JPH02304149A - 複合シェル構造物用構造部材及びそれを用いた複合シェル構造物並びにその構築方法 - 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」 この発明はコンサートホール、コンベンションセンター
、スポーツアリーナなどとして好適な複合シェル構造物
とその構築方法および複合シェル構造物用構造部材に関
するものである。

「従来の技術」 従来一般のシェル構造物は、軸応力と剪断応力をシェル
構造物の部材内に発生させる膜応力状態によって外力に
抵抗していた。しかしながら、膜応力状態を生じさせる
ためには、境界面上での整舎外が保たれなければならな
い。つまり、シェル構造物の境界上での反力は荷重によ
って起こされる境界での膜力に等しく、力の方向の符号
が逆でなければならないのと、シェル構造物の境界部分
が膜歪によって起こされる変位を受けることを許される
支持でなくてはならないという条件のいずれか一方また
は両方を同時に満足できなければならない。この条件が
満足できなければ、シェル構造物の境界部分近傍内部に
符号の反転する曲げ応力が生じてシェル構造物が破壊し
てしまう。

この問題を解決するためには、前記曲げ応力が生じる部
分に応力の正負に抵抗できるような構造を採用し、この
部分の曲げ剛性を高くして抵抗するようにすれば良い。

そこで従来のシェル構造物は、シェルの肉厚を増加した
り、部分的に山形の鋼板で補強して曲げ剛性を高める構
造を採用していた。

「発明が解決しようとする課題」 しかしながら、シェルの肉厚を増加すると、シェル自体
の重量が増加して更に曲げ応力を増加させてしまう問題
がある。同様に、山形の鋼板を用いた場合、剪断抵抗は
増加するが、シェル構造物の境界部分の全部を補強する
ことはできないので曲げに抵抗する部分が少なく、十分
な曲げ剛性を与えることができない上に、山形の鋼板の
自重によってシェルに加わる曲げ応力も増加してしまう
問題があった。さらに、局部的に補強するためにしわが
生じたり、局部的に発生ずる大きな曲げ応力によってシ
ェル構造物が破壊することがあった。

また、シェル構造物を構築する場合、従来は、シェル構
造物の構築場所に足場と型枠を組み」二げ、その後にシ
ェルを構築する必要があったので、足場と型枠の施工費
並びに材料費が膨大になるともに、型枠と足場の組み」
二げと撤去に時間がかかるので工期が長くなる問題があ
った。

本発明は前記課題を解決するためになされたもので、重
量増加を伴わないような構造を採用し、前記曲げ応力に
十分に抵抗できるとともに、施工の簡略化と工期の短縮
化をなしえるシェル構造物とその構築方法およびシェル
構造物用構造部材を提供することを目的とする。

「課題を解決するための手段」 請求項■に記載した発明は前記課題を解決するために、
外周縁に接合部を形成してなる板状の構造部材を複数、
相互に接合部を介し連結してなる仮組シェルと、この仮
組シェルの」二面側に設置された配筋と、仮組シェルの
上面側に前記配筋を囲撓して打設されたコンクリート層
とから構成したらのである。

請求項２に記載した発明は前記課題を解決するために、
外周縁に接合部を形成してなる板状の構造部材を多数、
相互に接合部を介し連結して仮組シェルを形成し、次い
でこの仮組シェルの」二面側に配筋を行うとともに、配
筋後に仮組シェルの」二面側に配筋を囲撓させてコンク
リートの打設を行って構築するものである。

請求項３に記載した発明は前記課題を解決するために、
仮組シェルと、この仮組シェルの上面側に設置された配
筋と、仮組シェルの上面側に前記配筋を囲撓して打設さ
れたコンクリート層とからなる複合シェル構造物の構築
に用いられ、複数接合されて前記仮組シェルを構成する
ための構造部材であって、上面外周縁に連結金具が複数
突設されてなる板状の第１構造部材と、上面外周縁に前
記連結金具を接合する受部が複数形成されてなる板状の
第２構造部材からなるようにしたものである。

１作用」 構造部材の外周縁に接合部を設け、構造部材を外周縁ど
うしで接合し、その上面にコンクリート層を形成するの
で、構造部材の外周縁とコンクリート層の２層でシェル
構造物に作用する曲げ応力を受けることができ、曲げ応
力に対する構造強度が向上する。また、板状の構造部材
を接合部で連結して仮組シェルを形成し、この仮組シェ
ルを足場並びに型枠として利用してコンクリートの打設
を行い、シェル構造物を構築できるので、特別な足場組
や型枠施工が不要になって作業性が向上するとともに工
期が短縮される。また、足場と型枠の代用とする仮組シ
ェルをそのまま残してシェル構造物の一部とするので、
材料の無駄が少なく、施工費が低減される。

