JP3700013B2

JP3700013B2 - 障囲壁をもたない屋外劇場等の施設の開閉式屋根における屋根架構連結装置

Info

Publication number: JP3700013B2
Application number: JP23761796A
Authority: JP
Inventors: 幸雄増田; 哲日下; 賢山本; 高光川瀬
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 1996-09-09
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2016-09-09
Also published as: JPH1082130A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、障囲壁をもたない屋外劇場等の施設の開閉式屋根における屋根架構連結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大空間構造物におけるトラス架構屋根を扇状に折り畳み可能に複数分割構成したものであって、周囲に障囲壁のない屋外劇場等の構造物の開閉式屋根とし得るものとして特公平７−１０７２９３号に、屋外音楽堂、野球場、集会場等方向性のある空間を形成するのに適した大規模開閉膜屋根構造物の提案がある。この提案のものを、図２４〜図２９に紹介すると、図中Ａはアーチエレメントで、円弧状の上弦材１及び下弦材２をラチス材３で連結してなる構造物の内部に至るに伴って成が漸減するトラス材ａにおける前記上弦材１と、同上弦材１より所要間隔毎に突設した水平材４とに亘って膜パネルｂを張設し、前記トラス材ａの下端部の妻側面開放部にトラス構面５が組立てられ、同トラス構面５には支持架構Ｂの妻側面開放部Ｃの基盤上に敷設された水平の円弧状案内レール６上を転動する車輪７が装架されている。図中８は前記各水平材４及びトラス構面５の各自由部材を連結する受材である。而して複数の前記アーチエレメントＡの各内側端部が、前記支持架構Ｂ上、著しくは支持柱上に、夫々が扇の要状に互いに回転自在なように重合され、ヒンジ９を介して枢支されている（図２４）。
【０００３】
また、前記アーチエレメントＡは開放部Ｃの内部側に位置する部材ほど、成、及びヒンジ９からの長さが漸減するように配設され、同各エレメントにおける前記構面５に装架された車輪７は開放部Ｃ上に配設された半径の異なる各案内レール６上を夫々走行するように構成されている（図２４，２５）。
また、受材８には相隣るアーチエレメントＡの相対移動を容易ならしめるため、相隣るアーチエレメントＡの水平材４を転動するゴム車輪１０が装架されている（図２８）。
【０００４】
前記支持架構Ｂの前面開放部Ｃの一側または両側の収納部分（図２６の（Ａ′））に重合状態で格納されていた倒Ｌ形断面のアーチエレメントＡ（図２９）を、適宜駆動機構を介して順次各エレメントの膜パネルｂ部分及びトラス材ａが雁行するように（図２８）、前記開放部Ｃに敷設された各案内レール６上をアーチエレメントＡの外側端のトラス構面５に装架され走行車輪７を介して走行させると、各アーチエレメントＡは前記支持架構Ｂ上のヒンジ９を中心として扇状に展開し、相隣るアーチエレメントＡの膜パネルｂ部分が羽重ね状に重合することによって、前記開放部ＣがアーチエレメントＡによって閉塞される（図２６）。
【０００５】
この際、各アーチエレメントＡの下端部は妻側に設けたトラス構面５、車輪７を介して案内レール６に力を伝達する（図２５）。
次に前記開放部Ｃを開放する場合、前とは逆に各アーチエレメントＡを同開放部の一側または両側に移動させると、各アーチエレメントＡのトラス材ａは水平方向に重合し、膜パネルｂは上下方向に重合し、コンパクトな形で収納される。この際、前記開放部Ｃには従来の構造におけるように、屋根ユニットや、同ユニットの案内フレームが残ることなく、前記開放部Ｃが最大限に開口される（図２７）。
【０００６】
しかして、開放時には前記アーチエレメントＡが互いに重合した最小容積に折り畳まれた状態で、前記開放部Ｃの一側、または両側に格納されるので、開放部Ｃに前記従来の構造におけるように、屋根ユニットや同ユニット案内フレームが残ることがなく、前記開放部Ｃを最大限に開放できる、としている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
