JP5005390B2 - Curved structure - Google Patents
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Description
本発明は屋根、風除け、雪避け等に使用する弓弦構造による曲面構造物に関する。 The present invention relates to a curved structure having a bowstring structure used for roofing, windbreak, snow avoidance, and the like.
建築物等の屋根等において、曲面構造の骨組みを構成する場合がある。
このような、曲面構造の骨組は、風や降雪等により作用する外力に対して、十分な剛性を有する材料により構成されていた。
There are cases where a framework having a curved surface structure is formed on a roof of a building or the like.
Such a frame having a curved structure is made of a material having sufficient rigidity against an external force acting by wind, snowfall, or the like.
例えば、特許文献１に記載の張弦梁構造は、鋼管をアーチ状に形成するとともに、このアーチ状の鋼管の両端部にワイヤを張設して構成されている。
この張弦梁構造は、風や降雪等により作用する外力は張弦梁が担い、風の吹き上げ等により作用する屋根構造の内部から外方向に作用する応力に対してはワイヤが担うとともに張弦梁の中央部を含む前後１／３の長さの範囲の部位が担うように構成されている。
For example, the stringed beam structure described in
In this stringed beam structure, the external force acting due to wind, snowfall, etc. is carried by the stringed beam, and the wire bears against the stress acting outward from the inside of the roof structure acting by wind blowing etc. It is comprised so that the site | part of the range of the length of front and rear 1/3 may bear.
一方、特許文献２では、放射状に配設された弾力のある複数のパイプについて、一方の端部をヘッド盤に固定して、他方の端部の地盤に固定した後、ヘッド盤を下方に強く引き絞ることにより全体を固定してなる半球形の中心支持テントが開示されている。かかる構成によれば、半球形の形状と、パイプ同士が互いに支持しあう構成とにより、テントの剛性を増強し、風などに対して十分な耐力を発現する。
On the other hand, in
ところが、特許文献１に記載の張弦梁構造は、外力に対して、骨組みである張弦梁材の剛力により抵抗するため、材料（鋼管）の小断面化に限界があった。そして、このような大断面部材を使用した構造物は、材料費が嵩むとともに、施工に手間がかかる等の問題点を有していた。
However, since the stringed beam structure described in
また、特許文献２に記載のテントは、半球形に形成された形状によってその剛性を発現するため、その用途が限られてしまうという問題点を有していた。
また、当該テントは、特許文献１に記載の張弦梁構造と同様に、その剛性により外力に抵抗する構成のため、パイプの小断面化に限界があった。
Moreover, since the tent described in
In addition, the tent has a limit in reducing the cross-section of the pipe because it is configured to resist external force due to its rigidity, as in the stringed beam structure described in
そのため、本出願人は、例えば特許文献３に示すように、比較的曲げ剛性の小さい軸材を利用して、外力による変形を許容する曲面構造物を開示し、実用化に至っている。かかる曲面構造物は、外力により軸材が変形することで、軸材に作用する外力を逃がして、作用応力を小さくすることで構成部材の小断面化を図るものである。 Therefore, for example, as shown in Patent Document 3, the present applicant has disclosed a curved surface structure that allows deformation by an external force by using a shaft member having relatively small bending rigidity, and has been put into practical use. In such a curved structure, the shaft member is deformed by an external force, so that the external force acting on the shaft member is released and the acting stress is reduced to reduce the cross section of the constituent member.
このような曲面構造物は、軸材を弾性範囲内で曲げ変形させた状態で端部を拘束してなる曲線材を複数本配置することで構成された屋根フレームとこの屋根フレームの頂部を支持するサポート部材とを備えて構成されている。 Such a curved structure supports a roof frame configured by arranging a plurality of curved members that are constrained at the ends in a state where the shaft member is bent and deformed within an elastic range, and supports the top of the roof frame. And a support member to be configured.
ところが、前記特許文献３の曲面構造物は、屋根フレームがその頂部をサポート部材により支持される構成であるため、建物の中央にサポート部材が配設されてしまうという問題点も有していた。そのため、このサポート部材により建物の内部空間の有効利用が妨げられる場合があり、特に、小規模な構造物への適用は、不向きな場合があった。 However, the curved structure of Patent Document 3 has a problem in that the support member is disposed at the center of the building because the roof frame is supported by the support member at the top. For this reason, the support member may prevent effective use of the internal space of the building, and in particular, application to a small-scale structure may be unsuitable.
