(57)【要約】【課題】第３の梁材のような部品を無くすることで、部品点数を削減でき、また、このような部品を取り外す手間もかからないドーム屋根骨組施工方法を提供する。【解決手段】躯体１１の外周部に支持柱１２を周方向に所定間隔で配置するとともに、支持柱１２が起倒可能となるように躯体１１に取り付ける工程と、頂部構造物２を躯体１１の内側に配置したうえで梁状構造物３の先端部を頂部構造物２の外周部に連結するととも梁状構造物３の基端部を支持柱１２の上端部に連結する工程と、頂部構造物２と梁状構造物３とを牽引ケーブル１５で連結する工程と、牽引ケーブル１５を牽引して梁状構造物３と頂部構造物２との距離を縮めることで、支持柱１２を起立させるようにして、頂部構造物２を上昇させるとともに、支持柱１２の上端部を支点として梁状構造物３をその先端部が上昇するように回動させる工程とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドーム状のドーム屋根の屋根骨組を施工するドーム屋根骨組施工方法であって、
前記屋根骨組は、その中央部を構成する頂部構造物と、この頂部構造物の外周部から外側に延びるとともに、前記頂部構造物に上下に回動可能に連結される複数の梁状構造物とを備えており、
前記屋根骨組を施工すべき躯体の外周部に、複数の支持柱を周方向に所定間隔で配置するとともに、該支持柱が前記屋根骨組の径方向に起倒可能となるように該支持柱の下端部を前記躯体に回動可能に取り付ける支持柱取付工程と、
前記頂部構造物を前記躯体の内側の地上部近傍に配置したうえで、前記梁状構造物の先端部を前記頂部構造物の外周部に回動可能に連結するとともに、前記梁状構造物の基端部を前記支持柱の上端部に回動可能に連結する梁状構造物連結工程と、
前記頂部構造物と前記梁状構造物とを、前記支持柱が内側に倒れた状態で、牽引ケーブルで連結するケーブル連結工程と、
前記牽引ケーブルを牽引して、前記梁状構造物と前記頂部構造物との距離を縮めることによって、前記支持柱を起立させるようにして、前記頂部構造物を上昇させるとともに、前記支持柱の上端部を支点として、前記梁状構造物をその先端部が上昇するように回動させる屋根骨組上昇工程とを含むことを特徴とするドーム屋根骨組施工方法。
【請求項２】
前記梁状構造物は、前記屋根骨組の周方向において、所定間隔を隔てて配置されており、
前記屋根骨組上昇工程後に、周方向に隣り合う前記梁状構造物どうしを連結することを特徴とする請求項１に記載のドーム屋根骨組施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内球技場等の大型建築物のドーム屋根骨組を施工するドーム屋根骨組施工方法。
【背景技術】
【０００２】
従来、大型建築物の屋根構造としては、例えばスポーツの屋内競技場にあっては、主に擂り鉢状に形成された壁構造物の上部にトラス構造の骨組みを水平に架設したものや、壁構造物の両端から梁材を側面視山形のトラス構造に組んだものが用いられている。前記トラスを水平に架設する屋根構造は、トラスを架設すべき壁構造物間の架設位置に構台を立設するとともに、トラスを構成する構成部材を揚重機で揚重して供給することにより順次これら壁構造物及び構台間に架設するようにトラスを形成して施工する。前記側面視山形のトラスを架設する屋根構造は、屋根を施工すべき建築物の床部からサポート材を組んでトラスの施工位置に達する支持構造物を構築し、この支持構造物を利用しながら揚重機で揚重したトラスの構成部材を組み立てて施工する。
【０００３】
しかしながら、前記のような屋根構造及びその施工方法の場合、以下のような問題が生じていた。すなわち、トラスを水平に架設する屋根構造は、特にトラスの中央部に作用する自身の重量による曲げ力を支持する必要から構成部材が大型であって、構成部材を供給する揚重機も大型のものを用いる必要が生じて施工が大変であるといった問題が生じていた。
【０００４】
一方、側面視山形のトラスを架設する屋根構造は、中央部の荷重がトラスの軸力で支持されて全体を前記トラスを水平に架設するものより小型の構成部材で施工することができるものの、構成部材が多数となって施工の作業能率に不満があるほか、前者の屋根構造のように剛に構成したトラスを部分的に架設することができず施工部分全体に支持構造物を構築する必要があるから、支持構造物の施工に手間取って工期が延長するといった問題点がある。
また、いずれの屋根構造においても、それぞれのトラスの構成部材の組立は主に施工位置で行って高所作業が多いから、作業に比較的危険が多い上、落下防止等の対策が大変であって施工コストの上昇の原因となっていた。
