JPH03169986A

JPH03169986A - 大空間屋根の構築工法

Info

Publication number: JPH03169986A
Application number: JP30839289A
Authority: JP
Inventors: Michio Hakiri; 羽切　道雄; Ichiro Kusama; 草間　伊知郎
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1991-07-23
Anticipated expiration: 2011-02-07
Also published as: JPH0811911B2

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］本発明は一般に、中間柱を設けない大空間を要する建築
物等の屋根において、建築物等の上部を形成するケーブ
ル構造の屋根を架構する構築工法に係り、とくに、大空
間特有の目的を有する建造物のための大空間屋根を架構
する構築工法に関するものである。

［従来の技術］従来、建造物が大スパンである場合には、主架橋の骨組
をアーチ架橋構造とすることが有利であるとされてきた
。しかし、アーチ構造では梁の構造が大規模になり、両
端の支持構造や基礎の構造に影響する不利があるため、
実際的には結局多くの制約を受けることになる。従って
、さらに有利には、建築物の屋根を膜構造に形成するこ
とが行われる。第８図Ａ，Ｂ，Ｃには「デザート・アク
アネット」として知られる円形の農耕施設の平面図、断
面図と一部の詳細図が示され、ａは構造体，ｂは鉄骨造
の梁、Ｃは折板構造で樋を形威し、膜材ｄを張設した屋
根、ｅ．ｆは栽培施設、ｇは盛土であって、同Ｃ図には
屋根Ｃの鉄骨構造の断面が示されている，このような建築物では、膜構造の屋根を構或すると、屋
根面，に対する単位の重量が比較的小さく、併せて、曲
面の特性を活用することができるため、ドーム形の屋根
は全体としてはコスト減になる。

しかし、この張力を構造体で支承するには，構造体にも
制約を受け、とくにケーブル支持構造として提案される
ときには，ケーブルの張設構造や膜構造が、全体の屋根
の構築工法を支配し，内圧空気膜構造のいわゆる「ドー
ム屋根』にあっては、簡易な採用が妨げられている。

［発明が解決しようとする課題コ従来のケーブル支持による膜構造屋根は、一般に、全体
を放射方向、または同心方向に分割した単位として構或
し、それを接続して構築するのを有利とするため，円形
、楕円形等の構築物には適するが、部材の汎用性に難が
あり、梁間方向の大スパンに、桁行き方向の連続性を必
要とするような場合には、工法の特殊性がかえって不利
となり、熟練を要したり、長い工期を必要とするもので
あった．［課題を解決するための手段］本発明は、上記のような現状に鑑み、これらの欠点を一
掃するように創案されたものであって、空間上部にケー
ブルを張設して膜材製の屋根を形成する大空間建築物の
屋根の構築工法において、建築物の屋根を支持するケー
ブルは上弦材と下弦材とからなり、下弦材の両端は支持
構造体に支持され、そのスパンの中央部には鉄骨で構威
した連結体を支持するものであり、その構築工法は、地
表面において、梁間方向の両側の支持構造体から２条の
下弦材を配置する工程、各下弦材の中央部に２本の連結
体の下部梁部材を摺動自在に係着する工程、これら２本
の梁部材を連結すると共に、上方に立体構或の鉄骨造連
結体を構或する工程、連結体の上部と，下弦材が支持構
造体に近接する位置との間に両側の２本の上弦材を接続
する工程、２本の上弦材の上面に屋根の膜材を張設する
工程を包含し、両端の支持構築体の上部を支点として、
上記屋根の下弦材にプレストレスを導入する工程によっ
てｌ単位の屋根を完威し、それらを接続する屋根材を張
設することを特徴とする大空間屋根の構築工法を提供す
ることを目的とするものである。

本発明の大空間屋根の構築工法によれば、上下弦のケー
ブルと鉄骨構造体とからなる屋根部分の組立構成をすべ
て安全に地表上で行ない，ケーブルに張力を加えて上空
に吊り上げ支持し、しかも、ケーブルに簡易にプレスト
レスを導入して屋根を支持するものであるから、全体の
構造が軽量であるばかりでなく、プレストレスの作業に
伴う反力がローラー支承によって処理され、しかも、プ
レストレスの導入作業に格別高度の技術を必要とするこ
となく，連結体の構或によって屋根の勾配や張力に対す
る自由度が大きい。

［実施例］本発明の大空間屋根の構築工法を説明する前に、本発明
を採用して構築する建築物を示す一実施例の図面に基づ
いて詳細に説明する。第１図は本発明の実施例を示す断
面図であり、第２図Ａ，Ｂはそれぞれ上弦材，下弦材の
面における屋根伏図である。図中の１は地表に栽培施設
２を設けた農耕用の建築物であって、そのスパンはＬｏ
ｏｍのオーダーである。３は建築物１の桁行き方向の両
側に構築され、擁壁を兼ねて屋根４を支持する支持構造
体、５は屋根４に張設される膜材、６は内部に段状に形
成された栽培施設２の畑、７は地表面８に形成された平
坦な畑、９は盛土である６本発明の屋根４は，下弦材４
ｌと上弦材４２とを梁間方向の主材とし、これら両弦材
には鋼製のケーブルを使用している。このうち、下弦材
４工は、第３図にも示すように、支持構造体３の頂部３
１に設置したローラー支承３２間に張設され、その中間
に、本発明でとくに採用し、鉄骨で立体的に構成した連
結体１０を支持すると共に、ローラー支承３２を越える
外端部４３は下方に向い、複数個の重錘２０を係着して
，下弦材４１に張力を与えている。この張力はのちに恒
久的に支持構造体３に固定される。

