JPH0660541B2 - 格子状ケ−ブルド−ム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、大スパン構造物に用いられる放射状ケーブ
ルドームを改良した格子状ケーブルドームに関するもの
である。

従来の技術 放射状ケーブルドームは従来から知られている。すなわ
ち、第４図〜第７図に示すように中央部のセンターテン
ションリング（１０）から放射状に拡がるメインケーブ
ル（１１）と、これに連結された垂直ポスト（１２）
と、垂直ポスト（１２）の下端（１３）とその外側の垂
直ポスト（１２）の上端（１４）を結ぶ斜材ケーブル
（１５）と、同一高さの垂直ポスト（１２）の下端（１
３）を連結するリングケーブル（１６）からなってお
り、第５図に示すように地組みした状態から第６図に示
すように最外端の垂直ポスト（１２）の上端（１４）を
通りその内側の垂直ポスト（１２）の下端（１３）に固
着した斜材ケーブル（１５）に外側に引張力を与えて垂
直ポスト（１２ａ）を上昇させ、続いてその内側の垂直
ポストポストに連結する斜材ケーブルに順次張力を与え
て垂直ポストを上昇させ、第７図に示すように屋根全体
を引き上げるものである。

また、公知例ではないが、第８図に示すように屋根構造
の周縁を形成するリング状コンプレッション材（１７）
と、このコンプレッション材（１７）に一対の上、下弦
ケーブル（１８）、（１９）を３方向から張架し、３方
向からの上、下弦ケーブル（１８）、（１９）の交点に
配置され両端をそれぞれ上、下弦ケーブル（１８）、
（１９）に係止する束材（２０）と、上弦ケーブル（１
８）上に覆設される屋根葺材とからなり、上、下弦ケー
ブル（１８）、（１９）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軽
量大屋根構造が、この発明の出願前の出願である特願昭
５９−１８６２６１号の明細書および図面（特開昭６１
−６４９３６号公報参照）に記載され、また前記と同様
公知ではないが第８図と同様に上弦ケーブルが大屋根の
周縁のコンプレッション材の中心点を通過して３〜６お
よび１２ブロックに分割されるようにするとともに、こ
れらのケーブルに平行に上弦ケーブルが配置され上弦面
の投影図が規則的に配列され、中心方向に向かって連続
する２個の三角形の共通する底辺部の弦材を取除いて四
辺形をなすようにし、下弦面投影図は規則的な三角形の
組合配列とした軽量大屋根構造が、この発明の出願前の
出願である実願平２−１０５８９６号の明細書および図
面（実開平３−５４４０４号公報参照）に記載されてい
る。

発明が解決しようとする問題点 上記従来の放射状ケーブルドームはメインケーブルが放
射状に張設されているのでメインケーブルを軸線と直角
方向へ移動させるのが比較的容易であり屋根面内の剛性
が低く、したがって面内のねじれ変形や水平変形が生じ
やすく、また、屋根の重量が周辺部より中央部の方が大
きく風，雪などの荷重に対して中央部の鉛直方向の変形
や振動が大きくなる。そして、剛性を強化するために放
射状ケーブルの数を増加させようとしてもセンターテン
ションリングにすべてのケーブルの端末を固定させるた
めの面積が限られているので設計が困難になり、かつす
べてのケーブルからの強大な張力に耐えるためセンター
テンションリングの強度を高める必要があるのでこのリ
ングが大きくなり重量が増大し、さらにケーブルの交点
数が多く全ケーブル長が長いため自重が増加し屋根の軽
量化が妨げられ、かつドームの平面形状が円形であるた
め円形以外の建物に適用することが難しく、その上ケー
ブルドームを引き上げるのに各斜材ケーブルに同時に均
等な引張力を与える必要があり、その作業に細心の注意
を要し施工が容易でない等の問題点があり、また、この
発明の出願前の出願である特願昭５９−１８６２６１号
の明細書および図面（特開昭６１−６４９３６号公報参
照）に記載された上、下弦ケーブルによる軽量大屋根構
造のものは、第８図に示すように上、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ようにされているために、上、
下弦ケーブルからなる一対のケーブルの組をそれぞれ６
０°の角度で３方向に向かって張架させる必要があり、
合計６本の上、下弦ケーブルを使用しなければならない
ものであり、かつ屋根周縁を形成するリング状コンプレ
ッション材に上、下弦ケーブルを張架するため、屋根の
平面形状が円形のものに限定され、各種形状の建物に適
用できない問題点があり、さらにこの発明の出願前の出
願である実願平２−１０５８９６号の明細書および図面
（実開平３−５４４０４号公報参照）に記載されたもの
は、前記第８図に示されたものと同様、上、下弦ケーブ
ルが大屋根の周縁のコンプレッション材の中心点を通る
ケーブルによって数ブロックに分割され、このケーブル
に平行なケーブルよってその平面投影がそれぞれ規則的
に組合配列された三角形を基本単位とするもので、上弦
材については、中心方向に向かって連続する２個の三角
形から共通する底辺部の弦材を取除いて四辺形をなすよ
うにした点が異なるだけで、三角形をなす弦材を基本単
位とした架構形態である点では第８図のものと変わりが
なく、（上弦材の共通底辺を取除いて四辺形としたの
は、屋根材の取付けを容易にすることを目的としたもの
である）また上弦ケーブルが四辺形部分を構成するの
に、基本単位である三角形の共通底辺を取除いているた
め、束材上の交点では各ケーブルが引っ張り合って釣合
を保持している均衡が崩れて、他の結合部へ直接影響が
波及し屋根葺材の破損等を生じる恐れが生じるととも
に、大屋根を多数の三角形単位に分割するので、多数の
短い上、下弦ケーブルをそれぞれ多数の束材上で結合す
る必要があり、そのためその施工に多くの工数を必要と
し、施工性が良好とはいえない問題点があった。