【０００５】
そこで、本発明者は、施工が簡単かつ組立工数が少なく、施工上高所作業を減少して作業の安全性が向上する屋根構造及びその施工方法を提供している（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載されている屋根構造は、屋内競技場などの大型建築物の屋根構造であって、屋根の外形を形成する概略弓型の梁構造物と、該梁構造物に囲まれて屋根の中央部を形成する頂部構造物と、該頂部構造物の下方に配置された牽引機構と、該牽引機構と前記梁構造物の外端部との間に設けられた牽引ケーブルと、該牽引ケーブルと前記梁構造物との間に介装されてこれらの間を所定距離に保持する介装部材とを備えてなり、前記梁構造物は、剛に形成された複数の梁体からなり、これら梁体間が互いに上下方向に回動可能となるように接続されて構成されるとともに、最外部に位置する梁体が屋根の基端部に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、かつ、前記頂部構造物に連結する梁体が該頂部構造物に対して上下方向に回動可能に取り付けられ、前記牽引ケーブルは、前記牽引機構で牽引されたことによって該牽引機構と前記梁構造物の外端部との間に張設されていることを特徴としている。
【０００６】
そして、このような屋根構造を施工するには、梁構造物の最外部に位置する梁体を屋根の基端部に対して上下方向に回動可能に取り付け、かつ別の梁体を頂部構造物に対して上下方向に回動可能に取り付けて梁構造体を組み立て、次いで、前記牽引機構によって牽引ケーブルを牽引し、梁体間を折曲させて屋根の基端部と頂部構造との間の距離を所定の距離に調整するとともに、前記介装部材で該牽引ケーブルと前記梁構造物との間を所定距離に保持するように該牽引ケーブルに張力を発揮させることによって行っている。
前記梁構造物は、屋根構造物の基端部の位置に基端部が取り付けられた第１の梁材と、この第１の梁材の先端部に基端部が接続された第２の梁材と、この第２の梁材の先端部に基端部が接続された第３の梁材とを備えている。第１の梁材は取り付け部に固定されたポールの上端部に回動自在に連結されている。
また、第３の梁材は、第２の梁材に上下に回動自在に取り付けられている。さらに、この第３の梁材は、牽引支持部材に当接されて屋根構造物の中央部方向への移動が規制されているとともに、その先端部に牽引ケーブルが移動自在として遊挿されている。
【特許文献１】特許第３１８８４９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記のような屋根構造では、梁構造物の第２の梁材を頂部構造物に直接連結すると、第１の梁材が連結されているポールが固定状態であるので、梁構造物がポールの先端部を支点として上下に回動することができないため、第２の梁材の先端部に第３の梁材を回動可能に連結し、この第３の梁材を、牽引支持部材に当接している。これによって、第２の梁材が頂部構造物から接離可能であるので、梁構造物がポールの先端部を支点として上下に回動することができる。
このため、上記のような屋根構造では、梁構造物を回動させるために、第３の梁材が必須であるが、屋根施工最終段階で、支柱と第３の梁材が一致したら、第２の梁材の屋根構造物１側の端部を頂部リングに取り付け、第３の梁材については、必要に応じてこれを取り外してもよい。したがって、この第３の梁材の分だけ、部品点数が多くなってしまい、また、第３の梁材を取り外す手間もかかることになる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、第３の梁材のような部品を無くすることで、部品点数を削減でき、また、このような部品を取り外す手間もかからないドーム屋根骨組施工方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、例えば図１〜図６に示すように、ドーム状のドーム屋根の屋根骨組１を施工するドーム屋根骨組施工方法であって、
前記屋根骨組１は、その中央部を構成する頂部構造物２と、この頂部構造物２の外周部から外側に延びるとともに、前記頂部構造物２に上下に回動可能に連結される複数の梁状構造物３とを備えており、
前記屋根骨組１を施工すべき躯体１１の外周部に、複数の支持柱１２を周方向に所定間隔で配置するとともに、該支持柱１２が前記屋根骨組１の径方向に起倒可能となるように該支持柱１２の下端部を前記躯体１１に回動可能に取り付ける支持柱取付工程と、
