JPH06288008A - 大空間トラス架構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 局所荷重および偏荷重に対して充分な強度を
有する屋根を構成することのできる大空間トラス架構を
提供することを目的とする。 【構成】 パラレルラメラ構造の屋根１０において、頂
部１０ａから放射状に延びる複数の放射アーチ１２，頂
部１０ａに対して同心円状に配置されたテンションリン
グ１３ａ，放射アーチ１２に平行な梁部材１４ａ，１５
ａを、対向配置された弦材１９，１９間に横ラチス材２
０がトラス状に架設されてなるメガトラスＭで構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ドーム状の建
築構造物等、大空間を覆う屋根を構成するのに好適な大
空間トラス架構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、スタジアム、多目的ホールある
いは実験棟などの空間に架設される屋根としては、略同
一サイズの複数の小梁を組み合わせて単層のトラス架構
としたドーム屋根が知られている。このドーム屋根に
は、鉄製の小梁を用いた鉄製ドーム、アルミニウム製の
小梁を用いたアルミドームあるいは集成材（木）を用い
た集成材（木製）ドーム等がある。このような小梁を組
み合わせたトラス架構の屋根では、軽量化を図れる利点
を有する反面、例えば直径２００ｍ程の大空間を覆う屋
根を構成するには架構全体の面外剛性が不足してしま
う。

【０００３】従来、このような場合においては、例えば
パラレルラメラ構造等の架構法が適用されている。図８
に示すように、パラレルラメラ構造が適用された屋根１
は、屋根１の頂部１ａから放射状に延びる放射アーチ
２，２，…と、中心部１ａに対して同心円状に配置され
たテンションリング３，３，…と、隣り合う放射アーチ
２，２間において一方の放射アーチ２に平行に配置され
た弦材４，４，…と、他方の放射アーチ２に平行に配置
された弦材５，５，…とがトラス状に組み合わされたト
ラス架構から構成されている。このようなパラレルラメ
ラ構造を適用した屋根１にあっては、屋根１全体の各部
材にかかる軸力が均一であるため、放射アーチ２，テン
ションリング３および弦材４，５に使用する部材を同一
断面の部材で統一することが可能であり、また、通常の
アーチ架構に比較して使用する部材の量を抑さえること
ができ、さらには外観上、幾何学的な造形美があるとい
う利点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の構造の屋根１では、以下のような問題が
存在する。屋根１の下方の空間において、例えばイベン
トなどを行うに際して、照明，音響用等の機材を屋根１
に吊下することがある。このような場合、機材を吊下し
た箇所に荷重が集中し、この局所荷重により屋根１のト
ラス架構を構成する各部材にかかる軸力のバランスが崩
れ、強度上問題となる場合がある。また、風荷重および
地震時荷重（水平動、上下動）などの偏荷重時にも、局
所的に応力が集中する。本発明は、以上のような点を考
慮してなされたもので、局所荷重および偏荷重に対して
も充分な強度を有する屋根を構成することのできる大空
間トラス架構を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
大空間を覆う屋根を構成するトラス架構であって、該屋
根には、上弦材と下弦材とをそれぞれ対設してこれら上
弦材と下弦材との間にラチス材をトラス状に架設した構
成からなるトラス部材が多角形状に組まれてなり、該多
角形状に組まれたトラス部材の内方に梁部材がトラス状
に架設されてなることを特徴としている。

【０００６】請求項２に係る発明は、請求項１記載の大
空間のトラス架構において、前記屋根を構成する複数の
部材が集合する節部にて、接合すべき複数の部材が位置
する面内に配設されて、同一円周上に複数の第１の取付
穴が形成された取付板と、該取付板と対をなし、前記第
１の取付穴に対応する第２の取付穴が形成された押さえ
板との間に、接合すべき部材の端部に設けられて、前記
取付板に平行な取付面に第３の取付穴が形成されてなる
ブラケットが挟み込まれ、接合ピンが前記第１ないし第
３の取付穴を貫通して挿入された構造とされていること
を特徴としている。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明では、多角形状に形成した
トラス部材の内方に梁部材をトラス状に架設して屋根を
構成した。これにより、屋根には、上弦材と下弦材とが
それぞれ対設されてこれら上弦材と下弦材との間にラチ
ス材がトラス状に架設された構成のトラス部材が、一定
間隔で配設された構成となり、屋根の強度が従来に比較
して大幅に向上する。

