JP2524874Y2 - 曲面屋根骨組構造 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この考案は、競技場等の大スパンの曲面屋根構造に関
し、詳細には、立体トラスを相互に組み込んで形成する
曲面屋根骨組構造に関するものである。

［従来の技術］ 従来から、大スパンの曲面屋根を形成するのに、立体
トラスによる種々の骨組構造が考えられている。第８図
は、かかる従来の骨組構造であるパラレルラメラドーム
の部分展開平面図を示し、円弧部１からその円弧部の中
心Ｏに向かって、およびこの中心Ｏを通る直線部２の複
数箇所に向かって、複数の不等辺三角形の骨組部分３を
組み付けることにより構成されている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、かかる従来のパラレルラメラドームの
骨組構造にあっては、各骨組部分３が不等辺三角形とな
るため、上記中心Ｏおよび直線部２の各部へ向かう各骨
組部分３の形状やサイズが一致せず、各骨組部分３を同
一部材で形成できないという課題があった。

また、このパラレルラメラドームにおける曲面屋根
が、ある方向に対して軸対称であるような場合には、曲
面屋根の全体を、等しい大きさのいくつかの扇形部材の
集まりで構成することができ、結果的に同一の形状、サ
イズの部材が何種類か存在するため、比較的曲面屋根の
部材種類数を少なくでき、経済性および施工性の点で比
較的に有利となっていた。

ところが、建物の曲面屋根が固定式でなく、例えば第
９図に示すように、曲面屋根を形成する複数の部分屋根
４、５同士を閉時には上下に重ね合わせることで開閉で
きるようにするものでは、各部分屋根４、５の曲率をそ
れぞれ異ならせる必要が生じる。このためかかる開閉式
の曲面屋根に上記のようなパラレルラメラドームの骨組
構造を適用すると、中心Ｏに向かう部材の形状、長さ
が、部分屋根４、５の中でそれぞれ異なるだけでなく、
さらに部分屋根４、５相互で形状、サイズが異なるため
に、コストおよび施工の各点において極めて不利である
という実用上の課題があった。

この考案は、上記のような課題を解消するためになさ
れたものであり、曲面屋根の主架構として、その扇形部
分に曲面屋根の中心に向かって長さが異なる複数の半径
方向立体トラスを用いることによって、その主架構の断
面種類数を削減して、コスト上および施工上有利にでき
る曲面屋根骨組構造を得ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この考案にかかる曲面屋根骨組構造は、曲率を持つ扇
形の曲面屋根またはこの曲面屋根の集まりからなる曲面
屋根骨組構造において、同一曲率で長さが一部異なり、
かつ上弦材及び下弦材を含む複数本の半径方向立体トラ
スと、複数本の円弧状の円周方向立体トラスとを備え、
上記各半径方向立体トラスは、上記曲面屋根の扇形外周
端部で揃えられて当該曲面屋根の扇形中心に向かい、相
対的に短い当該半径方向立体トラスと相対的に長い当該
半径方向立体トラスとが隣接するように並設され、上記
各円周方向立体トラスは、上記各半径方向立体トラスの
少なくとも上記上弦材及び上記下弦材を連結するよう
に、半径方向に所定間隔をおいて並設され、上記相対的
に短い半径方向立体トラスの扇形中心側の前記上弦材端
部及び上記下弦材端部と、これに隣接する上記相対的に
長い半径方向立体トラスの上記上弦材及び上記下弦材と
をそれぞれ、上記相対的に短い半径方向立体トラスの扇
形中心側に位置する一の上記円周方向立体トラスの半径
方向両側に振り分けて水平ラチス材によって接合したも
のである。

［作用］ この考案における半径方向立体トラスは、同一曲率の
複数のものが扇形の外周端部で一端が揃えられて他端が
扇形の中心に向かうように並設されるため、それらの長
短が一部異なるものの、曲面屋根を形成するのに共通部
材である同一形状、長さの骨組部分を各所で併用でき、
したがって従来に比較してコストを低減でき、しかも施
工性を大幅に改善できるようになる。

