JP2016084650A - 膜屋根の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく膜屋根を施工する。【解決手段】枠部材と、張力が付与された状態で前記枠部材に架け渡される複数の張力材により構成されるネット部と、前記ネット部の上面又は下面に取り付けられる外装材と、を備える屋根ユニットを組み立てる工程と、前記屋根ユニットを吊り上げて、建物の屋根躯体部に設けられた開口部に取り付ける工程と、を有する膜屋根の施工方法。【選択図】図３

Description

本発明は、膜屋根の施工方法に関する。

競技場や展示場等の施設の屋根として、膜屋根が広く用いられている。例えば、特許文献１には、屋根面に沿って単位膜を連続して複数配置することにより形成された膜屋根が開示されている。しかし、膜屋根を形成する作業は高所で行われるので、施工効率が悪くなる。

特開２００１−３０３７９７号公報

本発明は係る事実を考慮し、効率よく膜屋根を施工することを課題とする。

第１態様の発明は、枠部材と、張力が付与された状態で前記枠部材に架け渡される複数の張力材により構成されるネット部と、前記ネット部の上面又は下面に取り付けられる外装材と、を備える屋根ユニットを組み立てる工程と、前記屋根ユニットを吊り上げて、建物の屋根躯体部に設けられた開口部に取り付ける工程と、を有する膜屋根の施工方法である。

第１態様の発明では、組み立てた屋根ユニットを吊り上げて、屋根躯体部に設けられた開口部に取り付けることにより、高所で行う作業を減らし、効率よく膜屋根を施工することができる。

また、枠部材により、張力材に働く張力を屋根ユニット内で完結することができるので、屋根ユニットを独立した１つの部材として形状を保持した状態で吊り上げることができる。

第２態様の発明は、第１態様の膜屋根の施工方法において、前記開口部へ向けて構築された傾斜台に沿って前記屋根ユニットを引き上げた後に吊り上げて、前記開口部に取り付ける。

第２態様の発明では、屋根ユニットが取り付けられる開口部の真下以外の位置で組み立てられた屋根ユニットをこの開口部へ移動させることができる。

本発明は上記構成としたので、効率よく膜屋根を施工することができる。

本発明の実施形態に係る建物を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る屋根ユニットを示す平面図である。 本発明の実施形態に係る膜屋根の施工方法を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る膜屋根の施工方法を示す側面図である。 本発明の実施形態に係る脱落防止装置を示す正面図である。

図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る膜屋根の施工方法について説明する。

図１の平面図には、スポーツ施設としての建物１０が示されている。建物１０には、この建物１０の内部に敷設されたフィールド１２及びフィールド１２を取り囲む観覧席１４（図３（ａ）、図４（ａ）を参照のこと）を覆う屋根部１６が設けられている。

屋根部１６は、屋根躯体部１８と、屋根膜２０が開閉する膜屋根部２２と、屋根膜２４、２６、２８、３０、３２が開閉しない膜屋根部３４、３６、３８、４０、４２とを有して構成されている。

膜屋根部２２は、屋根躯体部１８の略中央に配置されており、膜屋根部３４、３６、３８、４０、４２は、膜屋根部２２を取り囲むように配置されている。

膜屋根部３４、３６、３８、４０、４２は、屋根躯体部１８に設けられた開口部に屋根ユニット４４、４６、４８、５０、５２を取り付けることによって構築されている。本実施形態では、小さな屋根ユニットの例として屋根ユニット５０、５２を挙げ、大きな屋根ユニットの例として屋根ユニット４４、４６、４８を挙げている。すなわち、屋根ユニット４４、４６、４８は、屋根ユニット５０、５２よりも屋根膜面積が大きく重い部材になっている。

図２の左半分には屋根ユニット４４を上から見た平面図が示され、右半分には屋根ユニット４４を下から見た平面図が示されている。図２の平面図に示すように、屋根ユニット４４は、コンプレッションリングとなる枠部材５４と、補強部材５６と、ネット部５８と、外装材としての屋根膜２４とを有して構成されている。

枠部材５４は、丸鋼管によって形成された環状の部材である。補強部材５６は、枠部材５４の強度を高めて枠部材５４の形状を保持するために設けられている部材であり、屋根ユニット４４の中央部付近に配置されている。補強部材５６は、丸鋼管によって形成された柱状の部材であり、枠部材５４間の縦方向６０へ複数（本例では、２つ）設けられている。