【０００８】請求項２記載の発明では、屋根を構成する
複数の部材が集合する節部にて、接合すべき複数の部材
が位置する面内に、同一円周上に複数の第１の取付穴を
形成した取付板と、該取付板と対をなし、前記第１の取
付穴に対応する第２の取付穴を形成した押さえ板とを配
設した。そして、接合すべき部材の端部に、前記取付板
に平行な取付面に第３の取付穴を形成したブラケットを
設けて、前記取付板と押さえ板との間にこのブラケット
を挟み込み、接合ピンを前記第１ないし第３の取付穴を
貫通して挿入した構造とした。これにより、屋根を構成
する複数の弦材が集合する節部で、複数の部材が取付板
に固定されて接合される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を図１ないし図７に示す実施例
を参照して説明する。ここでは、例えば、パラレルラメ
ラ構造を適用してドーム状の建築構造物を構築する場合
の実施例を用いて説明する。図１は、本発明に係る大空
間のトラス構造を適用した屋根１０を有する建築物Ａの
一例を示すものである。建築物Ａは、平面視略円形で、
地盤上に構築されてこの建築物Ａの外周部をなす例えば
ＳＲＣ造の下部躯体１１と、この下部躯体１１に設けら
れた鉄骨造の屋根１０とから構成されている。

【００１０】図２に示すように、屋根１０には、頂部１
０ａから放射状に延びる複数の放射アーチ１２と、頂部
１０ａに対して同心円状に配置されたテンションリング
（梁部材）１３，１３，…が配設されている。そして、
隣り合う放射アーチ１２，１２間には、一方の放射アー
チ１２に平行な梁部材１４と、他方の放射アーチ１２に
平行な梁部材１５とが、それぞれ等間隔で架設され、こ
れにより、いわゆるパラレルラメラ構造の屋根１０が構
成されている。

【００１１】図３に示すように、放射アーチ１２は、上
下に位置したＨ鋼からなる上弦材１６と下弦材１７の間
に縦ラチス材１８がトラス状に架設されてなる弦材１
９，１９が、一定間隔で対向配置され、これら弦材１
９，１９間に、横ラチス材（ラチス材）２０がトラス状
に架設された構造とされている。これにより放射アーチ
１２は、断面視矩形のメガトラス（トラス部材）Ｍで構
成されたことになる。前記テンションリング１３，梁部
材１４および１５のうち、一定間隔おきに配置されたテ
ンションリング１３ａ，梁部材１４ａおよび１５ａは、
放射アーチ１２と同様に、弦材１９，１９間に横ラチス
材２０が架設された断面視矩形のメガトラスＭで構成さ
れている。

【００１２】図４に示すように、テンションリング１
３，梁部材１４および１５のうち、メガトラスＭからな
る前記テンションリング１３ａ，梁部材１４ａおよび１
５ａ以外のものは、上弦材１６と下弦材１７との間に縦
ラチス材１８がトラス状に架設された構成となってい
る。

【００１３】上記構成において、放射アーチ１２，テン
ションリング１３ａ，梁部材１４ａ，１５ａを構成する
弦材１９が略三角形（多角形状）に接合されて枠体２１
が構成されている。この枠体２１内に、テンションリン
グ１３，梁部材１４，１５がトラス状に配設されること
により、屋根ユニット２２が構成されている。そして、
屋根１０にはこの屋根ユニット２２が複数、規則的に配
置されており、隣り合って配置された屋根ユニット２２
の枠体２１間で、対向配置された弦材１９，１９間に
は、横ラチス材２０がトラス状に架設されて、メガトラ
スＭが構成された形態となっている。

【００１４】屋根１０を構成する前記放射アーチ１２，
テンションリング１３，梁部材１４，１５の各部材は、
複数の部材が集合する節部において、以下のようにして
接合されている。ここでは、例えば屋根１０の頂部１０
ａに位置する節部Ｎの例を用いて説明する（図５参
照）。図６に示すように、この節部Ｎにおいては、隣り
合う放射アーチ１２，１２の弦材１９，１９と小梁２
３，２３とが接合されている。

