きさや、支持する上層階の床の位置（高さ）等に適合する柱脚部720と、柱本体部730と、柱頭部材740との各部材を組み合わせて用いることができる。結果として、少ない部品点数で多数の異なる主柱を構成することが可能となる。
具体的には、たとえば吹抜652の大きさや配置の相違により４つの柱頭部材740と、長さの異なる３つの柱本体部730と、大きさの異なる２つの柱脚部720とが必要となるような場合を想定する。

従来のように柱頭部材、柱本体部及び柱脚部が一体となった主柱を予め準備しておくときには、合計で２４個（４×３×２）の部品としての一体となった主柱が必要となる。
それに対して、本実施の形態のように、上記３つの部品を組み立てて使用するような場合には、柱頭部材740と柱本体部730と柱脚部720との合計で９個（４＋３＋２）の部品を有していれば全ての組合せに対して対応可能となる。
このように、本実施の形態に係る主柱700では、合計の部品点数を減らすことができる。もちろん、上記部品の個数は、上述したものに限定されるものではなく、他の個数の組合せでもよいものであるが、その場合であっても一体となった主柱よりも合計の部品点数を減らすことができる。

結果として、複数種類のドーム状構造物10において、少ない部品点数で多数の異なる主柱700を構成することが可能となる。これにより、ドーム状構造物10の設計や建築確認申請や管理等において、間取りの相違等により多数の種類の部品が必要であった手間を省くことができ、また、在庫スペースを小さくすることができ、結果として製造コストの低減を図ることができる。

本実施の形態では、柱本体部730を木質としたことにより、金属製からなるものより加工が容易となり、組立現場における寸法調整も組立現場において容易に行うことができ、また、締結部材としての柱固定ボルト712を差し込むための挿通孔731の孔加工等も容易に行うことができる。また、組立現場での孔位置の変更や寸法調整等があった場合でも、柱本体部730が木質であるため組立現場において簡単に孔加工や切断作業ができる。結果として、金属製のものより、原料コスト及び加工コストの低減を図ることができる。

図１２に示すように、板部742の上面には、上方へ向かって突出する円筒部746が設けられている。この円筒部746には、その外周面から放射状に梁固定部としてのフィン745が形成されている。このように形成されることで床梁820の配置に応じて板部742の上面に各床梁820に対応するフィン745を配置することができる。床梁820の端面に設けた端部スリット801にフィン745が差し込まれることで床梁820を円筒部746の回りの板部742に放射状に載置することができる。このフィン745により床梁820の横方向（円筒部746の円周方向）への動きが制限され、板部742により床梁820の下方への動きが制限される。その状態において、板部742の貫通孔748を介して締結具としてのラグスクリューボルト749が下方からねじ込まれることにより床梁820が柱頭部材740に固定される。これにより、床梁820の一端を安定した状態で柱頭部材740に固定することができる。

なお、ここで、上述した実施の形態に係る主柱700では、柱脚部720と、柱本体部730と、柱頭部材740との３つの別体からなる部品を組み立てていたが、特にこれに限定されるものではない。具体的にはたとえば柱脚部720及び柱本体部730を有する中心柱部材710と、柱頭部材740とがそれぞれ別体として形成され、この２つが組み合わされることにより、１本の主柱700が形成されるようにしてもよい。

このようにしても、柱脚部720及び柱本体部730を有する中心柱部材710と、柱頭部材740との２つが別体として形成されていることで、ドーム状構造物10の間取りの位置や大きさや、支持する荷重の大きさや、支持する上層階の床の位置（高さ）等の変動要因に対して、それぞれに適合する中心柱部材710と柱頭部材740とを組み合わせて用いることができる。結果として、柱脚部720及び柱本体部730を有する中心柱部材710と、柱頭部材740とが一体となった主柱700よりも少ない部品点数で多数の異なる主柱700を構成することができ、上述したものと略同様の効果を奏し、結果として製造コストの低減を図ることができる。
（２階床の梁等の構造に関する作用及び効果）
一般的にビームフレーム部材と柱頭部材との間を渡す床梁だけを設けて、ビームフレーム部材と柱頭部材との間のたとえば床等の鉛直方向の荷重を該床梁だけで支持しようとすると、中心に位置する柱頭部材に多数の該床梁の端部が集中する。その柱頭部材の外周に多数の該床梁の端部を固定するためには、柱頭部材の寸法が大きくなり、柱頭部材が大型化してしまう。

