(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
単層アーチ形骨組構造であって、
各々端部ソケットを備えた複数の湾曲材と、
各々端部ソケットを備えた複数の直線材と、
複数のタイロッドと、
複数の弦部材と、
複数のブレット結合材と
からなり、各複数のブレット結合材は差し込み口を備え、直線材および湾曲材と挿入接続され、タイロッドおよび弦部材とフック接続されており、湾曲材のソケット、直線材のソケット及びブレット結合材の差し込み口は、相互に挿入される係合噛合わせ対となっており、
湾曲材は、弧状骨組を形成するためブレット結合材を介して曲面に沿って挿入係合し、弦部材は、ブレット結合材を介して弧状骨組に接続されており、弧状骨組は互いにほぼ平行であり、ブレット結合材を介して直線材により弧状骨組を長手方向でまとめて接続し、直線材は、トラスを形成するためほぼ直線に沿って接続されており、トラスは互いにほぼ平行で各弧状骨組にほぼ直交して接続され、弧状骨組及びトラスは複数のタイロッドにより接続され、一体の湾曲構造物を形成することを特徴とする単層アーチ形骨組構造。
【請求項２】
前記一体の湾曲構造物が、複数の四角形要素からなり、各四角形要素が、４個のブレット結合材、２個の直線材および２個の湾曲材を含み、４個のブレット結合材が四角形の四隅を与え、湾曲材および直線材がブレット結合材上に直交して挿入接続され、隣接する側部を形成し、四角形要素の２本の対角線のそれぞれに沿ってタイロッドが配置され、タイロッドの各末端がブレット結合材にフック接続されており、各弦は２個の湾曲材の最も遠く離れた末端により画成され、各弦に沿って横方向に接続された一対の四角形要素があり、各弦部材の各端部は各ブレット結合材にフック接続されており、弧状骨組が複数の弓状骨組からなり、弧状骨組中のそれぞれ２個の隣接する弦部材が互いに交差していることを特徴とする請求項１の単層アーチ形骨組構造。
【請求項３】
ブレット結合材が直角ブレット結合材、Ｔ字形ブレット結合材及びクロス状ブレット結合材の少なくとも一つであり、ブレット結合材上に、直線材差し込み口および湾曲材差し込み口の両方があり、直線材差し込み口と湾曲材差し込み口により形成されるカットアングルにタイロッド接続ラグが配置されており、ブレット結合材のそれぞれの上に弦部材接続ラグが配置されており、弦部材接続ラグの上に２個の弦部材を接続するための箇所があることを特徴とする請求項１の単層アーチ形骨組構造。
【請求項４】
互いに接続された４個の四角形要素の中央線の交差点がクロス状ブレット結合材により形成され、一体化構造の縁部では、２個の四角形要素の交差点がＴ字形ブレット結合材により形成され、一体の湾曲構造の四隅では、１個の四角形要素の角部が直角ブレット結合材により形成されることを特徴とする請求項３の単層アーチ形骨組構造。
【請求項５】
単層アーチ形骨組構造であって、
複数の湾曲材と、
複数の直線材と、
複数のタイロッドと、
複数の弦部材と、
複数のＴ字形ブレット結合材と、
クロス状ユニバーサルブレット結合材と、
半円形多頭ブレット結合材と
からなり、
各ブレット結合材は、直線材および湾曲材と挿入接続され、タイロッドおよび弦部材とフック接続されており、半円形多頭ブレット結合材が湾曲材と挿入接続されており、複数の湾曲材が、一つの曲線に沿って複数のクロス状ユニバーサルブレット結合材を介して挿入接続され、弧状骨組を形成しており、複数の弦部材が、一定数のブレット結合材とフック接続することを介して弧状骨組に接続し、弧状骨組は湾曲材と挿入接続することにより一つのユニットとなり、
弧状骨組の上側末端は、半円形多頭ブレット結合材上で集束し、直線材が、弧状骨組上のクロス状ユニバーサルブレット結合材を介して弧状骨組に接続しており、直線材が水平方向で直線材と直線状に接続してトラスを形成しており、各トラスが多角形線形状を有しており、複数のタイロッドが、複数のブレット結合材を通して結合し、弧状骨組とトラスは、タイロッドにより結合され、ほぼ４分の１球体状の一体構造を形成することを特徴とする単層アーチ形骨組構造。
【請求項６】
前記一体構造が、格子を形成する複数の四角形要素および三角形要素により形成されており、一列の三角形が半円形多頭ブレット結合材と隣接する四角形要素の列の間に位置し、三角形要素には、１個の直線材、２個の湾曲材、２個のブレット結合材、半円形多頭ブレット結合材の２個の差し込み口、２個の弦部材および２個のタイロッドが含まれており、各四角形要素には、４個のブレット結合材、２個の湾曲材および２個の直線材が含まれており、４個のブレット結合材が四角形の四隅を形成しており、湾曲材および直線材が、ブレット結合材上に直交して挿入接続され、隣接する側部を形成しており、
四角形要素の２本の対角線のそれぞれに沿ってタイロッドが配置され、タイロッドの各末端がブレット結合材とフック接続されていることを特徴とする請求項５の単層アーチ形骨組構造。
【請求項７】
前記一体構造が、格子を形成する複数の四角形要素および一列の三角形要素により形成されており、三角形列が半円形多頭ブレット結合材と隣接する四角形要素の列の間に位置し、三角形要素には、１個の直線材、２個の湾曲材、２個のブレット結合材、半円形多頭ブレット結合材の２個の差し込み口、２個の弦部材および２個のタイロッドが含まれており、各四角形要素には、４個のブレット結合材、２個の湾曲材および２個の直線材が含まれており、４個のブレット結合材が四角形の四隅を形成しており、湾曲材および直線材が、ブレット結合材上に直交して挿入接続され、隣接する側部を形成しており、
四角形要素の２本の対角線のそれぞれに沿ってタイロッドが配置され、タイロッドの各末端がブレット結合材とフック接続されており、
横方向に隣接する四角形要素の各対の２個の湾曲材の、最も遠く離れた末端により画定される各弦に沿って弦部材が配置され、弦部材の各末端がブレット結合材とフック接続されており、
２個の湾曲材および１個の弦部材が弓状の骨組を形成しており、
弧状骨組が、ある所定数の弓状骨組により構成されており、弧状骨組中のそれぞれ２個の隣接する弦部材が互いに交差していることを特徴とする請求項５の単層アーチ形骨組構造。