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、各構成部材の小断面化を可能とし、構造物の規模や設置個所に限定されることなく、簡易かつ安価に構築されることが可能な曲面構造物を提案することを課題とするものである。 The present invention is intended to solve the above-described problems, enables a reduction in the cross-section of each component member, and is constructed simply and inexpensively without being limited to the scale or installation location of the structure. It is an object to propose a curved surface structure that can be used.
前記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数の弓弦構造体を組み合わせてなる骨組みと、前記骨組みの一面を覆う被覆材と、を備える曲面構造物であって、前記弓弦構造体は、曲げ剛性の小さい直線状の高張力材が復元力を有した状態で曲げ変形されてなる弓材と、前記弓材の曲げ変形を維持する弦材と、からなり、前記弓材の一方の端部が固定されていて、前記弓弦構造体が、前記弓材上に設けられた２点を結ぶように張設された第一の弦材と、前記２点の中間点から前記一方の端部方向に張設された第二の弦材と、により円弧状に曲げ変形されていることを特徴としている。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to
かかる曲面構造物によれば、弓材に導入された初期曲げと弦材の初期張力により安定した構造が構築されている。また、弓弦構造体は、一方の端部が固定されて他方の端部は拘束されていないため、大きな外力が作用したときには、弓弦構造体が変形することで外力を逃がす。さらに、外力が除去された後は、元の形状に復元される。例えば、当該曲面構造物を屋根として使用した場合に、雪の降雪により当該構造物に外力が負荷したとしても、外力により弓弦構造体が変形することで、上載された雪を落下させることが可能となる。このため、屋根に大量の積雪による大きな荷重が負荷されることがなく、屋根を構成する部材の小断面化が可能となる。故に、簡易かつ安価に構築することが可能である。また、弓弦構造体は、いわゆる片持ち梁として支持されているため、先端側に柱等の構造部材を必要としないため、この屋根により覆われた空間を有効に利用することが可能となる。さらに、曲面構造物を採用する地域が限定されることもない。 According to such a curved structure, a stable structure is constructed by the initial bending introduced into the bow material and the initial tension of the string material. In addition, since one end of the bowstring structure is fixed and the other end is not constrained, when a large external force is applied, the bowstring structure is deformed to release the external force. Furthermore, after the external force is removed, the original shape is restored. For example, when the curved structure is used as a roof, even if an external force is applied to the structure due to snowfall, it is possible to drop the mounted snow by deforming the bowstring structure by the external force It becomes. For this reason, a large load due to a large amount of snow is not applied to the roof, and the members constituting the roof can be reduced in cross section. Therefore, it is possible to construct simply and inexpensively. In addition, since the bowstring structure is supported as a so-called cantilever beam, no structural member such as a column is required on the tip side, so that the space covered by this roof can be used effectively. Furthermore, the area where the curved structure is adopted is not limited.
一方、かかる曲面構造物を、例えば、風除け用の防護構造物として使用した場合において、強風が吹き付けられた場合であっても、曲面構造物の曲線状の形状により、負担する応力が軽減するとともに、弓弦構造体が変形することで風力を逃がすため、部材の小断面化が可能となる。
ここで、復元力を有した状態とは、弦材を取り除いたとしたら、弓材が直線状に戻る状態をいう。なお、復元力を有した状態での曲げ変形は、高張力材の弾性範囲内での曲げ変形が好適であるが、弓材が直線状に近く戻る状態であればひずみが残ってもよい。また、曲線状の形状とは、弓弦構造体の全体が円弧を呈している必要はなく、直線を含む形態であってもよい。
On the other hand, when such a curved structure is used as a protective structure for windbreak, for example, even when strong wind is blown, the stress to be borne is reduced by the curved shape of the curved structure. Since the bowstring structure is deformed, the wind force is released, so that the member can be reduced in cross section.
Here, the state having a restoring force means a state in which the bow material returns to a straight line if the chord material is removed. The bending deformation in the state having the restoring force is preferably bending deformation within the elastic range of the high-tensile material, but strain may remain as long as the bow material returns almost linearly. Further, the curved shape does not have to be a circular arc as a whole of the bowstring structure, and may include a straight line.
