(57)【要約】      （修正有）【課題】ドーム状構造体の構築の前段階になるドーム状部材網の構築をよりシンプルにして建設費の低減を図ることができるドーム状部材網を構築する方法を提供する。【解決手段】直線部材１を放射状に配置した平面部材網を空中に吊り上げた状態で、全部の直線部材１の外側端部を包囲する包囲ワイヤを引き寄せて全部の直線部材１の両端部間を小さくする縮径をして全部の直線部材によるアーチを形成することによってドーム状部材網を構築することができる。【選択図】図７
2020090806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、基礎工上に放射状に配置した直線部材の内側端部相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網が凸状になるように内側を持上げ、外側端部が前記基礎工から離れた状態にしてから、前記包囲ワイヤを引き締め、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径をして中心の高さ、即ちライズを大きくするライズアップによってドーム状になった前記平面部材網を下ろして前記基礎工に着地させることによって所定のライズのドーム状部材網を構築する方法。
【請求項２】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、それぞれの直線部材を通すための挿入孔を複数有する固定環状枠を基礎工上に配置し、前記直線部材の内側端部を前記挿入孔に通して前記固定環状枠の内側に集合させ相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網が凸状になるように内側を持上げ、外側端部が前記基礎工から離れた状態にしてから、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径によるライズアップによって、所定のライズのドーム状になった前記平面部材網を下ろして前記基礎工に着地させることによってドーム状部材網を構築する方法。
【請求項３】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、基礎工上に放射状に配置した直線部材の内側端部相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網が凸状になるように内側を持上げ、外側端部が前記基礎工から離れた状態にしてから、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径によるライズアップをすると、前記直線部材の端部が下がり前記基礎工に着地しライズの低いドーム状部材網が一旦形成されるが、その形成されたライズの低いドーム状部材網を再度持上げ、縮径によるライズアップと着地によってライズを大きくする過程を繰り返すことによって所定のライズのドーム状部材網を構築する方法。
【請求項４】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、基礎工上に放射状に配置した直線部材の内側端部相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないようにした包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網の外側端部が前記基礎工から離れないように、前記平面部材網の全重量より小さい荷重で前記直線部材の内部を持上げてから、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径によるライズアップによって所定のライズのドーム状部材網を構築する方法。
【請求項５】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、ドーム状部材網の前記基礎工への着地時に発生する自重による鉛直反力と水平反力及びドーム状部材網構築後に風と地震等により生ずる外力を支持できる構造のアバットを基礎工に構築し、ドーム状になった前記平面部材網を前記アバットに着地させ、前記直線部材の端部を前記アバットに固定することを特徴とする請求項1乃至請求項４のいずれかに記載のドーム状部材網を構築する方法。
【請求項６】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、ドーム状部材網の前記基礎工への着地時に発生する自重による鉛直反力と水平反力を一時的に支持できる構造の仮設のアンカを前記基礎工に設け、ドーム状になった前記平面部材網を前記アンカに一旦着地させてから、縮径をして前記直線部材の端部をアンカから離し、ドーム状部材網構築後に風と地震等により生ずる外力に対してドーム状になった前記平面部材網が移動しないように、前記直線部材の端部を前記基礎工に連結することを特徴とする請求項1乃至請求項４のいずれかに記載のドーム状部材網を構築する方法。
【請求項７】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、前記直線部材の縮径によるライズアップ時に、前記直線部材の中心方向の変位は自由にし、包囲方向の変位は拘束出来るようにした、それぞれの前記直線部材を載せるために上方が開口している上向き幅止め材を複数設けた持上げ環状枠を、前記平面部材網の中間部の下側に、前記固定環状枠と同心円状に配置して、前記上向き幅止め材の間に前記直線部材を載せて、前記持上げ環状枠を持上げて凸状になった前記平面部材網を、縮径によるライズアップによってドーム状に変形させることを特徴とする請求項２に記載のドーム状部材網を構築する方法。
