JPH03221634A

JPH03221634A - 軽量大屋根構造

Info

Publication number: JPH03221634A
Application number: JP27786290A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Fujitani; 藤谷　芳男; Yasunori Kashiwabara; 柏原　康則
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1991-09-30

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〉この発明は軽量大屋根構造に関し、特に三角形を基本パ
ターンとして立体的にケーブルを張設したケーブルトラ
ス構造の大屋根構造に関する。

（従来技術と問題点〉従来から、野球場などの大空間構造物の大屋根構造とし
ては、鉄骨トラス構造または空気膜構造が知られている
。

しかしながら、これらの構造にはそれぞれ以下に示す欠
点があった。

すなわち、鉄骨トラス構造では、トラスの自重が重くな
り、また、架設のための仮設設備が大規模となり、建設
コストが嵩む。

一方、空気膜構造は、構造物全体を気密にする必要があ
って、そのために出入口が特殊な構造となり、また、空
気膜の屋根を支持するためには、常時空気を送入しなけ
ればならず、そのための設備費およびランニングコスト
が嵩むという欠点があった。

そこで近時、上述した問題点を解消できるケーブルトラ
ス構造の大屋根が提案されている。

しかしながら、これまでに提案されているケーブルトラ
ス構造には以下に示す問題があった。

すなわち、従来のケーブルトラス構造は、殆ど二次元的
に張架するものであって、非対称荷重に対して変形が大
きくなり、安定性に欠ける欠点があった。

また、一部に立体的にケーブルを張架する構造も提案さ
れてるが、この場合にもケーブルの架設状態での等方性
を考慮しておらず、対称荷重に対しては安定しているか
、非対称荷重に対しては変形か大きくなり、同様な欠点
があった。

（発明の目的）この発明は上述した従来のケーブルトラス構造の問題点
に鑑みてなされたものであって、上・下弦ケーブルで形
成する上・下弦面の平面投影を規則的に組合配列された
三角形状となすことにより、等方性具つ面内剛性を高め
、非対称荷重に対して変形が小さく安定性に優れた軽量
大屋根構造を提供することにある。

（発明の構成〉上記の目的を達成するため、この発明は軽量大屋根構造
において、屋根構造の周縁を形成するコンプレッション
材と、このコンプレッション材に張架される上・下弦ケ
ーブルと、これらのケーブルの交点に配置され、両端を
それぞれ前記上・下弦ケーブルに係止する束材と、前記
上弦ケーブル上に覆膜される屋根葺材とからなり、前記
上・下弦ケーブルで形成する上・下弦面の平面投影がそ
れぞれ規則的に組合配列された三角形状となることを特
徴とする。

（実　施　例）以下、この発明の好適な実施例について、添附図面を参
照にして詳細に説明する。

第１図から第４図は、この発明に係る軽量大屋根構造の
一実施例を示すものであって、第１図は大屋根構造の全
体を示している。

第１図に示すように大屋根構造は、屋根構造の周縁を形
成するリング状コンプレッション材１０と、このコンプ
レッション材１０内に掛は渡すようにして張架されたｐ
、ｃＨ線などからなる多数の上弦および下弦ケーブル１
２．１４と、これらのケーブル１２．１４が交叉する交
点にそれぞれ配設され、上端を前記上弦ケーブル１２に
、下端を下弦ケーブル１４にそれぞれ係止した多数の束
材１６と、前記上弦ケーブル１２上にこれを覆うように
して配設される屋根葺材（図示省略）とから基本的に構
成されている。

上記上・下弦ケーブル１２．１４には、第１図（ｂ）に
示すように、下弦ケーブル１４の端部を引張ることで、
それぞれのケーブル１２．１４に張力が導入されるとと
もに、上記束材１６の各々には軸方向の圧縮力か加えら
れ、上弦ケーブル１２は上方に凸状に膨出している。

また、上記上・下弦ケーブル１２．１４のそれぞれの外
側面と上記コンプレッション材１０の内周縁とを結ぶ上
・下弦面の平面上への投影図形は、第１図（Ｃ）に示す
ように、コンプレッション材１０の内周縁の直径をＲと
すると、コンプレッション材１０の中心点Ｏから約Ｒ／
１．３１の円に内接する六角形を形成し、且つこの六角
形の各辺および各頂点と中心を結ぶ線分をそれぞれコン
プレッション材１０に至るまで延長するとともに、六角
形の各辺の中点間を結ぶ線分を同様にコンプレッション
材１０に至るまで延長して形成される規則的に組合せ配
列された三角形状となっている。

