(57)【要約】【課題】梁を有しない合理的な水平面材の支持構造を提供する。【解決手段】構造物２に用いられる水平面材１０（屋根や床）の支持構造であって、各一方が水平面材１０の接続部１８に接続され、各他方が水平面材１０よりも下側に設けた支持部２０に接続されるように、接続部から平面視で放射状に配置した複数本の支持材１２と、支持材１２と水平面材１０との間を繋ぐ束材１４と、支持部２０の水平移動を拘束する拘束手段１６とを備えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に用いられる水平面材の支持構造であって、
各一方が前記水平面材の接続部に接続され、各他方が前記水平面材よりも下側に設けた支持部に接続されるように、前記接続部から平面視で放射状に配置した複数本の支持材と、
前記支持材と前記水平面材との間を繋ぐ束材と、
前記支持部の水平移動を拘束する拘束手段とを備えたことを特徴とする水平面材の支持構造。
【請求項２】
前記拘束手段は、前記各支持材の端部間を繋ぐ引張材であることを特徴とする請求項１に記載の水平面材の支持構造。
【請求項３】
前記水平面材の形状は平面視で略円形状であって、前記接続部は前記水平面材の水平方向中央に位置し、前記支持部は前記水平面材の外周の下側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の水平面材の支持構造。
【請求項４】
前記水平面材の形状は平面視で四角形状であって、前記接続部は前記水平面材の水平方向中央に位置し、前記支持部は前記水平面材の外周の下側に位置することを特徴とする請求項１または２に記載の水平面材の支持構造。
【請求項５】
前記支持材は、側面視でアーチ状に配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の水平面材の支持構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平面材の支持構造に関し、特に、外殻が線対称形状の構造物に適した水平面材の支持構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の屋根や床などの水平面材は、曲げ材である「梁」によって支持されている。この梁のスパンが大きい場合や、屋根や床に作用する鉛直荷重が大きい場合には、梁の曲げ剛性や曲げ耐力を大きくする必要がある。
【０００３】
一方、外殻が球形状の構造物として、出願人によって最近建設された「モード学園コクーンタワー」（モード学園は登録商標）に代表される卵型の建物が知られている（例えば、非特許文献１参照）。また、特許文献１〜４に示されるようなドーム状の構造物が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５５７４１号公報
【特許文献２】特開２００８−２６１１８１号公報
【特許文献３】特開平１１−１６６２８４号公報
【特許文献４】特開平６−１２９０４７号公報
【非特許文献１】清水建設、“最近のプロジェクト：モード学園コクーンタワー”、［online］、［平成２１年２月３日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.shimz.co.jp/tw/pr/index.html＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記の従来の構造物における屋根や床などの水平面材の支持構造は、基本的に梁と柱の線材の組み合わせによって構成されていることから、梁のスパンを大きくしたい場合や、屋根や床などの水平面材に作用する鉛直荷重が大きい場合には、梁の曲げ剛性や曲げ耐力を大きくする必要があり、コストアップを招くおそれがある。このため、梁を有しない合理的な構造の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、梁を有しない合理的な水平面材の支持構造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】
【０００７】
上記した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の請求項１に係る水平面材の支持構造は、構造物に用いられる水平面材の支持構造であって、各一方が前記水平面材の接続部に接続され、各他方が前記水平面材よりも下側に設けた支持部に接続されるように、前記接続部から平面視で放射状に配置した複数本の支持材と、前記支持材と前記水平面材との間を繋ぐ束材と、前記支持部の水平移動を拘束する拘束手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の請求項２に係る水平面材の支持構造は、上述した請求項１において、前記拘束手段は、前記各支持材の端部間を繋ぐ引張材であることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の請求項３に係る水平面材の支持構造は、上述した請求項１または２において、前記水平面材の形状は平面視で略円形状であって、前記接続部は前記水平面材の水平方向中央に位置し、前記支持部は前記水平面材の外周の下側に位置することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の請求項４に係る水平面材の支持構造は、上述した請求項１または２において、前記水平面材の形状は平面視で四角形状であって、前記接続部は前記水平面材の水平方向中央に位置し、前記支持部は前記水平面材の外周の下側に位置することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の請求項５に係る水平面材の支持構造は、上述した請求項１〜４のいずれか一つにおいて、前記支持材は、側面視でアーチ状に配置されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る水平面材の支持構造は、構造物に用いられる水平面材の支持構造であって、各一方が前記水平面材の接続部に接続され、各他方が前記水平面材よりも下側に設けた支持部に接続されるように、前記接続部から平面視で放射状に配置した複数本の支持材と、前記支持材と前記水平面材との間を繋ぐ束材と、前記支持部の水平移動を拘束する拘束手段とを備えたので、水平面材の自重や積載荷重は、支持材に圧縮力として伝達される。この圧縮力は支持部に作用し、圧縮力の水平成分は支持部を接続部から離れる側（外側）へ膨らまそうとするスラスト力となる。このスラスト力に対して拘束手段により抵抗することで力学的に非常に安定した構造とすることができる。このため、梁を有しない合理的な水平面材の支持構造を実現することができるという効果を奏する。また、この水平面材を構造物の屋根や床として用いることで、梁を有しない合理的な屋根構造および床構造を実現することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る水平面材の支持構造の実施例を示す縦断面斜視図である。
