JPH111989A - Dome roof - Google Patents

Dome roof

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Publication number
JPH111989A
JPH111989A JP9153397A JP15339797A JPH111989A JP H111989 A JPH111989 A JP H111989A JP 9153397 A JP9153397 A JP 9153397A JP 15339797 A JP15339797 A JP 15339797A JP H111989 A JPH111989 A JP H111989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
truss
tension ring
roof
deformation
outermost peripheral
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9153397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuo Kaminofuji
保夫 神野藤
Yoichi Iwamoto
洋一 岩本
Kazutoshi Hayashi
和利 林
Atsushi Isoda
厚志 磯田
Bougiyou Baba
某行 馬場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP9153397A priority Critical patent/JPH111989A/en
Publication of JPH111989A publication Critical patent/JPH111989A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Reinforcement Elements For Buildings (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enlarge the shaft force of a tension ring without enlarging bending moment acting on the tension ring and contrive lightweight by providing the tension ring for restricting the horizontal deformation of a truss on the outermost peripheral part of the truss, and constituting the tension ring out of a cable. SOLUTION: A curved face shell-shaped truss 11 constituted of a steel frame as a frame through a bearing 2 is attached to the upper part of a building 1, and a roof finish material 12 is attached to the upper part of the truss 11. A plurality of saddles 11a are provided on the bottom part of the truss 11, namely, on the outermost peripheral part of the truss 11 at prescribed intervals along the circumferential direction. A tension ring 13 composed of a plurality of cables 13a of very small bending rigidity making an annulus along the outermost peripheral part of the truss 11 is provided on the outer face side of these saddles 11a, and restricts horizontal deformation of the truss 11, namely, restrains deformation for the outside of the truss 11 by self weight of the truss 11, the roof finish material 12 and the like.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、球技場、競技場、
テーマパーク、多目的施設などの建屋に設けられるドー
ム屋根に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ball stadium, a stadium,
It relates to dome roofs installed in buildings such as theme parks and multipurpose facilities.

【0002】[0002]

【従来の技術】球技場、競技場、テーマパーク、多目的
施設などの建屋に設けられる従来のドーム屋根の概略構
造を図8,9に示す。図8,9に示すように、建屋1の
上部には、骨組として鉄骨で構成された曲面シェル形状
のトラス51が支承2を介して取り付けられている。ト
ラス51の上部には、屋根仕上材52が取り付けられて
いる。トラス51の底部、すなわち、トラス51の最外
周部には、曲げ剛性を有する断面箱型(または円筒型)
のテンションリング53が設けられており、当該テンシ
ョンリング53は、トラス51の水平方向の変形を制
限、すなわち、トラス51や屋根仕上材52などの自重
によるトラス51の外側への変形を拘束するようになっ
ている。
2. Description of the Related Art A schematic structure of a conventional dome roof provided in a building such as a ballpark, a stadium, a theme park, and a multipurpose facility is shown in FIGS. As shown in FIGS. 8 and 9, a truss 51 having a curved shell shape formed of a steel frame as a skeleton is attached to the upper portion of the building 1 via a bearing 2. A roof finishing material 52 is attached to an upper portion of the truss 51. At the bottom of the truss 51, that is, at the outermost periphery of the truss 51, a box-shaped (or cylindrical) section having bending rigidity is provided.
The tension ring 53 restricts horizontal deformation of the truss 51, that is, restricts deformation of the truss 51 to the outside due to its own weight such as the truss 51 and the roof finishing material 52. It has become.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】前述したようなドーム
屋根では、トラス51や屋根仕上材52などの自重によ
るトラス51の変形量を抑制することにより、トラス5
1に加わる曲げモーメント量を少なくして、トラス51
を軽量の骨材でも済むようにすることが検討されてい
る。ところが、トラス51の変形量を抑制するには、テ
ンションリング52に大きな軸力が必要となることか
ら、テンションリング53の断面サイズを大きくしなけ
ればならないため、テンションリング53に作用する曲
げモーメントが大きくなってしまい、曲げ剛性を考慮し
た強固な部材をテンションリング53に用いる必要があ
る。このため、テンションリング53の重量が非常に大
きくなってしまい、ドーム屋根のみならず基礎も含めた
全体の建設コストが非常に高くなってしまう。このよう
なことは、トラス51の変形を抑制するのに必要な力が
大きいほど顕著に現れるため、ドーム屋根の規模が大き
くなるほど問題になってしまう。
In the dome roof as described above, the amount of deformation of the truss 51 due to its own weight such as the truss 51 and the roof finishing material 52 is suppressed, so that the truss 5
1 to reduce the amount of bending moment applied to
It has been studied to use a lightweight aggregate. However, since a large axial force is required for the tension ring 52 to suppress the amount of deformation of the truss 51, the cross-sectional size of the tension ring 53 must be increased. It is necessary to use a strong member for the tension ring 53 in consideration of bending rigidity. For this reason, the weight of the tension ring 53 becomes very large, and the whole construction cost including not only the dome roof but also the foundation becomes extremely high. Such a phenomenon becomes more conspicuous as the force required to suppress the deformation of the truss 51 increases, and thus becomes more problematic as the scale of the dome roof increases.

