JPH07259238A - ドーム屋根構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構築すべき屋根の規模に関わらず、低コスト
かつ短工期でドーム状の屋根を構築することのできるド
ーム屋根構造を提供することを目的とする。 【構成】 屋根４を、略三角形状のＰＣ版６と、開口部
に配設したカバー材７とを交互に配置してなる構成と
し、かつ周方向および径方向に隣接するＰＣ版６どうし
を互いに頂部でピン結合する構成とした。

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、コンサートホ
ール、コンベンションセンター、スポーツアリーナ等、
ドーム状の建築構造物の屋根として適用するのに好適な
ドーム屋根構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドーム状の建築構造物の屋根の構
造のひとつとして、屋根を鉄筋コンクリート造で構築す
るものがある。このように屋根を鉄筋コンクリート造と
するときには、周知のように、現場でコンクリートを打
設して屋根を構築する方法がある。また、図９に示すよ
うに、構築すべき屋根１を、その周方向に複数のユニッ
ト２，２，…に分割した構成とし、各ユニット２をプレ
キャストコンクリート造として予め形成しておき、現場
において、各ユニット２を組み立てて屋根１を構築する
方法もある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のドーム屋根構造には、以下のような問題
が存在する。まず、コンクリートを現場打ちして屋根を
構築する場合には、言うまでもなく、現場打ちコンクリ
ートの施工のために多大な労務がかかるという問題があ
る。そのうえ、型枠組立，鉄筋配筋作業のために、構築
すべき屋根の全面にわたって仮設の総足場を組み立てる
必要があり、これにもコストおよび工期がかかるという
問題がある。これらの問題により、近年では、現場打ち
コンクリートによるドーム屋根の構築はほとんど行われ
ていないのが現状である。一方、図９に示したプレキャ
ストコンクリート造のユニット２，２，…を用いた屋根
１の構造では、このユニット２を工場から現場に運搬す
るときに、道路交通法上や運搬車両等の関係で、その大
きさに制限がある。このため、このユニット２で構築で
きる屋根１の大きさが制限され、大規模な屋根１を構築
するときには、この構造を適用できないという問題があ
る。また、ユニット２が比較的大型のものとなるため、
ユニット２自体に、これを運搬したり建方するに耐え得
る強度が要求されて、ユニット２に補強用のリブを形成
したりＰＣ鋼線を配する必要があり、これによってユニ
ット２の構造が複雑化してコストの上昇を招くという問
題もある。本発明は、以上のような点を考慮してなされ
たもので、構築すべき屋根の規模に関わらず、低コスト
かつ短工期でドーム状の屋根を構築することのできるド
ーム屋根構造を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
建築構造物のドーム状をなす屋根の構造であって、該屋
根が、それぞれ略三角形状あるいは略四角形状をなした
プレキャストコンクリート造の複数の屋根材を組み合わ
せてなる構成とされ、かつ、隣接する前記屋根材どうし
が、互いにそれぞれの頂部において結合されていること
を特徴としている。

【０００５】請求項２に係る発明は、請求項１記載のド
ーム屋根構造において、前記屋根には、三方を前記屋根
材に囲まれてなる略三角形状の開口部が設けられている
ことを特徴としている。

【０００６】請求項３に係る発明は、請求項２記載のド
ーム屋根構造において、前記屋根全面に、前記屋根材と
前記開口部とが交互に配置された構成とされていること
を特徴としている。

【０００７】請求項４に係る発明は、請求項２または３
記載のドーム屋根構造において、前記開口部にはこれを
覆うカバー材が配設されていることを特徴としている。

【０００８】

【作用】請求項１記載の発明では、屋根を、それぞれ略
三角形状あるいは略四角形状をなしたプレキャストコン
クリート造の複数の屋根材を組み合わせて構成するよう
にし、かつ屋根材どうしを、それぞれの頂部で結合する
構成とした。これにより、ドーム状の屋根全体が細かく
区分されて、各屋根材の大きさが小さなものとなる。

