JP2014237991A - 許容される倒壊方向を有する塔状構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】倒壊を許容する方向に塔状構造物を導くことのできる許容される倒壊方向を有する塔状構造物を提供する。【解決手段】複数の主柱材１０１、１０２、１０３、１０４と、主柱材どうしを結合する複数の横架材２５１、２５２、２５３、２５４、２７１、２７２、２７３、２７４とを備え、横架材によって囲まれる架構面２３５、２５５、２７５、２９５と、架構面の上方または下方に隣接する別の架構面とによって境界づけられる層３１５、３３５、３５５、３７５が上下方向に複数重ねて構成される塔状構造物であって、複数の層のうち所定の層３５５において、複数の主柱材のうち、倒壊を許容する方向の主柱材の座屈長さが最も長くなるように補剛材１１、１２、１３、１４が設置される。【選択図】図１

Description

本発明は、許容される倒壊方向を有する塔状構造物に関する。具体的には、万一、設計強度を超える外力を受けた場合に、倒壊する方向が予め設定されている塔状構造物に関する。

鉄塔構造物等の塔状構造物は、風の影響、地震の影響を考慮して設計される。従来より、骨組み構造体において、構造体があらゆる方向の外力に対して剛性を有することが記載された文献がある（特許文献１参照）。塔状構造物において、座屈長さを短くして、小断面であっても十分な座屈強度を確保することが記載された文献がある（特許文献２参照）。ガゼットプレートを用いた構造物の接合構造において、面外座屈、面外変形を抑制することが記載された文献がある（特許文献３参照）。

再表９５／０２１３５１号公報 特開２００６−１９３９０２号公報 特開２００４−３２４２７０号公報

しかしながら、特許文献１〜３のいずれの文献にも、倒壊を許容する方向に塔状構造物を導くことについての記載はない。

本発明は、倒壊を許容する方向に塔状構造物を導くことのできる許容される倒壊方向を有する塔状構造物を提供することを目的とする。

本発明は、複数の主柱材と、前記主柱材どうしを結合する複数の横架材とを備え、前記横架材によって囲まれる架構面と、前記架構面の上方または下方に隣接する別の架構面とによって境界づけられる層が上下方向に複数重ねて構成される塔状構造物であって、前記複数の層のうち所定の層において、前記複数の主柱材のうち、倒壊を許容する方向の主柱材の座屈長さが最も長くなるように補剛材が設置される、許容される倒壊方向を有する塔状構造物に関する。

本発明によれば、倒壊を許容する方向に塔状構造物を導くことができる。

本発明による第１実施形態の塔状構造物を示す概略的立面図である。 許容される倒壊方向を有する層を示す概略的斜視図である。 図２の層において架構面を示す図である。 図２の層を平面的に示す概念図である。 本発明による第２実施形態の塔状構造物の要部を示す概略的斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明による第１実施形態の塔状構造物１を示す。塔状構造物１は、主柱材１００と、横架材２００と、ブレース３００とを備える。ここで、主柱材の符号１００、横架材の符号２００、ブレースの符号３００は、いずれも総称としてのものであり、図中では個別の符号を付す。図１に関する以下の説明において、図示されない部分の符号については、括弧をつけて示す。