【請求項８】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、前記直線部材の包囲方向の座堀に対する抵抗性を大きくするために、前記直線部材の縮径によるライズアップ時に、前記直線部材が中心方向の変位は自由にし、包囲方向の変位は拘束出来るようにした、それぞれの前記直線部材に被せるために下方が開口している下向き幅止め材を複数設けた幅止め環状枠を、前記平面部材網の中間部の上側に、前記固定環状枠と同心円状に配置して、前記直線部材の上に前記下向き幅止め材を被せることによって、前記直線部材の包囲方向の変位を拘束する半径方向の間隔を短縮することを特徴とする請求項２に記載のドーム状部材網を構築する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、「特許第６０６３０８６号」に関するドーム状の部材網を構築する新たな方法を提案するものである。
【背景技術】
【０００２】
ドーム又はドーム状構造体を構築する場合、現場で仮設足場、支保工、形枠を組みコンクリートを打設して構築する方法や、工期短縮、高所作業の軽減等をはかるため、事前に工場等で製作した各種部材を建設現場に運搬し、建設現場に仮設足場、支保工を組み、クレーン等により各種部材を持上げ、それらを接続・結合して構築する方法等が実施されている（例えば特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
このような従来の方法は、構築するドーム形状に合わせたコンクリート打設用形枠や、組み立て部材を製造・加工することが不可欠であるが、特許文献３の方法はそれらとは全く異にして、直線状部材を現場でアーチ状に強制変形させてドーム状部材網を構築することにより、仮設足場、支保工、クレーン等の重機の使用や高所作業を大幅に減少させるものであるが、ドーム状部材網の構築に関して、その構築が複雑なため建設費の上昇を招くことが危惧されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−０６２００４号公報
【特許文献２】特開平１０−０６１０１４号公報
【特許文献３】特許第６０６３０８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は「特許第６０６３０８６号」によるドーム状構造体の構築の前段階になるドーム状部材網の構築をよりシンプルにして建設費の低減を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明は,構築するドーム状構造体の自重や外荷重に耐える基礎工３の上に、最初に直線部材１による平面部材網を組み立て、次にこの平面部材網の両端部の間を小さくする縮径をして、平面部材網を上方に凸状に強制変形させてドーム中心の高さであるライズを大きくするライズアップによってドーム状部材網を構築する方法に関するものである。構築されたドーム状部材網を利用して各種のドーム状構造体が構築される。
【０００７】
図１は直線部材１によって構築するドーム状部材網の完成時の断面図である。ここで、Ｌはドーム中心位置断面の直径、スパンであり、ｆはスパンＬ時のドーム中心位置の高さ、ライズである。
【０００８】
直線部材１の断面は、通常上下に長い矩形断面を使用するが、矩形断面の場合、長手方向の強軸に対する曲げ作用は強いが、強軸に直交する幅方向の弱軸に対しては曲げ作用に弱いという特徴がある。小規模のドームの場合には、図２（a）の矩形断面（高さｈ、幅ｔ）とするが円形断面（直径φ）にする場合もある。規模が大きい場合には、横方向の座堀に対する抵抗性を大きくするために、矩形断面の中心部を拡幅した（拡幅長ｄ）図２（ｂ）の十字形断面が用いられる。
【０００９】
図３は、基礎工３の上に直線部材１を水平状に配置し（図３実線参照）、直線部材１の両端に中心方向に水平縮径力Ｈｒを作用させて両端部の間を小さくする縮径をした場合の説明図である。縮径しても直線部材１は自重のため中央部が持ち上がらず、両端部が上方に変形するため、直線部材１は上方に凸状の放物線を形成することができない（図３の１点鎖線参照）。アーチを形成させるために、「特許第６０６３０８６号」では、直線部材１を縮径する前に、直線部材の中央部を持上げておく方法が採られている。
【００１０】
ドーム状構造体が小規模な場合には、事前に中心部に盛り上げ材４を置きその上に直線部材１を載せて凸状にしてから（図４（ａ）実線参照）直線部材１の端部を着地した状態で縮径によるライズアップによってドーム状部材網を構築する方法が採られる（図４（ａ）の１点鎖線参照）。中規模の場合には中央部に支持台５を設け、所要の高さまで持ち持上げてから（図４（ｂ）実線参照）縮径によるライズアップによって構築する方法が採られる（図４（ｂ）１点鎖線参照）。規模が更に大きい場合には、中央部の支持台５だけでなく中間部にも中間部支持台６を設け、縮径と同調させて上記３基の支持台５、６を高くしてから、３基の支持台５，６の持上げを止め、縮径によるライズアップによって構築する方法が採られる（図４（ｃ）１点鎖線参照）。