叙上の扇状開閉式のものは、なるほど、指向性があって方向性のある空間を形成するのに好適であり、演奏台，舞台と客席とが対峙する屋外音楽堂や屋外劇場の屋根として適する。
ところが、このものと同じく方向性のある空間を形成する周囲に障囲壁を有する野球場，集会場等の屋根の状態は、通常は閉鎖し、必要に応じて開放し太陽光を室内に取り入れ、暴風時には暴風雨を避けるため閉鎖するとの前提のもとに設計されたものとなっている。
【０００８】
開閉式屋根建築物の屋根架構の設計は、種々の屋根状態（開状態、閉状態等）について、種々の荷重組み合わせを考え、その力を屋根架構に作用させ、各部材の応力の最も不利な場合で行なうので、前記のアーチエレメントＡは、夫々別個に挙動するとして、暴風時の応力のもとで屋根を支持する支点間を計算用スパンとして設計されることとなる。
【０００９】
しかし、周囲に障囲壁のない屋外劇場等の施設の屋根を開閉式屋根とする場合には、通常は開放し、開放感のある屋外劇場の機能を残したままで、夏期の日差しの厳しい日には日射を避け、また雨天時には雨を避けるため、屋根を閉鎖し、屋外で観劇を楽しむことのできる施設であることが要求されるのであって、この機能を満たした設計をおこなう場合、暴風時には、風荷重の受風面積を減らすために屋根を開放する方が合理的である（側方から風雨の侵入がある状態のもとでは施設の使用はない）。その場合、最も不利な場合となる暴風時の開状態の屋根架構の応力のもとで設計されることとなるが、この応力を日常の風の弱い時の閉状態の屋根架構の応力程度にすることができれば、屋根架構部材は、暴風時の応力でなく、日常の風の弱い場合の応力程度で設計できるため、一般に設計されているよりも小さな部材で設計することが可能である。
【００１０】
本発明は叙上の事情に鑑みなされたもので、その目的とするところは、周囲に障囲壁を有しない施設の開閉式屋根が、屋根が多段となる開状態時に、それぞれの屋根が別個に風に抵抗するのではなく、一体で抵抗し挙動するようにして、日常の風の弱い場合の応力程度での設計（経済的な小さな断面）で済ますことを可能とする屋根架構連結装置を提供することにある。
【００１１】
すなわち、従来のものの設計では、屋根を支持する支点間を計算用スパンとし、屋根荷重を支持点に伝達する屋根部材が多段になる開状態時にそのスパン内において上下の屋根部材を上位の屋根荷重が下位の屋根に伝達し得るよう連結することはなされていなく、そのため、多段の屋根はそれぞれ別個に挙動するため部材の断面は連結一体化の場合に比し大きくなる。
【００１２】
ここに図１，２にて多段の屋根をスパンの中央付近で上位の屋根荷重が下位の屋根に伝達し得るよう連結した方が応力が小さくなることの一例を示す。
図１，２は非連結と連結とで同じ外力を与えた場合の各部材の曲げモーメントの絶対値の最大を示している。この例では、上，中，下の部材を連結した場合（図２）の最大値は、１３９．７ｔｍに対し、単独（図１）では、２８６．０ｔｍとなり、単独の場合に対する連結した場合の比は、０．４９となっている。なを前記の特公平７−１０７２９３号では、屋根荷重を分担しているトラス材ａ同志は屋根開時横に並ぶものとなっており（図２９）、前記する意味での上下連結一体化は不可能であり、一体連結の示唆は一切無い。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の周囲に障囲壁のない屋根劇場等の施設の開閉式屋根における屋根架構連結装置は、トラス架構体に膜材を張設し、下端部の妻側に車輪が装架され、構造物の内部に至るに伴って幅が漸減する平面楔状のアーチエレメントを複数構成し、同各アーチエレメントにおける前記構造物の中央部側端部が、同構造物における支持架構上にそれぞれが扇の要状に回転自在に重合して枢支されるとともに、反対側の支持架構に設けられた妻側面開放部に多段状に敷設された水平の円弧状案内部材上に前記車輪を介して走行自在に載架して開時にアーチエレメントが荷重伝達可能に多段積重化するものとした開閉屋根において、当該多段アーチエレメントのスパン中央付近の周軌跡上に互いに相対峙する上下アーチエレメント間に一体連結用のレールと、当該レールに取り合うクラッチを配設して、屋根が多段になる開状態時に上下アーチエレメントが連結一体化するとしたものである。
【００１４】
