JP2021075932A - Structure with arch structure and construction method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アーチ構造を有する構造物およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a structure having an arch structure and a method for producing the same.
特許文献1には、平面視矩形状をなす大型建築物の屋根面の骨組み構造であって、上弦材、下弦材、方杖材及び上弦巾止小梁からなる構造が記載されている。上記上弦材は、アーチ状をなしており、その各両端部をスパン方向筋向いの支持体の上端部に亘り架設すると共に、各上弦材はその中央部でX状に交差結合させ、各隣合う上弦材の端部は、前記支持体上端部の同一個所に固定してある。上記下弦材は、対向する支持体上端部における上弦材固定部間に亘り各張設してあり、上記方杖材は、下弦材に沿って所定間隔毎に配置し、隣合う上弦材と下弦材間に張設してあり、上記上弦巾止小梁は、隣合う上弦材間に張設してある。 Patent Document 1 describes a skeleton structure of a roof surface of a large building having a rectangular shape in a plan view, which is composed of an upper chord member, a lower chord member, a cane member, and an upper chord width stop beam. The upper chord member has an arch shape, and each end portion thereof is erected over the upper end portion of the support facing the muscle in the span direction, and each upper chord member is cross-joined in an X shape at the central portion thereof and next to each other. The ends of the matching upper chord members are fixed at the same position on the upper end of the support. The lower chord material is stretched between the upper chord material fixing portions at the upper ends of the opposing supports, and the cane material is arranged along the lower chord material at predetermined intervals, and the upper chord material and the lower chord are adjacent to each other. It is stretched between the timbers, and the upper chord width stop beam is stretched between the adjacent upper chords.
アーチ状の構造を製造するためには、予めアーチ状に加工された部材が用いられ、アーチ状に加工する手間およびコストが発生する。 In order to manufacture an arch-shaped structure, a member that has been processed into an arch-shaped structure in advance is used, and labor and cost for processing the arch-shaped structure are required.
本発明の一態様は、アーチ構造の長手方向に平行に直線状に延びた複数の第1の部材と、アーチ構造の幅方向に直線状に延び、複数の第1の部材の上に支持された第2の部材とをそれぞれ含む複数のサブフレームを用いてアーチ構造を含む構造物を製造する方法である。この方法は、以下の工程を含む。
1.第1のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームに隣接する第2のサブフレームの複数の第1の部材の端部を搭載すること。
2.第2のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームの複数の第1の部材の端部を搭載すること。
幅方向に延びた第2の部材の上に、第1の部材の端部を搭載することにより、直線状に延びた第1の部材を組み合わせてアーチ構造を製造できる。
One aspect of the present invention is a plurality of first members extending linearly parallel to the longitudinal direction of the arch structure and a plurality of first members extending linearly in the width direction of the arch structure and supported on the plurality of first members. This is a method of manufacturing a structure including an arch structure by using a plurality of subframes including a second member. This method includes the following steps.
1. 1. On the second member of the first subframe, the ends of a plurality of first members of the second subframe adjacent to the first subframe are mounted.
2. To mount the ends of a plurality of first members of the first subframe on the second member of the second subframe.
By mounting the end portion of the first member on the second member extending in the width direction, the arch structure can be manufactured by combining the first member extending linearly.
この方法は、第2のサブフレームの第2の部材の上に、第2のサブフレームに隣接する第3のサブフレームの複数の第1の部材の端部を搭載することと、第3のサブフレームの第2の部材の上に、第2のサブフレームの複数の第1の部材の端部を搭載することとをさらに有していてもよい。直線状に延びた多数の第1の部材を組み合わせることにより、より大きなアーチ構造を実現できる。 In this method, the ends of a plurality of first members of the third subframe adjacent to the second subframe are mounted on the second member of the second subframe, and the third It may further include mounting the ends of a plurality of first members of the second subframe on top of the second member of the subframe. A larger arch structure can be realized by combining a large number of linearly extending first members.
この方法は、第2のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームの複数の第1の部材の端部と第3のサブフレームの複数の第1の部材の端部とを向い合せて搭載することをさらに有していてもよい。第2のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームの複数の第1の部材の端部と第3のサブフレームの複数の第1の部材の端部とが交差するように搭載してもよい。さらに、この方法は、複数のサブフレームを用いて製造されたアーチ構造を支柱に搭載することを有していてもよい。 This method involves, on top of the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the first subframe and the ends of the plurality of first members of the third subframe. May further have to be mounted facing each other. On top of the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the first subframe and the ends of the plurality of first members of the third subframe intersect. It may be mounted on. Further, this method may include mounting an arch structure manufactured using a plurality of subframes on a strut.