ネット部５８は、互いに略直交し合うようにそれぞれ複数配置された、Ｈ形鋼６４と張力材としてのケーブル６６とを有して構成されている。Ｈ形鋼６４は、縦方向６０と直交する横方向６２に対して略等間隔になるように、縦方向６０へ配置されている。ケーブル６６は、鋼線からなり、縦方向６０に対して略等間隔になるように、横方向６２へ配置されている。また、ケーブル６６は、張力が付与された状態で枠部材５４間に架け渡されている。

屋根膜２４は、ネット部５８の上面に取り付けられている。なお、屋根膜２４は、ネット部５８の下面に取り付けてもよい。

屋根ユニット４６、４８、５０、５２は、屋根ユニット４４と同じ構成になっている。すなわち、屋根ユニット４６、４８、５０、５２は、補強部材により補強された枠部材にネット部が設けられ、このネット部の上面又は下面に外装材が取り付けられた構成になっている。

ここで、膜屋根の施工方法の例として、組み立てた屋根ユニットを起き上がらせるようにして吊り上げることにより、この屋根ユニットを屋根躯体部に設けられた開口部に取り付ける施工方法（以下、「ウェイクアップ工法」とする）と、組み立てた屋根ユニットを傾斜台に沿って引き上げた後に上方へ吊り上げることにより、この屋根ユニットを屋根躯体部に設けられた開口部に取り付ける施工方法（以下、「レール式リフトアップ工法」とする）について説明する。

本実施形態では、ウェイクアップ工法によって膜屋根部３４の施工が行われ、レール式リフトアップ工法によって膜屋根部４２の施工が行われている。本実施形態では、屋根膜面積が大きく重量が重い屋根ユニットを屋根躯体部に設けられた開口部に取り付けて膜屋根部を施工する例として、ウェイクアップ工法によって屋根ユニット４４を屋根躯体部１８に設けられた開口部６８（図３（ａ）を参照のこと）に取り付けて膜屋根部３４を施工する例を挙げ、屋根膜面積が小さく重量が軽い屋根ユニットを屋根躯体部に設けられた開口部に取り付けて膜屋根部を施工する例として、レール式リフトアップ工法によって屋根ユニット５２を屋根躯体部１８に設けられた開口部７０（図４（ａ）を参照のこと）に取り付けて膜屋根部４２を施工する例を挙げている。

図３（ａ）〜（ｃ）の側面図には、ウェイクアップ工法によって膜屋根部３４が施工される例が示されている。ここでは、屋根躯体部１８に設けられ、フィールド１２を取り囲む観覧席１４の上方に位置する開口部６８に屋根ユニット４４を取り付ける。

膜屋根部３４の施工手順は、まず、図３（ａ）に示すように、観覧席１４上に仮設の架台７２を構築し、この架台７２上で、開口部６８の略真下に配置されるように屋根ユニット４４を組み立てる。すなわち、観覧席１４上で屋根ユニット４４を組み立てる。また、キャットウォークや照明等の設備（不図示）を、屋根ユニット４４に取り付ける。すなわち、ここでは、枠部材５４を組み立てる鉄骨工事、枠部材５４にネット部５８を取り付けてこのネット部５８に屋根膜２４を取り付ける膜工事、及びキャットウォークや照明等の設備を屋根ユニット４４に取り付ける設備工事等が地上作業で行われる。

次に、屋根ユニット４４の端部を、開口部６８付近の屋根躯体部１８に設けられた連結部７４に回転可能にピン連結する。

次に、開口部６８付近の屋根躯体部１８に取り付けられた吊上げ装置としての吊上げジャッキ７６に支持されて吊り下げられたＰＣ鋼より線からなる吊りケーブル７８によって、屋根ユニット４４の外周部の複数個所を吊り支持する。

次に、図３（ｂ）に示すように、吊上げジャッキ７６によって吊りケーブル７８を引き上げることにより、連結部７４を回転軸にして屋根ユニット４４を上方へ回転させて起き上がらせるようにして吊り上げ、屋根ユニット４４を開口部６８へ移動する。

