JPH0497032A - ドーム構造物の架構 - 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ｊ 本発明は、Ｈ形鋼等の構造部材を縦横に接合して成るド
ーム構造物の架橋に関するものである。

［従来の技袴］ 特ＦＭモ２−５８６５６号公報に開示された従来の←−
ム構造物においては、複数個のアーチ形のリブを組合せ
て半球型の骨組を組立て、＃、骨組の隣合う２（［のリ
ブ間に屋根用パネルを取付けているが、該リブ間の間隔
は骨組の頂部から基部に向うにつれて拡大しているので
、８ｊパネルの形状寸法も変化することになる。このよ
うに寸法の異なる多種類のパネルを装作準備しなければ
ならないことは、ドーム構造物の製作コストの削減に支
障となる。

また、第２１図に示した従来のドーム構造物の架橋では
、須端中心から等角度間隔で放射状に配列した基？！線
に沿って複数本の縦部材２を順次連結し、隣り合う２木
の基準線で囲まれた扇形空間内において一側の縦部材に
ほぼ沿うように複数本の斜め部材３を順次連結し、縦部
材２．２同志の末端部または斜め部材３．３同志の末端
部あるいは縦部材？と斜め部材３の各末端部を横部材ｌ
で連結することによって架構を形成している。

しかしながら　このような架構では、三角形や台形のグ
リッド゛が出来るため、横部材ｌ、縦部材２および斜め
部材３という主構造部材や主構造部材の間に挿入される
補助構造部材４ならびに仕上材５の形状寸法が複雑かつ
多種類化してしまいドーム構造物の１作加工や組立のコ
ストを容易に低減することができない。

このような架構では　Ｆ記の形状寸法の不均一性のため
、設定ごれた敷地条件に最適な外郭形状と外周寸法の算
出および主構造部材等の寸法と使ｌｆＩ木数の算出を簡
単に行なうことができない、また、ある一つの架橋を連
続的に組合せ使用することによって多様な複合架橋を形
成することも困健である。

「発明が解決しようとする：！１題］ 交って本発明の目的は、主構造部材や補助構造部材、仕
り材などの形状寸法の均一化１画一化を容易に行うこと
ができると共に、一つの架橋？無理のない態様で連続的
に組合せ使用することによって多様な複合架橋を簡単に
得ることができ、また、設定されたｔ地条性に最適な外
郭形状と外周寸法の算出および主構造部材等の寸法と使
用本数の算出を簡単に行なうことができ、ドーム構造物
のＷ築計画や使用部材の生産計画の立案と実行が能率良
く円滑に行なえるドーム構造物の架橋を提供することで
ある。

［課題を解決するための手段］ 以Ｆ、添付図面中の参！！！！符号を用いて説明すると
　未発明のドーム構造物の架橋では、基準モ面Ｐに投影
したとき内外二重または三咀以トに同心配置される複数
個の正多角形を、内側の正多角影の各辺を基準工面Ｐ内
において次式 ％式％ Ｘ：内側の正多角形の辺長 Ｎ・内側の正多角形の辺ａ） で算定された量だけモ行移動することによって外側の正
多角形の辺数が内側の正多角形の２倍となるように設け
る。

内外の各正多角形の各辺を＃部材１１によって構成する
と共に、内側の正多角形の横部材１１の各接合端部と外
側の正多角形の横部材１１の鰻も近い２つの各接合端部
を縦部材１２で連結し、これら横部材１１と縦部材１２
の各節点を基準平面から所定の距離にδくこ、とにＪ：
１て＋１１１屯位を形成する。この骨組９位を屯−層ま
たは複数層に１゜て　中性または複数組合せて用いる。

ここで、正多角形なる用語は、Ｉ）Ｅ角影を含む（ＩＢ
で使用している。また、ドーム構造物なる用語は、外殻
部分を構造部材より成る骨組によって構成し　骨組に屋
根材などの什１−材を取付け、骨組の下情に基本的に無
柱の大空間を確保した建築構造物を意味しており、ケ体
形状としては一般的な半球状に限定されるものではない
。

