JP7727438B2 - Dome structure - Google Patents
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Description
本発明は、ドーム構造に関する。 The present invention relates to a dome structure.
従来、テンションリング体とコンプレッションリング体とを梁で連結したドーム構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, a dome structure has been proposed in which a tension ring body and a compression ring body are connected by a beam (see, for example, Patent Document 1).
従来のドーム構造は、ドームの常時荷重、言い換えれば静止荷重に対して力の系が閉じた安定した構造である。
しかし、地震時において、梁に作用する軸力が変動し、梁の許容耐力を越えて変形増大が起きると、そのバランスが崩れて全体座屈が発生する虞がある。特に、上下動地震(縦揺れ地震)による梁の変動軸力および曲げモーメントにより梁の降伏による塑性化や部材座屈に伴う急激な変形増大が起こると、ドーム全体の応力と変形のバランスが崩れ、ドーム屋根の安定性が急激に低下する。
A conventional dome structure is a stable structure in which the force system is closed against the constant load on the dome, in other words, the static load.
However, during an earthquake, if the axial force acting on the beams fluctuates and the deformation increases beyond the allowable strength of the beams, this balance may be lost and global buckling may occur. In particular, if the fluctuating axial force and bending moment of the beams due to vertical earthquakes (pitch-sway earthquakes) cause the beams to yield and become plastic, or if a sudden increase in deformation occurs due to member buckling, the balance of stress and deformation of the entire dome will be lost and the stability of the dome roof will be suddenly reduced.
本発明は上記事実を考慮し、想定外の上下動地震における安定性を確保可能なドーム構造の提供を目的とする。 The present invention takes the above into consideration and aims to provide a dome structure that can ensure stability in the event of an unexpected vertical earthquake.
第1態様に係るドーム構造は、構造体に支持されたテンションリング体と、前記テンションリング体の上方内側に設けられたコンプレッションリング体と、前記テンションリング体から斜め上方内側へ張り出し、前記コンプレッションリング体に連結された複数の梁材と、前記テンションリング体に作用する引張力を制御するテンション制御部と、を有する。 The dome structure of the first aspect includes a tension ring body supported by a structural body, a compression ring body provided above and inside the tension ring body, a plurality of beam members extending diagonally upward and inward from the tension ring body and connected to the compression ring body, and a tension control unit that controls the tensile force acting on the tension ring body.
第1態様に係るドーム構造では、上下動地震時において、梁材に作用する圧縮方向の軸力、及び曲げモーメントによってテンションリング体に周方向に付加的な引張力が作用する。
テンションリング体に生ずる引張力は、テンション制御部で制御することができ、梁材に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制される。
これにより、梁材が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材が座屈することが抑制され、ドーム構造の安定性が確保される。
In the dome structure according to the first aspect , during an up-and-down earthquake, an additional tensile force acts on the tension ring body in the circumferential direction due to the compressive axial force and bending moment acting on the beams.
The tensile force acting on the tension ring body can be controlled by the tension control unit, and the axial force and bending moment acting on the beam material are suppressed.
This prevents the beams from yielding and becoming plastic due to vertical earthquakes, and prevents the beams from buckling, ensuring the stability of the dome structure.
第2態様に係るドーム構造は、構造体に支持されたテンションリング体と、前記テンションリング体から斜め上方内側へ張り出す複数の梁材と、前記テンションリング体の上方内側に設けられ、複数の前記梁材の先端部を連結する固定部と、前記テンションリング体に作用する引張力を制御するテンション制御部と、を有する。 The dome structure of the second aspect includes a tension ring body supported by a structural body, a plurality of beam members extending diagonally upward and inward from the tension ring body, a fixing portion provided on the upper inside of the tension ring body and connecting the tip ends of the plurality of beam members, and a tension control portion that controls the tensile force acting on the tension ring body.