次に、図３（ｃ）に示すように、屋根ユニット４４を開口部６８に取り付ける。

図４（ａ）〜（ｆ）の側面図には、レール式リフトアップ工法によって膜屋根部４２が施工される例が示されている。ここでは、屋根躯体部１８に設けられ、フィールド１２を取り囲む観覧席１４の上方に位置する開口部７０に屋根ユニット５２を取り付ける。

膜屋根部４２の施工手順は、まず、図４（ａ）に示すように、開口部７０へ向けて、フィールド１２上から観覧席１４上に渡って、傾斜台としての仮設の架台８０を構築する。架台８０は、所定の間隔をおいてフィールド１２の上方に略平行に並べられ、略水平に配置されたＨ形鋼からなる一対のレール部材８２Ａ、８２Ｂを備える水平部８６と、レール部材８２Ａ、８２Ｂと同じ間隔をおいて観覧席１４の上方に略平行に並べられ、観覧席１４の傾斜に沿って斜めに配置されたＨ形鋼からなる一対のレール部材８４Ａ、８４Ｂを備える傾斜部８８とを有して構成されている。レール部材８２Ａ、８２Ｂとレール部材８４Ａ、８４Ｂは、上フランジ端部の上面同士が連続するように端部同士がそれぞれ繋げられ、屋根ユニット５２を開口部７０の略真下に導く方向へレール部材８４Ａ、８４Ｂの先端部が向けられている。

次に、水平部８６（レール部材８２Ａ、８２Ｂ）上で、開口部７０の略真下から横方向へずれた位置に配置されるように屋根ユニット５２を組み立てる。すなわち、フィールド１２上で屋根ユニット５２を組み立てる。また、キャットウォークや照明等の設備を、屋根ユニット５２に取り付ける。すなわち、ここでは、屋根ユニット５２を構成する枠部材を組み立てる鉄骨工事、この枠部材にネット部を取り付けてこのネット部に屋根膜３２を取り付ける膜工事、及びキャットウォークや照明等の設備を屋根ユニット５２に取り付ける設備工事等が地上作業で行われる。

次に、屋根ユニット５２の前方（観覧席１４側）左右両端部に脱落防止装置９０をそれぞれ取り付け、屋根ユニットの後方左右両端部に振れ止め装置９２の振れ止めロープ９４をそれぞれ取り付ける。

脱落防止装置９０は、図５の正面図に示すように、屋根ユニット５２が載せられた枕部材９６にピン９８によりピン連結されたガイド部材１００を有して構成されている。脱落防止装置９０は、ガイド部材１００の上下に設けられたガイド部１０２、１０４によりレール８２Ａ，８２Ｂ、８４Ａ、８４Ｂの上フランジ１０６を上下に挟み込むことによって、屋根ユニット５２のレール部材８２Ａ，８２Ｂに沿った横移動、及び屋根ユニット５２のレール部材８４Ａ、８４Ｂに沿った引き上げの際に、屋根ユニット５２がレール部材８２Ａ，８２Ｂ、８４Ａ、８４Ｂから脱落するのを防止するものである。

振れ止め装置９２は、屋根ユニット５２の後方左右両端部に取り付けられた振れ止めロープ９４と、固定ロープ１０８を介してフィールド１２に固定され（図４（ｃ）を参照のこと）、振れ止めロープ９４を引き出し可能に保持するグリップ部１１０とを有して構成されている。

グリップ部１１０は、屋根ユニット５２に取り付けられた振れ止めロープ９４が常に軽く張られた状態を維持するようにして、屋根ユニット５２の移動（屋根ユニット５２のレール部材８２Ａ，８２Ｂに沿った横移動、屋根ユニット５２のレール部材８４Ａ、８４Ｂに沿った引き上げ、及び屋根ユニット５２の上方への吊り上げ）に伴って振れ止めロープ９４を引き出し、屋根ユニット５２が左右又は前後に大きく振れたときに振れ止めロープ９４をロックして屋根ユニット５２の振れを抑制する。

次に、開口部７０付近の屋根躯体部１８に取り付けられた吊上げ装置としての吊上げジャッキ７６に支持されて吊り下げられたＰＣ鋼より線からなる吊りケーブル７８によって、屋根ユニット５２の略四隅を吊り支持する。

