(57)【要約】【課題】貫通力の高い飛来物が衝突した際でもその衝撃力を吸収することができる保護構造物を提供することを目的とする。【解決手段】貫通力の高い飛来物が衝突した際の衝撃を吸収してビルや倉庫、電源設備などの建造物を保護する保護構造物１であって、Ｈ形鋼を組み合わせて格子状に設けられた骨組みを有する枠体２と、枠体２における開口を覆うように枠体２の表面および裏面に取り付けられた、金属製の板材のカバー部材５と、を備えており、カバー部材５は、枠体２を形成するＨ形鋼のフランジ部３ｆにカバー部材５の端縁がのった状態で端縁とＨ形鋼のフランジ部３ｆとが連結されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通力の高い飛来物が衝突した際の衝撃を吸収してビルや倉庫、電源設備などの建造物を保護する保護構造物であって、
Ｈ形鋼を組み合わせて格子状に設けられた骨組みを有する枠体と、
該枠体における開口を覆うように該枠体の表面および裏面に取り付けられた、金属製の板材のカバー部材と、を備えており、
該カバー部材は、
前記枠体を形成するＨ形鋼のフランジ部に該カバー部材の端縁がのった状態で該端縁とＨ形鋼のフランジ部とが連結されている
ことを特徴とする保護構造物。
【請求項２】
前記枠体は、
前記カバー部材よりも剛性の高い軸状部材を組み合わせて格子状に形成されたものである
ことを特徴とする請求項１記載の保護構造物。
【請求項３】
前記枠体がＨ形鋼を組み合わせて形成されたものであり、
該Ｈ形鋼が
板材の厚さが３〜１５ｍｍのＨ形鋼であり、
前記カバー部材が、厚さが２〜６ｍｍの金属製の板材である
ことを特徴とする請求項１または２記載の保護構造物。
【請求項４】
前記枠体の骨組みは、
開口部の幅が１〜１．５ｍ、かつ、開口部の高さが１〜１．５ｍとなるように形成されている
ことを特徴とする請求項１、２または３記載の保護構造物。
【請求項５】
壁状に形成され、保護すべき建造物の外面および／または建造物から一定の距離を離して設置されるものである
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の保護構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護構造物に関する。さらに詳しくは、ビルや倉庫、電源設備などの建造物などを外部からの衝撃から保護するために使用される保護構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
日本では、例年、台風の接近や上陸に伴って強風が発生し、この強風により建造物や樹木の倒壊などの被害が生じている。
しかし、台風による強風は、最大風速が６０ｍ／ｓ以上となる場合があるものの、この程度の強風では、家屋や樹木の倒壊は生じても、倒壊した建造物の構造物（例えば鉄骨等）の重量物を飛散させるだけのエネルギーは無い。
このため、従来、日本における強風対策は、防風林等により建造物に吹き付ける風を弱めたり、建造物の強度を高くして風圧による倒壊を防止したりすることが主流であった。
【０００３】
一方、竜巻が発生した場合、台風以上のエネルギーを有する場合があり、その風速が７０ｍ／ｓ以上（Ｆ３以上の竜巻）となれば、倒壊した建造物の構造物や自動車が飛散する可能性がある。アメリカ等では、毎年、大型の竜巻が発生しており、大型の竜巻により飛散した構造物などによる大きな被害が発生している。
【０００４】
日本でも竜巻の発生は見られるものの、これまで発生していた竜巻は比較的規模が小さいこともあり、竜巻に対する特別な対策は講じられていないのが実情である。
【０００５】
しかし、近年、日本でも大型の竜巻が発生するようになり、竜巻による大きな被害が発生している。例えば、竜巻によって建造物の構造物（例えば屋根や壁材）や自動車等が巻き上げられ、その構造物や自動車等が建造物に衝突して建造物が倒壊したり損傷したりする災害が発生している。このため、日本でも、大型の竜巻が発生し建造物の構造物等が飛散した場合において、飛散した構造物等（以下飛来物という）が建造物などに衝突して建造物の倒壊や破損等の被害を防止する対策が必要となってきている。
【０００６】
ところで、建造物に対して外部から物体が衝突等した場合において、建造物の損傷を防ぐ技術として、防護壁を設けることが一般的に行われている。かかる防護壁には、コンクリート壁などが採用される場合が多いが、コンクリート壁を設置する場合、その重量が非常に大きくなるため、安定して設置するには基礎工事が必要である。すると、防護壁の施工に時間と手間がかかるうえ、防護壁を設置できる場所は基礎を構築できる場所に限られてしまう。
【０００７】
そこで、コンクリートを使用しない防護壁として、特許文献１、２に示すような技術が開発されている。
