JP3167117B2 - 開閉式屋根構造とその骨組構造 - Google Patents
開閉式屋根構造とその骨組構造Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築、競技場、各
種イベント会場等における開閉式屋根等の開閉する部分
を有する全ての分野に使用される開閉式屋根構造に関す
るものである。
種イベント会場等における開閉式屋根等の開閉する部分
を有する全ての分野に使用される開閉式屋根構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、建築、競技場、屋外博覧会場等で
用いられる屋根構造としては、シェルやトラス等の従来
型圧縮曲げ系屋根構造、開閉式屋根構造と膜構造やケー
ブルを代表とする張力構造の分野に分けられている。こ
のうち開閉式屋根構造は従来、米国ピッツバーグの音楽
堂やカナダ・トロントのスカイドーム、福岡ドーム等に
代表されるように剛な屋根構造を剛体的に回転や並行移
動させて開閉を行なうものが多く提案され実際に利用さ
れている。この開閉式屋根構造は球形のドームを分割し
た鉄骨造の屋根パネルで構成され、このうちの上部のパ
ネルを外周部の真円軌道の走行路上を旋回移動させるこ
とにより開閉するシステムである。
用いられる屋根構造としては、シェルやトラス等の従来
型圧縮曲げ系屋根構造、開閉式屋根構造と膜構造やケー
ブルを代表とする張力構造の分野に分けられている。こ
のうち開閉式屋根構造は従来、米国ピッツバーグの音楽
堂やカナダ・トロントのスカイドーム、福岡ドーム等に
代表されるように剛な屋根構造を剛体的に回転や並行移
動させて開閉を行なうものが多く提案され実際に利用さ
れている。この開閉式屋根構造は球形のドームを分割し
た鉄骨造の屋根パネルで構成され、このうちの上部のパ
ネルを外周部の真円軌道の走行路上を旋回移動させるこ
とにより開閉するシステムである。
【０００３】一方、張力構造とは軽量なケーブル材や膜
材を緊張させて屋根構造として用いるもので、このうち
ケーブル構造としては、ドイツ・ミュンヘンのオリンピ
ックスタジアム等が代表例であり、また膜屋根構造とし
てはテント構造や出雲、秋田、大館ドーム等のように、
膜面に張力を導入して緊張させる張力膜構造や、後楽園
東京ドームに代表されるような空気を入れて膨張させて
膜面を緊張させる空気膜構造等が既に利用されている。
材を緊張させて屋根構造として用いるもので、このうち
ケーブル構造としては、ドイツ・ミュンヘンのオリンピ
ックスタジアム等が代表例であり、また膜屋根構造とし
てはテント構造や出雲、秋田、大館ドーム等のように、
膜面に張力を導入して緊張させる張力膜構造や、後楽園
東京ドームに代表されるような空気を入れて膨張させて
膜面を緊張させる空気膜構造等が既に利用されている。
【０００４】また、熊本ドームのように２重の空気膜構
造も利用されている。張力構造は軽量な屋根架構を実現
できるが、張力導入のための反力構造が屋根周囲の境界
部に必要となる。上記２分野にまたがるものとして、膜
面を利用した開閉屋根も提案されている。これは、単に
開閉屋根構造の屋根葺材として膜材を利用したもの（宮
崎シーガイヤ）と、畳み込み可能なフレームに膜材を張
り、フレームとともに膜面を畳み収納するものとが提案
されている。さらに、膜材の柔軟性を利用した開閉屋根
としてカナダのモントリオールオリンピック競技場等が
ある。
造も利用されている。張力構造は軽量な屋根架構を実現
できるが、張力導入のための反力構造が屋根周囲の境界
部に必要となる。上記２分野にまたがるものとして、膜
面を利用した開閉屋根も提案されている。これは、単に
開閉屋根構造の屋根葺材として膜材を利用したもの（宮
崎シーガイヤ）と、畳み込み可能なフレームに膜材を張
り、フレームとともに膜面を畳み収納するものとが提案
されている。さらに、膜材の柔軟性を利用した開閉屋根
としてカナダのモントリオールオリンピック競技場等が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】開閉を伴わない従来の
大屋根構造は、自重、風荷重、雪荷重等の過酷な外力条
件に抵抗するため、屋根全体が一体となって外力に抵抗
するように構造全体が閉じて完結した構造、例えば半球
形等のドーム的な構造の持つ力学的な連続性を利用して
いた。このような構造物では構造全体の重量をなるべく
軽くする工夫が必要で、膜材等の軽量な材料もしばしば
用いられている。開閉式屋根構造は、本来、上記のよう
な閉じて完結した屋根構造になっているものを開閉させ
なくてはならない。従来の開閉式屋根構造は完結した形
状の屋根構造に適宜切断を設け、移動させることで開閉
を行なっている。従って開閉を行なわない屋根構造に比
べ、開閉を行なう構造は構造的な一体性を失い、力学的
合理性から得られる構造性能を著しく低下させている。
これにより、開閉屋根構造の重量は開閉を伴わないドー
ム屋根構造に比べ著しく重くならざるをえなくなってい
た。
大屋根構造は、自重、風荷重、雪荷重等の過酷な外力条
件に抵抗するため、屋根全体が一体となって外力に抵抗
するように構造全体が閉じて完結した構造、例えば半球
形等のドーム的な構造の持つ力学的な連続性を利用して
いた。このような構造物では構造全体の重量をなるべく
軽くする工夫が必要で、膜材等の軽量な材料もしばしば
用いられている。開閉式屋根構造は、本来、上記のよう
な閉じて完結した屋根構造になっているものを開閉させ
なくてはならない。従来の開閉式屋根構造は完結した形
状の屋根構造に適宜切断を設け、移動させることで開閉
を行なっている。従って開閉を行なわない屋根構造に比
べ、開閉を行なう構造は構造的な一体性を失い、力学的
合理性から得られる構造性能を著しく低下させている。