本発明の他の態様の1つは、アーチ構造を含む構造物である。この構造物は、複数のサブフレームを有し、第1のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームに隣接する第2のサブフレームの複数の第1の部材の端部が搭載され、第2のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームの複数の第1の部材の端部が搭載されている。この構造物は、第2のサブフレームの第2の部材の上に、第2のサブフレームに隣接する第3のサブフレームの複数の第1の部材の端部が搭載され、第3のサブフレームの第2の部材の上に、第2のサブフレームの複数の第1の部材の端部が搭載されていてもよい。第2のサブフレームの第2の部材の上に、第1のサブフレームの複数の第1の部材の端部と第3のサブフレームの複数の第1の部材の端部とが向い合せで搭載されていてもよい。また、構造物は、アーチ構造を搭載した支柱を有していてもよい。 One of the other aspects of the present invention is a structure including an arch structure. This structure has a plurality of subframes, and on the second member of the first subframe, the ends of the plurality of first members of the second subframe adjacent to the first subframe. Is mounted, and the ends of a plurality of first members of the first subframe are mounted on the second member of the second subframe. In this structure, the ends of a plurality of first members of the third subframe adjacent to the second subframe are mounted on the second member of the second subframe, and the third subframe is mounted. The ends of the plurality of first members of the second subframe may be mounted on the second member of the frame. On top of the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the first subframe and the ends of the plurality of first members of the third subframe face each other. It may be installed. Further, the structure may have a support column on which an arch structure is mounted.
図1に、アーチ構造を含む構造物の一例としてガーデンアーチ、フラワーアーチ、ガーデンゲートなどと称されることがあるアーチ状(弓形)の上部を備えた構造物の一例を示している。図2に、構造物の外観を斜視図により示している。この構造物1は、複数のサブフレーム10がアーチ状に組み合わされた上部構造(アーチ構造)2と、アーチ構造2を支持する支柱5とを含む。構造物1には、ウェルカムボード4やフラワーポットなどの装飾物を取り付けてもよく、構造物1を、ばらや様々な蔓性の植物の支柱などとして使用してもよい。アーチ構造2に、さらに、屋根板を取り付けて構造物1の内部を様々な目的のための空間として使用してもよい。
FIG. 1 shows an example of a structure having an arch-shaped (bow-shaped) upper part, which is sometimes called a garden arch, a flower arch, a garden gate, or the like as an example of a structure including an arch structure. FIG. 2 shows the appearance of the structure in a perspective view. The structure 1 includes a superstructure (arch structure) 2 in which a plurality of
図3に、アーチ構造2を含む構造物1を製造する方法を示している。アーチ構造2は、複数のサブフレーム10を用いて組み立てられる。それぞれのサブフレーム10は、アーチ構造2の長手方向に平行に直線状に延びた複数の第1の部材11と、アーチ構造2の幅方向に直線状に延び、複数の第1の部材11の上に支持された第2の部材12と含む。本例のサブフレーム10は、平行に配置された3本の第1の部材11と、それら第1の部材11の中央を横断し、第1の部材11を一体に接続する第2の部材12とを含む。これらの第1の部材11および第2の部材12は典型的には、木材(角材)により形成できる。第1の部材11および第2の部材12は、樹脂、アルミニウムなどの他の軽量な材料を用いて形成されてもよい。
FIG. 3 shows a method of manufacturing the structure 1 including the
図3(a)に示すように、第1のサブフレーム10aの第2の部材12の上に、第1のサブフレーム10aに隣接する第2のサブフレーム10bの複数の第1の部材11の端部11eを搭載する(ステップ1)。このステップと同時に、または前後して、第2のサブフレーム10bの第2の部材12の上に、第1のサブフレーム10aの複数の第1の部材11の端部11eを搭載する(ステップ2)。第1の部材11の端部11eは、第2の部材12の上から反対側にはみ出していて組み立てられてもよい。第1の部材11の端部11eは、第2の部材12の上に収まる、または、以下のステップにおいて反対側から搭載される第1の部材11の端部11eとともに第2の部材12の上に収まるように組み立てられてもよい。第1の部材11の端部11eは、第2の部材12の上に、ねじ、釘などの治具(金具)を用いて固定されてもよく、接着剤により固定されてもよい。
As shown in FIG. 3A, on the
次に、図3(b)に示すように、第2のサブフレーム10bの第2の部材12の上に、第2のサブフレーム10bに隣接する第3のサブフレーム10cの複数の第1の部材11の端部11eを搭載する(ステップ3)。このステップと同時に、または前後して、第3のサブフレーム10cの第2の部材12の上に、第2のサブフレーム10bの複数の第1の部材11の端部11eを搭載する(ステップ4)。
Next, as shown in FIG. 3B, a plurality of first members of the