また、前記弓弦構造体は、前記弓材上に設けられた２点を結ぶように張設された第一の弦材と、前記２点の中間点から前記一方の端部方向に張設された第二の弦材と、により円弧状に曲げ変形されているため、比較的大きな構造物を構築する際に、１本の弦材を使用する場合と比較して、弓材をより容易に曲げ変形させることが可能となる。 Moreover, the chordal structure comprises a first chord member that is stretched so as to connect the two points provided on the bow member, said stretched in one end direction from the midpoint of the two points second and chord, is bent and deformed in an arc shape by the order was, in constructing the relatively large structures, compared to using a single chord, the bow material more easily It becomes possible to bend and deform.
本発明の曲面構造物および弓弦構造体によれば、大きな外力が作用する場合であっても、変形することで作用応力を逃がし、弓弦構造体への負担を軽減することが可能となる。したがって、各構成部材の小断面化が可能となり、また、施工性および経済性に優れている。また、この曲面構造物は、構造物の規模や設置箇所の気象条件等により制限されることがない。 According to the curved surface structure and the bow string structure of the present invention, even when a large external force is applied, it is possible to release the applied stress by the deformation and to reduce the burden on the bow string structure. Therefore, it is possible to reduce the cross section of each component member, and it is excellent in workability and economy. In addition, the curved structure is not limited by the scale of the structure, the weather conditions at the installation location, or the like.
本発明の好適な実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the description, the same reference numerals are used for the same elements, and duplicate descriptions are omitted.
＜第１の実施の形態＞
第１の実施形態では、本発明に係る曲面構造物を、通路等の風除け・雨除けを兼ねた屋根構造物として使用する場合について説明する。
ここで、図１は、第１の実施形態に係る曲面構造物を示す斜視図である。また、図２は、第１の実施形態に係る曲面構造物の細部を示す図であって、（ａ）は弓材（弓弦構造体）の脚部の構造を示す斜視図、（ｂ）は弓材（弓弦構造体）と膜材との接合部を示す斜視図、（ｃ）は同接合部の断面図である。また、図３は、第１の実施形態に係る曲面構造物の細部を示す図であって、（ａ）は第二の弦材の脚部の構造を示す斜視図、（ｂ）弓材と弦材との接合部を示す斜視図である。さらに、図４の（ａ）および（ｂ）は被覆材の形状を示す斜視図である。
<First Embodiment>
In the first embodiment, a case will be described in which the curved structure according to the present invention is used as a roof structure that also serves as a wind shield and a rain shield for a passage and the like.
Here, FIG. 1 is a perspective view showing the curved structure according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing details of the curved surface structure according to the first embodiment, wherein (a) is a perspective view showing a structure of a leg portion of a bow member (bow chord structure), and (b) is a diagram. The perspective view which shows the junction part of a bow material (bow chord structure) and a film | membrane material, (c) is sectional drawing of the junction part. Moreover, FIG. 3 is a figure which shows the detail of the curved surface structure which concerns on 1st Embodiment, Comprising: (a) is a perspective view which shows the structure of the leg part of a 2nd string material, (b) Bow material and It is a perspective view which shows a junction part with a chord material. Furthermore, (a) and (b) of FIG. 4 are perspective views showing the shape of the covering material.
