JPH09273227A

JPH09273227A - 板ヒンジおよび構造体の支持構造

Info

Publication number: JPH09273227A
Application number: JP8401696A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Kawaguchi; 衞川口; Kimimasa Hirasawa; 仁正平沢; Tatsuo Hatato; 龍夫畑戸; Akira Taga; 章多賀; Kaoru Yamada; 芳山田; Makoto Kurosaka; 誠黒坂; Kenichi Akese; 健一明瀬
Original assignee: Maeda Corp
Current assignee: Maeda Corp
Priority date: 1996-04-05
Filing date: 1996-04-05
Publication date: 1997-10-21
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: JP3724604B2

Abstract

(57)【要約】【課題】柱の上下端部を構造体および基礎に簡単に接
続することができる安価な板ヒンジおよびこの板ヒンジ
を使用した構造体の支持構造を提供すること。【解決手段】板ヒンジ12を、厚さ方向に撓み可能な板
状をなす鋼板13と、この鋼板の上下端部にそれぞれ設け
られ、少なくとも一方に柱17が固定される固定部14,14
とから構成し、この構成の板ヒンジ12の下端側の固定部
14を基礎に固定するとともに、上端側の固定部14に柱17
の下端部を固定し、一方、屋根構造体10の下部に別の板
ヒンジ12の上端側の固定部14を固定し、下端側の固定部
14に前記柱17の上端部を固定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば野球やサッ
カーなどの運動競技施設あるいはその他の大規模施設等
の屋根を柱によって支持する支持構造およびこの支持構
造に使用される板ヒンジに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、野球等の運動競技を天候等に左右
されることなく行なうために、ドーム屋根を備えた大型
建築物が施工されてきている。このような大型建築物に
おけるドーム屋根の構造形式としては、鉄骨トラス構造
が広く知られているが、この鉄骨トラス構造は、構成鉄
骨材を立体トラス状に接続して比較的良好な構造安定性
が得られる複層トラスと、構成鉄骨材を平面トラス状に
接続してなる単層トラスドームに分類されている。

【０００３】ところで、従来において、前記鉄骨トラス
構造形式のドーム屋根を支持する場合、例えば、図６に
示すように、ドーム屋根１の外周部を構成する鉄骨材２
と基礎との間に周方向に沿って多数の柱４…を配設し、
これら柱４…によってドーム屋根１を支持する場合があ
る。この場合、ドーム屋根１は、その上面が凸曲面であ
るために、該ドーム屋根１を前記柱４…に据付けると、
ドーム屋根１自体の自重によって径方向外側に拡がろう
とする。また、前記ドーム屋根１は鉄骨材によって構成
されているので、該ドーム屋根１が季節の変化や昼夜に
よる温度変化を受けた場合、ドーム屋根１を構成する鉄
骨材が温度応力によって伸縮し、これによって、ドーム
屋根１が径方向に若干伸縮する場合がある。このように
ドーム屋根１が径方向に伸縮すると、このドーム屋根１
を支持している柱４…には、その下端部を支点として上
端部がドーム屋根１の径方向に往復動するような力、つ
まり、下端部を支点として起倒するような力が作用す
る。

【０００４】このような力を逃すために、前記柱４はそ
の上下端部がそれぞれがドーム屋根１の径方向にピン結
合されている。つまり、前記ドーム屋根１の外周部を構
成する鉄骨材２には、図６および図７に示すように、周
方向に所定間隔でブラケット５…が設けられており、各
ブラケット５に柱４の上端部がピン結合されている。一
方、図６および図８に示すように、基礎上には、前記ド
ーム屋根１の周方向に所定間隔で支持ブロック６…が設
置されており、各支持ブロック６に前記柱４の下端部が
ピン結合されている。このように柱４の上下端部をそれ
ぞれピン結合すれば、ドーム屋根１が上述したような温
度応力によって伸縮しても、柱４がその下端部を支点と
して起倒するので柱４に温度応力によって無理な応力が
作用することがなく、ドーム屋根１を安定的に支持する
ことができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
なドーム屋根１の支持構造においては、柱４の上下端部
をそれぞれブラケット５、支持ブロック６にピン結合で
結合しているが、特に、この支持ブロック６は鋳物で形
成されることが多く、高価なものとなるとともに、その
重量が数百キロ〜１トン程度と非常に重く、設置作業に
相当の手間を要していた。