【０００８】
例えば、特許文献１には、道路と建造物との間に配置される防護壁が開示されている。この防護壁は、一対の板状部材の間にハニカムパネルを挟んだものであり、ハニカムパネルのセルの軸方向を路面と平行に配置する旨が記載されている。このため、特許文献１には、防護壁に車両などが衝突した場合、ハニカムパネルがセルの軸方向に変形することによって衝撃を吸収することができる旨が記載されている。
【０００９】
また、特許文献２には、橋桁などの防護すべき構造物に設置される衝撃緩衝装置であって、軸方向変形を前提とした小径の中空断面部材による緩衝部材を多数並列させて設けた構造物が開示されている。そして、特許文献２には、緩衝部材が塑性座屈や変形する過程でエネルギーを吸収するので、防護すべき部位に伝達される荷重を軽減することができる旨、および、防護すべき構造物に直接添架できるので基礎や支柱等の設置スペースを必要としない旨、が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平８−１９９５２１号公報
【特許文献２】特開２００７−２０５０４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１、２の技術は、せいぜい自動車が自走して衝突した程度の衝撃を想定したものにすぎず、鋼材のように貫通力の高い飛来物が衝突する場合における衝撃吸収は想定していない。
つまり、特許文献１、２の技術を採用したとしても、鋼材のように貫通力の高い飛来物が建造物等に向けて飛来した際に、かかる飛来物を受け止めその衝撃力を吸収することは到底不可能である。
【００１２】
上述したように、コンクリートを使用せずに形成した防護壁であって、貫通力の高い飛来物が衝突した際の衝撃力を吸収し得るものは現在のところ開発されておらず、かかる防護壁やかかる防護壁を構築できる構造物の開発が望まれている。
【００１３】
本発明は上記事情に鑑み、貫通力の高い飛来物が衝突した際でもその衝撃力を吸収することができる保護構造物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】
【００１４】
第１発明の保護構造物は、貫通力の高い飛来物が衝突した際の衝撃を吸収してビルや倉庫、電源設備などの建造物を保護する保護構造物であって、Ｈ形鋼を組み合わせて格子状に設けられた骨組みを有する枠体と、該枠体における開口を覆うように該枠体の表面および裏面に取り付けられた、金属製の板材のカバー部材と、を備えており、該カバー部材は、前記枠体を形成するＨ形鋼のフランジ部に該カバー部材の端縁がのった状態で該端縁とＨ形鋼のフランジ部とが連結されていることを特徴とする。
第２発明の保護構造物は、第１発明において、前記枠体は、前記カバー部材よりも剛性の高い軸状部材を組み合わせて格子状に形成されたものであることを特徴とする。
第３発明の保護構造物は、第１または第２発明において、前記枠体がＨ形鋼を組み合わせて形成されたものであり、該Ｈ形鋼が、板材の厚さが３〜１５ｍｍのＨ形鋼であり、前記カバー部材が、厚さが２〜６ｍｍの金属製の板材であることを特徴とする。
第４発明の保護構造物は、第１、第２または第３発明のいずれかにおいて、前記枠体の骨組みは、開口部の幅が１〜１．５ｍ、かつ、開口部の高さが１〜１．５ｍとなるように形成されていることを特徴とする。
第５発明の保護構造物は、第１、第２、第３または第４発明のいずれかにおいて、壁状に形成され、保護すべき建造物の外面および／または建造物から一定の距離を離して設置されるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
第１発明によれば、大型の飛来物が衝突した際には、枠体によって飛来物を受けとめることができ、枠体の変形によって飛来物の衝突エネルギーを吸収することができる。また、枠体の開口を通過し得る大きさの飛来物は、カバー部材によって受けとめることができ、カバー部材の変形によって飛来物の衝突エネルギーを吸収することができる。したがって、保護構造物を建造物等の周囲や前面、上部等に設置しておけば、貫通力の高い飛来物を保護構造物で受け止めることができ、飛来物が建造物等に衝突することを防止することができる。また、枠体を格子状に形成し、その開口にカバー部材を設ける構造としているので、保護構造物全体を板材で形成したり保護構造物をコンクリート構造物としたりする場合に比べて、衝撃吸収性能を高い状態としつつ、軽量にでき設置工数も少なくすることができる。枠体の両側に位置する開口を金属製の板材からなるカバー部材によって覆っているので、開口の部分を中空な箱状とすることができるから、衝撃吸収性能を高くすることができる。そして、衝撃吸収の際に変形量を小さく抑えることができるので、設置場所などの自由度を高くすることができる。また、