また、各半径方向立体トラスは各円周方向立体トラス
によって接合されているものの、接合をより確実にする
ためには隣接する半径方向立体トラス同士を互いに接合
することが望ましく、そのため短い方の半径立体トラス
の上弦材及び下弦材の中心側端部を、これに隣接する長
い方の半径方向立体トラスの上弦材及び下弦材に水平ラ
チス材によってそれぞれ接合するようにする。その際、
短い方の半径立体トラスの中心側における接合が複雑に
ならず、また、応力集中を生じないように接合するた
め、上弦材同士を接合する水平ラチス材と下弦材同士を
接合する水平ラチス材を短い方の半径立体トラスの扇形
中心側に位置する一の円周方向立体トラスの半径方向両
側に振り分けるようにする。これによって上弦材と下弦
材の部材細長比を適正な値にすることができ、部材設計
が容易になるとともに経済的な設計が可能となる。

［考案の実施例］ 以下、この考案の好ましい実施例を図面を参照して説
明する。第１図は、この考案の一実施例を示す展開平面
図であり、符号11は上向きに凸の曲率を持つ２つの扇形
を中心部分でリボン状に連結した曲面屋根を示し、符号
12、13、14はこのような曲面屋根11と同様な形状および
構造を有して、曲率が順次大きくなる別の曲面屋根を示
している。曲面屋根12、13、14は、第２図に示すように
曲面屋根11の下に配置することにより開閉可能なドーム
として構成される。

曲面屋根11の扇形部分は、円周方向中央部を半径方向
に向かって連続して延びる１本の長い中央部半径方向立
体トラス15と、扇形部分の両側部を構成する両側部半径
方向立体トラス16、17と、中央部半径方向立体トラス15
と両側部半径方向立体トラス16、17との間に配置された
比較的長い中間部半径方向立体トラス18、19と、この中
間部半径方向立体トラス18、19の両側において中央部半
径方向立体トラス15と両側部半径方向立体トラス16、17
との間に配置された比較的短い中間部半径方向立体トラ
ス20、21、22、23と、これら各半径方向立体トラスを円
周方向において、半径方向に向けてほぼ等間隔に連結す
る多数の円周方向立体トラス24とからなる。

各半径方向立体トラスは、第３図に示すように、扇形
外周端部で揃えられており、長い方の中間部半径方向立
体トラス18、19は、扇形の付け根付近まで延びて、その
端部がそれぞれ隣接する中央部半径方向立体トラス15お
よび両側部半径方向立体トラス16、17に接合されてい
る。また、短い方の中間部半径方向立体トラス20、21、
22、23は、扇形の中央付近までしか延びておらず、その
端部がそれぞれ隣接する中央部半径方向立体トラス15、
両側部半径方向立体トラス16、17および長い方の中間部
半径方向立体トラス18、19に接合されている。

各半径方向立体トラスは、例えば第４図の中央部半径
方向立体トラスに示すように、２本の下弦材25、26と、
これら下弦材25、26の上にピラミッドを構成する２本の
水平ラチス材27（隣接するピラミッドと共用）および４
本の斜ラチス材28と、ピラミッドの頂点を連結する１本
の上弦材29とで構成されている。

円周方向立体トラス24は、第５図に示すように、各半
径方向立体トラスのピラミッド頂点を連結する上弦材30
と、各半径方向立体トラスの下弦材25、26に架け渡され
る下弦材31と、斜ラチス材32とで構成されている。

かかる構成になる曲面屋根骨組構造においては、各半
径方向立体トラスとして同一曲率のものを用意し、これ
を適当な長短の所定寸法としたものを４組用意すること
により、曲面屋根用の材料コストの低減および施工作業
の能率化を図ることができる。すなわち、組み付けに要
する部材の共通化により、経済的および作業能率的利点
が十分に得られる。また、各半径方向立体トラスを先に
建方することにより、各円周方向立体トラスの建方を外
周から中心に向かって順次実施することができ、施工性
が一段と良くなる。