これにより、開閉屋根構造の重量は開閉を伴わないドー
ム屋根構造に比べ著しく重くならざるをえなくなってい
た。
【０００６】さらに、切断のない、構造的に一体化され
たドーム構造の場合には屋根構造内部で相殺されていた
応力も、開閉のための切断により連続性を失うため全て
境界構造で処理する必要が生じ、例えばドームが外側へ
開こうとするスラスト力等自重以上の応力を境界構造、
さらには開閉のための走行装置に負担させなければなら
なくなっていた。
たドーム構造の場合には屋根構造内部で相殺されていた
応力も、開閉のための切断により連続性を失うため全て
境界構造で処理する必要が生じ、例えばドームが外側へ
開こうとするスラスト力等自重以上の応力を境界構造、
さらには開閉のための走行装置に負担させなければなら
なくなっていた。
【０００７】加えて、屋根構造を切断することで、切断
部位における雨仕舞い等の問題も生じていた。また、上
記のように、大屋根構造では重量を軽減するために膜材
等を利用した張力構造が利用されることも多いが、開閉
式屋根構造の場合は開閉に伴い屋根形状の大きな変化を
伴い、力学的な連続性も失われるため、屋根面全体に張
力を導入する必要のある張力構造の開閉式屋根への利用
は難しいとされてきた。また、屋根構造に切断部がある
ため、内圧を維持する必要のある空気膜構造も従来の構
造の中で最も軽量な構造システムであるにも拘らず未だ
利用されていないのが実状である。
部位における雨仕舞い等の問題も生じていた。また、上
記のように、大屋根構造では重量を軽減するために膜材
等を利用した張力構造が利用されることも多いが、開閉
式屋根構造の場合は開閉に伴い屋根形状の大きな変化を
伴い、力学的な連続性も失われるため、屋根面全体に張
力を導入する必要のある張力構造の開閉式屋根への利用
は難しいとされてきた。また、屋根構造に切断部がある
ため、内圧を維持する必要のある空気膜構造も従来の構
造の中で最も軽量な構造システムであるにも拘らず未だ
利用されていないのが実状である。
【０００８】そこで本発明は、叙上のような従来存した
問題点に鑑み創出されたもので、柔軟で軽量なケーブル
材、リンク材や膜材によるケーブル構造や膜構造等の張
力構造を開閉式屋根として適応させることができ、従来
より大幅に軽量化された開閉式屋根構造を実現させるこ
とを目的としたものである。
問題点に鑑み創出されたもので、柔軟で軽量なケーブル
材、リンク材や膜材によるケーブル構造や膜構造等の張
力構造を開閉式屋根として適応させることができ、従来
より大幅に軽量化された開閉式屋根構造を実現させるこ
とを目的としたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ため、本発明にあっては、一対の境界反力構造体１の相
対的な動きにより屋根構造の開閉を行なうことで、上述
した課題を解決した。
ため、本発明にあっては、一対の境界反力構造体１の相
対的な動きにより屋根構造の開閉を行なうことで、上述
した課題を解決した。
【００１０】また、境界反力構造体１は一対の力学的に
閉じた境界反力リングによることで、同じく、上述した
課題を解決した。
閉じた境界反力リングによることで、同じく、上述した
課題を解決した。
【００１１】さらに、所定の敷地内に立設された複数の
支持構造体２に夫々配され、相対的に移動可能とされる
一対のフレーム３，４から成る境界反力構造体１と、該
境界反力構造体１の一対のフレーム３，４間に張設され
た連繋部材とを有し、夫々のフレーム３，４の相対的な
移動に伴い形成される連繋部材の捻れパターンと、連携
部材が両フレームの移動に基づき緊張されることにより
生じる張力に対する両フレームにおける境界反力とによ
り支持構造体２上部にて屋根構造体を形成させたこと
で、同じく、上述した課題を解決した。
支持構造体２に夫々配され、相対的に移動可能とされる
一対のフレーム３，４から成る境界反力構造体１と、該
境界反力構造体１の一対のフレーム３，４間に張設され
た連繋部材とを有し、夫々のフレーム３，４の相対的な
移動に伴い形成される連繋部材の捻れパターンと、連携
部材が両フレームの移動に基づき緊張されることにより
生じる張力に対する両フレームにおける境界反力とによ
り支持構造体２上部にて屋根構造体を形成させたこと
で、同じく、上述した課題を解決した。
【００１２】一方、前記連繋部材は柔軟で軽量なケーブ
ル材５であり、該ケーブル材５の捻れ開閉パターンによ
り支持構造体２上部にて屋根骨組構造体を形成させたこ
とで、同じく、上述した課題を解決した。
ル材５であり、該ケーブル材５の捻れ開閉パターンによ
り支持構造体２上部にて屋根骨組構造体を形成させたこ
とで、同じく、上述した課題を解決した。
【００１３】また、前記連繋部材は柔軟で軽量な膜材６
であり、該膜材６の捻れ開閉パターンにより支持構造体
２上部にて屋根膜面構造体を形成させたことで、同じ
く、上述した課題を解決した。
であり、該膜材６の捻れ開閉パターンにより支持構造体
２上部にて屋根膜面構造体を形成させたことで、同じ
く、上述した課題を解決した。
【００１４】さらに、前記連繋部材は柔軟で軽量な膜材
６とケーブル材５との組み合わせであって、該膜材６と
ケーブル材５との連続した捻れ開閉パターンにより支持
構造体２上部にて屋根面構造体を形成したことで、同じ
く、上述した課題を解決した。
６とケーブル材５との組み合わせであって、該膜材６と
ケーブル材５との連続した捻れ開閉パターンにより支持
構造体２上部にて屋根面構造体を形成したことで、同じ
く、上述した課題を解決した。
【００１５】この他、前記境界反力構造体１を形成する
一対のフレーム３，４は、支持構造体２の上端側におい
て水平面内で移動可能となるように該支持構造体２に対
し外縁部が支承されたリング状の上部フレーム３と、該
上部フレーム３と同心に対峙し且つ支持構造体に外縁部