第２発明によれば、カバー部材よりも剛性の高い軸状部材を組み合わせて形成されているので、枠体の強度を高くすることができる。
第３発明によれば、保護構造物を軽量化しつつ、６０ｍ／ｓ程度の速度で飛来物が衝突した場合、変形量を抑えつつ衝突エネルギーを吸収することができる。
第４発明によれば、衝突エネルギーの大きい大型の飛来物は、枠体に衝突し枠体で衝撃を受け止めることができる。
第５発明によれば、飛来物を保護構造物で受け止めることができるので、飛来物が建造物等に衝突することを防止したり、建造物等に加わる衝撃を低減したりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態の保護構造物１の概略正面図である。
【図２】図１のＩＩＢ−ＩＩＢ線拡大断面図である。
【図３】本実施形態の保護構造物１の部分概略斜視図である。
【図４】本実施形態の保護構造物１の使用状況の概略説明図である。
【図５】他の実施形態の保護構造物１Ｂの概略正面図である。
【図６】他の実施形態の保護構造物１Ｂの概略背面図である。
【図７】図５のVIIＢ−VIIＢ線拡大断面図である。
【図８】他の実施形態の保護構造物１Ｂの部分概略斜視図である。
【図９】他の実施形態の保護構造物１Ｂの使用状況の概略説明図である。
【図１０】実施例に使用したモデルの概略説明図である。
【図１１】実施例の計算条件の説明図であり、（Ａ）は飛来物の説明図であり、（Ｂ）飛来物の衝突状況の説明図である。
【図１２】実施例の計算結果を示した図である。
【図１３】実施例の計算結果を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の保護構造物は、火力発電所や原子力発電所、製造プラントなどにおける設備の近傍や周囲に設置されるものであり、飛来物などを受け止めて飛来物が設備に衝突して設備が損傷することを防ぐものである。
【００１８】
なお、本発明の保護構造物によって保護される設備はとくに限定されない。例えば、建造物の外部や開口部に設けられたポンプやタンク、ファン、配管などを挙げることができる。
【００１９】
（本実施形態の保護構造物１）
まず、本実施形態の保護構造物１の構造および使用状況を簡単に説明する。
図１に示すように、本実施形態の保護構造物１は、格子状に設けられた骨組みを有する枠体２と、この枠体２の表面および裏面に取り付けられたカバー部材５とによって略板状に形成された構造物である。しかも、カバー部材５が枠体２の骨組みの開口を覆うように取り付けられている。
【００２０】
かかる保護構造物１は、図４に示すように、建造物ＢＬＤの開口部等に配置された保護される設備ＰＯを飛来物から保護するために設けられる。
【００２１】
例えば、図４に示すように、建造物ＢＬＤの側面ＳＦに、その側面ＳＦから凹んだ空間ｈが形成されており、その空間ｈに設備ＰＯが配置されているとする。この場合、空間ｈは、側面ＳＦに設けられた開口ｃでのみ外部と連通されている。
【００２２】
かかる場合には、この開口ｃを覆うように保護構造物１を配置する。この際、保護構造物１は、設備ＰＯから一定の距離（例えば１ｍ程度）を離して設置する。
【００２３】
すると、竜巻などによって飛来物が設備ＰＯに向かって飛来してきても、その飛来物を保護構造物１によって受け止めることができるので、飛来物によって設備ＰＯが損傷することを防ぐことができる。
【００２４】
具体的には、自動車などのような大型の飛来物は、枠体２によって受け止めることができる。一方、枠体２の骨組みの開口よりも小さい断面の飛来物（例えば鉄骨）などは、枠体２の骨組みの開口を覆うように取り付けられているカバー部材５によって受け止めることができる。
【００２５】
そして、飛来物の衝撃によって、カバー部材５が変形した場合や、枠体２が変形した場合（つまり保護構造物１自体が変形した場合）でも、保護構造物１は設備ＰＯから一定の距離離れているので、変形した保護構造物１が設備ＰＯに接触することも防ぐことができる。
【００２６】
以上のごとく、設備ＰＯの外部に、言い換えれば、設備ＰＯが外部から露出した状態とならないように保護構造物１を設ければ、飛来物が空間ｈ内の設備ＰＯに向かって飛来しても、飛来物によって設備ＰＯが損傷することを防ぐことができる。
【００２７】
しかも、保護構造物１は、枠体２を形成する骨組みが格子状であるので、その内部にある程度の空間を有した状態となっている。このため、保護構造物１全体を板材で形成したり、保護構造物１をコンクリート構造物としたりする場合に比べて、衝撃吸収性能を高い状態としつつ、保護構造物１を軽量にすることができる。すると、保護構造物１の設置に必要な基礎工事が大規模にならないので保護構造物１を設置する場所の制限が少なくなるし、保護構造物１を設置する際の作業工数も少なくすることができる。