これに対して、本実施の形態では、図１３に示すように、ビームフレーム部材52と柱頭部材740との間には、床梁820に加えて、床梁820間に渡される補助支持部材830と第２支持部材812との間に副床梁840が設けられている。これにより、中心に位置する柱頭部材740に多数の床梁820の端部が集中することを抑えることができ、柱頭部材740に一端が固定される床梁820の数を少なくすることができる。結果として、柱頭部材740の寸法を小さくすることができ、柱頭部材740を小型化することができる。
本実施の形態では、図１３に示すように、床梁820及び副床梁840は、ビームコネクタ73に固定されるのではなくビームフレーム部材52の中間位置で第１支持部材811により固定されている。

仮に、床梁及び副床梁の梁をビームコネクタで固定すると、ビームコネクタの１点に、梁（床梁及び副床梁）、ビームフレーム部材及び三角形構造体の他のフレーム部材が集中して、ビームコネクタへの荷重負担が増大する。その結果、強度的にもビームコネクタが大型化することになり、梁（床梁及び副床梁）を支持するためにビームコネクタの構造も複雑化することになる。すなわち、床梁及び副床梁の端部を、三角形構造体のコネクタに直接、固定しようとすると、該コネクタの複雑化、大型化を招き、荷重が集中することで構造安定性に欠けるものとなる。
これに対して本実施の形態では、床梁820及び副床梁840は、ビームコネクタ73に固定されずにビームフレーム部材52の中間位置の支持部材810（第１支持部材811又は第２支持部材812）により固定されている。これにより、ビームコネクタ73へ加わる荷重を分散させて荷重負担を低減させることができ、ビームコネクタ73の小型化、単純化を図ることができる。結果として、ドーム状構造物10全体としての構造的な安定性を増すことができる。

図１３に示すように、本実施の形態では、隣接する３つの床梁820間には、２階床656が設けられていない吹抜652が形成されている。このため、ドーム状構造物10の一部に最下層構造部15a（第５構造部15）と、次層構造部14a（第４構造部14）とが上下方向に連通し、１階と２階とが連通する空間を設けることができる。
なお、吹抜652は上述したものに限定されるものではなく、少なくとも２つの床梁820間の一部又は全部に吹抜652を設けてもよい。
本実施の形態では、図１３に示すように、１つの副床梁840の一端が補助支持部材830と床梁820との接続位置に第６固定部材900を介して配置されている。これにより、柱頭部材740から第１支持部材811に向かって放射状に延びる床梁820に対して、副床梁840を所定の角度に配置することができ、階段部804のスペースをその副床梁840に沿って収まりよく配置することが可能となる。

具体的には、階段部804の横に設けた１つの副床梁840は、第２支持部材812から補助支持部材830に向かって直角となるように配置されている。階段部804に沿う副床梁840が上述したように配置されていることで、階段部804を上り下りする方向に対して、補助支持部材830を直角に配置することができる。これにより、階段部804を上った２階床656の階段部804の最終段の横木を補助支持部材830に沿って平行に設けることができる。これにより、階段部804を収まりよく設けることができる。
なお、本実施の形態では、第６固定部材900を用いることにより、２つの補助支持部材830の端部と、１つの副床梁840の端部とを、床梁820の途中に集めて固定している。これにより、１つの副床梁840の端部が補助支持部材830と床梁820との接続位置に配置されているが、特に第６固定部材900を用いることに限定されるものではなく、他の部材を用いることにより同様の配置とすることもでき、また、特別な金物の部材を用いずにボルト、ネジ又は釘等の締結部材により補助支持部材830や副床梁840の端部を直接、床梁820に固定させてもよいものである。

また、本実施の形態では、副床梁840の一端が補助支持部材830と床梁820との接続位置に配置されている箇所は、ドーム状構造物10全体として１箇所しか設けていないが、特にこれに限定されるものではなく、間取りや階段の個数等により複数箇所設けてもよい。
また、本実施の形態では、吹抜652や間取りの配置等により種々のバリエーションを設けることができるが（図２５参照）、そのような場合でも床梁820は、最大でも５つからなる。これにより、床梁820の端部が最大でも柱頭部材740には５本しか集まらず、確実に柱頭部材740を小型化することができる。
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１３のＢ部で金属金物からなる第２固定部材860により床梁820に補助支持部材830を固定していたが、本実施の形態では、図１３のＢ部に相当する位置で第２固定部材860を用いずに、ボルト911及びナット912により床梁820に直接、補助支持部材830の端部を固定しているものである。