第2態様に係るドーム構造では、上下動地震時において、梁材に作用する圧縮方向の軸力、及び曲げモーメントによってテンションリング体に周方向に付加的な引張力が作用する。
テンションリング体に生ずる引張力は、テンション制御部で制御することができ、梁材に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制される。
これにより、梁材が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材が座屈することが抑制され、ドーム構造の安定性が確保される。
なお、固定部とは、梁材の先端部同士を直接的に連結する部分、及び梁材の先端部を円板等のリング以外の部材で連結する部分の両方を含む。
In the dome structure according to the second aspect , during an up-and-down earthquake, an additional tensile force acts on the tension ring body in the circumferential direction due to the compressive axial force and bending moment acting on the beams.
The tensile force acting on the tension ring body can be controlled by the tension control unit, and the axial force and bending moment acting on the beam material are suppressed.
This prevents the beams from yielding and becoming plastic due to vertical earthquakes, and prevents the beams from buckling, ensuring the stability of the dome structure.
The fixed portion includes both a portion that directly connects the tip ends of the beams together, and a portion that connects the tip ends of the beams with a member other than a ring, such as a disk.
第3態様に係る発明は、第1態様または第2態様に係るドーム構造において、前記テンションリング体は、周方向の少なくとも一か所に連結部を有し、前記テンション制御部は、前記連結部における前記テンションリング体の一方の端部と他方の端部とを引張力を付与した状態で連結し、前記テンションリング体に予め設定した張力よりも大きな張力が作用したときに伸張する引張部材を有している。 The invention of the third aspect is a dome structure of the first or second aspect , in which the tension ring body has a connecting portion at at least one location in the circumferential direction, and the tension control portion has a tensioning member that connects one end of the tension ring body to the other end at the connecting portion while applying a tensile force, and stretches when a tension greater than a preset tension is applied to the tension ring body.
第3態様に係るドーム構造では、テンションリング体に予め設定した張力よりも大きな引力が作用すると、引張力が付与された引張部材が伸長し、テンションリング体に作用する引張力の過大な上昇を抑制する。
これにより、梁材に生ずる過大な軸力、及び曲げモーメントが抑制され、梁材の塑性化や座屈を抑制することができる。
In the dome structure of the third aspect , when a pulling force greater than a preset tension acts on the tension ring body, the tension member to which the tension force is applied extends, thereby preventing an excessive increase in the tension force acting on the tension ring body.
This suppresses excessive axial force and bending moment generated in the beam material, and makes it possible to suppress plastic deformation and buckling of the beam material.
以上説明したように本発明のドーム構造によれば、想定外の上下動地震における安定性を確保することができる、という優れた効果を有する。 As explained above, the dome structure of the present invention has the excellent effect of ensuring stability in the event of an unexpected vertical earthquake.
[第1の実施形態]
図1~図4を用いて、本発明の第1の実施形態に係るドーム構造について説明する。
図1には、実施形態に係るドーム構造が適用されたドーム10を備えた建物12が斜視図にて示されている。本実施形態の建物12は、一例として競技場を挙げることができるが、競技場以外であってもよい。
[First embodiment]
A dome structure according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
1 is a perspective view of a building 12 equipped with a dome 10 to which a dome structure according to an embodiment of the present invention is applied. The building 12 of this embodiment may be a stadium, for example, but may be something other than a stadium.
建物12は、円環状の構造体14を備えている。構造体14の内周部分には、一例として観客席(図示せず)が設けられている。 The building 12 comprises a circular structure 14. Spectator seats (not shown) are provided on the inner periphery of the structure 14, for example.
ドーム10は、構造体14の上部に設けられている。ドーム10は、円環状のテンションリング体16と、テンションリング体16の内側かつ、テンションリング体16よりも上方に配置される円環状のコンプレッションリング体18と、テンションリング体16とコンプレッションリング体18とを連結し、テンションリング体16及びコンプレッションリング体18の半径方向(放射方向)に延びる複数本の梁材20、及び屋根材22とを含んで構成されている。なお、屋根材22は、テンションリング体16とコンプレッションリング体18との間全体に設けられているが、図1においては一部のみを図示している。 The dome 10 is provided on top of the structure 14. The dome 10 is composed of an annular tension ring body 16, an annular compression ring body 18 located inside and above the tension ring body 16, multiple beam members 20 that connect the tension ring body 16 and the compression ring body 18 and extend in the radial direction (radial direction) of the tension ring body 16 and the compression ring body 18, and a roof member 22. The roof member 22 is provided over the entire space between the tension ring body 16 and the compression ring body 18, but only a portion of it is shown in Figure 1.