【０００９】請求項２記載の発明では、屋根に、三方を
屋根材に囲まれた略三角形状の開口部を設ける構成とし
た。これにより、屋根全体の重量を、開口部を形成しな
い場合に比較して軽くすることができる。また、この開
口部から、通気あるいは採光等を行うことができるよう
になる。しかも、この開口部は、その三方を囲む屋根材
によって面内剛性が確保されるので、屋根全体の面内剛
性に影響はない。

【００１０】請求項３記載の発明では、屋根全面に、屋
根材と開口部とを交互に配置する構成とした。これによ
り、屋根全面に配置する屋根材の数を最小限とすること
ができ、屋根全体の重量を最小となる。

【００１１】請求項４記載の発明では、開口部にこれを
覆うカバー材を配設する構成とした。これによって、屋
根全面を屋根材とカバー材とで覆うことができ、風雨の
侵入を防ぐことが可能となる。また、カバー材に例えば
ガラスなどを用いれば、屋根の内方に外から光を採り入
れることが可能となる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を図面に示す第一ないし第四実
施例を参照して説明する。 （第一実施例）図１は、本発明に係るドーム屋根構造を
適用した建築構造物の屋根の一例を示すものである。図
１に示すように、ドーム状の屋根４は、頂部４ａに配設
された環状のリング５を中心として多数配設された略三
角形で平板状のプレキャストコンクリート造の屋根材６
と、隣接する屋根材（以下、「ＰＣ板」と称する）６，
６，…に囲まれて形成された開口部（図示なし）と、各
開口部に、これを覆うために設けられた、例えばガラ
ス，膜体，あるいは鉄板等のカバー材７とから概略構成
されている。

【００１３】この屋根４は、図２に示すような、いわゆ
るパラレルラメラドーム構造を基本としており、屋根４
の頂部４ａを中心として同心円状に配置された円Ａと、
頂部４ａから放射状に延びる放射線Ｂと、隣り合う放射
線Ｂ，Ｂ間において一方の放射線Ｂに平行な弦Ｃと、他
方の放射線Ｂに平行な弦Ｄとによって形成される略三角
形状の空間に、図１に示したようにして、ＰＣ板６が配
設された形態となっている。すなわち、図１に示したよ
うに、屋根４は、頂部４ａから外周部４ｂに向けて同心
円状に、例えば５つに区分された形態とされている。各
区分において、三角形のＰＣ板６，６，…が、それぞれ
その一頂角を頂部４ａに向け、底辺を円周方向に沿って
位置させて、周方向に連続して配置された構成となって
いる。このとき、放射線Ｂ（図２参照）に沿って、その
両側にＰＣ板６ａ，６ａ，…が放射状に配設されてい
る。そして、これら隣接する放射線Ｂ間には、それぞれ
の放射線Ｂに沿って位置する前記ＰＣ板６ａ，６ａ間
に、ＰＣ板６ｂ，６ｂ，…が周方向に配設された構成と
なっている。

【００１４】このようにして屋根４に配設されて、周方
向あるいは径方向に隣接するＰＣ板６，６，…は、図３
に示すように、それぞれの角部どうしを対向させて剛結
合されている。図４に示すように、各ＰＣ板６ａあるい
は６ｂの角部には、それぞれ剪断力伝達用の鉄筋８，
８，…がコンクリート内に埋設され、この鉄筋８，８，
…には、一定長を有したガセットプレート（結合金具）
９の一端部が溶接されている。これにより、ガセットプ
レート９がプレキャストコンクリート造のＰＣ板６ａあ
るいは６ｂに一体化されたことになる。そして、各ＰＣ
板６ａあるいは６ｂのガセットプレート９が、ジョイン
トプレート１０，ハイテンションボルト１１，１１によ
ってピン結合され、これによって三方のＰＣ板６ａある
いは６ｂが一体に剛結合された構成となっている。ま
た、図１に示したように、放射線Ｂの両側に沿って配設
されたＰＣ板６ａ，６ａ，…は、それぞれ、放射線Ｂ上
において、その両側と径方向とで合計四枚のＰＣ板６ａ
が結合された構成となっている。この場合においても、
図４に示した結合構造と同様、各ＰＣ板６ａの各頂角
に、剪断力伝達用の鉄筋を介してガセットプレートが取
り付けられ、このガセットプレートどうしがジョイント
プレート，ハイテンションボルトでピン結合されて、各
ＰＣ板６ａどうしが一体に剛結合された構成とされてい
る。このようにして、全てのＰＣ板６が剛結合されるこ
とにより、屋根４が一体化された構成となっている。