【図２】図２は、本発明に係る水平面材の支持構造が用いられる建物の概略外観斜視図である。
【図３】図３は、本発明に係る水平面材の支持構造を斜め上方から見た部分概略斜視図である。
【図４】図４は、本発明に係る水平面材の支持構造の部分概略側面図である。
【図５】図５は、本発明に係る水平面材の支持構造の支持材の他の配置パターンを説明する概略側面図である。
【図６】図６は、本発明に係る水平面材の支持構造の荷重伝達を説明する概略側面図である。
【図７】図７は、本発明に係る水平面材の支持構造を、水平断面形状が四角形状の建物に適用した一例を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る水平面材の支持構造の実施例について、床構造を例にとり図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例】
【００１５】
図１〜図４に示すように、本発明に係る床構造１００（水平面材の支持構造）は、外殻の形状が略半球形状である建物２内に設けられる床１０（水平面材）を支持するための構造であり、床１０の下側に設けた支持材１２と、支持材１２と床１０を繋ぐ複数本の束材１４と、拘束手段としての建物２の外殻の壁部１６とを備える。
【００１６】
図３および図４に示すように、床１０は、平面視で円形状の床である。また、支持材１２は、床１０の中心の下側に設けた接続部１８に上端部１２ａで接続され、この接続部１８から平面視で円の半径方向外側に向けて放射状に延びるように複数本配置してある。各支持材１２は接続部１８から離れるに従い下方に行くように直線状に延び、支持材１２の下端部１２ｂは、図１に示すように、建物２の壁部１６に設けた支持部としての支持点２０に接続してある。各支持材の下端部１２ｂ同士を環状の壁部１６で繋ぐ構造とすることで、支持材１２・束材１４を介して床１０の自重や積載荷重を支持するものである。
【００１７】
ここで、図５の左半分に示すように、支持材１２は、束材１４との接点２２で曲げた配置としてもよいし、図５の右半分に示すように、全体をアーチ状に曲げた配置としてもよい。さらに、支持材１２自体をドーム状構造物を構成するドームの一部とすることもできる。
【００１８】
また、図５の左半分に示すように、束材１４は、鉛直方向に延びる部材であってもよいし、図５の右半分に示すように、斜めやトラス状に配置した部材１４ａとして、床１０と支持材１２の水平方向の剛性を確保するようにしてもよい。
【００１９】
上記構成の動作および作用について図６を参照しながら説明する。
図６に示すように、床１０への積載荷重および各部材自重は、支持材１２の圧縮力として伝達される。支持材１２の圧縮力は支持点２０に作用し、この水平成分が支持点２０を外側へ膨らまそうとするスラスト力となる。このスラスト力に対しては建物２の外殻の壁部１６のフープテンション（水平面内の円周方向の引張力）による拘束力により抵抗する。
【００２０】
このように、外殻のフープテンションを上手に使うことで力学的に非常に安定した構造とすることができる。また、主に支持材１２のような軸抵抗部材で床構造１００を構成することができるので、梁（曲げ）部材による構造よりも軽快で合理的な構造とすることができる。特に、外殻が略球形状のような水平断面が円形状の建物は、外殻のフープテンションが期待できることから本発明の床構造１００に適している。
【００２１】
なお、建物２の外殻の形状は、図２に示すように、お椀を伏せたドーム状に限らず、円筒状の構造体としてもよく、床１０を支持する引っ張り力を発揮できるものであればいかなる外殻形状であってもよい。例えば、図７に示すように、支持材１２の端部同士を繋ぐ建物の外殻の引張材２４（上記の実施形態の壁部１６に相当）が釣り合う態様であれば、水平断面形状が四角形状の外殻の建物であってもよい。
【００２２】
また、引張材２４としては、上記実施形態に示したような壁状の部材ではなく、ＰＣケーブル、ＰＣ鋼棒あるいは炭素繊維、アラミド繊維等の十分な引張強度を有するものであれば環状、ひも状のものでも良い。
【００２３】
なお、上記の実施の形態においては、床構造１００について説明しているが、床構造１００の代わりに屋根構造や天井などの水平面材の支持構造としてもよく、この場合、上記の実施の形態において、床１０を屋根や天井などの水平面材と読み替えればよい。このように読み替えても、上記と同様の作用効果を奏することは言うまでもない。
【００２４】
以上説明したように、本発明の水平面材の支持構造によれば、構造物に用いられる水平面材の支持構造であって、各一方が前記水平面材の接続部に接続され、各他方が前記水平面材よりも下側に設けた支持部に接続されるように、前記接続部から平面視で放射状に配置した複数本の支持材と、前記支持材と前記水平面材との間を繋ぐ束材と、前記支持部の水平移動を拘束する拘束手段とを備えたので、水平面材の自重や積載荷重は、支持材に圧縮力として伝達される。この圧縮力は支持部に作用し、圧縮力の水平成分は支持部を接続部から離れる側（外側）へ膨らまそうとするスラスト力となる。このスラスト力に対して拘束手段により抵抗することで力学的に非常に安定した構造とすることができる。このため、梁を有しない合理的な水平面材の支持構造を実現することができるという効果を奏する。また、この水平面材を構造物の屋根や床として用いることで、梁を有しない合理的な屋根構造および床構造を実現することができるという効果を奏する。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明に係る水平面材の支持構造は、構造物に設けられる屋根、天井、床などの水平面材に有用であり、特に、外殻が球形状や円柱状の構造物における屋根、天井、床に適している。
【符号の説明】
【００２６】
２  建物
１０  床
１２  支持材
１４  束材
１６  壁部（拘束手段、引張材）
１８  接続部
２０  支持点（支持部）
１００  床構造（水平面材の支持構造）
【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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