が案内されながら昇降摺動可能となるよう該支持構造体
２に支承されたリング状の下部フレームとによるもので
あり、移動する上部フレーム３により前記連繋部材の張
力を介して下部フレーム４が牽引上昇され、両フレーム
３，４間の閉塞に伴い形成される連繋部材の捻れ開閉パ
ターンにより屋根面構造体を形成したことで、同じく、
上述した課題を解決した。
一対のフレーム３，４は、支持構造体２の上端側におい
て水平面内で移動可能となるように該支持構造体２に対
し外縁部が支承されたリング状の上部フレーム３と、該
上部フレーム３と同心に対峙し且つ支持構造体に外縁部
が案内されながら昇降摺動可能となるよう該支持構造体
２に支承されたリング状の下部フレームとによるもので
あり、移動する上部フレーム３により前記連繋部材の張
力を介して下部フレーム４が牽引上昇され、両フレーム
３，４間の閉塞に伴い形成される連繋部材の捻れ開閉パ
ターンにより屋根面構造体を形成したことで、同じく、
上述した課題を解決した。
【００１６】また、前記境界反力構造体１を形成する一
対のフレーム３，４は、支持構造体２の上端または下側
のいずれかにおいて水平面内で移動可能となるように該
支持構造体２に対し外縁部が支承されたリング状の第１
フレームと、該第１フレームと同心隣接するように支持
構造体２に対し外縁部が固着されたリング状の第２フレ
ームとによるものであり、前記連繋部材は、その上下縁
端部が第２フレームと第１フレームとに夫々固定されて
両フレームから内側下方へ向けて垂れ膜袋状となるよう
に吊設された膜材としたことで、同じく、上述した課題
を解決した。
対のフレーム３，４は、支持構造体２の上端または下側
のいずれかにおいて水平面内で移動可能となるように該
支持構造体２に対し外縁部が支承されたリング状の第１
フレームと、該第１フレームと同心隣接するように支持
構造体２に対し外縁部が固着されたリング状の第２フレ
ームとによるものであり、前記連繋部材は、その上下縁
端部が第２フレームと第１フレームとに夫々固定されて
両フレームから内側下方へ向けて垂れ膜袋状となるよう
に吊設された膜材としたことで、同じく、上述した課題
を解決した。
【００１７】さらに、前記境界反力構造体１を形成する
一対のフレーム３，４は、支持構造体２の上端または下
側のいずれかにおいて水平面内で移動可能となるように
該支持構造体２に対し外縁部が支承されたリング状の第
１フレームと、該第１フレームと同心隣接するように支
持構造体に対し外縁部が固着されたリング状の第２フレ
ームとによるものであり、前記連繋部材は、第１フレー
ムと第２フレームとに上下端が夫々固定されて同心円状
に垂架させた複数のワイヤー８と、両フレーム３，４の
何れか側に内側下方へ向けて垂れ膜状となるように吊設
された複数の扇形状の屋根面構造体６と、該屋根面構造
体６の扇先端と前記ワイヤー８の略中央とを連繋させた
束材５としたことで、同じく、上述した課題を解決し
た。
一対のフレーム３，４は、支持構造体２の上端または下
側のいずれかにおいて水平面内で移動可能となるように
該支持構造体２に対し外縁部が支承されたリング状の第
１フレームと、該第１フレームと同心隣接するように支
持構造体に対し外縁部が固着されたリング状の第２フレ
ームとによるものであり、前記連繋部材は、第１フレー
ムと第２フレームとに上下端が夫々固定されて同心円状
に垂架させた複数のワイヤー８と、両フレーム３，４の
何れか側に内側下方へ向けて垂れ膜状となるように吊設
された複数の扇形状の屋根面構造体６と、該屋根面構造
体６の扇先端と前記ワイヤー８の略中央とを連繋させた
束材５としたことで、同じく、上述した課題を解決し
た。
【００１８】一方、屋根面の形成後において、前記上部
フレーム３と下部フレーム４との閉塞部位より捻れパタ
ーンを形成した袋状の膜面内部へ空気圧を送り、空気膜
を形成したことで、同じく、上述した課題を解決した。
フレーム３と下部フレーム４との閉塞部位より捻れパタ
ーンを形成した袋状の膜面内部へ空気圧を送り、空気膜
を形成したことで、同じく、上述した課題を解決した。
【００１９】また、前記垂れ膜袋状となるように吊設さ
れた膜材による屋根面形成後の膜面中央開口部には、雨
仕舞用補助部材１１が閉塞形成したことで、同じく、上
述した課題を解決した。
れた膜材による屋根面形成後の膜面中央開口部には、雨
仕舞用補助部材１１が閉塞形成したことで、同じく、上
述した課題を解決した。
【００２０】本発明に係る開閉式屋根構造にあって、相
対的に移動する上部フレーム３と下部フレーム４とによ
る境界反力構造体１は、軽量な屋根面に対して安定した
張力を導入させ、その反力を一対のフレーム３，４内で
処理させる。すなわち、上部フレーム３と下部フレーム
４との相対的移動に伴うケーブル材５、膜材６等の連繋
部材の形状変化により、該連繋部材に対し張力が導入さ
れ、この間、連繋部材に張力を導入するための反力は常
に境界反力構造体１の中で処理されるため、両フレーム
３，４を移動させるための走行装置にかかる荷重は、該
両フレーム３，４の自重と若干の垂直張力成分のみとな
り、走行装置に対する負担を著しく軽減させる。さら
に、膜材６による屋根面の形成後において、前記上部フ
レーム３と下部フレーム４との閉塞部位より捻れパター
ンを形成した袋状の膜面内部へ空気を圧縮材として送風
させることにより、極限的に軽量な屋根構造を実現させ
る。
対的に移動する上部フレーム３と下部フレーム４とによ
る境界反力構造体１は、軽量な屋根面に対して安定した
張力を導入させ、その反力を一対のフレーム３，４内で
処理させる。すなわち、上部フレーム３と下部フレーム
４との相対的移動に伴うケーブル材５、膜材６等の連繋
部材の形状変化により、該連繋部材に対し張力が導入さ
れ、この間、連繋部材に張力を導入するための反力は常
