JPH02501397A - 空気で支持された建築構造及びその設置方法 - 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】 空気で支持された建築構造及びその設置方法技術分野 本発明は空気式建築構造に関し、殊に空気で支持された建築構造及びその設置方 法に関する。

発明の背景 現場施工の薄肉ヴオールト構造の主な利点は、使用材料が少ないこと、工期の短 いこと、梁間隔が長いこと、比較的低工費であること、及び金属製補強材が不必 要なことである。

本発明にかかる空気で支持された建築構造によって建方された現場施工の複合材 料からなる薄肉ヴオールト構造設備の信頼性、従って耐用年数は該設備の形状・ 寸法に関係する。

中高の外面を有し、互いに接合されかつ両端部が基礎に支持された複数のアーチ 形部材によって形成された円筒形の現場施工の薄肉ヴオールト構造設備は耐負荷 性能が高い。アーチ形部材の中心角は１５０°から１８０°である。各アーチ形 部材の幅は全く同一である。アーチ形部材の寸法、即ち幅、外面の曲率半径は設 置条件によって決まる現場施工の薄肉ヴオールト構造設備の寸法（長さ及び高さ ）に依存する。

空気で支持さ、れた建築構造は上述のような設備の建方の一つとして使用される 。寸法的安定は空気式建築構造に課せられた普通の要求である。現場施工のヴオ ールト構造設備の建方の一つとして使用される空気で支持された建築構造の形状 に課せられた主要求は、アーチ形部材の寸法と、アーチ形部材の半径Ｒと、アー チ形部材の中高外面の曲率半径ｒと、アーチ状部材の幅Ｓとがアーチ形部材の所 望の寸法に等しくかつ適宜の複合材料で建方した現場施工のヴオールト構造の設 備の形状に一致することである。膜が安定位置にある時にはその表面にしわを生 じない。

種々の目的に使用される空気で支持された建築構造は、（ｖ、　Ｖ、　Ｅｒｍｏ ｌｏｖ等「空気式建築構造Ｊ　１９８３年５ｔｒｏｙｉｚｄａｔ書店（ロシア） モースコーＰ、　２３）で公知である。この空気式建築構造は、円筒形ヴオール ト状に形成された中間部分と球形ヴオールト状に形成された両端部分とを有する 可撓性の不浸透性材料で作られた膜を備え、鉄膜は、中高の外面と、基礎に取付 けた両端部とを有して互いにつなぎ合わされたアーチ形部材と、夫々のアーチ形 部材の一方側に延びて膜材料を浮上らせた可撓性の緊張材を含み、該可撓性の緊 張材はその両端が基礎に取付けられると共にアーチ形部材間のつなぎ目線に沿っ て膜に対して移動可能に鉄膜に接合されたものである。

この構造の膜の両端部分は中高の外面の曲率半径が変化し、かつ全く同一の幅を 有するアーチ形部材によって形成されている。アーチ形部材の両端と膜の両端部 分に接合した可撓性緊張材の両端とは該端部分の夫々の側において基礎に取付け られている。

このような空気で支持された建築構造の設置方法は公知である。即ち空気で支持 された建築構造の膜を基礎上に置き、膜の下方にポンプで空気を送って、膜の取 付けに必要十分なレベルにまで鉄膜が基礎の上方に持揚げられた時に、可撓性緊 張材の両端を基礎に取付ける。膜が安定位置をとった後も鉄膜の下方にゲージ空 気圧を維持するものである。

このような空気で支持された建築構造の安定位置即ち膜の中間部分のアーチ形部 材間のつなぎ目線を通る平面の垂直位置からの偏移がＯになる膜の静的平衡は、 アーチ形部材がＲ＝Ｒ１，ｒ＝ｒ＋　、Ｓ＝Ｓ＋となる所定の寸法的割合の場合 にのみ達成されるもので、又ゲージ空気圧Ｐ及び膜材料の強度的特性に関係する 。

しかしこのような空気で支持された建築構造の現場施工のヴオールト構造設備を 建方するためには、アーチ形部材は異なった寸法でなければならない。これらの 寸法即ちＲ＝Ｒ２゜ｒ＝ｒ２１　Ｓ：Ｓ２は現場施工のヴオールト構造設備に課 せられた要求に基づき、従来の方法では耐負荷性能に関する現場施工設備の計算 、即ち建築材料の強度及び耐久性計算から得られていた。

