JPH073890A - 構面体ユニット及びこれを利用した単層ドーム架構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】構面体ユニット及びこれを利用した単層ドーム
架構体において、同一形状の構面体ユニットを接合し
て、その製作及び地組を容易にし、しかも、構面体ユニ
ットの接合自体も単純化して、単層ドーム架構体の工期
を短縮する。 【構成】周辺部材２ａを組み合わせて平面正六角形を画
成してなる枠組み２と、正六角形の枠組み２の中心部に
直立する束材３と、枠組み２の各角部と束材３の上下両
端部とに張設するテンション材４とにより、構面体ユニ
ット１を組み立てる。束材３には、その長さを調節する
アジャスターと端部金物３ｃとを設け、テンション材４
には、その長さを調節するターンバックル４ｂを設け
る。そして、複数の構面体ユニット１の周辺部材２ａど
うしを締具を用いて締結し、構面体ユニット１を蜂の巣
状に接合して単層ドーム架構体を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構面体ユニット及び複
数の構面体ユニットを接合して形成する単層ドーム架構
体に関し、特に同一形状の構面体ユニットを接合して、
その製作及び地組を容易にし、しかも、構面体ユニット
の接合自体を単純化して、単層ドーム架構体の工期を短
縮できるようにした。

【０００２】

【従来の技術】従来の単層ドーム架構体の構築における
複数の角形鋼管の先端部の接合は、例えば特開平４─３
４３９４３に記載されているように、水平リブと縦リブ
とが所定の角度をなすように溶接されており、これらの
縦リブを介して、角形鋼管の先端部を逐次溶接して、い
わゆるトラスに構成するものであった。

【０００３】また、複数の構面体ユニットを接合して形
成する単層ドーム架構体としては、例えば特公平４─３
３９３３に記載されているように、異なる形状の構面体
ユニットを組み合わせて接合したものがあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】かかる従来の単層ドー
ム架構体では、その角形鋼管の先端部を接合する作業が
面倒であると同時に、接合部における角度の精度を確保
し、かつ、維持するのは困難であった。また、異なる形
状の構面体ユニットを組み合わせる場合には、複数の異
なる形状の構面体ユニットを製作しなければならなかっ
た。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するために、請求項１のように、単層ドーム架構体
に利用される構面体ユニットにおいて、周辺部材を組み
合わせて一定の形状の平面空間を画成してなる枠組み
と、その枠組みに囲まれる空間の中心部に直立する束材
と、前記束材が前記枠組みに囲まれる空間の中心部に直
立するように周辺部材と束材の上下両端部とに張設した
テンション材とでなることを特徴とする構面体ユニット
を提供する。ここで、周辺部材には、例えば、溝形鋼等
を用いるのが好適である。そして、溝形鋼を用いる場合
には、ドーム形の曲率半径と構面体ユニットの大きさと
の関係により、平面空間の画成に要する複数の溝形鋼
を、構面体ユニットの上下方向の中心線に対して適宜傾
けた状態で接合し、一定の形状の枠組みとする。また、
束材としては鋼管等を、テンション材にはワイヤロープ
又はワイヤ、鋼棒等を用いるのが好適である。

【０００６】特に、請求項２のように、前記構面体ユニ
ットにおいて、前記枠組みは、前記周辺部材により平面
正多角形を画成しており、前記テンション材は、その枠
組みの各角部と前記束材の上下両端部とに張設した構成
とすると効果的である。次に、請求項３のように、前記
構面体ユニットにおいて、前記枠組みは、前記周辺部材
により平面正六角形を画成しているとすると好適な実施
例となる。ここで、構面体ユニットは、テンション材の
張設の仕方により、正六角錐となる場合及びその底面を
共有して上下方向に二つの正六角錐を合わせた形状とな
る場合がある。なお、各構面体ユニットの大きさは、同
一とするのが好ましい。