第１の実施形態にかかる曲面構造物１は、図１に示すように、複数の弓弦構造体１１，１１，…を組み合わせてなるフレーム（骨組み）１０と、前記フレーム１０の外面（一面）を覆う被覆材２０とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
フレーム１０は、所定の間隔をあけて並設された弓弦構造体１１同士を鋼棒１２，１２により連結することにより構成されている。本実施形態では、隣接する弓弦構造体１１同士を、上下２本の鋼棒１２，１２により連結するものとする。なお、弓弦構造体１１同士を連結する材料は、鋼棒１２に限定されないことはいうまでもなく、例えば、アングル材等の形鋼材や鋼管等、適宜公知の材料が使用可能である。
The
本実施形態では、弓弦構造体１１への鋼棒１２の固定は、弓材１３と第一ケーブル１４ａとが交差する位置（固定点ｐ１，ｐ２）にて行う。また、弓弦構造体１１と鋼棒１２との連結は、後記する鋼棒クランプ１７（図３（ｂ）参照）を介して行うものとする。
In the present embodiment, the
弓弦構造体１１は、一方の端部（以下「脚部」という）が地盤に形成された基礎に固定された状態で立設されて、他方の端部は自由端を呈するいわゆる片持ち梁構造であって、その曲線形状により、通路の側方から上方を覆うように配置されている。なお、本実施形態に係る弓弦構造体１１は、所定の間隔をあけて並設された他の弓弦構造体１１と鋼棒１２，１２を介して連結されているが、弓弦構造体１１を構成する弓材１３がしなることが可能に構成されている。
The
弓弦構造体１１は、曲げ剛性の小さい直線状の高張力材が復元力を有した状態で曲げ変形されてなる弓材１３と、この弓材１３の曲げ変形を維持する弦材１４，１４とから構成されている。
第１の実施形態では、弓弦構造体１１が、弓材１３上に設けられた２点の固定点ｐ１，ｐ２を結ぶように張設された第一ケーブル（第一の弦材）１４ａと、固定点ｐ１，ｐ２の中間点ｐ３から弓材１３の脚部方向に張設された第二ケーブル１４ｂ（第二の弦材）とにより円弧状に曲げ変形されている。
The
In the first embodiment, the
弓弦構造体１１の弓材１３に導入される曲げ変形は、弓材１３を構成するＰＣ鋼棒の曲げ弾性範囲内であって、塑性変形が生じない程度に行う。本実施形態では、想定される外力と弦材１４により導入される引張応力との合計が、ＰＣ鋼棒に塑性変形が生じはじめる降伏応力よりも小さくなるように構成する。
The bending deformation introduced into the
弓材１３は、大きな曲げ変形性能を有する材料を使用するものとし、本実施形態ではＰＣ鋼棒を使用する。なお、弓材１３として使用される材料は、比較的大きな曲げ変形性能を有する高張力材であれば限定されないことはいうまでもなく、例えば板バネなどのばね鋼を使用するなど、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。また、弓材１３を構成するＰＣ鋼棒の直径は、構築される曲面構造物の規模や、想定される外力の大きさなどに応じて設定するものとする。つまり、ＰＣ鋼棒の降伏応力と曲げ半径および想定される外力との関係により適宜設定する。
As the
弓材１３の脚部の固定は、図２（ａ）に示すように、地盤に図示アンカーを介して固定された固定部材１５により弓材１３の脚部を把持することにより行う。この時、弓材１３は、その軸回りに回転しないように固定されている。なお、弓材１３の固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段の中から選定して行えばよい。
As shown in FIG. 2A, the legs of the
弓材１３には、図２（ｂ）に示すように、被覆材２０を固定するための膜尻クランプ２１がジョイント金具２２を介して固定されている。なお、被覆材２０の弓材１３への固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の手段の中から選定して行えばよい。
ここで、膜尻クランプ２１は、図２（ｂ）および（ｃ）に示すように、一対の板材であって、弓材１３と反対側の端部に膜尻ロープ２３を把持するための溝が形成されている。
As shown in FIG. 2B, a
Here, as shown in FIGS. 2B and 2C, the
被覆材２０は、フレーム１０を覆うように配設された膜材であって、側端部が膜尻クランプ２１を介して弓材１３に固定されている。
膜材としては、可撓性のある単層あるいは複層のフィルム、織布、コーティング織不、ネット等、曲面構造物１の用途や曲面構造物１の設置個所における地理的環境状況等に応じて適宜公知の材料から選定して使用すればよく、その材料は限定されるものではない。
The covering
Depending on the use of the
被覆材２０の端部には、図２（ｃ）に示すように、膜尻ロープ２３が配置されている。膜尻ロープ２３は、被覆材２０の端部に巻き込まれることにより固定されている。そして、被覆材２０は、端部の膜尻ロープ２３が膜尻クランプ２１の溝に挿入された状態で把持されることにより、弓材１３に固定されている。
As shown in FIG. 2C, a
