JP2673240B2 - ドーム構造物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、多目的スタジアム等に用いて好適なドーム
構造物に関するものである。

「従来の技術」 第５図は、従来のドーム構造物を示すものである。こ
れはアーチ構造を利用したもので、アーチ構造特有のス
ラスト力Ｐ（第６図参照）を外周部テンションリング21
で吸収している。

このような構造のドーム構造物を利用すると、下部構
造物にスラスト力が伝わらないので、下部構造に作用す
る外力が主に下方への軸荷重のみとなる利点がある。

「発明が解決しようとする課題」 前記従来のドーム構造物の力学的特性は、自重や等分
布積雪荷重に対しては認められるが、第７図に示すよう
に風荷重が作用した時や第８図に示すように地震による
荷重が加わった時、あるいは積雪状態が偏った時などに
加わる偏分布荷重に対しては、ドーム構造物が変形して
しまい前記効果が減殺される。

この問題に対処するために、前記従来のドーム構造物
においては高強度の部材を用いて、ドーム構造物の全体
の剛性を高めなければならず、建設コストが高騰する問
題があった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、偏分布荷
重を受けても変形しにくく、低強度の構造部材を用いて
建設できるドーム構造物を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 本発明のドーム構造物では、放射状に架設されたアー
チ・リブが上部で押し合う力を頂部リングで釣り合わ
せ、アーチ・リブの下端部に発生するスラスト力を外周
部テンションリングで支持するとともに、前記頂部リン
グと外周部テンションリングとの間にミドルリングを設
けることによって、前記目的を達成した。

「作用」 このような構成のドーム構造物にあっては、偏分布荷
重が加わっても、ミドルリングによって荷重が全体に分
散されるので、各構造部材に生じる応力が平均化され、
最大応力が小となる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明のドーム構造物を詳しく
説明する。

第１図は本発明のドーム構造物の一実施例からなるス
タジアムを示すもので、図中符号１は下部建物、符号２
はドーム構造物である。

ドーム構造物２は、アーチ・リブとしての鉄骨トラス
３…と、頂部リング４と、外周部テンションリング５
と、膜状体６とによって構成されている。

前記鉄骨トラス３…は、ドーム構造物２の中央から放
射状に配置されている。これら鉄骨トラス３…は、ドー
ム構造物２の上部と下部とで生じる鉄骨トラス３…間の
距離の差を縮小するために、下部近傍で二股に分岐され
ている。この鉄骨トラス３…は、第２図に示すように、
アーチ状に湾曲された上弦材７と下弦材８とこれらの間
を結合するラチス材９…とによって構成されている。そ
して隣り合う鉄骨トラス３…間は、リング小梁12…とブ
レース13…とによって連結されている。

前記頂部リング４は、放射状に架設された鉄骨トラス
３…の上端部の間に介在されたリング状のもので、鉄骨
トラス３…が上部で押し合う力を釣り合わせている。

前記外周部テンションリング５は、下部建物１の上部
に配置されたリング状のものである。この外周部テンシ
ョンリング５には、鉄骨トラス３…の下端が固定されて
おり、これによって鉄骨トラス３…の下端に生じるスラ
スト力が支持されている。

前記頂部リング４と外周部テンションリング５との間
には、ミドルリング10が設けられている。このミドルリ
ング10は、Ｈ形鋼または立体トラスあるいは平行弦トラ
ス等からなるリング状のものである。このミドルリング
10は、鉄骨トラス３…の中間部付近、この例えは分岐部
3a…の近傍の位置に配置されている。このミドルリング
10は、鉄骨トラス３…の下弦材８…と締結されており、
これにより鉄骨トラス３…の中間部分は一体に連結され
ている。

前記膜状体６は、テフロンコーティングされたガラス
繊維織布などからなるもので、鉄骨トラス３…間に吊り
下げられた押さえケーブル11によって緊張されている。

このドーム構造物２においては、鉄骨トラス３…中心
部分がミドルリング10によって一体に連結されているの
で、ドーム構造全体の剛性が大となる。そしてこのドー
ム構造物に部分的に大きな荷重が加わった場合は、ドー
ム全体に荷重が分散される。