図２３（Ａ）に示すように、床梁820の補助支持部材830を取り付ける側の側面には、側面から見て略正方形状の所定深さに凹んだ固定凹部913と、ボルト911を通すための板厚方向に貫通する４個のボルト用孔914とが設けられている。４個のボルト用孔914のうちの上方の２個のボルト用孔914は、前記固定凹部913に設けられている。
図２３（Ｂ）（Ｃ）に示すように、補助支持部材830の端部には、前記固定凹部913に嵌り込み可能な寸法形状からなるとともに四角板状に突出する固定凸部915が形成されている。また、床梁820のボルト用孔914の位置に対応して、補助支持部材830の端部にも同様のボルト用孔916が形成されている。また、補助支持部材830は床梁820に対して斜めに固定されるため、ボルト用孔916の外側には、ボルト911の頭部が入るための段差状のスペースからなる段差部917が形成されている。補助支持部材830の固定凸部915を床梁820の固定凹部913に差し込み、ボルト用孔914及びボルト用孔916にボルト911を挿入して反対側からナット912で締め付けることにより、補助支持部材830の端部が床梁820の側面に固定される。

これにより、第２固定部材860のような特別な金物を用いなくても補助支持部材830の端部を床梁820の側面に固定することができる。
なお、この第２固定部材860以外の第３固定部材870、第４固定部材880及び第５固定部材890を使用している箇所にも、上述したものと略同様の構造により、特別な金物を用いなくても固定することができる。
（第３の実施の形態）
第１の実施の形態では、図１３のＣ部で金属金物からなる第１固定部材850により床梁820の両側面に補助支持部材830を固定していたが、本実施の形態では、図１３のＣ部で第１固定部材850を用いずに、ボルト921及びナット922により床梁820の両側面に直接、補助支持部材830の端部を固定しているものである。

図２４（Ａ）に示すように、床梁820の補助支持部材830を取り付ける箇所の側面には、側面から見て略正方形状の所定深さに凹んだ固定凹部923と、ボルト921を通すための板厚方向に貫通する４個のボルト用孔924とが設けられている。４個のボルト用孔924のうちの上方の２個のボルト用孔924は、前記固定凹部923に設けられている。なお、本実施の形態では、床梁820の両側面に補助支持部材830の端部を取り付けるため、固定凹部923は両側面に同一形状のものが形成されている（図２４（Ｂ）（Ｃ））。
図２４（Ｂ）（Ｃ）に示すように、床梁820の両側面に固定される補助支持部材830の端部には、前記固定凹部923に嵌り込み可能な寸法形状からなるとともに四角板状に突出する固定凸部925がそれぞれ形成されている。また、床梁820のボルト用孔924の位置に対応して、各補助支持部材830の端部にも同様のボルト用孔926が形成されている。また、各補助支持部材830は床梁820に対して斜めに固定されるため、ボルト用孔926の外側には、ボルト921の頭部が入るための段差状のスペースからなる段差部927が形成されている。補助支持部材830の固定凸部925を床梁820の固定凹部923に差し込み、一方の補助支持部材830のボルト用孔926にボルト921を挿入して床梁820のボルト用孔924に通すとともに、反対側の側面の補助支持部材830のボルト用孔926にまで該ボルト921を通して、ナット922で締め付けることにより、２つの補助支持部材830の端部が床梁820の両側面に同時に固定される。

これにより、第１固定部材850のような特別な金物を用いなくても補助支持部材830の端部を床梁820の両側面に固定することができる。
なお、この第１固定部材850以外の第６固定部材900を使用している箇所にも、上述したものと略同様の構造により、特別な金物を用いなくても固定することができる。
（床梁820及び副床梁840の配置のバリエーション）
図２５（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、床梁820及び副床梁840の配置には、吹抜652の配置や大きさ等の相違により種々のバリエーションがある。
図２５（Ａ）に示すように、床梁820及び副床梁840を１本も渡さず、２階床656を設けずに全周囲に吹抜652を設けることができる。

図２５（Ｂ）に示すように、床梁820を３本設け、階段部804を除いて中心角が２１６度の扇状に吹抜652を設けることができる。
図２５（Ｃ）に示すように、床梁820を４本設け、階段部804を除いて中心角が１４４度の扇状に吹抜652を設けることができる。
図２５（Ｄ）に示すように、床梁820を５本設け、階段部804を除いて中心角が７２度の扇状に吹抜652を設けることができる。
図２５（Ｅ）に示すように、床梁820を５本設け、階段部804を除いた残り全面に２階床を設けることができる。