被覆材２０は、膜尻クランプ２１を介して弓材１３に固定されることにより、弓材１３や鋼棒１２と接することがないように固定されている。このため、外力が被覆材２０に作用した際にも、被覆材２０が弓材１３や鋼棒１２によりすれて破損が生じないように構成されている。
なお、被覆材２０の固定方法は限定されるものではなく、適宜公知の方法により行えばよい。また、本実施形態では、ネジを介して膜尻クランプ２１とジョイント金具２２とを固定するものとしたが、膜尻クランプ２１とジョイント金具２２の固定方法は限定されるものではない。
The covering
In addition, the fixing method of the coating | covering
本実施形態では、図１および図４（ａ）に示すように、曲面構造物１の脚部に、被覆材２０を配設しない開口部２４を形成するものとする。開口部２４は、図４（ａ）に示すように、被覆材２０の下部を凹状に切り欠くことにより形成されている。なお、開口部２４は、必要に応じて形成すればよく、必ずしも形成する必要はない（図４（ｂ）参照）。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 4A, the opening
弦材１４は、弓材１３に張設されることで、弓材１３の曲げ変形を維持するとともに、曲面構造物１に外力が負荷されることで弓材１３が変形する際に、この弓材１３の変形を妨げることがないような柔軟性を有した材料であることが望ましい。なお、本実施形態では、弦材１４としてケーブル（ワイヤ）を使用するものとするが、弦材１４を構成する材料は限定されるものではなく、適宜公知の材料（例えば、その他の鋼線、針金や鋼索等）から選定して使用することが可能である。なお、弦材１４として、伸縮機能や摺動機能を備えた部材を使用することも可能である。
The
第一ケーブル１４ａは、図１に示すように、その先端に固定された留具１４ｃを、鋼棒１２を弓材１３の固定点ｐ１，ｐ２に固定した鋼棒クランプ１７，１７に掛止ることにより弓材１３に張設されている。
また、第二ケーブル１４ｂは、中間点ｐ３に固定した鋼棒クランプ１７を介して弓材１３に結合されているとともに、地盤（基礎）に固定された固定具１４ｄに結合されている。なお、固定具１４ｄは、図示せぬアンカーを介して地盤（基礎）に固定されている。
As shown in FIG. 1, the
The
本実施形態にかかる鋼棒クランプ１７は、図３（ｂ）に示すように、一対の板材からなり、この板材を互いに重ね合わせることにより、弓材１３を把持するための円筒部１７ａと、鋼棒１２および弦材１４を係止するための係止部１７ｂと、が構成される。つまり、鋼棒クランプ１７は、円筒部１７ａに弓材１３を連通するように把持した状態で、ボルト１６により締着することで固定点ｐ１，ｐ２または中間点ｐ３に固定される。そして、係止部１７ｂに形成された挿通孔を介して鋼棒１２および弦材１４を係止する。なお、鋼棒クランプ１７の構成は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。また、弓材１３と鋼棒１２または弦材１４との接合方法は限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
As shown in FIG. 3B, the
弦材１４の両端には、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、留具１４ｃが固定されている。留具１４ｃは、弦材１４の先端が挿入される筒部と、鋼棒クランプ１７または固定具１４ｄに結合される掛止部とにより構成されている。掛止部には、ボルト１６を挿入する挿入孔が形成されている。弦材１４は、鋼棒クランプ１７または固定具１４ｄにボルト１６を介して回転可能に掛止められているため、弓弦構造体１１に外力が作用した際に弓材１３の変形を妨げることがない。なお、本実施形態では、ボルト１６を介して留具１４ｃを掛止めるものとしたが、弦材１４の掛止め方式は限定されるものではなく、適宜公知の方法から選定して行えばよい。
As shown in FIGS. 3A and 3B,
第１の実施形態の曲面構造物１によれば、弓弦構造体１１の初期曲げと弦材１４の初期張力により安定した構造物が構築されている。そして、この曲面構造物１に大きな外力が作用した際には、弓材１３が弾性範囲内で変形することにより外力を軸力と曲げに分配することにより抵抗する。
According to the
例えば、図５（ａ）に示すように、曲面構造物１に雪が積もること等により上方から外力ｓが作用した際には、弓材１３が下方向にしなるように変形する。そして、図５（ｂ）に示すように、雪が滑落することで外力ｓ（雪）が除去された後は、弓材１３の復元力により、曲面構造物１が元の形状に戻る。
For example, as shown in FIG. 5 (a), when an external force s is applied from above due to the accumulation of snow on the
また、曲面構造物１に風など、横方向の外力ｗが作用した場合には、図６（ａ）に示すように、風は、曲面形状に沿って逃げるため、全ての外力ｗを曲面構造物１が受け持つことがない。一方、図６（ｂ）に示す従来の垂直に形成された構造物１００の場合は、外力ｗを全て受け持つこととなり、支柱１１１等の各部材の耐力を増強させることを目的として、断面形状を大きくする必要がある。