例えば一般に、地震時などに第３図、第４図に示すよ
うな偏分布荷重がドーム構造物２に加わると、ドーム構
造物２は第３図，第４図中破線で示すように変形する。
図中符号δ_Ｍは、最大変形量である。このように地震に
伴う荷重が加わってもこのドーム構造物２にはミドルリ
ング10が設けられており前述の如く全体の剛性が高いの
で、δ_Ｍが小となる。その結果このドーム構造物２で
は、構成部材に生じる応力が平均化され、最大応力が小
となる。

このようにこの例のドーム構造物２では、用いる全構
造部材の強度を決定する際の基準となる最大応力が小と
なるので、鉄骨トラス３…やリング小梁12…、ブレース
13…等の構造部材に低強度のものを利用することが可能
となる。従ってこのドーム構造物２は、材料コストの低
減を図ることができるものとなる。

またこのドーム構造物２では、ミドルリング10が設け
られているので、安定性が増す。従ってこのドーム構造
物２は、仮設設備を節減して仮設費の低減、工期の短縮
を実現できるなど、鉄骨建方上も有利である。

「発明の効果」 以上説明したように本発明のドーム構造物は、放射状
に架設されたトラス構造のアーチ・リブが上部で押し合
う力を頂部リングで釣り合わせ、アーチ・リブの下端部
に発生するスラスト力を外周部テンションリングで支持
され、前記頂部リングと外周部テンションリングとの中
間部に、周方向においてトラス構造の前記アーチ・リブ
を連結固定するミドルリングが設けられたものなので、
アーチ・リブをトラス構造とすることと、ミドルリング
でアーチ・リブの中間部を連結することとによって、ド
ーム構造の全体の剛性が大となり、風や地震等により加
わる偏分布荷重が全体に分散される。その結果このドー
ム構造物では、構成部材に生じる応力が平均化され、応
力の最大値が低下する。

従って本発明のドーム構造物は、トラス構造のアーチ
・リブやリング小梁、ブレース等の構造部材に低強度の
ものを用いて建設することが可能となり、材料コストの
低減を図ることができる。

また、このドーム構造物にはミドルリングが設けられ
ているので、架構の安定性を増すことができ、したがっ
て、仮設設備を節減して仮設費の低減、工期の短縮を実
現できるなど、鉄骨建方上も有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のドーム構造物の一実施例を備えた建物
を示す一部破断視した斜視図、合２図は同実施例に一部
分を示す斜視図、第３図は地震時にドーム構造物に加わ
る荷重を示す正面図、第４図は同側面図、第５図は従来
のドーム構造物を示す斜視図、第６図はドーム構造物に
生じるスラスト力を示す説明図、第７図は風による偏分
布荷重をドーム構造物が受けた時のモーメント図、第８
図は地震による偏分布荷重をドーム構造物が受けた時の
モーメント図である。 ３……鉄骨トラス、４……頂部リング、５……外周部テ
ンションリング、10……ミドルリング。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】放射状に架設されたアーチ・リブの上部に
   頂部リングを、アーチ・リブの下端部に外周部テンショ
   ンリングを設けて構成されたドーム構造物であって、 前記頂部リングと外周部テンションリングとの中間部
   に、周方向において前記アーチ・リブを連結固定するミ
   ドルリングが設けられるとともに、 前記アーチ・リブが前記ドーム構造物の構面と直交する
   面内に位置するトラス構造とされ、かつ、互いに隣り合
   うアーチ・リブ間には、これらアーチ・リブどうしをそ
   の下弦側で連結するリング小梁と、前記アーチ・リブの
   上弦側と前記リング小梁の間に架設されたブレースとが
   設けられていることを特徴とするドーム構造物。