に境界反力構造体１の中で処理されるため、両フレーム
３，４を移動させるための走行装置にかかる荷重は、該
両フレーム３，４の自重と若干の垂直張力成分のみとな
り、走行装置に対する負担を著しく軽減させる。さら
に、膜材６による屋根面の形成後において、前記上部フ
レーム３と下部フレーム４との閉塞部位より捻れパター
ンを形成した袋状の膜面内部へ空気を圧縮材として送風
させることにより、極限的に軽量な屋根構造を実現させ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明するに、図において示される符号１は、
例えば建築、競技場、屋外博覧会場等における開閉式屋
根等の開閉する部分を有する全ての分野に使用される開
閉式屋根構造の骨組構造本体を構成する、所謂境界反力
フレーム構造体であり、該境界反力フレーム構造体１
は、例えば所定の敷地内に円周上に沿って並列隣列状に
立設された複数の支持構造体２の上下にリング状の上部
フレーム３と下部フレーム４とを夫々架設させて相対的
に移動可能とし、両フレーム３，４間には連繋部材とし
て例えば柔軟で軽量なケーブル材５や膜材６等を複数本
張設させることにより構成されている。
施の形態を説明するに、図において示される符号１は、
例えば建築、競技場、屋外博覧会場等における開閉式屋
根等の開閉する部分を有する全ての分野に使用される開
閉式屋根構造の骨組構造本体を構成する、所謂境界反力
フレーム構造体であり、該境界反力フレーム構造体１
は、例えば所定の敷地内に円周上に沿って並列隣列状に
立設された複数の支持構造体２の上下にリング状の上部
フレーム３と下部フレーム４とを夫々架設させて相対的
に移動可能とし、両フレーム３，４間には連繋部材とし
て例えば柔軟で軽量なケーブル材５や膜材６等を複数本
張設させることにより構成されている。
【００２２】この一対のフレーム３，４の相対的な移動
に伴い連繋部材の張力を介して発生する両フレーム３，
４間の境界反力と、該境界反力に基づき形成される連繋
部材の捻れ開閉パターンとにより支持構造体２の上部位
にて屋根構造体を形成させるものとしている。すなわ
ち、図１、図２に示すように、前記連繋部材が柔軟で軽
量なケーブル材５の場合、該ケーブル材５の渦巻き状の
捻れ開閉パターンにより支持構造体２上部位にて屋根骨
組構造体を形成させたり、または図３、図４に示すよう
に、前記連繋部材が柔軟で軽量な膜材６の場合、該膜材
６の渦巻き状の捻れ開閉パターンにより支持構造体２上
部位にて屋根膜面構造体を形成させたりするのである。
に伴い連繋部材の張力を介して発生する両フレーム３，
４間の境界反力と、該境界反力に基づき形成される連繋
部材の捻れ開閉パターンとにより支持構造体２の上部位
にて屋根構造体を形成させるものとしている。すなわ
ち、図１、図２に示すように、前記連繋部材が柔軟で軽
量なケーブル材５の場合、該ケーブル材５の渦巻き状の
捻れ開閉パターンにより支持構造体２上部位にて屋根骨
組構造体を形成させたり、または図３、図４に示すよう
に、前記連繋部材が柔軟で軽量な膜材６の場合、該膜材
６の渦巻き状の捻れ開閉パターンにより支持構造体２上
部位にて屋根膜面構造体を形成させたりするのである。
【００２３】あるいは図６に示すように、前記連繋部材
は柔軟で軽量なケーブル材５と膜材６との組み合わせで
あっても良い。すなわち、上部フレーム３に対し上側の
ケーブル材５と下側の膜材６とが略半々にして連結吊架
されており、さらに上部フレーム３側の膜材６に連なっ
て下部フレーム４下側へ膜材６が吊架されている（図６
（ａ）参照）。そして、上部フレーム３と下部フレーム
４とが相対的に約１８０度移動した時点で開放されてい
たドーム上部は上部フレーム３側の膜材６により完全に
覆われることで屋根膜面構造体が形成される一方、屋根
面形成後には下部フレーム４下側の膜材６により構造体
周囲を包覆するようにしてある（図６（ｃ）参照）。ま
た、屋根開状態では膜材６はドームの周辺部に筒状の形
で吊り下げられるようにして収納されるものとしてあ
る。
は柔軟で軽量なケーブル材５と膜材６との組み合わせで
あっても良い。すなわち、上部フレーム３に対し上側の
ケーブル材５と下側の膜材６とが略半々にして連結吊架
されており、さらに上部フレーム３側の膜材６に連なっ
て下部フレーム４下側へ膜材６が吊架されている（図６
（ａ）参照）。そして、上部フレーム３と下部フレーム
４とが相対的に約１８０度移動した時点で開放されてい
たドーム上部は上部フレーム３側の膜材６により完全に
覆われることで屋根膜面構造体が形成される一方、屋根
面形成後には下部フレーム４下側の膜材６により構造体
周囲を包覆するようにしてある（図６（ｃ）参照）。ま
た、屋根開状態では膜材６はドームの周辺部に筒状の形
で吊り下げられるようにして収納されるものとしてあ
る。
【００２４】さらに、図７に示すように、前記連繋部材
は、上部フレーム３と下部フレーム４とに上下端が夫々
固定されて同心円状に垂架させた複数のワイヤー８と、
両フレーム３，４の何れか側に内側下方へ向けて垂れ膜
状となるように吊設された複数の扇形状の屋根面構造体
９と、該屋根面構造体９の各扇先端と前記ワイヤー８の
略中央とを連繋させた束材１０とで構成しても良い。こ
のとき屋根面構造体が形成された場合、扇形状の各屋根
面構造体９が閉塞されると同時に、中央部で交叉されな
がら突っ張り合うワイヤー８により前記束材１０を夫々
中央部にて起立状態にさせ、屋根面構造体９の扇先端部
を押し上げるため屋根全体の形状は略円錐型となるので
ある（図７（ｃ）参照）。このとき、屋根面構造体９と
しては前記膜材６を利用したものであっても、あるいは
剛体パネル等その他の板材を利用したものであっても良
く、このような本実施の形態に係る屋根面構造体９の種
