JPH06117023A - ドーム屋根構造 - Google Patents

ドーム屋根構造

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JPH06117023A
JPH06117023A JP26743492A JP26743492A JPH06117023A JP H06117023 A JPH06117023 A JP H06117023A JP 26743492 A JP26743492 A JP 26743492A JP 26743492 A JP26743492 A JP 26743492A JP H06117023 A JPH06117023 A JP H06117023A
Authority
JP
Japan
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tension
cable
steel
beam structure
dome
Prior art date
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Pending
Application number
JP26743492A
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English (en)
Inventor
Osamu Hosozawa
治 細沢
Hiroshi Shimada
博志 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造上合理的で経済性の優れたドーム屋根構
造を提供する。 【構成】 下弦材が鉄骨アーチ材2によって、上弦材が
テンションケーブル1によって構成され、上下弦材が束
材3及び斜材4で連結された、平面で視て外周部が放射
状に配設されたアーチ状のテンションビーム構造Aと、
上弦材が鉄骨梁6、下弦材がケーブル7よって構成され
た車輪状の張弦梁構造Bとよりなり、前記両構造A,B
をドームの応力中立帯に配設された内部リングビーム5
を介して接続した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はドーム屋根構造に係るも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来のドーム屋根架構は、足場、または
無足場で上下弦材及び同各弦材の連結材を構成する鉄骨
部材をドーム状に組立てて施工していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】大規模なドーム架構の
設計、構築の場合、各部位の部材断面や配置が、ドーム
にかかる外力による応力分布に必らずしも対応すること
がなく、ドームの合理的且つ経済的な構築、主架構の軽
量化、鋼材量の低減、工費の面において特に問題点があ
った。
【0004】本発明は前記従来技術の有する問題点に鑑
みて提案されたもので、その目的とする処は、構造上合
理的で経済性の優れたドーム屋根構造を提供する点にあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明に係るドーム屋根構造は、平面で視て、外周
部が放射状に配設されたアーチ状のテンションビーム構
造で、中央部が車輪状の張弦梁構造で、前記各構造はド
ームの応力中立帯に配設された内部リングビームを介し
て接続されて構成されている。
【0006】請求項2の発明においては前記アーチ状の
テンションビーム構造は、下弦材が鉄骨アーチ材によっ
て、上弦材がテンションケーブルによって構成され、前
記上下弦材は束材及び斜材で連結されて構成され、請求
項3の発明においては、前記車輪状の張弦梁構造は上弦
材が鉄骨梁、下弦材がケーブルで構成され、頂部リング
を挟んで各弦材の外端が前記内部リングビームを介して
テンションビーム構造に接続されている。
【0007】請求項4の発明は、放射状に配設された前
記アーチ状のテンションビーム構造は、屋根面で視て、
下弦材の鉄骨アーチ材どうしを繋材及び斜材で繋ぎ、上
弦材のテンションケーブルどうしをフープケーブルで繋
ぐとともに同ケーブルを緊張して構成されており、請求
項5の発明においては、前記テンションビーム構造のテ
ンションケーブル、張弦梁構造のケーブル及びフープケ
ーブルは、緊張PC鋼撚線、PC鋼線又はPC鋼棒より
構成され、プレストレスが導入されている。
【0008】
【作用】一般に扁平球殻のようなドーム・シェルにおい