10 ドーム状構造物 L 層構造部
11 第１構造部 12 第２構造部
13 第３構造部 14 第４構造部
14a 次層構造部 15 第５構造部
15a 最下層構造部 20 交互層構造部
30 基礎 32 アンカーボルト
33 アンカーナット 40 三角形構造体
41 逆三角形構造体 42 順三角形構造体
50 フレーム部材 52 ビームフレーム部材
70 固定手段 71 コネクタ
72 ベースコネクタ 72a アーム
73 ビームコネクタ 73a アーム
74 ５アームコネクタ 74a アーム
75 ６アームコネクタ 75a アーム
400 キューポラ 420 立設壁
440 屋根 520 ドーム壁
652 吹抜 654 １階床
656 ２階床 660 天井
662 １階天井 664 ２階天井
700 主柱 710 中心柱部材
712 柱固定ボルト 714 柱固定ナット
720 柱脚部 721 アンカープレート
722 アンカー孔 723 下筒部
724 柱固定ボルト孔 730 柱本体部
731 挿通孔 740 柱頭部材
742 板部 745 フィン
746 円筒部 748 貫通孔
749 ラグスクリューボルト 750 上筒部
752 柱固定ボルト孔 801 端部スリット
802 根太 804 階段部
806 頭部用スリット 810 支持部材
811 第１支持部材 812 第２支持部材
816 第１支持本体部 817 孔
818 第１載置部 819 ラグスクリューボルト
820 床梁 830 補助支持部材
840 副床梁 850 第１固定部材
851 第１固定本体部 852 第１右補助部
853 第１左補助部 854 孔
855 ラグスクリューボルト 860 第２固定部材
861 第２固定本体部 862 第２補助部
864 孔 865 ラグスクリューボルト
870 第３固定部材 880 第４固定部材
881 第４固定本体部 882 第４補助部
884 孔 885 ラグスクリューボルト
890 第５固定部材 900 第６固定部材
901 第６固定本体部 902 第６左補助部
903 第６右内補助部 904 第６右外補助部
905 孔 911 ボルト
912 ナット 913 固定凹部
914 ボルト用孔 915 固定凸部
916 ボルト用孔 917 段差部
921 ボルト 922 ナット
923 固定凹部 924 ボルト用孔
925 固定凸部 926 ボルト用孔
927 段差部

Claims (4)

1. 三角形の各辺に相当する位置にそれぞれ設けられている３本のフレーム部材と、これらのフレーム部材の端部同士を連結するためのものであって各三角形構造体の各頂点に相当する位置にそれぞれ設けられているコネクタとから構成される三角形構造体が、複数個、立体的に連設されることによりドーム状に形成されたドーム状構造物であって、
   前記三角形構造体を連設することにより環状に形成された層構造部を複数、積み重ねた階層構造により形成され、
   前記階層構造は、前記層構造部として、前記三角形の頂点のみで上層と接する前記三角形構造体（以下、「順三角形構造体」とする。）と前記三角形の辺をもって前記上層と接する前記三角形構造体（以下、「逆三角形構造体」とする。）とが円周上に交互に並んで形成され、
   前記階層構造の最下層に位置する最下層構造部の逆三角形構造体の上辺に位置する前記フレーム部材をビームフレーム部材とし、
   前記最下層構造部の下の基礎の中心から立設され、かつ、上端が少なくとも前記最下層構造部と前記次層構造部との境界の高さまで柱状に立設された主柱と、
   １以上の前記ビームフレーム部材が間に介在する少なくとも１組の前記ビームフレーム部材の各々の中間位置に固定される第１支持部材と、
   その介在する前記ビームフレーム部材のうち少なくとも１つの前記ビームフレーム部材の各々の中間位置に固定される第２支持部材と、
   一端が前記主柱の上端に及び他端が前記第１支持部材にそれぞれ固定される少なくとも１組の床梁と、
   少なくとも１組の隣接する前記床梁間に渡される補助支持部材とを備え、
   隣接する前記床梁のうち少なくとも１組の前記床梁間には、一端が前記補助支持部材に固定され他端が前記第２支持部材に固定される少なくとも１つの副床梁が設けられ、
   少なくとも１つの前記ビームフレーム部材が挟み込まれた少なくとも１組の前記床梁間には、前記最下層構造部の上に隣接する次層構造部の床が設けられていることを特徴とするドーム状構造物。
2. 少なくとも２つの床梁間には、前記床が設けられていない吹抜が形成されていることを特徴とする請求項１記載のドーム状構造物。
3. 少なくとも１つの前記副床梁は一端が前記補助支持部材と前記床梁との接続位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のドーム状構造物。
4. 前記床梁は、最大５つからなることを特徴とする請求項１、２又は３に記載のドーム状構造物。

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