【００１１】
以上のように特許第「６０６３０８６号」におけるドーム状部材網の構築は、平面部材網の端部を基礎工３に着地させた状態で、基礎工３に支持された状態で内側を凸状に持上げて縮径することを特徴としており、この方式を以後「着地縮径方式」と称す。これに対し、本願発明は基礎工３の上に置いた平面部材網の端部を基礎工３から上方に離して内側を凸状に持上げた状態で縮径するという方法であり、以後「非着地縮径方式」と称す。「非着地縮径方式」においてもドームの完成間近になると、着地させて縮径する「着地縮径方式」によるライズアップに移行しドーム状部材網が構築される。
【００１２】
上記「着地縮径方式」に対して「非着地縮径方式」の構造的特徴を図５によって説明する。図５の右側部分の実線ａは、「非着地縮径方式」と等価な縮径方式として、基礎工３に水平状に配置した直線部材１の縮径途中を示し正常なアーチが形成されている。これに対し図５の左側部分は、直線部材１を縮径して実線ａとスパンが同じ同様なアーチを基礎工に対し鉛直に形成することを意図しているが（点線ｂ参照）、中央部が撓みアーチが形成されていない（実線ｃ参照）。上記ａとｂの現象の違いは、直線部材１の自重が、ａでは基礎工３の水平面に鉛直に分布しライズ方向には作用していないが、ｂでは自重がライズ方向に作用していることである。
【００１３】
自重の作用方向の違いにより、実線ａの両端部には縮径するための縮径力Ｈｒだけが作用するが、実線ｂではこの縮径力Ｈｒの他に、自重によって鉛直方向の鉛直反力Ｖｇと水平方向の水平反力Ｈｇが発生するため、縮径するための全水平力ΣＨは、ΣＨ＝Ｈｒ＋Ｈｇになり、実線ａはｂより小さな縮径力でアーチが形成できることを示している。更に実線ｂでは自重による曲げ作用によって中間部が下方に撓む現象が生じるが、実線ａではこの曲げ作用が生じないためアーチの形成が容易になる。
【００１４】
「着地縮径方式」は、基礎工３に対して鉛直のアーチを形成する方法であり、縮径をするために全水平力としてΣＨ＝Ｈｒ＋Ｈｇが必要であり、図５の実線ｂに相当している。これに対し「非着地縮径方式」では、直線部材１を吊り上げ、端部が着地していないため、端部に自重の水平反力Ｈｇや鉛直反力Ｖｇは発生しないから、縮径をするための全水平力はΣＨ＝Ｈｒであり、実線ａと同じであり小さい水平力によってアーチが形成出来ることを示している。ただ、「非着地縮径方式」においても、一様に吊り上げるのでなく間隔の有る集中荷重によって吊り上げるため、曲げ作用が生じ、図５の実線ａとは同一にならない。
【００１５】
平面部材網を基礎工３から離して持上げるためには、通常、仮設の持上げ環状枠１６が使用される。この持上げ環状枠１６の上に平面部材網が載せられ、持上げ環状枠１６を上方に持上げることによって平面部材網が空中に支持される。図６（ａ）は上方のクレーン装置２０ａによって持上げ環状枠１６を吊り上げて平面部材網を支持する方法を示したものである。一方図６（ｂ）は基礎工３に設置した支持台５の上のジャッキによって持上げ環状枠１６を持上げて平面部材網を支持する方法を示したものである。このように持上げ環状枠１６の上げ方については吊り上げる方法と持上げる方法の2つがあり、工事では安全性や経済性、施工性の観点から何れかの方法が選択される。本出願書においては説明を容易にするために吊り上げる方法によって以下説明を行う。
【００１６】
図７（ａ）は直径△１の持上げ環状枠１６の２点によって、直線部材１を中間部で吊り上げた状態で、直線部材１は構造的には持上げ環状枠１６の位置を支点とする張り出し単純梁と見なされる。支点Ａの近傍の部材には、上縁が引張り、下縁が圧縮の負（−）の曲げモーメントが発生する。中心点Ｃには、持上げ環状枠１６の直径△１が小さい場合（ｃ＜ａ）は−Ｍの曲げモーメントが、直径△１が大きい場合（ｃ＞ａ）には＋Ｍの曲げモーメントが発生し（図７（ｂ）参照）、直線部材１の安全性は支点Ｂと中心点Ｃで曲げモーメントが許容値以下となるように距離ｂとｃ、△１＝２ｃが設定される。
【００１７】
ドーム状部材網の大きさによっては、前記の持上げ環状枠１６が１体でなく複数体使用される。２体の場合には、平面部材網は中間部の４点で支持されることになり、直線部材１は構造的には張り出し連続梁と見なされる（図８（ａ）参照）。張り出し部の距離ａは外側の支点Ａの負（−）の曲げモーメントが許容値以下となるように、内側の支点Ｂの距離ｃは中心点の曲げモーメントが許容値以下となるように定められ、△１＝２ｃとなる（６図（ｂ）参照）。２体の持上げ環状枠１６の間隔ｂは、直線部材１の長さＳ０から、ｂ＝Ｓ０/２−（a＋ｃ）により決定され、外側の支点の直径△２は、△２＝２（ｂ＋ｃ）となる。
【００１８】
ここで、図８のa、ｂ、ｃの距離は、図２３に示すように、平滑Ｕ形板１８と2体の持上げ環状枠１６、固定環状枠１５により包囲方向の変位を拘束している間隔であり、この拘束間隔が大きいほどスパン方向と反対の包囲方向の横座堀が起こりやすくなる。このため規模の大きいドームの場合にはこの拘束間隔を小さくするために、a、ｂ、ｃの間に仮設の幅止め環状枠２２を設置し、横座堀に対する抵抗性を大きくする。持上げ環状枠１６が直線部材１を下から支持する構造であるのに対し（図２１参照）、幅止め環状枠２２は図２２示すように直線部材１の上に被せる構造のため、直線部材１の包囲方向の変位は拘束されるが、アーチ形成上の大きな障害にはならない。
【００１９】
