JPH0830362B2 - テンション材で補強したアーチドーム及びその構築工法 - Google Patents

テンション材で補強したアーチドーム及びその構築工法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はテンション材で補強した立体張弦アーチド
ームおよびその構築工法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に立体アーチや立体トラスドームは大スパン構造
物を構築する構造方式として最もすぐれているため、体
育館や競技場等といった大きな建物の建設に広く実施さ
れている。
従来、この種の構造物は鋼管パイプ、形鋼等からなる
多くの単材を三次元的に組み立てることにより構築され
ている。
〔発明が解決しようとする課題〕
このため、数多くの単材を必要とするだけでなく、そ
の組み立てに多くの人手を必要とした。
また、ラジアルアーチのみで大スパンドームを構築し
ようとすると、アーチ材の部材断面を相当大きくする必
要があるため、材料費が嵩むだけでなく建築空間に制約
を与えてしまうという課題があった。
また、構造が複雑なため、応力の解析も複雑化し、コ
ンピューターによらないとできないものが殆どであっ
た。
さらに、最近では木の素材を生かした木造のアーチド
ームも盛んに建設されているが、木造のみでは、構築可
能な規模に自ずと限界があった。
この発明はこのような前記従来の課題を解消するため
に提案されたもので、使用材料およびその組み立て手間
を可能な限り少なくすることができるとともに、木造で
構築する場合には、構築スパンの大型化を可能にしたテ
ンション材で補強したアーチドームおよびその構築工法
を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この１番目の発明はアーチドームの頂部と下構造体間
に多数本のアーチ材１を放射状に架設してあり、そのア
ーチ材１は下部アーチ材と上部アーチ材より構成されて
ピン接合してあり、束材２、２は上下部アーチ材の略中
央部に両側に広がる逆Ｖ状に垂設され、束材２の下端部
は隣り合う束材２の下端部と円周方向のリングケーブル
３によって連結されており、かつ上下部アーチ材の両端
と束材２の下端部とはダイアゴナルケーブル４によって
連結されており、上部の束材下端と下部の束材下端間を
下弦ケーブル８で連結してあるアーチドームであり、ま
た２番目の発明は前記構成のアーチドームを地上におい
て下部アーチ材と上部アーチ材とのピン接合を折曲げて
アーチドームの頂部を地上に位置するように折畳み、ド
ーム中央部のタワークレーンの支柱に添わせてアーチド
ームの頂部を引上げてアーチドーム型に展開するアーチ
ドームの構築工法である。
〔実施例〕
以下、この発明を図示する一実施例に基づいて説明す
る。
第１図〜第３図は、この発明に係るテンション材で補
強したアーチドームの全体を示し、第４図はその一部を
示したもので、符号１はアーチ材、２は束材、３はリン
グケーブル、４はダイアゴナルケーブル、５は圧縮リン
グ、そして６は下部構造体である。
アーチ材１はその略中央部を境に下部アーチ材1aと上
部アーチ材1bの２つの部材より構成されている。
下部アーチ材1aと上部アーチ材1bは接合ボルト等によ
ってピン接合され、組み立て時は互いに自由に回転でき
るようにしてある。
また、アーチ材１の上部アーチ材1aおよび下部アーチ
材1bは木質性の集成材より所定大の断面形状に構成され
ている。
このように構成された多数本のアーチ材１は頂部の圧
縮リング５と下部構造体６間に円形の放射状に架設さ
れ、かつ下部アーチ材1aの下端部は下部構造体６に、上
部アーチ材1bの上端部は圧縮リング５に接合ボルト等に
よって接合され、組み立て時の下部アーチ材1aおよび上
部アーチ材1bは下部構造体６および圧縮リング５に対し
てそれぞれ自由に回転できるようにしてある。
束材２、２は下部アーチ材1aおよび上部アーチ材1bの
略中央部に、これら部材の両側に徐々に広がるような逆
Ｖ状に垂設され、その下端部は隣り合う下部アーチ材1a
および上部アーチ材1bの略中央部にそれぞれ垂設された
束材２の下端部と連結されている。
したがって、束材２はアーチドームの円周方向に波形
状に連続した状態に設置されている。
リングケーブル３はアーチドームの円周方向に接続す
る円形のリング状に架設され、このリングケーブル３に
よってアーチドームの円周方向に隣り合う束材２、２の
下端部が連続的に連結されている。
また、組み立て時のリングケーブル３は束材２の下端
部に対して自由に回転できるようにしてある。
ダイアゴナルケーブル4,4は下部アーチ材1aおよび上
部アーチ材1bの下側にこれらの部材の長手方向に沿って
それぞれ架設され、そのダイアゴナルケーブル４、４に
よって下部アーチ材1aおよび上部アーチ材1bの上下両端
部と束材２、２の下端部がそれぞれ連結されている。
したがって、下部アーチ材1aおよび上部アーチ材1bと
束材２、２とリングケーブル３とダイアゴナルケーブル
４、４によって力学的に極めて有利な立体アーチトラス
を構成している。
さらに、強風時や偏在分布積雪時におけるリングケー
ブル３の張力の抜けを防ぐために、束材２、２の逆Ｖ字
の交点の上部交点と下部交点を連結している下弦ケーブ
ル８が設置されている。
圧縮リング５はアーチ材１と同様に集成材より所定半
径の円形リング状に形成され、また下部構造体６は主に
鉄筋コンクリートもしくは鉄骨鉄筋コンクリート等で構
