JP2878550B2 - ドーム屋根建築物の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ドーム屋根により大
きな屋内空間を形成した多目的アリーナなどのドーム屋
根建築物に関し、特に、鉄骨トラス構造を主体としてド
ーム屋根を構築するものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のドーム屋根建築物では、鉄骨トラ
ス構造によりおわんを伏せた形態のドーム屋根を構成し
たものが一般的である。またその施工方法としては、特
公昭５８−５６７７８号公報に開示されているように、
鉄骨鉄筋コンクリート構造を主体としたドーナツ形の下
部構造体を構築するとともに、この下部構造体に囲まれ
た空間の地上にて鉄骨トラスのドーム屋根を組み立てた
後、下部構造体あるいは仮設支柱に沿ってドーム屋根を
リフトアップし、ドーム屋根の最外周部分を下部構造体
の上部内周部分に固定している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】鉄骨トラス構造を採用
した従来のドーム屋根においては、屋根の勾配が外周ほ
ど急勾配となるドーム曲面になっていた。そのため、地
上で組み立てたドーム屋根を前記のようにリフトアップ
する際に、次のような施工上の問題を生じていた。

【０００４】リフトアップ工程では、ドーム屋根の外周
縁部を支持点として全体を吊り上げるのであるが、その
際にドーム周縁部に放射方向に広がる水平力が作用する
のに対し、リフトアップ機構ではその水平力を受けとめ
る反力を得ることが難しい。したがって、ドーム屋根の
側になんらかの対策をしないと、これをリフトアップし
たときにドーム周縁部が外側に開き、ドームが変形して
しまう。

【０００５】そこで特公昭５８−５６７７８号公報に開
示されているように、リフトアップ工程に先立って、地
上におけるドーム屋根の周縁部間を水平つなぎ部材で直
径方向に連結し、この水平つなぎ部材でリフトアップ時
の水平力を受けとめて、ドームの変形を防止している。

【０００６】しかし前記の従来の工法では、ドーム屋根
の周縁部間を水平つなぎ部材で直径方向に連結する仮設
工事と、ドーム屋根をリフトアップして固定した後で水
平つなぎ部材を取り除く解体工事が余分に必要となり、
施工が煩雑で時間がかかるという問題があった。また、
解体した前記水平つなぎ部材は他の用途に転用しにくい
部材で、材料コストがかさむという問題にもつながる。

【０００７】この発明は前述した従来の問題点に鑑みな
されたもので、その目的は、鉄骨トラス構造を主体とす
るドーム屋根を採用した建築物において、ドーム屋根の
最外周部分の傾斜が他の部分より緩くなる構造とし、地
上で組み立てたドーム屋根に特別な補強部材を付加する
ことなしにこれをリフトアップすることができるように
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこでこの発明では、鉄
骨鉄筋コンクリート構造を主体としたドーナツ形の下部
構造体を構築する工程と、前記下部構造体の内周上端部
に多数の脚柱の下端を連結するとともに、これら脚柱と
前記下部構造体との連結部分を円周方向にテンションリ
ングにより相互に連結し、前記各脚柱を斜上方に放射状
に配列してドーム脚部を構築する工程と、前記下部構造
体で囲まれた部分の地上において、中心部より外周側の
傾斜が大きくて、かつ外周側の傾斜が前記ドーム脚部の
傾斜よりも大きなドーム曲面で、最外周部分にコンプレ
ッションリングを付加した鉄骨トラス構造のドーム本体
部を組み立てる工程と、前記ドーム本体部の周囲に複数
の支柱を仮設し、これら支柱に沿って前記ドーム本体部
をリフトアップし、前記コンプレッションリングの部分
を前記ドーム脚部の前記各脚柱の上端に連結すること
で、前記ドーム本体部を前記ドーム脚部を介して前記下
部構造体で支持させる工程とによってドーム屋根建築物
を施工するようにした。

【０００９】

【作用】前記ドーム屋根のドーム曲面は、中心部より外
周側の傾斜が大きくなっている。また、前記ドーム屋根
の最外周部分にはコンプレッションリングが付加されて
いる。したがって、地上で組み立てられたドーム屋根の
外周部を支点としてドーム全体を吊り上げた際に、ドー
ム外周を外側へ広げるように作用する水平力そのものが
非常に小さいし、しかもその水平力が前記コンプレッシ
ョンリングによって確実に受け止められる。その結果、
リフトアップのための仮設の補強部材をドーム屋根の付
加する必要がなくなる。

【００１０】なお施工後には、ドーム屋根の荷重はドー
ム脚部の各脚柱を介して下部構造体に加わる。この荷重
の水平方向成分（径を拡大する方向に加わる）は前記テ
ンションリングで抑え込まれる。