平面部材網からドーム状部材網を形成するための縮径によるライズアップには、連続的ライズアップと段階的ライズアップの方法がある。図９、図１０は連続的ライズアップ方法の説明図で、図１１は段階的ライズアップの説明図である。図９、図１１においては、平面部材網を持上げる方法として、吊り上げ塔１９を使用する方法を採用している。この方法は、平面部材網の内側に吊り上げ塔１９を建てその上部に左右に張り出す張り出しガ−ダ２０を固定し、その一方の先端にクレーン装置２０ａを設け、このクレーン装置２０ａによって、持上げ環状枠１６に掛けた吊り上げワイヤ２１で吊り上げる方法である。張り出しガ−ダ２０の他端には、吊上時のガ−ダ２０の左右のバランスをとるためウエイト２０ｂを載せている。
【００２０】
連続的ライズアップの方法は、完成時に所定のライズになるように平面部材網を高く吊り上げてから（図９（ａ）参照）縮径するもので、縮径するために包囲ワイヤ２を引き寄せる作業が吊り上げた状態で連続して行われる（図９（ｂ）参照）。持上げ環状枠１６や引き寄せるための装置等の整備やそれらの再設置等の高所作業が多くなる。縮径によるライズアップによって前記平面部材網の端部が下がり（図９（ｃ）参照）、基礎工３に着地するまで縮径を続け（図１０（ａ）参照）、その後「着地縮径方式」のライズアップにより所定のスパンとライズのドーム状部材網が構築される（図１０（ｂ）参照）。
【００２１】
図１１は段階的ライズアップの方法の説明図である。この方法は、完成時のライズｆより低い高さのδ１を設定し、第１段階としてδ１まで平面部材網を吊り上げてから（図１１（ａ）の実線参照）縮径をする。縮径により平面部材網の端部は下方に下がり、ライズｆ１の扁平型ドームが形成されて基礎工３に着地する（図１１（ａ）の１点鎖線参照）。着地後、ライズｆ１のドームを再度δ２だけ吊り上げてから（図１１（ｂ）の実線参照）縮径するとライズｆ２のドームになり（図１１（ｂ）の１点鎖線参照）基礎工３に着地する。この吊り上げ、縮径、着地というライズアップの過程を繰り返すことによってライズを大きくして所定のスパンとライズにしてから（図１１（ｃ）参照）、吊り上げを終了し、必要に応じ、「着地縮径方式」によるライズアップを続けてドーム状部材網を構築するものである（図１１（ｄ）参照）。
【００２２】
連続的ライズアップ乃至段階的ライズアップによって所定ライズになったドーム状の平面部材網を基礎工３上に着地させ吊り上げが終了する。着地後、平面部材網の吊り上げ荷重Ｗ０（Ｗ０＝Ｗ/2）を零に戻すと、直線部材１の端部にはそれまで発生していなかった自重による鉛直反力Ｖｇ（＝Ｗ/2）と水平反力Ｈｇが発生する（図１２参照）。ここで、Ｗは直線部材１本の重量である。包囲ワイヤ２の引き寄せ力は、吊り上げた状態での縮径力Ｈｒに対応しており、着地により新たに発生する自重による水平反力Ｈｇ分は含まれていない。このまま着地し吊り上げ荷重Ｗ０を零に戻すとドーム状の平面部材網は平面状に広げられる。この広がりを防ぐために、図１２に示すアバット７又はアンカ８を設けて鉛直反力Ｖｇと水平反力Ｈｇを支持させることにより着地した状態のドーム形状を維持することができる。上記アバット７とアンカ８による支持方法により特徴が異なる２型式のドーム状部材網が構築される。
【００２３】
その１つは、アバット７とドーム状部材網を一体化する一体型式であり（図１２（ａ）参照）、他はアンカ８に一旦着地するが、その後分離しアンカ８を不要とする独立型式である（図１２（ｂ）参照）。一体型式では、自重による鉛直反力Ｖgと水平反力Ｈｇ及び構築後のドーム状部材網に作用する風や地震等による外力を支持できる構造のアバット７を基礎地盤に構築し、このアバット７にドーム状になった平面部材網を着地させ、直線部材１の端部をアバット７に固定して（図１２（ａ）参照）ドーム状部材網を完成させるものである。この形式では水平反力Ｈｇを負担しているアバット７が重要であり、地震等により基礎地盤が陥没や地割れ等によって大きく変状してアバット７が水平反力Ｈｇを支持できなくなると、ドーム形状が崩れドーム状部材網は大きな損傷を受ける。
【００２４】
独立型式はアンカ８上に一旦着地したドーム状の平面部材網（図１２（ｂ）の実線参照）に対してアンカ８が負担していた水平反力Ｈｇを包囲ワイヤ２による引き寄せ力が代わって受け持つものである。包囲ワイヤ２を引き寄せて縮径をするとドーム状の平面部材網はアンカ８から離れる（図１２（ｂ）の１点鎖線参照）。アンカ８は水平反力Ｈｇを一時的に負担する仮設のアンカとなる。これ以後必要に応じて包囲ワイヤ２を引き寄せて「着地縮径方式」によるライズアップによって所定のスパンとライズになった平面部材網の端部を、風、地震等の外力に対して移動しないように平滑Ｕ形板１８を介して基礎工３に連結することによりドーム状部材網が完成する。この独立型式では大地震、地殻変動等によって基礎工３が大きな損壊を受けた場合、基礎工３とドーム状部材網との連結が破断する仕組みになっているため、基礎工３の損壊が上部に伝わりにくくドーム状部材網は大きな損傷を受けずに維持される。
【００２５】
「非着地縮径方式」は、自重によるアーチ形成の障害を減少させることを可能とするだけではなく、「着地縮径方式」とは大きな違いを持っている。それは初期時に作用させる縮径するための全水平力ΣＨの大きさの違いである。「着地縮径方式」による全水平力ΣＨには直線部材１を強制的にアーチ状に変形させるための縮径力Ｈｒと自重による水平反力Ｈｇが含まれ、ΣＨ＝Ｈｒ＋Ｈgとなり大きい。特に、スパンＬが長くライズｆが小さい縮径の開始時を含む初期には自重による水平反力Ｈｇは極めて大きいため、包囲ワイヤ２の引き寄せ力が非常に大きくなるという施工上の問題の他に、座堀による直線部材１の破断が起こりやすくなるという問題を抱えている（図１３（ａ）参照）。