テンションリング体16は、円弧形状に形成された複数(本実施形態では4個)のリング片16Aを備え、隣り合うリング片16Aとリング片16Aとがテンション制御部24を介して連結されている。リング片16Aは、一例として、鋼材等で形成されている。なお、コンプレッションリング体18、及び梁材20も鋼材等で形成されている。 The tension ring body 16 comprises multiple (four in this embodiment) arc-shaped ring pieces 16A, and adjacent ring pieces 16A are connected via a tension control unit 24. The ring pieces 16A are, for example, made of steel or the like. The compression ring body 18 and beam material 20 are also made of steel or the like.
テンションリング体16は、構造体14の上部に設置された複数の支承材26で支持されており、テンションリング体16は周方向の伸び縮みが可能となっている。支承材26としては、一例として、複数の鋼板とゴム層とを交互に積層した積層ゴム、すべり支承、転がり支承などを用いることができる。 The tension ring body 16 is supported by multiple bearing materials 26 installed on top of the structure 14, allowing the tension ring body 16 to expand and contract in the circumferential direction. Examples of the bearing materials 26 that can be used include laminated rubber made by alternating layers of steel plates and rubber layers, sliding bearings, and rolling bearings.
テンション制御部24は、テンションリング体16の周方向のテンションを制御するものであり、一例として、図2~図4に示す構造のものが適用される。 The tension control unit 24 controls the circumferential tension of the tension ring body 16, and as an example, the structure shown in Figures 2 to 4 is applied.
先ず、図2に示すテンション制御部24について説明する。
図2に示すように、リング片16Aは、中空構造、一例として角パイプ形状とされ、周方向の端部は、蓋部材28で塞がれており、リング片16Aの内部には、蓋部材28から離れた位置に隔壁30が固定されている。
First, the tension control unit 24 shown in FIG. 2 will be described.
As shown in Figure 2, the ring piece 16A has a hollow structure, for example, a square pipe shape, and its circumferential ends are closed with a cover member 28. A partition wall 30 is fixed inside the ring piece 16A at a position away from the cover member 28.
一方のリング片16Aと他方のリング片16Aの各々の蓋部材28、及び隔壁30を貫通するようにテンション部材32が設けられている。テンション部材32は、リング片16Aに比較して伸び易い材料であることが好ましい。テンション部材32は、一例としてPC鋼棒、ストランド等を用いることができる。 A tension member 32 is provided so as to penetrate the cover member 28 of each of the ring pieces 16A and the partition wall 30. The tension member 32 is preferably made of a material that is more stretchable than the ring pieces 16A. For example, the tension member 32 can be made of PC steel rods, strands, etc.
本実施形態のテンション部材32は、PC鋼棒で形成されており、両端部に雄螺子34が形成されており、雄螺子34にナット36が螺合している。ナット36は、隔壁30に当接した状態で締め込まれており、テンション部材32に予め引張力(プレストレス)を付与している。 In this embodiment, the tension member 32 is made of PC steel rod and has male threads 34 formed at both ends, onto which nuts 36 are threaded. The nuts 36 are tightened while in contact with the bulkhead 30, applying a tensile force (prestress) to the tension member 32 in advance.
(作用、効果)
次に、図2(A)に示すテンション制御部24をテンションリング体16に備えたドーム10の作用効果について説明する。
地震が起きていない通常時(静止時)において、テンションリング体16には、コンプレッションリング体18、梁材20、及び屋根材22の荷重が半径方向内側から外側へ向けて作用することで、周方向の張力(矢印A)が常時作用している。
(Action, effect)
Next, the effects of the dome 10 having the tension control unit 24 shown in FIG. 2A provided on the tension ring body 16 will be described.