次に、図４（ｂ）に示すように、吊上げジャッキ７６によって吊りケーブル７８を引き上げることにより、レール部材８２Ａ、８２Ｂに沿って屋根ユニット５２を横移動させた後に、レール部材８４Ａ、８４Ｂに沿って屋根ユニット５２を引き上げる。ここでは、屋根ユニット５２の前方部（レール部材８４Ａ、８４Ｂの先端部側）と後方部がレール部材８２Ａ、８２Ｂ、８４Ａ、８４Ｂに支持された状態で、屋根ユニット５２が横移動し、引き上げられる。

次に、図４（ｃ）に示すように、レール部材８４Ａ、８４Ｂに沿って屋根ユニット５２を所定位置まで引き上げた後に、脱落防止装置９０を回転軸にして屋根ユニット５２を上方へ回転させて起き上がらせて姿勢を略水平にする。

次に、図４（ｄ）に示すように、屋根ユニット５２の姿勢を略水平に維持した状態で、吊上げジャッキ７６による吊りケーブル７８の引き上げによって、レール部材８４Ａ、８４Ｂに沿って屋根ユニット５２をさらに引き上げ、開口部７０の略真下の位置へ到達させる。ここでは、屋根ユニット５２の前方部のみがレール部材８４Ａ、８４Ｂに支持された状態で、屋根ユニット５２が引き上げられる。

次に、図４（ｅ）に示すように、吊上げジャッキ７６による吊りケーブル７８の引き上げによって屋根ユニット５２を真上に吊り上げ、屋根ユニット５２を開口部７０へ移動する。

次に、図４（ｆ）に示すように、屋根ユニット５２を開口部７０に取り付ける。

次に、本発明の実施形態に係る膜屋根の施工方法の作用と効果について説明する。

本実施形態の膜屋根の施工方法としてのウェイクアップ工法、及びレール式リフトアップ工法では、図３（ａ）〜（ｃ）、及び図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、組み立てた屋根ユニット４４、５２を吊り上げて、屋根躯体部１８に設けられた開口部６８、７０に取り付けることにより、屋根ユニット４４、５２を構成する枠部材を組み立てる鉄骨工事、この枠部材にネット部を取り付けてこのネット部に屋根膜２４、３２を取り付ける膜工事、及びキャットウォークや照明等の設備を屋根ユニット４４、５２に取り付ける設備工事等の膜屋根部３４、４２を構築するために必要な作業の多くを地上で行って、高所で行う作業を減らすことができる。これにより、効率よく膜屋根部３４、４２を施工することができ、労務の平準化、工期の短縮や、施工安全性の向上を図ることができる。また、複数の膜屋根部３４、３６、３８、４０、４２の施工を並行して行うことができるので、屋根部１６の施工効率を高めることができる。

また、屋根ユニット４４、４６、４８、５０、５２は、枠部材により、張力材に働く張力を屋根ユニット４４、４６、４８、５０、５２内で完結することができるので、屋根ユニット４４、４６、４８、５０、５２を独立した１つの部材として形状を保持した状態で吊り上げることができる。例えば、図２に示した屋根ユニット４４の例では、枠部材５４により、張力材としてのケーブル６６に働く張力を屋根ユニット４４内で完結することができるので、屋根ユニット４４を独立した１つの部材として形状を保持した状態で吊り上げることができる。

さらに、本実施形態の膜屋根の施工方法としてのレール式リフトアップ工法では、図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、屋根ユニット５２が取り付けられる開口部７０の真下以外の位置で組み立てられた屋根ユニット５２を、屋根躯体部１８に取り付けられた移動しない吊上げジャッキ７６で開口部７０へ移動させることができる。例えば、本実施形態のような、フィールドを取り囲むように観覧席が敷設されたスポーツ競技場施設の場合、フィールドの平坦な場所で組み立てられた屋根ユニットを、屋根躯体部に設けられ観覧席の上方に位置する開口部に取り付けることができる。

以上、本発明の実施形態について説明した。

なお、本実施形態では、図１に示すように、平面形状が略三角形の屋根ユニット４４、５２によって膜屋根部３４、４２を構築した例を示したが、屋根ユニットは、枠部材が備えられる形状であれば、他の形状であってもよい。

また、本実施形態では、図２に示すように、屋根ユニット４４に備えられる外装材を屋根膜２４とした例を示したが、屋根ユニットに備えられる外装材は、ガラス材やボード材等であってもよい。

さらに、本実施形態では、図２に示すように、ネット部５８を構成する張力材を鋼線からなるケーブル６６とした例を示したが、張力材は、ステンレス鋼線等の他の材質のケーブルとしてもよいし、ロッド部材としてもよい。

