(57)【要約】【課題】大きな容積の空気室を不要とすることが可能な膜屋根を提供する。【解決手段】支持部間に架設された支持部材と、前記支持部材の上に複数設置され、気体が封入されて膨らんだ状態の袋体と、複数の前記袋体の上に設置された屋根膜と、を有する膜屋根。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部間に架設された支持部材と、
前記支持部材の上に複数設置され、気体が封入されて膨らんだ状態の袋体と、
複数の前記袋体の上に設置された屋根膜と、
を有する膜屋根。
【請求項２】
前記支持部材は、網状部材である請求項１に記載の膜屋根。
【請求項３】
既設構造物に設けられた既設屋根部を解体するとともに、請求項１又は２に記載の膜屋根を構築する既設構造物の改修方法において、
前記既設屋根部を解体した後に、前記既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して部屋空間を形成する既設構造物の改修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜屋根、及び膜屋根を用いた既設構造物の改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気膜構造の膜屋根がある。例えば、特許文献１には、上側に配置された外膜と、下側へ配置された内膜と、外膜と内膜との間に形成された空気室とを有して構成された二重膜屋根が開示されている。
【０００３】
しかし、このような膜屋根は、大きな容積の空気室に対して送気や空気圧調節を行わなければならないので、大規模な送気設備が必要になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１５９３９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は係る事実を考慮し、大きな容積の空気室を不要とすることが可能な膜屋根を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１態様に係る膜屋根は、支持部間に架設された支持部材と、前記支持部材の上に複数設置され、気体が封入されて膨らんだ状態の袋体と、複数の前記袋体の上に設置された屋根膜と、を有する。
【０００７】
第１態様に係る膜屋根では、支持部材の上に設置された複数の袋体の上に屋根膜を設置することにより、上下に配置された膜材の間に空気室を形成する二重膜屋根に比べて、制御する空気量（１つの袋体の空気量）を小さくすることができる。すなわち、大きな容積の空気室を不要とすることができ、小規模の送気装置によって空気を制御することができる。
【０００８】
また、屋根膜と袋体に用いられる膜材の総面積を、二重膜構造の膜屋根に用いられる膜材の総面積よりも小さくすることができる。これにより、材料コストを低減することができる。
【０００９】
さらに、支持部材、袋体、屋根膜を有して膜屋根を構成することにより、軽量で大スパンの屋根を構築することができる。
【００１０】
第２態様に係る膜屋根は、第１態様に係る膜屋根において、前記支持部材は、網状部材である。
【００１１】
第２態様に係る膜屋根では、支持部材を網状部材とすることにより、支持部材の軽量化を図るとともに、複数の袋体を確実に支持することができる。
【００１２】
第３態様に係る既設構造物の改修方法は、既設構造物に設けられた既設屋根部を解体するとともに、第１又は第２態様に係る膜屋根を構築する既設構造物の改修方法において、前記既設屋根部を解体した後に、前記既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して部屋空間を形成する。
【００１３】
第３態様に係る既設構造物の改修方法では、既設屋根部を解体した後に、既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して部屋空間を形成するので、既設屋根部を支持する構造躯体に補強を施さないで部屋空間を形成することができる。すなわち、既設構造物を構成する構造躯体の補強手間を低減して既設構造物に部屋空間を形成するとともに、膜屋根を構築することができる。
【００１４】