膜の中間部分のアーチ形部材の寸法がＲ＝Ｒ，、ｒ＝ｒ２゜Ｓ＝Ｓ、である空気 で支持された建築構造を設計・製造する場合に、所定のゲージ空気圧Ｐをかけら れた可撓性・不浸透性の材料からなるアーチ形部材の上記の寸法を維持すること は実際上困難である。これはｒは常にｒ２になろうとし、Ｓ２は増加し、膜の表 面にしわを生ずると共にアーチ部材の幅が長手方向に変化するためである。この ようにして形成した設備は適切な強度を有しないので、上記の空気で支持された 建築構造は現場施工のヴオールト構造の設備として使用することができず、また しわの部分に応力集中を生じて設備の耐負荷性能、信頼性及び強度を低下する。

発明の要約 本発明の第１の目的は、膜の中間部分のアーチ形部材間のつなぎ目線を通る垂直 位置の平面が安定位置にあり、膜のアーチ形部材の寸法が現場施工のつ゛オール ド構造設備の所望の寸法に等しく、従って建方されたヴオールト構造設備の強度 と信頼性が高い空気で支持された建築構造及びその設置方法は提供することであ る。

上記の目的は、空気で支持された建築構造であって、上記建築構造は円筒形ヴオ ールト状に形成された中間部分を球形ヴオールト状に形成された両端部分とを有 する可撓性の不浸透性材料で作られた膜を備え、鉄膜は、中高の外面と、基礎に 取付けた両端部とを有して互につなぎ合わされたアーチ形部材と、夫々のアーチ 形部材の一方側に延びて膜材料を浮上らせた可撓性の緊張材とを含み、該可撓性 の緊張材はその両端が基礎に取付けられると共にアーチ形部材間のつなぎ目線に 沿って膜に対して移動可能に鉄膜に接合されたものにおいて、本発明によれば膜 の両端部分のアーチ形部材の幅は該部材の端部に向うにつれて減少し、膜の両端 部分に接合した可撓性緊張材の両端部は膜の夫々の端部分の付近において鉄膜の 中間部分の夫々の側の基礎の部分に取付けられ、両端部分の可撓性緊張材の長さ を変える調節装置を夫々の該可撓性緊張材に設け、該調節装置の数がアーチ形部 材の数と同じであることを特徴とする空気で支持された建築構造によって達成さ れる。基礎の長さが膜の中間部分の長さと同じであることが好ましい。

空気で支持された建築構造の設置方法が、空気で支持された建築構造の膜を基礎 上に置き、膜の下方にポンプで空気を送って、膜の取付けに必要十分なレベルに まで鉄膜が基礎の上方に持揚げられた時に、可撓性緊張材の両端を基礎に取付け 、膜が安定位置をとった後も鉄膜の下方にゲージ空気圧を維持するものにおいて 、本発明によれば、上記膜が安定位置をとった後に、膜の中間部分のアーチ形部 材間のつなぎ目線を通る平面の垂直位置からの偏移を目視で判定し、該偏移値が 許容値よりも大なる場合には、膜の両端部分で可撓性緊張材の長さを調節して該 偏移値を減少せしめる各工程からなると得策である。

上記の空気で支持された建築構造によって、現場施工ヴオールト構造設備のアー チ形部材の寸法に等しい寸法のアーチ形部材を有する空気で支持された建築構造 の膜の中間部分の静的平衡が得られる。何故なら膜の端部分の構造によって、膜 の端部分のアーチ形部材の中高状外面の曲率半径が変った場合に、膜の中間部分 の基礎にすべての力の合計力がかかるためである。このことによって空気で支持 された建築構造の基礎の面積を減少させることができる。

又、曲率半径が減少することによって膜の端部分の材料内の応力の低下が得られ 、従って膜の耐負荷性能が向上する。

本発明にかかる空気で支持された建築構造の設置方法によって、膜の中間部分の アーチ形部材間のつなぎ目線が垂直に延びた平面内の安定位置に、膜を容易かつ 敏速に設置することができる。