【０００６】また、柱４の上下端部をピン結合で結合す
るには、該柱４の上下端部にそれぞれピンを挿通するた
めの挿通孔を形成する必要があるとともに、該挿通孔と
前記ブラケット５および支持ブロック６の挿通孔とを合
致させてピンを挿通する必要があるので据付け精度が要
求され、これらの作業に手間がかかっていた。

【０００７】さらに、前記のようなドーム屋根１に、例
えば、図９に符号Ｊで示すような地震力が作用した場
合、符号Ａ，Ａで示す部分においては、柱の上下が径方
向（地震力の方向）にピン結合されており、この柱には
地震力が伝達されないので、符号Ａ，Ａで示す部分で
は、ドーム屋根１を安定的に支持することができる。

【０００８】一方、符号Ｂ，Ｂで示す部分においては、
柱の上下が周方向（地震力の方向）にはピン結合となっ
ていないので地震力が伝達されるが、前記符号Ｂ，Ｂで
示す部分を径方向のピン結合で支持するのには、ピン結
合自体に不可避的にある程度のガタが存在することなど
もあって、無理がある。

【０００９】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、ドーム屋根等の構造体を柱によって支持する際に、
該柱の上下端部を構造体および基礎に簡単に接続するこ
とができるとともに、安定的かつ確実に支持できしかも
安価な板ヒンジおよびこの板ヒンジを使用した構造体の
支持構造を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１の板ヒンジは、厚さ方向に撓み可
能な板状をなす鋼板と、この鋼板の上下端部にそれぞれ
設けられ、少なくとも一方に柱が固定される固定部とを
具備してなるものである。前記鋼板としては、例えば、
一般構造用鋼板、高張力鋼板等が使用される。また、前
記固定部は、例えば前記鋼板の上下端部に該鋼板と直角
に一体的に設けられた板材によって構成される。

【００１１】請求項１の板ヒンジにあっては、その下端
側の固定部を基礎に固定するとともに、上端側の固定部
に柱の下端部を固定し、一方、構造体（例えばドーム屋
根）の下部に別の板ヒンジの上端側の固定部を固定し、
下端側の固定部に前記柱の上端部を固定する。そして、
前記構造体が温度応力によって伸縮した際には、前記柱
にその下端部を支点として起倒する力が作用するが、該
柱の上下端部にはそれぞれ板ヒンジが固定されているの
で、これら板ヒンジの鋼板がそれぞれ厚さ方向に若干撓
みこれによって、柱はその下端部を支点として無理なく
起倒する。

【００１２】また、構造体（例えばドーム屋根）に地震
力が作用した際や構造体の自重によって柱に応力が作用
する際には、構造体の径方向においては、板ヒンジがそ
の厚さ方向に撓むことにより、柱への地震力や応力の伝
達を逃がし、一方、構造体の周方向においては、板ヒン
ジの剪断強さで地震力や応力に抗することによって、構
造体を安定的に支持することができる。さらに、前記板
ヒンジは、鋼板とこの鋼板の上下端部にそれぞれ設けら
れた固定部とからなる簡単な構成であるので、前記従来
の支持ブロックに比して遥に軽量かつ安価になり設置作
業も容易である。

【００１３】請求項２の構造体の支持構造は、構造体の
下部に前記請求項１記載の板ヒンジの上端側の固定部を
固定し、一方、地盤または基礎上に前記板ヒンジとは別
の前記請求項１記載の板ヒンジの下端側の固定部を固定
し、さらに、前記上下の板ヒンジ間に柱を配設し、この
柱の上端部を前記上側の板ヒンジの下端側の固定部に固
定し、該柱の下端部を前記下側の板ヒンジの上端側の固
定部に固定したものである。前記構造体としては、例え
ば、鉄骨トラス構造形式のドーム屋根が挙げられるが、
温度応力を受けて伸縮する構造体あるいは地震力を吸収
する構造体であればドーム屋根に限ることはない。

【００１４】請求項２の構造体の支持構造にあっては、
該構造体が温度応力によって伸縮した際には、前記柱に
その下端部を支点として起倒する力が作用するが、柱の
上下端部にはそれぞれ板ヒンジが固定されているので、
これら板ヒンジの鋼板がそれぞれ厚さ方向に若干撓みこ
れによって、柱はその下端部を支点として無理なく起倒
する。