主柱材１００は、４本設けられる。４本の主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）は、下端部１１１、１１２、１１３（、１１４）を有する。主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）は、下端部１１１、１１２、１１３（、１１４）から所定の高さに、第１高さ位置１３１、１３２、１３３（、１３４）を有する。下端部１１１、１１２、１１３（、１１４）から第１高さ位置１３１、１３２、１３３（、１３４）までの部分を、第１主柱部材１２１、１２２、１２３（、１２４）と称する。主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）は、第１高さ位置１３１、１３２、１３３（、１３４）から所定の高さに、第２高さ位置１５１、１５２、１５３（、１５４）を有する。第１高さ位置１３１、１３２、１３３（、１３４）から第２高さ位置１５１、１５２、１５３（、１５４）までの部分を、第２主柱部材１４１、１４２、１４３（、１４４）と称する。主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）は、第２高さ位置１５１、１５２、１５３（、１５４）から所定の高さに、第３高さ位置１７１、１７２、１７３（、１７４）を有する。第２高さ位置１５１、１５２、１５３（、１５４）から第３高さ位置１７１、１７２、１７３（、１７４）までの部分を、第３主柱部材１６１、１６２、１６３（、１６４）と称する。主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）は、第３高さ位置１７１、１７２、１７３（、１７４）から所定の高さに、第４高さ位置１９１、１９２、１９３（、１９４）を有する。第３高さ位置１７１、１７２、１７３（、１７４）から第４高さ位置１９１、１９２、１９３（、１９４）までの部分を、第４主柱部材１８１、１８２、１８３（、１８４）と称する。

横架材２００は、主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）の各高さ位置に、それぞれ４本ずつ設けられる。
主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）の第１高さ位置１３１、１３２、１３３（、１３４）には、第１高さの横架材２３１、２３２（、２３３、２３４）が設けられる。横架材２３１の一端部は、主柱材１０１の第１高さ位置１３１に結合される。横架材２３１の他端部は、主柱材１０２の第１高さ位置１３２に結合される。横架材２３２の一端部は、主柱材１０２の第１高さ位置１３２に結合される。横架材２３２の他端部は、主柱材１０３の第１高さ位置１３３に結合される。横架材（２３３）の一端部は、主柱材１０３の第１高さ位置１３３に結合される。横架材（２３３）の他端部は、主柱材（１０４）の第１高さ位置（１３４）に結合される。横架材（２３４）の一端部は、主柱材（１０４）の第１高さ位置（１３４）に結合される。横架材（２３４）の他端部は、主柱材１０１の第１高さ位置１３１に結合される。第１高さの４本の横架材２３１、２３２（、２３３、２３４）によって囲まれる平面を、第１架構面２３５と称する。

主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）の第２高さ位置１５１、１５２、１５３（、１５４）には、第２高さの横架材２５１、２５２（、２５３、２５４）が設けられる。横架材２５１の一端部は、主柱材１０１の第２高さ位置１５１に結合される。横架材２５１の他端部は、主柱材１０２の第２高さ位置１５２に結合される。横架材２５２の一端部は、主柱材１０２の第２高さ位置１５２に結合される。横架材２５２の他端部は、主柱材１０３の第２高さ位置１５３に結合される。横架材（２５３）の一端部は、主柱材１０３の第２高さ位置１５３に結合される。横架材（２５３）の他端部は、主柱材（１０４）の第２高さ位置（１５４）に結合される。横架材（２５４）の一端部は、主柱材（１０４）の第２高さ位置（１５４）に結合される。横架材（２５４）の他端部は、主柱材１０１の第２高さ位置１５１に結合される。第２高さの４本の横架材２５１、２５２（、２５３、２５４）によって囲まれる平面を、第２架構面２５５と称する。

主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）の第３高さ位置１７１、１７２、１７３（、１７４）には、第３高さの横架材２７１、２７２（、２７３、２７４）が設けられる。横架材２７１の一端部は、主柱材１０１の第３高さ位置１７１に結合される。横架材２７１の他端部は、主柱材１０２の第３高さ位置１７２に結合される。横架材２７２の一端部は、主柱材１０２の第３高さ位置１７２に結合される。横架材２７２の他端部は、主柱材１０３の第３高さ位置１７３に結合される。横架材（２７３）の一端部は、主柱材１０３の第３高さ位置１７３に結合される。横架材（２７３）の他端部は、主柱材（１０４）の第３高さ位置（１７４）に結合される。横架材（２７４）の一端部は、主柱材（１０４）の第３高さ位置（１７４）に結合される。横架材（２７４）の他端部は、主柱材１０１の第３高さ位置１７１に結合される。第３高さの４本の横架材２７１、２７２（、２７３、２７４）によって囲まれる平面を、第３架構面２７５と称する。