During normal times (when stationary) when no earthquake is occurring, the tension ring body 16 is constantly subjected to circumferential tension (arrow A) due to the loads of the compression ring body 18, beam material 20, and roof material 22 acting from the radial inside to the outside.
ここで、上下動地震が起きると、ドーム10全体が上下動して、梁材20の軸力が変動する。そして、梁材20に作用する圧縮方向の軸力、及び曲げモーメントによってテンションリング体16に、通常時よりも大きな張力が作用する。 When a vertical earthquake occurs, the entire dome 10 moves up and down, causing the axial force of the beams 20 to fluctuate. The compressive axial force and bending moment acting on the beams 20 then exert a greater tension on the tension ring 16 than usual.
テンション制御部24に大きな張力が作用して予め引張力(プレストレス)を超えると、図2(B)に示すように、テンション制御部24が離間して、テンション部材32が伸びて、テンションリング体16が周方向に伸び、梁材20に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制される。これにより、梁材20が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材20が座屈することが抑制され、ドーム10の安定性が確保される。 When a large tension acts on the tension control section 24 and exceeds the pre-tensioning force (prestress), as shown in Figure 2 (B), the tension control section 24 separates, the tension member 32 extends, and the tension ring body 16 extends circumferentially, suppressing the axial force and bending moment acting on the beam 20. This prevents the beam 20 from yielding and becoming plastic or buckling due to a vertical earthquake, ensuring the stability of the dome 10.
次に、図3(A)に示すテンション制御部24について説明する。
図3(A)に示すテンション制御部24では、一方のリング片16Aの端部と他方(図面右側)のリング片16Aの端部とが、低降伏点鋼材で形成された棒状や板状の引張部材38で連結されている。低降伏点鋼材とは、リング片16Aを構成している鋼材よりも伸び易い鋼材である。図3(A)に示すテンションリング体16では、引張部材38で連結されている部分が、連結部39とされている。
Next, the tension control unit 24 shown in FIG. 3A will be described.
In the tension control unit 24 shown in Figure 3(A), the end of one ring piece 16A and the end of the other ring piece 16A (on the right side of the drawing) are connected by a rod-shaped or plate-shaped tension member 38 made of low-yield-point steel. Low-yield-point steel is a steel material that stretches more easily than the steel material that makes up the ring pieces 16A. In the tension ring body 16 shown in Figure 3(A), the portion connected by the tension member 38 is defined as a connecting portion 39.
本実施形態の引張部材38は、長手方向中央部分が長手方向両端部分よりも小径に形成されており、中央部分が伸び易く形成されている。なお、引張部材38は、全長に渡って断面積を同一(全長に渡って径を一定)にしてもよく、その場合は、降伏耐力を低く設定して早期に伸び変形するように設計すればよい。 In this embodiment, the tension member 38 is formed so that the central portion in the longitudinal direction has a smaller diameter than the end portions in the longitudinal direction, making the central portion more easily stretchable. The tension member 38 may have the same cross-sectional area along its entire length (constant diameter along its entire length), in which case it can be designed to have a low yield strength to allow for early elongation and deformation.
次に、図3(A)に示すテンション制御部24を備えたドーム10の作用効果について説明する。
本実施形態では、テンション制御部24に大きな引張力が作用すると、図2(B)に示すように、引張部材38が伸び、梁材20に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制される。これにより、梁材20が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材20が座屈することが抑制され、ドーム10の安定性が確保される。
Next, the effects of the dome 10 equipped with the tension control unit 24 shown in FIG. 3A will be described.
In this embodiment, when a large tensile force acts on the tension control unit 24, as shown in Figure 2 (B), the tension members 38 elongate, suppressing the axial force and bending moment generated in the beam 20. This prevents the beam 20 from yielding and becoming plastic or buckling due to a vertical earthquake, ensuring the stability of the dome 10.