上記のステップ3において、第2のサブフレーム10bの第2の部材12の上に、第1のサブフレームの複数の第1の部材11の端部11eと第3のサブフレーム10cの複数の第1の部材11の端部11eとを向い合せて搭載してもよい。図3(c)に示すように、第2のサブフレーム10bの第2の部材12の上に、第1のサブフレーム10aおよび第3のサブフレーム10cの第1の部材11の端部11eが突き合わされるように搭載され、アーチ構造2が組み立てられる。さらに、第3のサブフレーム10cの第2の部材12の上に、第3のサブフレーム10cに隣接する第4のサブフレーム10dの複数の第1の部材11の端部11eを搭載し、同時に、または前後して、第4のサブフレーム10dの第2の部材12の上に、第3のサブフレーム10cの複数の第1の部材11の端部11eを搭載するステップを繰り返すことにより、さらに長いアーチ構造2を形成(製造)することができる。
In step 3 above, on the
このように、複数のサブフレーム10を隣接するサブフレーム10の中央の第2の部材12の上に、長手方向の第1の部材11の端部11eが搭載されるように相互に組み合わせることにより、サブフレーム10同士が長手方向(第1の部材11の方向)に角度をもって組み立てられる。すなわち、第1のサブフレーム10aの第2の部材12の上に、隣接する第2のサブフレーム10bの複数の第1の部材11の端部11eが搭載され、第2のサブフレーム10bの第2の部材12の上に、第1のサブフレーム10aの複数の第1の部材11の端部11eを搭載することにより第1のサブフレーム10aおよび第2のサブフレーム10bが所定の角度θで傾いて組み立てられる。例えば、第1の部材11の高さをh1、長さをL1、第2の部材12の高さをh2としたときに、長さL1/2の単位で、以下の角度θにほぼ傾いたアーチ構造を組み立てることができる。
tanθ=4(h1+h2)/L1・・・(1)
なお、実際には部材長さにより、撓みなどによる変形の要素が大きくなるために上記の角度θからシフトすることが多く、上記の角度θはアーチ構造2の湾曲を計算するための1つの目安である。
In this way, the plurality of
tan θ = 4 (h1 + h2) / L1 ... (1)
In reality, the length of the member often shifts from the above angle θ because the element of deformation due to bending or the like becomes large, and the above angle θ is one guideline for calculating the curvature of the
図4に示すように、上記のステップを繰り返すことにより組み立てられたアーチ構造2を、支柱5に搭載することにより、構造物1を製造(組立あるいは施工)することができる。図4に示すアーチ構造2は、第2のサブフレーム10bの第2の部材12の上に、隣接する第3のサブフレーム10cの複数の第1の部材11の端部11eが搭載され、第3のサブフレーム10cの第2の部材12の上に、第2のサブフレーム10bの複数の第1の部材11の端部11eが搭載され、第2の部材12の上で、搭載された第1の部材11の端部11e同士が向かい合うように組み立てられ、他のサブフレームについても同様に組み合わされたものであり、全部で9個のサブフレーム10により組み立てられている。したがって、事前に複数のサブフレーム10を用意しておくことにより、それらのサブフレーム10を組み合わせることで、簡単にアーチ構造2を製造または施工することができる。
As shown in FIG. 4, the structure 1 can be manufactured (assembled or constructed) by mounting the
なお、本例では9個のサブフレーム10によりアーチ構造2を組み立てているが、アーチ構造2を組み立てるサブフレーム10の数はこれに限定されない。また、本例では、3本の第1の部材11を第2の部材12により中央で接続してサブフレーム10を構成しているが、第1の部材11の本数は2本であってもよく、4本以上であってもよい。また、サブフレーム10を構成するように複数の第1の部材11を接続する第2の部材12は、第1の部材11の中心に取り付けられてもよく、第1の部材11の中心から偏心(シフト)した位置に取り付けられてもよい。ただし、第2の部材12の位置が中央からシフトしたサブフレーム10は、アーチ構造2を組み立てる際に長手同士、短手同士が組み合わされるなどの方向性があり、第2の部材12が第1の部材11の長手方向の中心に取り付けられたサブフレーム10は汎用性が高い。
In this example, the
アーチ構造2は、支柱5に取り付けられて1つの構造物1として提供または設置されてもよく、アーチ構造2のみで1つの構造物として提供または設置されてもよい。組み合わされるサブフレーム10の数およびサイズにより、様々な曲率および高さのアーチ構造2を組み立てる、または製造することが可能であり、用途により、単独で、または、様々な形状または構造の支柱5と組み合わせることにより様々な様式の構造物を提供できる。
The
1 構造物、 2 アーチ構造、 5 支柱
10 サブフレーム、 11 第1の部材、 12 第2の部材
1 structure, 2 arch structure, 5
Claims (8)
前記アーチ構造の長手方向に平行に直線状に延びた複数の第1の部材と、前記アーチ構造の幅方向に直線状に延び、前記複数の第1の部材の上に支持された第2の部材とをそれぞれ含む複数のサブフレームを用い、第1のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第1のサブフレームに隣接する第2のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部を搭載することと、
前記第2のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第1のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部を搭載することとを有する、方法。 A method of manufacturing a structure including an arch structure.
A plurality of first members extending linearly in parallel with the longitudinal direction of the arch structure, and a second member extending linearly in the width direction of the arch structure and supported on the plurality of first members. Using a plurality of subframes including the members, the plurality of first members of the second subframe adjacent to the first subframe are placed on the second member of the first subframe. To mount the end and
A method comprising mounting the ends of the plurality of first members of the first subframe on top of the second member of the second subframe.