このような投影図形は、第２図および第３図に示すよう
に上・下弦ケーブル１２．１４を張架することによって
得られる。

まず、コンプレッション材１０の直径（Ｒ）の約Ｒ／１
．３１の長さの第１の上・下弦ケーブル１２ａ、１４ａ
の両端を、コンプレッション材１０に係止固定するとと
もに、第２図（ｂ）にも示すように上・下弦ケーブル１
２ａ、１４ａをほぼ均等に四分割する個所に第１の束材
１６ａを３本係止する。

そして、同じ長さの２本の上・下弦ケーブル１２ａ、１
４ａを、上記第１の束材１６ａの両側の上端に係止して
、その両端をコンプレッション材１０に係止固定し、且
つ、このケーブル１２ａ。

１４ａを等分割する個所に同様に、それぞれ第１の束材
１６ａを係止し、順次一部分が交差するようにして、第
２図（ａ）に示すように６本の第１の上・下弦ケーブル
１２ａ、１４ａを張架し、且つ、各法１の束材１６ａの
上下端とコンプレッション材１０を、それぞれ短い第２
の上・下弦ケーブル１２ｂ、１４ｂで結び、コンプレッ
ション材１０の周縁に沿って三角形状が形成されるよう
にする。

次いで、上記第１の上・下弦ケーブル１２ａ。

１４ａに取付けられた中心部の第１の束材１６ａの上端
を、周方向に隣接するものを１つおきに結ぶようにして
６本の第３の上・下弦ケーブル１２ｃ、１４ｃを張架し
、各交点に第２の束材１６ｂをそれぞれ係止するととも
に、上記と同様に短い第２の上・下弦ケーブル１２ｂ、
１４ｂで、第１の上・下弦ケーブル１２ａ、１４ｇの内
側に三角形が形成されるように張架する（第３図（ａ）
。

第３図（ｂ）参照）。

しかる後、第４図（ａ）および第４図（ｂ）に示すよう
に、上記第２の束材１６ｂの対向位置にあるものの上端
を、それぞれ第３の上・下弦ケーブル１２ｄ、１４ｄで
結び、中心に第３の束材１６ｃを係止して張架すると、
第１図（ａ）に示したケーブルトラス構造が形成される
。

さて、上述した構成からなる軽量大屋根構造は、上・下
弦ケーブル１２．１４を主体としたトラス構造であって
軽量であるとともに、この上・下弦ケーブル１２．１４
で形成する上・下弦の平面投影が三角形状であるため、
外力に対して極めて安定した構造となり、しかも三角形
状が等方性であるところから、非対称荷重に対しても変
形が小さく、安定性の極めて高い構造となる。

また、張架された上弦ケーブル１２が上方に膨出してお
り、屋根構造で両底される空間の中央部分で十分な天井
高さが確保され、この部分に照明器具などを効果的に配
置できる。

第５図は、この発明の他の実施例を示しており、この実
施例では、リング状のコンプレッション材１０の中心を
通るケーブル１２．１４相互の径方向の交差点が９カ所
となるようにしたものであって、同図（ａ）は上記実施
例と同じパターンで、同図（ｂ）は同図（ａ）の周方向
の第２番目と第４番目のケーブル１２．１４を周方向に
ずらしたパターンとなっており、また、同図（Ｃ）は周
方向に６分割したパターンが同じになる点は、他の例と
同じであるが、外周になるに従って三角形の大きさか大
きくなるようにした例である。

第６図は、コンプレッション材１０の周方向を３分割し
た状態で、上・下弦ケーブル１２．１４で形成する平面
投影の三角形状のパターンが同一となるようにしたもの
であって、分割した各パターンが同図（ａ）はケーブル
１２．１４の同一円周上の折曲点（この部分にはそれぞ
れ束材１６が配置される）を、１，２．３と順に増加さ
せたもので、同図（ｂ）は同図（ａ）の１番目と３番目
の折曲点を周方向にずらせたもので、同図（Ｃ）は径方
向にケーブル１２．１４の同一円周上の折曲点が４カ所
までできるようにしたパターンである。

