JP3615025B2

JP3615025B2 - Construction method of single-layer lattice shell structure

Info

Publication number: JP3615025B2
Application number: JP22625097A
Authority: JP
Inventors: 裕彦半谷; 敬金山; 勝博鈴木; 雅明安井
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: JPH1162090A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種大型建築構造物の架構に用いられる単層ラチスシェル構造物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単層ラチスシェル構造は、架構の構面を形成する骨組みが一層であり、立体的なトラス部材を持たない単層ラチス（平面格子）で所要のシェル曲面を構成する構造形式である。
【０００３】
この単層ラチスシェル構造は、従来の複層のトラス組構造物に比べて、軽量化が図れ、複合部の単純化等が可能であり、鉄骨のみならず木質系の材料も構造材とすることができること等から、近年注目を集め、各種大型建築構造物における軽量屋根膜の骨格として採用されつつある。
【０００４】
具体的な単層ラチスシェル構造としては、従来は例えば特開昭６２−１０１７６６号公報に示す構造例が開示されている。このものは、図６に示すように、菱形ないし四角状に形成された単層ラチスを構成するフレーム１の中央、すなわちフレーム１の各隅角部間を対角線方向にたるませてつないだ２本のケーブル３の交点部、に束材２を立設し、束材２の上端とフレーム１との間に角錐状の膜材３′（図では稜線の線のみを示す）を張ってなる多数のユニット４からなるもので、面内補強効果をもたらしている。
【０００５】
そして、この構造における構築方法では、各ユニット４のフレーム１同士が互いに隣接するように多数を連ねて配置するとともに、フレーム１，１同士をボルト接合することにより、所要曲面の単層ラチスシェルの架構が構築される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構築方法では、各ユニット４のラチスフレーム１全体にわたって縦横方向にボルト接合作業を高所にて行わなければならず、施工が煩雑で工期も長期化するといった欠点があった。
【０００７】
また、構造物の全体の曲面形状を出すためには、個々のフレーム１同士の接合に依存されているが、このような構築方法では、曲面を形成する上で、隣接する各ラチスフレーム間の接合角度などの構造設計が困難であるし、部材合わせも綿密に行わなければならないため、組立が困難となっていた。
【０００８】
この発明は、以上の問題を解決するためになされたものであり、その目的は単層ラチスシェル構造の構築を容易にし、シェル構造に対するパーツの取付けも簡単に行え、かつ、十分な面外補強効果を有するようにした単層ラチスシェル構造体の構築方法を提供するものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するため、請求項１にかかる発明は、単層ラチスシェルの組立によりシェル構造の架構を構築した後、前記各ラチスシェルに、予め多角形トラス主材の中心に立設された束材、および一端を束材の上下端に連結され他端を前記トラス主材の隅角部に連結されたケーブルからなるパーツを取付けてシェル構造に一体化し、前記各ラチスの交点部分に連結用ガセットプレートを設ける一方、前記トラス主材の隅角部にガセットプレートを配置し、ガセットプレート同士を重合させた状態でボルト結合することにより各ラチスにパーツを一体に取付けることを特徴とするものであり、この発明によれば、パーツの組立作業が簡単となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明方法は、次の▲１▼〜▲４▼の工程手順からなっている。
【００１４】
▲１▼架構を構成する単層ラチスの数分のパーツを組立てる工程
▲２▼単層ラチスからなる架構を構築する工程
▲３▼▲１▼で作られたパーツを各単層ラチスに取付ける工程
▲４▼屋根膜を張付ける工程
なお、▲１▼の工程で、屋根膜をパーツに張付けておくことも可能である。また、▲３▼の工程でパーツを単層ラチスに取付けた後、パーツに含まれる後述する仮設のトラス主材を取外すことも可能である。
【００１５】
以上の工程手順のうち、パーツの組立手順を図１（ａ）〜（ｃ）に示す。まず、（ａ）に示すように、鋼管、型鋼などからなる４本のトラス主材１０を四辺形に接合する。
【００１６】
次に（ｂ）に示すように、各二本で構成される二組の直交するケーブル１２をトラス主材１０の対角線上に緩く配置・連結し、その一組のケーブル１２の中点に束材１４を立設し、その束材１４の上部に他の組のケーブル１２の中点を連結する。そうして束材１４に組み込まれた図示しないねじ機構などの伸縮機構により束材１４を伸長させ、あるいは、ケーブル１２に組み込まれた図示しないターンバックルによる締め付け、または図示しない油圧緊張装置によりケーブル１２を緊張し定着させることにより、張力を導入してトラス主材１０および束材の圧縮力と釣合わせれば、（ｃ）に示すように、パーツとなる張力安定トラス１６が完成する。束材１４の長さは、ケーブル１２の導入張力に基づき予め計算された伸長長さを見込みパーツのライズ・スパン比が設計値を満たすように設定する。