【００１５】また、構造体に地震力が作用した際や構造
体の自重によって柱に応力が作用する際には、構造体の
径方向においては、板ヒンジがその厚さ方向に撓むこと
により、柱への地震力や応力の伝達を逃がし、一方、構
造体の周方向においては、板ヒンジの剪断強さで地震力
や応力に抗することによって、構造体を安定的に支持す
ることができる。さらに、前記板ヒンジの上下の固定部
を、溶接あるいはボルト止め等によって構造体、柱、基
礎等に固定することによって、構造体を柱によって確実
に支持することができる。

【００１６】請求項３の構造体の支持構造は、請求項２
において、前記構造体を鉄骨材で構成された屋根構造体
とし、この屋根構造体の外周部を前記上下の板ヒンジを
介して柱によって支持したものである。前記屋根構造体
としては、例えば、鉄骨トラス構造形式のドーム屋根が
挙げられる。また、屋根構造体の外周部に固定される板
ヒンジは、該屋根構造体の周方向に沿って所定間隔で複
数配設し、一方、地盤または基礎上に固定される板ヒン
ジは屋根構造体の下方においてその周方向に沿って所定
間隔で複数配設する。

【００１７】請求項３の構造体の支持構造にあっては、
該屋根構造体が温度応力によって伸縮した際には、その
外周部がほぼ水平方向に伸縮して前記柱にその下端部を
支点として起倒する力が作用するが、柱の上下端部には
それぞれ板ヒンジが固定されているので、これら板ヒン
ジの鋼板がそれぞれ厚さ方向に若干撓みこれによって、
柱はその下端部を支点として無理なく起倒する。また、
屋根構造体に地震力が作用した際や屋根構造体の自重に
よって柱に応力が作用する際には、上記請求項２の場合
と同様にして、該屋根構造体を安定的に支持することが
できる。さらに、前記屋根構造体の外周部を板ヒンジを
介して柱によって支持しているので、該屋根構造体を安
定的に支持することができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態の一例を説明する。図１はドーム屋根の屋根構
造体を示す。この図に示す屋根構造体１０は多数の鉄骨
材を立体トラス状に接続してなるもので、平面視におい
て略円形状をなしている。この屋根構造体１０の外周部
を構成する鉄骨材１１には周方向に沿って所定ピッチで
板ヒンジ１２…が固定されている。なお、前記屋根構造
体１０には、金属板などによる屋根仕上材を取付けた
り、膜屋根を取付けるようになっている。

【００１９】また、前記屋根構造体１０の外周部を構成
する鉄骨材１１の下方には、板ヒンジ１２…が基礎に固
定されて周方向に所定ピッチで設けられている。これら
板ヒンジ１２…は、前記鉄骨材１１に固定された板ヒン
ジ１２…に対して半ピッチだけ周方向にずらしてかつ同
ピッチで配置されている。すなわち、前記鉄骨材１１に
固定された板ヒンジ１２…と、基礎に固定された板ヒン
ジ１２…とは上下にいわゆる千鳥状に配置されている。

【００２０】前記板ヒンジ１２は、高張力鋼で形成され
たもので、図２〜図５に示すように、鋼板１３と、この
鋼板１３の上下端部にそれぞれ一体的に設けられた一対
の固定部１４，１４とを基本構成として形成されてい
る。

【００２１】前記鋼板１３はその厚さ方向に撓み可能な
長方形板状をなすもので、その両側面には、それぞれ複
数のリブ１６…が所定間隔で形成されている。これらリ
ブ１６…は鋼板１３を補強するとともに、前記固定部１
４，１４を支持しつつ鋼板１３の端部に固定するための
もので、図５に示すように、その一方の端面が鋼板１３
の側面に溶接等によって固定され、他方の端面が前記固
定部１４の裏面（鋼板１３側を向く面）に溶接等によっ
て固定されている。また、前記リブ１６は、鋼板１３の
上下方向の中央部には形成されておらず、よって該鋼板
１３はその上下方向の中央部から若干曲がることにより
厚さ方向に撓むようになっている。