【００２６】
これに対し、「非着地縮径方式」では自重による水平反力Ｈｇは発生しないため、全水平力ΣＨはΣＨ＝Ｈｒであり、「着地縮径方式」に比べ極めて小さくなる。このため座堀による破壊は起こりにくくなる（図１３（ｂ）参照）。又、自重による水平反力Ｈｇはスパンに比例し、初期には大きく、スパンが小さくなる完成時には最小になるため、完成間近になってライズアップの方法を「非着地縮径方式」から「着地縮径方式」に代えた時の安全が確保しやすくなる。
【００２７】
ここで、「着地縮径方式」の２つの着地状態、着地状態と半着地状態について説明する。着地状態とは、吊り上げをしないで平面部材網の周辺部が着地している状態で（図１４（ａ）参照）、半着地状態とは、平面部材網を完全に吊り上げる荷重Ｗ０＝Ｗ/２より小さい荷重で吊り上げて平面部材網の周辺部が着地している状態である（図１４（ｂ）参照）。ここで、Ｗは直線部材１本の重量である。この吊り上げた場合の半着地状態における自重によるＨｇや縮径に必要な全水平力ΣＨは吊り上げない場合の着地状態時より小さくなる。例えば、吊り上げ荷重をＷ０＝Ｗ/４（完全吊り上げ時の半分の荷重）とした半着地状態の場合、発生する水平反力Ｈｇは着地状態時のほぼ１/２になる（図１４（ｂ）参照）。このように、水平反力Ｈｇや延いては縮径に必要な全水平力ΣＨを吊り上げ荷重Ｗ０の大小により調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】直線部材によるドーム状部材網の完成時の断面図である。
【図２】直線部材の断面の説明図である。
【図３】直線部材を水平に設置した場合の縮径による性状の説明図である。
【図４】凸状に配置した直線部材の縮径による性状の説明図である。
【図５】「着地縮径方式」及び「非着地縮径方式」の構造的特徴の説明図である。
【図６】持上げ環状枠を上げる２方法についての説明図である。
【図７】持上げ環状枠を１体用いて吊り上げた場合の説明図である。
【図８】持上げ環状枠を２体用いて吊り上げた場合の説明図である。
【図９】「非着地縮径方式」による連続的ライズアップの説明図である。
【図１０】「着地縮径方式」による連続的ライズアップの説明図である。
【図１１】段階的ライズアップの説明図である。
【図１２】ドーム状部材網の一体型式及び独立型式の説明図である。
【図１３】全水平力ΣＨの大小による部材性状の説明図である。
【図１４】「着地縮径方式」の２つの着地状態の説明図である。
【図１５】実施例の直線部材のアーチ形状図及び部材の断面図である。
【図１６】実施例の平面図及び断面図である。
【図１７】実施例の斜視図である。
【図１８】平滑Ｕ形板の説明図である。
【図１９】固定環状枠の斜視図である。
【図２０】固定環状枠の断面図である。
【図２１】持上げ環状枠の説明図である。
【図２２】幅止め環状枠の説明図である。
【図２３】直線部材の包囲方向変位の拘束状態の説明図である。
【図２４】持上げ環状枠の構造の説明図である。
【図２５】幅止め筋及び筋交いの配置説明図である。
【図２６】実施例の段階的ライズアップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１５乃至図２６用いて中規模なドーム状部材網の構築について説明する。図１５(ａ)はドーム状部材網完成時の直線部材１のアーチ形状図で、図１５（ｂ）は直線部材１の断面図である。図１６は平面部材網の平面図で、図１７は完成直前のスパンL、ライズｆのドーム状部材網の斜視図である。
【００３０】
直線部材の全長Ｓ０は完成時のスパンＬとライズｆが形成する放物線の弧長として算出される。
【００３１】
使用する直線部材１の断面は、通常上下に長い矩形断面を使用するが（図２（a）参照）、実施例の直線部材は横方向の横座堀に対する安全性を確保するために矩形断面の中心部を拡幅した十字形断面が使用される（図１５（ｂ）参照）。
【００３２】
十字形断面の部材の高さｈは、完成時のドームが「着地縮径方式」によるライズアップによって構築されるため、着地状態のスパン中央位置における、縮径の強制変形による曲げ作用と自重による圧縮作用を合わせた合成作用に対して直線部材１が安全であるように決定される。
【００３３】
一方、十字形断面の幅ｂは、強軸に関するアーチの安全性には大きな影響を与えないが、部材の重量と部材に発生する全水平力ΣＨには大きく関係する。直線部材１の横座堀の安全性は、弱軸に関する横座堀の座堀荷重Ｐｃが全水平力ΣＨ以上であることによって確保される。この条件を満たす弱軸に関する剛性が算出され、その剛性が得られる十字形断面の拡幅長ｄが決定される。
【００３４】
上記のようにして得られた断面を有する弧長Ｓ０の１/2の長さの直線部材１が準備され、図１６に示すようにドーム建設地に配置される。
【００３５】
ドーム状部材網の建設地に直径△０の固定環状枠１５を配置し、その外側を同心円で囲む直径△１の内側の持上げ環状枠１６と直径△２の外側の持上げ環状枠１６が仮置きされ、平面部材網の外周部には平滑Ｕ形板１８が基礎工３に固定される。内側、外側の上記環状枠１６は仮設であり、ドーム状部材網の構築後には撤去される。
