(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の柱構成部材を連結した柱体を備え、アンテナを支持する塔状構造物であって、
隣接する前記柱構成部材は、前記柱構成部材の端部に設けられた、前記柱構成部材の外周部を囲む環状部と、前記柱構成部材の端面を覆う端板とを有する連結部材を介して連結され、
前記柱体は、上下２か所において、前記柱構成部材間の連結部位にケーブル接続部を備え、
前記複数の柱構成部材のうち、最上部に位置して前記アンテナを支持する柱構成部材が鉄骨造であり、かつ、残りの前記柱構成部材は、同径でＰＨＣ又はＰＲＣ製であり、
上下２か所の前記ケーブル接続部と、前記柱体の最下部が埋め込まれた基礎とがケーブルで接続されており、
前記ケーブル接続部は前記連結部材に連結されていることを特徴とする塔状構造物。
【請求項２】
上下２か所の前記ケーブル接続部は、
鉄骨造の前記柱構成部材と、ＰＨＣ又はＰＲＣ製の前記柱構成部材との連結部分、および、前記柱体のうち、ＰＨＣ又はＰＲＣ製の前記柱構成部材の部分の中央部であって、ＰＨＣ又はＰＲＣ製の前記柱構成部材同士の間、に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の塔状構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンテナを支持する塔状構造物に関し、例えば、高さ５０ｍ程度で頂部近傍にパラボナアンテナを取付け可能な揺れの小さい搭状構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
アンテナを支持する塔状構造物のうち、特にパラボナアンテナ等を支持する塔状構造物は、その振れ角が少ないことが必要とされる。このため、塔状構造物には高い剛性が要求される。剛性を確保するため、従来では鉄骨トラス構造等の鉄骨造が採用されることが多い（特許文献１）。しかし、鉄骨造とするとコストが高く、工期も長くなりやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２９１９６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
コストと工期の点で、高強度コンクリートを遠心締固めによって製造したコンクリート（ＰＨＣ）製又はコピタ型プレテンション式高強度プレストレスト鉄筋コンクリート（ＰＲＣ）製の柱部材を上下に連結して塔状構造物を構築する方法が考えられる。この方法であれば、鉄骨造の場合に比べてコストを削減でき、また、工期の短縮化も図り得る。
【０００５】
ここで、例えば、地上高が５０ｍクラスの塔状構造物のように、比較的地上高が高い塔状構造物においては、振れ角の低減の点で、その上部の軽量化を図ることが望ましい。ＰＨＣ又はＰＲＣ製の柱部材を軽量化する方法としては、その断面積を縮小する方法が挙げられるが、塔状構造物の下部と上部とで異径の柱部材を用意する必要があり、コスト面の優位性が薄れる。
【０００６】
本発明の目的は、上部の軽量化による振れ角低減を図ると共に、コストの低減を図り得る塔状構造物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、複数の柱構成部材を連結した柱体を備え、アンテナを支持する塔状構造物であって、隣接する前記柱構成部材は、前記柱構成部材の端部に設けられた、前記柱構成部材の外周部を囲む環状部と、前記柱構成部材の端面を覆う端板とを有する連結部材を介して連結され、前記柱体は、上下２か所において、前記柱構成部材間の連結部位にケーブル接続部を備え、前記複数の柱構成部材のうち、最上部に位置して前記アンテナを支持する柱構成部材が鉄骨造であり、かつ、残りの前記柱構成部材は、同径でＰＨＣ又はＰＲＣ製であり、上下２か所の前記ケーブル接続部と、前記柱体の最下部が埋め込まれた基礎とがケーブルで接続されており、前記ケーブル接続部は前記連結部材に連結されていることを特徴とする塔状構造物が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、上部の軽量化による振れ角低減を図ると共に、コストの低減を図り得る塔状構造物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施形態に係る塔状構造物の概略図、（Ｂ）は該塔状構造物の分解図。