て、等分布鉛直荷重に対する応力は、応力中立帯、即ち
応力の反曲帯を境界とし頂部においては下側引張り、同
頂部に隣る裾部においては上側引張りとなる。(図6参
照) 本発明においてはこの応力状態に適合するように、前記
応力中立帯に配設されたリングビームを境界として、外
周部は放射状に配設されたアーチテンションビーム構造
とし、中央部は車輪状の張弦梁構造としたもので、この
ように前記2種の構造体を応力中立帯に配設されたリン
グビームを組合わせることによって、合理的な構造設計
が可能となる。
【0009】請求項2の発明によれば、前記アーチ状テ
ンションビーム構造の下弦材を鉄骨アーチ材、上弦材を
テンションケーブルより構成し、上下弦材を束材及び斜
材で連結したものであり、ドーム屋根構造にかかる大き
な鉛直荷重に対してテンションケーブルがテンションメ
ンバーとして有効に働く。請求項3の発明では、車輪状
の張弦梁構造の上弦材を鉄骨梁、下弦材をケーブルで構
成し、頂部リングを挟み弦材の外端は前記リングビーム
に接続したので、ドーム屋根にかかる大きな鉛直荷重に
対してテンション部材となる下弦材がケーブルより構成
されたことによって軽量、且つ経済的な構造設計が可能
となる。
【0010】請求項4の発明は放射状に配設されたテン
ションビーム間は、下弦の鉄骨アーチ材同士を水平材及
び水平斜材で繋ぎ、上弦のテンションケーブル同士をフ
ープケーブルで繋ぎ、同フープケーブルを緊張したこと
によって、荷重、外力に対して主架構の座屈が防止さ
れ、曲面の剛性が高められ、架構全体の変形が抑えら
れ、更に偏荷重にも耐える。
【0011】請求項5の発明は、テンションケーブル、
張弦梁構造のケーブル、フープケーブルをPC鋼材より
構成し、同PC鋼材に緊張力を付与することにより、ビ
ームや梁にプレストレスを導入して、ドーム構造全体と
して大きな鉛直荷重に対応する合理的で経済的な架構を
可能ならしめるものである。
【0012】
【実施例】以下本発明を図示の実施例について説明す
る。Aは平面で視て外周部が放射状に配設された全体と
してアーチ状(節点では折れ線)のケーブルよりなる上
弦テンションケーブル1と下弦鉄骨アーチ材2とを束材
3及び斜材4で連結してなるアーチ状のテンションビー
ム構造で、ドームの応力中立帯に配設された内部リング
ビーム5を介して中央部の張弦梁構造Bに接続されてい
る。
【0013】図中6及び7は張弦梁構造Bの上弦材を構
成する鉄骨梁、及び下弦材を構成するケーブルである。
また図中8は天蓋、9は頂部リングである。前記テンシ
ョンビーム構造Aは屋根面で視て下弦材の鉄骨アーチ材
2どうしを屋根面材10、屋根面斜材11で構成し、上
弦材のテンションケーブル1どうしをフープケーブル1
2で繋ぐとともに、同ケーブルを緊張して構成されてい
る。
【0014】図中Cは屋根材、2は鉄骨アーチ材、10
は屋根面繋材である。またDは外周リング、Eは下部構
造、5はリングビーム、13はバンドである。本実施例
によれば前記したように円形又は楕円形のドーム屋根
は、その裾部で等分割されるようにテンションビームが
放射状に配設されたアーチ状のテンションビーム構造A
と、中央部の車輪状の張弦梁構造Bが応力中立帯に配設
された剛強な内部リングビーム5で連結されたことによ
って外力による応力の伝達が円滑に行なわれる。また前
記テンションビームは鉄骨単材よりなる鉄骨アーチ材2
とその外側に配設されたテンションケーブル1とを組合
せた軽快な構造となり、前記下弦鉄骨アーチ材2に屋根
材Cを葺くことによって内部空間に構造部材が大きく露
出することのないすっきりとした仕上面とするととも
に、気積を大幅に節減しうるものである。
【0015】また梁材同志はフープケーブル12によっ
て繋着され、テンションビームの面外への変形が防止さ
れる。中央部の屋根は下弦材にケーブル7を用いた張弦
梁構造Bとなっているので鋼材量が少なく、また応力の
反曲帯となる内部リングビーム5に大きなスラスト力が
負荷されないので力学的に有利である。またテンション
ビーム構造Aの鉄骨アーチ材2が屋根面繋材10及び同
斜材11で繋がれているので風や積雪等の扁荷重に対し
て有効に働く。
【0016】更に前記上弦テンションケーブル1として
PC鋼材を使用し、本実施例では同テンションビームが
外部に露出しているので、PC鋼材を保護管で囲繞して
グラウトを充填し、また外部に露呈している束材3斜材
4等の鉄骨には確実な防錆塗装を施すものである。更に
また図示のドームは競技場の他多目的に対応したイベン
ト空間を創り出すが、前述のように構造部材を外部に出