In addition, when a lateral external force w such as wind acts on the
なお、図６（ｃ）に示すように、曲面構造物１’が、開口部２４を有していない場合であっても、曲面構造物１’の曲面形状により沿って外力ｗを逃がすことが可能であるが、図６（ａ）に示す曲面構造物１のように、開口部２４を形成することにより、脚部に作用する外力ｗを通過させる構成とすれば、強風などによる大きな荷重を開口部から逃がすことで曲面構造物に作用する荷重の低減化が可能となり、さらなる部材の小断面化が可能となる。
As shown in FIG. 6C, even if the
また、曲面構造物１は、作用する横方向の外力が大きい場合にも、図６（ａ）および（ｃ）に示す弓材１３’ （１３）のように変形する（しなる）ことで、外力ｗを逃がすことが可能に構成されている。
In addition, the
このように、本実施形態にかかる曲面構造物１は、大きな外力が作用した場合であっても、弓材１３が変形することで、外力を逃がし、曲面構造物１に作用する応力を軽減するため、降雪量の多い地方や、強風が吹きつける地域においても、採用することが可能であり、その設置箇所が限定されることがない。
As described above, the
また、比較的簡易な材料を利用して構成されるため、曲面構造物１の構築、解体が容易であるとともに、材料費も安価である。そのため、施工性、経済性に優れており、永久構造物としての利用も仮設構造物としての利用も可能である。
Moreover, since it is configured using a relatively simple material, the
また、弓弦構造体１１は、従来にない円弧状の支柱（梁）を構成しているため、設計の自由度が増し、好適である。
Moreover, since the
また、本実施形態では、被覆材２０として膜材を使用しているため、被覆材２０が弓材１３の変形に追従することが可能なため、好適である。また、膜材は、比較的軽量なため、取扱が容易で、施工時、解体時の作業効率が向上する。
Moreover, in this embodiment, since the film | membrane material is used as the coating | covering
本実施形態では、第一ケーブル１４ａおよび第二ケーブル１４ｂを使用して、弓材１３を円弧状に形成するものとしたが（図７（ａ）参照）、曲面構造物１の形状はこれに限定されるものではなく、１本の弦材により円弧状に形成してもよい。
例えば、図７（ｂ）に示す曲面構造物１ａのように、弓材１３の先端部の固定点ｐ１から、弓材１３の脚部の固定点ｐ２に弦材１４を張設することにより、弓材１３を円弧状に曲げ変形させてもよい。
In the present embodiment, the
For example, like the
また、図８に示すように、本実施形態に係る一対の曲面構造物１，１を互いに対向する向きに配置することで、半円状の構造物を形成してもよい。この時、対向する弓弦構造体１，１の先端は、互いに接合金具１８を介して連結されている。また、隣接する弓弦構造体１１同士は、鋼棒クランプ１７と接合金具１８を介して、鋼棒などからなるつなぎ材により連結するものとする。
Further, as shown in FIG. 8, a semicircular structure may be formed by arranging the pair of
また、本実施形態にかかる曲面構造物１，１を、図９に示すように、対向する一対の壁部材Ｋ，Ｋの上端に固定すれば、建物Ｔの屋根として使用することが可能となる。このように構成することで、中央部に柱等を要することなくドーム状の屋根を形成する事が可能となり、建物Ｔの内部空間の有効に利用することが可能となる。なお、曲面構造物１の脚部は、壁部材Ｋの上端に構成された基礎部材ｋ１に固定されているが、壁部材Ｋへの曲面構造物１の固定方法はこれに限定されるものではない。また、曲面構造物１は、壁部材Ｋに限らず、柱や柵等、他の構造部材に上載することも可能である。
Moreover, if the
さらに、図１０（ａ）に示すように、本実施形態にかかる曲面構造物１を、アーケード等の屋根としても使用することが可能である。
つまり、曲面構造物１の脚部（基礎部材ｋ１）を、建物の軒下付近に配置し、弓材１３の先端が、脚部よりも低くなるように、アーケード（道路）の中央方向に延設させる。このとき、曲面構造物１の弦材１４（第二ケーブル）は、基礎部材ｋ１に結合されている。
Furthermore, as shown to Fig.10 (a), it is possible to use the
In other words, the leg portion (foundation member k1) of the
このように構成することで、例えば、積雪量の多い地方において使用すれば、曲面構造物１に積もった雪が、曲面構造物１がしなることによりアーケードの中央に集積されて、除雪作業が容易になる。また、両脇の建物の屋根に積もった雪も、屋根から曲面構造物１に落下することで、曲面構造物１を介してアーケードの中央に集積される。
