JPH07180401A - 膜構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 骨組みスパンを大きくすることが可能で、建
物形状を自由に設計することができ、さらには、初期張
力導入が容易に行える膜構造を提供する。 【構成】 骨組枠６または躯体に固定された張力材と、
この張力材の上に設けられた膜材４とからなる膜構造で
あって、両端を骨組枠または躯体に固定した複数の第一
の張力材１と、この第一の張力材上方の交差する方向に
それぞれ並行し、両端を前記骨組枠または躯体に固定し
た複数の第二の張力材２と、前記第一の張力材と前記第
二の張力材との交差点近傍において一端を前記第一の張
力材に固定し、他端を前記第二の張力材に固定した支持
部材３と、前記第二の張力材の上に設けられた膜材と、
前記第二の張力材間に並行して、前記膜材の上に設けら
れた押さえ部材５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、構築物の膜構造に関
し、特に、屋根の膜構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、屋根仕上げ材を膜とする場合、鉄
骨等で骨組枠を形成して、この骨組枠にケーブルを張設
し、更に、この上に膜材を設けて膜構造を形成してい
る。この時、膜材には自重や風圧力により膜面に直交す
る力、すなわち面外方向力が作用するため、膜材の強度
限界により骨組枠スパンをあまり大きくできないという
問題点がある。この問題点を解決するため、図３に示す
ように、骨組枠３０，３１の上の膜材３３を押さえ部
材、すなわち、押さえケーブル３２で押さえる構造や、
膜面に曲率を付与する構造が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記押さえケーブル３
２を用いた構造で、骨組みスパンを大きくするために
は、骨組みスパン間の膜面上に複数のケーブルを配し、
多箇所で膜を押さえて初期張力を導入する必要がある。
しかし、複数のケーブルを骨組みスパン間の膜面上に配
すると、ケーブルは膜面を滑り、最下点一ヶ所に集まり
易いため、この構造で骨組みスパンを大きくすることは
困難である。

【０００４】また、膜面に曲率を付与する構造には、一
方向のみに曲率を付与する、所謂一方向曲率構造と、複
数方向に互いに逆向きの曲率を付与する、所謂複曲率構
造とが提案されている。一方向曲率の構造では、膜材が
圧縮力を負担できないために、曲面の凸な側から押す力
に対しては曲率を付与した効果が期待できず、風圧力な
どの方向が定まらない外力により骨組みスパンを大きく
することができない。さらに、複曲率の構造では、この
複曲率の形状によって建物の形状が決定されてしまうた
め、建物形状を自由に設計することは困難になり、これ
によって骨組みスパンも制約を受けて、大きくすること
が困難になる。

【０００５】膜面に曲率を付与した構造としては、例え
ば、特開平５−２１４８４６が開示する二方向曲率膜屋
根がある。この膜屋根は、二方向に交差して設けられた
ケーブルネットが曲率面を形成するため、この曲率面上
に膜を設けると、図３に示したように、押さえケーブル
により容易に初期張力を導入することができなくなり、
初期張力導入に手間がかかり、施工コストが上昇すると
いう問題がある。

【０００６】本発明は前記問題点を解決せんとしたもの
であり、その目的は、骨組みスパンを大きくすることが
可能で、建物形状を自由に設計することができ、さらに
は、初期張力導入が容易に行える膜構造を提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的に鑑
みてなされたものであり、その要旨は、骨組枠または躯
体に固定された張力材と、この張力材の上に設けられた
膜材とからなる膜構造であって、両端を骨組枠または躯
体に固定した単数もしくは複数の第一の張力材と、この
第一の張力材上方で交差する方向にそれぞれ並行し、両
端を前記骨組枠または躯体に固定した複数の第二の張力
材と、前記第一の張力材と前記第二の張力材との交差点
近傍において一端を前記第一の張力材に固定し、他端を
前記第二の張力材に固定した支持部材と、前記第二の張
力材の上に設けられた膜材と、前記第二の張力材間に並
行して、前記膜材の上に設けられた押さえ部材とからな
る膜構造にある。

【０００８】

【作用】本発明の膜構造では、二方向に設けられて相互
に交差する複数の第一、二の張力材が、支持部材によっ
て離隔した位置に保持されるため、第二の張力材上に設
けた膜材を、第二の張力材のみによって下方から支持す
ることが可能になる。これにより、押さえ部材を第二の
張力材間に並行して張設し、膜材を押さえるだけで膜材
には容易に緊張力を導入することができ、風圧力により
膜面に直交する力が付加しても、膜材は、ばたつくこと
なく定着される。また、押さえ部材により膜材を上から
押さえて緊張力を導入するため、第二の張力材の間隔
は、押さえ部材が無い場合の略２倍にすることができ、
したがって、第二の張力材に交差する方向に全体スパン
を大きくすることが可能となる。さらに、膜材は、間隔
が略２倍に大きくなった第二の張力材のみによって下方
から支持されているため、膜材の固定箇所が略１／２に
減少し、固定具数および固定の手間が少なくなり、工期
の短縮も可能になる。