類は本発明を何等限定するものではないのである。
は、上部フレーム３と下部フレーム４とに上下端が夫々
固定されて同心円状に垂架させた複数のワイヤー８と、
両フレーム３，４の何れか側に内側下方へ向けて垂れ膜
状となるように吊設された複数の扇形状の屋根面構造体
９と、該屋根面構造体９の各扇先端と前記ワイヤー８の
略中央とを連繋させた束材１０とで構成しても良い。こ
のとき屋根面構造体が形成された場合、扇形状の各屋根
面構造体９が閉塞されると同時に、中央部で交叉されな
がら突っ張り合うワイヤー８により前記束材１０を夫々
中央部にて起立状態にさせ、屋根面構造体９の扇先端部
を押し上げるため屋根全体の形状は略円錐型となるので
ある（図７（ｃ）参照）。このとき、屋根面構造体９と
しては前記膜材６を利用したものであっても、あるいは
剛体パネル等その他の板材を利用したものであっても良
く、このような本実施の形態に係る屋根面構造体９の種
類は本発明を何等限定するものではないのである。
【００２５】前記ケーブル材５は例えば図１、図２、図
３、図４に示すように、両フレーム３，４間に１２本配
すことにより屋根骨組構造体や屋根膜面構造体が形成さ
れた場合、屋根部が１２本の対角線を有する１２角形膜
構造を形成するものとしている。また、前記膜材６とし
て例えば四弗化エチレン樹脂コーティングガラス繊維布
およびＰＶＣ−ポリエステル布が使用され、特に一般的
には四弗化エチレン樹脂コーティングガラス繊維布を使
用し、折れ曲がる部分にはゴム膜やＰＶＣ−ポリエステ
ル布を使用するものとしている。
３、図４に示すように、両フレーム３，４間に１２本配
すことにより屋根骨組構造体や屋根膜面構造体が形成さ
れた場合、屋根部が１２本の対角線を有する１２角形膜
構造を形成するものとしている。また、前記膜材６とし
て例えば四弗化エチレン樹脂コーティングガラス繊維布
およびＰＶＣ−ポリエステル布が使用され、特に一般的
には四弗化エチレン樹脂コーティングガラス繊維布を使
用し、折れ曲がる部分にはゴム膜やＰＶＣ−ポリエステ
ル布を使用するものとしている。
【００２６】前記境界反力構造体１の具体的な構成とし
ては、図３に示すように、リング状の上部フレーム３を
支持構造体２の上端側において例えば走行装置等を介し
て適宜水平面内で移動可能となるように各支持構造体２
の上端に橋架させた例えば案内レール等に上部フレーム
３の外縁部を支承載架させてある。
ては、図３に示すように、リング状の上部フレーム３を
支持構造体２の上端側において例えば走行装置等を介し
て適宜水平面内で移動可能となるように各支持構造体２
の上端に橋架させた例えば案内レール等に上部フレーム
３の外縁部を支承載架させてある。
【００２７】そして、リング状の下部フレーム４を上部
フレーム３と同心に対峙させ且つ各支持構造体２に下部
フレーム４の外縁部が案内されながら昇降摺動可能とな
るよう各支持構造体２の長手方向に沿って開穿した例え
ば縦溝条等に下部フレーム４の外縁部を支承させてあ
る。このとき移動する上部フレーム３により前記連繋部
材の張力を介して下部フレーム４が牽引上昇され、両フ
レーム間３，４の閉塞に伴い形成される連繋部材の捻れ
開閉パターンにより屋根面構造体を完成させるのであ
る。このとき、下部フレーム４は連繋部材に対し屋根の
開閉過程で常に張力を維持し導入し続けることが可能で
ある。
フレーム３と同心に対峙させ且つ各支持構造体２に下部
フレーム４の外縁部が案内されながら昇降摺動可能とな
るよう各支持構造体２の長手方向に沿って開穿した例え
ば縦溝条等に下部フレーム４の外縁部を支承させてあ
る。このとき移動する上部フレーム３により前記連繋部
材の張力を介して下部フレーム４が牽引上昇され、両フ
レーム間３，４の閉塞に伴い形成される連繋部材の捻れ
開閉パターンにより屋根面構造体を完成させるのであ
る。このとき、下部フレーム４は連繋部材に対し屋根の
開閉過程で常に張力を維持し導入し続けることが可能で
ある。
【００２８】あるいは、前記境界反力構造体１の別の具
体的な構成としては、例えば図４、図５に示すように、
前記下部フレーム４を上部フレーム３と同心相隣接する
ように支持構造体２の上側で下部フレーム４の外縁部を
載架固着させ、また前記連繋部材としての膜材６の方
は、その上下両縁端部が上部フレーム３と下部フレーム
４とに夫々固定されて支持構造体２上側の両フレーム
３、４から内側下方へ向けて垂れ膜袋状となるように吊
設させた構成としても良い。尚、図５において、７は会
場や競技場内の客席スタンドを示す。
体的な構成としては、例えば図４、図５に示すように、
前記下部フレーム４を上部フレーム３と同心相隣接する
ように支持構造体２の上側で下部フレーム４の外縁部を
載架固着させ、また前記連繋部材としての膜材６の方
は、その上下両縁端部が上部フレーム３と下部フレーム
４とに夫々固定されて支持構造体２上側の両フレーム
３、４から内側下方へ向けて垂れ膜袋状となるように吊
設させた構成としても良い。尚、図５において、７は会
場や競技場内の客席スタンドを示す。
【００２９】さらに、上記膜材６による屋根面の形成後
において、前記上部フレーム３と下部フレーム４との閉
塞部位より捻れパターンを形成した袋状の膜面内部へ例
えばコンプレッサー・ポンプ等により圧縮空気を送り膨
張させて屋根膜構造体を空気膜構造体とすることにより
構造をさらに安定化させることもできる。このとき、屋
根面形成後の膨張形状は、図３（ｄ）、図４（ｄ）に示
すように、中央部がやや偏平になった円盤型の形状とな
る。
において、前記上部フレーム３と下部フレーム４との閉
塞部位より捻れパターンを形成した袋状の膜面内部へ例
えばコンプレッサー・ポンプ等により圧縮空気を送り膨
張させて屋根膜構造体を空気膜構造体とすることにより
構造をさらに安定化させることもできる。このとき、屋