次に、短い方の各半径方向立体トラスと長い方の各半
径方向立体トラスとの接合について説明する。第６図に
おいて、例えば相対的に短い半径方向立体トラス20の中
心側端部と、その両側に位置する相対的に長い半径方向
立体トラス16、18との接合は、円周方向立体トラス24a
によって互いに接合されているものの、接合をより確実
にするためには半径方向立体トラス20と16、18同士を互
いに接合することが望ましい。同様に、半径方向立体ト
ラス15、16、17に対して相対的に短い半径方向立体トラ
ス18、19についても、円周方向立体トラス24cにより互
いに接合されているものの、その中心側端部をその両側
の半径方向立体トラス15、16、17に確実に接合すること
が望ましい。

しかしながら、半径方向立体トラス20、21、22、23の
中心側端部の半径方向両側には、円周方向立体トラス24
a、24bとの接合部が位置するため、また半径方向立体ト
ラス18、19の中心側端部の半径方向両側には、円周方向
立体トラス24c、24dとの接合部が位置するため、各半径
方向立体トラス同士の接合が複雑になり、施工作業が難
しくなる問題点がある。また、強度維持のためには、各
半径方向立体トラス同士を応力集中を生じないように接
合する必要があり、さらに部材設計の容易性を考えるな
らば、接合部分のトラス部材の細長比が大きくならない
ようにする必要がある。

この実施例においては、これらの問題点および要求を
すべて解決するために、相対的に短い方の半径方向立体
トラス20、21、22、23および18、19の中心側端部を、そ
の前方に位置する円周方向立体トラス24b、24dの半径方
向両側において、下弦材は扇形外周側に、上弦材は扇形
中心側に、それぞれ台形33、34および三角形35、36で示
すように振り分けて、隣接する半径方向立体トラス16、
18、15、19、17、および16、15、17のそれぞれ対応する
下弦材および上弦材に接合したものである。

すなわち半径方向立体トラス20を例にとると、第７図
に示すように、半径方向立体トラス20の下弦材20a、20b
の扇形中心側端部は、水平ラチス材20c、20d、20e、20f
により台形を形成して、半径方向立体トラス16、18のそ
れぞれ隣接する下弦材16a、18aに接合するとともに、半
径方向立体トラス20の上弦材20gは、円周方向立体トラ
ス24bを越えた位置で水平ラチス材20h、20i、20jにより
三角形を形成して、半径方向立体トラス16、18のそれぞ
れ上弦材16b、18bに接合したものである。他の相対的に
短い半径方向立体トラス21、22、23とこれらに隣接する
相対的に長い半径方向立体トラス18、15、19、17との接
合も同様にして行われる。

また、半径方向立体トラス18、19も、半径方向立体ト
ラス15、16、17に対して相対的に短いので、半径方向立
体トラス18、19と15、16、17同士の接合も同様にして行
われる。

なお、この実施例においては各半径方向立体トラス
は、上弦材が１本、下弦材が２本の構成になっている
が、上弦材が２本、下弦材が１本の構成の場合は、上弦
材同士の接合が隣接する円周方向立体トラスの扇形外周
側において、また下弦材同士の接合が、円周方向立体ト
ラスの扇形中心側において行われる。

以上の実施例においては、扇形を中心部分でリボン状
に連結した曲面屋根からなる曲面屋根骨組構造について
説明したが、リボン状屋根の扇形部分に相当する独立し
た扇形曲面屋根によっても曲面屋根骨組構造を得ること
ができる。

