JPH02274939A - ドーム状骨組膜構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、多目的スタジアム等に用いて好適なドーム
状骨組膜構造に関する。

「従来技術およびその課題」 一般に、多目的スタジアムやホールあるいハ実験棟など
の空間構造として、つり構造や膜構造か用いられており
、広い利用空間を確保できるようになっている。

しかしながら、つり構造はその強度を確（♀するにあた
り経済的な架構形式であるとは言えず、また、空気膜構
造は常時一定の空気圧を確保する必要があることからラ
ンニングコストか高いなど、各種の欠点を有している。

この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、経済的
な架構を実現して施工コストの低減化を図ることのでき
るドーム状組立膜構造を提供することを目的としている
。

「課題を解決するための手段」 この発明に係るドーム状骨組膜構造は、構造体の上部に
、複数のアーチ状の鉄骨トラスを頂部リングより放射状
に架設すると共に、それら鉄骨トラスに膜状体を布設し
てドーム状の屋根を形成し、かつ、前記複数の鉄骨トラ
スの周辺部にその引張力を吸収する周辺リングを設け、
さらに、隣り合う鉄骨トラス間に前記膜状体に張力を導
入するための押えケーブルを配置したものである。なお
、前記鉄骨トラスは、隣り合う鉄骨トラス間が略均一と
なるように、頂部リングから周辺部へ向かうに従ってそ
の途中から分岐されているのが望ましい。また、頂部リ
ングは、各鉄骨トラスを構成する上限材及び下弦材用に
それぞれリング部材を２重に設けてなることが望ましい
。

「作用」 この発明によれば、構造体の上部に、頂部リングからそ
れぞれ放射状に架設されたアーチ状の鉄骨トラスは、垂
直荷重によりその頂部に生じる圧縮力が頂部リングの圧
縮力により支持され、かつ周辺部に生じる引張力が周辺
リングの引張力により支持され、これによりドーム状構
造全体が安定感のある自己つり合い型となる。したがっ
て、力学的合理性のある構造システムを構築できるとと
もに、鉄骨トラスの経済的な断面が得られる。

「実施例」 以下、図面を参照しながらこの発明の詳細な説明する。

第１図はこの発明のドーム状骨組膜構造か適用された多
目的スタジアムの外観を示している。

この図に示すように、多目的スタンアムＳは、スタンド
を有する円形状の下部建物（構造体）１と、この下部建
物１の上に架設されたドーム屋根（ドーム状骨組膜構造
）２とから構成されている。

ドーム屋根２は、頂部リング３より下部建物ｌの上部に
放射状に架設された複数のアーチ状の鉄骨トラス４・・
・と、該鉄骨トラス４・・・−に布設された膜状体５と
から主要構成されている。

頂部リング３は、放射状に架設された鉄骨トラス４の各
頂部４ａを自身を介して互いに接合することで、鉄骨の
収まりを改善するもので、第３図の構造モデルに示すよ
うに、各鉄骨トラス４を構成する上限材６および下弦材
７の上端部に径の異なる２重のリング部材３ａ、３ｂが
上下に連設された構成とされている。そして、頂部リン
グ３（各フング部材）にかかる垂直荷重Ｐ。により各上
限材６および下弦材７の頂部にそれぞれ生じる圧縮力Ｐ
１と、各リング部材自身の圧縮力（リングコンブレッン
ヨン）Ｐ７、Ｐ、とが互いに釣り合う構造とされ、鉄骨
トラス４からの圧縮応力が２重のリング部材３ａ、３ｂ
にそれぞれ分散されて一つのリング部材にかかる応力が
小さくなるように構成されている。

一方、鉄骨トラス４は、第２図に示すように、アーチ状
に屈曲された上弦材６および下弦材７と、その間のラチ
ス材８とがトラス構造を形成している。この鉄骨トラス
４は放射状に架設されているため周辺部４ｂへ向かうに
したがって隣り合う鉄骨トラス４間が次第に拡大してい
くが、この鉄骨トラス４間（膜スパン）が略均一となる
ように、その途中から分岐部８が形成されている。

このような各鉄骨トラス４の周辺部４ｂには、下部建物
１の上部周縁に配される周辺リング９が一体に設けられ
、各鉄骨トラス４の頂部４ａにかかる垂直荷重Ｐ。によ
り周辺部４ｂに生じる引張力（外側に膨らもうとする力
）Ｐ４が、周辺リング９の引張力Ｐ、と互いに釣り合う
構造とされている（第３図参照）。さらに、隣り合う鉄
骨トラス４の下弦材７間には一周にわたるつなぎ材１０
と補強プレース１１とが設けられ、これにより安定した
水平構面が形成されている。この水平構面は、水平力を
円周方向に伝達するとともに、つなぎ材ＩＯ等のリング
応力によるドーム効果で経済的な架橋を確保している。

このように各鉄骨トラス４、頂部リング３、周辺リング
９によって構成されるドーム構造は、各鉄骨トラス４・
・・に生じる力が頂部リング３および周辺リング９によ
って均等に処理される安定感のある自己釣り合い型の構
造とされ、下部建物１に対しスラスト力が伝達されない
工夫がなされている。