次に、図4(A)に示すテンション制御部24を備えたドーム10について説明する。
このテンション制御部24では、一方(図面左側)のリング片16Aの端部の下半分に鋼材で箱形状に形成された突出部40が一体的に形成されており、他方(図面右側)のリング片16Aの端部の上半分に鋼材で箱形状に形成された突出部42が一体的に形成されている。
Next, the dome 10 equipped with the tension control unit 24 shown in FIG. 4(A) will be described.
In this tension control unit 24, a box-shaped protrusion 40 made of steel is integrally formed on the lower half of the end of one ring piece 16A (left side of the drawing), and a box-shaped protrusion 42 made of steel is integrally formed on the upper half of the end of the other ring piece 16A (right side of the drawing).
上側の突出部42の下壁42Aと下側の突出部40の上壁40Aとは互いに対面している。
上側の突出部42の下壁42Aの下面には、シート状の摩擦部材44が貼り付けられている。なお、摩擦部材44は、下側の突出部40の上壁40Aに貼り付けられていてもよい。
摩擦部材44は、一例として、自動車のブレーキに用いられるブレーキ材のようなもので形成することができ、鋼材よりも摩擦係数が大きい材料で形成されている。
The lower wall 42A of the upper protrusion 42 and the upper wall 40A of the lower protrusion 40 face each other.
A sheet-like friction member 44 is attached to the lower surface of the lower wall 42A of the upper protrusion 42. The friction member 44 may also be attached to the upper wall 40A of the lower protrusion 40.
The friction member 44 can be formed, for example, from a material similar to the brake material used in automobile brakes, and is formed from a material having a higher coefficient of friction than steel.
上側の突出部42の下壁42Aと下側の突出部40の上壁40Aとを、複数本のボルト46が貫通している。ボルト46に螺合したナット48と、ボルト46の頭部46Aとの間に、上側の突出部42の下壁42Aと下側の突出部40の上壁40Aと摩擦部材44とが挟持され、摩擦部材44が上側の突出部42の下壁42Aに圧接されている。 Multiple bolts 46 pass through the lower wall 42A of the upper protrusion 42 and the upper wall 40A of the lower protrusion 40. The lower wall 42A of the upper protrusion 42, the upper wall 40A of the lower protrusion 40, and the friction member 44 are sandwiched between the nut 48 threaded onto the bolt 46 and the head 46A of the bolt 46, and the friction member 44 is pressed against the lower wall 42A of the upper protrusion 42.
なお、ボルト46は、上側の突出部42の下壁42Aに形成された丸孔49を貫通し、下側の突出部40の上壁40Aに形成された長孔51を貫通している。この長孔51は、テンションリング体16の周方向に沿って長く形成されている。
ボルト46の張力により摩擦部材44に大きな面圧を生じさせ摩擦力を発生させることができる。さらに、ボルト46の張力を調整することで、摩擦力を調整することができる。
The bolt 46 passes through a round hole 49 formed in the lower wall 42A of the upper protrusion 42 and passes through an elongated hole 51 formed in the upper wall 40A of the lower protrusion 40. This elongated hole 51 is formed long in the circumferential direction of the tension ring body 16.
The tension of the bolt 46 generates a large surface pressure on the friction member 44, thereby generating a frictional force. Furthermore, by adjusting the tension of the bolt 46, the frictional force can be adjusted.
通常時は、図4(A)に示すようにボルト46は、長孔51の内部で、片側(図面左側)に寄せられた位置にあって、図面右側に隙間が設けられており、この隙間を設けることで、図4(B)に示すように、一方のリング片16Aと他方のリング片16Aとが互いに離間できるように構成されている。 Normally, as shown in Figure 4(A), the bolt 46 is positioned inside the elongated hole 51, shifted to one side (the left side of the figure), with a gap provided on the right side of the figure. This gap allows one ring piece 16A and the other ring piece 16A to be spaced apart from each other, as shown in Figure 4(B).