主柱材１０１、１０２、１０３（、１０４）の第４高さ位置１９１、１９２、１９３（、１９４）には、第４高さの横架材２９１、２９２（、２９３、２９４）が設けられる。横架材２９１の一端部は、主柱材１０１の第４高さ位置１９１に結合される。横架材２９１の他端部は、主柱材１０２の第４高さ位置１９２に結合される。横架材２９２の一端部は、主柱材１０２の第４高さ位置１９２に結合される。横架材２９２の他端部は、主柱材１０３の第４高さ位置１９３に結合される。横架材（２９３）の一端部は、主柱材１０３の第４高さ位置１９３に結合される。横架材（２９３）の他端部は、主柱材（１０４）の第４高さ位置（１９４）に結合される。横架材（２９４）の一端部は、主柱材（１０４）の第４高さ位置（１９４）に結合される。横架材（２９４）の他端部は、主柱材１０１の第４高さ位置１９１に結合される。第４高さの４本の横架材２９１、２９２（、２９３、２９４）によって囲まれる平面を、第４架構面２９５と称する。

ブレース３００は、隣接する２本の主柱材１００および隣接する２本の横架材２００によって囲まれる面に２本ずつ設けられる。但し、最下段については、主柱材１００の接地面を仮想の横架材２００とみなす。
主柱材１０１、１０２の第１主柱部材１２１、１２２と、主柱材１０１、１０２の接地面と、第１高さの横架材２３１とで囲まれる面には、２本のブレース３１１、３２１が設けられる。主柱材１０２、１０３の第１主柱部材１２２、１２３と、主柱材１０２、１０３の接地面と、第１高さの横架材２３２とで囲まれる面には、２本のブレース３１２、３２２が設けられる。主柱材１０３（、１０４）の第１主柱部材１２３（、１２４）と、主柱材１０３（、１０４）の接地面と、第１高さの横架材（２３３）とで囲まれる面には、２本のブレース（３１３、３２３）が設けられる。主柱材（１０４、）１０１の第１主柱部材（１２４、）１２１と、主柱材（１０４、）１０１の接地面と、第１高さの横架材（２３４）とで囲まれる面には、２本のブレース（３１４、３２４）が設けられる。ブレース３１１、３２１、３１２、３２２（、３１３、３２３、３１４、３２４）によって４面を囲まれる高さ空間、換言すれば、接地面から第１架構面２３５までの高さ空間を、第１層３１５と称する。なお、各ブレース３１１、３２１、３１２、３２２（、３１３、３２３、３１４、３２４）の結合の態様については、後述する第３層３５５と同様である。

主柱材１０１、１０２の第２主柱部材１４１、１４２と、第１高さの横架材２３１と、第２高さの横架材２５１とで囲まれる面には、２本のブレース３３１、３４１が設けられる。主柱材１０２、１０３の第２主柱部材１４２、１４３と、第１高さの横架材２３２と、第２高さの横架材２５２とで囲まれる面には、２本のブレース３３２、３４２が設けられる。主柱材１０３（、１０４）の第２主柱部材１４３（、１４４）と、第１高さの横架材（２３３）と、第２高さの横架材（２５３）とで囲まれる面には、２本のブレース（３３３、３４３）が設けられる。主柱材（１０４、）１０１の第２主柱部材（１４４、）１４１と、第１高さの横架材（２３４）と、第２高さの横架材（２５４）とで囲まれる面には、２本のブレース（３３４、３４４）が設けられる。ブレース３３１、３４１、３３２、３４２（、３３３、３４３、３３４、３４４）によって４面を囲まれる高さ空間、換言すれば、第１架構面２３５から第２架構面２５５までの高さ空間を、第２層３３５と称する。なお、各ブレース３３１、３４１、３３２、３４２（、３３３、３４３、３３４、３４４）の結合の態様については、後述する第３層３５５と同様である。