【００２８】
なお、保護構造物１を設置する際に、保護構造物１から設備ＰＯまでの距離はとくに限定されない。保護構造物１の衝撃吸収性能や設備ＰＯの設置環境等に応じて適宜設定すればよい。つまり、想定される飛来物の衝撃によって保護構造物１が変形した際に、保護構造物１が変形しても保護構造物１が設備ＰＯに接触しない程度の距離となるように設置すればよい。
【００２９】
また、保護構造物１の大きさはとくに限定されず、設置する場所や保護すべき設備ＰＯに応じて適切な大きさに形成すればよい。例えば、建造物ＢＬＤの開口部等に配置された設備ＰＯが配管であれば、保護構造物１の大きさは、３ｍ×２ｍ〜５ｍ×１１ｍ程度の大きさに形成すればよい。また、設備ＰＯがファンであれば、保護構造物１の大きさは、２ｍ×３ｍ〜２．５ｍ×３ｍ程度でもよい。
【００３０】
また、保護構造物１の形状もとくに限定されず、設置する場所や保護すべき設備ＰＯに応じて適切な形状に形成すればよい。図１では、保護構造物１として矩形の例が開示されているが、保護構造物１は三角形や五角形、六角形などの多角形でもよいし、円形や楕円形などでもよい。
【００３１】
（本実施形態保護構造物１の詳細な説明）
つぎに、本実施形態の保護構造物１を詳細に説明する。
なお、以下では、保護構造物１が矩形である場合を代表として説明するが、上述したように、保護構造物１の形状は矩形に限定されない。
【００３２】
上述したように、本実施形態の保護構造物１は、格子状に設けられた骨組みを有する枠体２と、この枠体２の表面および裏面に取り付けられたカバー部材５とによって、ある程度の厚さを有する板状（あるいは壁状）に形成された構造物である。
【００３３】
（枠体２）
枠体２は、外枠４と、この外枠４内に格子状に設けられた内枠３とから構成されている。
【００３４】
（外枠４）
外枠４は、角形鋼管、Ｈ形鋼等を組み合わせて略矩形上に形成されたものである。本実施形態の保護構造物１を建造物ＢＬＤの側面ＳＦなどに固定する際には、この外枠４に保護構造物１と側面ＳＦとを連結する取付部材ＢＬが取り付けられる。例えば、図４の場合であれば、外枠４の四隅に取付部材ＢＬが固定されて、保護構造物１が側面ＳＦに設置されるのである。
【００３５】
（内枠３）
内枠３は、複数本の軸状の部材３Ａ，３Ｂを組み合わせて形成されている。この軸状の部材３Ａ，３Ｂには、カバー部材５よりも剛性の高いものが使用される。具体的には、保護構造物１に対して厚さ方向から力が加わったときに、枠体２の骨組みよりも先にカバー部材５が変形する程度の剛性を有するものが、軸状の部材３Ａ，３Ｂとして使用される。
【００３６】
図１〜図３に示すように、内枠３は、複数本の軸状の部材３Ａ，３Ｂを組み合わせて格子状に形成されている。つまり、内枠３は、その表裏（図２では左右方向）を貫通する貫通孔を有するように形成されている。例えば、内枠３は、開口部の幅（図１では左右方向）が１〜１．５ｍ、かつ、開口部の高さ（図１では上下方向）が１〜１．５ｍとなるように形成されている。すると、自動車などの大型の飛来物が保護構造物１に衝突した場合、大型の飛来物を枠体２で受け止めて、枠体２の変形によってその衝突による衝撃を吸収することができる。つまり、大型の飛来物が衝突したことによる衝撃は、カバー部材５よりも剛性の高い内枠３の軸状の部材３Ａ，３Ｂによって受け止めることができる。すると、カバー部材５によって大型の飛来物の衝撃を受け止める場合に比べて、大型の飛来物が衝突した際における保護構造物１の衝撃吸収性能を高くすることができる。
【００３７】
なお、貫通孔の大きさ、つまり、開口の大きさは上記の大きさに限定されず、想定される飛来物のうち、枠体２で受け止めることが予定される飛来物の大きさに合わせて適宜設定すればよい。
【００３８】
（カバー部材５）
図１〜図３に示すように、枠体２の表面および裏面には、一対のカバー部材５ａ，５ｂが取り付けられている。この一対のカバー部材５ａ，５ｂは板状の部材である。この一対のカバー部材５ａ，５ｂの素材は、ある程度の剛性と靭性とを有する材料、例えば、ステンレスや鉄等の金属などによって形成されている。つまり、一対のカバー部材５ａ，５ｂは、衝撃などが加わると変形してその衝撃を吸収でき、物体などが衝突しても物体が貫通することをある程度防ぐことができる機能を有するように形成されているのである。
【００３９】
図１〜図３に示すように、一対のカバー部材５ａ，５ｂは、枠体２の骨組みの開口と略相似形かつ開口よりも若干大きくなるように形成されている。そして、一対のカバー部材５ａ，５ｂは、枠体２の骨組みの開口を塞ぐように設けられている。つまり、一対のカバー部材５ａ，５ｂと枠体２の骨組みとによって中空な空間２ｈを有する箱状構造が形成されるように、一対のカバー部材５ａ，５ｂは枠体２の骨組みに取り付けられているのである(図３参照)。