図面の簡単な説明 本発明を添付図面に示す実施例について説明する。

第１図は本発明にかかる空気で支持された建築構造の全体図、第２図は第１図の ■−■線についての断面図、第３図は第１図の■−■線についての断面図、第４ 図は膜の両端部分の可撓性緊張材領域における第４図のＡ部の拡大詳細図（縦断 面図）、第５図は膜の中間部分の可撓性緊張材領域における第１図のＢ部の拡大 詳細図（縦断面図）、第６図は膜の最端部を基礎に接合した領域における第１図 の０部の拡大詳細図（縦断面図）、第７図は膜の最端部及び可撓性緊張材の両端 部を基礎に接合した状態を示す図（縦断面図）、第８図は基礎の長さが本発明の 膜の中間部分の長さに等しい空気で支持された建築構造の全体図である。

発明を実施するための最良の形態 現場施工のヴオールト構造設備の建方に使用する本発明の空気で支持された建築 構造を、長さが２４ｍ１幅が１３−３ｍ。

高さが６．５ｍ、アーチ形部材の外面の曲率半径が０．７５ｍ、アーチ形部材の 幅が３ｍ、基礎の厚さが２０〜３０ｍｍの円筒形ヴオールト構造を有する倉庫設 備に適用した場合について説明する。現場施工のヴオールト構造設備の細部寸法 はその使用目的によって定まる。本発明の建築構造は、気密ライニング又は補強 フィルムを付けた天然布又は人工布のような可撓の不浸透性材料で作られた膜１ 　（第１図）を備える。膜１が第１図に示ずような安定した位置にある時に鉄膜 の中間部分２は円筒形ヴオールト状をなし、両端部分３は球形ヴオールト状をな す。膜１は中間部分２のアーチ形部材４と端部分３のアーチ形部材５とを夫々つ なぎ合わせることによって形成される。

膜１の中間部分２のアーチ形部材４の中心角は１５０°〜１８０°で、アーチ形 部材４０半径Ｒ（第２図）は現場施工のヴオールト構造設備の細部寸法（高さ） によって定まる。この実施例において上記半径は６．５ｍである。

膜１の中間部分２（第１図）のアーチ形部材４の数も現場施工のヴオールト構造 設備の細部寸法、殊にアーチ形部材４の長さ及び幅Ｓに依存する。アーチ形部材 ４０幅Ｓは全長に亘って全く同一である。

膜１　（第１図）の中間部分２のアーチ形部材４の数は８個である。膜１の中間 部分２のアーチ形部材４の外面には、倉庫設備として使用すべき現場施工のヴオ ールト設備の曲率半径、高さ及び幅の所望の各寸法に等しい曲率半径ｒ１高さｈ 及び幅Ｓを有する中高部が設けられている。これらの寸法は、倉庫設備に使用さ れる構成材料と倉庫設備の細部寸法とに基づいた従来の技術から判明したもので ある。膜１のアーチ形部材４０寸法は当業界で周知の膜」の材料のパターン切抜 きから判明したものである。アーチ形部材４，５の端部は、基礎７に取付けた膜 １の最端部６（第１．３図）を構成する。

基礎７は矩形状の補強コンクリート台で、倉庫設備の基礎に流用される。

膜１の端部分３のアーチ形部材５はその両端に向うにつれて長さが短くなってい る。この実施例の膜１の端部分３は三つのアーチ形部材５によって形成される。

端部分３のアーチ形部材５の最大幅Ｓ、即ち端部から等距離の部分の幅は幅Ｓの １〜２．５倍であり、又アーチ形部材の数は空気で支持された建築構造の細部寸 法に依存する。端部におけるアーチ形部材５０幅は各アーチ形部材のつなぎ合わ せ線が基礎７の同一点Ｏで交差するように選ばれる。

可撓性の緊張材８を、膜１の夫々中間部分２及び端部分３の各アーチ形部材４， ５の一方側に延ばして膜１の材料を該緊張材８０表面に浮上がらせる。この可撓 性の緊張材８は、現場施工のヴオールト構造設備の細部寸法によっては人造又は 天然繊維製のローブ、鋼、ケーブル状或は鋼製のロープ状にすることができる。