【００１５】このような構造からなる屋根４を構築する
には、工場などで予め各ＰＣ板６を製造しておき、これ
を現場に搬入した後、各ＰＣ板６を所定の位置に位置決
めし、図４に示したように、ジョイントプレート１０，
ハイテンションボルト１１によりＰＣ板６どうしを結合
することにより、ＰＣ板６，６，…を組み立てていけば
よい。このときのＰＣ板６の組立順序については、限定
するものではなく、例えば屋根４の頂部４ａから外周部
４ｂに向けて組み立てていってもよいし、逆に外周部４
ｂから頂部４ａに向けて組み立てていってもよい。

【００１６】上述した屋根４の構造では、屋根４が複数
の三角形状のＰＣ板６をその頂部どうしで剛結合するこ
とによって構成されている。このように、ドーム状の屋
根４全体が細かく区分されて、屋根４が、多数のＰＣ板
６からなる構成とされているので、一つ一つのＰＣ板６
の大きさが小さなものとなる。したがって、ＰＣ板６の
運搬や取り扱いも容易に行うことが可能となる。しか
も、ＰＣ板６が小さければ、これを運搬したり建方する
ときに必要される強度も、補強用のリブ等を設けること
なく得ることができるので、ＰＣ板６を軽量化すること
ができる。これにより、ＰＣ板６の取り扱いが容易とな
るばかりか、屋根４全体の軽量化を図ることができ、こ
の結果、この屋根４を備える建築構造物全体のコスト低
減を図ることが可能となる。また、このように、屋根４
がいわばユニット化されているので、その組立も容易
で、屋根４を低コストかつ短期間で構築することが可能
となる。しかもこのとき、屋根４は、ＰＣ板６ａおよび
６ｂの二種類を基本として構成されているので、ＰＣ板
６ａ，６ｂの大量生産によるコスト低減を図ることも可
能である。もちろん、これらのＰＣ板６は、他のドーム
屋根にも、その規模に関わらず適用することができる。
しかも、各ＰＣ板６の各頂部にガセットプレート９が一
体に備えられ、このガセットプレート９どうしが結合さ
れることによってＰＣ板６，６，…どうしが頂部でピン
結合された構成となっている。これにより、図２に示し
たラメラドーム構造の各軸方向に沿って、ＰＣ板６間で
確実に応力が伝達されるので、前記ラメラドーム構造と
同様に、この屋根４を十分な面内剛性を有したものとす
ることができる。しかも、ＰＣ板６がピン結合されてい
るので、その結合作業を容易に行うことができる。ま
た、各ＰＣ板６に囲まれて開口部（図示なし）が形成さ
れた構成となっている。これにより、従来よりも屋根４
を軽量化することが可能となる。しかも、放射線Ｂの両
側に沿って配設したＰＣ板６ａ，６ａを除いては、ＰＣ
板６と開口部（図示なし）とが交互に配設された構成と
されており、これにより、屋根４の重量を大幅に低減す
ることができる。さらに、この開口部（図示なし）には
カバー材７が配設された構成となっている。これによ
り、カバー材７に、例えばガラスや、透過性を有する膜
体等を用いれば、ここから屋根４内に光を採り入れるこ
とが可能となる。また、カバー材７に鉄板等の遮光性を
有するものを用いれば、屋根４を従来と同様の光を採り
入れないものとすることができ、この場合においても前
述したように屋根４が従来よりも軽量化されたものとな
っている。また、ＰＣ板６とカバー材７とから織りなす
模様により、この屋根４を外観視したときの意匠性も高
く、これにより、建築構造物自体の付加価値を高めるこ
とができる。