前記第2のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第2のサブフレームに隣接する第3のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部を搭載することと、
前記第3のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第2のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部を搭載することとをさらに有する、方法。 In claim 1,
On the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the third subframe adjacent to the second subframe are mounted.
A method further comprising mounting the ends of the plurality of first members of the second subframe on top of the second member of the third subframe.
前記第2のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第1のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部と前記第3のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部とを向い合せて搭載することをさらに有する、方法。 In claim 2,
On top of the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the first subframe and the ends of the plurality of first members of the third subframe. A method that further comprises mounting the parts facing each other.
前記アーチ構造を支柱に搭載することを有する、方法。 In any of claims 1 to 3,
A method comprising mounting the arch structure on a strut.
前記アーチ構造の長手方向に平行に直線状に延びた複数の第1の部材と、前記アーチ構造の幅方向に直線状に延び、前記複数の第1の部材の上に支持された第2の部材とをそれぞれ含む複数のサブフレームを有し、
第1のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第1のサブフレームに隣接する第2のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部が搭載され、前記第2のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第1のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部が搭載されている、構造物。 A structure that includes an arch structure
A plurality of first members extending linearly in parallel with the longitudinal direction of the arch structure, and a second member extending linearly in the width direction of the arch structure and supported on the plurality of first members. It has multiple subframes, each containing a member,
On the second member of the first subframe, the ends of the plurality of first members of the second subframe adjacent to the first subframe are mounted, and the second subframe is mounted. A structure in which the ends of the plurality of first members of the first subframe are mounted on the second member.
前記第2のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第2のサブフレームに隣接する第3のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部が搭載され、前記第3のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第2のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部が搭載されている、構造物。 In claim 5, further
On the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the third subframe adjacent to the second subframe are mounted, and the third subframe is mounted. A structure in which the ends of the plurality of first members of the second subframe are mounted on the second member of the frame.
前記第2のサブフレームの前記第2の部材の上に、前記第1のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部と前記第3のサブフレームの前記複数の第1の部材の端部とが向い合せで搭載されている、構造物。 In claim 6,
On top of the second member of the second subframe, the ends of the plurality of first members of the first subframe and the ends of the plurality of first members of the third subframe. A structure in which the parts are mounted facing each other.
前記アーチ構造を搭載した支柱を有する、構造物。 In any of claims 5 to 7,
A structure having a support column on which the arch structure is mounted.
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