すことによって気積を極力抑えた内部空間としているの
で、残響時間を短かくすることが可能となり、あらゆる
イベントに対応可能な音響空間を実現することができ
る。
【0017】
【発明の効果】請求項1の発明は前記したように、ドー
ム屋根構造における応力中立帯を境にして外周部に放射
状に配設されたアーチ状テンションビーム構造と、中央
部が車輪状の張弦梁構造との2種類の張弦梁構造を組合
わせたことによって、大規模のドーム屋根架構が合理的
且つ経済的に架構できる。
【0018】請求項2の発明は、前記アーチ状のテンシ
ョンビーム構造の下弦材を鉄骨アーチ材、上弦材をテン
ションケーブルで構成し、上下弦材を束材及び斜材で連
結したことによって、大きな鉛直荷重に対しテンション
ケーブルが有効に働き、構造設計の合理化が図られ、主
架構の軽量化、鋼材量の低減、コストの節減を図ること
ができる。
【0019】請求項3の発明は、車輪状の張弦梁構造を
鉄骨梁の上弦材、ケーブル下弦材より構成し、頂部リン
グを挟んで弦材の外端を前記応力中立帯における内部リ
ングビームに接続したもので、テンション部材となる下
弦材にケーブルを用いたことにより構造の合理化、軽量
化を図り、コストを低減しうるものである。請求項4及
び5の発明は、放射状に配設したアーチ状のテンション
ビーム間は、下弦の鉄骨アーチ材どうしを屋根面繋材及
び同斜材で繋ぎ、上弦のテンションケーブルどうしをフ
ープケーブルで繋ぎ、又、ドーム中央部の張弦梁構造の
下弦材をケーブルとして、各ケーブルをPC鋼材より構
成し、同鋼材に緊張力を賦与することによりテンション
ビーム及び張弦梁にプレストレスを導入しドーム構造に
おける主架構の座屈を防止し、曲面の剛性を増大し架構
全体の変形を抑え、更に積雪荷重時等における偏荷重に
も十分に抵抗することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るドーム屋根構造の円形の平面図
で、左半部は鉄骨屋根面を表わし、右側面は上弦テンシ
ョンケーブル面を示す。
【図2】図1の縦断面図である。
【図3】図1の部分拡大図である。
【図4】図3の矢視イ−イ図である。
【図5】図1を楕円形とした場合の平面図である。
【図6】ドームの等分布鉛直荷重に対する曲げモーメン
ト分布図である。
【符号の説明】
A アーチ状のテンションビーム構造 1 上弦テンションケーブル 2 下弦鉄骨アーチ材 3 束材 4 斜材 B 張弦梁構造 6 上弦鉄骨梁 7 下弦ケーブル 8 天蓋 9 頂部リング C 屋根材 D 外周リング E 下部構造 5 内部リングビーム 10 屋根面繋材 11 屋根面斜材 12 フープケーブル 13 バンド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 平面で視て、外周部が放射状に配設され
    たアーチ状のテンションビーム構造で、中央部が車輪状
    の張弦梁構造で、前記各構造はドームの応力中立帯に配
    設された内部リングビームを介して接続されてなること
    を特徴とするドーム屋根構造。
  2. 【請求項2】 前記アーチ状のテンションビーム構造
    は、下弦材が鉄骨アーチ材によって、上弦材がテンショ
    ンケーブルによって構成され、前記上下弦材は束材及び
    斜材で連結された請求項1記載のドーム屋根構造。
  3. 【請求項3】 前記車輪状の張弦梁構造は上弦材が鉄骨
    梁、下弦材がケーブルで構成され、頂部リングを挟んで
    各弦材の外端が前記内部リングビームに接続された請求
    項1記載のドーム屋根構造。
  4. 【請求項4】 放射状に配設された前記アーチ状のテン
    ションビーム構造は、屋根面で視て、下弦材の鉄骨アー
    チ材間を屋根面繋材及び斜材で繋ぎ、上弦材のテンショ
    ンケーブル間をフープケーブルで繋ぐとともに同ケーブ
    ルを緊張してなる請求項1記載のドーム屋根構造。
  5. 【請求項5】 前記テンションビーム構造の上弦テンシ
    ョンケーブル、張弦梁構造の下弦ケーブル及びフープケ
    ーブルは、緊張PC鋼撚線、PC鋼線又はPC鋼棒より
    構成され、プレストレスが導入されてなる請求項1記載
    のドーム屋根構造。
JP26743492A 1992-10-06 1992-10-06 ドーム屋根構造 Pending JPH06117023A (ja)

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