前記頂部構造物２を前記躯体１の内側の地上部近傍に配置したうえで、前記梁状構造物３の先端部を前記頂部構造物２の外周部に回動可能に連結するとともに、前記梁状構造物３の基端部を前記支持柱１２の上端部に回動可能に連結する梁状構造物連結工程と、
前記頂部構造物２と前記梁状構造物３とを、前記支持柱１２が内側に倒れた状態で、牽引ケーブル１５で連結するケーブル連結工程と、
前記牽引ケーブル１５を牽引して、前記梁状構造物３と前記頂部構造物２との距離を縮めることによって、前記支持柱１２を起立させるようにして、前記頂部構造物２を上昇させるとともに、前記支持柱１２の上端部を支点として、前記梁状構造物３をその先端部が上昇するように回動させる屋根骨組上昇工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のドーム屋根骨組施工方法において、前記梁状構造物３は、前記屋根骨組１の周方向において、所定間隔を隔てて配置されており、
前記屋根骨組上昇工程後に、周方向に隣り合う前記梁状構造物３，３どうしを連結することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、屋根骨組を施工すべき躯体の外周部に、複数の支持柱を周方向に所定間隔で配置するとともに、該支持柱が前記屋根骨組の径方向に起倒可能となるように該支持柱の下端部を前記躯体に回動可能に取り付けており、梁状構造物の基端部を前記支持柱の上端部に回動可能に連結しているので、牽引ケーブルを牽引して、梁状構造物と頂部構造物との距離を縮めることによって、支持柱を起立させるようにして、頂部構造物を上昇させるとともに、梁状構造物を支持柱の上端部を支点として上方に回動させることができる。したがって、第３の梁材のような部品が無くても屋根骨組を容易に施工できるので、その分、部品点数を削減でき、また、このような部品を取り外す手間もかからない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５は、本発明に係るドーム屋根骨組施工方法を説明するための正断面図、図６はドーム屋根骨組の４分の１の平面図である。
【００１３】
屋根骨組１は、頂部構造物２と多数の梁状構造物３・・・とを備えている。頂部構造物２は、屋根骨組１の中央部に位置するリング状構造物４と、このリング状構造物４の上部に設けられた頂部屋根部５とによって構成されている。
リング状構造物４は、上下に離間して対向配置された上下のリング４ａ，４ｂと、これら上下のリング４ａ，４ｂを連結する多数の連結材４ｃとによって構成されている。連結材４ｃは、上下のリング４ａ，４ｂ間に鉛直に架設されたものと、斜めに交差するようにして架設されたものがある。
【００１４】
前記梁状構造物３は、頂部構造物２を構成するリング状構造物４の外周部から外側に放射状に延びるとともに、リング状構造物４に上下に回動可能に連結されるものである。
梁状構造物３は、図１〜図５および図６に示すように、周方向に所定間隔で配置された一対の梁材７，７と、この梁材７に連結されて梁状構造物３を補強するトラス構造体８と、周方向に隣り合う梁材７，７どうしや、トラス構造体８，８どうしを周方向に連結する複数の連結材９とを備えている。
梁材７は、リング状構造物４の上リング４ａから外側に向けて放射状に延びており、その一端部が、上リング４ａにヒンジ部を介して上下に回動可能に連結されている。
連結材９は、周方向に隣り合う梁材７，７間において、径方向に所定間隔で複数配置され、連結材９の両端部がそれぞれ梁材７，７に連結されている。
【００１５】
次に、上記のような屋根骨組１を施工するドーム屋根骨組施工方法について説明する。
本施工方法は、支持柱取付工程と、梁状構造物連結工程と、ケーブル連結工程と、屋根骨組上昇工程と、牽引ケーブル取外し工程と、梁状構造物連結工程とを経て施工される。
【００１６】
（１）支持柱取付工程
この工程ではまず、図１に示すように、躯体１１の外周部に多数本の支持柱１２を周方向に所定間隔で取り付ける。躯体１１は例えば、平面視略円状の競技場の外壁で構成され、この外壁の上端部に周方向に複数本の支持柱１２を周方向に所定間隔で取り付ける。
支持柱１２の下端部はヒンジ部を介して外壁に取り付けられており、これによって、支持柱１２は、そのヒンジ部を支点として屋根骨組１の径方向に起倒可能となっている。支持柱１２は、例えば周方向に一定間隔で４４本配置されており、この支持柱１２に、前記梁状構造物３の梁材７が連結されるようになっており。