次に、図4(A)に示すテンション制御部24を備えたドーム10の作用効果について説明する。
上下動地震が起きてドーム10全体が上下動し、梁材20の軸力が変動し、テンション制御部24に大きな引張力が作用すると、図4(B)に示すように、摩擦部材44が、下側の突出部40の上壁40Bに圧接した状態で摺動し、一方のリング片16Aと他方のリング片16Aとが周方向に離間し、テンションリング体16が周方向に伸びる。
Next, the effects of the dome 10 equipped with the tension control unit 24 shown in FIG. 4A will be described.
When an up-and-down earthquake occurs and the entire dome 10 moves up and down, the axial force of the beam 20 fluctuates, and a large tensile force acts on the tension control unit 24, as shown in Figure 4 (B), the friction member 44 slides while being pressed against the upper wall 40B of the lower protrusion 40, causing one ring piece 16A and the other ring piece 16A to move apart circumferentially, and the tension ring body 16 stretches circumferentially.
これにより梁材20に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制され、梁材20が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材20が座屈することが抑制されるので、ドーム10の安定性が確保される。 This suppresses the axial force and bending moment acting on the beams 20, preventing the beams 20 from yielding and becoming plastic or buckling due to an up-and-down earthquake, thereby ensuring the stability of the dome 10.
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係るドーム構造が適用されたドーム10について説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態のドーム10では、図5(A)に示すように、コンプレッションリング体18にテンション制御部24が設けられている。コンプレッションリング体18は、円弧形状に形成された複数のリング片18Aを備え、隣り合うリング片18Aとリング片18Aとがテンション制御部24を介して連結されている。
Second Embodiment
Next, a dome 10 to which a dome structure according to a second embodiment of the present invention is applied will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
5A, in the dome 10 of this embodiment, a tension control unit 24 is provided on the compression ring body 18. The compression ring body 18 includes a plurality of ring pieces 18A formed in an arc shape, and adjacent ring pieces 18A are connected to each other via the tension control unit 24.
本実施形態の通常時のテンション制御部24は、図5(A)に示すように、図面右側のリング片18Aに形成された上側の突出部42の端部と図面左側のリング片18Aの端部との間、及び図面左側のリング片18Aに形成された下側の突出部40の端部と図面右側のリング片18Aの端部との間に隙間が設けられており、コンプレッションリング体18に圧縮力(矢印B)が作用すると、一方のリング片18Aと他方のリング片18Aとが互い接近する方向に移動し、コンプレッションリング体18が周方向に縮まる。 As shown in Figure 5(A), in the normal state of the tension control unit 24 of this embodiment, gaps are provided between the end of the upper protrusion 42 formed on the ring piece 18A on the right side of the drawing and the end of the ring piece 18A on the left side of the drawing, and between the end of the lower protrusion 40 formed on the ring piece 18A on the left side of the drawing and the end of the ring piece 18A on the right side of the drawing. When a compressive force (arrow B) acts on the compression ring body 18, one ring piece 18A and the other ring piece 18A move toward each other, and the compression ring body 18 contracts circumferentially.
これにより梁材20に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制され、梁材20が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材20が座屈することが抑制されるので、ドーム10の安定性が確保される。 This suppresses the axial force and bending moment acting on the beams 20, preventing the beams 20 from yielding and becoming plastic or buckling due to an up-and-down earthquake, thereby ensuring the stability of the dome 10.
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態に係るドーム構造が適用されたドーム10について説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態のドーム10では、図6に示すテンション制御部24がコンプレッションリング体18に設けられている。
[Third embodiment]
Next, a dome 10 to which a dome structure according to a third embodiment of the present invention is applied will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
In the dome 10 of this embodiment, a tension control unit 24 shown in FIG. 6 is provided on the compression ring body 18 .