【００１７】なお、上記第一実施例において、放射線Ｂ
の両側にＰＣ板６ａ，６ａを配置する構成としたが、こ
れを略四角形状をなす一枚のＰＣ板で構成するようにし
てもよい。

【００１８】（第二実施例）図５は、本発明に係るドー
ム屋根構造を適用した建築構造物の屋根の他の一例を示
すものである。図５に示すように、屋根１５は、いわゆ
るパラレルラメラドーム構造を基本構成としており、図
１ないし図４に示した屋根４と同様に、屋根１５が同心
円状に区分され、各区分において、プレキャストコンク
リート造の屋根材（以下、「ＰＣ板」と称する）１６，
１６，…が周方向に連続配置された構成とされている。
そして、ＰＣ板１６，１６，…に囲まれて形成された開
口部（図示なし）には、これを覆うための、カバー材７
が設けられている。この屋根１５では、各区分において
周方向に配設されたＰＣ板１６には、同一種類のものが
用いられており、頂部１５ａから外周部１５ｂに向け
て、ＰＣ板１６の大きさが漸次大きくなる構成とされて
いる。これにより、屋根１５全体を５種類のみのＰＣ板
１６で構成することができる。屋根１５と、第一実施例
の屋根４（図１ないし図４参照）との相違点は、上述し
た点のみで、他の構成、例えばＰＣ板１６どうしの結合
構造等、については、屋根４の場合と全く同様であるた
め、その説明を省略する。上述した屋根１５の構造にお
いても、上記第一実施例と同様の効果を奏することがで
きる。しかも、屋根１５の全面が、ＰＣ板１６と開口部
（図示なし）とが交互に配設された構成とされているの
で、屋根１５の重量を最小限とすることができる。

【００１９】（第三実施例）図６は、本発明に係るドー
ム屋根構造を適用した建築構造物の屋根のさらに他の一
例を示すものである。図６に示すように、屋根２０は、
いわゆるシュベドラードーム構造を基本構成としてお
り、第一実施例の屋根４（図１ないし図４参照），第二
実施例の屋根１５（図５参照）と同様に、屋根２０が同
心円状に区分されて、各区分において、プレキャストコ
ンクリート造の屋根材（以下、「ＰＣ板」と称する）２
１，２１，…が周方向に連続配置され、ＰＣ板２１，２
１，…に囲まれて形成された開口部（図示なし）には、
これを覆うための、カバー材７が設けられた構成とされ
ている。この屋根２０においても、各区分毎のＰＣ板２
１には同一のものが用いられ、頂部２０ａから外周部２
０ｂに向けて、ＰＣ板２１の大きさが漸次大きくなる構
成とされている。これにより、前記第二実施例と同様
に、屋根２０全体を５種類のＰＣ板２１を基本として構
成することができる。屋根２０と、屋根４（図１ないし
図４参照）との相違点は、上述した点のみで、他の構成
については、屋根４の場合と全く同様であるため、その
説明を省略する。上述した屋根２０の構造においても、
上記第二実施例と同様の効果を奏することができる。