［考案の効果］ 以上説明してきたように、この考案によれば、曲率を
持つ扇形の曲面屋根またはこの曲面屋根の集まりからな
る曲面屋根骨組構造において、同一曲率で長さが一部異
なり、かつ上弦材及び下弦材を含む複数本の半径方向立
体トラスを、上記曲面屋根の扇形外周端部で一端を揃え
他端が扇形中心に向かうように並設し、これらの半径方
向立体トラスを少なくとも上記上下弦材を介して連結す
るように、所定間隔をあけて複数本の円弧状の円周方向
立体トラスを円周方向に並設して構成したので、半径方
向立体トラスとして同一曲率のトラス構造物を共用で
き、しかも組み立てに際して長短異なるものを少数組用
いることにより、同一曲率を持つ扇形の曲面屋根および
この曲面屋根の集まりからなる曲面屋根骨組構造を極め
て低コストにしかも施工性良く組み付けることができ、
また重ね合わせ形の開閉屋根への利用も容易になるとい
う利点が得られる。また、短い半径方向立体トラスが作
る部分架構を単純化し、その構成部材数を大幅に低減で
き、円周方向立体トラスとの連結構造の単純化、施工容
易性を図ることができるという効果も得られる。

また、上記半径方向立体トラスのうち相対的に短い半
径方向立体トラスの扇形中心側の上下弦材端部と、これ
に隣接する相対的に長い半径方向立体トラスのそれぞれ
対応する上下弦材とをそれぞれ水平ラチス材で接合し、
上弦材同士を接合する水平ラチス材と下弦材同士を接合
する水平ラチス材とを、短い方の半径立体トラスの扇形
中心側に位置する一の円周方向立体トラスの半径方向両
側に振り分けたので、接合作業がやりやすく、しかも接
合部の応力集中を防止して曲面屋根骨組構造の強度を向
上させることができ、さらに上弦材と下弦材の部材細長
比を適正な値にすることができるので、部材設計が容易
になるとともに経済的な設計が可能となるという効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案にかかる曲面屋根骨組構造の一実施例
を示す展開平面図、第２図は第１図に示す曲面屋根骨組
構造の概略断面正面図、第３図は第１図における半径方
向立体トラスの展開平面図、第４図は第１図における中
央部半径方向立体トラスの斜視図、第５図は第１図にお
ける円周方向立体トラスの展開平面図、第６図は第１図
の部分拡大図、第７図は第６図の部分拡大線図、第８図
は従来のパラレルラメラドームを示す展開部分平面図、
第９図は従来の開閉可能な部分屋根を示す概略断面正面
図である。 11、12、13、14……曲面屋根、15……中央部半径方向立
体トラス、16、17……両側部半径方向立体トラス、18、
19……長い方の中間部半径方向立体トラス、20、21、2
2、23……短い方の中間部半径方向立体トラス、24……
円周方向立体トラス、25、26……下弦材、27……水平ラ
チス材、28……斜ラチス材、29……上弦材、30……上弦
材、31……下弦材、32……斜ラチス材。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】曲率を持つ扇形の曲面屋根またはこの曲面
   屋根の集まりからなる曲面屋根骨組構造において、同一
   曲率で長さが一部異なり、かつ上弦材及び下弦材を含む
   複数本の半径方向立体トラスと、複数本の円弧状の円周
   方向立体トラスとを備え、上記各半径方向立体トラス
   は、上記曲面屋根の扇形外周端部で揃えられて当該曲面
   屋根の扇形中心に向かい、相対的に短い当該半径方向立
   体トラスと相対的に長い当該半径方向立体トラスとが隣
   接するように並設され、上記各円周方向立体トラスは、
   上記各半径方向立体トラスの少なくとも上記上弦材及び
   上記下弦材を連結するように、半径方向に所定間隔をお
   いて並設され、上記相対的に短い半径方向立体トラスの
   扇形中心側の前記上弦材端部及び上記下弦材端部と、こ
   れに隣接する上記相対的に長い半径方向立体トラスの上
   記上弦材及び上記下弦材とをそれぞれ、上記相対的に短
   い半径方向立体トラスの扇形中心側に位置する一の上記
   円周方向立体トラスの半径方向両側に振り分けて水平ラ
   チス材によって接合した曲面屋根骨組構造。