【００４０】
例えば、図２および図３に示すように、枠体２の内枠３の軸状の部材３Ａ，３ＢがＨ形鋼によって形成されているとする。この場合には、カバー部材５ａ，５ｂは、開口の周囲に位置する軸状の部材３Ａ，３Ｂのフランジ部３ｆ（４つのフランジ部３ｆ）に各端縁がのった状態となるように配置される。そして、カバー部材５ａ，５ｂの端縁は、軸状の部材３Ａ，３Ｂのフランジ部３ｆに、溶接やボルトなどによって固定される。すると、２つの軸状の部材３Ａと、２つの軸状の部材３Ｂと一対のカバー部材５ａ，５ｂによって中空な空間２ｈを有する箱状構造が形成されるのである。
もちろん、保護構造物１の周辺部では、一部の軸状の部材３Ａまたは軸状の部材３Ｂの代わりに、外枠４が箱状構造の構成要素となる。
【００４１】
以上のように、本実施形態の保護構造物１では、枠体２とカバー部材５によって、複数の箱状構造が形成された構造を有している。このため、自動車などのような大型の飛来物を枠体２によって受け止めることができる。また、枠体２の骨組みの開口よりも小さい断面の飛来物（例えば鉄骨）などはカバー部材５によって受け止めることができる。
【００４２】
また、保護構造物１は、枠体２とカバー部材５によって形成された複数の箱状構造を有しているので、軽量でありながら、衝撃吸収性能を高くすることができる。しかも、衝撃吸収の際に保護構造物１の変形量を小さく抑えることができる。すると、保護構造物１と保護対象（図４では設備ＰＯ）との距離を広くとらなくてもよくなるので、保護構造物１を設置する場所や位置などの自由度を高くすることができる。つまり、様々な場所で使用することができる。
【００４３】
例えば、保護構造物１が８ｍ×６ｍ〜８ｍ×８ｍ、厚さ１５０〜３００ｍｍの大きさの壁状に形成されているとする。このとき、枠体２の内枠３を、板材の厚さが３〜６ｍｍ、フランジ３ｆの幅が７５〜８５ｍｍ、ウェブ３ｗの高さが１５０〜２５０ｍｍの軽量Ｈ形鋼を組み合わせて形成する。また、外枠４を１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×４．５ｍｍ〜２５０ｍｍ×１５０ｍｍ×９ｍｍの角形鋼管、Ｈ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３．２ｍｍ×４．５ｍｍのＨ形鋼を使用して形成する。そして、カバー部材５として、金属製（鉄製）の板材（厚さ２〜６ｍｍ）のものを使用する。この場合であれば、保護構造物１の重量は３〜４ｔ程度に抑えることができる。
【００４４】
しかも、約２ｔの自動車が風速１００ｍ/ｓクラスの竜巻の風によって飛来物として衝突した場合でも、保護構造物１の変形（厚さ方向への凹み量、図４であれば設備ＰＯ側への突出量）を、７００〜９００ｍｍ程度に抑えることができる。
【００４５】
つまり、本実施形態の保護構造物１では、上記のごとき構成としたことによって、同等程度の大きさや厚さを有する板材やコンクリート壁を使用する場合に比べて、大幅に軽量化でき、しかも、飛来物として衝突した際の変形量も少なくできるのである。
【００４６】
（内枠３について）
内枠３は複数本の軸状の部材３Ａ，３Ｂを組み合わせて形成されていると説明した。本明細書において軸状の部材とは、その断面の幅や高さに比べて、その軸方向の長さが長い部材を意味している。例えば、図２に示すように、軸状の部材３Ａ，３ＢがＨ形鋼の場合であれば、そのフランジ部３ｆの幅やウェブ部３ｗの高さに比べて、軸方向（図２であれば紙面に垂直な方向、図１であれば上下方向または左右方向）の長さが長い部材が軸状の部材に相当する。
【００４７】
図２、図３では、軸状の部材３Ａ，３Ｂとして、Ｈ形鋼を使用した場合を説明している。しかし、軸状の部材３Ａ，３Ｂは上述したような構造と性能を有するものであればよく、その断面形状や幅、高さなどはとくに限定されない。例えば、Ｌ形鋼（アングル材）、角形鋼管、円形鋼管、溝型鋼（チャンネル材）などを軸状の部材３Ａ，３Ｂとして採用することができる。
とくに、軽量Ｈ形鋼を使用すれば、剛性を維持しつつ枠体２の重量を軽くすることができるし、保護構造物１の製造も容易になるので、好ましい。
【００４８】
なお、軸状の部材３Ａ，３Ｂは、同じ構造のもの(同じ断面形状のもの)を使用してもよいし、軸状の部材３Ａと軸状の部材３Ｂは異なる断面形状としてもよい。また、位置によって使用する軸状の部材を変えてもよい。
【００４９】
軸状の部材３Ａ，３Ｂとして、全て同じ断面形状を有するものを使用して枠体２を形成した場合には、保護構造物１において、軸状の部材３Ａ，３Ｂで囲まれる枠内はどの位置でもほぼ同じ強度、同じ衝撃吸収性能とすることができる。