【００３６】
直線部材１の外側端部を平滑Ｕ形板１８に載せ、中間部に在る２体の持上げ環状枠１６の上を通し、上記直線部材１の先端を、固定環状枠１５の側面に設けられた挿入孔を通して中心部に集合させ、集合した先端部を上下の固定円板１７を締め付けて水平状に強固に固定する（図１９、図２０参照）。この固定により上記直線部材１は構造的に１本の長さＳ０の直線部材１として扱われ、また構築されるドームの鉛直性が保障される。
【００３７】
平滑Ｕ形板１８は図１８に示すように、直線部材１が段階的ライズアップによって吊り上げられた時、直線部材１の外側端部が所定位置から外れないように横板１８ｃを設け、又着地して縮径するときの移動時の摩擦を少なくすために床板１８ｂに溝形鋼１８ａを固定し着地面を平滑にしている。床板１８ｂは基礎工３に固定されている。吊り上げが終了しドーム状になった平面部材網を着地させ吊り上げ作業が終了すると、横板１８ｃと横板組み１８ｄは撤去され、構築されたドーム状部材網は溝形鋼１８ａに接続され基礎工３に連結される。
【００３８】
図１９、図２０は固定環状枠１５の説明図で、図１９は固定環状枠１５の斜視図で、固定環状枠１５の内部に集合した直線部材１の内側端部が上下の固定板１７と締付け具１７ａによって水平状に締付け固定される。図２０は直線部材１が固定された時の固定環状枠の断面図である。
【００３９】
図２１は持上げ環状枠１６の平面図（a）と断面図（ｂ）で、持上げ環状枠１６の本体部１６aに、所定の間隔を持って開口部を上にしたＵ型の上向き幅止め材２３ａが設けられ、そのＵ型の中に直線部材１を納めて吊り上げる状態を示している。持上げ環状枠１６の本体部１６ａは、平面部材網の直線部材１の全部を同時、均等に吊り上げることができる強度と剛性を有している。
【００４０】
放射状に敷設された直線部材１の外側端部に、包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤ２が固定される（図１６、図１７参照）。包囲ワイヤ２は１本に限らず、引き寄せ位置を対称かつ等間隔とした複数本が使用される。この処置により直線部材１と包囲ワイヤ２との摩擦による包囲ワイヤ２の引き寄せ力の減少と不均衡が是正される。直線部材１のそれぞれの外側端部に内側方向への均等な全水平力ΣＨが作用し、直線部材１の縮径が行われる。
【００４１】
こうして形成された平面部材網の直線部材１は、図２３に示すように、平滑Ｕ形板１８と持上げ環状枠１６、固定環状枠１５によって横方向の変位が拘束されている（図２３（ａ）の平面図、（ｂ）の側面図参照）。弱軸に対する横座堀は、主としてこの拘束される拘束間隔に影響され、拘束間隔が大きくなると横座堀が起こりやすくなる。実施例では平滑Ｕ形板１８と外側の持上げ環状枠１６との間及び外側と内側の持上げ環状枠１６の間に仮設の幅止め環状枠２２を配置し、拘束間隔を小さくしている。
【００４２】
図２２は幅止め環状枠２２の平面図（a）と断面図（ｂ）で、幅止め環状枠２２の本体部２２aに、所定の間隔を持って開口部を下にしたＵ型の下向き幅止め材２３ｂが設けられ、直線部材１に下向き幅止め材を被せている状態を示している。本体部２２ａは直線部材１の横方向変位を拘束できる強度と剛性を有している。
【００４３】
持上げ環状枠１６が平面部材網の直線部材１を下から支えるのに対し、幅止め環状枠２２は、直線部材１の上に被さるように配置されるため（図２２参照）直線部材１の縮径の妨げにはならない。
【００４４】
直線部材１の縮径によっても上記環状枠１６と２２の位置は不動であるが、直線部材１は上記環状枠１６及び２２との接点を中心方向に移動させながら直線部材１相互の間隔を狭めていく。このため、直線部材１が大きく重い場合には移動しやすいように上記環状枠１６と２２との摩擦を減らす処置が採られる。
【００４５】
形成された平面部材網を吊り上げるために、持上げ環状枠１６に吊り部が複数設けられ、図２４にその１例を示すように、持上げ環状枠の本体１６ａには、前記Ｕ型の幅止め材２３ａより背が高く強度がより大きい吊り上げ用Ｕ型幅止め材2４が設けられる。吊り上げ用Ｕ型幅止め材２４には持上げ環状枠１６を吊り上げるための吊り上げ用のボルト２５がナット２６により固定される。ボルト２５には吊り上げ用ワイヤ２１の１方の端部が接続される。
【００４６】
内側と外側の持上げ環状枠１６の中間に、図１６、図１７に示すように高さがドーム状部材網のライズｆより低く持上げ環状枠１６より高い吊り上げ塔１９が組み立てられる。吊り上げ塔１９に張り出しガ−ダ２０が設けられ両端部にクレーン装置２０ａがセットされる。クレーン装置２０ａには、一方の端部が持上げ環状枠１６に固定された吊り上げ用ワイヤ２１の他方の端部が接続される。クレーン装置２０ａは平面部材網の荷重を吊り下げている吊り上げ用ワイヤ２１を上下動できる機能を有している。
【００４７】
直線部材１が２体の持上げ環状枠１６によって吊り上げられると直線部材１は直径△１と△２の４点を支点とする張り出し連続梁構造となり（図８（ａ）参照）、自由端には撓みδoが発生し、持上げ環状枠１６の吊り上げ部分の直線部材１の上縁と中央部の下縁には許容応力度σsaより小さい引張応力度を発生させる曲げモーメント-Ｍと+Ｍが生ずる（図８（ｂ）参照）。
【００４８】
平面部材網からドーム状部材網を構築するため、本例では１回の吊り上げ高さを低い高さδiに設定して、これを繰り返して所定のスパンＬとライズｆのドーム状部材網を構築する図１１で説明した段階的ライズアップが採用される。
