(57)【要約】【課題】構造がシンプルで施工性がよく安価なド−ムハウスを提供する。【解決手段】例えば５本の弧状鋼材の下端部をドーム円周基礎に配置し上端部をドーム頂点部に設けた集束部材４に集束して鳥篭状のドーム骨組み６を形成し、その上から発泡プラスチックからなる例えば１０個の曲面扇形状のセグメント３を円周方向に配置して略半球状のドーム壁体２を形成する。その際、例えばセグメント３の１つ置きに弧状鋼材７を配置する。これによりド−ムハウス１が構築できる。構造がきわめてシンプルで、施工がきわめて容易、かつ、施工コストが安く済む。運搬が比較的容易であり、資材の搬入等に制約のある場所にも容易に構築できる。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略半球状のドーム壁体を形成するように円周方向に連続配置された、発泡プラスチックからなる複数の曲面扇形状のセグメントと、ドーム頂点部に設けた集束部材に上端部が連結され下端部がドーム円周基礎に固定されてドーム骨組みとなる複数の弧状鋼材とを備え、前記弧状鋼材は、少なくとも一部のセグメントの内面側の幅方向中央の経線方向に形成した鋼材嵌合溝に嵌合していることを特徴とするド−ムハウス。
【請求項２】
略半球状のドーム壁体を形成するように円周方向に連続配置された、発泡プラスチックからなる少なくとも６つ以上の曲面扇形状のセグメントと、ドーム頂点部に設けた集束部材に上端部が連結され下端部がドーム円周基礎に固定されてドーム骨組みとなる３本以上の弧状鋼材とを備え、前記弧状鋼材は、１つ置きのセグメントの内面側の幅方向中央の経線方向に形成した鋼材嵌合溝に嵌合していることを特徴とするド−ムハウス。
【請求項３】
各弧状鋼材間を水平円周方向に連結する補強用鋼材梁を設けたことを特徴とする請求項１記載のド−ムハウス。
【請求項４】
前記セグメントからなるドーム壁体の外面にモルタルを塗布したことを特徴とする請求項１記載のド−ムハウス。
【請求項５】
請求項１のド−ムハウスを構築するド−ムハウスの構築方法であって、
予め各弧状鋼材について、ドーム頂点部に設けた集束部材に上端部を連結し下端部をドーム円周基礎に固定して鳥篭状のドーム骨組みを形成し、次いで、前記ドーム骨組みの上から、各セグメントを円周方向に連接させるとともに、内面に鋼材嵌合溝を持つセグメントについては、その鋼材嵌合溝に弧状鋼材が嵌合するように弧状鋼材の上に配置して、略半球状のドーム壁体を形成することを特徴とするド−ムハウスの構築方法。
【請求項６】
請求項１のド−ムハウスにおける発泡プラスチック製の曲面扇形状のセグメントの内面に鋼材嵌合溝を形成するためのセグメント溝加工装置であって、
セグメントの鋼材嵌合溝の形状に合わせた形状の電熱線を設けた切断機を、セグメントの内面の経線方向に沿って配置した弧状レールに移動可能に設けたことを特徴とするセグメント溝加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明に属する技術分野】
この発明は、ド−ムハウスおよびその構築方法、および、ド−ムハウスに用いるセグメントの溝加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、居住用のド−ムハウスを構築する方法として、曲面扇形状のプレキャストコンクリートを複数個連接して半球状に構築する方法（特開平１０−６１０１４号）、上から見て正八角形をなす壁の八つの各壁面を、多数の横長の板材を積み上げ連結して木造ド−ムハウスを構築する方法（特開平１０−３１７４７９号）等、種々の工法がある。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−６１０１４号
【特許文献２】
特開平１０−３１７４７９号