【００５０】
一方、使用する軸状の部材の性質（例えば剛性、断面形状等）を位置によって変更すれば、保護構造物１を所望の強度かつ衝撃吸収性能に調整することができる。例えば、図１〜図３に示すように、軸状の部材３Ａはその軸方向が保護構造物１の幅方向と平行に配設されており、軸状の部材３Ｂはその軸方向が高さ方向と平行に配設されている場合を考える。この場合、軸状の部材３Ａよりも軸状の部材３Ｂの剛性を強くすれば、高さ方向に比べて幅方向の変位（撓み）を増大させることができる。逆に、軸状の部材３Ｂよりも軸状の部材３Ａの剛性を強くすれば、幅方向に比べて高さ方向の変位（撓み）を増大させることができる。
【００５１】
さらに、保護構造物１の周辺部に剛性の高い軸状の部材３Ａ，３Ｂを使用し、保護構造物１の中央部に剛性の低い軸状の部材３Ａ，３Ｂを使用した場合には、端部の衝撃吸収性能を向上させることができる。逆に、保護構造物１の中央部に剛性の高い軸状の部材３Ａ，３Ｂを使用し、保護構造物１の周辺部に剛性の低い軸状の部材３Ａ，３Ｂを使用した場合には、中央部の衝撃吸収性能を向上させることができる。
【００５２】
また、複数本の軸状の部材３Ａ，３Ｂを組み合わせて格子状の骨組みを形成する方法はとくに限定されない。例えば、図１に示すように、長尺な軸状の部材３Ｂを外枠４の幅方向に沿って間隔を空けて並べて設置する。そして、隣接する軸状の部材３Ｂ間（または軸状の部材３Ｂと外枠４の間）をつなぐように、短尺な軸状の部材３Ａを外枠４の高さ方向に沿って間隔を空けて設置する。このようにすることで、複数本の軸状の部材３Ａ，３Ｂによって、格子状の内枠３を形成することができる。もちろん、長尺な軸状の部材３Ａを外枠４の高さ方向に沿って間隔を空けて並べて設置し、隣接する軸状の部材３Ａ間（または軸状の部材３Ａと外枠４の間）をつなぐように短尺な軸状の部材３Ｂを外枠４の幅方向に沿って間隔を空けて設置して、格子状の内枠３を形成してもよい。また、短尺な軸状の部材３Ａと短尺な軸状の部材３Ｂを組み合わせて格子状の内枠３を形成してもよい。しかし、内枠３の剛性を高くする上では、長尺な軸状の部材３Ｂ（または長尺な軸状の部材３Ａ）と短尺な軸状の部材３Ａ（または短尺な軸状の部材３Ｂ）とを組み合わせて内枠３を形成することが望ましい。
【００５３】
また、隣接する軸状の部材３Ａ間の間隔や隣接する軸状の部材３Ｂ間の間隔は、等間隔としてもよいし、場所によって間隔を変えてもよい。間隔を調整すれば、保護構造物１を所望の強度かつ所望の衝撃吸収性能を有するように形成することができる。例えば、間隔を狭くした部分では、保護構造物１の剛性が高くなり保護構造物１の変形量を小さくできる。逆に、間隔を広くした部分では、保護構造物１の剛性が小さくなり保護構造物１の変形量を大きくできる。
そして、想定される飛来物の大きさに応じて、隣接する軸状の部材３Ａ間の間隔や隣接する軸状の部材３Ｂ間の間隔を変化させてもよい。例えば、想定される飛来物が自動車の場合には、間隔を狭くすることが望ましい。逆に、想定される飛来物が鋼材（鉄パイプ、角型鋼管など）の場合には、間隔を広くすることが望ましい。
【００５４】
さらに、図１〜図３では、軸状の部材３Ａの軸方向が保護構造物１の幅方向と平行になり、軸状の部材３Ｂの軸方向が保護構造物１の高さ方向と平行になる場合を説明している。しかし、軸状の部材３Ａの軸方向は保護構造物１の幅方向に対して傾いていてもよいし、軸状の部材３Ｂの軸方向は保護構造物１の高さ方向に対して傾いていてもよい。そして、軸状の部材３Ａと軸状の部材３Ｂは、必ずしも直交していなくもてよい。しかし、図１〜図３に示すように、軸状の部材３Ａの軸方向が保護構造物１の幅方向と平行、かつ、軸状の部材３Ｂの軸方向が保護構造物１の高さ方向と平行、となるように配置すれば、筐体（つまり箱状の構造）を製作しやすくなる。
【００５５】
また、上記例では、軸状の部材３Ａ，３Ｂの剛性がカバー部材５の剛性よりも高い場合を説明した。しかし、想定される飛来物が自動車等のような大型のものが想定されず、想定される飛来物が鋼材（鉄パイプ、角型鋼管など）などだけとする場合には、軸状の部材３Ａ，３Ｂは、カバー部材５と同等程度の剛性のものを使用してもよい。
【００５６】
（外枠４について）
上記例では、外枠４を構成する部材として、角形鋼管、Ｈ形鋼を使用する場合を説明した。しかし、外枠４を構成する部材は角形鋼管に限定されず、種々の部材を使用することができる。例えば、Ｌ形鋼（アングル材）、円形鋼管や溝型鋼（チャンネル材）などを、外枠４を構成する部材として採用することができる。
【００５７】