「実施例」 第１図は、第１１図に示すドーム状のシェル構造物Ａを
構築する場合に用いる第１構造部材の一実施例を示す乙
ので、この第１構造部材ｌにおいては、４角形状の鋼板
からなる基板２の各辺に接合部が形成されている。これ
らの接合部は、基板２の各辺に基板２に対して傾斜して
延設された接合片３と、各接合片３の上面に植設された
複数の接合金具４とから構成されている。この接合金具
４は、点溶接されたボルトあるいはスタッドなどにより
形成されている。また、基板２の上面には相互に平行に
Ｌ型鋼材製のチャンネル祠からなる支持部材５が固定さ
れている。そしてこれらの支持部材５の上端には、所定
の間隔で複数の切欠状の収納部６が形成されている。な
お、第１構造材１において、基板２を軽量コンクリート
のプレキャスト板で囲撓して補強する構造を採用し、基
板２の剛性を向上させても良い。

第３図は第１図に示す第１構造部材Ｉに接合される第２
構造部材８を示すもので、この第２構造部材８は、４角
形状の鋼板からなる基板９と、この」二面に平行に固定
されたＬ型鋼材製の支持部材ＩＯからなる。そして前記
基板９の外周縁には前記第１構造部材ｌの接合金具４を
挿通自在な受は孔（受部）１２が形成され、各支持部材
９の上端部には所定の間隔で複数の切欠状の収納部１３
が形成されている。

なお、前記第１構造部材ｌの短辺と第２構造部材８の短
辺の長さは等しく形成されるとともに、第１構造部材ｌ
の長辺と第２構造部材８の長辺の長さが等しく形成され
ていて、第１構造部材ｌの各辺の接合金具４を第２構造
部材８の各辺の受は孔１２に第５図に示すように挿通し
てナツトを螺合することで第１構造部材ｌの各辺と第２
構造部材８の各辺を接続できるようになっている。なお
、第１構造部材１の基板２と第２構造部材８の基板９は
、ドーム状のシェル構造物Ａをその経線と緯度線でもっ
て多数に分割した形状に形成されていて、第１構造部材
１と第２構造部材８を多数接合してドーム状に組み」二
げることができるようになっている。

ところで、第６図に示す如く第１構造部材を構成するこ
ともできる。第６図に示す第１構造部祠ビは、基板２°
を枠材２ａとガゼツトプレート２ｂとプレース材２ｃと
プレキャスト板２ｄで構成して鋼材部分の軽量化を行っ
た構造である。

次に前記第１構造部材１と第２構造部材８を用いて第１
Ｉ図に示すドーム状のシェル構造物Ａを構築する場合に
ついて説明する。

シェル構造物Ａを構築するには、まず、第１構造部祠ｌ
と第２構造部材８を多数用意し、建築現場などでこれら
のうち任意の個数を接合する。接合するには、第１構造
部材１の接合金具４・・・を第２接合材８の受は孔９に
挿通し、接合金具４・・・にボルトを螺合して接合する
か、溶接により接合すれば良い。この際に第１構造部材
１の隣に第２構造部材８接続し、その第２構造部材８の
隣に第１゜構造部材１を接続するというように、交互に
互い違いに接合する。

所要個数の第１構造部材ｌと第２構造部材８を接合した
ならば、第７図に示すようにクレーンなどの揚重機械２
０によって吊り上げ、シェル構造物の建築場所で組み上
げる。この組み上げに際し、第１構造部材ｌと第２構造
部材８が交互に接合されるようにする。以上の操作を順
次行うことによって第８図に示すドーム状の仮組シェル
２Ｉを構築する。

仮組シェル２１を構築したならば、次に、仮組シェル２
１を構成している各第１構造部材ｌの支持部材５の収納
部６と各第２構造部材８の支持部材ｌＯの収納部１３に
第９図に示すように鉄筋２２を設置し、次いで第１Ｏ図
に示すように鉄筋２２・・・に対して直角に鉄筋２３・
・・を配置する。

この配筋作業の終了後、仮組シェル２１を型枠に見立て
て仮組シェル２１の上面に軽量コンクリートを打設し、
軽量コンクリートで配筋を囲撓し、配筋に対する軽量コ
ンクリートのかぶり厚を十分に確保した上で養生する。

以−Ｌの作業によって複数の第１構造部祠１と複数の第
２構造部材８と鉄筋２２・・と鉄筋２３・・・と軽量の
コンクリート層２４とからなる２層構造のシェル構造物
Ａを構築できる。

以上説明したようにシェル構造物Ａを構築するならば、
第１構造部材１・・・と第２ｖＩ造部材８・・・？こよ
り仮組シェル２１を構築することで従来組み（＝１けて
いた足場や型枠が不要であり、仮組ソエル２１はそのま
まシェル構造物Ａの一部として残すので足場や型枠の解
体作業が不要になってその分、施工を簡略化できるとと
もに、工期の短縮も実現できる。

このように構築されたシェル構造物Ａにあっては、鋼材
からなる第１構造部材ｌの接合片３と第２構造部材８の
外周縁を重ねて多数組み合わせて構成された仮組シェル
２１を有しているので、各構造部材１．８の接合部が鋼
材でコンクリート層を補強した２重構造となって剛性が
向上されているので構造部材１．８の接合部に曲げ応力
が作用しても問題なく耐えることができる。また、軽量
のコンクリート層２４を有しているので、全体の重量増
加が抑制され、重量増加に起因する曲げ応ツノを極力小
さくできる。