横部材１１．１１相ｎ−の接合　縦部材１２，１２相〃
の接合または横部＃１１と縦部材１２との接合は　−！
８接めボルト締めなどの公知手段を適宜選択１−て行わ
れる。横部材１１や縦部材１２ヒしては　Ｈ形鋼壱山形
鋼、鋼管などの公知材暫を適宜選択して使用することか
で５る。

り作用］ 本発明の架橋においては　相ｑに接合した複数本のＭｈ
Ｐｌｉ材１１で各辺を構成されたヒ下複数個の正多角形
は、基ｔｓ品面Ｐに投影したとき、トーム構造物の頂端
中心のまわりに同心配置される。

ある特定の内外２つの正多角形について見るとき、外側
の正多角形の各辺は内側の正多角形の各辺を外向きに平
行移動して得られたものであり、この平行移動量は前記
算定式により各辺について同等であるため、これら２つ
の正多角彫間に架設された縦部材１２の長さは全て同等
である。

すなわち、この架構の基本的な骨組単位は、ある正多角
形の各辺に当該辺を一辺として共用する長方形（この特
異点としての正方形を含む）を接続し、このように張出
した各長方形間を当該辺と同長の横部材で連結すること
によって、もとの正多角形のまわりに別の正多角形を設
けたものであり、これを単一回または複数回繰返して、
所要形状および大きさの架構を形成して行く。

各正多角形の一辺を構成する横部材１１の長さは、全て
の正多角形において同等であり、各正多角形の間に形成
される長方形の是手辺、即ち縦部材１２の長さだけが、
正多角形が拡張変形する度に伸長する。

通常、横部材１１は基準平面Ｐと平行に配置されている
ため、基準平面Ｐへの投影寸法は実寸法で表わされてい
るが、縦部材１２は通常、基準平面Ｐと傾斜しているた
め、基準平面Ｐへの投影寸法は実寸法となっていない、
縦部材１２の実寸法は、当該縦部材１２の基準平面Ｐに
対する傾斜角度と投影寸法を得て三角関数で演算処理す
ることによって、求められる。

［実施例］ 第１図は最も内側の正多角形を正三角形とした架橋の基
本形を示し、第２図は最も内側の正多角形を正五角形と
した架橋の基本形を示し、第３図は最も内側の正多角形
を正六角形とした架橋の基本形を示している。前記した
平行移動量の算定式は、次式と等価である。

Ｒ＝Ｙ （Ｙ Ｒ′ ・千−行移動ｉ ：内側の正多角形の辺長 ：内側の正多角形の辺数） ：内側の正多角形の外接円の半径 外側の正多角形の外接円の半径） したがって　正多角形の外接円の半径をパラメータとし
て正多角形を同心配置して行くこともできる。

第４図と第５図は、最も内側の正多角形を正三角形とし
、この外側に正六角形と正十二角形と１二四角形と正四
へ角形を配置した骨組単位を示しており、正多角形の辺
数を２倍にする拡張移動は合′：＋４回行われている。

この骨組単位は単独に使用ｙれて孤立型ドーム構造物の
架橋を構成している。第５図に示したように隣り合う２
本の縦部材１２．１２の間には、第６図に例示したよう
に横部材１１と平行な補助構造部材１３や斜めの補助構
造部材１３および屋根材などの仕上材１５が接合される
。これらの接合は、溶接やボルト締めなどの公知を段を
適宜１！枳して行われる。

第７図と第８図は、最も内側の正多角形をｌＦＦ角形と
し、この外側に止七二角形とｉＦ二二角角形正四へ角形
を配置した骨組単位を示し　正多角形の倍辺拡張移動は
合計３回けわれている。この骨！ｌ申位も単独に使用さ
れ　孤立した架橋を構成する。隣り合う２木の縦部材１
２には、必要に応じて前記実施例と同様に補助構造部材
や仕上材が取付けられる。

第９図は前記実施例の架橋の一部を拡大して具体的に示
した正面図であり、横部材１１と縦部材１２はＨ形鋼で
構成され、横部材１１．１１相互は溶接で接合され、縦
部材１２は継ぎ手１６を介１、て横部材１１の接合端部
に溶接で接合されている。第１０図は該實構の最も外側
にある縦部材１２の側面図であり、縦部材１２の下端部
に固着した取付板１７はアンカーボルト１８によってコ
ンクリート支持壁１９に固定されている。