【０００７】また、請求項４のように、前記構面体ユニ
ットにおいて、前記束材には、その上下両端部に設けた
雄ねじと、その雄ねじに螺合して束材の長さを調節し、
前記テンション材の張りを調整する端部金物とを設ける
と単層ドーム架構体の施工に際して好適である。ここ
で、請求項５のように、前記構面体ユニットにおいて、
前記束材に、その長さを調節するアジャスターを設ける
と、さらに好適である。なお、アジャスターとは、一般
に高さ位置などを調節する調節器であり、例えば、束材
を上下二本の鋼管による構成として、その向かい合う各
先端に逆雄ねじを切り、これに螺合する雌ねじを切った
短い六角鋼管で前記二本の鋼管を継ぐような機構であ
る。

【０００８】さらに、請求項６のように、前記構面体ユ
ニットにおいて、前記テンション材に、その長さを調節
するターンバックルを設けても良い。なお、ターンバッ
クルとは、ネジによる引締め用具を意味する。そして、
請求項７のように、単層ドーム架構体において、周辺部
材が平面正六角形を画成している枠組みをなす構面体ユ
ニットを複数、蜂の巣状に接合して形成したことを特徴
とする単層ドーム架構体は好適な実施例となる。

【０００９】特にここで、請求項８のように、前記構面
体ユニットは、周辺部材どうしを締具を用いて接合する
と、単層ドーム架構体の構築が容易となる。ここで、締
具としてはハイテンションボルトが好適である。

【００１０】

【作用】この発明の構面体ユニットによれば、単層ドー
ム架構体に利用される構面体ユニットは、周辺部材を組
み合わせて一定の形状の平面空間を画成してなる枠組み
と、その枠組みに囲まれる空間の中心部に直立する束材
と、束材が枠組みに囲まれる空間の中心部に直立するよ
うに周辺部材と束材の上下両端部とに張設したテンショ
ン材とにより構成され、かかる構面体ユニットは、各部
材の形状及びその長さにより一定の形状となる。

【００１１】そして、枠組みは、周辺部材により平面正
多角形を画成しており、テンション材は、その枠組みの
各角部と束材の上下両端部とに張設した構成とする場合
には、構面体ユニットの上方の各テンション材の長さは
同一であり、また、各テンション材に付与される張力も
同一である。これは、構面体ユニットの下方の各テンシ
ョン材についても同様である。

【００１２】つぎに、枠組みは、周辺部材により平面正
六角形を画成している場合には、枠組みの各角部の内角
は１２０°である。従って、同一の大きさとした複数の
構面体ユニットを接合する時に、各構面体ユニットの角
部を三つ合わせることにより複数の構面体ユニットはそ
の側面で嵌り合う。また、束材には、その上下両端部に
設けた雄ねじと、その雄ねじに螺合して束材の長さを調
節し、テンション材の張りを調整する端部金物とを設け
ることにより、構面体ユニットを製作し、使用する際
に、束材の長さを調節して、テンション材の張力を調整
する。

【００１３】これは、束材に、その長さを調節するアジ
ャスターを設けても同様であり、また、これらを併用す
ることもできる。さらに、テンション材に、その長さを
調節するターンバックルを設け、各テンション材の長さ
を調節することにより、各テンション材ごとにその張力
を調整する。

【００１４】そして、周辺部材が平面正六角形を画成し
ている枠組みをなす構面体ユニットを複数、蜂の巣状に
接合していくと、構面体ユニットは、その組合せ面積を
増大していく。そして、構面体ユニットの上下方向の中
心線に対する周辺部材の傾きにより、一定の曲率半径の
ドーム形をなす単層ドーム架構体が構成される。この
時、利用する構面体ユニットの大きさと数によっても、
単層ドーム架構体の形状は種々変化する。

【００１５】ここで、周辺部材どうしを締具で締結する
ことにより、構面体ユニットは蜂の巣状に接合してい
く。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明を図面に示す実施例に基づい
て説明する。図１〜図５は、この発明を適用した実施例
を示すものである。図１は、構面体ユニットの構成とそ
の接合した状態を示す平面概要図であり、図２及び図３
は、構面体ユニットの各部材の接合状態を示す断面図及
びその部分拡大図である。

【００１７】以下、図１、図２及び図３を用いて構面体
ユニット１の各構成部材について述べる。まず、図中２
は、枠組みである。これは、溝形鋼でなる六本の周辺部
材２ａをそれらの先端部に溶接した接合プレート２ｂに
より接合して、平面正六角形に形成してある。

