JPH01169070A - 開閉式膜構造体における張力導入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、比較的大スパンの建築物等に好適である新規
な複合型膜構造に関し、更に詳しくは膜材を開閉可能な
サスペンション膜構造体における張力導入方法に関する
ものである。

（従来技術とその問題点） 現在、一般的に普及している膜構造の形態としては空気
膜構造、サスペンション膜構造及び骨組膜構造がある。

しかしながら、１１１１記空気膜構造では膜面形状を維
持するため常時送風を行う必要があり、維持管理が極め
て煩雑で、相当の費用がかかり、１００ｍ以下の中小ス
パンの建物では経済的に不適合であるという問題を有す
る。

また、支柱式サスペンション膜構造の場合には、用途に
よっては支柱が邪魔になることがあり、さらに、単一ア
ーチ式の場合には、アーチの両側のアンバランスな張力
分布によってアーチの安定性が悪くなり、該支持架構の
自立性が得にくくなるといった問題もある。

次に、第１２図は上記骨組膜構造の一例を示し、立体ト
ラス等の自立フレーム１の上面に二次部材２を介して膜
材３が張架されたものである。

かかる骨組式膜構造では、第１２図の例の如く立体トラ
ス式のフレームｌのグリッド上に膜材３による膜面が張
設される場合に、上弦節点を利用した点支持方式では膜
面に加わる風圧力は該点支持部を介してフレーム１が負
担するため、充分な強度を期待するのが困難であり、ま
た、フレームｌに沿った線支持方式とする場合、膜面の
形状維持や変形接触に備えるため上記二次部材２が余分
に必要となる等、骨組材の経済性が得がたく、さらに、
膜材３は構造膜としては大きさも曲率も小さいものとな
り、むしろガラスやアクリルといった透光性の仕上材と
して、構造材としてのフレーム１の上面を覆う機能しか
有さず、膜構造が本来備えるべき膜面による張力抵抗シ
ステムが充分発押されているとは言い難いという問題が
ある。

また、上記従来の膜構造による構築物では、膜材の材質
を工夫することにより採光条件を良好にするようには改
良されているが、特にスポーツ用の施設として利用する
場合の空間の開放性の点で問題なイ■していた。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑み開発されたもの
であり、上記各膜構造の利点を兼ね備えた、新規な複合
型膜構造を基本とし、膜材を開閉可能なサスペンション
膜構造体における張力導入方法を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明に係る開閉式膜構造体
における張力導入方法は、略平行もしくは略放射状に配
設されたサスペンション材と、該各サスペンション材の
複数個所から線条材により下方に吊下された膜材と、前
記各サスペンション材間の中間位置で各サスペンション
材と同方向に膜材上に配設され該膜材に緊張力を付与す
る押えケーブルとを備えてなり、所定の駆動装置により
前記膜材を開閉可能としたサスペンション方式の膜構造
体において、前記各サスペンション材及び各押えケーブ
ルの両端部は、各々の両端の支持部材に接合され桁行方
向に連続するガイド部材に沿って移動可能とし、所定の
緊張装置により前記ガイド部材を前記膜材の開閉方向と
直交する方向に移動させ、該ガイド部材に連結された前
記サスペンション材及び押えケーブルのいずれか一方も
しくはその両方を緊張させることにより前記膜材に張力
を導入するようにしたことを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明の好適な実施例を図面により説明する。

第１図乃至第９図は本発明の一実施例を示し、第１図は
本実施例に係る膜構造体の一構成単位を示す要部斜視図
、第２図は該膜構造体の概略構成を示す平面図、第３図
は第２図の側面図、第４図はそのＡ−Δ線断面図、第５
図は膜材の平面構成を示す端面図である。

本実施例に係るサスペンション膜構造は、第１図に示す
ようにサスペンション材としてのサスペンションケーブ
ル１０と、線条材としてのストラットケーブル１１と、
膜材１２と、押えケーブル１３とを備えてなるものであ
る。

サスペンションケーブル１０は、所定間隔を画して平行
に配設されており、第１図及び第４図に示すように下方
に湾曲した円弧形状となっている。

各サスペンションケーブルＩＯからは、本実施例では７
本のストラットケーブル１１が下方に吊下され、該各ス
トラットケーブル１１により、吊り金具１１ａを介して
膜材１２が吊持されている。

また、各サスペンションケーブル１０間の中間位置には
、該サスペンションケーブル１０と平行に押えケーブル
１３が膜材１２上に配設されており、各サスペンション
ケーブル１０と各押えケーブル１３は、その端末部にお
いて両者のいずれか一方あるいは両方に緊張力を加える
ことにより、膜材１２に張力を導入している。