【００１７】
（２）梁状構造物連結工程
この工程ではまず、躯体１１の内側の地盤に複数の支持部１３を周方向に所定間隔で設置しておき、これら支持部１３上に、前記頂部構造物２を設置することによって、頂部構造物２を躯体１１の内側の地上部近傍に配置しておく。
なお、頂部構造物２を設置する場合、そのリング状構造物４の下リング４ｂを支持部１３上に設置する。
また、頂部構造物２は、躯体１１の内側においてクレーン等を使用して組み立てつつ支持部１３上に設置するが、頂部構造物２が比較的小さく、クレーン等で吊り下げることが可能であるならば、頂部構造物２を別の場所で組み立てておき、その組立てた頂部構造物２をクレーン等で吊り下げて、支持部１３上に設置してもよい。
【００１８】
次に、梁状構造物３の先端部を頂部構造物２の外周部に回動可能に連結するとともに、梁状構造物３の基端部を支持柱の上端部に回動可能に連結する。
具体的には、梁状構造物３の梁材７，７の先端部を頂部構造物２を構成するリング状構造物４の上リング４ａにヒンジ部を介して上下に回動可能に連結する。また、梁材７，７の基端部を前記支持柱１２，１２の上端部にヒンジ部を介して上下に回動可能に連結する。
なお、梁状構造物３を頂部構造物２や支持柱１２に連結する場合、梁状構造物３を躯体１１の内側で組み立てつつ連結してもよいし、組み立てが完了した梁状構造物３を頂部構造物２や支持柱１２に連結してもよい。
【００１９】
（３）ケーブル連結工程
この工程では、頂部構造物２と梁状構造物３とを、支持柱１２が内側に倒れた状態で、牽引ケーブル１５で連結する。
具体的には、頂部構造物２を構成するリング状構造物４の下リング４ｂと、梁状構造物２を構成するトラス構造体８の頂点部とを牽引ケーブル１５で連結する。
また、下リング４ｂには油圧式のジャッキ１６を取り付け、このジャッキ１６によって牽引ケーブル１５を牽引可能とする。牽引ケーブル１５は、屋根骨組１の周方向に所定間隔で多数（例えば４４本）配置し、各牽引ケーブル１５によって、下リング４ｂの外周部の各部位と、各梁材７に設けられたトラス構造体８の頂点部とを連結する。また、ジャッキ１６は牽引ケーブル１５の本数に対応した個数（例えば４４個）を下リング４ｂに周方向に所定間隔で取り付ける。
なお、多数の油圧ジャッキ１６は、図示しない油圧制御ユニットに接続されており、全油圧ジャッキ１６を同期して作動させることがき、また、所望の油圧ジャッキ１６を作動させることができるようになっている。
【００２０】
（４）屋根骨組上昇工程
この工程では、牽引ケーブル１５をジャッキ１６によって牽引して、梁状構造物３と頂部構造物２との距離を縮めることによって、支持柱１６を起立させるようにして、頂部構造物２を上昇させるとともに、支持柱１２の上端部を支点として、梁状構造物２をその先端部が上昇するように回動させる。
具体的には、図１に示す状態において、全てのジャッキ１６を同期作動させて、全ての牽引ケーブル１５を牽引すると、図２に示すように、下リング４ｂとトラス構造体８の頂点部との距離が縮まっていき、これに伴って、梁状構造物３が支持柱１２の上端部を支点として、梁状構造物３の先端部が上昇するようにして、上方に回動するとともに、支持柱１２がその下端部を支点として起立するようにして回動する。
また、梁状構造物３の先端部が上昇するに伴って、該梁状構造物３の先端部に連結されているリング状構造物４が上昇していく。
なお、リング状構造物４がほぼ真っ直ぐに上昇していくように、全ジャッキ１６を油圧製制御ユニットによって制御する。
【００２１】
さらに、全ての牽引ケーブル１５を牽引すると、図３に示すように、梁状構造物３が支持柱１２の上端部を支点として、さらに回動するとともに、支持柱１２がその下端部を支点として起立するようにして回動し、さらに真っ直ぐな起立状態を越えて、外側に若干傾斜した起立状態となる。このとき、梁状構造物３の梁材７がほぼ水平状態となる。
【００２２】
さらに、全ての牽引ケーブル１５を牽引すると、図４に示すように、梁状構造物３が支持柱１２の上端部を支点として、さらに回動するとともに、支持柱１２がその下端部を支点として内側に回動して起立状態となる。このとき、梁状構造物３の梁材７が、その先端部が基端部より高くなるように傾斜する。これによって、梁状構造物３に適宜の雨勾配を付与できる。
【００２３】
（５）牽引ケーブル取外し工程
この工程では、牽引ケーブル１５や油圧式のジャッキ１６を取り外す。