また、外枠４は、上述したように、保護構造物１と側面ＳＦに固定する固定部材としても機能するので、外枠４を構成する部材には、カバー部材５よりも剛性が高いことはもちろん、内枠３を構成する部材と同等または同等以上の剛性を有する部材を使用することが望ましい。しかし、想定される飛来物が鋼材（鉄パイプ、角型鋼管など）などだけとする場合には、外枠４を構成する部材として、カバー部材５と同等程度の剛性のものを使用してもよい。
【００５８】
また、上記例では、保護構造物１が矩形の場合であるので外枠４が矩形である場合を説明した。しかし、外枠４は矩形に限られず、保護構造物１の形状に合わせて適切な形状に外枠４を形成すればよい。
【００５９】
（カバー部材５）
図１〜図３では、一対のカバー部材５ａ，５ｂは、各開口に一枚ずつ（表裏で２枚）取り付けられる場合を説明したが、一対のカバー部材５ａ，５ｂの大きさはとくに限定されない。例えば、複数の開口を覆うことができる大きさにカバー部材５ａ，５ｂを形成してもよいし、枠体２の全体を一枚で覆うことができるような大きさにカバー部材５ａ，５ｂを形成してもよい。しかし、各開口に一枚ずつ一対のカバー部材５ａ，５ｂを設けるようにした場合には箱状の構造体を製作しやすくなる。また、一枚のカバー部材５ａ，５ｂで複数の開口を覆うようにした場合には、衝撃吸収性能を向上することができる。
【００６０】
また、一枚のカバー部材５ａ，５ｂで複数の開口を覆うようにした場合には、一枚のカバー部材５ａ，５ｂの周辺部だけを枠体２に連結するようにしてもよいし、各開口の周辺部について枠体２をカバー部材５ａ，５ｂと連結するようにしてもよい。一枚のカバー部材５ａ，５ｂの周辺部だけを枠体２に連結するようにした場合には、衝撃吸収性能を向上することができる。一方、各開口の周辺部について枠体２をカバー部材５ａ，５ｂと連結するようにした場合には、保護構造物の剛性を向上させることができる。
【００６１】
また、上記例では、一対のカバー部材５ａ，５ｂとして、金属製の板材を使用した場合を説明したが、一対のカバー部材５ａ，５ｂは金属製の板材に限られず、飛来物が衝突した際に、変形してその衝撃を吸収できる素材によって形成された板材であればよい。
【００６２】
（他の実施形態）
上記例では、カバー部材５として、板状の部材を枠体２の表裏両面に設けて、保護構造物１に箱状構造が形成された場合を説明した。
しかし、保護構造物１は、必ずしも箱状構造を有していなくてもよく、以下のような構造を採用することもできる。
なお、以下では、上述した保護構造物１と共通する構造に関する説明は適宜割愛する。
【００６３】
図５〜図８に示すように、保護構造物１Ｂは、内枠３と外枠４とを有する枠体２を備えている。この枠体２は、実質的に、上述した保護構造物１と同等の構造を有している。つまり、枠体２は、外枠４内に、複数本の軸状の部材３Ａ，３Ｂを組み合わせて格子状に形成された内枠３を有している。
【００６４】
図５〜図８に示すように、保護構造物１Ｂは、上述した保護構造物１と異なり、保護構造物１Ｂの裏面に、高強度金網からなるカバー部材６が取り付けられている。このカバー部材６は、保護構造物１Ｂの裏面全面を覆うように設けられており、その周縁部のみが枠体２の外枠４または外枠４近傍の内枠３に連結されている。
【００６５】
かかる構成とすることによって、大型の飛来物は保護構造物１と同様に内枠３によって受け止めることができるし、内枠３の開口（貫通孔）を通過する飛来物はカバー部材６である高強度金網によって受け止めることができる。高強度金網は変形性に優れているので、高強度金網に飛来物が衝突すると、高強度金網は撓むように変形して飛来物が衝突した衝撃を吸収することができる。
【００６６】
しかも、高強度金網は、その周縁部だけが枠体２の周縁部に連結されているので、高強度金網の変形量を大きくできる。したがって、高強度金網の変形による飛来物の衝突エネルギー吸収性能を高くすることができる。つまり、保護構造物１Ｂに向かって飛来物（枠体２では捕捉できない飛来物）が飛んできたときに、保護構造物１Ｂが飛来物を捕捉しかつその衝突エネルギーを吸収する性能を高くすることができるのである。
【００６７】
なお、図５、図７、図８に示すように、保護構造物１Ｂには、枠体２の周辺部に位置する開口を覆うように、金属製の板材からなる補強カバー７を取り付けてもよい。かかる補強カバー７を設ければ、保護構造物１Ｂの周辺部に衝突する飛来物は、カバー部材６（高強度金網）ではなく、補強カバー７で受け止めることができる。枠体２の周辺部では、中央部に比べて高強度金網の変形量が小さくなるので、高強度金網による衝撃吸収性能が低くなる。しかし、補強カバー７を設けることによって、枠体２周辺部、つまり、保護構造物１Ｂの周辺部でも、飛来物を捕捉し衝撃を吸収する性能を高くできる。かかる補強カバー７は、上述した保護構造物１のカバー部材５を枠体２に固定する方法と同様の方法で枠体２に固定すればよい。