また、ネット部は、張力材同士を交差させて形成してもよい。例えば、ケーブル同士を交差させてネット部を形成してもよい。この場合には、交差する両方の張力材に張力を付与した状態で枠部材間に架け渡す。

さらに、本実施形態では、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、膜屋根の施工方法としてのウェイクアップ工法、及びレール式リフトアップ工法において、ＰＣ鋼より線からなる吊りケーブル７８を用いた例を示したが、吊りケーブルは、屋根ユニット４４、５２を吊り支持できれば他の吊り材であってもよい。

また、本実施形態では、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、膜屋根の施工方法としてのウェイクアップ工法、及びレール式リフトアップ工法において、吊上げ装置として吊上げジャッキ７６を用いた例を示したが、吊上げ装置は、吊りケーブル７８を引き上げて屋根ユニット４４、５２を引き上げたり、吊り上げたりできるものであればよい。

さらに、本実施形態では、図４（ｃ）〜（ｆ）に示すように、膜屋根の施工方法としてのレール式リフトアップ工法において、屋根ユニット５２を、上方へ回転させて起き上がらせた略水平の姿勢でレール部材８４Ａ、８４Ｂに沿って所定位置まで引き上げた後に、この屋根ユニット５２を真上に吊り上げて開口部７０に取り付ける例を示したが、屋根ユニット５２の前方部（レール部材８４Ａ、８４Ｂの先端部側）と後方部がレール部材８４Ａ、８４Ｂに支持された状態でレール部材８４Ａ、８４Ｂに沿って屋根ユニット５２を所定位置まで引き上げた後に、屋根ユニット５２を上方へ回転させて起き上がらせて略水平の姿勢にし、この後に屋根ユニット５２を真上に吊り上げて開口部７０に取り付けるようにしてもよい。

また、本実施形態では、図３（ａ）〜（ｃ）、及び図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、ウェイクアップ工法によって屋根ユニット４４を開口部６８に取り付け、レール式リフトアップ工法によって屋根ユニット５２を開口部７０に取り付ける例を示したが、屋根ユニット４４、４６、４８、５０、５２は、ウェイクアップ工法及びレール式リフトアップ工法のどちらの方法で、屋根躯体部１８に設けられた開口部に取り付けてもよい。屋根膜面積が大きく重量が重い屋根ユニットに対しては、屋根ユニットの横移動や引き上げが不要なウェイクアップ工法を用いるのが好ましく、屋根膜面積が小さく重量が軽い屋根ユニットに対しては、仮設の架台の設置手間があまり掛からないレール式リフトアップ工法を用いるのが好ましい。

さらに、本実施形態では、図３（ａ）〜（ｃ）、及び図４（ａ）〜（ｆ）に示すように、ウェイクアップ工法においては、観覧席１４上で屋根ユニット４４を組み立て、レール式リフトアップ工法においては、フィールド１２上で屋根ユニット５２を組み立てる例を示したが、屋根ユニットは、フィールド１２及び観覧席１４のどちらの上で組み立ててもよいし、他の場所（位置）で組み立ててもよい。

また、本実施形態では、膜屋根の施工方法（ウェイクアップ工法、レール式リフトアップ工法）によって施工される建物１０を、フィールド及び観覧席を有するスポーツ施設とした例を示したが、本実施形態の膜屋根の施工方法は、さまざまな用途や規模の建物の施工に適用することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１８ 屋根躯体部
２４、３２ 屋根膜（外装材）
４４、５２ 屋根ユニット
５４ 枠部材
５８ ネット部
６６ ケーブル（張力材）
６８、７０ 開口部
８０ 架台（傾斜台）

Claims (2)

1. 枠部材と、張力が付与された状態で前記枠部材に架け渡される複数の張力材により構成されるネット部と、前記ネット部の上面又は下面に取り付けられる外装材と、を備える屋根ユニットを組み立てる工程と、
   前記屋根ユニットを吊り上げて、建物の屋根躯体部に設けられた開口部に取り付ける工程と、
   を有する膜屋根の施工方法。
2. 前記開口部へ向けて構築された傾斜台に沿って前記屋根ユニットを引き上げた後に吊り上げて、前記開口部に取り付ける請求項１に記載の膜屋根の施工方法。