【0004】このようなことから、本発明は、テンショ
ンリングに作用する曲げモーメントを大きくすることな
くテンションリングの軸力を大きくして軽量化を図るこ
とができるドーム屋根を提供することを目的とした。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a dome roof capable of increasing the axial force of the tension ring without increasing the bending moment acting on the tension ring and reducing the weight. did.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明によるドーム屋根は、トラスの最外周に
当該トラスの水平方向の変形を制限するテンションリン
グを設けたドーム屋根であって、当該テンションリング
がケーブルからなることを特徴とする。
A dome roof according to the present invention for solving the above-mentioned problems is a dome roof provided with a tension ring on the outermost periphery of a truss to limit horizontal deformation of the truss. The tension ring is made of a cable.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】本発明によるドーム屋根の実施の
形態を図1〜4を用いて説明する。なお、図1は、その
一部破断側面図、図2は、図1の平面図、図3は、図1
の矢線 III部の抽出拡大図、図4は、図2の矢線IV部の
抽出拡大断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a dome roof according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a partially cutaway side view, FIG. 2 is a plan view of FIG. 1, and FIG.
FIG. 4 is an extracted enlarged cross-sectional view of an arrow IV section of FIG. 2.

【0007】図1〜4に示すように、建屋1の上部に
は、骨組として鉄骨で構成された曲面シェル形状のトラ
ス11が支承2を介して取り付けられている。トラス1
1の上部には、屋根仕上材12が取り付けられている。
トラス11の底部、すなわち、トラス11の最外周部に
は、サドル11aが周方向に沿って所定の間隔で複数設
けられている。これらサドル11aの外面側には、トラ
ス11の最外周部に沿って環状をなす曲げ剛性の極めて
小さい複数のケーブル13aからなるテンションリング
13が設けられており、当該テンションリング13は、
トラス11の水平方向の変形を制限、すなわち、トラス
11や屋根仕上材12などの自重によるトラス11の外
側への変形を拘束するようになっている。
[0007] As shown in FIGS. 1 to 4, a truss 11 having a curved shell shape formed of a steel frame as a frame is attached to a top of a building 1 via a bearing 2. Truss 1
A roof finishing material 12 is attached to the upper part of the first member 1.
A plurality of saddles 11a are provided at predetermined intervals along the circumferential direction at the bottom of the truss 11, that is, at the outermost periphery of the truss 11. On the outer surface side of the saddle 11a, a tension ring 13 formed of a plurality of cables 13a having extremely small bending stiffness and formed in an annular shape along the outermost peripheral portion of the truss 11 is provided.
The horizontal deformation of the truss 11 is restricted, that is, the deformation of the truss 11 to the outside due to its own weight such as the truss 11 and the roof finishing material 12 is restricted.

【0008】このようなドーム屋根は、トラス11をベ
ント等で支持し、当該トラス11のサドル11aの外面
上にケーブル13aを複数布設した後、上記ベント等を
解体し、トラス11等の自重による当該トラス11の外
側への変形によって、ケーブル13aに張力を与える
(吊り橋や斜張橋などにおけるケーブル布設工法の応
用)ことで容易に構築することができる。
In such a dome roof, the truss 11 is supported by a vent or the like, a plurality of cables 13a are laid on the outer surface of the saddle 11a of the truss 11, the vent is disassembled, and the truss 11 or the like is disassembled by its own weight. The cable 13a can be easily constructed by applying a tension to the cable 13a by the outward deformation of the truss 11 (application of a cable laying method in a suspension bridge, a cable-stayed bridge, or the like).

【0009】ここで、テンションリングに作用する曲げ
モーメントについて検討する。図5は、ドーム屋根の自
重による変形の様子を示している。この図は、有限要素
法により重力を作用させて解析したドーム屋根の変形前
後の側面形状を重ね合わせたものであり、わかりやすく
するため、その変形量を拡大して表示してある。
Here, the bending moment acting on the tension ring will be examined. FIG. 5 shows how the dome roof is deformed by its own weight. In this figure, the side shapes before and after the deformation of the dome roof analyzed by applying the gravity by the finite element method are superimposed, and for easy understanding, the deformation amount is enlarged and displayed.