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ド−ムハウスは、一般には、日常生活のための居住の用途ではなく、リゾート地における宿泊等のような用途に供されることが多い。このため、施工が容易なこと、コストが安いこと、資材の搬入等に制約のある場所にも容易に構築できること等が要求される。しかし、従来の曲面扇形状のプレキャストコンクリートによる工法は、重量が大で、運搬が容易でなく、施工も簡単とは言えず、コストも高く、上記の要求に応えられない。また、多数の細長い板材を積み上げ連結する木造ド−ムハウス構築方法も、極めて煩雑であり、上記の要求に応えられない。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、施工が容易で、コストが安く済み、資材の搬入等に制約のある場所にも容易に構築することが可能なド−ムハウス、およびその構築方法、および、そのド−ムハウスに用いる発泡プラスチック製のセグメントに溝を形成するセグメント溝加工装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する請求項１の発明のド−ムハウスは、略半球状のドーム壁体を形成するように円周方向に連続配置された、発泡プラスチックからなる複数の曲面扇形状のセグメントと、ドーム頂点部に設けた集束部材に上端部が連結され下端部がドーム円周基礎に固定されてドーム骨組みとなる複数の弧状鋼材とを備え、前記弧状鋼材は、少なくとも一部のセグメントの内面側の幅方向中央の経線方向に形成した鋼材嵌合溝に嵌合していることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明のド−ムハウスは、略半球状のドーム壁体を形成するように円周方向に連続配置された、発泡プラスチックからなる少なくとも６つ以上の曲面扇形状のセグメントと、ドーム頂点部に設けた集束部材に上端部が連結され下端部がドーム円周基礎に固定されてドーム骨組みとなる３本以上の弧状鋼材とを備え、前記弧状鋼材は、１つ置きのセグメントの内面側の幅方向中央の経線方向に形成した鋼材嵌合溝に嵌合していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３は、請求項１のド−ムハウスにおいて、各弧状鋼材間を水平円周方向に連結する補強用鋼材梁を設けたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４は、請求項１のド−ムハウスにおいて、セグメントからなるドーム壁体の外面にモルタルを塗布したことを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１のド−ムハウスを構築するド−ムハウスの構築方法であって、
予め各弧状鋼材について、ドーム頂点部に設けた集束部材に上端部を連結し下端部をドーム円周基礎に固定して鳥篭状のドーム骨組みを形成し、次いで、前記ドーム骨組みの上から、各セグメントを円周方向に連接させるとともに、内面に鋼材嵌合溝を持つセグメントについては、その鋼材嵌合溝に弧状鋼材が嵌合するように弧状鋼材の上に配置して、略半球状のドーム壁体を形成することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項１のド−ムハウスにおける発泡プラスチック製の曲面扇形状のセグメントの内面に鋼材嵌合溝を形成するためのセグメント溝加工装置であって、
セグメントの鋼材嵌合溝の形状に合わせた形状の電熱線を設けた切断機を、セグメントの内面の経線方向に沿って配置した弧状レールに移動可能に設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態のド−ムハウス１の正面図、図２は同平面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は上記ド−ムハウス１のドーム骨組み６およびドーム円周基礎５を示した平面図である。これらの図に示すように、このド−ムハウス１は、略半球状のドーム壁体２を形成するように円周方向に連続配置された発泡プラスチックからなる１０個の曲面扇形状のセグメント３と、ドーム頂点部に設けた集束部材４に上端部が連結され下端部がドーム円周基礎５に固定されてドーム骨組み６となる５本の弧状鋼材７とを備えている。実施形態のセグメント３は、厚み２００ｍｍの発泡ポリスチレン、弧状鋼材７は１００×１００×６×８ｍｍのＨ形鋼である。
【００１３】
各セグメント３は図５（イ）に斜視図で示すように、略球面の一部を形成する曲面扇形状であり。図２に示すように、前記１０個のセグメント３のうちの１つ置きの５つのセグメント３については、図５にも示すように、その内面側の幅方向中央の経線方向にコ字形の鋼材嵌合溝８を形成しており、前記弧状鋼材７は、この１つ置きのセグメント３の前記鋼材嵌合溝８内に嵌合している。鋼材嵌合溝８を持つ鋼材嵌合用セグメント３を図２、図５等では３（Ａ）で示す。また、残りのセグメント３のうちの１つはドア１０を装着できる構造のドア用セグメント３（Ｂ）、３つは窓１１を装着できる構造の窓用セグメント３（Ｃ）である。セグメント３の両側縁には、図５（イ）、（ロ）にも示すように、隣接するもの同士が互いに噛み合う段差部３ａ、３ｂを形成している。また、セグメント３の下端部には内側に突出する突出部３ｃを形成している。