上記のクラッチは、３タイプＡ，Ｂ，Ｃからなるとし、タイプＡは屋根が移動する場合の荷重変動による例えば風荷重による変形等でレールが当らないよう上下のプレート間隙をひろげているレール案内部分と、上屋根と下屋根の荷重伝達を確実にするため上下のプレート間隙を狭めレールをはさみ込むようにしている荷重伝達部分からなり、タイプＢはレール案内部材のみからなり、タイプＣは荷重伝達部分のみからなり、タイプＡ又はＣの必設のもと適宜混在使用するものとすると良い。
【００１５】
【作用】
屋根荷重を支持点に伝達させるアーチエレメントは多段で連結一体化されるために、部材の応力を低減し、従来より経済的な小さな断面で設計することが可能となり、このため、
（１）躯体コスト、仮設費の低減による経済的効果がある。
（２）軽快な内部空間を構築できる。
（３）部材運搬重量が減るため、工期短縮等の生産性が向上する。
等の効果が奏される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を説明する。図３〜５に本発明開閉式屋根１４の解析モデルを示す。図３は外周トラス１２を示し、図４はアーチエレメント１３，…が多段化した屋根開時を示し、図５はアーチエレメント１３，…が展開した屋根閉時を示す。
【００１７】
また、図６は屋根（閉時）１４の伏図，図７は図６中矢視ａ−ａの断面図である。図８は連結一体化装置配位説明図，図９はアーチエレメント多段態様説明図，図１０は同多段時における平面図，図１１は連結一体化装置の配置を示すための図１０中矢視Ａ−Ａ図である。
上記のアーチエレメント１３，…はトラス架構体に膜材を張設し、下端部の妻側に車輪（図示省略）が装架され、構造物の内部に至るに伴って幅が漸減する平面楔場のプレート体より成り、各アーチエレメント１３における前記構造物の中央部側端部が同構造物における支持架構１６上にそれぞれが扇の要状に回転自在に重合して枢支１５される。
【００１８】
一方反対側の支持架構１７に設けられた妻側面開放部には多段状の水平の円弧状案内部材１８が敷設されており、これに前記車輪が載架されて、アーチエレメント１３，…は外周トラス１２内を扇のように２分割に両側に折り畳みされる（図４）と共に中央で突き合うように展張する（図５）。図示例では、アーチエレメント１３を３枚づつに分割させている（図７，図９）。
【００１９】
多段時のアーチエレメント１３，…は、図９，１０に示される如く完全に積重し、連結一体化装置１９，…を介して荷重を最下位のアーチエレメントに伝達し得るものとなっている。叙上連結一体化装置１９は、図１２〜１４にその概略が示される。すなわち、上屋根のトラス下弦材に取り付けられる水平突出のレール２０と下屋根のトラス上弦材に取り付けられるクラッチ２１から成る。
【００２０】
屋根閉時で互いに取り合っていない状態（図１２イ）から屋根開時で互いに取り合う状態（図１２ロ）になった立面は図１３に示される。連結一体化装置１９を介して上屋根Ａ−１と下屋根Ａ−２とは積重し一体化される。
なを、レール２０は下記するタイプイのために、反対側への突出片２０′を有するものとなっている。クラッチ２１としてはイ〜ハ，３タイプある。図１４に示す如く、タイプイは屋根が移動する場合の荷重変動による例えば風荷重による変形等でレール２０が当らないよう上下のプレート２１ａ，２１ｂ間隙をひろげているレール案内部分２１ｃと、上屋根と下屋根の荷重伝達を確実にするため、上下プレート２１ａ，２１ｂ間隙を狭めレール２０をはさみ込むようにしている荷重伝達部分２１ｄとを対峙させて有している。両部分２１ｃ，２１ｄに取り合うべくレール２０は両方に水平突出している。
【００２１】
タイプロは図１４ロに示す如く、レール案内部分２１ｃのみから、タイプハは図１４ハに示す如く荷重伝達部分２１ｄのみから成り、レール２０は一方にのみ水平突出している。
【００２２】
【実施例】
本発明の連結一体化装置の実施例を図１５〜２３に基づいて説明する。
本発明の目的は屋根多段積重時の確実な荷重伝達であるので、タイプイ又はハは不可欠であり、これの有効な配設が確保されてある範囲内にてタイプロの介配が許される。図１１に示される連結一体化装置１９のバリエーションａ〜ｄは上記タイプイ〜ハのいずれかより成り、その部位に応じて配置されたものである。
【００２３】
図１５〜図２３にその詳細を示す。図１５はバリエーションａの屋根開時，図１６はバリエーションａの屋根閉時を示す。図１５中矢視１７が図１７に示され、バリエーションａのクラッチ２１は既述のタイプロなることが明らかである。
図１８はバリエーションｂを示し、図中矢視１９が図１９に示され、また，図１９中矢視２０が図２０に示されバリエーションｂのクラッチ２１はタイプイなることが明らかである。