【００２２】さらに、前記リブ１６…の上面には、水平
リブ１５がリブ１６…を水平方向に連結するようにして
形成されている。なお、この水平リブ１５は、リブ１６
による板ヒンジ１２の補強が十分であれば設けなくても
よい。前記固定部１４，１４は、図４および図５に示す
ように、前記鋼板１３の上下端部にそれぞれ該鋼板１３
と直角に一体的に設けられた板材によって構成され、こ
れら板材は平行に配設されている。

【００２３】そして、前記屋根構造体１０の外周部の鉄
骨材１１の下面には、図２に示すように、前記複数の板
ヒンジ１２の上側の固定部１４が溶接、ボルト止め等に
よって固定され、一方、基礎には、別の複数の板ヒンジ
１２の下側の固定部１４がボルト（アンカーボルト）止
め等によって固定されている。

【００２４】さらに、前記上下の板ヒンジ１２，１２間
には、複数の柱１７…が配設されている。該柱１７はＨ
形鋼で形成された柱であり、垂直方向に対して約４５°
傾斜して配設されている。そして、互いに隣接する柱１
７，１７は、図２および図３に示すように、その上端部
がそれぞれ、前記鉄骨材１１に固定された板ヒンジ１２
の下側の固定部１４に溶接等によって固定され、柱１
７，１７の下端部がそれぞれ前記基礎に固定された板ヒ
ンジ１２の上側の固定部１４に溶接等によって固定され
ている。

【００２５】このように、前記屋根構造体１０は、斜め
にジグザクに配設された柱１７…によって板ヒンジ１２
…を介して基礎上に支持されているので、該屋根構造体
１０が温度応力によって伸縮した際には、その外周部の
鉄骨材１１が屋根構造体１０の径方向に伸縮して前記柱
１７…にその下端部を支点として起倒する力が作用する
が、柱１７…の上下端部にはそれぞれ板ヒンジ１２，１
２が固定されているので、これら板ヒンジ１２，１２の
鋼板１３，１３がそれぞれ厚さ方向に若干撓み、これに
よって、柱１７…はその下端部を支点として無理なく起
倒する。したがって、この支持構造では、温度応力を受
けても屋根構造体１０を安定的に支持することができ
る。

【００２６】また、屋根構造体１０に地震力が作用した
際や該屋根構造体１０の自重によって柱１７…に応力が
作用する際には、屋根構造体１０の径方向においては、
板ヒンジ１２…がその厚さ方向に撓むことにより、柱１
７…への地震力や応力の伝達を逃がし、一方、屋根構造
体１０の周方向においては、板ヒンジ１２…の剪断強さ
で地震力や応力に抗することによって、屋根構造体１０
を安定的に支持することができる。

【００２７】また、前記板ヒンジ１２は、鋼板１３とこ
の鋼板１３の上下端部にそれぞれ設けられた固定部１
４，１４とからなる簡単な構成であるので、前記従来の
支持ブロック６に比して遥に軽量かつ安価になり設置作
業も容易である。さらに、前記板ヒンジ１２は、その固
定部１４，１４を、溶接あるいはボルト止め等によって
柱１７、屋根構造体１０、基礎等に簡単に固定すること
ができるので、屋根構造体１０を柱１７…によって支持
する建方を簡単に行うことができる。さらにまた、前記
屋根構造体１０の外周部の鉄骨材１１を板ヒンジ１２…
を介して柱１７…によって支持しているので、該屋根構
造体１０を安定的かつ確実に支持することができる。

【００２８】なお、上記の例では柱１７…を斜めにジグ
ザクに配設してその上下端部を接合するとともに、板ヒ
ンジ１２…に固定したが、本発明はこれに限ることな
く、柱１７…を平行に配設した場合は、上下の板ヒンジ
１２，１２を、それぞれの固定部１４，１４を上下に互
いに対向させて同ピッチで配設し、これら固定部１４，
１４に柱１７を固定すればよい。また、上記の例では、
板ヒンジ１２の一方の固定部１４に柱１７を固定し、他
方の固定部１４を屋根構造体１０あるいは基礎に固定し
たが、本発明の板ヒンジは、これに限ることなく、柱ど
うしを上下に接合するのに使用してもよい。さらに、上
記の例では、屋根構造体１０を平面視円形状のドーム屋
根としたが、本発明はこれに限らず、平面視四角形を含
む多角形あるいは楕円形、長円形等の屋根構造体に対し
ても適用することができる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の板ヒンジは、厚さ方向に撓み可能な板状をなす鋼板
と、この鋼板の上下端部にそれぞれ設けられ、少なくと
も一方に柱が固定される固定部とからなる簡単な構成で
あるので、従来の支持ブロックに比して遥に軽量かつ安
価になり設置作業も容易に行うことができる。