【００１８】ここで、使用する溝形鋼の両先端部は、フ
ランジ部の溝側内角が６０°であり、ウェッブ部には、
図示していないが、後述する周辺部材２ａどうしを締結
するための穴が三箇所に設けられている。そして、接合
プレート２ｂは、溝形鋼のフランジ幅よりやや大きい板
状の鋼板であり、溝形鋼のフランジ部より端出する部分
の上下部には、各々一つずつ穴（図示せず。）を開設し
てある。

【００１９】そして、六本の前記溝形鋼の各両先端部と
六枚の接合プレート２ｂの両面とを、周辺部材２ａの溝
形部分は内側にして、かつ接合プレート２ｂは中心に向
かって端出するようにして溶接する。この時、図２及び
図３に示すように、周辺部材２ａは、構面体ユニット１
として組み立てられた時に、構面体ユニット１の上下方
向の中心線に対して一定の角度を有するように溶接す
る。なお、その角度は、目的とするドーム形の曲率半径
と、周辺部材２ａの画成する正六角形の対角線の長さと
により、適宜定める。

【００２０】次に、図中３は、束材である。この束材３
は、図３に示すように、上下両端部の外周に雄ねじを形
成した二本の鋼管３ａを突き合わせるように配列し、こ
の二本の鋼管３ａの各突き合わせ端部に管状のアジャス
ター３ｂを螺合して全体が伸縮可能な一本の棒体に構成
してあり、かくして継がれた二本の鋼管３ａの他端、つ
まり、束材３の上下両端部に、それぞれ雌ねじを形成し
た端部金物３ｃが螺合してある。

【００２１】ここで、鋼管３ａの上下両端部のねじ方向
は、逆方向である。そして、アジャスター３ｂ内のねじ
も、その両端部から長さの中心に向かって逆ねじとなっ
ている。しかして、鋼管３ａの突き合わせ端部のねじ
も、これに螺合する方向に形成してある。そして、端部
金物３ｃの外側面には、前記接合プレート２ｂの穴と同
径の穴３ｅを有する６枚の小プレート３ｄが、等間隔か
つ放射状に溶接されている。

【００２２】なお、アジャスター及び端部金物は、本実
施例にとらわれることなく、同様の機能を有する他の構
成の物も用いることができるのは勿論である。テンショ
ン材４は、枠組み２の各角部から、その内角を等分する
ように束材３の上下両端部の端部金物３ｃにかけて張設
される。そしてこれは、長短二本の鋼棒４ａと、この二
本の鋼棒４ａの一方の各端部を継ぐターンバックル４ｂ
と、継がれた二本の鋼棒４ａの他方の各端部にそれぞれ
溶接され、前記枠組み２の接合プレート２ｂの穴と同径
の穴を有する二枚の継ぎ手プレート４ｃとで構成されて
いる。

【００２３】なお、本実施例においては、直径１０〜２
０ｍｍ程度の鋼棒を用いるが、直径５〜１０ｍｍ程度の
ワイヤロープ等を用いても良い。また、ワイヤロープを
用いる場合には、本実施例の継ぎ手プレート４ｃの替わ
りに、ソケットを溶接すると好適である。このテンショ
ン材４はターンバックル４ｂにより、その長さを調節で
きるようになっている。そして、一の構面体ユニット１
には、上下合わせて十二本のテンション材４を用いる。
ここで、構面体ユニット１の上下方向の中心線に対する
周辺部材２ａの傾きに合わせるために、十二本のテンシ
ョン材４のうち下側の六本を他のものより短くしても良
いし、全て同じ長さとして構面体ユニット１の組み立て
時にターンバックル４ｂにより調節しても良い。

【００２４】本実施例に係る構面体ユニット１は、これ
らの構成部材を用いて、以下のように組み立てる。ま
ず、図３に示すように、テンション材４の一方の端部に
溶接された継ぎ手プレート４ｃの前記穴と枠組み２の各
角部となっている接合プレート２ｂの穴とを各々重ね合
わせ、ボルトとナットにより締結して、テンション材４
と枠組み２とを接合する。

