JPH08226172A - 連結材を配してなる版構造物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 一般鉄骨や立体トラスなどからなる屋根版や
壁面版の同一面における縦・横２方向に、ケーブル等の
連結材で連結することにより、プレストレスを導入で
き、鉛直荷重と水平力の両方を処理できるようにする。 【構成】 平面視で略矩形状に形成した鋼製屋根版１の
棟心部１ａに、桁行き方向に連続するトラス梁２を鉛直
方向に立てて配置し、該トラス梁２の中間部における下
部と前記鋼製屋根版の一対の隅部１ｂとを平面視で斜め
２方向のケーブル等の連結材３ａ，３ｂで連結する。こ
の連結材３ａ，３ｂに緊張力を導入することにより、鉛
直荷重による応力と、地震力，風圧力などの水平力によ
る応力の両方を相殺する縦・横２方向のプレストレスを
屋根版１に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一般鉄骨や立体トラ
スからなる屋根版，壁面などに適用される、ケーブル等
の連結材を配してなる版構造物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、鋼製よりなる構造物にケーブルを
緊張して予めプレストレスを導入したり、構造物の引張
力側にケーブルを張架することが行われている。このよ
うな張弦梁構造であれば、荷重の一部をケーブルに負担
させることができるため、構造物重量を軽量化し、建設
コストを低減することができる。

【０００３】従来の張弦梁構造としては、屋根や床など
に適用した場合、ケーブルをスパン方向あるいは桁行き
方向とほぼ平行に架け渡し、その中間に束材を立てる構
造が一般的であり、鉛直荷重を束材，ケーブルを介して
柱，梁などの下部構造体に伝達している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
ような従来の構造では、鉛直荷重を有効に処理すべく、
一方向の緊張力のみを導入する構造であるため、ケーブ
ルは水平力処理に関与せず、地震力・風圧力などの水平
力を有効に処理することができない。この水平力を処理
するためには、屋根版面内に水平ブレースを配設した
り、立体トラス構造とするなどの処置が必要となり、軽
量化や建設費コストの低減を十分に図ることができない
という問題がある。

【０００５】この発明は、前述のような問題点を解消す
べくなされたもので、その目的は、屋根版や壁面版の同
一面における縦・横２方向にプレストレスを導入でき、
ケーブル等の連結材で鉛直荷重と水平力の両方を処理す
ることのできる版構造物を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る屋根用の
版構造物は、平版等に形成した屋根に適用されるもので
あり、平面視で略矩形状に形成した鋼製屋根版の棟心部
に、あるいは棟心に沿って、桁行き方向に連続するトラ
ス梁を鉛直方向に立てて１本または複数本配置し、該ト
ラス梁の中間部における下部と前記鋼製屋根版の一対の
隅部とを平面視で斜め２方向のケーブル等の連結材で連
結してなることを特徴とする。

【０００７】また、この発明に係るもう一つの屋根用の
版構造物は、競技場などの円形・楕円・矩形等の屋根に
適用されるものであり、平面視で外周を円形，略楕円形
あるいは矩形に形成した鋼製屋根版の外周リング部材を
周方向に間隔をおいて区切る分割点と、この分割点と屋
根中心を通る中心線と内周リング部材との接合点を挟む
二点とを、平面視で斜め２方向の連結材で連結してなる
ことを特徴とする。

【０００８】さらに、壁面に適用される版構造物は、正
面視で略矩形状に形成した壁面版の左右方向中央部に、
あるいは左右方向中央に沿って、上下方向に連続するト
ラス梁を面内外方向に立てて１本または複数本配置し、
該トラス梁の中間部における室内側端部と、前記壁面版
の一対の隅部とを正面視で斜め２方向の連結材で連結し
てなることを特徴とする。

【０００９】上記いずれの場合も、連結材は、ケーブル
等の緊張材とし、機材を用いて積極的に緊張力を導入す
るようにしてもよいし、一般の鋼材とし、機材を用いて
積極的に緊張力を導入することなく自然に緊張力が導入
されるようにしてもよく、屋根版や壁面版の重量に応じ
て適宜選択する。