ここでは、第３層３５５について説明する。第３層３５５は、図２に示されているので、図１に加え図２も併せて参照しながら説明する。
主柱材１０１、１０２の第３主柱部材１６１、１６２と、第２高さの横架材２５１と、第３高さの横架材２７１とで囲まれる面には、２本のブレース３５１、３６１が設けられる。ブレース３５１の一端部は、主柱材１０１の第２高さ位置１５１に結合される。ブレース３５１の他端部は、主柱材１０２の第３高さ位置１７２に結合される。ブレース３６１の一端部は、主柱材１０２の第２高さ位置１５２に結合される。ブレース３６１の他端部は、主柱材１０１の第３高さ位置１７１に結合される。
主柱材１０２、１０３の第３主柱部材１６２、１６３と、第２高さの横架材２５２と、第３高さの横架材２７２とで囲まれる面には、２本のブレース３５２、３６２が設けられる。ブレース３５２の一端部は、主柱材１０２の第２高さ位置１５２に結合される。ブレース３５２の他端部は、主柱材１０３の第３高さ位置１７３に結合される。ブレース３６２の一端部は、主柱材１０３の第２高さ位置１５３に結合される。ブレース３６２の他端部は、主柱材１０２の第３高さ位置１７２に結合される。
主柱材１０３、１０４の第３主柱部材１６３、１６４と、第２高さの横架材２５３と、第３高さの横架材２７３とで囲まれる面には、２本のブレース３５３、３６３が設けられる。ブレース３５３の一端部は、主柱材１０３の第２高さ位置１５３に結合される。ブレース３５３の他端部は、主柱材１０４の第３高さ位置１７４に結合される。ブレース３６３の一端部は、主柱材１０４の第２高さ位置１５４に結合される。ブレース３６３の他端部は、主柱材１０３の第３高さ位置１７３に結合される。
主柱材１０４、１０１の第３主柱部材１６４、１６１と、第２高さの横架材２５４と、第３高さの横架材２７４とで囲まれる面には、２本のブレース３５４、３６４が設けられる。ブレース３５４の一端部は、主柱材１０４の第２高さ位置１５４に結合される。ブレース３５４の他端部は、主柱材１０１の第３高さ位置１７１に結合される。ブレース３６４の一端部は、主柱材１０１の第２高さ位置１５１に結合される。ブレース３６４の他端部は、主柱材１０４の第３高さ位置１７４に結合される。
ブレース３５１、３６１、３５２、３６２、３５３、３６３、３５４、３６４によって４面を囲まれる高さ空間、換言すれば、第２架構面２５５から第３架構面２７５までの高さ空間を、第３層３５５と称する。

主柱材１０１、１０２の第４主柱部材１８１、１８２と、第３高さの横架材２７１と、第４高さの横架材２９１とで囲まれる面には、２本のブレース３７１、３８１が設けられる。主柱材１０２、１０３の第４主柱部材１８２、１８３と、第３高さの横架材２７２と、第４高さの横架材２９２とで囲まれる面には、２本のブレース３７２、３８２が設けられる。主柱材１０３（、１０４）の第４主柱部材１８３（、１８４）と、第３高さの横架材（２７３）と、第４高さの横架材（２９３）とで囲まれる面には、２本のブレース（３７３、３８３）が設けられる。主柱材（１０４、）１０１の第４主柱部材（１８４、）１８１と、第３高さの横架材（２７４）と、第４高さの横架材（２９４）とで囲まれる面には、２本のブレース（３７４、３８４）が設けられる。ブレース３７１、３８１、３７２、３８２（、３７３、３８３、３７４、３８４）によって４面を囲まれる高さ空間、換言すれば、第３架構面２７５から第４架構面２９５までの高さ空間を、第４層３７５と称する。なお、各ブレース３７１、３８１、３７２、３８２（、３７３、３８３、３７４、３８４）の結合の態様については、第３層３５５と同様である。