膜状体５は、テトラフルオロエチレン等からなる膜で、
各鉄骨トラス４の上に一周にわたって布設されている。

膜状体５の下面には、第４図に示すように、鉄骨トラス
４，４　間に位置して押えケーブル１２が吊り下げられ
、該押えケーブル１２に下方への緊張力が付与されて、
膜状体５に張力が導入されている。さらに、鉄骨トラス
４の下部には分岐部８が設けられているので、膜スパン
が略均一とされ、膜状体５の膜耐力が十分に確保されて
いる。なお、つなぎ材１０および補強プレース１１は前
述したように、鉄骨トラス４の下弦材７に取り付けられ
ており、押えケーブル１２と干渉しない工夫がなされて
いるわけである。

また、この実施例のドーム屋根２には頂部リング３に採
光用のトップライト１３が設けられているが、頂部リン
グ３の開口部は換気孔として用いてもよい。

この実施例によれば、以下のような優れた効果を奏する
。

■　ドーム屋根２を主要構成する各鉄骨トラス４および
膜状体５は、それぞれ同一形状および同一パターンの繰
り返しで構成されるので、製作面での量産効果および施
工期間の短縮化を期待でき、これにより品質の高いドー
ム屋根２を安価なコストで施工できる。

■　ドーム屋根２の構造は、下部建物ｌの上に放射状に
架設されたアーチ状の鉄骨トラス４・・・と、各鉄骨ト
ラス４の頂部に設けられた頂部リング３と、各鉄骨トラ
ス４の周辺部に設けられた周辺リング９とが互いにつり
合うとともに、各鉄骨トラス４にかかる力が各リング３
．９により均等に処理される自己釣り合い型とされてい
るので、経済的な断面を有するドーム架構形式とするこ
とができる。

■　各鉄骨トラス４の下部にそれぞれ分岐部８が設けら
れて隣り合う鉄骨トラス４間のスパンを略均一に設定し
ているので、膜スパンも略均一となり、頂部から周辺部
に至るまで膜状体５の膜耐力を均一とすることができる
。

■　全ての隣合う鉄骨トラス４間に押えケーブル１２を
配置することで、各鉄骨トラス４に布設した膜状体５に
全周にわたって張力を容易に導入できる。また、第５図
に示すように、鉄骨トラス４はアーチ状に屈曲されて押
えケーブル１２の曲率が十分確保されているので、張力
が膜状体５に効率的に導入されることになる。

■　膜状体５に張力が導入された形態では、膜状体５に
連続する山谷が全周にわたって形成されることになり、
花びらを連想させる如く、意匠的に優れた外観デザイン
とすることができる。

■　頂部リング３を、径の異なる２重リングとすること
で、各鉄骨トラス４の上弦材６および下弦材７からの圧
縮応力を、各リング部材３ａ、３ｂに効率よく分散して
伝えるとともに、各リング部材３ａ、３ｂにかかる応力
を小さくし得て、経済的な架構の実現に寄与する。

なお、上記実施例のドーム屋根を積雪地帯に適用する場
合には、鉄骨トラス４を２中心アーチ形状として頂部付
近でも勾配をつけることにより、滑雪効果を持たせるこ
とができる。

「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明によれば構造体の
上部に、複数のアーチ状の鉄骨トラスを頂部リングより
放射状に架設するとともに、それら鉄骨トラスに膜状体
を布設してドーム状の屋根を形成し、かつ、前記複数の
鉄骨トラスの周辺部にその引張力を吸収する周辺リング
を設け、さらに、隣り合う鉄骨トラス間に前記膜状体に
張力を導入するための押えケーブルを配置したので、各
鉄骨トラスおよび膜状体を同一形状および同一パターン
の繰り返しで構成でき、これにより、製作面での量産効
果および施工期間の短縮化を期待できる。また、各アー
チ状の鉄骨トラスは、頂部リングと周辺リングとによっ
て互いに均等につり合った構造゛とされているので、経
済的な断面を有するドーム架構形式とすることができる
。さらには、膜状体への張力導入は鉄骨トラス間に押え
ケーブルを配するだけでおこなえ、したがってこれらの
点により、高い品質のドーム梁構を安価なコストで施工
することができる。

また、膜状体に張力が導入された形態では、膜状体に連
続する山谷が全周にわたって形成されることから、意匠
的に優れた外観デザインとすることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図はこの発明の一実施例を示すもので
、第１図はこの発明にかかるドーム状骨組膜構造を適用
した多目的スタジアムの斜視図、第２図は要部を示す一
部断面斜視図、第３図はドーム状骨組膜構造の構造モデ
ル図、第４図は膜状体へ張力を導入する際の作用図、第
５図は多目的スタジアムの正面図である。 １２・・・・・・押えケーブル、 Ｓ・・・・・・多目的スタジアム。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）構造体の上部に、複数のアーチ状の鉄骨トラスが
   頂部リングより放射状に架設されると共に、それら鉄骨
   トラスに膜状体が布設されてドーム状の屋根を形成し、
   かつ、前記複数の鉄骨トラスの周辺部にはその引張力を
   吸収する周辺リングが設けられ、さらに、隣り合う鉄骨
   トラス間には前記膜状体に張力を導入するための押えケ
   ーブルが配置されていることを特徴とするドーム状骨組
   膜構造。
2. （２）前記鉄骨トラスは、隣り合う鉄骨トラス間が略均
   一となるように、頂部リングから周辺部へ向かうに従っ
   てその途中から分岐されていることを特徴とする第１項
   記載のドーム状骨組膜構造。
3. （３）前記頂部リングは、各鉄骨トラスを構成する上限
   材及び下弦材用にそれぞれリング部材が２重に設けられ
   てなることを特徴とする第１項記載のドーム状骨組膜構
   造。