【００１７】
パーツの組立時にケーブル１２に張力を導入することができるので、高所で張力導入作業をすることがなく、作業がきわめて容易であるし、確実な張力導入を行うことができる。
【００１８】
また、以上の組立に加えて、（ｄ）に示すように、得られた張力安定トラス１６に予め屋根膜１８を張付けてもよい。
【００１９】
図２は、架構の構築手順を示している。まず（ａ）に示すように、複数の構台２０の上部に単層ラチスシェル構造物２２を構築する。この場合には、従来と異なり、トラス主材同士の接合ではなく、各シェルユニットの組立によるので、工期が短縮され、また形状だしなども容易である。
【００２０】
次いで、（ｂ）に示すように、前記▲１▼の工程で得られた張力安定トラス１６をクレーン２４などを用いて単層ラチスシェル構造物２２上に順次結合する。
【００２１】
その後、（ｃ）に示すように、屋根膜２６を張付け、屋根膜２６の頂部を束材の頂部に張り、谷部の押えケーブル２８を緊張して膜に張力を導入すると膜屋根構造物が完成する。
【００２２】
なお、予め屋根膜１８を取付けたタイプ（図１（ｄ）参照）では雨仕舞施工するだけでよいものとなる。
【００２３】
図３は単層ラチスシェル構造物２２に対する張力安定トラス１６の具体的取付け構造を示している。同図において、構造物２２の各単層ラチスシェル２２ａの交点位置に連結用のガセットプレート３０を固定し、これに対応して、張力安定トラス１６の四辺にこれと結合するガセットプレート３２を固定しておき、両者を突き合わせた状態でスプライスプレート３１をあてがい、これらをボルトナット結合すれば、固定が完了する。
【００２４】
このときパーツ側のトラス主材１０は、このままラチスシェル２２ａに取付けて構造物に一体化することで、組立梁として機能させ、ラチス部材を強化させることもできる。
【００２５】
また、トラス主材１０を仮設トラス主材とし、図４に示すように、連結具３４を介して各トラス主材１０の端部を着脱可能に連結しておき、ラチスシェル２２ａにパーツを取付け、張力を各ラチスシェル２２ａ側に預けた後、トラス主材１０を連結具３４から取外し、他に転用することも可能であり、この場合にはトラス主材分だけ更に軽量化が可能となるし、資材を大幅に節約することができる。
【００２６】
図５は図４のＢ−Ｂ断面図である。本実施形態では、同図のように多角形トラス主材１０のレベルがラチスシェル２２ａより高いレベルに取付けられている。しかし、両者を同じレベルにすなわち同一平面内に位置するように取付けてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による単層ラチスシェル構造物の構築方法にあっては、単層ラチスの組立作業と、パーツの取付け作業を別個に行うことができるので、施工が簡単で工期を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）〜（ｄ）はこの発明にかかるパーツの組立工程を示す説明図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は架構の構築手順を示す説明図である。
【図３】単層ラチスシェルに対する張力安定トラスの具体的取付け構造例を示す説明図である。
【図４】パーツの四辺形トラス主材をパイプで構成した場合における納まりの例を示した図３のＡ部における拡大図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】従来の単層ラチスシェル構造物の組立構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１０トラス主材
１２ケーブル
１４束材
１６張力安定トラス（パーツ）
１８，２６屋根膜
２２単層ラチスシェル構造物
３０，３２ガセットプレート
３４連結具[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for constructing a single-layer lattice shell structure used for the frame of various large building structures.
[0002]
[Prior art]
The single-layer lattice shell structure is a structural form in which a required shell curved surface is formed by a single-layer lattice (planar lattice) that has a single frame forming the frame structure and does not have a three-dimensional truss member.