With this configuration, for example, when used in a region with a large amount of snow, the snow accumulated on the
さらに、アーケード等の屋根を構成する場合において、図１０（ｂ）に示すように、放射状に配置された弓弦構造体１１，１１，…と、中央に開口部２４’を形成された被覆材２０と、により構成された曲面構造物１であれば、滑落した雪が１箇所に集積されるため、除雪作業がより容易になる。
Further, in the case of constructing a roof such as an arcade, as shown in FIG. 10 (b), the
なお、図１０の曲面構造物１は、建物の軒下付近に形成された基礎部材ｋ１に設置するものとしたが、曲面構造物１を直接建物に設置してもよい。
In addition, although the
＜第２の実施の形態＞
次に、参考実施形態としての第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態では、曲面構造物を、例えばバス停等において使用される屋根構造物として使用する場合について説明する。
ここで、図１１（ａ）は、第２の実施形態にかかる曲面構造物を示す斜視図であり、（ｂ）は同曲面構造物の変形例を示す斜視図である。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment as a reference embodiment will be described.
2nd Embodiment demonstrates the case where a curved surface structure is used as a roof structure used in a bus stop etc., for example.
Here, FIG. 11A is a perspective view showing a curved structure according to the second embodiment, and FIG. 11B is a perspective view showing a modification of the curved structure.
第２の実施形態にかかる曲面構造物２は、図１１（ａ）に示すように、複数の弓弦構造体１１を組み合わせてなるフレーム１０と、このフレーム１０の一面を覆う被覆材２０とを備えて構成されている。
そして、第２の実施形態にかかる曲面構造物２は、弓弦構造体１１が、弓材１３の中間部において支柱３０により支持されることにより構成されている。
As shown in FIG. 11A, the
The
弓弦構造体１１は、曲げ剛性の小さい直線状の高張力材が復元力を有した状態で曲げ変形されてなる弓材１３と、この弓材１３の曲げ変形を維持する１本の弦材１４と構成されている。
The
本実施形態では、２体の弓弦構造体１１同士を、鋼棒１２，１２を介して連結することにより上に凸の曲面を呈するフレーム１０を形成している。なお、弓弦構造体１１，１１の両端は、鋼棒１２により互いに連結されているのみのため、弓材１３が上下にしなること（変形すること）が可能に構成されている。
In this embodiment, the two
第２の実施形態に係る弓材１３は、その両端に固定された弦材１４により円弧状に曲げ変形された状態が維持されている。
この他の弓材１３の構成は、第１の実施形態で説明した弓材と同様なため、詳細な説明は省略する。
The
Since the configuration of the
弦材１４は、弓材１３の一端から他端に張設されることで、弓材１３の曲げ変形を維持している。
この他、弦材１４の構成に関する内容は、第１の実施形態で説明した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
The
In addition, since the content regarding the structure of the
また、被覆材２０の構成は、第１の実施形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。
Moreover, since the structure of the coating | covering
かかる、曲面構造物２によれば、日除けや雨除け等を目的とした退避スペースを確保することを可能とするとともに、積雪等のより大きな外力が作用した場合でも、弓弦構造体１１の弓材１３がしなる（変形する）ことで上載荷重を逃がし、除去することが可能となる。したがって、各構成部材の小断面化が可能となり、経済的に優れている。
According to the
また、比較的簡易に屋根を構成することが可能なため、永久構造物としての使用のみならず、簡易的なテント等を構成する場合にも好適に使用することができる。 Moreover, since a roof can be comprised comparatively simply, it can be used suitably not only when using it as a permanent structure but also when constructing a simple tent or the like.