【００６８】
（保護構造物１Ｂの使用例）
上述した保護構造物１Ｂは、カバー部材６として高強度金網を使用しているので、保護構造物１に比べて、保護構造物１Ｂの表裏の通気性を高くすることができる。したがって、保護構造物１Ｂは、通気性を必要とする設備ＰＯを保護する構造物として適している。
【００６９】
例えば、図９に示すように、ピットＰなどの内部に配置された設備ＰＯを保護する場合を考える。図９の場合には、ピットＰの開口を塞いでしまうことで設備ＰＯは保護できるものの、ピットＰ内部が密閉された状態または換気が行いにくい状態になる。設備ＰＯがポンプ(電動機（モーター）駆動)などのように作動によって発熱を生じるような機器であれば、設備ＰＯの作動によって発生した熱を外部に逃がすことができない。すると、ピットＰ内部の温度が上昇して、設備ＰＯが熱によって損傷してしまう可能性がある。
【００７０】
一方、上述した保護構造物１Ｂの場合には、図９に示すように、固定用枠ＢＬなどの上に保護構造物１Ｂを設置しても、カバー部材６が高強度金網であるので、ピットＰ内部と外部との通気性は維持される。つまり、保護構造物１Ｂを設置しても、ピットＰ内部の通気性は、保護構造物１Ｂを設置しない状態とほぼ同等の状態に維持される。
【００７１】
したがって、通気性や換気が重要である設備ＰＯを保護する場合には、保護構造物１Ｂを使用することによって、保護構造物１Ｂを設けない場合と同等の環境を維持しつつ、設備ＰＯを飛来物から保護することができる。
【００７２】
なお、保護構造物１でも、カバー部材５として、ある程度の通気性を有するもの（例えばパンチングプレート等）を使用すれば、表裏の通気性を有するものとすることは可能である。
【実施例】
【００７３】
本発明の保護構造物の衝突エネルギー吸収性能を確認するために、保護構造物(建造物壁面)に対して飛来物を衝突させた場合における保護構造物の変形状態を数値シミュレーションによって確認した。
【００７４】
数値シミュレーションでは、上述した保護構造物１と同等の構造を有する衝突評価モデル（図１０）を形成し、この衝突評価モデルに対して、自動車を模擬した飛来物を初速度４７m/s衝突させて、衝突評価モデルの変形状態を確認した。
なお、衝突評価モデルは、周辺部８か所を固定部材によって保護対象と連結された状態で、保護対象となる壁面から９００ｍｍ離れた位置に配置された状態とした。
【００７５】
数値シミュレーションには、シミュレーションソフトとして、動的有限要素法解析コード（ＬＳＤＹＮＡ）を使用した。
【００７６】
使用した衝突評価モデルおよび飛行体は以下のとおりである。
（衝突評価モデル）
保護構造物の大きさ：幅８ｍ×高さ８ｍ、厚さ１５０ｍｍ
外枠の材料：軽量Ｈ形鋼（Ｈ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×３．２ｍｍ×４．５ｍｍ）
内枠の材料：軽量Ｈ形鋼（Ｈ１５０ｍｍ×７５ｍｍ×３．２ｍｍ×４．５ｍｍ）
カバー部材の材料：鉄板（厚さ３．２ｍｍ）
（飛来物）
矩形体(仮想自動車)：長さ４．６ｍ×幅１．６ｍ×奥行１．４ｍ（衝突高さ：０．６ｍ）、重量２ｔ
【００７７】
なお、保護構造物は支持金具により建造物壁面と固定した状態とし、矩形体(仮想自動車)の車両剛性は、衝突の際に潰れて自らエネルギー吸収する効果を有するように設定した。
【００７８】
図１２および図１３に結果を示す。
図１２および図１３に示すように、飛来物が衝突すると、衝突評価モデルは、衝突位置を中心に凹むように変形しており、最大の変形量が約７１０ｍｍであることが確認された。
また、保護対象となる壁面には、飛来物（自動車）は到達せず、ほとんど変形などは見られなかった。
【００７９】
つまり、本発明の保護構造物であれば、軽量であっても、変形量を少なくしつつ自動車等の大型の飛来物の衝突衝撃を吸収できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の保護構造物は、ビルや倉庫、重油タンク、給水タンクなどの建造物の壁面などの設置に適している。
【符号の説明】
【００８１】
１          保護構造物
２          枠体
３          内枠
３Ａ        軸状の部材
３Ｂ        軸状の部材
４          外枠
５          カバー部材
６          カバー部材
７          補強カバー
ＰＯ          設備
【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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