[0003]
This single-layer lattice shell structure can be reduced in weight compared to conventional multi-layer truss structure, and the composite part can be simplified, and not only steel frames but also wood-based materials should be used as structural materials. In recent years, it has been attracting attention and is being adopted as a framework for lightweight roof membranes in various large building structures.
[0004]
As a specific single-layer lattice shell structure, a structural example disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-101766 has been conventionally disclosed. As shown in FIG. 6, the two are formed by slacking the center of the frame 1 constituting the single-layer lattice formed in a rhombus or square shape, that is, by slacking the corners of the frame 1 diagonally. A bundle material 2 is erected at the intersection of the cables 3 and a pyramid-shaped film material 3 ′ (only a ridge line is shown in the figure) is stretched between the upper end of the bundle material 2 and the frame 1. This unit 4 has an in-plane reinforcing effect.
[0005]
In the construction method in this structure, a large number of frames 4 of each unit 4 are arranged so as to be adjacent to each other, and a frame of a single-layer lattice shell having a required curved surface is formed by bolting the frames 1 and 1 to each other. Is built.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional construction method, the bolt joining operation must be performed in the vertical and horizontal directions over the entire lattice frame 1 of each unit 4 at a high place, so that the construction is complicated and the construction period is prolonged.
[0007]
Moreover, in order to obtain the entire curved surface shape of the structure, it depends on the joining of the individual frames 1, but in such a construction method, in forming a curved surface, between adjacent lattice frames, Since the structural design such as the joining angle is difficult and the members must be closely aligned, the assembly is difficult.
[0008]
The present invention has been made to solve the above problems, and its purpose is to facilitate the construction of a single-layer lattice shell structure, to easily attach parts to the shell structure, and to provide sufficient out-of-plane reinforcement effects. The present invention provides a method for constructing a single layer lattice shell structure.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a bundle in which a shell structure frame is constructed by assembling a single-layer lattice shell, and then a bundle that is erected in advance at the center of the polygonal truss main material on each lattice shell. A part consisting of a cable and a cable with one end connected to the upper and lower ends of the bundle and the other end connected to the corner of the truss main material is integrated into the shell structure and connected to the intersection of each lattice While the gusset plate is provided, the gusset plate is arranged at the corner of the truss main material, and the parts are integrally attached to each lattice by bolting in a state where the gusset plates are overlapped with each other. And according to this invention, the assembling work of the parts becomes simple.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The method of the present invention comprises the following steps (1) to (4).
[0014]
(1) Steps for assembling parts for several single-layer lattices that make up the frame (2) Steps for building a frame consisting of single-layer lattices (3) Steps for attaching the parts made in (1) to each single-layer lattice (4) Step of attaching the roof membrane In the step (1), the roof membrane can be attached to the part. In addition, after attaching the part to the single-layer lattice in the step (3), it is possible to remove a temporary truss main material described later contained in the part.
[0015]
Among the above process procedures, parts assembly procedures are shown in FIGS. First, as shown to (a), the four truss main materials 10 which consist of a steel pipe, a shape steel, etc. are joined to a quadrilateral.
[0016]
Next, as shown in (b), two sets of orthogonal cables 12 each consisting of two cables are loosely arranged and connected on the diagonal line of the truss main member 10 and bundled at the midpoint of the set of cables 12. The material 14 is erected, and the midpoint of another set of cables 12 is connected to the upper portion of the bundle material 14. Then, the bundle member 14 is extended by an expansion / contraction mechanism such as a screw mechanism (not shown) incorporated in the bundle member 14, or tightened by a turn buckle (not shown) incorporated in the cable 12, or the cable 12 by a hydraulic tension device (not shown). When tension is introduced and balanced with the compressive force of the truss main material 10 and the bundle material, the tension stabilizing truss 16 as a part is completed as shown in FIG. The length of the bundle member 14 is set so that the extension length calculated in advance based on the introduction tension of the cable 12 is such that the rise / span ratio of the prospective part satisfies the design value.
[0017]
Since tension can be introduced into the cable 12 at the time of assembling the parts, there is no need to introduce a tension at a high place, the operation is extremely easy, and a reliable introduction of tension can be performed.
[0018]
Moreover, in addition to the above assembly, as shown in (d), the roof membrane 18 may be pasted on the obtained tension stabilizing truss 16 in advance.