【請求項８】
半円形多頭ブレット結合材が、半円形のディスク、複数の湾曲材差し込み口、複数の弦部材、タイロッド接続ラグおよび弦部材接続ラグから構成されており、同じ下方に曲がる角度を有する複数の湾曲材差し込み口が半円形ディスクの湾曲した周辺部に沿って一様に分布しており、
湾曲材差し込み口と半円形ディスクにより形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグが配置されており、
各湾曲材差し込み口の屈曲軸の下には弦部材接続ラグがあることを特徴とする請求項５の単層アーチ形骨組構造。
【請求項９】
クロス状ユニバーサルブレット結合材の上に２個の対向する湾曲材差し込み口および２個の対向するボール−ヘッド自在差し込み口があり、自在差し込み口と湾曲材差し込み口の交差により形成される各カットアングルに、タイロッド接続ラグが配置されており、
弦部材接続ラグがクロス状ユニバーサルブレット結合材の上に配置され、弦部材接続ラグ上に２本の弦部材を接続する箇所があることを特徴とする請求項５の単層アーチ形骨組構造。
【請求項１０】
二層アーチ形骨組構造であって、
複数の直線材と、
複数のタイロッドと、
複数の弦部材と、
複数の二層湾曲材ユニットと、
□形ブレット結合材と、
からなり、
二層湾曲材ユニット、直線材、タイロッド、弦部材は各□形ブレット結合材と挿入及びフック接続されており、複数の二層湾曲材ユニットを複数の□形ブレット結合材と挿入接続することにより、長方形断面を有する二重隆起複層弧状骨組が形成され、弦部材は、二層湾曲材ユニットと挿入接続することにより形成された二層弧状骨組と接続して一体ユニットとし、
互いに平行な複数の二層弧状骨組が、□形ブレット結合材を通して、2x2の群に分けられる複数の直線材により縦方向にまとめて接続されており、群毎に直線的に接続されたすべての直線材が二重の合わせトラスを形成し、互いに平行な複数の二重合わせトラスがある所定数の弧状骨組と直交して接続され、複数のタイロッドが、□形ブレット結合材を通して、二層弧状骨組と二重トラス、および二重トラスとを結合し、一体の湾曲構造を形成することを特徴とする二層アーチ形骨組構造。
【請求項１１】
前記一体の湾曲構造が、格子を形成する複数の六角形要素により形成されており、各六角形要素には、４個の□形ブレット結合材、４個の二層湾曲材ユニットおよび４個の直線材が含まれており、２個の□形ブレット結合材が２個の二層湾曲材ユニットと挿入接続され、長方形断面を有する、ある長さの湾曲した柱を形成しており、
各群に２個で２群の直線材が、２個の湾曲した柱の各末端の□形ブレット結合材上に、２個の二層湾曲材ユニットと共に、直交して挿入接続され、互いに平行な上側および下側湾曲表面を有する２個の長方形骨組を形成しており、
各長方形骨組の２群の対角線に沿って、それぞれのタイロッドが配置され、２個の長方形フレームにおけるタイロッドの類似の末端は同じ□形ブレット結合材とフック接続されており、ブレット結合材とフック接続されており、
横方向に隣接する２個の六角形の二層湾曲材ユニットの延長方向で最も遠い末端間の、上側および下側の２本の弦のそれぞれに沿って、少なくとも１個の弦部材が配置されており、
上側および下側弦部材の類似の末端はそれぞれ同じ□形ブレット結合材とフック接続され、２個の湾曲した柱は上側および下側弦部材と接続され、複層弓状骨組を形成しており、
二層弧状骨組は、複数の二層弓状骨組から構成されており、
弧状骨組中の隣接する２個の弦部材はそれぞれ互いに交差しており、二層アーチ形骨組構造では、一つに接続された４個の六角形の中央接合部は□形ブレット結合材により形成され、４個の六角形のそれぞれの一部分であることを特徴とする請求項10の二層アーチ形骨組構造。
【請求項１２】
□形ブレット結合材が長方形の平面を形成する４本のバーからなり、□形ブレット結合材中の平行な２つのバーの各末端には、バーと同軸の直線材差し込み口があり、同じバー上の２個の直線材差し込み口は反対方向にあり、２つの平行なバーのそれぞれの外側には長方形の面に対して直角な２個の接続部材があり、それぞれの接続部材が反対方向にある２個の湾曲材差し込み口からなっており、二層湾曲材ユニットおよび□形ブレット結合材に一般性を持たせるために、各バー上の２個の接続部材が等間隔に配置されており、
２つのバーの同じ側に少なくとも１個の弦部材接続ラグがあり、各弦部材接続ラグ上には、２個の弦部材を接続する箇所があり、弦部材接続ラグは、異なった方向の２個の弦部材を同時にフック接続することができ、各直線材差し込み口と各湾曲材差し込み口により直角に形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグがあることを特徴とする請求項10の二層アーチ形骨組構造。
【請求項１３】
二層湾曲材ユニット、中心は同じであるが、異なった曲率半径および複数の接続バーを有する２個の湾曲材から構成されており、二層湾曲材ユニットが平らであり、その各末端に２個のソケットがあることを特徴とする請求項10の二層アーチ形骨組構造。
【請求項１４】
直線材および二層湾曲材ユニットは、□形ブレット結合材の差し込み口と挿入接続されて相互に噛み合う対となるソケットを備えており、二層湾曲材ユニットの末端における２個のソケットの中心間の距離が□形ブレット結合材の２個の接続部材の間隔に等しいことを特徴とする請求項13の二層アーチ形骨組構造。
【請求項１５】
高所作業が無い単層アーチ形骨組構造の組立方法であって、
２個の湾曲材をクロス状ブレット結合材上に挿入接続して弓状骨組を形成し、
複数の直線材を縦方向に接続し、複数の弓状骨組を形成し、
複数の四角形要素を有し、アーチ形骨組構造の縦方向長さを有する２列の格納庫屋根部分を形成し、
格納庫屋根の一つの側部を、湾曲材を挿入接続できる高さに達するまでジャッキ装置で引上げ、
各弓状骨組上に、ブレット結合材を通して湾曲材を挿入接続し、挿入接続したすべての湾曲材を直線材を通して接続し四角形要素の列を縦方向に形成し、