【００１０】

【作用】以上のような平版等に形成した屋根版におい
て、ケーブル等の緊張材を使用した場合、棟心部あるい
は棟心に沿って配置したトラス梁と屋根版隅部を連結す
る斜め２方向のケーブル等の緊張材を緊張することによ
り、屋根版に同一平面における縦・横２方向（スパン方
向と桁行き方向）にプレストレスが導入される。この２
方向のプレストレスが長期荷重（鉛直荷重）による応力
と、地震力，風圧力などの水平力による応力の両方を相
殺し、ケーブル等の緊張材で長期荷重（鉛直荷重）と水
平力の両方が処理される。

【００１１】また、円形等の屋根版においても、外周リ
ング部材と内周リング部材を連結する斜め２方向のケー
ブル等の緊張材を緊張することにより、前述と同様に、
屋根版に同一平面における縦・横２方向（径方向と円周
方向）にプレストレスが導入される。この２方向のプレ
ストレスが長期荷重（鉛直荷重）による応力と、地震
力，風圧力などの水平力による応力の両方を相殺し、ケ
ーブル等の緊張材で長期荷重（鉛直荷重）と水平力の両
方が処理される。

【００１２】さらに、壁面版においては、中央部のトラ
ス梁と壁面版隅部を連結する斜め２方向のケーブル等の
緊張材を緊張することにより、壁面版に同一面における
縦・横２方向（上下方向と左右方向）にプレストレスが
導入される。この２方向のプレストレスが長期荷重（鉛
直荷重，面外荷重）による応力と、地震力，風圧力など
の水平力による応力の両方を相殺し、ケーブル等の緊張
材で長期荷重（鉛直荷重）と水平力の両方が処理され
る。

【００１３】なお、連結材に一般の鋼材を使用し、緊張
力を積極的に導入しない場合でも、屋根版あるいは屋根
版の重量により連結材が引っ張られ、連結材に緊張力が
自然に導入され、前述と同様に２方向の連結材で長期荷
重（鉛直荷重）と水平力の両方を処理することができ
る。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図示する実施例に基づいて
説明する。図１〜図３は、平板形の屋根版に適用した
例、図４〜図６は、競技場などの円形または矩形の屋根
版に適用した例、図７，図８は、壁面版に適用した例を
示す。

【００１５】図１，図２において、屋根版１はスパン方
向に平行な一般鉄骨を有する平面架構であり、側面から
見て中央部を棟心部とする山形形状に形成されている。
このような屋根版１の棟心部１ａに、屋根版の桁行き方
向に連続するトラス梁２が鉛直方向に立てた状態で取付
けられる。さらに、このトラス梁２の桁行き方向中間部
における下部と、屋根版１の各隅部１ｂとが、後述する
斜め２方向のケーブル３で連結され、これらケーブル３
に緊張力が導入される。

【００１６】図１の実施例では、トラス梁２の端部から
ほぼ１／３の点１ｃと、これに近い側のスパン方向に一
対の隅部１ｂとが、平面視でＶ字状をなす斜め２方向の
ケーブル３ａ，３ｂで連結される。トラス梁２の桁行き
方向中央部には、引張力が作用することになる。

【００１７】図２の実施例では、トラス梁２の端部から
ほぼ２／３の点１ｃと、これに遠い側のスパン方向に一
対の隅部１ｂとが、平面視でＶ字状をなす斜め２方向の
ケーブル３ａ，３ｂで連結される。トラス梁２の桁行き
方向中央部には、圧縮力が作用することになる。

【００１８】図３の実施例は、比較的大きい屋根に対し
てトラス梁２を２本配設した例である。屋根版１は、複
数の単位屋根版１−１を有し、これら単位屋根版１−１
の桁行き方向の端部と互いの連結部とにトラス屋根版１
−２を設けて構成されている。トラス梁２は、棟心部１
ａの両側に桁行き方向と平行に配設される。

【００１９】平面視でＶ字状をなす斜め２方向のケーブ
ル３ａ，３ｂは、一端が単位屋根版１−１におけるトラ
ス梁２の桁行き方向中間点１ｃの下弦材に取付けられ、
他端が単位屋根版１−１の桁行き方向に一対の隅部１
ｂ’に取付けられる。なお、一対のトラス梁２は、中間
点１ｃ位置および桁行き方向両端部で、斜材２ａとケー
ブル３ｃまたは鋼材とで連結される。