【００１５】図７に示すように、弦材１９の上弦材１
６，下弦材（図示なし）間には束材２４が配設されてい
る。この束材２４の上端部には、この束材２４の軸線に
直交する面からなる取付板２５が設けられている。この
取付板２５には、それぞれ同一円周上に位置する取付穴
（第１の取付穴）２６，２６，…が形成されている。一
方、接合すべき弦材１９の上弦材１６、小梁２３の各端
部には、取付板２５に平行な取付面２７ａを有するブラ
ケット２７が予め溶接されて取り付けられている。この
取付面２７ａには、取付板２５に形成された取付穴２６
と同径の取付穴（第３の取付穴）２８が形成されてい
る。

【００１６】そして、取付板２５の上面の所定の位置に
は、上弦材１６，１６、小梁２３，２３の端部の各ブラ
ケット２７が載置されている。さらに、このブラケット
２７上には、取付板２５と対をなし、取付穴２６，２
６，…に対応する位置に同径の取付穴（第２の取付穴）
２９，２９，…が形成された押さえ板３０が載置されて
いる。これら取付板２５，上弦材１６，小梁２３，およ
び押さえ板３０は、取付穴２６，２８，２９を貫通して
挿入された接合ピン３１により固定されている。この接
合ピン３１の下端部は、取付板２５の下面に溶接されて
いる。また、接合ピン３１の上端部には接合ピン３１の
保護を目的としたカバープレート３２が取り付けられて
いる。なお、取付板２５の下方にはガセットプレート３
３が設けられており、このガセットプレート３３には、
放射アーチ１２の上弦材１６と下弦材（図示なし）との
間に架設された縦ラチス材１８の端部が高張力ボルトで
固定されている。このようにして、上弦材１６，小梁２
３は、その端部のブラケット２７を取付板２５と押さえ
板３０とで固定され、接合された構造となっている。

【００１７】また、束材２４の下端部（図示なし）にお
いては、上端部と同様にして、ブラケットと押さえ板と
で下弦材１７，１７、小梁２３，２３が挟み込まれて接
合されている。

【００１８】屋根１０の各部に位置する節部において、
上記と同様にして、放射アーチ１２，テンションリング
１３，梁部材１４，１５等の各部材が接合され、屋根１
０が構成されている。

【００１９】上述したように、パラレルラメラ構造の屋
根１０では、放射アーチ１２，テンションリング１３
ａ，梁部材１４ａ，１５ａが、対向配置された弦材１
９，１９間に横ラチス材２０がトラス状に架設されてな
るメガトラスＭで構成されている。これにより、屋根１
０には、所定間隔でメガトラスＭが配設された構成とな
り、屋根１０の強度が従来に比較して大幅に向上する。
したがって、例えばイベント時等に、屋根１０に機材等
を吊下することに対しても、メガトラスＭを介して屋根
１０にかかる局所荷重を分散することができ、十分対応
することが可能になる。また、風，地震などの水平動，
上下動などによる偏荷重に対しても、応力の集中を防ぐ
ことができる。また、従来構造と比較して、メガトラス
Ｍの部分で使用する鉄骨量が増えるのみで、屋根１０全
体としては、その鉄骨使用量の増加は微小である。した
がって、大幅なコスト増加を招くことなく、屋根１０を
構成することができる。また、屋根１０にメガトラスＭ
が規則的に配置されて幾何学的な模様を形成しているの
で、外観的にも意匠上のアクセントとすることができ
る。

【００２０】さらに、屋根１０を構成する各部材の節部
Ｎにおいて、束材２４の上下端部に取付板２５を設け、
この取付板２５と押さえ板３０とで、梁部材１４，１
５、上弦材１６，下弦材１７等の各部材の端部に設けら
れたブラケット２７を挟み込み、取付穴２６，２８，２
９に接合ピン３１を挿入して、各部材を接合している。
屋根１０の構築に際して、構築現場では、節部で各部材
を接合するために接合ピン３１を用いて接合するのみで
よく、その接合作業を容易に行うことが可能になる。