すなわち、図４で示した状態が、頂部構造物２と梁状構造物３の最終的な完成位置であるので、この状態を維持するために、図５に示すように、頂部構造物２の下リング４ｂと、梁状構造物３のトラス構造体８の頂点部との間に、トラス材１７を架設し、その後、牽引ケーブル１５とジャッキ１６を取り外す。つまり、牽引ケーブル１５とトラス材１７とを盛り替える。また、前記支持部１３を撤去する。
【００２４】
（６）梁状構造物連結工程
上記のような工程を経て施工された多数の梁状構造物３は、屋根骨組１の周方向において、所定間隔を隔てて配置されているので、図６に示すように、周方向に隣り合う梁状構造物３，３どうしを連結材１８によって連結する。
連結材１８は、周方向に隣り合う梁材７，７間において、径方向に所定間隔で複数配置され、連結材１８の両端部をそれぞれ梁材７，７に連結して、屋根骨組１の施工を終了する。
【００２５】
本実施の形態によれば、躯体１１の外周部に、多数（例えば４４本）の支持柱１２を周方向に所定間隔で配置するとともに、該支持柱１２が屋根骨組１の径方向に起倒可能となるように該支持柱１２の下端部を躯体１１に回動可能に取り付けており、梁状構造物３の基端部を支持柱１２の上端部に回動可能に連結しているので、牽引ケーブル１５をジャッキ１６によって牽引して、梁状構造物３と頂部構造物２との距離を縮めることによって、支持柱１２を起立させるようにして、頂部構造物２を上昇させるとともに、梁状構造物３を支持柱１２の上端部を支点として上方に回動させることができる。したがって、従来のような第３の梁材のような部品が無くても屋根骨組１を容易に施工できるので、その分、部品点数を削減でき、また、このような部品を取り外す手間もかからない。
【００２６】
また、梁状構造物３は、屋根骨組１の周方向において、所定間隔を隔てて配置されているので、梁状構造物３を支持柱３の上端部を支点として回動させる際に、隣り合う梁状構造物３，３を互いに干渉させることなく、スムーズに回動させることができる。したがって、屋根骨組１をスムーズに上昇させることができる。
そして、屋根骨組上昇工程後に、周方向に隣り合う梁状構造物３，３どうしを連結材１８によって連結するので、屋根骨組１を強固な構造体とすることができる。
さらに、頂部構造物３がリング状構造物４を備えており、このリング状構造物４の内側は中空であるので、屋根骨組１の中央部の天井高を高くすることができる。
【００２７】
なお、本実施の形態では、頂部構造物２と梁状構造物３とを、牽引ケーブルで１５連結する場合に、頂部構造物２を構成するリング状構造物４と、梁状構造物３を構成するトラス構造体８とを連結したがこれに限ることはない。
例えば、リング状構造物４の代わりに、多数の鉄骨材を放射状に配置した構造物を設け、この構造物と、梁状構造物３とを連結してもよい。
また、本実施の形態では、頂部屋根部５を取り付けた状態で、頂部構造物２を上昇させたが、頂部屋根部５を設けない状態で頂部構造物２を構成するリング状構造物４を上昇させてもよい。この場合、頂部屋根部５の取り付けは前記梁状構造物連結工程の後に行えばよい。
さらに、本実施の形態では、平面視円形状の屋根骨組を施工する方法を例にとって説明したが、本発明の屋根骨組は、平面視円形状に限ることはない。本発明は、例えば、平面視、長円形状、楕円形状、多角形状、矩形状等ドーム型のあらゆる形状の屋根骨組を施工する場合に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係るドーム屋根骨組施工方法を説明するためのもので、頂部構造物を躯体の内側に設置した状態を示す正断面図である。
【図２】同、頂部構造物を上昇させている状態を示す正断面図である。
【図３】同、頂部構造物が上昇して梁状構造物の梁材がほぼ水平となった状態を示す正断面図である。
【図４】同、頂部構造物と梁状構造物の最終的な完成位置を示す正断面図である。
【図５】同、屋根骨組の施工完成状態を示す正断面図である。
【図６】本発明に係るドーム屋根骨組施工方法によって施工されたドーム屋根骨組の４分の１の平面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  屋根骨組
２  頂部構造物
３  梁状構造物
４  リング状構造物
７  梁材
９，１８  連結材
１１  躯体
１２  支持柱
１５  牽引ケーブル
【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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