【００２５】次に、束材３を、周辺部材２ａの画成する
正六角形の枠組み２の中心部に直立した姿勢で配置す
る。そして、テンション材４の他方の端部に溶接された
継ぎ手プレート４ｃと、束材３の小プレート３ｄとを、
前記と同様に締結して、枠組み２と接合した十二本のテ
ンション材４と束材３の上下両端部とを接合する。すな
わち、テンション材４と枠組み２により、その底面を共
有して上下方向に二つの正六角錘を合わせた形状を構成
し、束材３により、その二つの正六角錘の頂部を連結す
る構造となるように、各構成部材を接合させる。

【００２６】このようにして構面体ユニット１を組み立
ててから、束材３の鋼管３ａ、またはアジャスター３ｂ
をまわし、端部金物３ｃ、またはアジャスター３ｂによ
るねじ調整で束材３を長くし、テンション材４に張力を
与える。ここで、双方を併用すれば、束材３をより長く
することができる。そして、テンション材４のターンバ
ックル４ｂをまわすことにより、各テンション材４の長
さを調節して、各テンション材４の張力のバランスを均
等にする。

【００２７】図４及び図５は、以上のように構成した複
数の構面体ユニット１を蜂の巣状に接合して形成した単
層ドーム架構体５を示している。各構面体ユニット１の
接合は、周辺部材２ａを構成する溝形鋼の前記穴を用い
て、一辺につき三箇所をハイテンションボルトで締結
し、図１に示すように周辺部材２ａどうしが密着するよ
うに、蜂の巣状に接合していく。そして、単層ドーム架
構体５を構築する間に、束材３と枠組み２とテンション
材４との位置精度が悪くなった場合には、前記と同様
に、束材３のアジャスター３ｂ、端部金物３ｃまたは、
各テンション材４のターンバックル４ｂにより、テンシ
ョン材４の張力を調整する。

【００２８】このようにして、図４に示す大きな平面視
正六角形のドーム形を構築し、ドーム形の外周の各構面
体ユニット１を架構体外周のガーダー６に取り付けて、
単層ドーム屋根７とする。その際に、新たなテンション
材４を、接合部材によりガーダー６に取り付けてドーム
形の外周に生じる台形の空間８を埋める。なお、このガ
ーダー６は、通常施工されているＨ形鋼のトラス構造に
より構築する。

【００２９】そして、かかる単層ドーム屋根７を、従来
の方法により下部構造９で支えて、図５に示すような平
面視正六角形の単層ドーム架構体５とする。本実施例の
単層ドーム架構体５を以上のように構築し、かかる架構
体に膜材料やガラス等を使用して単層ドームとして仕上
げる。なお、単層ドームの規模は、構面体ユニット１の
使用数や各部材の長さによって自由に決定できる。ま
た、単層ドームが完成した後に、自重、積雪及び降雨等
により、単層ドーム屋根７を構成する構面体ユニット１
における束材３と枠組み２とテンション材４との位置精
度が悪くなった場合には、前記と同様に束材３又はテン
ション材４の長さを調節してテンション材４の張力を調
整することができる。

【００３０】なお構面体ユニット１の各構成部材の材料
及び接合器具は、本実施例にとらわれず、種々の物を使
用できるのは、勿論である。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、単層ドーム架構体に利
用される構面体ユニットは、周辺部材を組み合わせて一
定の形状の平面空間を画成してなる枠組みと、その枠組
みに囲まれる空間の中心部に直立する束材と、束材が枠
組みに囲まれる空間の中心部に直立するように周辺部材
と束材の上下両端部とに張設したテンション材とにより
構成されるので、従来法による煩雑な角形鋼管のトラス
接合をする必要がなくなり、また、各構面体ユニットご
とに地組みをすることができる。したがって、単層ドー
ム架構体の構築が容易となった。