四角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続し、
格納庫屋根部分の一方の側部を下げ、その対向する側部を引き上げ、
湾曲材、直線材およびクロス状ブレット結合材を接続し、さらに四角形要素の列を形成し、
アーチ形骨組構造の２個の接地末端に対して格納庫屋根端部の両側部で前述の作業を繰り返す、
ことからなることを特徴とする単層アーチ形骨組構造の組立方法。
【請求項１６】
高所作業が無い単層アーチ形骨組構造の組立方法であって、
２個の直角ブレット結合材および複数のＴ字形ブレット結合材を使用して複数の補強直線材を接続し、アーチ形骨組構造の縦方向長さに沿って側方接地末端を形成し、
上記のブレット結合材内に湾曲材を挿入接続し、
複数の直線材を複数のクロス状ブレット結合材を通して湾曲材に接続し、アーチ形骨組構造の縦方向長さを有する、接続された四角形要素の列を形成し、
四角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続し、
四角形要素の直線材側部を、湾曲材を挿入接続できる高さに達するまでジャッキ装置で引き上げ、
湾曲材を挿入接続し、クロス状ブレット結合材を通して複数の直線材により湾曲材を縦方向に接続することにより、四角形要素の他の列を形成し、
四角形要素を、湾曲材を挿入接続できる様になるまでジャッキ装置で引上げ、
クロス状ブレット結合材を湾曲材と挿入接続することにより、四角形要素の列を形成し、
前述の工程を繰り返し、四角形要素を連続的に横断方向に拡張することにより、アーチ形骨組構造の一方の側方接地末端から、格納庫屋根を通して、もう一方の側方接地末端に対して単層アーチ形骨組構造の本体が、漸進的に立ち上がることを特徴とする単層アーチ形骨組構造の組立方法。
【請求項１７】
高所作業が無い二層アーチ形骨組構造の組立方法であって、
３個の□形ブレット結合材により、４個の二層湾曲材ユニットを介して二層弓状骨組を形成し、
直線材により複数の二層弓状骨組を縦方向に接続し、
複数の六角形要素により形成されるアーチ形骨組構造の縦方向長さを有する２列の格納庫屋根部分を形成し、
二重湾曲材が挿入接続できる高さに達するまで、格納庫屋根の一方の側部をジャッキ装置で引き上げ、
各二層弓状骨組内に、□形ブレット結合材を介して湾曲材を挿入接続し、これらの湾曲材の他方の末端内に□形ブレット結合材を挿入接続し、
これらの□形ブレット結合材を、複数の直線材群により接続する、すなわち六角形要素の列を縦方向に形成し、
六角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続し、
格納庫屋根の一方の側部を下げ、対向する他方を引き上げ、
二層湾曲材ユニット、直線材および□形ブレット結合材を上記の様に接続し、さらに六角形要素の他の列を形成し、
格納庫屋根の両側部で前述の工程を繰り返すことにより、格納庫屋根の末端から二重アーチ形骨組構造の接地末端に二層アーチ形骨組構造の本体が、漸進的に立ち上がることを特徴とする二層アーチ形骨組構造の組立方法。
【請求項１８】
高所作業が無い二層アーチ形骨組構造の組立方法であって、
ある一定数の□形ブレット結合材を使用し、複数の補強直線材を接続し、アーチ形骨組構造の縦方向長さに沿って側部接地末端を形成し、
各群２個の、複数の直線材を使用し、上記の□形ブレット結合材を介して湾曲材を接続し、縦方向長さに沿って接続された六角形要素の列を形成し、
六角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続し、
六角形要素中の直線材に対応する縁部を、二層湾曲材ユニットを挿入接続できる高さに達するまでジャッキ装置で引き上げ、
二層湾曲材ユニットを挿入接続し、□形ブレット結合材を介して複数の直線材群により二層湾曲材ユニットを縦方向に接続することにより、六角形要素の他の列を形成し、
六角形要素を、二層湾曲材ユニットを挿入接続できる様になるまでジャッキ装置で引上げ、
□形ブレット結合材を二層湾曲材ユニットと係合し、
前述の工程を繰り返し、四角形要素を連続的に横断方向に拡張することにより、アーチ形骨組構造の一方の側方接地末端から、格納庫屋根を通して、もう一方の側方接地末端に対して二層アーチ形骨組構造の本体が、漸進的に立ち上がることを特徴とする二層アーチ形骨組構造の組立方法。
【発明の詳細な説明】
発明の分野
本発明は、建築構造、より詳しくは挿入およびフック係合により形成された湾曲表面の網目状アーチ形骨組構造に関する。
発明の背景
スタジアムや体育館の様な、大きく広がり、広く覆われた建築物を建設するには、ほとんどの場合、空間のある格子−骨組構造が既存の技術で使用されており、より複雑な設計および構造では、構造部材により高い製造精度が必要とされ、原料の消費が大きくなり、プロジェクトの期限が長くなり、建築コストが高くなり、建設中に足場や大規模吊り索装置を使用する必要がある。さらに、これらの技術により得られる建築物は、一箇所にのみ永久に位置することができ、必要に応じて分解し、移動させることはできない。その上、その様な技術は応用範囲が狭く、一般的に家や建物に使用されている。
発明の概要
本発明の目的は、様々な建築分野に広く応用でき、迅速に組立および分解できるアーチ形骨組構造を提供することである。組立および分解は、構造部材の挿入および引き抜き、フック掛けおよびフックの取り外しにより達成することができる。この骨組構造を形成する部材に関しては、種類が少なく、統一された標準があり、構造が簡単で、技術が容易であり、機械的に大量に反復製造することができる。この確実な接続様式を備えた骨組構造は、様々な種類の永久的建造物および組立可能な建造物の両方を構築するのに使用でき、建設中に足場や大規模な吊り索装置を必要としない。
本発明の別の目的は、高所の作業なしにアーチ形骨組構造を組み立てる方法を提供することである。