しかして、膜材１２からなる膜面ば第１図及び第４図に
示す如く、ストラットケーブル１１による各支持点間で
は充分な曲率を保持して曲面の安定化が図られ、膜材１
２と押えケーブル１３とか−・体止した膜体自身の張力
抵抗システムが発揮されるよう構成されるとともに、膜
面全体としては外方への膨出度の小さい、低ライズ曲面
として形成され、風圧力が加わった場合に膜面に可及的
に負圧分布を得るように構成されている。

また、第２図乃至第５図において、１４はサスペンショ
ンケーブル１０の両端位置で桁行方向に配設された大梁
材、１５は構造体の桁行方向両端部に配置された、水平
力に対抗するトラス形式の補剛材、１６は各サスペンシ
ョンケーブル１０の両端部位置に配置された柱材であり
、柱材１６からは横架材１７及び補助柱材１８が外方に
突出配置され、これに第１補強ワイヤー１９及び第２補
強ワイヤー２０が配設されて第４図に示す如くトラスを
形成している。

また、第３図及び第５図に示すように押えケーブル１３
の両端部位置には柱体１６．１６間に架設された梁材２
１が配設され、前記柱材１６の上下端と、押えケーブル
１３の両端部位置の梁材２１間に各々プレース材２２．
２３が張設されている。

さらに、第５図に示すように、押えケーブル！３の両端
部位置の梁材２１と前記横架材１７の先端との間に各々
ワイヤー材２４が張設されている。

しかして、本実施例では各サスペンションケーブルｌＯ
の両端部及び６押えケーブル１３の両端部には、第６図
乃至第８図に示すような滑動装置及び緊張装置が取付け
られている。

即ち、第６図に示すように押えケーブル１３の端部を例
にとると、該端部位置では、横架材１７の内部側の先端
は柱体１６より内方に延設されて、片持ち状態に突出配
置されている。

該横架材１７の先端部１７ａ上には、桁行方向に連続し
てガイド部材としての断面路コ字形のガイドレール２５
が載架されており、本実施例では、第８図に示すように
ガイドレール２５内に長手方向に連続して形成された２
個所の突起レール２６に一対のローラー２７が各々係合
されており、該ローラー２７の回転軸２８の中央部に一
端が連結された連結材２９の他端が、連結具３０を介し
て押えケーブル１３の端部と連結されている。

よって、押えケーブル１３はローラー２７の滑動により
、ガイドレール２５の長子方向（桁行方向）に沿って移
動可能となっている。

また、ガイドレール２５は、前記横架材１７の先端部１
７ａの位置で各々摺動部材３１により横架材先端部１７
ａの軸方向に対して摺動可能に固定されている。

即ち、摺動部材３１は第８図に示すようにガイドレール
２５の外周部を把持する把持部３２と、丸形鋼管からな
る横架材先端部１７ａの外周面に嵌合、当接されたリン
グ状のスライド部３３を備えており、後述する緊張装置
により第８図中左方向（後述する膜材１２の開閉方向と
直交する方向）に引張られることにより、横架材先端部
１７ａの外周面に沿って摺動可能となっているものであ
る。

なお、第６図に示すように把持部３２の外方端と柱体１
６との間には、後述する如く、押えケーブル１３に所定
の緊張力を付与するに足るだけのクリアランスｌ、が確
保されている。

次に、前記把持部３２の外方端にはガセットプレート３
４が一体に形成されており、該プレート３４に一端が接
合された引張ボルト３５は、柱体１６内を摺動自在に１
１通して、該柱体１６の外方の横架材１７−トに配置さ
れた緊張装置としての電動式センターホールジヤツキ３
６内に導入され、該ジヤツキ３６内を１１通して外方に
所定寸法分突出されている。

よって、該ジヤツキ３６により引張ボルト３５、ガイド
レール２５を介して、押えケーブル１３は地−上位置か
ら遠隔操作により緊張、弛緩が自在となっている。

また、本実施例に係るガイドレール２５は、第７図及び
第９図に示すように前記ジヤツキ３６による押えケーブ
ル１３の緊張時に、該緊張力を受ける部分、即ち、各横
架材先端部１７ａの軸中心位置から左右に所定寸法骨振
り分けた長さＴの部分の第１ガイドレール２５ａと、該
６第１ガイドレール２５ａ間の中間部分の第２ガイドレ
ール２５ｂとを分離して形成するとともに、ジヤツキ３
６による緊張、弛緩方向（第７図において上下方向）に
対して相互の接合部が回動可能なようにビン３７による
ピン接合手段として、第１ガイドレール２５ａの多少の
変形を認める構成としている。