【図２】（Ａ）は図１（Ｂ)の線Ｉ−Ｉに沿う断面図、（Ｂ）及び（Ｃ）は連結部材の斜視図、（Ｄ）は図１（Ｂ)の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図。
【図３】（Ａ）は基礎構造の説明図、（Ｂ）は図１（Ａ)の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図。
【図４】（Ａ）及び（Ｂ）は実施形態の構造と比較例の構造をモデル化して曲げモーメントをシミュレーションした結果の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１（Ａ）は本発明の一実施形態に係る塔状構造物Ａの概略図、図１（Ｂ）は塔状構造物Ａの柱体１の分解図である。塔状構造物Ａは複数の柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆ及び２０を上下に連結した柱体１を備える。本実施形態では、合計７つの柱構成部材１０、２０、３０を連結して柱体１を構成しているが、その数はこれに限られず、８以上の柱構成部材を連結して構成してもよく、また、６以下の柱構成部材を連結して構成してもよい。
【００１１】
柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆ及び２０は、柱構成部材１０Ａが最下部に位置し、柱構成部材２０が最上部に位置している。柱構成部材２０にはアンテナ取付具４、４が固定されており、パラボナアンテナ等のアンテナ（不図示）がアンテナ取付具４を介して支持される。柱構成部材１０Ａはその下部がコンクリート基礎２に埋め込まれており、コンクリート基礎２は柱体１全体を支持する。本実施形態の場合、柱体１の地上高としては、５０ｍ程度を想定しており、コンクリート基礎２による柱体１の支持モデルは後述するようにピン形式である場合を想定している。
【００１２】
柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆは、それぞれ、ＰＲＣ製で円筒の柱部材１１を基本的な構成要素としている。ＰＲＣは剛性が高いため、それにより柱体１をより細くしながら、振れ角を少なくすることができる。これは、材料削減に役立つと共に塔状構造物Ａの周辺の景観を損なうことを低減できる。また、柱部材１を円筒とすることができ、中実の場合よりも軽量化を図れる。なお、本実施形態では柱部材１１をＰＲＣ製としたがＰＨＣ製としてもよい。
【００１３】
柱部材１１は、全体としてその径（外径）が軸方向に同径となっており、かつ、各柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆについて外径は同じである。このため、異径の柱部材を必要とする構成に比べて、製作手間が省略できコストの低減を図れる。更に本実施形態では、各柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆについて全長も同じであり、要するに、全ての柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆが同じ構成である。したがって、コストをより削減することができる。
【００１４】
本実施形態の場合、連結部材３０を介して隣接する柱構成部材間を連結している。図２（Ａ）は図１（Ｂ)の線Ｉ−Ｉに沿う断面図、図２（Ｂ）は連結部材３０の斜視図である。
【００１５】
連結部材３０は、金属製（例えば鋼製）の部材であって、円筒状の環状部３１と、環状部３１の端面に接続された端板３２と、を備える。端板３２の一部は、環状部３１の径方向外方に突出したフランジ部３２’を構成している。フランジ部３２’にはボルト穴３３が複数設けられている。
【００１６】
なお、図２（Ｃ)に示す連結部材３０’のように補強リブ３４を設けてもよい。補強リブ３４は環状部３１の周囲に複数設けられ、環状部３１とフランジ部３２’とに接続されている。補強リブ３４を設けたことで連結部材３０’の強度と剛性の向上を図ることができる。
【００１７】
