(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
四角形状の底板と該底板の上面に対向して立設された一対の台形状をなす直立板とを有し、一対の該直立板の並立方向における該底板の両端縁は多数隣接して連設した場合に各該底板が閉鎖曲線上に位置するような輪郭とされ、一対の該直立板はその下縁が該底板上に固着されると共に該下縁に平行な上縁は開放され且つその一側縁は該底板の範囲を超えて突出しており、該底板を水平に維持した場合に該底板上の垂線が重心を通過することを特徴とする構造ユニット。
【請求項２】
請求項１記載の構造ユニットを使用する建造物であって、その相対的下位連接体層は、等高の各該構造ユニットにおける前記底板を水平に維持した状態で隣接する各該構造ユニットの該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置され、相対的上位連接体層は、等高の各該構造ユニットにおける一対の該直立板が相対的下位連接体層の各構造ユニットにおける一対の該直立板の位置に揃えられ且つ水平に維持したその該底板が相対的下位連接体層の該構造ユニットにおける一対の前記直立板の前記上縁上に固着されると共に、隣接する相対的上位連接体層の各該構造ユニットの該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置されていることを特徴とする建造物。
【請求項３】
請求項１記載の構造ユニットを使用する建造物の構築方法であって、前記底板を水平に維持した状態で隣接する等高の各該構造ユニットにおける該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置した相対的下位連接体層に対して、相対的上位連接体層は、等高の各該構造ユニットにおける一対の該直立板を相対的下位連接体層の該構造ユニットにおける一対の該直立板の位置に揃えた状態で水平に維持したその該底板を相対的下位連接体層の該構造ユニットにおける一対の前記直立板の前記上縁上に載置して固着すると共に、隣接する相対的上位連接体層の各該構造ユニットにおける該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置することを特徴とする建造物の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ドーム等の大空間を形成する建造物に関し、特に大空間建造物を形成するための要素としての構造ユニット、完成される建造物、およびその建造物の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大空間を形成するドーム等の建造物には、鉄骨造、鉄筋コンクリ−ト造等が存在するが、いずれも膨大な仮設材と緻密な仮設計画が必要であり、多額の仮設費を必要とする。したがって従来より仮設の削減が要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、無仮設で大空間建造物を形成することを可能とする独特の構造ユニット、完成される高剛性の建造物、およびその建造物の構築方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明にかかる建造物の構成要素となる構造ユニットは、四角形状の底板と該底板の上面に対向して立設された一対の台形状をなす直立板とを有し、一対の該直立板の並立方向における該底板の両端縁は多数隣接して連設した場合に各該底板が閉鎖曲線上に位置するような輪郭とされ、一対の該直立板はその下縁が該底板上に固着されると共に該下縁に平行な上縁は開放され且つその一側縁は該底板の範囲を超えて突出しており、該底板を水平に維持した場合に底板上の垂線が重心を通過することを特徴とする。
【０００５】
また上記した構造ユニットを使用する本発明にかかる建造物について、その相対的下位連接体層は、等高の各該構造ユニットにおける前記底板を水平に維持した状態で隣接する各該構造ユニットの該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置され、相対的上位連接体層は、等高の各該構造ユニットにおける一対の該直立板が相対的下位連接体層の各構造ユニットにおける一対の該直立板の位置に揃えられ且つ水平に維持したその該底板が相対的下位連接体層の該構造ユニットにおける一対の前記直立板の前記上縁上に固着されると共に、隣接する相対的上位連接体層の各該構造ユニットの該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置されていることを特徴とする。
【０００６】
さらに上記した構造ユニットを使用する本発明にかかる建造物の構築方法について、前記底板を水平に維持した状態で隣接する等高の各該構造ユニットにおける該底板が閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置した相対的下位連接体層に対して、相対的上位連接体層は、等高の各該構造ユニットにおける一対の該直立板を相対的下位連接体層の該構造ユニットにおける一対の該直立板の位置に揃えた状態で水平に維持したその該底板を相対的下位連接体層の該構造ユニットにおける一対の前記直立板の前記上縁上に載置して固着すると共に、隣接する相対的上位連接体層の各該構造ユニットの該底板を閉鎖曲線上に位置するように相互に固着して設置することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