【００３０】請求項２の構造体の支持構造は、構造体の
下部に前記請求項１記載の板ヒンジの上端側の固定部を
固定し、一方、地盤または基礎上に前記板ヒンジとは別
の前記請求項１記載の板ヒンジの下端側の固定部を固定
し、さらに、前記上下の板ヒンジ間に柱を配設し、この
柱の上端部を前記上側の板ヒンジの下端側の固定部に固
定し、該柱の下端部を前記下側の板ヒンジの上端側の固
定部に固定したものであるから、前記構造体が温度応力
によって伸縮した際には、前記板ヒンジの鋼板がそれぞ
れ厚さ方向に若干撓みこれによって、柱がその下端部を
支点として無理なく起倒するので、構造体を安定的かつ
確実に支持することができる。

【００３１】また、前記板ヒンジの上下の固定部を、溶
接あるいはボルト止め等によって構造体、柱、基礎等に
固定することによって、構造体を柱によって確実に支持
することができる。さらに、構造体に地震力が作用した
際や該構造体の自重によって柱に応力が作用する際に
は、構造体の径方向においては、板ヒンジがその厚さ方
向に撓むことにより、柱への地震力や応力の伝達を逃が
し、一方、構造体の周方向においては、板ヒンジの剪断
強さで地震力や応力に抗することによって、構造体を安
定的に支持することができる。

【００３２】請求項３の構造体の支持構造は、請求項２
において、前記構造体を鉄骨で構成された屋根構造体と
し、この屋根構造体の外周部を前記上下の板ヒンジを介
して柱によって支持したものであるから、請求項２の場
合と同様に、屋根構造体が温度応力によって伸縮して
も、該構造体を安定的かつ確実に支持することができ、
また、屋根構造体に地震力が作用した際や該構造体の自
重によって柱に応力が作用する際にも、該屋根構造体を
安定的に支持することができる。る。また、前記屋根構
造体の外周部を板ヒンジを介して柱によって支持してい
るので、該屋根構造体をさらに安定的に支持することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構造体の支持構造の一例を説明するた
めのもので、構造体の概略斜視図である。

【図２】同、支持構造の要部を示す正面図である。

【図３】図２におけるＸ円部の拡大図である。

【図４】本発明の板ヒンジの一例を示す斜視図である。

【図５】本発明の板ヒンジの一例を示す側視図である。

【図６】従来の構造体の支持構造の一例を説明するため
のもので、構造体の概略斜視図である。

【図７】同、構造体と柱の連結部を示す要部の斜視図で
ある。

【図８】同、支持ブロックと柱の連結部を示す要部の斜
視図である。

【図９】地震の際におけるドーム屋根への地震力の伝達
方向を説明するための図である。

【符号の説明】

３基礎１０屋根構造体（構造体）１２板ヒンジ１３鋼板１４固定部１７柱

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者畑戸龍夫東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者多賀章東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者山田芳東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者黒坂誠東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内 (72)発明者明瀬健一東京都千代田区富士見二丁目10番26号前田建設工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】厚さ方向に撓み可能な板状をなす鋼板
と、この鋼板の上下端部にそれぞれ設けられ、少なくと
も一方に柱が固定される固定部とを具備してなることを
特徴とする板ヒンジ。
【請求項２】構造体を柱によって支持する構造体の支
持構造であって、前記構造体の下部に前記請求項１記載の板ヒンジの上端
側の固定部が固定され、一方、地盤または基礎上に前記
板ヒンジとは別の前記請求項１記載の板ヒンジの下端側
の固定部が固定され、さらに、前記上下の板ヒンジ間に柱が配設され、この柱
の上端部が前記上側の板ヒンジの下端側の固定部に固定
され、該柱の下端部が前記下側の板ヒンジの上端側の固
定部に固定されていることを特徴とする構造体の支持構
造。
【請求項３】請求項２記載の構造体の支持構造におい
て、前記構造体が鉄骨材で構成された屋根構造体であり、こ
の屋根構造体の外周部が前記上下の板ヒンジを介して柱
によって支持されていることを特徴とする構造体の支持
構造。