可撓性の緊張材８は、アーチ形部材４．５間のつなぎ合わせ線に沿って膜１に対 して移動できるように膜１に接合されている。両端部分３の二つの可撓性緊張材 ８は膜ｌ（第４図）の外側を延び、基礎に近接したアーチ形部材５の一つの可撓 性緊張材８は膜１の内側を延びている。中間部分２の可撓性緊張材８は膜１　（ 第５図）の内側を延びている。このために膜１の端部分２の外側には環９（第１ 図）が縫い付けられていて、可撓性緊張材８は該鳳を通して延びる。又膜１の中 間部分２の可撓性緊張材８はアーチ形部材４のつなぎ目線に沿って形成されたポ ケット１０（第５図）内を延びている。

膜１の最端部６は基礎７に取付けられる。このために膜１（第６図）の中間部分 ２に沿った最端部６に沿ってローブ１１　（又はケーブル）が取付けられている 。このロープ１１は最端部６に沿って設けたポケット１２内に糊付は又は配設さ れる。端部分３の最端部に沿って延びた同様のポケット１２内に可撓性緊張材８ を収容する。膜１を固定するために弓形の締付具１３（第７図）が設けられてい る。この締付具（７）［はアーチ形部材４０幅に等しく、アンカー・ボルト１４ が基礎７に協同している。上記の締付具１３はナツト１５を介して膜１の最端部 ６を押圧する。ロープ１１は締付具１３から最端部が拘束されないで移動するの を防止する。

可撓性緊張材８０両端部を基礎７に取付ける。このためにアーチ形部材４０幅に 等しい間隔をあけて二つのループ部材１６を基礎７に取付ける。可撓性緊張材８ の両端部をくさび形締付具１７によってループ部材に取付ける（くさび形締付具 １７０ケースの前部端板は図を明瞭にするために示さない）。

膜１の両端部分３に接合した可撓緊張材８（第１図）は、膜１の中間部分２の夫 々の側の点０の直ぐそばの点において基礎７の部分に取付けられる。両端部分３ の可撓性緊張材の長さを調節する調節装置１８が設けられている。各調節装置は 夫々の可撓性緊張材に接合され、該調節装置１８の数は端部分３のアーチ部材５ の数に等しい。調節装置１８によって膜１の両端部分３のアーチ部材５の中高の 外面の曲率半径を変化させることができる。調節装置１８は適宜の周知の型式の ものにしてもよく、又該調節装置によって無限に或は段階的に可撓性緊張材の長 さを変えることができ、可撓性緊張材８０両端部に設けてもよく或は該可撓性緊 張材に沿った両端部以外の他の場所に設けてもよい。この実施例の各調節装置１ ８は適宜の公知型式のウィンチで、夫々の可撓性緊張材８の一端は該ウィンチに 取付けられる。

比較的大型寸法の現場施工ヴオールト構造設備の建方を速めかつ使用材料を節約 するために、空気で支持された建築構造の壁脚形の基礎１９の長さは膜１の中間 部分２の長さに等しく形成されている。

空気で支持された建築構造は下記のようにして設置される。

膨張されていない即ち自由状態の膜１　（第１図）の基礎７上に置き、コンプレ ッサ又はブロアー（図示せず）から空気を０．５　ＫＰａの圧力で膜１の下方に 送り込んで安定位置まで膜を持揚げる。

次に、膜１の最端部６を取付けるのに必要十分なレベル、即ち作業員にとって最 端部６を取付けるための必要十分な空間が膜１の下に得られるレベルにまで膜１ が持揚げられると、作業員は締付具１３の下にローブ１１を一つ装置いてナツト １５を締付ける。これと同時に作業員は可撓性緊張材８の両端部をくさび形締付 具１７によって取付ける。膜１の最端部６と可撓性緊張材８の取付けが終ると、 膜が安定状態になるまで膜１の下方に空気を送給する。膜の下方には約Ｉ　ＫＰ ａのゲージ空気圧が形成される。このゲージ圧値は、圧力をかけた状態、即ち膜 の表面にしわのない状態を決定する膜材料の強度特性に依存する。