根面形成後の膨張形状は、図３（ｄ）、図４（ｄ）に示
すように、中央部がやや偏平になった円盤型の形状とな
る。
【００３０】また、屋根面形成後には図５（ｂ）に示す
ように、その膨張膜面の中央開口部に対し円盤を２重連
結させたキャップ形状の雨仕舞用補助部材１１を閉塞形
成させることで雨漏りを防止するようにしてある。この
とき、図５（ａ）に示すように、垂れ膜袋状に吊設され
ている前記膜材６の一部箇所に予め雨仕舞用補助部材１
１の一側縁部を付設させておき、屋根面形成の段階で次
第に膜材６が上面から見て回転スリット（絞り）状に閉
塞されるに伴って屋根面の中央開口部が雨仕舞用補助部
材１１により自動的に閉塞被冠される（図５（ｂ）参
照）ようにしても良く、あるいは屋根面形成後の中央開
口部に雨仕舞用補助部材１１を着脱可能となるように嵌
着させても良い。
ように、その膨張膜面の中央開口部に対し円盤を２重連
結させたキャップ形状の雨仕舞用補助部材１１を閉塞形
成させることで雨漏りを防止するようにしてある。この
とき、図５（ａ）に示すように、垂れ膜袋状に吊設され
ている前記膜材６の一部箇所に予め雨仕舞用補助部材１
１の一側縁部を付設させておき、屋根面形成の段階で次
第に膜材６が上面から見て回転スリット（絞り）状に閉
塞されるに伴って屋根面の中央開口部が雨仕舞用補助部
材１１により自動的に閉塞被冠される（図５（ｂ）参
照）ようにしても良く、あるいは屋根面形成後の中央開
口部に雨仕舞用補助部材１１を着脱可能となるように嵌
着させても良い。
【００３１】さらに、図６に示すような、ケーブル材５
と膜材６との組み合わせの場合には、各支持構造体２の
周辺を壁体で囲繞させ、ドーム内を略密閉空間状態とし
てこの内部に圧縮空気を送風させて内圧を高めるように
することで屋根膜構造体を空気膜構造体にしても良い。
このとき、屋根面形成後の膨張形状は、図６（ｄ）に示
すように、略椀型の形状となる。
と膜材６との組み合わせの場合には、各支持構造体２の
周辺を壁体で囲繞させ、ドーム内を略密閉空間状態とし
てこの内部に圧縮空気を送風させて内圧を高めるように
することで屋根膜構造体を空気膜構造体にしても良い。
このとき、屋根面形成後の膨張形状は、図６（ｄ）に示
すように、略椀型の形状となる。
【００３２】尚、図示例にあって、この境界反力構造体
１を構成する下部フレーム４は、連繋部材の一端が固定
されている周辺構造と同じ高さで移動するか、あるいは
移動と共に移動面に垂直に昇降運動させるものとしてい
るが、上部フレーム３と下部フレーム４との差動回転が
連繋部材に対し所定の張力を発生させるような構成でも
良く、以上のような構成自体が本発明を何等限定するも
のではないことは勿論である。
１を構成する下部フレーム４は、連繋部材の一端が固定
されている周辺構造と同じ高さで移動するか、あるいは
移動と共に移動面に垂直に昇降運動させるものとしてい
るが、上部フレーム３と下部フレーム４との差動回転が
連繋部材に対し所定の張力を発生させるような構成でも
良く、以上のような構成自体が本発明を何等限定するも
のではないことは勿論である。
【００３３】また、本発明を屋根構造以外の例えばアン
テナや太陽電池パドル構造等の宇宙開発構造分野で応用
させたり、円筒に簡易に蓋や隔壁を設ける場合や、トン
ネル状の通路を遮蔽する場合に応用させたり、さらには
ホース等の流体流量調節用のノズルとして応用させたり
できるものである。
テナや太陽電池パドル構造等の宇宙開発構造分野で応用
させたり、円筒に簡易に蓋や隔壁を設ける場合や、トン
ネル状の通路を遮蔽する場合に応用させたり、さらには
ホース等の流体流量調節用のノズルとして応用させたり
できるものである。
【００３４】
【発明の効果】本発明は以上のように構成されており、
特に、相対的に移動する上部フレーム３と下部フレーム
４とによる境界反力構造体１を利用したので、柔軟で軽
量な連繋部材としてのケーブル材５や膜材６によるケー
ブル構造や膜構造等の張力構造を開閉式屋根として適応
させることができ、従来より大幅に軽量化された開閉式
屋根構造を実現させることができる。また、境界反力構
造体１は屋根面に生じる反力をほとんどそのフレーム内
で処理してしまうため、境界反力構造体１の両フレーム
３，４を移動させる走行装置に対する負担を著しく軽減
できる。さらに、連繋部材として膜材６を利用する場
合、従来は膜面を複数の分割体に立体裁断する必要があ
ったのに対し、本発明の膜面は開状態で筒状のままでよ
く、複雑な立体裁断の必要性がない。
特に、相対的に移動する上部フレーム３と下部フレーム
４とによる境界反力構造体１を利用したので、柔軟で軽
量な連繋部材としてのケーブル材５や膜材６によるケー
ブル構造や膜構造等の張力構造を開閉式屋根として適応
させることができ、従来より大幅に軽量化された開閉式
屋根構造を実現させることができる。また、境界反力構
造体１は屋根面に生じる反力をほとんどそのフレーム内
で処理してしまうため、境界反力構造体１の両フレーム
３，４を移動させる走行装置に対する負担を著しく軽減
できる。さらに、連繋部材として膜材６を利用する場
合、従来は膜面を複数の分割体に立体裁断する必要があ
ったのに対し、本発明の膜面は開状態で筒状のままでよ
く、複雑な立体裁断の必要性がない。
【図１】本出願に係る発明の開閉式屋根構造体の開状態
から閉状態への動きを示す斜視図であり、（ａ）乃至
（ｄ）は骨組構造体の場合、（ｅ）乃至（ｈ）は膜構造
体の場合を示す。
から閉状態への動きを示す斜視図であり、（ａ）乃至
（ｄ）は骨組構造体の場合、（ｅ）乃至（ｈ）は膜構造
体の場合を示す。
【図２】本出願に係る発明の開閉式屋根構造体の開状態
から閉状態への動きを示す平面図であり、（ａ）乃至
（ｄ）は骨組構造体の場合、（ｅ）乃至（ｈ）は膜構造
体の場合を示す。
から閉状態への動きを示す平面図であり、（ａ）乃至