【００２０】屋根版１の各隅部１ｂ（図３では屋根版１
の各隅部１ｂと単位屋根版１−１の各隅部１ｂ’）およ
びトラス梁２の両端部における下部は、柱，梁などの下
部構造体Ａに支承体４を介して支持され、固定される。
この支承体４は、ローラ（２方向ローラまたは１方向ロ
ーラ）などの転動体やテフロン等の滑動体を介在させる
ことにより、ケーブル３に緊張力を導入した際の支承点
の移動を吸収できるようにし、緊張完了後に、ボルト等
で固定する構造とされている。

【００２１】以上のような構成において、ケーブル３
ａ，３ｂをトラス梁２の下弦材の継手部等に挿通して定
着金具で固定し、あるいはケーブル３ａ，３ｂの一端を
前記継手部等に定着金具で固定し、他端を油圧ジャッキ
等で引っ張り、所定のプレストレスを導入する。なお、
ここでは、ケーブル３ａおよび３ｂの一端をトラス梁２
に固定し、他端をそれぞれ緊張しているが、これに限ら
ず、トラス梁２にシーブ等を配設し、一端を隅部１ｂ
（あるいは１ｂ’）に固定したケーブル３を前記シーブ
等に巻掛け、他端のみを油圧ジャッキ等で引っ張りよう
にしてもよい。

【００２２】前記緊張力は、長期荷重（鉛直荷重）と、
風圧力・地震力などの水平力の両方を処理できる大きさ
とし、ケーブル３に地震力等の横力が入っても、テンシ
ョンが残るように調整し、水平ブレースの役目も兼ねる
ようにする。緊張力導入が完了すると、ケーブル３の他
端部を定着金具により隅部１ｂの継手部に固定する。

【００２３】さらに、支承体４を下部構造体Ａに固定す
る。

【００２４】なお、以上はケーブルを使用して油圧ジャ
ッキ等により緊張力を導入する例について説明したが、
鋼材を使用して緊張力を導入することもできる。さら
に、このように機材等を使用して積極的に緊張力を導入
することなく、自然に緊張力が導入されるようにするこ
とも可能である。

【００２５】即ち、屋根版が比較的重い構造体であった
り、屋根の仕上げ材がコンクリートなどで作られたりし
た場合には、屋根版の構築の際に、サポートを外すジャ
ッキダウンの際に、連結材が引っ張られ、連結材に自然
に緊張力が導入される。従って、機材を使用して積極的
に緊張する必要がない。これに対して、屋根材が軽い構
造体であったり、屋根仕上げ材が膜材であったりした場
合には、前述のようなジャッキダウンの際に、緊張力の
導入がないため、機材を使用して積極的に緊張力を導入
する必要がある。

【００２６】次に、図４，図５において、屋根版１１
は、外周リング部材１１ａと、内周リング部材１１ｂ
と、径方向鉄骨部材１１ｃと、円周方向鉄骨部材１１ｄ
を有する平面架構であり、内周リング部材１１ｂは、図
４の実施例では外周，内周共に円形、図５の実施例では
外周は円形，内周は楕円形とされている。このような屋
根版１１の内周リング部材１１ｂの下端部と外周リング
部材１１ａとが後述する斜め２方向のケーブル１３で連
結され、これらケーブル１３に緊張力が導入される。

【００２７】径方向鉄骨部材１１ｃは、外周リング部材
１１ａを円周方向に等分割した等分割点ｍと外周リング
部材１１ａの中心とを結ぶ放射線上に配設されており、
外周リング部材１１ａの等分割点ｍと、その径方向鉄骨
部材１１ｃと内周リング部材１１ｂの接合点ｎを挟んで
位置する接合点ｎ’，ｎ’とが、平面視でＶ字状の２方
向のケーブル１３ａ，１３ｂで連結される。なお、この
Ｖ字状のケーブル１３ａ，１３ｂは、図４（ａ）では、
円周方向に連続するように配設されているが、図４
（ｂ）に示すように、一つおきに位置するようにしても
よい。

【００２８】このような屋根版１１は、競技場等の下部
躯体Ｂに支承体１４を介して支持され、固定される。こ
の支承体１４は、前述の屋根版１と同様の構造とされて
いる。

【００２９】以上のような構成において、各ケーブル１
３の一端を内周リング部材１１ｂと径方向鉄骨部材１１
ｃとの接合点ｎ’における継手部に定着金具により固定
し、外周側の他端を油圧ジャッキ等で引っ張り、所定の
プレストレスを導入する。なお、ここでも、ケーブル１
３ａおよび１３ｂの一端を内周リング部材１１ｂに固定
し、他端をそれぞれ緊張しているが、これに限らず、内
周リング部材１１ｂにシーブ等を配設し、一端を外周リ
ング部材１１ａに固定したケーブル１３を前記シーブ等
に巻掛け、他端のみを油圧ジャッキ等で引っ張りように
してもよい（図４（ａ）参照）。