さらに、前記緊張力による変形に対する補強手段として
、緊張力を受けるｍ１記各第１ガイドレール２５ａをそ
の中間位置の第２ガイドレール２５ｂよりも剛性の高い
厚肉断面形状として変形を可及的に小さく抑えるように
構成されている。

また、第６図及び第８図に示すように、押えケーブル１
３の軸線中心方向は図中仮想線で示す緊張時と、図中実
線で示す弛緩時では水平方向に対する傾斜角が異なって
くる。

そこで、本実施例では、緊張時の押えケーブル１３が水
平方向に対してなす傾斜角θに一致するように、前記横
架材１７をあらかじめ水平方向に対して傾斜させて配置
することにより、前記ガイドレール２５、摺動部材３１
及び緊張装置としてのジヤツキ３６等の引張中心方向が
、各々これに連結される押えケーブル１３の緊張後の軸
線中心方向に一致するようして、緊張後にガイドレール
２５、摺動部材３１及びジヤツキ３６等に曲げモーメン
ト等の好ましくない応力が作用しないように設定されて
いる。

なお、上記したガイドレール２５や緊張装置３５等の構
成は、図示しないサスペンションケーブル１０の端部に
おいても同様である。

また、本実施例では桁行方向の一方の端部に配設された
前記補剛材１５を所定の駆動装置により桁行方向に駆動
することにより、各サスペンションケーブルＩＯ及び押
えケーブル１３とともに前記膜材１２を開閉自在として
いる。

かかる構成からなる１本実施例に係るサスペンション膜
構造体では、まず、前記サスペンションケーブル１０も
しくはｖ；１記押えケーブル１３の緊張時には、前記ジ
ヤツキ３６により前記ガイドレール２５を第６図におい
て実線で示す弛緩時の位置から横架材先端部１７ａに沿
って図中仮想線で示す緊張時の位置まで外方に引張り移
動させることにより、該ガイドレール２５に連結された
ｍＩ記サスペンションケーブル１０及び押えケーブル１
３のいずれか一方もしくはその両方に緊張力を付与する
ようにしている。

即ち、緊張時には滑動装置としてのがイドレール２５、
ローラー２７等も一緒に緊張装置としてのジヤツキ３６
により移動させることにより、緊張手段としての構成が
簡素化され、滑動装置とは分離してサスペンションケー
ブル１０及び押えケーブル１３のみを緊張する場合に比
較して装置が煩雑となるのを防ぎ、保守管理上も装置の
故障の発生専を減少させつる効果がある。

さらに、サスペンションケーブル１０及び押え　　−ケ
ーブル１３の緊張、弛緩、再緊張や駆動装置の作動は地
上位置から操作しつるため、開閉時の作業が簡略化しつ
る。

また１本実施例では、天候等の条件に応じて膜材１２を
自在に開閉可能であるため、快適な大空間の創成が可能
となり、特にスポーツ施設のように晴天時には開放的な
空間が望ましい建築物に好適なものとすることができる
。

また、本実施例に係る膜構造体では、支配的荷重となる
風圧力に対しては、上記の如く膜面には大部分負圧とし
て作用するため、該負圧は膜材１２及び押えケーブル１
３が張力として負担し、例えば局部的風圧力による膜面
の変形に伴う不均衡な応力が発生しても、該応力は柔軟
な膜材１２と押えケーブル１３からなる張力環に吸収さ
れる。　よって、サスペンションケーブル１０には多少
の正圧分布となる部分の風圧力がストラットケーブル１
１を介して短期荷重として作用するのみどなる。

従って、本実施例ではサスペンションケーブルＩＯは、
該サスペンションケーブル１０や、膜材１２、ケーブル
１３等の極めて軽量な長期０市及びある程度の風圧力、
積雪の短期荷重を支えるだけでよい。

また、可撓性のワイヤー材を使用しているため、ストラ
ットケーブル１１を介して伝達される荷重はサスペンシ
ョンケーブル１０にはすべて軸力としてのみ作用し、曲
げ力は一切作用しないため、剛性の高い骨組材を使用す
る上記従来例に比較して格段に軽晴化を図ることができ
る。

また、上記の如く、軽微な自重に対しては膜材１２はサ
スペンションケーブル１０への点支持、また大きな風荷
重に対してはケーブル１３への線支持となっており、接
合部の態様が荷重の大きさに応じた合理的なものとして
形成されている。