第１２図は本発明の他の実施例のシェル構造物Ｂを示す
もので、この例のシェル構造物Ｂにおいては、第１３図
に示す第１構造部材３ｏと第２構造部材３１を用いて構
築されるようになっている。

この例の第１構造部材３０は６角形状のプレキャスト板
からなる基板３２の各辺に接合片３３を突設し、各接合
片３３に接合金具３４が植設されている。また第２構造
部材３１は６角形状のプレキャスト板からなる基板３５
の外周部に受は孔３６が複数形成されている。

この例のシェル構造物Ｂにあっては、第１構造部材３０
と第２構造部材３１を接合金具３４によって接合し、更
に、接合金具３４の周囲に軽量コンクリートの打設を行
って構成されている。

この例のように第１構造部材３０と第２構造部材３１を
６角形状に形成してもよい。

また、第１４図と第１５図は本発明の第３実施例を示す
もので、この実施例のようにシェル構造物Ｃを３角形状
の第１構造部材４ｏと３角形状の第２構造部材４１で形
成しても良い。

以上説明したようにこの発明の構造部材は目的とするシ
ェル構造物の外形に合わせて種々の形状を採用すること
ができる。更に、第１構造部材の一側に接合金具を突設
するとともに他側に受部を形成し、第２接合部材の一側
に接合金具を突設するとともに他側に受部を形成して各
構造部材を接合可能に構成しても良い。

「発明の効果」 以」二説明したように本発明は、構造部材の外周縁に接
合部を設け、構造部材を外周縁どうしで接合し、その上
面にコンクリート層を形成するので、構造部材とコンク
リート層の２つの層でシェル構造物に作用する曲げ応力
を受けることができる。

従って曲げ応力に対する構造強度が向上し、強固な構造
のシェル構造物を提供できる。

また、板状の構造部材を接合部で連結して仮組シェルを
形成し、この仮組シェルを足場並びに型枠として利用し
てコンクリートの打設を行い、シェル構造物を構築でき
るので、特別な足場組や型枠施工が不要になって作業性
が向上するとともに、従来用いていた足場や型枠の解体
作業が不要になるので、シェル構造物の工期短縮を実現
することができる。また、足場と型枠の代用にすること
ができる仮組シェルをそのまま残してシェル構造物の一
部とするので、材料の無駄がなく、施工費を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のシェル構造物に用いられる第１構造部
材の一実施例の斜視図、第２図は同第１構造部材の断面
図、第３図は本発明のシェル構造物に用いられる第２構
造部材の一実施例の斜視図、第４図は同第２構造部材の
断面図、第５図は第１構造部材と第２構造部材を接合し
た状態を示す斜視図、第６図は第１構造部材の他の例を
示す斜視図、第７図ないし第１Ｉ図は本発明のシェル構
造物の構築手順を説明するもので、第７図は接合した構
造部材を吊り上げる状態を示す説明図、第８図は仮組シ
ェルの斜視図、第９図は仮組シェルの」二面側に配筋し
た状態を示す斜視図、第１０図は仮組シェルの浴上面側
に直行配筋した状態を示す斜視図、第１１図はシェル構
造物を示す斜視図、第１２図はシェル構造物の他の例を
示す斜視図、第１３図は第１２図に示すシェル構造物を
構築する場合に用いる構造部材の斜視図、第１４図はシ
ェル構造物の他の例を示す斜視図、第１５図は第１４図
に示すシェル構造物を構築する場合に用いる構造部材の
斜視図である。 Ａ　、Ｂ　、Ｃ・・シェル構造物、ｌ・・・第１構造部
材、２・・基板、３・・接合片、４・・・接合金具、５
・・支持部材、８・・・第２構造部材、９・・・基板、
ｌＯ支持部材、２２．２３・・・鉄筋。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）外周縁に接合部を形成してなる板状の構造部材を
   複数、相互に接合部を介し連結してなる仮組シェルと、
   この仮組シェルの上面側に設置された配筋と、仮組シェ
   ルの上面側に前記配筋を囲撓して打設されたコンクリー
   ト層とからなることを特徴とする複合シェル構造物。
2. （２）外周縁に接合部を形成してなる板状の構造部材を
   多数、相互に接合部を介し連結して仮組シェルを形成し
   、次いでこの仮組シェルの上面側に配筋を行うとともに
   、配筋後に仮組シェルの上面側に配筋を囲撓させてコン
   クリートの打設を行って構築することを特徴とする複合
   シェル構造物の構築方法。
3. （３）仮組シェルと、この仮組シェルの上面側に設置さ
   れた配筋と、仮組シェルの上面側に前記配筋を囲撓して
   打設されたコンクリート層とからなる複合シェル構造物
   の構築に用いられ、複数接合されて前記仮組シェルを構
   成するための構造部材であって、上面外周縁に接合金具
   が複数突設されてなる板状の第１構造部材と、上面外周
   縁に前記接合金具を連結する受部が複数形成されてなる
   板状の第２構造部材からなることを特徴とする複合シェ
   ル構造物用構造部材。