第７図は、第６図と同様に４分割した平面投影の三角形
状パターンが同一であって、同図（ａ）は折曲点が外周
になるに従って１．２．３となるようにしたもの、同図
（ｂ）は同図（ａ）を周方向にずらせたもの、同図（ｃ
）は折曲点を増加させたものである。

第８図は、上記と同じように５分割したパターンが同一
であって、同図（ａ）は折曲点が外周に向けて１，２．
３となるようにしたもの、同図（ｂ）は同図（ａ）を周
方向にずらせたパターンである。

第９図は１２分割したパターンが同一となる場合であっ
て、同図（ａ）はほぼ同じ三角形状のパターンが形成さ
れるようにしたもの、同図（ｂ）は外周になるに従って
三角形の大きさが大きくなるようにしたものである。

第５図から第９図中に示す下弦ケーブル１４の矢印は、
矢印方向に高くなっている状態、つまり矢印の方向にあ
る束材１６の上端に下弦ケーブル１４が係止されること
を示している。

なお、上記実施例に示す上・下弦ケーブル１２１４の配
置は、数例を示すものであって、本発明の実施がこれに
限定されるものではなく、上・下弦ケーブル１２．１４
で形成する上・下弦面の平面投影が規則的に組合配列さ
れた三角形状であればよく、ケーブルの本数、長さ９割
り付けなどにより種々のパターンが適用できる。

また、コンプレッション材１０の形状もリング状のみな
らず、楕円、長円、多角形状であってもよい。

さらに、上弦ケーブル１２上に覆膜される屋根葺材も曲
げ剛性のあるスレート、アルミニウム。

薄板鋼板、または、テフロンなどの合成樹脂製の軟質膜
材などが使用可能であって、特に軟質膜材を用いる場合
には、上記実施例で説明した上弦面の隣接する２個の三
角形で形成した四辺形を１ユニットとし、膜材の周縁を
四辺形を形成する上弦ケーブル１２に係止し、各ケーブ
ル１２．１４に張力を導入した際に、この膜材が双曲曲
面（Ｈ。

１曲面）となるようにすることが好ましく、このことに
より膜面の安定性が確保される。

（発明の効果）以上、実施例で詳細に説明したように、この発明に係る
軽量大屋根構造は、上・下弦ケーブルを主体としたケー
ブルトラス構造であるため軽量であるとともに、ケーブ
ルで形成する膜面の平面投影が三角形を基本パターンと
しているため、面内剛性が高く、且つ等方性であって非
対称荷重に対しても変形が小さく、極めて安定した構造
にすることができる。

また、屋根葺材も種々のものを使用することができるな
ど各種の優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すものであって、同図
（ａ）は全体平面図、同図（ｂ）は第１図（ａ）の１−
１部分の断面図、同図（Ｃ）は上・下弦面の平面投影図
である。第２図から第４図は本発明の大屋根構造の形成方法を順
に示す説明図である。第５図から第９図までは、上・下弦ケーブルの平面投影
の他の例を示すそれぞれの説明図である。１０・・・・・・コンプレッション材１２・・・・・・上弦ケーブル　１４・・・・・・下弦
ケーブル１６・・・・・・束　材

Claims

【特許請求の範囲】

（１）屋根構造の周縁を形成するコンプレッション材と
、該コンプレッション材に張架される上・下弦ケーブル
と、該ケーブルの交点に配置され、両端をそれぞれ該上
・下弦ケーブルに係止する束材と、該上弦ケーブル上に
覆膜される屋根葺材とからなり、該上・下弦ケーブルで
形成する上・下弦面の平面投影がそれぞれ規則的に組合
配列された三角形状となることを特徴とする軽量大屋根
構造。
（２）上記屋根葺材は、スレート，アルミニウム，薄板
鋼板などの曲げ剛性を有する軽量な材質で構成したこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の軽量大屋根構
造。
（３）上記屋根葺材を膜材などの軟質材料で構成すると
ともに、上記上弦面の隣接する２個の三角形で形成する
四辺形を１ユニットとして、該屋根葺材の周縁を上記上
弦ケーブルに係止し、該屋根葺材が双曲曲面状となるよ
うにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
軽量大屋根構造。