また、膜屋根を大スパンの屋根にすることによって、既設屋根部の下方に配置されていた柱部材を撤去して形成される部屋空間を大きなものとすることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は上記構成としたので、大きな容積の空気室を不要とすることが可能な膜屋根を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る膜屋根を示す正面断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る支持部材を示す平面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る構造物を示す正面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る支持部材設置工程を示す正面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る袋体設置工程を示す正面断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る屋根膜設置工程を示す正面断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る新設屋根構築工程を示す正面断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る既設屋根部解体工程を示す正面断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る部屋空間形成工程を示す正面断面図である。
【図１０】従来の二重膜屋根を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。まず、本発明の実施形態に係る膜屋根について説明する。
【００１８】
図１の正面断面図に示すように、膜屋根１０は、支持部材１２と、袋体１４と、屋根膜１６とを有して構成されている。膜屋根１０は、鉄筋コンクリート造の構造物２４の上部に構築されている。構造物２４は、地盤３４上に建てられており、平面視にて中央部に形成された部屋空間２８と、部屋空間２８の左右に配置された構造物２４Ａ、２４Ｂとを有して構成されている。
【００１９】
構造物２４Ａ、２４Ｂは、柱部材３０、梁部材３６、床スラブ３８、及び屋根部４０を有して構成されている。屋根部４０は、梁部材４２と、この梁部材４２に支持された屋上スラブ４４とを有して構成されている。柱部材３０、梁部材３６、床スラブ３８、梁部材４２、及び屋上スラブ４４は、鉄筋コンクリートによって形成されている。
【００２０】
支持部材１２は、図２の平面図に示すように、網状部材としての網状に配置された複数のケーブル１８により構成されている。
【００２１】
図１に示すように、支持部としての支柱２０、２２は、構造物２４の桁行方向（梁間方向２６と直交する水平方向）に対して複数配置され、構造物２４に形成された部屋空間２８の外周部に位置する柱部材３０上に立設されている。そして、支柱２０と支柱２２との間に支持部材１２が架設されている。
【００２２】
袋体１４は、気体としての空気が封入されて膨らんだ状態の球状の部材であり、支持部材１２の上に複数設置されてケーブル１８に固定されている。袋体１４は、支持部材１２を構成する網状に配置されたケーブル１８によって形成された網面（支持面）の全面に渡って複数配置されている。
【００２３】
屋根膜１６は、部屋空間２８を覆うようにして、複数の袋体１４の上に設置されている。
【００２４】
次に、膜屋根を用いた、既設構造物の改修方法について説明する。
【００２５】
ここでは、図３の正面図に示す、地盤４６上に建てられた既設構造物としての構造物４８に部屋空間を形成するとともに、この部屋空間の上方へ新設屋根部としての膜屋根６６を構築する既設構造物の改修方法の一例を示す。
【００２６】
膜屋根６６は、図９の正面断面図に示すように、支持部材１２と、袋体１４と、屋根膜１６とを有して構成されており、膜屋根１０(図１を参照のこと）と同様の構成になっているので、同符号を付すとともに説明を省略する。
【００２７】
構造物４８は、柱部材５２、梁部材５４、床スラブ５６、及び既設屋根部としての屋根部５８を有して構成されている。屋根部５８は、梁部材６０と、この梁部材６０に支持された屋上スラブ６２とを有して構成されている。構造物４８は、鉄筋コンクリート造の建物であり、柱部材５２、梁部材５４、床スラブ５６、梁部材６０、及び屋上スラブ６２は、鉄筋コンクリートによって形成されている。