【００４９】
吊り上げられた平面部材網の外周に配置された包囲ワイヤ２を引き寄せると平面部材網のスパンが縮径され、外周部が下がり中央部が上がったドームが形成される。持上げ環状枠１６位置の直線部材１の上縁には強制変形による引張応力度が作用する。
【００５０】
図２６は実施例の段階的ライズアップの説明図で、図２６（ａ）の実線は、包囲ワイヤ２の縮径作業の準備をすました平面部材網を、吊り上げ塔１９の吊り上げワイヤ２１によってδ1の高さまで吊り上げた状態を示している。吊り上げ塔１９で使用される吊り上げワイヤ２１の１本当たりの吊り上げワイヤ荷重Ｗｐは直線部材１の全本数の重量ΣＷを等分したものになり、平面部材網は空中に吊り上げられる。
【００５１】
空中に吊り上げられた平面部材網を包囲ワイヤ２の引き寄せにより縮径を始め、平面部材網の外側端部が平滑Ｕ形板１８の底面である溝形鋼１８ａに着地するまで縮径し、着地と同時に停止する（図２６（ａ）の１点鎖線参照）。着地しても形成されたライズｆ１の扁平状のドームの吊り上げワイヤ荷重Ｗｐは零に戻さずそのまま保持される。この着地状態時に次段階の縮径の準備をする。
【００５２】
次の準備を終えた扁平状のライズｆ１の平面部材網をδ２だけ吊り持上げる（図２６（ｂ）の実線参照）。吊り持上げた状態で平面部材網の外側端部が平滑Ｕ形板１８に着地するまで縮径する（図２６（ｂ）の１点鎖線参照）。ｆ１より大きいライズｆ２の扁平型ドームが形成される。このようにδｉ（ｉ=1,2・・・）だけ吊り上げて着地まで縮径する作業を繰り返してドームの完成直前のライズｆｉまでライズアップする（図２６（ｃ）の一点鎖線参照）
【００５３】
図２６（ｃ）のライズｆｉのドームが形成された時点で吊り上げを終了し仮設のアンカ８上に着地させるが、着地後吊り上げワイヤ荷重Ｗｐを零に戻すと自重による水平反力Ｈｇが発生し、縮径による縮径力Ｈｒと合わさって大きな全水平力ΣＨが作用する。この全水平力ΣＨに耐えられるような横方向の座堀対策として、隣接する直線部材の間隔を固定するために、図２５(ａ)の平面図に示す幅止め筋１４ａが直線部材１に固定される。この幅止め筋１４ａに代わって筋交い１４ｂを設けると座堀に対して更に強化される(図２５（ｂ）の平面図参照)。図２５（ｃ）はその断面図である。幅止め筋１４ａ又は筋交い１４ｂを固定してから、吊り上げワイヤ荷重Ｗｐを零に戻し平滑Ｕ形板１８の底面に完全に着地させる。
【００５４】
その後吊り上げ用ワイヤ２１は持上げ環状枠１６から外される。包囲ワイヤ２に全水平力ΣＨに対応する引張り力を与えると、平面部材網は仮設のアンカ８から分離する。アンカ８から分離した直線部材１の外周部を平滑Ｕ形板１８に連結することにより平滑Ｕ形板１８を介して基礎工３に連結された独立型式のスパンＬ、ライズｆのドーム状部材網の構築が終了する（図２６（ｄ）の破線参照）。
【００５５】
吊り持上げ終了後には、仮設の持上げ環状枠１６や吊り上げ塔１９等を撤去することができるが、本実施例のドーム状の部材網のその後の利用方法によっては引き続きその後の作業に利用できるので、撤去時期については別途考慮される。
【符号の説明】
【００５６】
１  ：直線部材
２  ：包囲ワイヤ
３  ：基礎工
４  ：盛り上げ材
５  ：中央部支持台
６  ：中間部支持台
７  ：アバット
８  ：アンカ
９〜１３：欠番
１４ａ：幅止め筋
１４ｂ：筋交い
１５  ：固定環状枠
１６  ：持上げ環状枠
１６ａ：持上げ環状枠の本体部
１７  ：固定円板
１７ａ：締付け具
１８  ：平滑Ｕ形板
１８ａ：Ｕ型鋼
１８ｂ：底板
１８ｃ：横板
１８ｄ：横板組み
１９  ：吊り上げ塔
２０  ：張り出しガ−ダ
２０ａ：クレーン装置
２０ｂ：ウエイト
２１  ：吊り上げワイヤ
２２  ：幅止め環状枠
２２ａ：幅止め環状枠の本体部
２３ａ：Ｕ型の上向き幅止め材
２３ｂ：Ｕ型の下向き幅止め材
２４  ：吊り上げ用Ｕ型幅止め材
２５  ：吊り上げ用のボルト
２６  ：吊り上げ用ボルトのナット
Ｓ０   ：完成時（スパンＬ，ライズｆ）の弧長＝直線部材の全長
ｈ  ：直線部材の高さ
ｔ  ：直線部材の幅
ｄ  ：直線部材の拡幅長
Ｌ  ：ドームのスパン
ｆ  ：ドームのライズ
ａ  ：直線部材の張り出し長
ｂ  ：外側と内側の持上げ環状枠の間隔
ｃ  ：内側の持上げ環状枠とドーム中心の距離
ΣＨ：縮径するための全水平力
Ｈｒ：縮径による縮径力
Ｈｇ：自重による水平反力
Ｖg ：自重による鉛直反力
ｗ  ：スパンＳ０時の自重による分布重量(ｔ/m)
ｗ０：スパン Ｌ 時の自重よる分布荷重ｗ０＝ｗ(Ｓ０/L)(t/m)
Ｗ  ：直線部材１本の重量Ｗ＝ｗＳ０
Ｗ０：直線部材の吊り上げ荷重
ΣＷ：平面部材網の重量
Ｗp  :吊り上げワイヤ荷重
−Ｍ ：負の曲げモーメント
＋Ｍ ：正の曲げモーメント
σｓａ：鋼材の応力度の許容値
σｒ：縮径による応力度
σｇ：自重による応力度
△０：固定環状枠の直径
△１：内側の持上げ環状枠の直径
△２：外側の持上げ環状枠の直径
δ０ :直線部材吊り上げ時の端部の撓み
ｉ   :施工段階の順序を示す
δｉ：施工段階ｉの直線部材の吊り上げ高さ
Ｌｉ：施工段階ｉのドームの直径
ｆｉ：施工段階ｉのライズ
ΣＨｉ：施工段階ｉの全水平力
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020090806.tif 000024