【００１４】
ド−ムハウス１の頂部の構造を説明すると、実施形態の集束部材４は発泡ポリスチレン製であり、図６にも示すように、合わせた時に周溝４ａを形成する上下二分割構造（両分割片を１４、１５で示す）のリング状をなしている。図７に下側の分割片１５のみを斜視図で示す。弧状鋼材７の上端部を集束部材４に取り付けるための取付金具１６は、集束部材４の周溝４ａに嵌合する鋼板製リング１６ａの外周にブラケット１６ｂを溶接固定した構成である。取付金具１６の鋼板製リング１６ａを、下側の分割片１５の外周に嵌合させ、前記ブラケット１６ｂに弧状鋼材７の上端部をボルト１７で連結し、次いで、上側の分割片１４を上から被せて、両分割片１４、１５で弧状鋼材７の先端部を上下から挟み付ける。両分割片１４、１５は例えば接着剤で接合するとよい。また、集束部材４の上端面にガラス１９を嵌めこんでいる。
【００１５】
ド−ムハウス１の基礎構造について説明すると、セグメント３および弧状鋼材７の脚部は、図４に示したように、複数の基礎ユニット２１を円周方向に接続したリング状のドーム円周基礎５の上に乗る。各基礎ユニット２１は、弧状をなすプレキャストコンクリートであり、図８、図９に示したように、背の低いＬ形断面の基礎ユニット本体２２とこの基礎ユニット本体２２の底部先端にボルト２４で固定されて、基礎ユニット本体２２とともにコ字形溝２１ａを形成する押さえ板２３とからなる。隣接する基礎ユニット２１同士は、図８（イ）に示すように、連結プレート２５、２６をそれぞれにボルト２７で固定することで連結される。
【００１６】
また、図９にも示すように、弧状鋼材７の下端にはベースプレート２８が溶接固定されており、また、地盤に打設した打設コンクリート基礎３１にアンカーボルト３２が埋め込まれており、打設コンクリート基礎３１上に基礎ユニット本体２２を配置し、その上に置いた弧状鋼材７の下端のベースプレート２８を基礎ユニット本体２２とともにアンカーボルト３２にナットで締付けて、打設コンクリート基礎３１に固定する。各セグメント３は、基礎ユニット２１の連結個所が中央にくるように基礎ユニット２１上に配置する（図２と図４とを対比参照）。したがって、各弧状鋼材７のベースプレート２８は、隣接する基礎ユニット２１に跨った状態で固定される。これにより、構造物としての強度が向上する。
【００１７】
上記のド−ムハウス１を構築する場合、まず、地盤に円周状に溝を掘りコンクリートを打設して打設基礎コンクリート３１を施工する。次いで、打設コンクリート基礎３１上で基礎ユニット２１を図４のように円周方向に配置してドーム円周基礎５を設置する。その際、隣接する基礎ユニット２１同士は、貫通するボルト２７で固定される連結プレート２５、２６で連結する（図８（イ）参）。次いで、５本の弧状鋼材７について、クレーンで吊りながら、それぞれ下端のベースプレート２８を基礎ユニット２１上に置き、前述のようにしてアンカーボルト３２にナットで締め付け固定し、一方、弧状鋼材７の上端部は集束部材４の下側の分割片１５に嵌合させた取付金具１６のブラケット１６ｂにボルト１７で固定して、鳥篭状のドーム骨組み６を組み立てる。次いで、１０個のセグメント３についてクレーンで吊りながら、それぞれ下端部を基礎ユニット２１のコ字形溝２１ａに置き上端部を集束部材４の下側の分割片１５に集めつつ円周方向に並べて、半球状のドーム壁体２を形成する。その際、鋼材嵌合溝８を持つ５つセグメント３（３Ａ）を１つ置きに配して、その鋼材嵌合溝８に弧状鋼材７が嵌合するように弧状鋼材７上に設置する。詳細は省略するが、ドア用のセグメント３（３Ｂ）にドア１０を取り付け、窓用のセグメント３（３Ｃ）に窓１１を取り付ける。なお、上述では説明しなかったが、実際には図１０に示すように、セグメント３の外面に防火用のモルタル３４を塗布する。
【００１８】