図２（Ａ）を参照して、連結部材３０は柱部材１１の下端部と上端部とにそれぞれ設けられている。
【００１８】
柱部材１１は、円筒状のコンクリート部１５と、コンクリート部１５内に埋設されている主筋１３、帯筋１４、ＰＣ鋼線１２と、を備える。ＰＣ鋼線１２の上端は柱部材１１の上端部の連結部材３０の端板３２に連結されている。また、ＰＣ鋼線１２の下端は柱部材１１の下端部の連結部材３０の端板３２に連結されている。
【００１９】
連結部材３０の環状部３１は、柱部材１１の上端部又は下端部を囲んで、各コンクリート部１５を拘束している。これにより、柱部材１１間の連結部位においてコンクリート部１５の強度が高まり、連結強度を高めることができる。
【００２０】
連結部材３０を介した、互いに隣接した柱部材１１間（つまり柱構成部材間）の連結は、互いの端板３２のボルト穴３３に不図示のボルトを挿入して不図示のナットで締結することで行う。
【００２１】
なお、連結部材３０は柱部材１１と一体的に設けることができる。例えば、柱部材１１を製造する際、主筋１３及び帯筋１４からなる鉄筋籠並びにＰＣ鋼線１２を囲む型枠内に、連結部材３０も配設し、コンクリートを打設する。そして、遠心力成形することで連結部材３０が一体化されたＰＲＣ柱である柱部材１１を製造することができる。
【００２２】
次に、図１及び図２（Ｄ)を参照して柱構成部材２０について説明する。図２（Ｄ)は図図１（Ｂ)の線ＩＩ−ＩＩに沿う断面図である。本実施形態の場合、最上部に位置する柱構成部材２０は鉄骨造としている。柱構成部材２０は、その中心に円筒鋼管製の柱部材２１を備える。柱部材２１の上端部には天板２３が固定され、柱部材２１の中部及び下部の周囲には、環状鋼製のリング部材２２が設けられている。柱部材２１は連結部材３０のフランジ部３２’を利用したボルト締結により柱構成部材１０Ｆの上端部に連結される。
【００２３】
各リング部材２２と柱部材２１とは、柱部材２１から放射状に径方向に延びる梁部材２３により接続されている。更に、上下の梁部材２３間と、天板２３と梁部材２３との間は棒状鋼製の支柱部材２５で接続されている。支柱部材２５には、アンテナ取付具４、４が固定される。
【００２４】
このように最上部の柱構成部材２０については鉄骨造とすることで、柱体１の上部の軽量化を図れる。特に本実施形態の場合、柱構成部材２０がフレーム体となっているので、更なる軽量化が可能である。
【００２５】
次に、図３（Ａ）を参照してコンクリート基礎２による柱体１の支持構造について説明する。図３は基礎構造を示しており、コンクリート基礎２の断面図である。コンクリート基礎２は、鉄筋２ａが配筋された鉄筋コンクリート構造体である。コンクリート基礎２は敷砂利６及びレベルコンリート５上に施工されている。
【００２６】
柱体１は、その最下部の柱構成部材１０Ａの下部がコンクリート基礎２に埋め込まれて支持されている。本実施形態の場合、柱体１の支持モデルは上記のとおりピン形式であり、コンクリート基礎２は設計上、柱体２の鉛直荷重を負担できればよい。柱構成部材１０Ａの根入れ深さは、例えば、柱部材１１の直径の半分以下とする。
【００２７】
柱体１の支持モデルがピン形式であることから、その傾倒を別途防止する必要がある。図１（Ａ）に示すように本実施形態ではケーブルＷ１、Ｗ２を設けて柱体１の傾倒を防止すると共に圧縮力を導入する。以下、図１（Ａ)及び図３（Ｂ)を参照してケーブルＷ１、Ｗ２について説明する。図３（Ｂ）は図１（Ａ)の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断面図である。
【００２８】
ケーブルＷ１、Ｗ２は柱体１とコンクリート基礎２の架台３とに接続、張設されている。ケーブルＷ１は平面視で６０度間隔で１本ずつ、合計６本張設されている。ケーブルＷ２は平面視で６０度間隔で２本ずつ、合計１２本張設されている。
【００２９】
本実施形態の場合、ケーブルＷ１の柱体１側の接続部は鉄骨造の柱構成部材２０とＰＲＣ製の最上部の柱構成部材１０Ｆとの連結部分（柱構成部材２０の下端部）としている。また、ケーブルＷ２の柱体１側の接続部（接続部４０）は柱体１のうち、柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｅの部分の中央部としている。このように上下２か所においてケーブルＷ１、Ｗ２によって柱体１を支持することで、その振れ角をより確実に低減できる。