【００２８】
既設構造物の改修方法では、まず、図４の正面図に示すように、支持部材設置工程において、支柱２０、２２を、後に構造物４８に形成される部屋空間５０（図９を参照のこと）の外周部に位置する柱部材５２上に立設し、支柱２０と支柱２２との間に支持部材１２を架設する。支柱２０、２２は、構造物４８の桁行方向（梁間方向６４と直交する水平方向）に対して複数配置する。
【００２９】
次に、図５の正面断面図に示すように、袋体設置工程において、萎んだ状態の袋体１４を支持部材１２上に複数設置しケーブル１８に固定する。袋体１４は、支持部材１２を構成する網状に配置されたケーブル１８によって形成された網面（支持面）の全面に渡って複数配置する。
【００３０】
次に、図６の正面断面図に示すように、屋根膜設置工程において、萎んだ状態の袋体１４の上に屋根膜１６を配置する。
【００３１】
次に、図７の正面断面図に示すように、新設屋根構築工程において、袋体１４内に気体としての空気を入れて封入し、袋体１４を膨らんだ状態の球状の部材にする。これにより、屋根膜１６に張力が導入され、屋根膜１６は、張られた状態で、後に構造物４８に形成される部屋空間５０（図９を参照のこと）を覆うようにして袋体１４の上に設置される。これにより、構造物４８の上部に膜屋根６６が構築される。
【００３２】
次に、図８の正面断面図に示すように、既設屋根部解体工程において、膜屋根６６の下方に位置し、後に形成される部屋空間５０（図９を参照のこと）の上方に位置する、構造物４８に設けられた屋根部５８（以下、「屋根部５８Ａ（図７を参照のこと）」とする）を解体する。
【００３３】
次に、屋根部５８Ａを解体した後に、図９に示すように、部屋空間形成工程において、屋根部５８Ａの下方に配置されていた、柱部材５２、梁部材５４、及び床スラブ５６を撤去して、平面視にて構造物４８の中央部に部屋空間５０を形成する。図９では、１〜４階の柱部材５２、梁部材５４、及び床スラブ５６を撤去して部屋空間５０が形成されている。
【００３４】
これにより、構造物４８は、部屋空間５０と、部屋空間５０の左右に配置された構造物４８Ａ、４８Ｂとを有して構成される。そして、膜屋根６６は、構造物４８Ａと構造物４８Ｂの間に架設されるようにして、構造物４８の上部に構築された状態となる。
【００３５】
次に、本発明の実施形態に係る膜屋根の作用と効果について説明する。
【００３６】
本実施形態の膜屋根１０では、図１に示すように、支持部材１２の上に設置された複数の袋体１４の上に屋根膜１６を設置することにより、図１０の正面断面図に示すような、上下に配置された膜材６８、７０の間に空気室７２を形成する二重膜屋根７４に比べて、制御する空気量（１つの袋体１４の空気量）を小さくすることができる。すなわち、大きな容積の空気室を不要とすることができ、小規模の送気装置によって空気を制御することができる。これによって、膜屋根１０を容易な施工によって構築することができる。
【００３７】
また、屋根膜１６と袋体１４に用いられる膜材の総面積を、二重膜屋根７４に用いられる膜材６８と膜材７０との面積を合わせた総面積よりも小さくすることができる。これにより、材料コストを低減することができる。
【００３８】
さらに、支持部材１２、袋体１４、屋根膜１６を有して膜屋根１０を構成することにより、軽量で大スパンの屋根を構築することができる。
【００３９】
また、図２に示すように、支持部材１２を網状部材とすることにより、支持部材１２の軽量化を図るとともに、複数の袋体１４を確実に支持することができる。
【００４０】
次に、本発明の実施形態に係る既設構造物の改修方法の作用と効果について説明する。
【００４１】
本実施形態の既設構造物の改修方法では、図７〜９に示すように、既設屋根部としての屋根部５８Ａを解体した後に、屋根部５８Ａの下方に配置されていた柱部材５２、梁部材５４、及び床スラブ５６を撤去して部屋空間５０を形成するので、屋根部５８Ａを支持する構造躯体に補強を施さないで部屋空間５０を形成することができる。すなわち、構造物４８を構成する構造躯体（柱部材５２）の補強手間を低減して構造物４８に部屋空間５０を形成するとともに、新設屋根部としての膜屋根６６を構築することができる。
【００４２】