上弦材４２は屋根４の中央部で連結体１０を挾んで２分
されており、外方の両端部４４は支持構造体３上のロー
ラー３２に近接した外方位置で下弦材４１との会合点の
結合金具４５に接続され、内端部４６は、前記連結体１
０の上部に固定してある。屋根４の膜材５は上弦材４２
間に支持されて張設してあり、結合金具４５の位置を越
える部分は，支持構造体３の外方でローラー３２等を覆
うまで下弦材４ｌに張設する。

次に、第４図に示す詳細図を加えて、本発明の連結体１
０を説明する。連結体１０は、下部梁部材ｌ１と、その
両端に立設した束部材１２と，下部梁部材１１の中間部
と束部材１２の頂部との間に設けた斜材１３と、束部材
１２の頂部間を接続する上部梁部材ｌ４とからなる枠組
体を、隣接する下弦材４ｌに関して同様に構成した枠組
材と、直角方向の桁部材１５、１６、１７等によって結
合し、立体的な枠体に形成したものである。

下部梁部材１１にはスティフナーを備えたＨ型鋼を使用
しており、その下面には，パイプ１８を固着し、その内
部に下弦材４１を摺動自在に挿通して、連結体１０は全
体として２本の下弦材４工に支持されており、２本の上
弦材４２の内端４６も束部材１２の上端に固着されて、
連結体１０の位置が決まっている。

また、連結体１０が枠組体に構成されるから、下部梁部
材１１、桁部材１５．１６等を利用して，それらの上面
に床を構或することができ、歩行はもちろん、所要の配
管等を設備することができる．次に、下弦材４１の外端
部４３に係着される重錘２０は，単位のブロック体２１
を設計に従って、所定数使用するもので、その係着方法
は図示の例に限らず任意であり、最終的には、取り外し
て下弦材４１を支持構造体３に固定してもよい．［作　
用］本発明の作用を構築物１の構築工程に基づいて説明する
。第５図ないし第７図は施工工程に従う各工程での断面
図または斜視図である。第５図に示す最初の工程では、
第１図のうち屋根４を除く構造体の部分が完成して示さ
れている。第６図は屋根工事の開始時から準備時の斜視
図であって、まず、整地された地表面８上に、下弦材４
１が２本平行に並べられ、それらの長さ方向の中央部に
は、予めパイプ１８を挿通して下部梁部材１１が取付け
られている。挿通方法は任意である。

次に、２本の下部梁部材ｌ１を基準にして連結体１０を
組み立てる。その順序はなんら限定されないが、一例と
しては、第２図Ｂに示すように、これら２本の下部梁部
材１１を下部の桁部材１５によって直角方向に連結する
と共に中間小梁１６を架設し、一方，下部梁部材ｌ１の
両端に束部材１２を立設し、下部梁部材１１の中間部と
、束部材工２の頂部との間に斜材１３を設け、ついで、
東部材ｌ２の頂部間を上部梁部材１４によって接続して
一面の枠組体を形成する。隣接する下弦材４１に関して
も同様に枠組体を構或し、第２図Ａに示すように、直角
方向に桁部材ｌ７によって結合し，立体的な強固な枠体
に形成する。

こうして、下弦材４工の上方に立体構戊の鉄骨造連結体
１０を構或したのち、連結体１０の上部と、下弦材４１
の中間に設定した結合部４５との間に両側の２本の上弦
材４２を接続する。次工程では、２本の上弦材４２の上
面に屋根４の膜材５を張設することになり、ここまでの
全工程はすべて地表８上で行なう。

次に、支持構築体３の頂部３ｌ上のローラー支承３２を
支点として、第３図、第７図に示すように、上記屋根４
の下弦材４１の外端部４３に重錘２０を係着する。重錘
２０はその単位体２１を屋根を吊り上げる設計に合致す
るまで積み重ね、その張力の反力はローラー支承３２で
処理され、屋根４の地表面上での組立体は、円滑に所定
の高さＨまで吊り上げられる。ここで、下弦材４１の一
方の端部４３を支持構造体３に固定し、他方の端部４３
にさらに単位体２１を順次に増加して、下弦材４ｌのケ
ーブルにプレストレスを導入すれば、１単位の屋根４の
部分は位置方向の作業だけで完成する。このとき、下弦
材４１は連結体ＩＯのパイプｌ８に挿通してあるだけで
あるから、下弦材４１の伸長による連結体１０との相対
移動がなく、屋根４全体の平衡を保ったまま行なわれ、
プレストレスの導入は、支持構造体３の外方だけで、し
かも、一方の地表だけから実施することができ、最終的
には、支持構造体３に固定される。また、加力状態に保
持すれば、屋根４の荷重に対する撓みや温度変化よるケ
ーブルの伸縮に対応することができる。