【００２１】なお、上記実施例において、屋根１０を、
メガトラスＭで構成された放射アーチ１２，テンション
リング１３ａ，梁部材１４ａ，１５ａが交差して、略三
角形をなす形態のパラレルラメラ構造を適用して形成す
る実施例を用いたが、これに限るものではなく、屋根
に、例えば四角形，六角形等、多角形をなす他の構造を
適用する場合においても、この屋根を、メガトラス、す
なわち対向配置された上弦材，下弦材との間にラチス材
をトラス状に架設したトラス部材を多角形状に組んで構
成するのであれば、上記と同様の効果を得ることができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係る大
空間トラス架構によれば、多角形状に形成したトラス部
材の内方に梁部材をトラス状に架設して屋根を構成し
た。これにより、屋根には、上弦材と下弦材とがそれぞ
れ対設されてこれら上弦材と下弦材との間にラチス材が
トラス状に架設された構成のトラス部材が、一定間隔で
配設された構成となり、屋根の強度が従来に比較して大
幅に向上する。したがって、例えばイベント時等に、こ
の屋根に機材等を吊下することに対しても、トラス部材
を介して屋根にかかる局所荷重を分散することができ、
十分対応することが可能になる。また、風，地震などの
水平動，上下動などによる偏荷重に対しても、応力の集
中を防ぐことができる。また、従来構造と比較して、ト
ラス部材の部分で使用する鉄骨量が増えるのみで、屋根
全体としては、その鉄骨使用量の増加は微小である。し
たがって大幅なコスト増加を招くことなく、大空間を覆
うトラス架構を構成することができる。また、屋根にト
ラス部材が規則的に配置されて幾何学的な模様を形成し
ているので、外観的にも意匠上のアクセントとすること
ができる。

【００２３】請求項２に係る大空間トラス架構によれ
ば、屋根を構成する各部材の節部において、取付板と押
さえ板とで、各部材の端部に設けられたブラケットを挟
み込み、取付穴に接合ピンを挿入して前記各部材が接合
される。屋根の構築に際して節部で各部材を接合するた
めに、構築現場では、接合ピンを用いて接合するのみで
よく、その接合作業を容易に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る大空間トラス架構を適用した建築
構造物の一例を示す斜視図である。

【図２】同建築構造物の屋根部を示す平面図である。

【図３】同屋根部を構成するトラス部材を示す斜視図で
ある。

【図４】同屋根部を構成する梁部材を示す斜視図であ
る。

【図５】同屋根部における部材の接合構造を示す平面概
略図である。

【図６】同屋根部の節部における各部材の接合構造を示
す平面図である。

【図７】同接合構造を示す側断面図である。

【図８】従来の屋根のトラス架構構造を示す平面図であ
る。

【符号の説明】

１３ テンションリング（梁部材） １４，１５ 梁部材 １６ 上弦材 １７ 下弦材 ２０ 横ラチス（ラチス材） ２１ 枠体 ２５ 取付板 ２６ 取付穴（第１の取付穴） ２７ ブラケット ２８ 取付穴（第３の取付穴） ２９ 取付穴（第２の取付穴） ３０ 押さえ板 ３１ 接合ピン Ｍ メガトラス（トラス部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西谷 隆之 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建設 株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大空間を覆う屋根を構成するトラス架構
   であって、該屋根には、上弦材と下弦材とをそれぞれ対
   設してこれら上弦材と下弦材との間にラチス材をトラス
   状に架設した構成からなるトラス部材が多角形状に組ま
   れてなり、該多角形状に組まれたトラス部材の内方に梁
   部材がトラス状に架設されてなることを特徴とする大空
   間トラス架構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の大空間のトラス架構にお
   いて、前記屋根を構成する複数の部材が集合する節部に
   て、接合すべき複数の部材が位置する面内に配設され
   て、同一円周上に複数の第１の取付穴が形成された取付
   板と、該取付板と対をなし、前記第１の取付穴に対応す
   る第２の取付穴が形成された押さえ板との間に、接合す
   べき部材の端部に設けられて、前記取付板に平行な取付
   面に第３の取付穴が形成されてなるブラケットが挟み込
   まれ、接合ピンが前記第１ないし第３の取付穴を貫通し
   て挿入された構造とされていることを特徴とする大空間
   トラス架構。