【0010】同図に示すように、重力の作用していない
変形前の屋根101は、重力が作用することにより変形
して屋根102の形状に変化する。このとき、屋根10
1の最外周部は、水平方向変位δを生じると共に、傾斜
角変位θを生じ、屋根102の各部に曲げモーメントが
発生する。
As shown in FIG. 1, the roof 101 before deformation without the action of gravity is deformed by the action of gravity and changes into the shape of the roof 102. At this time, the roof 10
The outermost portion 1 generates a horizontal displacement δ and a tilt angle displacement θ, and a bending moment is generated in each part of the roof 102.

【0011】テンションリングは、トラスの最外周部を
タガ締めすることにより、屋根101に生じる水平方向
変位δを拘束し、上記曲げモーメントを低減するための
部材であり、その軸方向に引張の軸力が作用する。とこ
ろが、テンションリングは、屋根101に生じる傾斜角
変位θにより全周に一様なねじりモーメントを受ける。
このねじりモーメントは、テンションリングの断面にお
いて、水平軸回りの曲げモーメントとして作用する。こ
のため、テンションリングは、上記断面において、軸力
のみならず曲げモーメントに対しても剛性を必要とす
る。
The tension ring is a member for restraining the horizontal displacement δ generated on the roof 101 by reducing the outermost peripheral portion of the truss, thereby reducing the bending moment. Force acts. However, the tension ring receives a uniform torsional moment over the entire circumference due to the inclination angle displacement θ generated on the roof 101.
This torsional moment acts as a bending moment about the horizontal axis in the cross section of the tension ring. For this reason, the tension ring needs rigidity not only in the axial force but also in the bending moment in the cross section.

【0012】このようなテンションリングに作用するね
じりモーメントと曲げモーメントとの関係を図6を用い
て説明する。テンションリング111の全周にわたって
一様にねじりモーメントT(単位長さ当たり)が加わっ
た場合の当該テンションリング111に生じる角変位θ
および軸方向の応力σは、以下の式(1),(2)でそ
れぞれ表される(参考文献:強度設計データブック編集
委員会;「強度設計データブック」;裳華房;(196
2))。
The relationship between the torsional moment and the bending moment acting on such a tension ring will be described with reference to FIG. When a torsional moment T (per unit length) is uniformly applied over the entire circumference of the tension ring 111, the angular displacement θ generated in the tension ring 111
And the stress σ in the axial direction are represented by the following equations (1) and (2), respectively (Reference: Strength Design Data Book Editing Committee; “Strength Design Data Book”; Shokabo; (196
2)).

【0013】[0013]

【数1】θ=TR2 /EI・・・(1) σ=TRy/I ・・・(2) 但し、R=テンションリングの半径 E=ヤング率 I=x軸(水平軸)回りの断面二次モーメント y=y軸方向の距離Θ = TR 2 / EI (1) σ = TRy / I (2) where R = radius of tension ring E = Young's modulus I = cross section around x-axis (horizontal axis) Second moment y = distance in y-axis direction

【0014】また、曲げモーメントMを受けるテンショ
ンリング111の断面の応力σは、以下の式(3)で表
される。
The stress σ of the cross section of the tension ring 111 receiving the bending moment M is expressed by the following equation (3).

【0015】[0015]

【数2】σ=My/I・・・(3)## EQU2 ## σ = My / I (3)

【0016】よって、上記式(1)〜(3)から、曲げ
モーメントMは、以下の式(4)で表される。
Accordingly, from the above equations (1) to (3), the bending moment M is expressed by the following equation (4).

【0017】[0017]

【数3】M=TR=θEI/R・・・(4)M = TR = θEI / R (4)

【0018】つまり、曲げモーメントMは、角変位θが
一定であれば断面二次モーメントIに比例するようにな
るのである。このようなことから、円筒型や箱型の断面
形状よりも断面二次モーメントの極めて小さいケーブル
を用いてテンションリングを構成することにより、テン
ションリングに生じる曲げモーメントMを小さくするこ
とができ、テンションリングの重量を低減することが可
能となる。
That is, the bending moment M is proportional to the second moment of area I if the angular displacement θ is constant. For this reason, the bending moment M generated in the tension ring can be reduced by constructing the tension ring using a cable having an extremely smaller second moment of area than the cross-sectional shape of a cylindrical or box-shaped section. The weight of the ring can be reduced.