【００３２】そして、枠組みは、周辺部材により平面正
多角形を画成しており、テンション材は、その枠組みの
各角部と束材の上下両端部とに張設した構成としたの
で、周辺部材及びテンション材を構成する材料の製作が
簡易となり、各テンション材の張力の調整が容易となっ
た。さらに、枠組みは、周辺部材により平面正六角形を
画成するので、同一形状の構面体ユニットを接合したド
ーム形を形成することが可能となった。したがって、単
層ドーム架構体の構築に要する各構成部材は、同一形状
のものを準備すれば良く、製作行程の単純化及び製作費
用の削減を図ることができた。

【００３３】また、束材には、その上下両端部に設けた
雄ねじと、その雄ねじに螺合して束材の長さを調節し、
テンション材の張りを調整する端部金物とを設けけたの
で、構面体ユニットの枠組みと束材とテンション材との
位置関係の精度を確保し、維持することが容易となっ
た。かかる効果は、束材の長さを調節するアジャスター
を設けたことによっても得られ、これらを併用すること
により、さらに前記効果が顕著なものとなった。

【００３４】そして、テンション材に、その長さを調節
するターンバックルを設けたことによって、各テンショ
ン材の張力をそれぞれ調整することができるようにな
り、構面体ユニットの枠組みと束材とテンション材との
位置関係の精度を確保し、維持することがより精度良く
行えるようになった。さらに、周辺部材が平面正六角形
を画成している枠組みをなす構面体ユニットを複数、蜂
の巣状に接合して単層ドーム架構体としたので、利用す
る構面体ユニットの、上下方向の中心線に対する周辺部
材の傾き、大きさ及び接合数により、単層ドーム架構体
の形状を種々変化させることができた。

【００３５】ここで、周辺部材どうしを締具で締結する
ことにより、構面体ユニットの接合自体を単純化するこ
とができ、単層ドーム架構体の工期を短縮できた。

【図面の簡単な説明】

【図１】構面体ユニットの平面図である。

【図２】構面体ユニットの断面図である。

【図３】構面体ユニットの部分拡大断面図である。

【図４】単層ドーム架構体の平面図である。

【図５】単層ドーム架構体の側面図である。

【符号の説明】

１ 構面体ユニット ２ 枠組み ２ａ 周辺部材 ３ 束材 ３ｂ アジャスター ３ｃ 端部金物 ４ テンション材 ４ｂ ターンバックル ５ 単層ドーム架構体

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単層ドーム架構体に利用される構面体ユ
   ニットにおいて、周辺部材を組み合わせて一定の形状の
   平面空間を画成してなる枠組みと、その枠組みに囲まれ
   る空間の中心部に直立する束材と、前記束材が前記枠組
   みに囲まれる空間の中心部に直立するように周辺部材と
   束材の上下両端部とに張設したテンション材とでなるこ
   とを特徴とする構面体ユニット。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の構面体ユニットにおい
   て、前記枠組みは、前記周辺部材により平面正多角形を
   画成しており、前記テンション材は、その枠組みの各角
   部と前記束材の上下両端部とに張設したことを特徴とす
   る構面体ユニット。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の構面体ユニットにおい
   て、前記枠組みは、前記周辺部材により平面正六角形を
   画成していることを特徴とする構面体ユニット。
4. 【請求項４】 請求項１に記載の構面体ユニットにおい
   て、前記束材には、その上下両端部に設けた雄ねじと、
   その雄ねじに螺合して束材の長さを調節し、前記テンシ
   ョン材の張りを調整する端部金物とを設けたことを特徴
   とする構面体ユニット。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の構面体ユニットにおい
   て、前記束材には、その長さを調節するアジャスターを
   設けたことを特徴とする構面体ユニット。
6. 【請求項６】 請求項１に記載の構面体ユニットにおい
   て、前記テンション材には、その長さを調節するターン
   バックルを設けたことを特徴とする構面体ユニット。
7. 【請求項７】 単層ドーム架構体において、周辺部材が
   平面正六角形を画成している枠組みをなす構面体ユニッ
   トを複数、蜂の巣状に接合して形成したことを特徴とす
   る単層ドーム架構体。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の単層ドーム架構体にお
   いて、前記構面体ユニットは、前記周辺部材どうしを締
   具を用いて接合したことを特徴とする単層ドーム架構
   体。