また、本実施形態の既設構造物の改修方法では、図９に示すように、膜屋根６６を大スパンの屋根にすることによって、既設屋根部としての屋根部５８Ａの下方に配置されていた柱部材５２、梁部材５４、及び床スラブ５６を撤去して形成される部屋空間５０を大きなものとすることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態の既設構造物の改修方法では、図４〜７に示すように、既設屋根部としての屋根部５８上で、膜屋根６６を構築するので、効率よく安全に膜屋根６６を構築することができる。
【００４４】
以上、本発明の実施形態について説明した。
【００４５】
なお、本実施形態の膜屋根１０では、図１に示すように、構造物２４の上部に膜屋根１０が構築されている例を示したが、膜屋根１０は、新設の構造物２４に構築してもよいし、改修された構造物２４や改修される構造物２４に構築してもよい。
【００４６】
新設の構造物２４の上部に膜屋根１０を構築する場合には、例えば、まず、図１に示す構造物２４Ａ、２４Ｂを新設で構築し、この構造物２４Ａと構造物２４Ｂとの間に支持部材１２を架設する。次に、萎んだ状態の袋体１４を支持部材１２上に複数設置しケーブル１８に固定する。次に、萎んだ状態の袋体１４の上に屋根膜１６を配置する。次に、袋体１４内に気体としての空気を入れて封入することにより、袋体１４を膨らんだ状態の球状の部材にして屋根膜１６を張られた状態にし、構造物２４の上部に膜屋根１０を構築する。
【００４７】
また、本実施形態の膜屋根１０では、図２に示すように、支持部材１２を、網状に配置された複数のケーブル１８により構成した例を示したが、支持部材は、袋体１４を複数設置できるものであればよい。例えば、支持部材を、平行に複数配置したケーブルにより構成してもよい。
【００４８】
さらに、本実施形態の膜屋根１０では、図１に示すように、袋体１４を、空気が封入されて膨らんだ状態の球状の部材とした例を示したが、袋体は、空気が封入されて膨らんだ状態の、立方体状、正四面体状、楕円体状等のさまざまな形状の部材であってもよい。
【００４９】
また、本実施形態の既設構造物の改修方法では、図７〜９に示すように、まず、構造物４８の上に、新設屋根部としての膜屋根６６を構築し、膜屋根６６の構築が完了した後に既設屋根部としての屋根部５８Ａを解体し、屋根部５８Ａの解体が完了した後に部屋空間５０を形成した例を示したが、既設屋根部を解体した後に部屋空間が形成されれば、どのような手順であってもよい。すなわち、部屋空間の形成に先行して既設屋根部が解体されていればよい。
【００５０】
例えば、新設屋根部を構築し、この新設屋根部の構築が完了した後に既設屋根部を解体しながら、解体された部分の下方から部屋空間を順次形成していくようにしてもよい。また、例えば、新設屋根部を構築し、この新設屋根部の構築が完了した後に既設屋根部を解体し、この既設屋根部の解体が完了した後に部屋空間を形成していくようにしてもよい。さらに、例えば、既設屋根部を解体しながら、解体された部分の下方から部屋空間を順次形成していき、この部屋空間の形成が完了した後に新設屋根部を構築するようにしてもよい。また、例えば、既設屋根部を解体し、この既設屋根部の解体が完了した後に部屋空間を形成し、この部屋空間の形成が完了した後に新設屋根部を構築するようにしてもよい。さらに、例えば、既設屋根部を解体し、この既設屋根の解体が完了した後に新設屋根部を構築しながら部屋空間を形成するようにしてもよい。また、例えば、既設屋根部を解体し、この既設屋根部の解体が完了した後に新設屋根部を構築し、この新設屋根部の構築が完了した後に部屋空間を形成するようにしてもよい。
【００５１】
また、本実施形態の膜屋根１０、及び既設構造物の改修方法では、図１及び図９に示すように、構造物２４、４８を鉄筋コンクリート造とした例を示したが、構造物は、鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模のものであってもよい。
【００５２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５３】
１０、６６  膜屋根
１２  支持部材
１４  袋体
１６  屋根膜
２０、２２  支柱（支持部）
４８  構造物（既設構造物）
５０  部屋空間
５２  柱部材
５８  屋根部（既設屋根部）
【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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