【００１１】

【実施例】図１および図２に本発明の一実施例によるド
ーム屋根建築物の施工後の構成を示しており、まず両図
に従って完成した状態でのこのドーム屋根建築物の構成
と特徴を説明する。この実施例のドーム屋根は直径１６
５ｍ、ライズ約４３ｍの鉄骨ドームであり、直径１３４
ｍのドーム本体部１と、その外側外周部のドーム脚部２
と、ドーム本体部１の頂部に組み合わされた直径４５ｍ
のシステムトラスからなるドーム頂部３の３つの部分か
ら構成されている。また、これら３つの部分からなるド
ーム屋根を支持する地上側の下部構造体は、内周側に多
層構造の観覧席５を付設した鉄骨鉄筋コンクリート構造
を主体とするドーナツ形のスタンド構造体４である。

【００１２】ドーム本体部１は、ロールＨ形鋼やＣＴ形
鋼などの形鋼を使用した鉄骨トラス構造であり、放射方
向および円周方向ともに圧縮応力場を形成している。ド
ーム本体部１の最内周部分にはコンプレッションリング
１ａが付加されており、また最外周部分にもコンプレッ
ションリング１ｂが付加されている。これらコンプレッ
ションリング１ａ、１ｂはドーム曲面内力の水平成分を
処理する環状部材であり、この部材の断面には圧縮応力
が生ずる。ドーム頂部３は、鋼管とノードからなる四角
錐体ユニットを中心とする軽量のシステムトラスからな
り、ドーム本体部１の最内周のコンプレッションリング
１ａにその最外周が嵌め込まれて連結されている。この
ドーム頂部３の部分には、穴あき外面パネルとガラス天
窓とルーバが設けられ、自然換気と自然採光を行うよう
になっている。

【００１３】ドーム本体部１とドーム頂部３は連続した
ドーム曲面を形成しているが、そのドーム曲面の傾斜は
外周側ほど大きくなっている。

【００１４】スタンド構造体４はほぼＸ字形に組み合わ
された２本の柱６ａ、６ｂを一組とするツインカラム構
造を採用し、主体構造は鉄骨鉄筋コンクリート構造であ
る。ツインカラム６ａ、６ｂが円周上に一定間隔で多数
構築され、これら多数のツインカラム６ａ、６ｂが床ス
ラブ６ｃや梁６ｄで一体に連結された構造となってい
る。また、ツインカラム６ａ、６ｂの中程の最もくびれ
た部分には、鋼板内蔵のＳＲＣ耐力壁６ｅを設け、十分
な耐力、変形能をもたせている。なお、観覧席５はプレ
キャスト板を採用し、持ち出しの床は鉄骨の上に合成床
板を配置する構造とし、建物の軽量化および工期の短縮
を図っている。

【００１５】ドーム脚部には、２本の鉄骨部材をほぼＹ
字状に組合せて一体化した多数の脚柱７で構成されてい
る。脚柱７は、ドーム中心に向かって斜上方を向き一定
ピッチで放射状に配置されており、脚柱７の下端部がス
タンド構造体４の内周上端に連結され、Ｙ字形に開いた
上端がドーム本体部１の最外周のコンプレッションリン
グ１ｂの部分に連結されている。また、各脚柱７とスタ
ンド構造体４との連結部分をテンションリング８により
円周方向に相互に連結している。なお、脚柱７とコンプ
レッションリング１ｂとの連結点および脚柱７とテンシ
ョンリング８との連結点はそれぞれピン結合となってお
り、水平なピンを中心に回動可能となっている。

【００１６】また図１に示しているように、ドーム脚部
２の各脚柱７のドーム中心から見た傾斜角度は、ドーム
本体部１の最外周のドーム曲面の傾斜よりも緩くなって
おり、なだらかに裾野が広がったドーム屋根が構成され
ている。したがって、ドーム屋根の重量はドーム脚部２
を介して下部のスタンド構造体４へ均等に伝達される。
スタンド構造体における各脚柱７の連結点は円周方向に
テンションリング８で連結されているので、ドーム脚部
２からスタンド構造体４に伝わる水平力（径を広げる方
向に作用する）がテンションリング８によって効果的に
受け止められる。つまりテンションリング８のフープテ
ンション効果によってドーム屋根からの水平力が抑え込
まれるので、スタンド構造体５はドーム屋根から作用す
る大きな水平力を負担する必要はなくなる。

【００１７】以上のような構成のドーム屋根建築物の施
工方法の要点を図３に示している。この発明の施工方法
について図３に従って説明する。

【００１８】まずドーナツ形のスタンド構造体４を構築
するとともに、その内周に沿って適宜なピッチで仮設の
支柱１０を設置する。次に、スタンド構造体４の上端内
周部にドーム脚部２の各脚柱７の基端部を連結し、脚柱
７の他端側を支柱１０などを使って所定の傾斜状態に保
持し、ドーム脚部２を順次構築する。