【００３０】前記緊張力は、長期荷重（鉛直荷重）と、
風圧力・地震力などの水平力の両方を処理できる大きさ
とし、ケーブル１３に地震力等の横力が入っても、テン
ションが残るように調整し、水平ブレースの役目も兼ね
るようにする。緊張力導入が完了すると、ケーブル１３
の他端部を定着金具により外周リング部材１１ａと径方
向鉄骨部材１１ｃとの接合点ｍ等における継手部に固定
する。さらに、支承体１４を下部躯体Ｂに固定する。

【００３１】以上は円形の競技場等について説明した
が、図６に示すような矩形の競技場等にも適用できる。
この場合、屋根版１１は、矩形の外周リング部材１１ａ
と、矩形の内周リング部材１１ｂと、縦横鉄骨部材１１
ｃと、斜め鉄骨部材１１ｄを有する平面架構であり、外
周リング部材１１ａの各辺における中間点と内周リング
部材１１ｂの対応する各隅部とが平面視でＶ字状の２方
向のケーブル１３ａ，１３ｂで連結される。ケーブル１
３ａ，１３ｂはそれぞれ２方向に緊張してもよいし、両
者を１方向に緊張してもよい。

【００３２】なお、以上の競技場等の屋根版において
も、鋼材を使用して緊張力を導入することもできし、さ
らに、機材等を使用して積極的に緊張力を導入すること
なく、自然に緊張力が導入されるようにすることも可能
である。

【００３３】次に、図７，図８において、壁面版２１は
水平方向に平行な一般鉄骨を有する平面架構であり、平
面から見て外側に膨らんだ曲面形状に形成されている。
このような壁面版２１の左右方向中心部２１ａに、上下
方向に連続するトラス梁２２が面内外方向に立てた状態
で取付けられる。さらに、このトラス梁２２の上下方向
中間部における室内側端部と、壁面版２１の各隅部２１
ｂとが、斜め２方向のケーブル２３で連結され、これら
ケーブル２３に緊張力が導入される。

【００３４】図７（ａ）の実施例では、トラス梁２２の
端部からほぼ１／３の点２１ｃと、これに近い側の左右
方向に一対の隅部２１ｂとが、正面視でＶ字状をなす斜
め２方向のケーブル２３ａ，２３ｂで連結される。図７
（ｂ）の実施例では、トラス梁２２の端部からほぼ２／
３の点２１ｃと、これに遠い側の左右方向に一対の隅部
２１ｂとが、正面視でＶ字状をなす斜め２方向のケーブ
ル２３ａ，２３ｂで連結される。

【００３５】また、図８に示すように、壁面が大きい場
合には、壁面版２１の左右方向中央部に一対のトラス梁
２２が間隔をおいて平行に配設され、この一対のトラス
梁２２同士を継手部において水平のケーブル２３ｃで連
結し、この連結点と隅部２１ｂおよび中間隅部２１ｂ’
とを斜め２方向のケーブル２３ａ，２３ｂで連結する。

【００３６】壁面版２１の各隅部２１ｂは、建物構造体
Ｃに取付部材を介して取付けられる。この取付部材は、
前述の支承体と同様に、ケーブル２３に緊張力を導入し
た際の変形を滑り材などで吸収できるようにし、緊張完
了後に、ボルト等で固定する構造とされている。

【００３７】以上のような構成において、ケーブル２３
ａ，２３ｂをトラス梁２２の下弦材の継手部等に挿通し
て定着金具で固定し、あるいはケーブル２３ａ，２３ｂ
の一端を前記継手部等に定着金具で固定し、他端を油圧
ジャッキ等で引っ張り、所定のプレストレスを導入す
る。なお、ここでも、ケーブル２３ａおよび２３ｂの一
端をトラス梁側に固定し、他端をそれぞれ緊張している
が、トラス梁２２にシーブ等を配設し、一端を隅部２１
ｂに固定したケーブル２３を前記シーブ等に巻掛け、他
端のみを油圧ジャッキ等で引っ張りようにしてもよい。