本発明の目的は、構造部材の中に、湾曲材、直線材、タイロッド接続ラグ、弦部材、二重湾曲材ユニット、□形ブレット（bullet）結合材、クロス状ユニバーサルブレット結合材、半円形多頭ブレット結合材および一般的にブレット結合材と呼ぶクロス状、Ｔ字形および直角ブレット結合材を含むことにより達成される。直線材、タイロッドまたは弦部材を一般的に使用される部材として使用し、湾曲材または二重湾曲材ユニットを用意し、対応するブレット結合材を選択し、挿入およびフック接続を行なうことにより、湾曲表面、網目状、単層型、複層型および単層および複層のハイブリッド型、ならびに球状網目状単層型のアーチ形骨組構造を製造することができる。単層型または複層型または単層および複層のハイブリッド型のアーチ形骨組構造を建造物の本体とし、球形の単層アーチ形骨組構造を本体用の閉鎖部にすることができる。垂直の切妻壁型の閉鎖部もある。本体および閉鎖部は取付部品により互いに接続される。
単層アーチ形骨組構造の各構造部材には、複数の湾曲材、直線材、タイロッドおよび弦部材および一般的にブレット結合材と呼ぶクロス状、Ｔ字形および直角ブレット結合材が含まれる。それぞれの骨組構造の中で、ブレット結合材は直線材および湾曲材とは挿入接続し、タイロッドおよび弦部材とはフック接続する。複数の湾曲材が、ある曲線に沿って、複数のブレット結合材を介して挿入接続され、弧状骨組を形成する。複数の弦部材は、ブレット結合材を介して、湾曲材の挿入接続により形成された弧状骨組を一つのユニットに接続するのに使用される。互いに平行に配置され、同じ突出表面を有する複数の弧状骨組が、ブレット結合材を介して複数の直線材により縦方向に接続される。直線に沿って接続されたすべての直線材はトラスを形成し、これらは互いに平行ですべての弧状骨組に直角に接続されたトラスである。アーチ状骨組と弧状骨組、弧状骨組とトラス、およびトラスとトラスが複数のタイロッドを介して接続され、湾曲した表面の網目状総体を形成する。一体化されたアーチ形骨組構造は、四角形格子を有する複数の要素からなる。各四角形要素は、４個のブレット結合材、２個の直線材および２個の湾曲材を含む。４個のブレット結合材は四角形の四隅を与える。湾曲材および直線材は、ブレット結合材上に直角に挿入接続され、隣接する側部を形成する。四角形要素の２本の対角線のそれぞれに沿ってタイロッドが配置され、タイロッドの各末端はブレット結合材にフック接続される。横方向に接続された各対の四角形要素の２個の湾曲材の、最も遠く離れた末端により限定される各弦に沿って配置された弦部材があり、弦部材の各末端はブレット部材とフック接続されている。それぞれ２個の湾曲材および１個の弦部材が弓形状の骨組を形成する。弧状骨組には複数の弓形状骨組がある。弧状骨組の各ブレット結合材は２個の弦部材とフック接続され、それぞれ２個の隣接する弦部材は互いに交差している。交差した弦部材は、弧状骨組の各湾曲材にかかる力を等しくする。複数の四角形要素が横に続いて伸び、ある一定のスパンを有するアーチ形骨組構造の小さな部分を形成する。必要な長さに応じて、弧状骨組の縦方向に沿って複数の四角形要素を連続的に伸ばし、それによってある一定の長さおよびスパンを有する一体化アーチ形骨組構造を形成する。アーチ形骨組構造では、互いに接続された４個の四角形要素すべての中央線の交差点がクロス状ブレット結合材により形成される。一体化構造の縁部では、２個の四角形要素の交差点はＴ字形ブレット結合材により形成される。一体化構造の四隅では、１個の四角形要素の角は直角ブレット結合材により形成される。アーチ形骨組構造におけるすべての弧状骨組のそれぞれは、トラスに直交して接続され、すべてのトラスのそれぞれも弧状骨組に直角に接続される。
もう一つの単層アーチ形骨組構造の構造部材は、それぞれ複数の湾曲材、直線材、タイロッド、弦部材、Ｔ字形ブレット結合材、直角ブレット結合材、クロス状ブレット結合材、クロス状ユニバーサルブレット結合材および半円形多頭ブレット結合材から構成される。構造部材中、各ブレット結合材は、直線材および湾曲材と挿入接続され、タイロッドおよび弦部材とフック接続される。半円形多頭ブレット結合材は挿入によってのみ湾曲材と接続される。複数の湾曲材が、一つの曲線に沿って、複数のクロス状ユニバーサルブレット結合材を通して挿入接続され、弧状骨組を形成する。複数の弦部材は、複数のブレット結合材とフック接続することにより、湾曲材と挿入接続することにより形成された弧状骨組を一つのユニットに接続するのに使用される。複数の弧状骨組がある。弧状骨組の上側末端はすべて、格納庫の屋根に位置する半円形多頭ブレット結合材上で一点に集まる。直線材は、弧状骨組上のクロス状ユニバーサルブレット結合材を介して弧状骨組に接続する。直線材は水平方向で直線材と直線状に接続し、トラスを形成する。複数のトラスがあり、それぞれが多角形線形状を有する。複数のタイロッドが、ある一定数のブレット結合材を通して、弧状骨組と弧状骨組、弧状骨組とトラス、およびトラスとトラスを接続し、大体４分の１球体状の網目状総体を形成する。
この総体は、格子を形成する複数の四角形要素および三角形要素により形成される。三角形要素は１列だけであり、半円形多頭ブレット結合材と隣接する四角形要素の列の間に位置する。三角形要素には、１個の直線材、２個の湾曲材、２個のブレット結合材、半円形多頭ブレット結合材の２個の差し込み口、２個の弦部材および２個のタイロッドが含まれる。各四角形要素には、４個のブレット結合材、２個の湾曲材および２個の直線材が含まれる。４個のブレット結合材が四角形の四隅を形成する。湾曲材および直線材は、ブレット結合材上に直角に挿入接続され、隣接する側部を形成する。四角形要素の２本の対角線のそれぞれに沿ってタイロッドが配置され、タイロッドの各末端がブレット結合材とフック接続される。横に隣接する四角形要素の各対の２個の湾曲材の、最も遠く離れた末端により画定される各弦に沿って弦部材が配置され、弦部材の各末端はブレット結合材とフック接続される。２個の湾曲材および１個の弦部材が弓状の骨組を形成する。弧状骨組は、複数の弓状骨組により構成される。弧状骨組中のそれぞれ２個の隣接する弦部材が互いに交差する。