【００２０】（第四実施例）図７は、本発明に係るドー
ム屋根構造を適用した建築構造物の屋根のさらに他の一
例を示すものである。図７に示すように、屋根２５は、
いわゆるラメラドーム構造（図２参照）を基本としてお
り、屋根２５の頂部２５ａに配設された圧縮リング２６
を中心とした同心円状に、プレキャストコンクリート造
の屋根材（以下、「ＰＣ板」と称する）２７が周方向に
多数配設されている。そして、径方向において隣接する
ＰＣ板２７，２７間には、屋根２５の面内剛性を高める
ため、周方向に延在する環状のフープケーブル２８が配
設されている。隣接するＰＣ板２７，２７，…と、フー
プケーブル２８とに三方を囲まれて形成された三角形状
の各開口部（図示なし）には、例えばガラス，膜体，あ
るいは鉄板等のカバー材２９が設けられた構成とされて
いる。ＰＣ板２７は、屋根２５の外周部２５ｂに配設さ
れたＰＣ板２７ａのみが略三角形状とされ、これよりも
頂部２５ａ側に配設されたＰＣ板２７ｂ，２７ｃは、そ
れぞれ略菱形状とされている。各ＰＣ板２７のそれぞれ
の角部には、図４に示したのと同様のガセットプレート
（図示なし）が、剪断力伝達用の鉄筋（図示なし）を介
して一体に取り付けられている。そして、屋根２５の径
方向および周方向において、互いに隣接するＰＣ板２
７，２７は、前記ガセットプレート（図示なし）どうし
が図示しないジョイントプレート，ハイテンションボル
トで結合されて、一体に剛結合された構成となってい
る。このような構成からなる屋根２５においても、上記
第一実施例と同様の効果を奏することができる。

【００２１】なお、上記各実施例において、ＰＣ板６，
１６，２１，２７の結合構造については、図４に示した
構造に限定するものではなく、図４に示した結合部にさ
らにコンクリートを打設する構成としたり、また、例え
ばガセットプレート９に替えて、鉄筋を屋根材に一体に
備えておき、ここにコンクリートを打設して、屋根材ど
うしを結合する構造とするなど、他の結合構造を用いて
もよい。また、この結合構造にボールジョイントを用い
るようにすれば、施工も容易で、しかも精度よく屋根
４，１５，２０，２５の立体形状を構成することができ
る。また、カバー材７，２９には、前記ガラス，膜体，
鉄板等の他にも、採光あるいは通気などの目的に応じ
て、例えばメッシュ体等、他のものを用いるようにして
もよいし、もちろん、カバー材７，２９を廃する構成と
してもよい。このようにすれば、この屋根を通風性のよ
い日除け上屋をすることができる。さらに、カバー材
７，２９を配設するための開口部自体の数についても限
定するものではなく、例えば一箇所のみとしてもよい。
また、このカバー材７，２９に替えて、開口部にもＰＣ
板を配して、屋根４，１５，２０，２５の全面を覆う構
成としてもよい。もちろん、屋根４，１５，２０，２５
を構成するＰＣ板６，１６，２１，２７の数について
は、上記のものに限らず、構築すべき屋根の大きさに対
応し、例えば大規模な屋根を構築するのであれば、より
細分化して一つ一つのＰＣ板の大きさを小型のものとし
て、運搬，建方等の取り扱い時に支障のないものとする
のは言うまでもない。加えて、構築すべき屋根の平面形
状については、上記第一ないし第４実施例のように円形
のものに限るものではなく、例えば図８（ａ）に示すよ
うに、楕円形の屋根３０や、図８（ｂ）に示すような瓢
箪型の屋根３１等、いかなる形状であっても、上記構成
を適用すれば、前記と同様の効果を奏することができ
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るド
ーム屋根構造によれば、屋根を、それぞれ略三角形状あ
るいは略四角形状をなしたプレキャストコンクリート造
の複数の屋根材を組み合わせて構成するようにし、かつ
屋根材どうしを、それぞれの頂部で結合する構成とし
た。これにより、ドーム状の屋根全体が細かく区分され
て、各屋根材の大きさが小さなものとなる。したがっ
て、屋根材の運搬や建方にも何ら支障を生じることな
く、その取り扱いを容易に行うことが可能となる。しか
も、屋根が小さければ、これを運搬したり建方するとき
に必要される強度も、補強用のリブ等を設けることなく
得ることができるので、屋根材を軽量化することがで
き、これにより、取り扱いが容易となるばかりか、屋根
全体も軽量化することができ、この屋根を備える建築構
造物全体のコスト低減を図ることが可能となる。また、
このように、屋根がいわばユニット化されているので、
その組立も容易で、屋根を、その規模に関わらず低コス
トかつ短期間で構築することが可能となる。しかもこの
とき、屋根は、少ない種類の屋根材で構成することがで
きるので、屋根材の大量生産によるコスト低減を図るこ
とも可能である。しかも、各屋根材どうしを頂部で結合
することによって、屋根全体を十分な面内剛性を有する
ものとすることができる。