なお、上記実施例では各サスペンションケーブル１０が
相互に平行に配設された例を示したが、この他にも例え
ば第１０図及び第１１図に示す実施例のように各サスペ
ンションケーブル１０を相互に略放射状に配設すること
も可能であり、この場合名神えケーブル１３は各サスペ
ンションケーブル１０間の中間位置で該サスペンション
ケーブル１０と同方向に配設すればよい。

また、上記実施例では緊張装置３６は、サスベンジ三１
ンケーブル１０及び押えケーブル１３の両方に設置する
例を示したが、いずれか一方に配置するものであっても
上記実施例に準じた作用効果を奏しつる。

さらに、上記実施例では滑動装置として、ガイドレール
２５とローラー２７を利用する手段を例示したが、かか
る滑動装置についても他の適宜なガイド部材や手段を採
用可能である。

また、サスペンション材としては、ワイヤー１０にかえ
て単一材の鋼管のような剛性を有するビーム材等、適宜
材質のものを使用することができる。

また、桁行方向の一方の端部の補剛材１５を所定の駆動
装置により駆動する例の他にも、膜材１２の開閉手段に
ついては任意の手段を採用可能である。

さらに、本発明は上記実施例に限定されるものではなく
、各サスペンションケーブル１０間の間隔やスパン、ス
トラットケーブルの配設本数などは設計条件に応じて適
宜変更可能である淳、本発明の要旨を逸脱しない範囲内
で種々の変形例が可能であることは言うまでもない。

（発明の効果） 本発明は上述した如く構成されており、各サスペンショ
ン材及び６押えケーブルの両端部は、各々の両端の支持
部材に接合され桁行方向に連続するガイド部材に沿って
移動可能とし、所定の緊張装置により前記ガイド部材を
前記膜材の開閉方向と直交する方向に移動させ、該ガイ
ド部材に連結された前記サスペンション材及び押えケー
ブルのいずれか一方もしくはその両方を緊張させること
により前記膜材に張力を導入するようにしたことにより
、緊張装置と移動手段としての滑動装置等の構成が簡素
化され、滑動装置とは分離してサスペンション材及び押
えケーブルのみを緊張する場合に比較して装置の煩雑化
を防ぎ、合理的な構成とすることが可能となり、また、
装置を単純化することにより保守管理上も装置の故障の
発生等を減少させつる効果がある。

また、軽量構造としての耐風性能が膜材と押えケーブル
からなる膜体に主として期待でき、膜構造が本来有すべ
き膜体の張力抵抗が充分に発揮さ第１図乃至第９図は本
発明の一実施例を示し、第１図は本実施例に係る膜構造
体の要部１゛）親図、第２図は該膜構造体の概略構成を
示す平面図、第３図は第２図の側面図、第４図はそのＡ
−Ａ線断面図、第５図は膜材の平面構成を示す端面図、
第６図は滑動装置及び緊張装置の例を示す概念図、第７
図は第６図の平面図、第８図は活動装置の要部拡大図、
第９図はガイド材の要部拡大図、第１０図及び第１１図
は各々本発明の他の実施例を示す概念図、第１２図は従
来の骨組膜構造の例を示す概念図である。

１０・・・サスペンション材、 １１・・・線条材（ストラットケーブル）、１２・・・
膜材、 １３・・・押えケーブル。

１６・・・柱体、 １７・・・横架材、　　　　１７　ａ　＝・横架材先端
部、２５・・・ガイドレール、 ２７・・・ローラー、 ３５・・・引張ボルト、 ３６・・・ジヤツキ、 ３７・・・ビン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　略平行もしくは略放射状に配設されたサスペンション
   材と、該各サスペンション材の複数個所から線条材によ
   り下方に吊下された膜材と、前記各サスペンション材間
   の中間位置で各サスペンション材と同方向に膜材上に配
   設され該膜材に緊張力を付与する押えケーブルとを備え
   てなり、所定の駆動装置により前記膜材を開閉可能とし
   たサスペンション方式の膜構造体において、前記各サス
   ペンション材及び各押えケーブルの両端部は、各々の両
   端の支持部材に接合され桁行方向に連続するガイド部材
   に沿って移動可能とし、所定の緊張装置により前記ガイ
   ド部材を前記膜材の開閉方向と直交する方向に移動させ
   、該ガイド部材に連結された前記サスペンション材及び
   押えケーブルのいずれか一方もしくはその両方を緊張さ
   せることにより前記膜材に張力を導入するようにしたこ
   とを特徴とする開閉式膜構造体における張力導入方法。