（ｄ）は骨組構造体の場合、（ｅ）乃至（ｈ）は膜構造
体の場合を示す。
【図３】本出願に係る発明の膜材による開閉式屋根構造
体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であり、
（ａ）は屋根開の膜材収納状態、（ｂ）は開閉途中の屋
根膜状態、（ｃ）は屋根閉塞状態、（ｄ）は空気膜状態
を示す。
体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であり、
（ａ）は屋根開の膜材収納状態、（ｂ）は開閉途中の屋
根膜状態、（ｃ）は屋根閉塞状態、（ｄ）は空気膜状態
を示す。
【図４】本出願に係る発明の他例による膜材の開閉式屋
根構造体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であ
り、（ａ）は屋根開の膜材収納状態、（ｂ）は開閉途中
の屋根膜状態、（ｃ）は屋根閉塞状態、（ｄ）は空気膜
状態を示す。
根構造体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であ
り、（ａ）は屋根開の膜材収納状態、（ｂ）は開閉途中
の屋根膜状態、（ｃ）は屋根閉塞状態、（ｄ）は空気膜
状態を示す。
【図５】同じく（ａ）は図４中（ａ）の断面図、（ｂ）
は図４中（ｄ）の断面図を示す。
は図４中（ｄ）の断面図を示す。
【図６】本出願に係る発明の他例による膜材の開閉式屋
根構造体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であ
り、（ａ）は屋根開の膜材収納状態、（ｂ）は開閉途中
の屋根膜状態、（ｃ）は屋根閉塞状態、（ｄ）は空気膜
状態を示す。
根構造体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であ
り、（ａ）は屋根開の膜材収納状態、（ｂ）は開閉途中
の屋根膜状態、（ｃ）は屋根閉塞状態、（ｄ）は空気膜
状態を示す。
【図７】本出願に係る発明の他例による開閉式の屋根面
構造体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であ
り、（ａ）は屋根開の屋根面構造体の収納状態、（ｂ）
は屋根面構造体の開閉途中の状態、（ｃ）は屋根閉塞状
態を示す。
構造体の開状態から閉状態への動きを示す斜視図であ
り、（ａ）は屋根開の屋根面構造体の収納状態、（ｂ）
は屋根面構造体の開閉途中の状態、（ｃ）は屋根閉塞状
態を示す。
１…境界反力構造体 ２…支持構造体 ３…上部フレーム ４…下部フレー
ム ５…ケーブル材 ６…膜材 ７…客席スタンド ８…ワイヤー ９…屋根面構造体 １０…束材 １１…雨仕舞用補助部材
ム ５…ケーブル材 ６…膜材 ７…客席スタンド ８…ワイヤー ９…屋根面構造体 １０…束材 １１…雨仕舞用補助部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−197583（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−229340（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−25880（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−289178（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−127261（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−136806（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E04B 7/16 E04B 1/32 102 E04B 1/34 E04H 15/54
Claims (11)
- 【請求項１】 一対の境界反力構造体の相対的な動きに
より屋根構造の開閉を行なうことを特徴とする開閉式屋
根構造とその骨組構造。 - 【請求項２】 境界反力構造体は一対の力学的に閉じた
境界反力リングによるものである請求項１記載の開閉式
屋根構造とその骨組構造。 - 【請求項３】 所定の敷地内に立設された複数の支持構
造体に夫々配され、相対的に移動可能とされる一対のフ
レームから成る境界反力構造体と、該境界反力構造体の
一対のフレーム間に張設された連繋部材とを有し、夫々
のフレームの相対的な移動に伴い形成される連繋部材の
捻れパターンと、連携部材が両フレームの移動に基づき
緊張されることにより生じる張力に対する両フレームに
おける境界反力とにより支持構造体上部にて屋根構造体
を形成させた請求項１または２記載の開閉式屋根構造と
その骨組構造。 - 【請求項４】 前記連繋部材は柔軟で軽量なケーブル材
であり、該ケーブル材の捻れ開閉パターンにより支持構
造体上部にて屋根骨組構造体を形成させた請求項３記載
の開閉式屋根骨組構造。 - 【請求項５】 前記連繋部材は柔軟で軽量な膜材であ
り、該膜材の捻れ開閉パターンにより支持構造体上部に
て屋根膜面構造体を形成させた請求項３記載の開閉式屋
根構造。 - 【請求項６】 前記連繋部材は柔軟で軽量な膜材とケー
ブル材との組み合わせであって、該膜材とケーブル材と
の連続した捻れ開閉パターンにより支持構造体上部にて
屋根面構造体を形成させた請求項３記載の開閉式屋根構
造。 - 【請求項７】 前記境界反力構造体を形成する一対のフ
レームは、支持構造体の上端側において水平面内で移動
可能となるように該支持構造体に対し外縁部が支承され
たリング状の上部フレームと、該上部フレームと同心に
対峙し且つ支持構造体に外縁部が案内されながら昇降摺
動可能となるよう該支持構造体に支承されたリング状の