【０００９】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て詳細に説明する。

【００１０】図１（ａ）は本発明の膜構造を屋根に適用
した実施態様を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断
面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ｃ）
とは異なる実施態様のＢ−Ｂ断面図である。なお、図１
に例示する本実施例では、躯体上に載置する一つの矩形
骨組枠６に膜構造を形成して膜屋根１０としているが、
この骨組枠６は矩形に限定されず、円形または楕円形に
しても良く、更には骨組枠自体が曲率を有する形状とす
ることもできる。また、この骨組枠６を複数連設して様
々な形状の屋根、例えば、全体として曲率を有する屋根
等を形成することもできる。

【００１１】前記膜屋根１０は、第一の張力材としての
第一ケーブル１と、第二の張力材としての第二ケーブル
２と、第一ケーブル１と第二ケーブル２とを離隔するた
めの支持部材３と、第二ケーブル２の上に設けられた膜
材４と、第二ケーブル２に並行して膜材４の上に設けら
れた押さえ部材としての押さえケーブル５とで主要部が
構成される。そして、主要部以外の構成としては、補助
ケーブル７ａと７ｂがある。

【００１２】前記第一ケーブル１は、三本を並行するよ
うに、矩形の骨組枠６に架け渡し、それぞれ若干弛みを
持たせて両端を直接あるいは固定具等（図示せず）によ
り骨組枠６に本固定または仮固定する。なお、第一ケー
ブル１の本数は、三本以外でも、必要に応じて適宜選択
することができ、また、第一ケーブル１は複数のケーブ
ルが交差して形成された網状ネットとすることもでき
る。

【００１３】また、前記第二ケーブル２は、第一ケーブ
ル１上方の直交する方向に、四本が並行するように骨組
枠６に架け渡し、それぞれ若干弛みを持たせて両端を直
接あるいは固定具等により骨組枠６に本固定または仮固
定する。なお、第二ケーブル２の本数は、四本以外で
も、必要に応じて適宜選択することができる。また、第
一ケーブル１と第二ケーブル２との交差角度は９０°と
することが望ましいが、これ以外でも４５°から９０°
程度までの間で適宜選択することができる。

【００１４】さらに、支持部材３は、第一ケーブル１と
第二ケーブル２とを離隔するために、第一ケーブル１と
第二ケーブル２との交差点、あるいはその近傍で両ケー
ブル１，２間に設ける。すなわち、一端を第一ケーブル
１に固定し、他端を第二ケーブル２に固定する。その後
に、仮固定した第一ケーブル１または第二ケーブル２
に、緊張力を導入して骨組枠５に本固定する。ここで、
第一ケーブル１または第二ケーブル２の一方のみに緊張
力を導入した場合、一方のケーブルの緊張変形により、
結果として他方にも緊張力が導入される。

【００１５】前記膜材４は、第二ケーブル２の上から骨
組枠６全周を覆うように設けられ、さらに、この膜材４
上に、各一本の押さえケーブル５を第二ケーブル２間、
および第二ケーブル２と骨組枠６との間に並行して設け
る。この押さえケーブル５を下方に押さえながら両端か
ら引張って緊張力を導入すると、第二ケーブル２間の膜
材４は、この押さえケーブル５によって下方に押さえら
れて緩やかな凹形状となり、緊張力が導入される。

【００１６】かようにして、本発明の膜構造１０では、
二方向に設けられて相互に交差する複数の第一、二ケー
ブル１，２が、支持部材３によって離隔した位置に保持
されるため、第二ケーブル２上に設けた膜材４を、第二
ケーブル２のみによって下方から支持することが可能に
なる。これにより、押さえケーブル５を第二ケーブル２
間に張設して膜材４を押さえるだけで、膜材４には容易
に緊張力を導入することができ、風圧力により膜面に直
交する力が付加しても、膜材４は、ばたつくことなく定
着される。

【００１７】また、押さえケーブル５により膜材４を上
から押さえて緊張力を導入するため、第二ケーブル２の
間隔は、押さえケーブル５が無い場合の略２倍にするこ
とができ、また、第二の張力材に交差する方向の骨組枠
スパンも第二ケーブル２が無い場合の略２〜５倍に大き
くすることが可能となる。

【００１８】さらに、膜材４は、間隔が大きくなった第
二ケーブルのみによって下方から支持されているため、
膜材４の固定は、この第二ケーブル２のみに対して行え
ば良く、したがって、膜材４の固定箇所が減少し、固定
具数および固定の手間が少なくなり、工期の短縮も可能
になる。