なお、第２の実施形態では、上向きの曲面を有した曲面構造物２を構成するものとしたが、図１１（ｂ）に示すように、下向きの曲面を有した曲面構造物２’を構成してもよい。
In the second embodiment, the
以上、本発明について、好適な実施形態について説明したが、本発明は前記の各実施形態に限られず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、複数の弓弦構造体を備えたフレームに被覆材を設置することにより構成された曲面構造物について、説明したが、本発明の弓弦構造体の使用方法はこれに限定されるものではない。例えば、弓弦構造体を防護柵の支柱や、道路標識や信号機の支柱として使用してもよい。
As mentioned above, although preferred embodiment was described about this invention, this invention is not limited to each said embodiment, A design change is possible suitably in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above-described embodiment, the curved structure formed by installing a covering material on a frame having a plurality of bowstring structures has been described, but the method of using the bowstring structure of the present invention is limited to this. It is not something. For example, the bowstring structure may be used as a guard post, a road sign or a traffic light.
また、本発明に係る弓弦構造体を、一般的な支柱などの他の構造体と組み合わせることにより構造物を構築してもよい。
また、本発明に係る曲面構造物をいわゆるオーニングとして使用してもよいことはいうまでもない。
Moreover, you may construct | assemble a structure by combining the bowstring structure which concerns on this invention with other structures, such as a general support | pillar.
Needless to say, the curved structure according to the present invention may be used as a so-called awning.
また、本発明の曲面構造物は、断面形状の小さい部材により構成されたフレームと膜材により構成されているため、取り扱いが容易である。そのため、構築時、解体時の施工性に優れており、仮設構造物として使用する場合にも適している。 In addition, the curved surface structure of the present invention is easy to handle because it is composed of a frame and a film material composed of members having a small cross-sectional shape. Therefore, it is excellent in workability at the time of construction and dismantling, and is also suitable for use as a temporary structure.
なお、前記実施形態では、ＰＣ鋼棒の曲げ弾性範囲内で弓材を曲げ変形させる構成としているが、弓材の曲げ変形によりＰＣ鋼棒が塑性変形した（塑性ひずみが残る）場合であっても、弓弦構造体は、初期曲げと弦材の張力により安定し、外力に対して変形することでかわす構成を示すことが可能である。 In the embodiment, the bow material is bent and deformed within the bending elastic range of the PC steel rod. However, the PC steel rod is plastically deformed (plastic strain remains) due to the bending deformation of the bow material. However, the bowstring structure can be stabilized by the initial bending and the tension of the string material, and can be configured to dodge by being deformed by an external force.
１，２ 曲面構造物
１０ フレーム（骨組み）
１１ 弓弦構造体
１３ 弓材
１４ 弦材
１４ａ 第一ケーブル（第一の弦材）
１４ｂ 第二ケーブル（第二の弦材）
２０ 被覆材
1, 2
11
14b Second cable (second string)
20 Coating material
Claims (1)
前記弓弦構造体は、曲げ剛性の小さい直線状の高張力材が復元力を有した状態で曲げ変形されてなる弓材と、前記弓材の曲げ変形を維持する弦材と、からなり、前記弓材の一方の端部が固定されていて、
前記弓弦構造体が、前記弓材上に設けられた２点を結ぶように張設された第一の弦材と、前記２点の中間点から前記一方の端部方向に張設された第二の弦材と、により円弧状に曲げ変形されていることを特徴とする、
曲面構造物。 A curved structure comprising a framework formed by combining a plurality of bowstring structures and a covering material covering one surface of the framework,
The bowstring structure comprises a bow material that is bent and deformed in a state in which a linear high-tension material having low bending rigidity has a restoring force, and a chord material that maintains the bending deformation of the bow material, One end of the bow is fixed ,
The bow chord structure has a first chord member stretched so as to connect two points provided on the bow member, and a first chord member stretched in the direction of the one end from the intermediate point of the two points. It is bent and deformed in an arc shape by a second string material,
Curved structure.
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