一般的に使用される部材として複数の直線材、タイロッドおよび弦部材、および複数の追加の□形ブレット結合材および二重湾曲材ユニットを挿入およびフック接続により組み立てた、湾曲表面格子を有する複層アーチ形骨組構造では、各□形ブレット結合材上に、挿入接続した二重湾曲材ユニットおよび直線材およびフック接続されたタイロッドおよび弦部材がある。複数の二重湾曲材ユニットをある一定の数の□形ブレット結合材と挿入接続することにより、長方形断面を有する二重隆起複層弧状骨組が形成される。□形ブレット結合材を通して、複数の弦部材が使用され、二重湾曲材ユニットと挿入接続することにより形成された複層弧状骨組を一つの総体にしている。互いに平行で、同じ突出面を有する複数の複層弧状骨組が、□形ブレット結合材を通して、2x2の群に分けられる複数の直線材により縦方向に接続される。群毎に直線的に接続されたすべての直線材が二重のトラスを形成する。互いに平行な複数の二重トラスが複数の弧状骨組と直角に接続される。複数のタイロッドを使用し、−□形ブレット結合材を通して−複層弧状骨組と複層弧状骨組、複層弧状骨組と二重トラス、および二重トラスと二重トラスを接続し、湾曲表面の網目状総体を形成する。総体は、格子を形成する複数の六角形要素により形成される。各六角形要素には、４個の□形ブレット結合材、４個の二重湾曲材ユニットおよび４個の直線材が含まれる。２個の□形ブレット結合材が２個の二重湾曲材ユニットと挿入接続され、長方形断面を有する、ある長さの湾曲した柱を形成する。２群の直線材−各群に２個−が、２個の湾曲した柱の各末端の□形ブレット結合材上に、２個の二重湾曲材ユニットと共に直角に挿入接続され、互いに平行な上側および下側湾曲表面を有する２個の長方形骨組を形成する。各長方形骨組の２群の対角線に沿って、それぞれのタイロッドが配置される。２個の長方形フレームにおけるタイロッドの類似の末端は同じ□形ブレット結合材とフック接続される。横に隣接する２個の六角形の二重湾曲材ユニットの延長方向で最も遠い末端間の、上側および下側の２本の弦のそれぞれに沿って、少なくとも１個の弦部材が配置されている。上側および下側弦部材の類似の末端はそれぞれ同じ□形ブレット結合材とフック接続されている。２個の湾曲した柱は上側および下側弦部材と接続され、複層弓状骨組を形成する。複層弧状骨組は、ある一定数の複層弓状骨組から構成される。弧状骨組中の隣接する２個の弦部材はそれぞれ互いに交差している。複層アーチ形骨組構造では、一つに接続された４個の六角形の中央接合部は□形ブレット結合材により形成され、４個の六角形のそれぞれの一体部分である。
アーチ形骨組構造では、該ブレット結合材上に、直線材差し込み口、湾曲材差し込み口、タイロッド接続ラグおよび弦部材接続ラグがある。直線材差し込み口は真直ぐであり、湾曲材差し込み口は湾曲している。直線材差し込み口と湾曲材差し込み口の交差点により形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグが配置されている、すなわちクロス状ブレット結合材上には４個のタイロッド接続ラグがあり、Ｔ字形ブレット結合材上には２個のタイロッド接続ラグがあり、直角ブレット結合材上には１個のタイロッド接続ラグがある。それぞれの種類のブレット結合材上に、１個の弦部材接続ラグが配置されている。弦部材接続ラグ上には、２個の弦部材を接続する箇所がある、すなわち各弦部材接続ラグは２個の弦部材と同時にフック接続することができる。
本アーチ形骨組構造では、直線材および湾曲材をブレット結合材と挿入接続することができ、直線材および湾曲材はブレット結合材と相互に噛み合う対でよい。
半円形多頭ブレット結合材は、半円形のディスク、複数の湾曲材差し込み口、複数の弦部材接続ラグおよび複数のタイロッド接続ラグから構成されている。同じ下方に曲がる角度を有する複数の湾曲材差し込み口が半円形ディスクの湾曲した周辺部に沿って一様に分布している。湾曲材差し込み口と半円形ディスクにより形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグが配置されている。各湾曲材差し込み口の屈曲軸の下には弦部材接続ラグがある。
クロス状ユニバーサルブレット結合材の上には２個の対向する湾曲材差し込み口および２個の対向するボール−ヘッド自在差し込み口がある。自在差し込み口と湾曲材差し込み口の交差により形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグが配置されている。弦部材接続ラグはクロス状ユニバーサルブレット結合材の上に配置され、弦部材接続ラグ上に２本の弦部材を接続する箇所がある。
□形ブレット結合材は４本のバーａ、ｂ、ｃおよびｄからなり、平らな長方形である。平行なバーａおよびｃの各末端には、バーと同軸の直線材差し込み口がある。同じバー上の２個の直線材差し込み口は反対方向にある。バーａおよびｃのそれぞれの外側には長方形の面に対して直角な２個の接続部材があり、それぞれの接続部材が反対方向にある２個の湾曲材差し込み口からなる。二重湾曲材ユニットおよび□形ブレット結合材に一般性を持たせるために、各バー上の２個の接続部材が等間隔に配置されている。バーａおよびｃの同じ側に、少なくとも１個の弦部材接続ラグがある。各弦部材接続ラグ上には、２個の弦部材を接続する箇所がある。弦部材接続ラグは、異なった方向の２個の弦部材を同時にフック接続することができる。各直線材差し込み口と各湾曲材差し込み口により直角に形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグがある。
二重湾曲材ユニットは、中心は同じであるが、異なった曲率半径および複数の接続バーを有する２個の湾曲材から構成されている。二重湾曲材ユニットは平らであり、その各末端には２個のソケットがある。直線材および二重湾曲材ユニットのソケットは、□形ブレット結合材の差し込み口と挿入接続されて相互に噛み合う対となり、二重湾曲材ユニットの末端における２個のソケットの中心間の距離は□形ブレット結合材の２個の接続部材の間隔に等しい。