ついで，Ｖｉ４接する単位体同志間に屋根４の膜材５を
張設して、第１図のうちの重錘２０を除く姿に、全体の
屋根４を高さＨとして完成させ，栽培施設２の畑６、７
等を完成させる。

［発明の効果］本発明は，空間上部にケーブルを張設して膜材製の屋根
を形戒する大空間建築物の屋根の構築工法において、建
築物の屋根を支持するケーブルは上弦材と下弦材とから
なり、下弦材の両端は支持構造体に支持され、そのスパ
ンの中央部には鉄骨で構成した連結体を支持するもので
あり、その構築工法は，地表面において、梁間方向の両
側の支持構造体から２条の下弦材を配置する工程、各下
弦材の中央部に２本の連結体の下部梁部材を摺動自在に
係着する工程、これら２本の梁部材を連結すると共に、
上方に立体構或の鉄骨造連結体を構或する工程、連結体
の上部と，下弦材が支持構造体に近接する位置との間に
両側の２本の上弦材を接続する工程、２本の上弦材の上
面に屋根の膜材を張設する工程を包含し、両端の支持構
築体の上部を支点として、上記屋根の下弦材にプレスト
レスを導入する工程によって１単位の屋根を完成し、そ
れらを接続する屋根材を張設するものであるから、まず
、通常の矩形に形威した大空間の屋根を軽量に構或する
ことができ、その施工も、大部分地表上で実施可能であ
り、構造体の規模に対応するような足場等の仮設設備が
一切不要であるばかりでなく、高所作業を伴わず安全で
ある。また、プレストレスの導入作業を伴うが，重錘を
係着することには高度の専門技術を必要とせず，単位体
の重錘を使用することによって、屋根を設置する高さを
調整することができる。さらに、本発明の連結体は、鉄
骨造で構或されるから、張力に対する構造設計が容易で
あり、とくに、東部材の高さを変更できるから、屋根の
勾配の設定にも自由度が大きい。よって、本発明の構築
工法は、農耕用の建築物のように、とくに、砂漠地方に
設置して生活環境の改善に貢献する建築物に限らず、一
般的に、大スパンの建築物の構築工法の改善に画期的効
果をもたらす発明というべきである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明のドーム屋根の構築工法を説明するための
図面であり、第１図は本発明の実施例を示す断面図であ
り、第２図Ａ．Ｂはそれぞれ上弦材、下弦材の面におけ
る伏図、第３図は本発明の実施例を一部断面図で示す立
面図、第４図は連結体の詳細図、第５図〜第７図は施工
工程図，第８図Ａ．Ｂ．Ｃは従来技術を説明する一例の
平面図、断面図、一部の詳細図である。ｌ・・・建築物、２・・・栽培施設、３・・・支持構造
体、４・・・屋根、５・・・膜材、６・・・段状の畑、
７・・・平坦な畑、８・・・地表面、９・・・盛土、１
０・・・連結体、１工・・・下部梁部材，１２・・・東
部材、１３・・・斜材、工４・・・上部梁部材、１５、
ｌ６、ｌ７・・・桁部材、１８・・・パイプ，２０・・
・重錘、２１・・・単位体，３１・・・頂部、３２・・
・ローラー支承，４１・・・下弦材、４２・・・上弦材
，４３．４４・・・外端部、４５・・・結合金具、Ｈ・
・・高さ。鴬閑第２図第３図５

Claims

【特許請求の範囲】

（１）空間上部にケーブルを張設して膜材製の屋根を形
成する大空間建築物の屋根の構築工法において、建築物
の屋根を支持するケーブルは上弦材と下弦材とからなり
、下弦材の両端は支持構造体に支持され、そのスパンの
中央部には鉄骨で構成した連結体を支持するものであり
、その構築工法は、地表面において、梁間方向の両側の
支持構造体から２条の下弦材を配置する工程、各下弦材
の中央部に２本の連結体の下部梁部材を摺動自在に係着
する工程、これら２本の梁部材を連結すると共に、上方
に立体構成の鉄骨造連結体を構成する工程、連結体の上
部と、下弦材が支持構造体に近接する位置との間に両側
の２本の上弦材を接続する工程、２本の上弦材の上面に
屋根の膜材を張設する工程を包含し、両端の支持構築体
の上部を支点として、上記屋根の下弦材にプレストレス
を導入する工程によって１単位の屋根を完成し、それら
を接続する屋根材を張設することを特徴とする大空間屋
根の構築工法。
（２）支持構造体上にはローラー支承を設け、この支承
の外方の下弦材の外端に重錘を係止して下弦材に適量の
プレストレスを導入することを特徴とする請求項１記載
の大空間屋根の構築工法。
（３）支持構造体は、鉄筋コンクリート造の架構体また
は擁壁であり、その内側には、建物施設または耕作施設
が設けられることを特徴とする請求項１記載の大空間屋
根の構築工法。