一方のリング片18Aに、側面視でL字形状に形成された第1テンションロッド接続部50が形成され、他方のリング片18Aの他端部に、第1テンションロッド接続部50と逆向きとされ側面視でL字形状に形成された第2テンションロッド接続部52が形成されている。 A first tension rod connection part 50 that is L-shaped in side view is formed on one ring piece 18A, and a second tension rod connection part 52 that is L-shaped in side view and faces in the opposite direction to the first tension rod connection part 50 is formed on the other end of the other ring piece 18A.
第1テンションロッド接続部50の端部50Aと第2テンションロッド接続部52の端部52Aとが、第1の実施形態と同様の引張部材38で連結されている。 The end 50A of the first tension rod connection portion 50 and the end 52A of the second tension rod connection portion 52 are connected by a tension member 38 similar to that in the first embodiment.
(作用、効果)
次に、コンプレッションリング体18に図6に示すテンション制御部24を備えたドーム10の作用効果について説明する。
(Action, effect)
Next, the effects of the dome 10 having the tension control section 24 shown in FIG. 6 on the compression ring body 18 will be described.
上下動地震が起きて、ドーム10全体が上下動し、コンプレッションリング体18に通常時よりも大きな圧縮力が作用すると、引張部材38が伸びてコンプレッションリング体18は周方向(矢印B)に圧縮される。
これにより梁材20に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制され、梁材20が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材20が座屈することが抑制されるので、ドーム10の安定性が確保される。
When a vertical earthquake occurs, the entire dome 10 moves up and down, and a compressive force greater than normal acts on the compression ring body 18, causing the tension member 38 to stretch and the compression ring body 18 to be compressed in the circumferential direction (arrow B).
This suppresses the axial force and bending moment generated in the beam material 20, and prevents the beam material 20 from yielding and becoming plastic due to an up-and-down earthquake, or from buckling, thereby ensuring the stability of the dome 10.
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態に係るドーム構造が適用されたドーム10について説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
図7に示すように、本実施形態のドーム10では、テンションリング体16、及びコンプレッションリング体18共に、鋼材等により周方向に一様に形成されている。
[Fourth embodiment]
Next, a dome 10 to which a dome structure according to a fourth embodiment of the present invention is applied will be described. Note that the same components as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 7, in the dome 10 of this embodiment, both the tension ring body 16 and the compression ring body 18 are formed uniformly in the circumferential direction from a steel material or the like.
本実施形態のドーム10は、テンションリング体16が複数本の柱54に支持されている。柱54は、鋼材等で形成されており、ドーム10の荷重を支持しているが、曲げ変形可能とされている。本実施形態では、柱54がテンション制御部24とされている。
なお、柱54は、構造体14の上部に立設されていてもよく、基礎や地盤に立設されていてもよい。
In the dome 10 of this embodiment, the tension ring body 16 is supported by a plurality of pillars 54. The pillars 54 are made of steel or the like and support the load of the dome 10, but are also capable of bending and deforming. In this embodiment, the pillars 54 serve as the tension control unit 24.
The pillars 54 may be erected on top of the structure 14 or may be erected on the foundation or ground.
(作用、効果)
次に、本実施形態のドーム10の作用効果について説明する。
上下動地震が起きてドーム10全体が上下動し、梁材20の軸力が変動してテンションリング体16に周方向に引張力(矢印A)が作用すると、テンションリング体16が周方向に伸びて拡径すると共に、テンションリング体16を支持している柱54がテンションリング体16の径方向外側へ曲げ変形する。
(Action, effect)
Next, the effects of the dome 10 of this embodiment will be described.
When a vertical earthquake occurs, the entire dome 10 moves up and down, the axial force of the beam 20 fluctuates, and a tensile force (arrow A) acts on the tension ring body 16 in the circumferential direction. This causes the tension ring body 16 to stretch circumferentially and expand in diameter, and the columns 54 supporting the tension ring body 16 bend and deform radially outward from the tension ring body 16.