本発明の単層アーチ形骨組構造および複層アーチ形骨組構造には、それぞれ２種類の組立方法がある。単層アーチ形骨組構造の一つの組立方法では、先ず２個の湾曲材をクロス状ブレット結合材上に挿入接続して弓状骨組を形成する。次いで、複数の直線材を使用して複数の弓状骨組を縦方向に接続し、複数の四角形要素を有し、アーチ形骨組構造の縦方向長さを有する２列の格納庫屋根部分を形成する。格納庫屋根のこの部分の側部を、湾曲材を挿入接続できる高さに達するまでジャッキ装置で引上げ、次いで各弓状骨組上にブレット結合材を通して湾曲材を挿入接続し、挿入接続したすべての湾曲材を再び直線材を通して接続する、すなわち四角形要素の列を縦方向に再度形成する。四角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続する。この時、一方の側部を下げ、他方を引き上げる。再度、湾曲材、直線材およびクロス状ブレット結合材を上記の様に接続し、さらに四角形要素の列を形成する。格納庫屋根の両側部でこの様に作業を繰り返すことにより、単層アーチ形骨組構造の本体が、格納庫屋根の末端からアーチ形骨組構造の２個の接地末端に次第に構築されて行く。
単層アーチ形骨組構造の別の組立方法では、先ず、２個の直角ブレット結合材および複数のＴ字形ブレット結合材を使用して複数の補強直線材を接続し、アーチ形骨組構造の縦方向長さに沿って側方の接地末端を形成し、次いで上記のブレット結合材上に湾曲材を挿入接続し、ある一定数の直線材を使用し、複数のクロス状ブレット結合材を通してすべての湾曲材を接続し、アーチ形骨組構造の縦方向長さを有する接続された四角形要素の列を形成する。四角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続する。次いで、四角形要素の直線材側部を、湾曲材を挿入接続できる高さに達するまでジャッキ装置で引き上げる。再度湾曲材を挿入接続し、クロス状ブレット結合材を通して複数の直線材により湾曲材を縦方向に接続することにより、四角形要素の列を再度形成する。新たに形成された四角形要素を、湾曲材を挿入接続できる様になるまでジャッキ装置で再度引上げる。クロス状ブレット結合材を湾曲材と挿入接続することにより、四角形要素の列を再度形成する。この様に繰り返し作業して四角形要素を連続的に横断方向に拡張することにより、単層アーチ形骨組構造の本体が、アーチ形骨組構造の一方の側方接地末端から、格納庫屋根を通して、もう一方の側方接地末端に次第にアーチ形成して行く。
複層アーチ形骨組構造の一組立方法では、先ず、３個の□形ブレット結合材を使用し、４個の二重湾曲材ユニットを通して複層弓状骨組を形成する。各群２個ずつの直線材を使用し、複数の複層弓状骨組を縦方向に接続し、ある一定数の六角形要素により形成されるアーチ形骨組構造の縦方向長さを有する２列の格納庫屋根部分を形成する。格納庫屋根のこの部分の一方の側部をジャッキ装置で引き上げる。二重湾曲材を挿入接続できる高さに達したら、各複層弓状骨組上に、□形ブレット結合材を通して湾曲材を挿入接続し、これらの湾曲材の他方の末端上に□形ブレット結合材も挿入接続し、これらの□形ブレット結合材を、ある一定数の直線材の群により接続する、すなわち六角形要素の列を縦方向に再度形成する。六角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続する。
この時、一方の側部を下げ、他方を引き上げ、二重湾曲材ユニット、直線材および□形ブレット結合材を再度上記の様に接続し、さらに六角形要素の列を形成する。格納庫屋根の両側部でこの様に作業を繰り返すことにより、複層アーチ形骨組構造の本体が、格納庫屋根の末端から複層アーチ形骨組構造の２個の接地末端に次第に構築されて行く。
複層アーチ形骨組構造の別の組立方法では、先ず、複数の□形ブレット結合材を使用し、複数の補強直線材を接続し、アーチ形骨組構造の縦方向長さに沿って側部接地末端を形成する。次いで、各群２個の、複数の直線材を使用し、上記の□形ブレット結合材を通してすべての湾曲材を接続し、縦方向長さに沿って接続された六角形要素の列を形成する。六角形要素を形成する際、タイロッドおよび弦部材をフック接続する。その後、六角形要素中の直線材に対応する縁部を、二重湾曲材ユニットを挿入接続できる高さに達するまでジャッキ装置で引き上げる。再度、二重湾曲材ユニットを挿入接続し、□形ブレット結合材を通して複数の直線材の群によりすべての二重湾曲材ユニットを縦方向に接続することにより、六角形要素の列を再び形成する。ほとんど形成された六角形要素を、二重湾曲材ユニットを挿入接続できる様になるまでジャッキ装置で再度引上げ、□形ブレット結合材を二重湾曲材ユニットと挿入接続することにより六角形要素の列を再度形成する。この様に作業を繰り返し、六角形要素を横断方向に拡張することにより、複層アーチ形骨組構造の本体が、アーチ形骨組構造の一方の側方接地末端から格納庫屋根を通して他方の接地末端に次第にアーチ形成する。
本発明は、形状が簡単で合理的であり、容易に分解でき、構成要素の一般性および互換性が極めて大きく、構築材料が少なく、構成部品を機械的に製造することができる。必要に応じてアーチ形骨組構造を分解し、撤去した後、構成部品を反復使用することができ、したがって建設コストが低減される。1300平方メートルの面積のアーチ形骨組構造としてのテニスジムの建築構造が、作業員20人で５日間で、足場や大規模な吊り索装置を使用せずに建設できる。構造中に交差した弦部材および交差したタイロッドを採用することにより、骨組みの有効空間および負荷容量が著しく増加する。本アーチ形骨組構造は、従来の建築設計には衝撃的な新しい設計発想によるものであり、高所の作業が無い新しい形態を建築分野にもたらす。
図面の説明
本発明の具体的な実施態様を以下に添付の図面により説明する。
第１図は、本アーチ形骨組構造の航空機格納庫の概略的な立面図である。
第２図は、航空機格納庫の概略的な上面図である。
第３図は、航空機格納庫のＢ−Ｂ線に沿った単層アーチ形骨組構造の概略的断面図である。
第４図は、複層アーチ形骨組構造の概略的な立面図である。
第５図は、Ａ−Ｂ線に沿った複層アーチ形骨組構造の概略的な断面図である。