問題点を解決するための手段 上記の問題点を解決するため、所要の複数個の縦のメイ
ンケーブルと横のメインケーブルの全てを縦横に交差さ
せ、それらのケーブルが四辺形の格子状をなすようにド
ームの全長にわたり連続した状態で一直線をなすように
張設され、これらのメインケーブルの交点に垂直ポスト
を設け、垂直ポストの下端からその外側の垂直ポストの
上端ないし外周縁部の固定点を通る斜材ケーブルを張設
し、同一の高さの垂直ポストの各下端をケーブルで連結
した格子状ケーブルドームの手段を講じるものである。

作用 この発明は、第１図および第２図に示すようにメインケ
ーブルを格子状に配置しその交点に垂直ポストを設けて
いるので、メインケーブルを放射状に配置したものに比
べて変形しにくく面内剛性が高くなる。また、第３図に
示すように格子状配置のメインケーブルの長さと、放射
状配置のものとを同一長さ（縦軸において１．０）とし
たとき、スパン数の増加につれて垂直ポストの各下端を
結ぶケーブル（この場合は放射状配置のものとの対比上
リングケーブルという。）の長さは増加するが屋根面全
体のケーブルの長さは格子状配置のものの方が放射状配
置のものよりも減少するとともに、ケーブルの交点数が
約1/2に減少するので屋根重量が大幅に低減する。さら
に、メインケーブルが格子状に配置されているので自重
分布が屋根全体で略一様になり、放射状配置のもののよ
うに中央部が鉛直方向に変形したり地震等によって大き
な振動を生じることがなく、また上下弦面の平面投影が
三角形状をなす大屋根構造のものに比べてケーブルの長
さは約4/5に減少するため屋根重量が相当量減少すると
ともに、垂直ポストの各下端を結ぶケーブルをリング状
コンプレッション材に限定していないので、ほぼ円形の
みならず四角形または８角形等に連続することにより、
各種平面形状の建物に適用できる。

実施例 この発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は略円形をなすケーブルドームの構成を示し、第
２図は略矩形をなすケーブルドームの構成を示すもの
で、第１図および第２図に示すように、いずれも縦のメ
インケーブル（１）と横のメインケーブル（１）を交差
させて格子状に張設されている。これら縦横のケーブル
（１）の交点（２）に垂直ポスト（３）が設けられ、垂
直ポスト（３）の下端（４）に斜材ケーブル（５）が固
着されるとともにその外側の垂直ポスト（３）の上端
（６）を通って斜材ケーブル（５）が張設され、最外端
においては垂直ポスト（３）の下端に固着した斜材ケー
ブル（５）がドームの外形を画する外周縁部の固定点
（７）を通って張設される。同一高さの垂直ポスト
（３）の各下端（４）を結ぶケーブル（８）は破線で示
されており、４角または８角に連結されている。

このように地組みされた構成のケーブルの最も外端の斜
材ケーブル（５）を垂直ポスト（３）の下端から固定点
（７）を通って外方へ引張ることにより垂直ポスト
（３）を上昇させ、つぎにその内側の斜材ケーブル
（５）を引張ることによって全体を引き上げドームが完
成するものである。