【図２３】
2020090806.tif 000025
【図２４】
2020090806.tif 000026
【図２５】
2020090806.tif 000027
【図２６】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月3日(2019.4.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、基礎工上に放射状に配置した直線部材の内側端部相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網が凸状になるように内側を持上げ、外側端部が前記基礎工から離れた状態にしてから、前記包囲ワイヤを引き締め、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径をして中心の高さ、即ちライズを大きくするライズアップによってドーム状になった前記平面部材網を下ろして前記基礎工に着地させることによって所定のライズのドーム状部材網を構築する方法。
【請求項２】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、それぞれの直線部材を通すための挿入孔を複数有する固定環状枠を基礎工上に配置し、前記直線部材の内側端部を前記挿入孔に通して前記固定環状枠の内側に集合させ相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網が凸状になるように内側を持上げ、外側端部が前記基礎工から離れた状態にしてから、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径によるライズアップによって、所定のライズのドーム状になった前記平面部材網を下ろして前記基礎工に着地させることによってドーム状部材網を構築する方法。
【請求項３】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、基礎工上に放射状に配置した直線部材の内側端部相互を強固に固定し、かつ包囲方向には移動できるが中心方向には移動できないように包囲ワイヤを前記直線部材の外側端部に固定することによって平面部材網を形成し、この平面部材網が凸状になるように内側を持上げ、外側端部が前記基礎工から離れた状態にしてから、前記直線部材の端部に水平の縮径力を作用させて直径を縮小する縮径によるライズアップをすると、前記直線部材の端部が下がり前記基礎工に着地しライズの低いドーム状部材網が一旦形成されるが、その形成されたライズの低いドーム状部材網を再度持上げ、縮径によるライズアップと着地によってライズを大きくする過程を繰り返すことによって所定のライズのドーム状部材網を構築する方法。
【請求項４】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、ドーム状部材網の前記基礎工への着地時に発生する自重による鉛直反力と水平反力及びドーム状部材網構築後に風と地震等により生ずる外力を支持できる構造のアバットを基礎工に構築し、ドーム状になった前記平面部材網を前記アバットに着地させ、前記直線部材の端部を前記アバットに固定することを特徴とする請求項1乃至請求項３のいずれかに記載のドーム状部材網を構築する方法。
【請求項５】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、ドーム状部材網の前記基礎工への着地時に発生する自重による鉛直反力と水平反力を一時的に支持できる構造の仮設のアンカを前記基礎工に設け、ドーム状になった前記平面部材網を前記アンカに一旦着地させてから、縮径をして前記直線部材の端部をアンカから離し、ドーム状部材網構築後に風と地震等により生ずる外力に対してドーム状になった前記平面部材網が移動しないように、前記直線部材の端部を前記基礎工に連結することを特徴とする請求項1乃至請求項３のいずれかに記載のドーム状部材網を構築する方法。
【請求項６】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、前記直線部材の縮径によるライズアップ時に、前記直線部材の中心方向の変位は自由にし、包囲方向の変位は拘束出来るようにした、それぞれの前記直線部材を載せるために上方が開口している上向き幅止め材を複数設けた持上げ環状枠を、前記平面部材網の中間部の下側に、前記固定環状枠と同心円状に配置して、前記上向き幅止め材の間に前記直線部材を載せて、前記持上げ環状枠を持上げて凸状になった前記平面部材網を、縮径によるライズアップによってドーム状に変形させることを特徴とする請求項２に記載のドーム状部材網を構築する方法。
【請求項７】
骨組み構造のドーム状の部材網を構築する方法であって、前記直線部材の包囲方向の座堀に対する抵抗性を大きくするために、前記直線部材の縮径によるライズアップ時に、前記直線部材が中心方向の変位は自由にし、包囲方向の変位は拘束出来るようにした、それぞれの前記直線部材に被せるために下方が開口している下向き幅止め材を複数設けた幅止め環状枠を、前記平面部材網の中間部の上側に、前記固定環状枠と同心円状に配置して、前記直線部材の上に前記下向き幅止め材を被せることによって、前記直線部材の包囲方向の変位を拘束する半径方向の間隔を短縮することを特徴とする請求項２に記載のドーム状部材網を構築する方法。