膜１の中間部分２のアーチ形部材４間のつなぎ目線を通る平面の垂直位置からの 偏移は目で見て判定する。偏移値が許容値よりも大きい場合には、膜１の端部分 ３で可撓性緊張材８の長さを減少させることによってこの偏移値を減少させる。

このために、端部分３の可撓性緊張材８の長さは、ウィンチ等の可撓性緊張材の 長さを変える調節装置１８によって増減される。通常は、あとで長さを減少させ ることができるように必要長さ以上の可撓性緊張材８を端部分３に取付ける。

最初に、基礎７に近接したアーチ形部材５の可撓性緊張材８の長さを減少させ、 次いで残りの可撓性緊張材の長さを引続いて減少させて、膜１の中間部分２のア ーチ形部材４間のつなぎ目を通る平面が垂直になるようにする。

可撓性緊張材８の長さとアーチ形部材５の曲率半径が変化するにつれて可撓性緊 張材の方向に変化を生じ、又膜の両端部分の材料内で引張り力が再分配されて膜 の中間部分が一つの軸線に沿った圧力を受ける。次に、膜１に複合建築材料を吹 付け、該材料を加硫して空気で支持された建築構造のはぎ取り及び分解に応じた 所望の強度が得られるようにする。

産業上の利用可能性 本発明の空気で支持された建築構造は、種々の目的に使用される現場施工の薄肉 ヴオールト構造の建築物及び設備の建方に使用することができる。上記の建築物 及び設備は円筒形のヴオールト構造に形成され、又例えばガラス繊維等で補強さ れたセメント基材料等の複合建築材料を吹付けて建方される。上記の建物及び設 備は穀物貯蔵所、保管設備、ガレージ、格納庫、スポーツ及び興行用ホールとし て広く利用さ杵る。

ＦＩＧ、Ｊ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空気で支持された建築構造であって、上記建築構造は円筒形ヴォールト状に 形成された中間部分（２）を球形ヴォールト状に形成された両端部分（３）とを 有する可撓性の不浸透性材料で作られた膜（１）を備え、該膜は、中高の外面と 、基礎（７）に取付けた両端部とを有して互につなぎ合わされたアーチ形部材（ ４，５）と、夫々のアーチ形部材の一方側に延びて膜材料を浮上らせた可撓性の 緊張材（８）とを含み、該可撓性の緊張材（８）はその両端が基礎（７）に取付 けられると共にアーチ形部材（４，５）間のつなぎ目線に沿って膜（１）に対し て移動可能に該膜に接合されたものにおいて、 膜（１）の両端部分（３）のアーチ形部材（５）の幅は該部材の端部に向うにつ れて減少し、膜（１）の両端部分（３）に接合した可撓性緊張材（８）の両端部 は膜（１）の夫々の端部分（３）の付近において該膜（１）の中間部分（２）の 夫々の側の基礎（７）の部分に取付けられ、両端部分（３）の可撓性緊張材（８ ）の長さを変える調節装置（１８）を夫々の該可撓性緊張材（８）に設け、該調 節装置（１８）の数がアーチ形部材（５）の数と同じであることを特徴とする空 気で支持された建築構造。 ２．基礎（１９）の長さが膜（１）の中間部分（２）の長さと同じである請求項 １に記載の空気で支持された建築構造。 ３．請求項１に記載の空気で支持された建築構造の設置方法であって、空気で支 持された建築構造の膜（１）を基礎（７）上に置き、膜の下方にポンプで空気を 送って、膜（１）の取付けに必要十分なレベルにまで該膜（１）が基礎（７）の 上方に持揚げられた時に、可撓性緊張材（８）の両端を基礎（７）に取付け、膜 （１）が安定位置をとった後も該膜（１）の下方にゲージ空気圧を維持するもの において、上記膜（１）が安定位置をとった後に、膜（１）の中間部分（２）の アーチ形部材（４）間のつなぎ目線を通る平面の垂直位置からの偏移を目視で判 定し、該偏移値が許容値よりも大なる場合には、膜（１）の両端部分（３）で可 撓性緊張材（８）の長さを調節して該偏移値を減少せしめることを特徴とする空 気で支持された建築構造の設置方法。