発明の効果 この発明は、上記従来の技術において述べた放射状ケー
ブルドームの有する各種の利点のほかに、さらに（１）
縦と横のメインケーブルが格子状に交差しており垂直ポ
ストの各下端を結ぶケーブルが四角形または８角形であ
るため面内剛性が高く、ねじれ変形や水平変位が生じに
くい。（２）屋根の自重分布が略一様であるので放射状
ケーブル配置のもののように中央部が鉛直方向に変形し
たり地震等で大きな振動を生じることがない。（３）縦
と横のメインケーブルが格子状に張設されているので放
射状ケーブル配置のもののようにセンターテンションリ
ングを必要としないためケーブルの本数が多くなっても
ケーブルの端末を処理するための設計上の困難がなく、
かつセンターテンションリングの重量だけ軽くなるので
屋根の軽量化を計ることができる。（４）ケーブルの交
点数が放射状ケーブル配置のものよりも大幅に減少する
ため接合部が少なくなるとともに、全ケーブル長も減少
するのでこの点からも屋根の軽量化を計ることができ
る。（５）縦と横のメインケーブルの配置が格子状であ
るので、放射状ケーブル配置のもののように縦と横の各
メインケーブルのすべてを同時に均等な張力を与えて引
き上げるような施工上の配慮を必要とせず作業が容易で
あり、接合部も少ないので施工能率が向上する。（６）
屋根の平面形状が放射状ケーブル配置のもののように円
形のものに制約されることなく矩形状にも円形状にもで
きるので各種の平面形状の建物に適用できる。（７）こ
の発明の出願前の出願である特願昭５９−１８６２６１
号における上、下弦面の平面投影が三角形状の大屋根構
造ものに比べて、ケーブルドームとして最も使用材料の
量に影響するケーブルの長さが約4/5に減少するため、
屋根重量が相当量減少するため、ケーブルの材料費をも
節約できるとともに、前記（６）と同様各種の平面形状
の建物に適用できる。（８）この発明の出願前の出願で
ある実願平２−１０５８９６号における、大屋根をその
中心を通る上、下弦材で数群に分割し、これらの上弦材
に平行な多数の上弦材の交差により生じた多数の交点に
束材を設け、この束材上で多数の上下の弦材を結合して
四辺形を形成した軽量大屋根構造のものは、設計および
施工上、交点部分はできるかぎり簡素化する必要がある
のが常識であることから見て実現性に乏しいものである
のに比べて、この発明は複数個の縦のメインケーブルと
横のメインケーブルを全て縦横に交差させ、それらのケ
ーブルが四辺形の格子状をなすようにドームの全長にわ
たり連続した状態で一直線をなすように張設したので、
上記考案のように短い多数のケーブルを多数の束材上で
結合させるような面倒な手数を要することがなく、縦、
横のメインケーブルをそれぞれ一定の張力で張設し、下
弦材に相当する斜材ケーブルに張力を掛け、垂直ポスト
の各下端をケーブルで連結するだけで縦、横のメインケ
ーブルの張力の均衡が崩れるようなことがない四辺形状
の格子状ケーブルドームが得られる等の多くの効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、この発明の実施例を示すもの
で、第１図は円形ドームの斜視図、第２図は矩形ドーム
の斜視図、第３図はケーブル長等に関する格子状配置と
放射状配置の比較を示すグラフ、第４図は従来例を示す
もので放射状ケーブルドームの斜視図、第５図，第６図
および第７図はそれぞれ第４図を直径方向に縦断して示
す屋根の引き上げ状態の説明図であり、第８図はこの発
明の出願前の出願にかかる軽量大屋根構造の平面的説明
図である。 （１）……縦、横のメインケーブル、（２）……交点、
（３）……垂直ポスト、（４）……下端、（５）……斜
材ケーブル、（６）……上端、（７）……固定点、
（８）……ケーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩佐 義輝 東京都江東区南砂２丁目５番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−64936（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−54404（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所要の複数個の縦のメインケーブル（１）
   と横のメインケーブル（１）の全てを縦横に交差させ、
   それらのケーブル（１）、（１）が四辺形の格子状をな
   すようにドームの全長にわたり連続した状態で一直線を
   なすように張設され、これらのメインケーブル（１）、
   （１）の交点（２）に垂直ポスト（３）を設け、垂直ポ
   スト（３）の下端（４）からその外側の垂直ポスト
   （３）の上端（６）ないし外周縁部の固定点（７）を通
   る斜材ケーブル（５）を張設し、同一高さの垂直ポスト
   （３）の各下端（４）をケーブル（８）で連結した格子
   状ケーブルドーム。