上記の実施形態では、ドーム骨組みを経線方向の弧状鋼材７のみで構成したが、図１１に示すように、弧状鋼材７間を水平円周方向に連結する補強用鋼製梁３５を必要に応じて設けてもよい。図示例では補強用鋼製梁３５を下方部と上方部との２箇所に設けている。但し、ドア用のセグメント３の部分には補強用鋼製梁３５は設けない。この補強用鋼製梁３５はＨ形鋼、山形鋼、フラットバー、軽量形鋼、アングル材その他任意である。補強用鋼製梁３５と弧状鋼材７との連結はボルト接合とするとよいが、特に限定されない。
【００１９】
上記のように水平円周方向の補強用鋼製梁３５を設けることで、ドーム骨組みの強度を効率的に向上させることができる。また、円周方向の補強用鋼材梁３５をドーム室内の機器備品取り付けの用途にも利用できる。また、弧状鋼材７が配置されないセグメント３に対して有効な補強となる。
【００２０】
図１２〜図１５に上記のセグメント３に鋼材嵌合溝８を形成するセグメント溝加工装置４０を示す。このセグメント溝加工装置４０は、図１２に示すように、セグメント３に形成すべきコ字形の鋼材嵌合溝８に合わせた形状のコ字形の電熱線４１を持つ切断機４２を、セグメント３の内面の経線方向に沿って配置した弧状レール４３に移動可能に設けた構成である。図１３、図１４に示すように、前記弧状レール４３は、カーテンレールの如きＣ形断面の２本のレール材４３ａを平行に並べ連結プレート４３ｂで溶接連結した構成である。前記切断機４２は、ボックス状の台座４５の下面に前記コ字形の電熱線４１を下方に突出するように取り付け、コ字形の電熱線４１の内側に、前記弧状レール４３の各レール材４３ａ内を走行するキャスタ４６を設けた構成である。前記キャスタ４６は、台座４５の下面に固定した２つの山形鋼４７にそれぞれ固定した取付プレート４８に取り付けている。４９は１００Ｖ交流電源に接続する電源コード（先端のプラグは図示略）、５０は電熱線４１に通電するスイッチ、５１は内蔵する電力調整器のボリュームつまみ、５２は取っ手である。電熱線４１は、図１５に示すように、２ｍｍφの鉄線４１ａの外周にガラス被覆４１ｂを形成し、その外周に電熱線本体としてのニクロム線４１ｃを螺旋巻きした構造である。
【００２１】
上記のセグメント溝加工装置４０でセグメント３に鋼材嵌合溝８を形成する場合、セグメント３の幅方向中央位置の経線方向に沿って弧状レール４３を固定的に配置し、スイッチ５０を入れて電熱線４１を加熱させた切断機４２を弧状レール４３に沿ってセグメント３の一端から他端側に向かって移動させると、電熱線４１の部分が溶融してコ字形の切込みが生じ、他端に到達した後、セグメント３の電熱線内側にある矩形部分３ｄを除去すると、鋼材嵌合溝８が形成される。
【００２２】
このセグメント溝加工装置４０によれば、サイズの大きなセグメント３に対して、特に取り扱いの困難性なく、また作業者１人で能率的に鋼材嵌合溝８を形成することができる。
【００２３】
上述の実施形態のようにド−ムハウス１のドーム壁体２は１０個のセグメント３で構成するのが適切であり、そして、それらのセグメント３の１つ置き毎に弧状鋼材７を配置することが適切であるが、必ずしもその場合に限定されない。セグメント３が９個以下、あるいは１１個以上であってもよい。また、弧状鋼材７を１つ置きのセグメント３に対応させる場合に限らず、必要に応じて適宜のセグメント３に弧状鋼材７を対応させることができる。また、弧状鋼材は実施形態のようなＨ形鋼が適切であるが、溝形鋼その他の鋼材を用いることができる、また、セグメントに設ける鋼材嵌合溝は鋼材の形状に合わせるので、通常はコ字形溝となるが、必ずしもそれに限定されない。
【００２４】
また、本発明において弧状鋼材の上端部を集束する集束部材の構造は実施形態のものに限らず、適宜設計変更することができる。また、ドーム円周基礎についても、実施形態の構成に限定されない。例えば、実施形態のような基礎ユニット２１を用いずに、弧状鋼材７の下端のベースプレートを現場打設のコンクリート基礎に直接固定することも可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明のド−ムハウスによれば、複数の弧状鋼材の下端部をドーム円周基礎に配置し上端部をドーム頂点部に設けた集束部材に集束して鳥篭状のドーム骨組みを形成し、その上から発泡プラスチックからなる複数の曲面扇形状のセグメントを円周方向に配置して略半球状のドーム壁体を形成するという簡単な手順で、ド−ムハウスを構築できる。構造がきわめてシンプルで、施工がきわめて容易であり、施工コストが安く済む。また、発泡プラスチック製のセグメントおよび弧状鋼材という構成部材自体が単純なものなので、部材自体が安価であり、この点でも安価に構築できる。また、発泡プラスチックのセグメントは軽量でありまた弧状鋼材もそれほど重量大とはならないので、運搬が比較的容易であり、資材の搬入等に制約のある場所にも容易に構築できる。このように、リゾート地における宿泊施設等の用途としてきわめて適切である。