上記のような塔状構造物１において、強度設計上の余裕度が各層の中で最も小さい層（例えば、第３層３５５）に対して、許容される倒壊方向を設定するための座屈止めが施される。図２〜図４は、第３層３３５を示す。図２〜図４を参照して、許容される倒壊方向を設定するための座屈止めについて説明する。

図３において、第２架構面２５５は、比較的密度の細かいドットを付けて示し、第３架構面２７５は、比較的密度の粗いドットを付けて示す。図３に示すように、第３層３３５は、第２架構面２５５と、第３架構面２７５とによって、上下方向に境界づけられる。第２架構面２５５と、第３架構面２７５とは、主柱材１０１、１０２、１０３、１０４の第３主柱部材１６１、１６２、１６３、１６４によって間隔を保持される。

図４において、塔状構造物１が万一倒壊すると仮定した場合に、最もまたは絶対に倒壊させたくない方向を主柱材１０３（第３主柱部材１６３）の方向Ｄ３とし、相対的に倒壊を許容する方向を主柱材１０１（第３主柱部材１６１）の方向Ｄ１とする。この場合、倒壊を許容する方向Ｄ１の主柱材１０１（第３主柱部材１６１）の座屈長さが最も長くなるように補剛材１０が設けられる。ここで、補剛材の符号１０は、総称としてのものであり、図中では個別の符号を付す。
具体的に、第３主柱部材１６１、１６２間には、第１補剛材１１が設けられる。第１補剛材１１の一端部は、第３主柱部材１６１の下端部に結合される。第１補剛材１１の他端部は、第３主柱部材１６２の下端部から第３主柱部材１６２の長さのほぼ１／４の高さに結合される。
第３主柱部材１６２、１６３間には、第２補剛材１２が設けられる。第２補剛材１２の一端部は、第３主柱部材１６２の下端部から第３主柱部材１６２の長さのほぼ１／４の高さに結合される。第２補剛材１２の他端部は、第３主柱部材１６３の下端部から第３主柱部材１６３の長さのほぼ１／２の高さに結合される。
第３主柱部材１６３、１６４間には、第３補剛材１３が設けられる。第３補剛材１３の一端部は、第３主柱部材１６３の下端部から第３主柱部材１６３の長さのほぼ１／２の高さに結合される。第３補剛材１３の他端部は、第３主柱部材１６４の下端部から第３主柱部材１６４の長さのほぼ１／４の高さに結合される。
第３主柱部材１６４、１６１間には、第４補剛材１４が設けられる。第４補剛材１４の一端部は、第３主柱部材１６４の下端部から第３主柱部材１６４の長さのほぼ１／４の高さに結合される。第４補剛材１４の他端部は、第３主柱部材１６１の下端部に結合される。

すなわち、第３主柱部材１６１（主柱材１０１）には、その下端部に、第１補剛材１１および第４補剛材１４が結合される。そのため、第３主柱部材１６１（主柱材１０１）の座屈長さは、変更されない。
これに対して、第３主柱部材１６３（主柱材１０３）には、その下端部から第３主柱部材１６３の長さのほぼ１／２の高さに、第２補剛材１２および第３補剛材１３が結合される。そのため、第３主柱部材１６３（主柱材１０３）の座屈長さは、その下端部から第２補剛材１２および第３補剛材１３の結合部までの長さをとっても、上端部から第２補剛材１２および第３補剛材１３の結合部までの長さをとっても、どちらも約１／２に短縮される。
第３主柱部材１６２（主柱材１０２）には、その下端部から第３主柱部材１６２の長さのほぼ１／４の高さに、第１補剛材１１および第２補剛材１２が結合される。そのため、第３主柱部材１６２（主柱材１０２）の座屈長さは、その上端部から第１補剛材１１および第２補剛材１２の結合部までの長さ（第３主柱部材１６２の長さの約３／４）に短縮される。
第３主柱部材１６４（主柱材１０４）には、その下端部から第３主柱部材１６４の長さのほぼ１／４の高さに、第３補剛材１３および第４補剛材１４が結合される。そのため、第３主柱部材１６４（主柱材１０４）の座屈長さは、その上端部から第３補剛材１３および第４補剛材１４の結合部までの長さ（第３主柱部材１６４の長さの約３／４）に短縮される。