【００１９】スタンド構造体４とドーム脚部２の工事と
並行しあるいは工事後に、スタンド構造体４で囲まれた
空間の地上にてドーム本体部１とドーム頂部３の組み立
てを行う。その際は図３に示すように、適宜な高さの仮
設架台１１を地上に適宜に配設し、それら仮設架台１１
を使って鉄骨トラス構造のドーム本体部１を組み立てる
とともに、ドーム本体部１に対してドーム頂部３を組み
合わせる。

【００２０】ドーム本体部１とドーム頂部３の組み立て
が基本的に完了したならば、ドーム本体部１の外周に位
置する多数の支柱１０上にリフト機構を搭載し、そのリ
フト機構から吊りワイヤ１２を下ろし、その吊りワイヤ
１２の下端をドーム本体部１の外周縁部に結合する。そ
して、各吊りワイヤ１２を同期して巻き上げ、ドーム本
体部１（ドーム頂部３も含む）を水平に保ったまま全体
をリフトアップする。所定の高さまでドーム本体部１を
リフトアップしたならば、ドーム本体部１の外周縁部の
コンプレッションリング１ｂをドーム脚部２の各脚柱７
の先端部分に組み合わせて両者を結合する。これでドー
ム本体部１はドーム脚部２を介してスタンド構造体４に
支持されることになる。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明で
は、ドーム屋根をドーム本体部（実施例におけるドーム
頂部も含む）とその外周に組み合わされるドーム脚部と
に分けて構成し、地上側の下部構造体の内周上端にドー
ム脚部の各脚柱の下端を連結することで、ドーム屋根全
体を下部構造体に支持させる。ここで、ドーム本体部の
最外周にはコンプレッションリングを設け、ドーム脚部
の各脚柱をこのコンプレッションリングの部分に連結す
る。また各脚柱と下部構造体との連結部分をテンション
リングで円周方向に連結する。そしてドーム本体部を中
心部より外周側の傾斜が大きなドーム曲面とするととも
に、ドーム本体部の外周側のドーム曲面の傾斜よりもド
ーム脚部の傾斜を緩く設定する。こうすることでドーム
屋根から下部構造体に伝わる水平力はテンションリング
で抑え込まれ、下部構造体はこの水平荷重に対する耐力
はあまり必要ない。

【００２２】以上の構成を採ることにより、地上で組み
立てたドーム本体部をその外周縁部を支持点としてリフ
トアップする際に、ドーム外周を外側へ広げるように作
用する水平力そのものが非常に小さいし、しかもその水
平力が前記コンプレッションリングによって確実に受け
止められるので、ドーム本体部が変形するおそれはな
い。したがって、リフトアップのためのドーム本体部に
仮設の補強部材を付加する必要がなく、この種のドーム
屋根の施工工事を従来より大幅に能率化することができ
る。

【００２３】またドーム脚部の傾斜を緩くしてなだらか
に裾野を引くドーム曲面としたので、ドーム内の外周近
くの天井高は必要以上に高くならず、無駄な空間を発生
せず、したがって空調システムの負荷が軽減される。さ
らにドーム天井の内面はホーン状に広がるので、従来の
おわん形のように天井内面の反射エネルギーが床面中央
付近に焦点を結び、残響時間および残響エネルギーが大
きくなるという問題を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例によるドーム屋根建築物の
概略構成を示す断面図である。

【図２】同上実施例におけるドーム屋根部分の平面図で
ある。

【図３】同上実施例のドーム屋根の施工工事の要点を示
す概略図である。

【符号の説明】

１ ドーム本体 ２ ドーム脚部 ３ ドーム頂部 ４ スタンド構造体（下部構造体） ５ 観覧席 ６ａ、６ｂ ツインカラム ７ 脚柱 ８ テンションリング １０ 仮設支柱 １１ 仮設架台 １２ 吊りワイヤ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 範明 大阪府大阪市中央区北浜東４番33号 株 式会社大林組本店内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04B 1/32 102 E04G 21/14

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鉄骨鉄筋コンクリート構造を主体とした
   ドーナツ形の下部構造体を構築する工程と、 前記下部構造体の内周上端部に多数の脚柱の下端を連結
   するとともに、これら脚柱と前記下部構造体との連結部
   分を円周方向にテンションリングにより相互に連結し、
   前記各脚柱を斜上方に放射状に配列してドーム脚部を構
   築する工程と、 前記下部構造体で囲まれた部分の地上において、中心部
   より外周側の傾斜が大きくて、かつ外周側の傾斜が前記
   ドーム脚部の傾斜よりも大きなドーム曲面で、最外周部
   分にコンプレッションリングを付加した鉄骨トラス構造
   のドーム本体部を組み立てる工程と、 前記ドーム本体部の周囲に複数の支柱を仮設し、これら
   支柱に沿って前記ドーム本体部をリフトアップし、前記
   コンプレッションリングの部分を前記ドーム脚部の前記
   各脚柱の上端に連結することで、前記ドーム本体部を前
   記ドーム脚部を介して前記下部構造体で支持させる工程
   とを含むことを特徴とするドーム屋根建築物の施工方
   法。