【００２４】
図２１はバリエーションｃを示し、図中の矢視１７は既述の図１７と同じである。よって、バリエーションｃのクラッチ２１はタイプロなることが明らかである。
図２２はバリエーションｄを示し、図中矢視２３が図２３に示され、バリエーションｄのクラッチ２１はタイプハなることが明らかである。
【００２５】
【発明の効果】
以上の如く構成されて多段積重時の連結一体化が可能となる本発明装置によるならば、
（１）躯体コスト、仮設費の低減による経済的効果がある。
（２）軽快な内部空間を構築できる。
（３）部材運搬重量が減るため、工期短縮等の生産性が向上する。
等の効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】多段の屋根が単独挙動する場合の応力分析図である。
【図２】多段の屋根が連結一体化して挙動する場合の応力分析図である。
【図３】本発明が対象とする開閉屋根における外周トラスの解析モデル図である。
【図４】同じく屋根開時の解析モデル図である。
【図５】同じく屋根閉時の解析モデル図である。
【図６】本発明が対象とする開閉屋根の伏図である。
【図７】図６中矢視ａ−ａ断面図である。
【図８】屋根伏図における本発明装置の配位説明図である。
【図９】本発明対象開閉屋根の多段時態様立面図である。
【図１０】同じく平面図である。
【図１１】図１０中矢視Ａ−Ａ図である。
【図１２】イは本発明装置におけるレールの説明図，ロは当該レールがクラッチと取り合った態様図である。
【図１３】図１２ロの拡大詳示図である。
【図１４】イ〜ハは図１２ロ中矢視イ−イ，ロ−ロ，ハ−ハ拡大断面図である。
【図１５】図１１中囲線ａ部の拡大詳示図である。
【図１６】図１１中囲線ａ部の拡大詳示図である。
【図１７】図１５中矢視１７図である。
【図１８】図１１中囲線ｂ部の拡大詳示図である。
【図１９】図１８中矢視１９図である。
【図２０】図１９中矢視２０図である。
【図２１】図１８中囲線ｃ部の拡大詳示図である。
【図２２】図１８中囲線ｄ部の拡大詳示図である。
【図２３】図２２中矢視２３図である。
【図２４】従来の開閉式屋根の部分斜視図である。
【図２５】同じく縦断側面図である。
【図２６】同じく閉時の平面図である。
【図２７】同じく開時の平面図である。
【図２８】同じく閉時におけるアーチエレメント間の関係説明図である。
【図２９】同じく開時におけるアーチエレメント間の関係説明図である。
【符号の説明】
１上弦材
２下弦材
３ラチス材
４水平材
５トラス構面
６円弧状案内レール
７車輪
８受材
９ヒンジ
１０車輪
１２外周トラス
１３アーチエレメント
１４開閉式屋根
１５枢支
１６支持架構
１７支持架構
１８円弧状案内部材
１９連結一体化装置
２０レール
２１クラッチ
２１ａ上プレート
２１ｂ下プレート
２１ｃレール案内部分
２１ｄ荷重伝達部分

Claims

トラス架構体に膜材を張設し、下端部の妻側に車輪が装架され、構造物の内部に至るに伴って幅が漸減する平面楔状のアーチエレメントを複数構成し、同各アーチエレメントにおける前記構造物の中央部側端部が、同構造物における支持架構上にそれぞれが扇の要状に回転自在に重合して枢支されるとともに、反対側の支持架構に設けられた妻側面開放部に多段状に敷設された水平の円弧状案内部材上に前記車輪を介して走行自在に載架して開時にアーチエレメントが荷重伝達可能に多段積重化するものとした開閉屋根において、当該多段アーチエレメントのスパン中央付近の周軌跡上に互いに相対峙する上下アーチエレメント間に一体連結用のレールと、当該レールに取り合うクラッチを配設して、屋根が多段になる開状態時に上下アーチエレメントが連結一体化するとしたことを特徴とする障囲壁をもたない屋外劇場等の施設の開閉式屋根における屋根架構連結装置。
クラッチは、３タイプＡ，Ｂ，Ｃからなるとし、タイプＡは屋根が移動する場合の荷重変動による例えば風荷重による変形等でレールが当らないよう上下のプレート間隙をひろげているレール案内部分と、上屋根と下屋根の荷重伝達を確実にするため上下のプレート間隙を狭めレールをはさみ込むようにしている荷重伝達部分からなり、タイプＢはレール案内部分のみからなり、タイプＣは荷重伝達部分のみからなり、タイプＡ又はＣの必設のもと適宜混在使用するものとした請求項１記載の障囲壁をもたない屋外劇場等の施設の開閉式屋根における屋根架構連結装置。