したがって、図４において、塔状構造物１が万一倒壊すると仮定した場合に、最もまたは絶対に倒壊させたくない方向Ｄ３にある第３主柱部材１６３（主柱材１０３）の座屈長さは、最も短い。つまり、最も座屈しにくい。
反対に、相対的に倒壊を許容する方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）の座屈長さは、最も長い。つまり、最も座屈しやすい。
方向Ｄ３、Ｄ１に対して直交する方向Ｄ２、Ｄ４にある第３主柱部材１６２（主柱材１０２）の座屈長さおよび第３主柱部材１６４（主柱材１０４）の座屈長さは、共に、第３主柱部材１６３（主柱材１０３）の座屈長さと、第３主柱部材１６１（主柱材１０１）の座屈長さとの中間にある。

方向Ｄ３にある第３主柱部材１６３を除き、残りの第３主柱部材１６１、１６２、１６４には、テンションワイヤ２０が設けられる。ここで、テンションワイヤの符号２０は、総称としてのものであり、図中では個別の符号を付す。テンションワイヤ２０は、主柱材１０１、１０２、１０４の第２高さ位置１５１、１５２、１５４と第３高さ位置１７１、１７２、１７４との距離が第３主柱部材１６１、１６２、１６４の長さよりも実質的に大きくなることを防止する。
第３主柱部材１６１には、第１テンションワイヤ２１が取り付けられる。第１テンションワイヤ２１の下端部は、主柱材１０１の第２高さ位置１５１に取り付けられる。第１テンションワイヤ２１の上端部は、主柱材１０１の第３高さ位置１７１に取り付けられる。
第３主柱部材１６２には、第２テンションワイヤ２２が取り付けられる。第２テンションワイヤ２２の下端部は、主柱材１０２の第２高さ位置１５２に取り付けられる。第２テンションワイヤ２２の上端部は、主柱材１０２の第３高さ位置１７２に取り付けられる。
第３主柱部材１６４には、第３テンションワイヤ２３が取り付けられる。第３テンションワイヤ２３の下端部は、主柱材１０４の第２高さ位置１５４に取り付けられる。第３テンションワイヤ２３の上端部は、主柱材１０４の第３高さ位置１７４に取り付けられる。

次に、上記のように構成された塔状構造物１の作用について説明する。
塔状構造物１は、設計強度の範囲内の外力を受ける限り、倒壊することなく通常の使用に耐える。塔状構造物１が、万一、例えば巨大地震等で想定を超える外力を受けて倒壊する危険を生じた場合に、塔状構造物１は、つぎのように挙動する。
第３層３５５は、強度設計上の余裕度が各層の中で最も小さい。そのため、塔状構造物１が想定を超える外力を受けて倒壊する危険を生じた場合に、圧縮座屈を起こす可能性が最も高いのは、第３層３５５である。
図４に示すように、第３層３５５において、方向Ｄ３にある第３主柱部材１６３（主柱材１０３）の座屈長さは、最も短く、方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）の座屈長さは、最も長い。そして、方向Ｄ２にある第３主柱部材１６２（主柱材１０２）の座屈長さ、および方向Ｄ４にある第３主柱部材１６４（主柱材１０４）の座屈長さは、両者の中間にある。
そのため、第３層３５５において、圧縮座屈を起こす可能性が最も高いのは、方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）である。したがって、塔状構造物１は、方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）に圧縮座屈が起こるように導かれる。そして、その結果、塔状構造物１は、方向Ｄ１を中心とするある範囲内の方向に倒壊する。