[0019]
FIG. 2 shows a frame construction procedure. First, as shown in (a), a single-layer lattice shell structure 22 is constructed on top of a plurality of gantry 20. In this case, unlike the conventional case, the construction of each shell unit is not performed but the truss main members are joined together, so that the construction period is shortened and the shape is easily obtained.
[0020]
Next, as shown in (b), the tension stabilizing truss 16 obtained in the step (1) is sequentially coupled onto the single-layer lattice shell structure 22 using a crane 24 or the like.
[0021]
Then, as shown in (c), when the roof membrane 26 is stretched, the top of the roof membrane 26 is stretched to the top of the bundle, the trough holding cable 28 is tensioned to introduce tension to the membrane, and the membrane roof structure is formed. Complete.
[0022]
In addition, in the type (refer FIG.1 (d)) to which the roof film | membrane 18 was previously attached, it will only need to perform rain finishing construction.
[0023]
FIG. 3 shows a specific mounting structure of the tension stabilizing truss 16 to the single-layer lattice shell structure 22. In the figure, a connecting gusset plate 30 is fixed at the intersection of each single-layer lattice shell 22a of the structure 22, and correspondingly, a gusset plate 32 connected to the four sides of the tension stabilizing truss 16 is fixed. In addition, when the splice plate 31 is applied in a state where the two are in contact with each other, and these are connected with bolts and nuts, the fixing is completed.
[0024]
At this time, the part-side truss main material 10 can be attached to the lattice shell 22a as it is and integrated with the structure, thereby functioning as an assembly beam and strengthening the lattice member.
[0025]
Also, the truss main material 10 is a temporary truss main material, and as shown in FIG. 4, the ends of each truss main material 10 are detachably connected via a connector 34, and the parts are attached to the lattice shell 22a. After leaving the tension on each lattice shell 22a side, the truss main material 10 can be removed from the connector 34 and diverted to others. In this case, the weight of the truss main material can be further reduced. Material can be saved greatly.
[0026]
5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In this embodiment, the level of the polygonal truss main material 10 is attached to a level higher than that of the lattice shell 22a as shown in FIG. However, they may be mounted at the same level, that is, in the same plane.
[0027]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the method for constructing a single-layer lattice shell structure according to the present invention, the assembly work of the single-layer lattice and the attachment work of the parts can be performed separately, so that the construction is simple. The construction period can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1D are explanatory views showing an assembly process of parts according to the present invention.
FIGS. 2A to 2C are explanatory views showing a construction procedure of a frame.
FIG. 3 is an explanatory view showing a specific mounting structure example of a tension stabilizing truss with respect to a single-layer lattice shell.
4 is an enlarged view of a part A in FIG. 3 showing an example of a case where a quadrilateral truss main material of a part is constituted by a pipe.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.
FIG. 6 is an explanatory view showing an assembly structure of a conventional single-layer lattice shell structure.
[Explanation of symbols]
10 truss main material 12 cable 14 bundle material 16 tension stabilizing truss (parts)
18, 26 Roof membrane 22 Single layer lattice shell structure 30, 32 Gusset plate 34

Claims

単層ラチスシェルの組立によりシェル構造の架構を構築した後、前記各ラチスシェルに、予め多角形トラス主材の中心に立設された束材、および一端を束材の上下端に連結され他端を前記トラス主材の隅角部に連結されたケーブルからなるパーツを取付けてシェル構造に一体化し、
前記各ラチスの交点部分に連結用ガセットプレートを設ける一方、前記トラス主材の隅角部にガセットプレートを配置し、ガセットプレート同士を重合させた状態でボルト結合することにより各ラチスにパーツを一体に取付けることを特徴とする単層ラチスシェル構造物の構築方法。 After constructing a shell structure by assembling a single-layer lattice shell, each lattice shell is bundled with a bundled material that has been erected in advance at the center of the polygonal truss main material, and one end is connected to the upper and lower ends of the bundled material, and the other end is Attach parts consisting of cables connected to the corners of the truss main material and integrate it into the shell structure,
While providing a connecting gusset plate at the intersection of each lattice, the gusset plate is placed at the corner of the truss main material, and the parts are integrated into each lattice by bolting in a state where the gusset plates are overlapped. A method for constructing a single-layer lattice shell structure, characterized by being attached to a wall.