第６図はクロス状ブレット結合材の立面図である。
第７図はクロス状ブレット結合材の側面図である。
第８図はＴ字形ブレット結合材の立面図である。
第９図はＴ字形ブレット結合材の側面図である。
第10図は直角ブレット結合材の立面図である。
第11図は直角ブレット結合材の側面図である。
第12図はクロス状のユニバーサルブレット結合材の配置を示す図である。
第13図は、半円形多頭ブレット結合材を概略的に示す図である。
第14図は□形ブレット結合材の立面図である。
第15図は□形ブレット結合材の側面図である。
第16図は、Ｄ−Ｄ線に沿った□形ブレット結合材の断面図である。
第17図は、二重湾曲材ユニットの立面図である。
第18図は、二重湾曲材ユニットの側面図である。
第19図は、単層および複層ハイブリッドアーチ形骨組構造の部分斜視図である。
発明の好ましい実施態様
ここで添付の図面に関して、第１図〜第５図は航空機格納庫に使用するアーチ形骨組構造を示し、第６図〜第18図は、直線材、湾曲材、タイロッドおよび弦部材を除く、すべての構成要素を示す。第19図は、単層および複層ハイブリッドアーチ形骨組構造を示す。
航空機格納庫は本発明により、２つの部分、本体および閉鎖部を含んでなり、本体は湾曲表面の単および複層ハイブリッドアーチ形骨組構造により、閉鎖部は球状の単層アーチ形骨組構造からなる。２個の本体および２個の閉鎖部がある。
本体の骨組みは直線材（16）、湾曲材（13）、二重湾曲材ユニット（20）、クロス状ブレット結合材（６）、Ｔ字形ブレット結合材（８）、直角ブレット結合材（７）、□形ブレット結合材（21）、ロッド（９）および弦部材（11）により形成される。
二重湾曲材ユニット（20）、直線材（16）および湾曲材（13）の末端にはソケットがある。Ｔ字形ブレット結合材（８）、直角ブレット結合材（７）、クロス状ブレット結合材（６）はすべて直線材差し込み口（22）および湾曲材差し込み口（23）を備えている。直線材差し込み口（22）および湾曲材差し込み口（23）の交差点により形成される各カットアングルにはタイバー接続ラグ（14）が配置されている。各ブレット結合材上には、ただ１個の弦部材接続ラグ（15）だけがある。弦部材接続ラグ（15）上には、２個の弦部材（11）を接続するための位置がある。□形ブレット結合材（21）は、正方形部分の４本のバーａ、ｂ、ｃおよびｄを一つに溶接し、長方形を限定する。バーａおよびｃの各末端には、バーと同軸の直線材差し込み口（22）が溶接されている。同じバー上の２個の直線材差し込み口（22）は反対方向にある。バーａおよびｃの各外側側面上には、□形ブレット結合材の長方形平面に対して直角な２個の接続部材（24）が溶接されている。各接続部材（24）は、２個の反対方向を向いた湾曲材差し込み口（25）により形成されている。□形ブレット結合材（21）のバーａおよびｃの上の２個の接続部材（24）はすべて等間隔で配置されている。弦部材接続ラグ（15）はバーａおよびｃの同じ側に配置されている。バーａの外側には、１個の弦部材接続ラグ（15）が溶接されており、バーｃの内側には２個の弦部材接続ラグ（15）が溶接されている。それぞれの種類のコネクタに対して、弦部材接続ラグ（15）の位置は一致している。各弦部材接続ラグ（15）に対して、２個の弦部材（11）を接続するための位置がある。さらに、□形ブレット結合材（21）上の各直線材差し込み口（22）と各湾曲材差し込み口（25）の交差点により形成される各カットアングルには、タイロッド接続ラグ（14）が配置されている。タイロッド（９）および弦部材（11）の両端には、ブレット結合材（6,7,8,21）のタイロッド接続ラグ（14）および弦部材接続ラグ（15）に引っ掛けて接続するフックがある。
二重湾曲材ユニット（20）は、中心は同じであるが異なった曲率半径を有する２本の湾曲材を３本の接続バーと溶接することにより形成する。
建築の間、４個の二重湾曲材ユニット（20）を、３個の□形ブレット結合材（21）により、横切る様に接続し、湾曲した柱を形成する。湾曲した柱の各末端にある□形ブレット結合材（21）の上に、上側湾曲表面に１個の弦部材（11）および下側に２個（11）をフック接続し、複層弓状骨組を形成する。単層弓状骨組は、２個の湾曲材（13）をクロス状ブレット結合材（６）で接続し、クロス状ブレット結合材（６）を２個の湾曲材の接続していない末端のそれぞれに挿入接続し、次いで弦部材（11）を、弦部材接続ラグ（15）を通して、２個のクロス状ブレット結合材（６）に接続することにより形成する。複数の単層弓状骨組を、２群、各群に２個、の複層弓状湾曲骨組の間に配置し、単層および複層弓状骨組のすべてを、クロス状ブレット結合材（６）および□形ブレット結合材（21）の上の直線材差し込み口（22）を通して、直線材（16）縦方向に接続した後、両端で複層および中間で単層の、湾曲表面を有する航空機格納庫屋根が形成される。格納庫屋根の横方向側部で、クロス状ブレット結合材（６）および□形ブレット結合材（21）を通して、湾曲材（13）または二重湾曲材ユニット（20）を交差方向で、および直線材（16）を縦方向で、次々に挿入して接続することにより、単層および複層トラスおよび単層および複層アーチ状骨組を備え、四角形および六角形要素の組合わせにより形成される、湾曲表面の網目状航空機格納庫の本体が、四角形および六角形要素を形成しながら、タイロッド（９）および弦部材（11）を各クロス状ブレット結合材または□形ブレット結合材（21）の上にフック接続しながら、地表から高所に除々にアーチを形成して行く。タイロッド（９）は四角形の対角線に沿って十字に配置される。タイロッド（９）はトラスとトラス、トラスとアーチ状骨組およびアーチ状骨組とアーチ状骨組を接続する。単層アーチ状骨組中に位置するクロス状ブレット結合材（21）または複層アーチ状骨組中に位置する□形ブレット結合材（21）に対して、最も下の２層は除いて、各ロッド接続ラグ（15）に２個の弦部材（11）がフック接続されている。単層および複層アーチ状骨組上の弦部材はすべて互いに十字になる様にフック接続されており、等しい負荷がかかったアーチ形骨組構造を形成し、その負荷容量を増加させている。