ところで、方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）に圧縮座屈が起きても、塔状構造物１は、少し変形しただけで動き止まり、直ぐには破断しない場合も考えられる。このとき、反対方向（方向Ｄ３）への揺り戻しを受けると、塔状構造物１は、今度は方向Ｄ３に倒壊する危険が生じる。
しかしこの危険は、第１〜３テンションワイヤ２１、２２、２３によって防止される。すなわち、第１テンションワイヤ２１は、主柱材１０１の第２高さ位置１５１と第３高さ位置１７１との距離が第３主柱部材１６１の長さよりも実質的に大きくなる（塔状構造物１がＤ３方向に傾く）ことを防止する。第２テンションワイヤ２２は、主柱材１０２の第２高さ位置１５２と第３高さ位置１７２との距離が第３主柱部材１６２の長さよりも実質的に大きくなる（塔状構造物１がＤ３からややＤ４に振れる方向に傾く）ことを防止する。第３テンションワイヤ２３は、主柱材１０４の第２高さ位置１５４と第３高さ位置１７４との距離が第３主柱部材１６４の長さよりも実質的に大きくなる（塔状構造物１がＤ３からややＤ２に振れる方向に傾く）ことを防止する。
したがって、方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）に圧縮座屈が起きた後、反対方向（方向Ｄ３）への揺り戻しを受けた場合でも、塔状構造物１が方向Ｄ３に倒壊する危険は、回避される。

第１実施形態の塔状構造物１によれば、倒壊を許容する方向Ｄ１にある第３主柱部材１６１（主柱材１０１）の座屈長さを最も長くすることができる。そのため、想定を超える外力が作用して塔状構造物１が倒壊に至ることを避けられない場合に、倒壊を許容する方向Ｄ１に塔状構造物１を導くことができき、したがって、最もまたは絶対に倒壊させたくない方向への倒壊を回避することができる。

図５は、本発明による第２実施形態の塔状構造物２を示す。塔状構造物２は、各層（第３層３５５以外は図示省略）において、ブレース（ブレース３５１、３６１、３５２、３６２、３５３、３６３、３５４、３６４以外は図示省略）の交差部を通る高さ位置に、水平に延びる４本の座屈止め材（座屈止め材４５１、４５２、４５３、４５４以外は図示省略）が既に設置されている。
すなわち、座屈止め材４５１の一端部は、第３主柱部材１６１の中間高さに結合される。座屈止め材４５１の他端部は、第３主柱部材１６２の中間高さに結合される。座屈止め材４５１の中間部は、ブレース３５１、３６１の交差部に結合される。座屈止め材４５２の一端部は、第３主柱部材１６２の中間高さに結合される。座屈止め材４５２の他端部は、第３主柱部材１６３の中間高さに結合される。座屈止め材４５２の中間部は、ブレース３５２、３６２の交差部に結合される。座屈止め材４５３の一端部は、第３主柱部材１６３の中間高さに結合される。座屈止め材４５３の他端部は、第３主柱部材１６４の中間高さに結合される。座屈止め材４５３の中間部は、ブレース３５３、３６３の交差部に結合される。座屈止め材４５４の一端部は、第３主柱部材１６４の中間高さに結合される。座屈止め材４５４の他端部は、第３主柱部材１６１の中間高さに結合される。座屈止め材４５４の中間部は、ブレース３５４、３６４の交差部に結合される。
そのため、塔状構造物２において、各層は、上下２層に分割される。例えば、第３層３５５は、４本の座屈止め材４５１、４５２、４５３、４５４によって囲まれる平面により、上層と下層とに分割される。