【００３８】前記緊張力は、長期荷重（鉛直荷重，面外
荷重）と、風圧力・地震力などの水平力の両方を処理で
きる大きさとし、ケーブル２３に地震力等の横力が入っ
ても、テンションが残るように調整し、水平ブレースの
役目も兼ねるようにする。緊張力導入が完了すると、ケ
ーブル２３の他端部を定着金具により隅部２１ｂの継手
部に固定する。さらに、取付部材を建物構造体Ｃに固定
する。

【００３９】なお、以上の壁面版においても、鋼材を使
用して緊張力を導入することもできる。

【００４０】なお、以上の屋根版および壁面版は、平面
架構について説明したが、立体トラスなどの立体架構で
も本発明を適用できることはいうまでもない。また、屋
根版および壁面版の形状は、平版，山形および曲面状に
も適用できることはいうまでもない。

【００４１】

【発明の効果】この発明に係る版構造物は、斜め２方向
の連結材により、屋根版あるいは壁面版に、長期荷重に
よる応力と地震力，風圧力などの水平力による応力の両
方を相殺する縦・横２方向のプレストレスを導入するこ
とができるため、従来のような水平ブレースや立体トラ
ス構造を使用することなく、ケーブル等の連結材で２方
向の性状を持つ版構造物が得られる。これにより、版構
造物をより軽量化し、下部構造体等を簡易化することが
でき、建設コストの大幅な低減を図ることができる。ま
た、一般鉄骨, 立体トラスのいずれにも適用できる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る平板形の屋根版の例を示し、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図であ
る。

【図２】この発明に係る平板形の屋根版のケーブル配置
の異なる例を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図で
ある。

【図３】この発明に係る平板形の屋根版の屋根構造およ
びケーブル配置の異なる例を示し、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は側面図である。

【図４】この発明に係る内外周共に円形の屋根版の例を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図である。

【図５】（ａ）は、この発明に係る外周が円形で内周が
楕円形の屋根版の例を示す平面図であり、（ｂ）はケー
ブル配置の異なる平面図である。

【図６】この発明に係る内外周共に矩形の屋根版の例を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

【図７】（ａ）は、この発明に係る壁面版の例を示す斜
視図、（ｂ）はケーブル配置の異なる斜視図である。

【図８】この発明に係る壁面版の他の例を示す斜視図で
ある。

【符号の説明】

１…屋根版、１ａ…棟心部、１ｂ…隅部、２…トラス
梁、３…ケーブル、４…支承体、１１…屋根版、１３…
ケーブル、１４…支承体２１…壁面版、２２…トラス
梁、２３…ケーブル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｂ 2/56 ６０５ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６０５Ａ ６１１ ６１１Ｂ ６３３ ６３３Ｃ ６３３Ａ ６４３ ６４３Ｂ ６４３Ａ 7/00 7/00 Ｚ 7/08 7/08

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平面視で略矩形状に形成した鋼製屋根版
   の棟心部に、あるいは棟心に沿って、桁行き方向に連続
   するトラス梁を鉛直方向に立てて１本または複数本配置
   し、該トラス梁の中間部における下部と前記鋼製屋根版
   の一対の隅部とを平面視で斜め２方向の連結材で連結し
   てなることを特徴とする連結材を配してなる屋根用の版
   構造物。
2. 【請求項２】 平面視で外周を円形，略楕円形あるいは
   矩形に形成した鋼製屋根版の外周リング部材を周方向に
   間隔をおいて区切る分割点と、この分割点と屋根中心を
   通る中心線と内周リング部材との接合点を挟む二点と
   を、平面視で斜め２方向の連結材で連結してなることを
   特徴とする連結材を配してなる屋根用の版構造物。
3. 【請求項３】 正面視で略矩形状に形成した壁面版の左
   右方向中央部に、あるいは左右方向中央に沿って、上下
   方向に連続するトラス梁を面内外方向に立てて１本また
   は複数本配置し、該トラス梁の中間部における室内側端
   部と、前記壁面版の一対の隅部とを正面視で斜め２方向
   の連結材で連結してなることを特徴とする連結材を配し
   てなる壁面用の版構造物。
4. 【請求項４】 請求項１，請求項２または請求項３に記
   載の版構造物において、連結材を緊張材とし、この緊張
   材に緊張力を導入してなることを特徴とする版構造物。