【００２３】請求項２に係るドーム屋根構造によれば、
屋根に、三方を屋根材に囲まれた略三角形状の開口部を
設ける構成とした。これにより、屋根全体の重量を、開
口部を形成しない場合に比較して軽くすることができる
ので、屋根全体のコストを低減させることができる。ま
た、この開口部から、通気あるいは採光等を行うことが
でき、この屋根を例えば通風性のよい日除け上屋とする
ことができる。しかも、この開口部は、その三方を囲む
屋根材によって面内剛性が確保されるので、屋根全体の
面内剛性に影響はない。しかも、屋根材と開口部とから
織りなす模様により、この屋根を外観視したときの意匠
性も高く、建築構造物自体の付加価値を高めることがで
きる。

【００２４】請求項３に係るドーム屋根構造によれば、
屋根全面に、屋根材と開口部とを交互に配置する構成と
した。これにより、屋根全面に配置する屋根材の数を最
小限として、屋根全体の重量を最小とすることができ
る。これにより、請求項２に係るドーム屋根構造による
前記各効果を、さらに顕著なものとすることができる。

【００２５】請求項４に係るドーム屋根構造によれば、
開口部にこれを覆うカバー材を配設する構成とした。こ
れによって、屋根全面を屋根材とカバー材とで覆うこと
ができ、風雨の侵入を防ぐことが可能となる。また、カ
バー材に、例えばガラスや、透過性を有する膜体等を用
いれば、ここから屋根内に光を採り入れることが可能と
なる。しかも、屋根材とカバー材とから織りなす模様に
より、この屋根を外観視したときの意匠性も高く、建築
構造物自体の付加価値を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るドーム屋根構造を適用した屋根の
一例を示す斜視図である。

【図２】同屋根の基本構造であるラメラドーム構造を示
す概略斜視図である。

【図３】同屋根における屋根材の結合構造を示す正面図
である。

【図４】同結合構造の要部を示す正面図である。

【図５】本発明に係るドーム屋根構造を適用した屋根の
他の一例を示す平面図である。

【図６】本発明に係るドーム屋根構造を適用した屋根の
さらに他の一例を示す平面図である。

【図７】本発明に係るドーム屋根構造を適用した屋根の
さらに他の一例を示す斜視図である。

【図８】本発明に係るドーム屋根構造を適用する屋根の
他の形態を示す平面図である。

【図９】従来のドーム屋根構造の一例を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

４，１５，２０，２５ 屋根 ７，２９ カバー材 ６，１６，２１，２７ ＰＣ板（屋根材）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建築構造物のドーム状をなす屋根の構造
   であって、該屋根が、それぞれ略三角形状あるいは略四
   角形状をなしたプレキャストコンクリート造の複数の屋
   根材を組み合わせてなる構成とされ、かつ、隣接する前
   記屋根材どうしが、互いにそれぞれの頂部において結合
   されていることを特徴とするドーム屋根構造。
2. 【請求項２】 請求項１記載のドーム屋根構造におい
   て、前記屋根には、三方を前記屋根材に囲まれてなる略
   三角形状の開口部が設けられていることを特徴とするド
   ーム屋根構造。
3. 【請求項３】 請求項２記載のドーム屋根構造におい
   て、前記屋根全面に、前記屋根材と前記開口部とが交互
   に配置された構成とされていることを特徴とするドーム
   屋根構造。
4. 【請求項４】 請求項２または３記載のドーム屋根構造
   において、前記開口部にはこれを覆うカバー材が配設さ
   れていることを特徴とするドーム屋根構造。