上記のような塔状構造物２において、強度設計上の余裕度が各層の上層および下層の中で最も小さい層（例えば、第３層３５５の下層）に対して、許容される倒壊方向を設定するための座屈止めが施される。
具体的に、第３主柱部材１６１、１６２間には、第１補剛材１１が設けられる。第１補剛材１１の一端部は、第３主柱部材１６１の下端部に結合される。第１補剛材１１の他端部は、第３主柱部材１６２の下端部から、第３主柱部材１６２と座屈止め材４５１との結合部までの長さのほぼ１／４の高さに結合される。
第３主柱部材１６２、１６３間には、第２補剛材１２が設けられる。第２補剛材１２の一端部は、第３主柱部材１６２の下端部から、第３主柱部材１６２と座屈止め材４５２との結合部までの長さのほぼ１／４の高さに結合される。第２補剛材１２の他端部は、第３主柱部材１６３の下端部から、第３主柱部材１６３と座屈止め材４５２との結合部までの長さのほぼ１／２の高さに結合される。
第３主柱部材１６３、１６４間には、第３補剛材１３が設けられる。第３補剛材１３の一端部は、第３主柱部材１６３の下端部から、第３主柱部材１６３と座屈止め材４５３との結合部までの長さのほぼ１／２の高さに結合される。第３補剛材１３の他端部は、第３主柱部材１６４の下端部から、第３主柱部材１６４と座屈止め材４５３との結合部までの長さのほぼ１／４の高さに結合される。
第３主柱部材１６４、１６１間には、第４補剛材１４が設けられる。第４補剛材１４の一端部は、第３主柱部材１６４の下端部から、第３主柱部材１６４と座屈止め材４５４との結合部までの長さのほぼ１／４の高さに結合される。第４補剛材１４の他端部は、第３主柱部材１６１の下端部に結合される。
すなわち、第３層３５５の下層において、第１実施形態の塔状構造物１において第３層３５５に施された座屈止めと同様の座屈止めが施される。

上記のように構成された塔状構造物２の作用は、第１実施形態の塔状構造物１の作用と同様であるので、重複する説明を省略する。
また、塔状構造物２の効果は、第１実施形態の塔状構造物１の効果と同様であるので、重複する説明を省略する。

なお、上記の実施形態では、塔状構造物１を４層構造として説明した。しかしながら、塔状構造物は、例えば、５層以上の構造としてもよく、または３層以下の構造としてもよい。

１、２…塔状構造物
１１、１２、１３、１４…補剛材
２１、２２、２３…テンションワイヤ
１０１、１０２、１０３、１０４…主柱材
１６１、１６２、１６３、１６４…主柱部材
２５１、２５２、２５３、２５４、２７１、２７２、２７３、２７４…横架材
２３５、２５５、２７５、２９５…架構面
３１５、３３５、３５５、３７５…層

Claims (4)

1. 複数の主柱材と、前記主柱材どうしを結合する複数の横架材とを備え、前記横架材によって囲まれる架構面と、前記架構面の上方または下方に隣接する別の架構面とによって境界づけられる層が上下方向に複数重ねて構成される塔状構造物であって、
   前記複数の層のうち所定の層において、前記複数の主柱材のうち、倒壊を許容する方向の主柱材の座屈長さが最も長くなるように補剛材が設置される、許容される倒壊方向を有する塔状構造物。
2. 前記倒壊を許容する方向の前記主柱材から、反対側の主柱材に向かって、各主柱材の座屈長さが段階的に短くなるように補剛材が設置される、請求項１に記載の許容される倒壊方向を有する塔状構造物。
3. 前記所定の層において、前記倒壊を許容する方向の前記主柱材の外側に、テンションワイヤが取り付けられる、請求項１または２に記載の許容される倒壊方向を有する塔状構造物。
4. 前記所定の層は、前記複数の層のうち、外力により座屈を受けやすい層が選択される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の許容される倒壊方向を有する塔状構造物。
   

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