【0019】したがって、上述したようなドーム屋根に
よれば、テンションリング13に作用する曲げモーメン
トを大きくすることなくテンションリング13の軸力を
大きくすることができ、さらに、ケーブル13aは鋼板
よりも断面が小さくても高強度を有することから鋼板と
同強度でも鋼板より軽量で済むようになるので、全体の
重量を大幅に低減することができ、基礎も含めた建設コ
ストを大幅に低減することができる。
Therefore, according to the dome roof as described above, the axial force of the tension ring 13 can be increased without increasing the bending moment acting on the tension ring 13, and the cable 13a has a greater cross section than a steel plate. Since it has high strength even if it is small, it can be lighter than steel sheet even with the same strength as steel sheet, so the overall weight can be significantly reduced, and construction costs including foundations can be greatly reduced. it can.

【0020】なお、本実施の形態では、図4に示すよう
に、トラス11の最外周部にサドル11aを介して環状
のケーブル13aを設けることによりテンションリング
13を構成するようにしたが、例えば、図7に示すよう
に、トラス11の最外周端部同士の間にケーブル23a
をそれぞれ配設し、これらケーブル23aの端部をトラ
ス11の最外周端部に各々繋着することにより、これら
ケーブル23aでテンションリング23を構成すること
も可能である。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the tension ring 13 is formed by providing an annular cable 13a at the outermost periphery of the truss 11 via a saddle 11a. As shown in FIG. 7, the cable 23a is provided between the outermost ends of the truss 11.
And the ends of the cables 23a are connected to the outermost ends of the truss 11, respectively, so that the tension ring 23 can be formed by the cables 23a.

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によるドーム屋根構造では、トラ
スの最外周に当該トラスの水平方向の変形を制限するテ
ンションリングを設けたドーム屋根であって、当該テン
ションリングがケーブルからなるので、テンションリン
グに作用する曲げモーメントを大きくすることなくテン
ションリングの軸力を大きくすることができ、全体の重
量を大幅に低減して基礎も含めた建設コストを大幅に低
減することができる。
The dome roof structure according to the present invention is a dome roof provided with a tension ring on the outermost periphery of the truss for restricting horizontal deformation of the truss. The tension ring is formed of a cable. Thus, the axial force of the tension ring can be increased without increasing the bending moment acting on the shaft, and the overall weight can be greatly reduced, thereby greatly reducing the construction cost including the foundation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明によるドーム屋根の実施の形態の一部破
断側面図である。
FIG. 1 is a partially cutaway side view of an embodiment of a dome roof according to the present invention.

【図2】図1の平面図である。FIG. 2 is a plan view of FIG.

【図3】図1の矢線 III部の抽出拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of an arrow III in FIG. 1;

【図4】図2の矢線IV部の抽出拡大断面図である。FIG. 4 is an extracted enlarged sectional view of an arrow IV section in FIG. 2;

【図5】ドーム屋根の自重による変形の様子を示す解析
図である。
FIG. 5 is an analysis diagram showing a state of deformation of the dome roof due to its own weight.

【図6】テンションリングに作用するねじりモーメント
と曲げモーメントとの説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a torsional moment and a bending moment acting on a tension ring.

【図7】本発明によるドーム屋根の他の実施の形態の要
部の抽出拡大図である。
FIG. 7 is an extracted enlarged view of a main part of another embodiment of the dome roof according to the present invention.

【図8】従来のドーム屋根の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a conventional dome roof.

【図9】図8の矢線IX部の抽出拡大図である。FIG. 9 is an enlarged enlarged view of an arrow IX part in FIG. 8;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基礎 2 支承 11 トラス 11a サドル 12 屋根仕上材 13 テンションリング 13a ケーブル 23 テンションリング 23a ケーブル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Foundation 2 Bearing 11 Truss 11a Saddle 12 Roof finishing material 13 Tension ring 13a Cable 23 Tension ring 23a Cable

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯田 厚志 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 馬場 某行 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Atsushi Isoda 1-1-1 Wadazakicho, Hyogo-ku, Kobe-shi, Hyogo Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. 1-1-1 Wadazakicho Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Kobe Shipyard

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 トラスの最外周に当該トラスの水平方向
の変形を制限するテンションリングを設けたドーム屋根
であって、当該テンションリングがケーブルからなるこ
とを特徴とするドーム屋根。
1. A dome roof provided with a tension ring on the outermost periphery of the truss for restricting horizontal deformation of the truss, wherein the tension ring is made of a cable.
JP9153397A 1997-06-11 1997-06-11 Dome roof Withdrawn JPH111989A (en)

Priority Applications (1)

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JP9153397A JPH111989A (en) 1997-06-11 1997-06-11 Dome roof

Applications Claiming Priority (1)

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JP9153397A JPH111989A (en) 1997-06-11 1997-06-11 Dome roof

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103061520A (en) * 2013-01-23 2013-04-24 北京工业大学 Annular crossing funicular truss structure mounting method
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