【００３０】
また、ケーブルＷ１、Ｗ２には、地震や風による外力が作用した場合でも、常に引張力が作用している状態を保つように、張力を導入することもできる。張力を導入することで、常にケーブル剛性を維持し、柱体１の振れ角を確実に低減できる。
【００３１】
また、ケーブルＷ１、Ｗ２に張力を導入することによって、柱部材１０Ａ乃至１０Ｆに圧縮力が常に作用する。圧縮力を導入することで、柱体１の柱径を減らすこと（例えば３０％）ができるという効果がある。また、連結部材３０の端板３２にも常に圧縮力が作用することによって、水平外力が加わった場合でも、柱体の圧縮支圧で抵抗することができるので、ボルト、ナットの本数を低減すること（例えば４０％）ができる。
【００３２】
なお、ケーブルＷ２と柱体１との接続については、柱部材１１の周面に接続具を設けて接続することも可能であるが、その埋め込み作業が必要となる点でコスト面或いは製造面で不利である。そこで、本実施形態では、柱構成部材間の連結部位に接続部４０を設ける構成とした。
【００３３】
接続部４０は円筒鋼管製の本体部４１と、本体部４１の周面から径方向に放射状に延びる複数の取付部４２と、を有する。各取付部４２には２本のケーブルＷ２の端部がそれぞれ係止される。
【００３４】
本実施形態の場合、接続部４０は、柱構成部材１０Ｃと１０Ｄとの間に設けられている。柱構成部材１０Ｃ及び１０Ｄと、接続部４０との固定については、接続部４０の本体部４１の上下端部にそれぞれ、連結部材３０のフランジ部３２’に対応するフランジ部を設け、これらのボルト締結により行うことができる。
【００３５】
架台３は、ケーブルＷ１、Ｗ２の配設間隔に対応して、平面視で６０度間隔で合計６台設けられており、１つの架台３には１本のケーブルＷ１の端部と、２本のケーブルＷ２の端部と、が係止される。コンクリート基礎２の上面の周縁には、フェンス７が設けられて部外者の架台３及びケーブルＷ１、Ｗ２への接近を防止している。
【００３６】
以上の構成からなる塔状構造物Ａでは、その柱体１の最上部に位置してアンテナを支持する柱構成部材２０が鉄骨造であり、残りの柱構成部材１０Ａ乃至１０Ｆは、同径でＰＲＣ製である。最上部が鉄骨造であるので、上部の軽量化による振れ角低減を図ることができる。また、それ以外が同径のＰＲＣ製なので、その製造と施工が容易になり、コストの低減を図ることができる。また、オール鉄骨造の場合と比べて部材数が大幅に減るので、短期間に施工が可能である。
【００３７】
柱体１はピン形式でコンクリート基礎２に支持され、ケーブルＷ１、Ｗ２で柱体１の傾倒を防止すると共に圧縮力を導入したので、柱体１の支持モデルを固定モデルとした場合よりも柱径を減らすことができる。図４は本実施形態の構造と比較例の構造をモデル化して曲げモーメントをシミュレーションした結果の説明図である。図４（Ａ)は本実施形態の塔状構造物Ａをモデル化したものであり、図中の符号は図１等の符号に対応している。
【００３８】
図４（Ｂ)は比較例をモデル化したものであり、図中の符号は本実施形態の塔状構造物Ａに対応して付している。本実施形態の塔状構造物Ａとの相違点は、柱体１の支持モデルを固定モデルとした点と、ケーブルＷ２と柱体１との接続部位を柱構成部材１０Ｆの上端部とした点である。その他の条件は同じである。
【００３９】
比較例では、曲げモーメントＭが柱体１の下端部（コンクリート基礎２による支持部分）となっている。本実施形態では、曲げモーメントＭは、ケーブルＷ２と柱体１との接続部において最大となっているが、比較例の曲げモーメントの最大値に比べて約６０％低減した。したがって、柱体１の支持モデルをピン形式とし、ケーブルＷ１、Ｗ２による支持を併用することで、柱径を大幅に減らすこと（例えば４０％）が可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
Ａ  塔状構造物
１  柱体
１０Ａ乃至１０Ｆ、２０  柱構成部材
【図１】
0005844584.tif 000002
【図２】
0005844584.tif 000003
【図３】
0005844584.tif 000004
【図４】
0005844584.tif 000005