造されている。
なお、リングケーブル３およびダイアゴナルケーブル
４の張弦材にはスパイラルロープや鋼棒等の小断面材が
使用されている。
このような構成において、アーチ材１、束材２および
圧縮リング５は外力に対して圧縮材として働き、リング
ケーブル３およびダイアゴナルケーブル４は引っ張り材
として働く。
さらに、束材２、２はアーチ材１の座屈防止材として
大きな働きをするものである。
続いて、この発明に係るアーチドームの組み立て方法
について説明する。
下部構造体６の構築後、地上においてアーチ材１、束
材２、リングケーブル３、ダイアゴナルケーブル４およ
び圧縮リング５を中間のピン接合部で折り曲げた状態に
組み立てる。
係る場合、これらの部材の接合部は主に接合ボルト等
によって接合するが完全に締め付けないで互いに自由に
回転できるようにしておく。
なお、組み立てにはドーム中央にタワークレーン７を
建て付け、このタワークレーン７を活用することにより
作業の効率化を図るものとする。
続いて、ドーム中央部をタワークレーン７の支柱に添
わせて徐々に引き上げることによりアーチドーム型に展
開する。
完全に展開できたら、各部材の接合部をこの部分の接
合ボルトを締め付ける等して接合部が回転しないように
強固に固定する。また、タワークレーン７を撤去する。
以上の組み立て方法によりアーチドームを構築するこ
とができる。
なお、屋根の仕上げにはテフロンガラス繊維布等の膜
材を使用するものとする。
〔発明の効果〕
この発明は以上の構成からなるので、以下の効果を有
する。
このドームは放射状に配したアーチ状の部材で曲
げ、圧縮応力を受け、この応力が過大にならないように
リングケーブル、ダイアゴナルケーブルおよび下弦ケー
ブルで補剛している。
アーチ材以外の部材にはすべてスパイラルケーブル
等の小断面の張弦材が使用されているため、建築空間が
構造材によって狭くなる等の大きな制約を受ける恐れは
ない。
また、従来のように鋼管等からなる数多くの単材を必
要としないため、構造計算の簡単化および材料費の低減
化が図れるとともに組み立て作業も簡単になり作業手間
が大幅に省ける。
木造アーチとする場合、アーチ材の地肌を最大限に
見せることができるため、木の素材を最大限に生かした
アーチドームを構築することができるとともに大スパン
化も容易に可能である。
また、隣り合うアーチ材間にこれらの部材を連結す
るための繋ぎ材が省略されているため、アーチ材の上に
膜等の仕上げ材を張り付け易い。
アーチ部材の中間にピン接合部を設け、折り曲げた
状態で地上に組み立て、支柱に添って引上げることによ
りアーチドーム型に展開できるもので施工能率がよい。
【図面の簡単な説明】
第１図〜第７図はこの発明の一実施例を示すもので、第
１図はアーチドームの斜視図、第２図はその平面図、第
３図はその側面図、第４図はその一部拡大斜視図、第５
図〜第８図はその組み立て方法を示す工程図である。 １……アーチ材、２……束材、３……リングケーブル、
４……ダイアゴナルケーブル、５……圧縮リング、６…
…下部構造体、７……タワークレーン、８……下弦ケー
ブル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三原 良樹 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (72)発明者 高橋 新一 東京都港区元赤坂１丁目２番７号 鹿島建 設株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−226427（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】アーチドームの頂部と下構造体間に多数本
    のアーチ材１を放射状に架設してあり、そのアーチ材１
    は下部アーチ材と上部アーチ材より構成されてピン接合
    してあり、束材２、２は上下部アーチ材の略中央部に両
    側に広がる逆Ｖ状に垂設され、束材２の下端部は隣り合
    う束材２の下端部と円周方向のリングケーブル３によっ
    て連結されており、かつ上下部アーチ材の両端と束材２
    の下端部とはダイアゴナルケーブル４によって連結され
    ており、上部の束材下端と下部の束材下端間を下弦ケー
    ブル８で連結してあることを特徴とするテンション材で
    補強したアーチドーム。
  2. 【請求項２】アーチドームの頂部と下構造体間に多数本
    のアーチ材１を放射状に架設してあり、そのアーチ材１
    は下部アーチ材と上部アーチ材より構成されてピン接合
    してあり、束材２、２は上下部アーチ材の略中央部に両
    側に広がる逆Ｖ状に垂設され、束材２の下端部は隣り合
    う束材２の下端部と円周方向のリングケーブル３によっ
    て連結されており、かつ上下部アーチ材の両端と束材２
    の下端部とはダイアゴナルケーブル４によって連結され
    ており、上部の束材下端と下部の束材下端間を下弦ケー
    ブル８で連結してあり、地上において下部アーチ材と上
    部アーチ材とのピン接合を折曲げてアーチドームの頂部
    を地上に位置するように折畳み、ドーム中央部のタワー
    クレーン７の支柱に添わせてアーチドームの頂部を引上
    げてアーチドーム型に展開することを特徴とするアーチ
    ドームの構築工法。
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