第１１図の架橋は、内側の正多角形を正二十角形とし、
外側ぐ正四十角形を配置した骨組単位をｌＩ独使用した
ものであり、＋Ｅ二二角角形東西七角形の各層へを結ぶ
縦部材１２は木工に配置され、正四十角形の各頂点から
張出した別の縦部材１２は垂直に配置され、架橋全体は
上面が平な角筒形に構成されている。

第１２図の架構は、内側の正多角形を正五角形とし、外
側に１士角形を配置して成る骨組学位を５個便用したも
のである。１個の骨組単位は中央部分に配置され、残り
４個の骨組単位は周囲部分に転回して配置され、これら
各骨組単位は＠Ｉ暴の横部材１１を共用することによっ
て立体的に接続されている。

第１３図の架橋は　内側の正多角形を正六角形と！−７
外側Ｌ：　１Ｆ−１−７，角形を配置した骨組単位を６
個Ｊφ用１−５ｔものである。６ｇ４の骨組単位は一つ
の正′、角１′・ＱＭＩｉ点を占めるよらに上面的に配
置され　各１・絹学位は回りの横部材１１を共用するこ
とによ−−Ｔ二相ｒ４に接続されている。

第１４図のＴ構では　１Ｆ五角形の外債に正−七角形を
配置した骨組学位な１０個使用し、これら骨組単位を一
つの正中角形の各頂点に配置し、同長の横部材１１の共
用によって各骨組単位を相Ｔｉｔ−ｍ統して１個の骨組
連環を構成している。５個の骨組連環をより大きな正五
角形の各頂点に配置し、各２債の骨組単位の共用によっ
て各骨組連環を平面的に接続している。

？ｇ１５図の架橋では、正五角形の外側に正中角形を配
置した骨組単位を１０個使用し、これら各骨組学位を一
つの正中角形の各頂点に配置し、同長の横部材１１の共
用によって各骨組単位を相写接続して１個の骨組連環を
構成している。１０個の骨組連環をより大きな正中角形
の各頂点に配置し、４２個の骨組単位の共用によって各
骨組連環を平面的に接続している。

第１６図の架構では、正六角形の外側に正十二角形を配
置した骨組単位を６個使用し、これら各骨組単位を一つ
の正六角形の各頂点に配置し、同長の横部材１１の共用
によって各骨組単位を相〃接続して１個の骨組連環を構
成し、この骨組連環を７個使用している。６個の骨組連
環をより大きなｄ−六角形の各頂点に配置し、残り１４
１の骨組連環を６個の骨組連環群の中央空間に挿入し、
各２個の骨組中位の共用によって相１接続１７ている。

そのため、架橋全体としての平面概形は蜂の巣状に形成
されている。

第１７図の架橋では、正六角形の外側に正七二角形を配
ｔした骨組単位を１９情使用している。

そのうち６個の骨組単位を一つの正六角形の各頂点に配
δし、同長の横部材１１の共用によって各骨組中位を接
続して、ｔｍの骨組連環を構成している。この骨組連環
の中央空間に１１１の骨組単位を挿入し、同長の横部材
１１の共用によって周囲の骨組学位に接続している。残
り１２債の骨組単位をより大きな一つの正六角形の各頂
点と各辺の中点に配置し、同長の横部材１１の共用によ
って各骨組中位を接続して、１個の骨組連環を構成して
いる。これら内側の骨組連環と外側の骨組連環は、同長
の横部材１１の共用によって相互に接続され、架橋は全
体として斜め格子状に密集配置されている。

第１８図と第１９図に示した架橋は、内側の正多角形を
七角形とし、この外側に七四角形を配置した骨組中位を
ヒト２層に重ねて使用ｌ−たものであり　１層側の骨組
単位と下層側の骨組単位の間にはトラス＠ａ２０が設け
られている。骨組単位はドーム構造物の用逮に応じて３
層構造にして使用することもできる。