下部フレームとによるものであり、移動する上部フレー
ムにより前記連繋部材の張力を介して下部フレームが牽
引上昇され、両フレーム間の閉塞に伴い形成される連繋
部材の捻れ開閉パターンにより屋根面構造体を形成させ
た請求項３乃至６記載の開閉式屋根構造とその骨組構
造。 - 【請求項８】 前記境界反力構造体を形成する一対のフ
レームは、支持構造体の上端または下側のいずれかにお
いて水平面内で移動可能となるように該支持構造体に対
し外縁部が支承されたリング状の第１フレームと、該第
１フレームと同心隣接するように支持構造体に対し外縁
部が固着されたリング状の第２フレームとによるもので
あり、前記連繋部材は、その上下縁端部が第２フレーム
と第１フレームとに夫々固定されて両フレームから内側
下方へ向けて垂れ膜袋状となるように吊設された膜材で
ある請求項６記載の開閉式屋根構造。 - 【請求項９】 前記境界反力構造体を形成する一対のフ
レームは、支持構造体の上端または下側のいずれかにお
いて水平面内で移動可能となるように該支持構造体に対
し外縁部が支承されたリング状の第１フレームと、該第
１フレームと同心隣接するように支持構造体に対し外縁
部が固着されたリング状の第２フレームとによるもので
あり、前記連繋部材は、第１フレームと第２フレームと
に上下端が夫々固定されて同心円状に垂架させた複数の
ワイヤーと、両フレームの何れか側に内側下方へ向けて
垂れ膜状となるように吊設された複数の扇形状の屋根面
構造体と、該屋根面構造体の扇先端と前記ワイヤーの略
中央とを連繋させた束材とである請求項５記載の開閉式
屋根構造。 - 【請求項１０】 膜材による屋根面の形成後において、
前記上部フレームと下部フレームとの閉塞部位より捻れ
パターンを形成した袋状の膜面内部へ空気圧を送り、空
気膜を形成したことを特徴とする請求項５、７、８、９
記載の開閉式屋根構造。 - 【請求項１１】 前記垂れ膜袋状となるように吊設され
た膜材による屋根面形成後の膜面中央開口部には、雨仕
舞用補助部材が閉塞形成されている請求項８、１０記載
の開閉式屋根構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20837197A JP3167117B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 開閉式屋根構造とその骨組構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20837197A JP3167117B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 開閉式屋根構造とその骨組構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1136505A JPH1136505A (ja) | 1999-02-09 |
| JP3167117B2 true JP3167117B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=16555187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20837197A Expired - Fee Related JP3167117B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | 開閉式屋根構造とその骨組構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167117B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105888068A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种柔性建筑的建造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5500473B1 (ja) * | 2013-11-05 | 2014-05-21 | 株式会社 ミヤタ | 折りたたみ式津波シェルター |
| CN115059232B (zh) * | 2022-06-22 | 2024-03-15 | 苏州金螳螂建筑装饰股份有限公司 | 一种螺旋散射格栅造型屋顶的装配式设计结构 |
| CN115095023A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-09-23 | 浙江工业大学 | 一种带刚体的正四面体张拉整体结构 |
-
1997
- 1997-07-18 JP JP20837197A patent/JP3167117B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105888068A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-08-24 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种柔性建筑的建造方法 |
| CN105888068B (zh) * | 2016-04-20 | 2017-12-26 | 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司 | 一种柔性建筑的建造方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1136505A (ja) | 1999-02-09 |
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