本体の２個の側方底部を、ブレット結合材（6,21）を通して、補強直線材（17）で取り付けることにより、アーチ形骨組構造を有する航空機格納庫全体が形成される。
それぞれ本体の開口部に配置された２個の閉鎖部がある。閉鎖部は、湾曲材（13）、直線材（16）、クロス状ユニバーサルブレット結合材（19）、Ｔ字形ブレット結合材、直角ブレット結合材（７）、タイロッド（９）、弦部材（11）および半円形多頭ブレット結合材（18）により形成される、４分の１球体形である。半円形多頭ブレット結合材（18）上には湾曲材（13）差し込み口（23）および幾つかのタイロッド接続ラグ（14）および弦部材接続ラグ（15）がある。クロス状ユニバーサルブレット結合材上には、直線材を挿入接続するために使用する一対のボール−ヘッド自在差し込み口がある。クロス状ユニバーサルブレット結合材（19）の自在差し込み口と湾曲材差し込み口の間のカットアングルにはタイロッド接続ラグ（14）もあり、コネクタ（19）の中央には弦部材接続ラグ（15）がある。９個の湾曲材（13）を半円形多頭ブレット結合材（18）上の湾曲材差し込み口（13）挿入接続し、クロス状ユニバーサルブレット結合材（19）を通して９個の湾曲材を直線材（16）と間隔をおいて接続することにより、半球形の格納庫屋根が形成される。次いで、湾曲材（13）を接続する度に、直線材（16）を使用して間隔を置いて接続する。その様な作業を連続的に繰り返すことにより、９個の単層アーチ状骨組および複数の四角形および三角形要素により構成される４分の１球形の閉鎖部が次第にアーチ状になり、半円形の格納庫屋根が接地末端に伸びて行き、各四角形および三角形要素を形成する際に、タイロッド（９）および弦部材（11）がフック接続される。最後に、補強直線材（17）を９個のアーチ状骨組に取り付けることにより、閉鎖部が完成する。
本アーチ形骨組構造により形成される航空機格納庫は、ドア（１）、窓（２）、外側体（10）、内側体（12）およびラウンジ（４）を備えている。この航空機格納庫は、補強直線材（17）に可動輪を取り付ければ、移動させることができる。閉鎖部を外に移動させれば、航空機格納庫の両端が開き、航空機を自由に入れることができ、主要骨組みおよび閉鎖部を取り付け具（３）により互いに一体接続すれば、この航空機格納庫は閉鎖される。この航空機格納庫は、必要に応じて随意に組立および分解することができる。
本発明の別の実施態様は、複層アーチ形骨組構造を使用して建設されるテニスジムである。複層アーチ形骨組構造は、二重湾曲材ユニット（20）、□形ブレット結合材（21）、直線材（16）、補強直線材（17）、タイロッド（９）および弦部材（11）により形成される。最初に、複数の□形ブレット結合材（21）を、直線材差し込み口（22）を通して補強直線材（17）により直線状に接続し、テニスジムの側方底部にする。側方底部ですべての□形ブレット結合材（21）を二重湾曲材ユニット（20）と交差させて挿入接続した後、□形ブレット結合材および直線材（16）をさらに使用してすべての二重湾曲材ユニット（20）を接続する。こうして、縦方向に接続した複数の六角形要素がテニスジムの側方底部に形成される。各□形ブレット結合材（21）の上に各六角形要素を形成する際、タイロッド（９）および弦部材（11）をフック接続する。タイロッド（11）は、直線材（16）および二重湾曲材ユニット（20）により形成される長方形骨組の対角線に沿ってフック接続する。弦部材（11）は、２個の横に接続された二重湾曲材（20）の最も遠い末端間の接続ラインにより形成される弦に沿ってフック接続される。上記の様にして二重湾曲材ユニット（20）、直線材（16）、□形ブレット結合材（21）、タイロッド（９）および弦部材（11）を順次接続して長くした後、複層アーチ形骨組構造を有するテニスジムの本体が、ジムの片側の接地末端から、ジムの屋根を通り、ジムの反対側の接地末端に向けて、地上に完成する。
テニスジムの閉鎖部は垂直壁型である。これらの閉鎖部は、直線材（16）、タイロッド（９）および□形ブレット結合材の末端フック接続部を横および縦方向に挿入するだけで完成する。
説明および実施態様において、本発明を３種類の組立方法、すなわち最初にアーチ状骨組を一端で形成し、次いで縦方向に延長するか、あるいは最初にアーチ形骨組構造の格納庫屋根を形成し、次いで両側に延長するか、あるいはアーチ形骨組構造の一方の側部を縦方向長さに沿って形成し、次いでもう一方の側部に延長する方法で説明した。
産業上の利用可能性
本発明のアーチ形骨組構造に関連する技術を採用して完成される家、高速道路橋梁、高架交差道、河川の橋梁、展示ホールおよび大型格納庫、などはすべて本発明の技術に含まれる。
【図７】
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【図１０】
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【図１】
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【図２】
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【図１８】
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【図３】
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【図９】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図８】
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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１９】
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