【００１９】上記に加えて、さらに、本発明の膜構造
は、複数の第一ケーブル１と複数の第二ケーブル２とが
張設でき、これらのケーブル１，２を離隔する支持部材
３を設けることができれば、いかなる形状の骨組枠にも
曲率面を形成できるので、建物形状を自由に設計するこ
とができる。

【００２０】次に、前記主要部以外の構成である補助ケ
ーブル７ａと７ｂとについて説明する。補助ケーブル７
ａ（図１（ｂ）参照）は、一端を支持部材３の上端に固
定し、ここから両側の斜め下方に延長して第一ケーブル
１に他端を固定して張設する。この時、他端を第一ケー
ブル１に固定する代わりに隣接する支持部材３の下端や
可能であれば骨組枠６に固定してもよい。また、補助ケ
ーブル７ｂ（図１（ｃ）参照）は、一端を支持部材３下
端に固定し、ここから両側の斜め上方に延長して第二ケ
ーブル２に他端を固定して張設する。この時、他端を第
二ケーブル２に固定する代わりに隣接する支持部材３上
端や骨組み枠６に固定してもよい。さらに、補助ケーブ
ル７ｂ（図１（ｄ）参照）の別の態様として、一端を支
持部材３下端に固定し、ここから隣接する支持部材３下
端に他端を延長して固定する。但し、Ｂ−Ｂ断面の両端
部では、他端は第二ケーブル２または骨組み枠６に固定
する。

【００２１】かようにして張設された補助ケーブル７
は、支持部材３の第一ケーブル１への固定端や、第二ケ
ーブル２への固定端が、それぞれ固定されているケーブ
ル１，２と直交する方向に揺れるのを防止する。すなわ
ち、図１（ｂ）において示すように、支持部材３の上端
（第二ケーブル２との固定端）が矢印Ｐで示すように左
右に揺れるのを防止し、また、図１（ｂ）において示す
ように、支持部材３の下端（第一ケーブル１との固定
端）が矢印Ｐで示すように左右に揺れるのを防止する。

【００２２】図２（ａ）は本発明の膜構造を球面形状の
屋根に適用した実施態様を示す平面図、（ｂ）は（ａ）
のＣ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、
（ｄ）は（ｃ）とは異なる実施態様の（ａ）のＤ−Ｄ断
面図である。図２に例示する実施例では、球面の一部を
構成するような形状に形成されている骨組枠６’に膜構
造を設けて膜屋根部材１０’を形成している。この膜屋
根部材１０’を複数連設して、例えば、球面形状や楕円
球面形状等の膜屋根を形成するものである。

【００２３】前記膜屋根部材１０’は、第一ケーブル
１’や、第二ケーブル２’等の配設本数等の点で、前記
膜屋根１０と異なるだけで、この点を除き、他は同一で
あるので、同一番号に「’」マークを付けて図示し、重
複して説明はしない。

【００２４】

【発明の効果】本発明の膜構造では、膜材には容易に緊
張力を導入することができ、張力材の間隔を大きくする
ことができる。さらに、膜材は、間隔が大きくなった張
力材によって下方から支持され、この張力材に固定され
るため、膜材と張力材との固定具も減少すると共に固定
の手間も少なくなり工期の短縮も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の膜構造を屋根に適用した実施
態様を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図、
（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図、（ｄ）は（ｃ）とは異
なる実施態様の（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

【図２】（ａ）は本発明の膜構造を球面形状の屋根に適
用した実施態様を示す平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ
断面図、（ｃ）は（ａ）のＤ−Ｄ断面図、（ｄ）は
（ｃ）とは異なる実施態様の（ａ）のＤ−Ｄ断面図であ
る。

【図３】従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１，１’ 第一ケーブル（第一の張力材） ２，２’ 第二ケーブル（第二の張力材） ３，３’ 支持部材 ４，４’ 膜材 ５，５’ 押さえケーブル（押さえ部材） ６，６’ 骨組枠 １０ 膜屋根（膜構造） １０’膜屋根部材（膜構造）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 骨組枠または躯体に固定された張力材
   と、この張力材の上に設けられた膜材とからなる膜構造
   であって、 両端を骨組枠または躯体に固定した単数又は複数の第一
   の張力材と、この第一の張力材上方の交差する方向にそ
   れぞれ並行し、両端を前記骨組枠または躯体に固定した
   複数の第二の張力材と、前記第一の張力材と前記第二の
   張力材との交差点近傍において一端を前記第一の張力材
   に固定し、他端を前記第二の張力材に固定した支持部材
   と、前記第二の張力材の上に設けられた膜材と、前記第
   二の張力材間に並行し、前記膜材上に圧接して設けられ
   た押さえ部材とからなる膜構造。