これにより梁材20に生ずる軸力、及び曲げモーメントが抑制され、梁材20が上下動地震により降伏して塑性化することや梁材20が座屈することが抑制されるので、ドーム10の安定性が確保される。 This suppresses the axial force and bending moment acting on the beams 20, preventing the beams 20 from yielding and becoming plastic or buckling due to an up-and-down earthquake, thereby ensuring the stability of the dome 10.
[その他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[Other embodiments]
The above describes one embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the above, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modified forms within the scope of the gist of the present invention.
上記実施形態では、ドーム10の形状が円形であったが、ドーム10の形状は、円形に限らず、多角形であってもよく、楕円形であってもよい。 In the above embodiment, the shape of the dome 10 was circular, but the shape of the dome 10 is not limited to circular, and may be polygonal or elliptical.
上記実施形態では、テンションリング体16の内側にコンプレッションリング体18が配置され、テンションリング体16から径方向内側へ延びる梁材20の端部がコンプレッションリング体18に接続されていたが、梁材20の端部の接続対象は、コンプレッションリング体18に限らない。例えば、図8に示すように、コンプレッションリング体18の代わりに、円板形状の固定部56を設け、この固定部56に梁材20の端部を接続してもよい。 In the above embodiment, the compression ring body 18 is disposed inside the tension ring body 16, and the end of the beam material 20 extending radially inward from the tension ring body 16 is connected to the compression ring body 18. However, the connection target of the end of the beam material 20 is not limited to the compression ring body 18. For example, as shown in Figure 8, a disk-shaped fixing portion 56 may be provided instead of the compression ring body 18, and the end of the beam material 20 may be connected to this fixing portion 56.
また、図示を省略するが、ドーム10の中心部において、複数の梁材20の端部同士を直接的に連結する構成してもよい。 Also, although not shown in the figures, the ends of multiple beams 20 may be directly connected to each other at the center of the dome 10.
10 ドーム
14 構造体
16 テンションリング体
18 コンプレッションリング体
20 梁材
24 テンション制御部
38 引張部材
39 連結部
56 固定部
REFERENCE SIGNS LIST 10 Dome 14 Structure 16 Tension ring body 18 Compression ring body 20 Beam 24 Tension control unit 38 Tension member 39 Connection portion 56 Fixation portion
Claims (3)
前記テンションリング体の上方内側に設けられたコンプレッションリング体と、
前記テンションリング体から斜め上方内側へ張り出し、前記コンプレッションリング体に連結された複数の梁材と、
前記テンションリング体に予め設定した張力よりも大きな張力が作用したときに、前記テンションリング体を周方向に伸張させるテンション制御部と、
を有するドーム構造。 a tension ring body supported by the structure;
a compression ring body provided on the upper inner side of the tension ring body;
a plurality of beam members extending obliquely upward and inward from the tension ring body and connected to the compression ring body;
a tension control unit that stretches the tension ring body in a circumferential direction when a tension greater than a preset tension acts on the tension ring body ;
A dome structure having
前記テンションリング体から斜め上方内側へ張り出す複数の梁材と、
前記テンションリング体の上方内側に設けられ、複数の前記梁材の先端部を連結する固定部と、
前記テンションリング体に作用する引張力を制御するテンション制御部と、
を有するドーム構造。 a tension ring body supported by the structure;
a plurality of beam members extending obliquely upward and inward from the tension ring body;
a fixing portion provided on the upper inner side of the tension ring body and connecting the tip ends of the plurality of beam members;
a tension control unit that controls the tensile force acting on the tension ring body;
A dome structure having
前記テンション制御部は、前記連結部における前記テンションリング体の一方の端部と他方の端部とを引張力を付与した状態で連結し、前記テンションリング体に予め設定した張力よりも大きな張力が作用したときに伸張する引張部材を有している、
請求項1または請求項2に記載のドーム構造。 The tension ring body has a connecting portion at at least one location in the circumferential direction,
The tension control section has a tension member that connects one end and the other end of the tension ring body at the connecting section in a state where a tension force is applied, and that extends when a tension greater than a preset tension acts on the tension ring body.
The dome structure according to claim 1 or 2.
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