第２０図に示した架構では、最も内側の正多角形の辺数
で相違している数種類の骨組単位が　長ごの異なる横部
材１１を共用することによって立体的に接続されている
。

［発明の効果］ 以北のように本発明では、正多角形のまわりに各辺を一
辺として共用する反方形を張出し、これら長方形の先端
間を当該各辺と同長の横部材で連結して、辺数が２倍の
正多角形を設け、これを−回または複数回繰返して骨組
単位を形成し、この骨組単位を重性または複数個組合せ
使用して所要形状汐び大きさの架構をＷｊｔするもので
あり、各１Ｆ多角形の辺を構成する横部材１１の長さは
全ての正多角形において均苓であり、各正多角形間に構
成される長方形の長手辺、即ち縦部材１２の長さだけが
　正多角形の倍辺拡張に対応して変化するだけであるか
ら、横部材１１および縦部材１２という主構造部材と、
これら主構造部材に取付けられる補助構造部材や仕上材
の形状寸法奢極限まで均一化、画一化することが可能で
あり、これによってドーム構造物の讐作加工と組立コス
トの失報な低減が可能である。

また、骨組中位の外周形状が正多角形になっているため
、１つの架橋を無理のない態様で数個組合せて複合架橋
を容易に構成することができ、平面的配置と立体的配置
のいずれにおいても非常に多様な意匠性と利便性に優れ
たドーム構造物を提供することができる。

更に本発明では、正多角形の各辺から張出される長方形
の長手辺の寸法が一債の算出式で決定され　正多角形の
倍辺拡張に一定の規則性があるため、Ｒ定された黴地条
件に最適な架橋の外郭形状と外溝寸法の決定および主構
造部材の寸法と使用本数の決定を例えばコンピユー々の
演３！処理によって簡単に行なうことができ、ドーム構
造物の建築計画と使用部材の生産計画の立案および実行
を衡率良く円滑に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明の架橋の基本構成を原理的に
示す平面図であり、第１図の架橋では内側の正多角形は
正三角形であり　第２図の架橋では内側の正多角形は正
五角形であり５第３図の架構では内側の正多角形は正六
角形である。 第４図は最も内側の正多角形を正三角形とした本発明の
一実施例に係る架橋の平面図であり、第５図は該架橋の
正面図であり、第６図は縦部材間に補助構造部材を取付
けた該架橋の部分的な拡大正面図である。 第７図は最も内側の正多角形を１ト六角形としｒ−本発
明の別の実施例に係る架橋の平面図であり、第８図は該
架構の正面図である。第９図は該架橋の部分的な拡大平
面図であり、第１Ｏ図は該架橋の縦部材Ｆ端部の側面図
である。 第１１図は最も内側の正多角形を正−十角形とした本発
明の他の実施例に係る架橋の斜視図である。第１２図は
内側の正多角形を正五角形とした′Ｆｉ−狙中位を６個
使用した未発明の更に他の実施例に係る架橋の斜視図で
ある。 第１３図、第１４図、＄１５図、第１６図および第１７
図は正多角形を倍辺拡張した骨組中位を工面的に複数個
組合せ使用した本発明のそれぞれ別の実施例に係る架橋
の平面図である。 第１８図は骨組を丘下−層に重ねて使用した本発明の実
施例に係る架橋の平面図であり、第１９図は＃架橋の縦
断慄面である。第２０図は本発明の別の実施例に係る架
橋の斜視図である。 第２１図は従来のド−ム構造物の架構の平面図である。 ツカ−ボルト ２０　・−・　ト　テ　ズ！ａ　ｄ〜 特計出Ｗ入 新日本智鐵株式會社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 基準平面Ｐに投影したとき内外二重または三重以上に同
   心配置される複数個の正多角形を、内側の正多角形の各
   辺を基準平面Ｐ内において次式Ｙ＝Ｘ／Ｓｉｎ（１８０
   °／Ｎ） （Ｙ：平行移動量 Ｘ：内側の正多角形の辺長 Ｎ：内側の正多角形の辺数） で算定された量だけ平行移動することによって外側の正
   多角形の辺数が内側の正多角形の２倍となるように設け
   、内外の各正多角形の各辺を横部材１１によって構成す
   ると共に、内側の正多角形の横部材１１の各接合端部と
   外側の正多角形の横部材１１の最も近い２つの各接合端
   部を縦部材１２で連結し、これら横部材１１と縦部材１
   ２の各節点を基準平面から所定の距離に置くことによっ
   て骨組単位を形成し、この骨組単位を単一層または複数
   層にして、単独または複数組合せて用いたドーム構造物
   の架構。