【００２６】
また、請求項２のように、セグメントの１つ置きに弧状鋼材を配置する構成によれば、骨組み強度を確保することと施工性とを適切に満たすことができる。
【００２７】
請求項３のように、弧状鋼材間を連結する水平円周方向の補強用鋼材梁を設けると、ドーム骨組みの強度を効率的に向上させることができる。また、円周方向の補強用鋼材梁がドーム室内の機器備品取り付けにも利用できる。また、弧状鋼材をセグメントの１つ置きに配置する場合には、弧状鋼材が配置されないセグメントに対して有効な補強となる。
【００２８】
請求項６のセグメント溝加工装置によれば、サイズの大きいセグメントに対して、特に取り扱いの困難性なく、また作業者１人で能率的に鋼材嵌合溝を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のド−ムハウスの正面図である。
【図２】図１のド−ムハウスの平面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】上記ド−ムハウスの施工における、ドーム骨組みを組み立てた段階の平面図である。
【図５】上記ド−ムハウスに用いる発泡プラスチック製のセグメントを示すもので、（イ）は１つのセグメントの斜視図、（ロ）はセグメントの接続状態を示した水平断面図である。
【図６】上記ド−ムハウスにおける頂部近傍を示すもので、（イ）はセグメントを省いた頂部近傍の平面図、（ロ）はセグメントを含めた状態の（イ）のＤ−Ｄ断面図である。
【図７】図６における二つ割構造の集束部材の下側の分割片の斜視図である。
【図８】ド−ムハウスの基礎ユニットを示すもので、（イ）は平面図、（ロ）は正面図、（ハ）は（イ）のＢ矢視図である。
【図９】上記ド−ムハウスの弧状鋼材の脚部近傍を示すもので、（イ）は縦断面図、（ロ）は（イ）のＣ−Ｃ水平断面図である。
【図１０】セグメントの外面にモルタルを塗布した状態で示したド−ムハウスの一部切欠正面図である。
【図１１】弧状鋼材間に水平円周方向の補強用鋼材を設けた実施形態を示す図（図３に対応する図）である。
【図１２】セグメント溝加工装置で上記セグメントに溝を加工を施している状況を示す斜視図である。
【図１３】上記セグメント溝加工装置における切断機の正面図である。
【図１４】図１３の側面図である。
【図１５】図１３の切断機における電熱線の構造説明図である。
【符号の説明】
１  ド−ムハウス
２  ドーム壁体
３  セグメント
３ａ、３ｂ  段差部
３ｃ  突起部
３ｄ  電熱線内部の矩形部分
４  集束部材
４ａ  周溝
５  ドーム円周基礎
６  ドーム骨組み
７  弧状鋼材
８  鋼材嵌合溝
１０  ドア
１１  窓
１４、１５  分割片
１６  取付金具
１６ａ  鋼板製リング
１６ｂ  ブラケット
１７  ボルト
１９  ガラス
２１  基礎ユニット
２１ａ  コ字形溝
２２  基礎ユニット本体
２３  押さえ板
２４、２７  ボルト
２５、２６  連結プレート
２８  ベースプレート
３１  打設コンクリート基礎
３２  アンカーボルト
３４  モルタル
４０  セグメント溝加工装置
４１  電熱線
４１ａ  鉄線
４１ｂ  ガラス被覆
４１ｃ  ニクロム線
４２  切断機
４３  弧状レール
４３ａ  レール材
４３ｂ  連結プレート
４５  台座
４６  キャスタ
４７  山形鋼
４８  取付プレート
４９  電源コード
５０  スイッチ
５１  ボリュームつまみ
５２  取っ手
【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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【図１４】
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【図１５】
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