図１には本発明にかかる建造物の一例の斜視図が、また図２には上面図が示されている。図１および図２に示される建造物は、円形平面を有するドームであって、外殻を支持する基礎構造物は円形に形成される。この例では円形平面が採用されているが、本発明では円形平面に限らず楕円形平面等の他種類の閉鎖曲線で囲まれる平面を採用することが出来る。建造物Ｂの外殻は後述する構造ユニットを水平方向に接合した複数の連接体層から形成されている。
【０００８】
本発明の特徴である構造ユニットＵは、図３乃至図５に示される。図３にはプレキャストコンクリート製の構造ユニットＵが示され、図４および図５には継手構造等の記載を省略した一般的な構造ユニットＵが示されている。また図６には複数層の構造ユニットＵの概観的な縦断面が示されるが、単一の構造ユニットＵの縦断面を知ることが出来る。構造ユニットＵの構造は、基本的には、四角形状の底板１とこの底板１の上面に、図３および図６で明らかなように対向して立設された一対の台形状をなす直立板２，２とを有し、図４に示されるように、一対の直立板２，２の並立方向における底板１の両端縁３，３は、構造ユニットＵを多数隣接して連接した場合に、各構造ユニットＵの底板１が建造物の外殻の位置する円、楕円等の閉鎖曲線上に位置するような輪郭、即ちこの例では閉鎖曲線である円の中心に向う放射状線の輪郭を有する。また一対の直立板２，２はその下縁４が底板１上に固着されると共に下縁４に平行な上縁５は開放された縁を形成し、その一側縁６は底板１の範囲を超えて突出している。また一対の直立板２，２は、閉鎖曲線である円の中心に向う放射状線に沿ってそれぞれ立設されている。そして重要な点は、図６に示されるように、底板１を水平に維持した場合に、底板１上の垂線が重心Ｃを通過すること、即ち重心Ｃから底板１に向けての垂線が底板１の範囲内に存在することが特徴である。
【０００９】
図３の斜視図に示される構造ユニットＵは、プレキャストコンクリート製である場合を示しており、隣接する構造ユニットＵと接合する箇所に継手用鉄筋７が露出し、且つ充填モルタルを注入するための切欠８が設けられている。構造ユニットＵはプレキャストコンクリート製に限らず、木製品、金属、軽金属等他の材料製の成形板や複合板を使用して製造することが出来る。したがってその接合手段も乾式、湿式の各種手段が採用される。また構造ユニットＵは建造物Ｂの外殻を構成する構成要素であるから建造物Ｂ全体から計算された長期荷重および短期荷重に対応する耐力を有するものとすることは当然である。構造ユニットＵの全体的な構造は前記したとおりであり、同一層を構成する構造ユニットＵの高さは同一であるが、その他の箇所の寸法は、閉鎖曲線の形状、ドームの形状等によって決定される。図示した例のように閉鎖曲線が円であれば同一層の構造ユニットＵは同形であるが、その上層に積層される構造ユニットＵは下層の構造ユニットＵとは異なる形状とされる。構造ユニットＵは比較的に簡単な構造を有するからその製造が容易であり、低コストで生産できる。
【００１０】
構造ユニットＵは底板１を水平に維持した場合に、底板１上の垂線が重心Ｃを通過するので、閉鎖曲線上に配置されると共に水平な上面を有する基礎構造物（図示していない。）上に底板１を載置すれば、底板１は水平を維持されるから、構造ユニットＵはそのままで転倒することがなく、したがって転倒を防止する仮設機材を必要としない。この状態で基礎構造物と構造ユニットＵの底板１とを固着接合する。そしてこの構造ユニットＵにおける底板１の端縁３に、隣接配置する同様の構造ユニットＵの底板１の端縁３を接して基礎構造物上に同様に載置する。端縁３はそれぞれ構造ユニットＵを連接した場合に各底板１が閉鎖曲線上に位置するような輪郭とされているから、隣接配置した構造ユニットＵにおける底板１の端縁３は最初の構造ユニットＵにおける底板１の端縁３と隣接対向した位置に配置される。そして隣接配置する構造ユニットＵを基礎構造物上に固着接合すると共に、それぞれの構造ユニットＵ，Ｕにおける底板１，１の隣接する端縁３、３を固着接合する。この操作を繰返して基礎構造物上に複数の構造ユニットＵが閉鎖曲線を一巡して固着接合されると第１連接体層Ａ１が構築される。
【００１１】
固着接合が完了した第１連接体層Ａ１の各構造ユニットＵにおける直立板２の上縁５はすべて等高であると共に底板１と平行であるので水平が維持されている。また第１連接体層Ａ１の各構造ユニットＵにおける各底板１は複数個が固着接合されることで帯状型平板となり板効果を発現し、さらに閉鎖曲線上を一巡して一体的な環状板を形成してリング効果を発現する。これら第１連接体層Ａ１の上に第２連接体層Ａ２が構築される。図７にプレキャストコンクリート製の構造ユニットＵ（継手用鉄筋の記載は省略。）を使用して相対的下位連接体層における直立板２，２の上縁５，５に構築される相対的上位連接体層の構造ユニットＵが示されている。第２連接体層Ａ２を構築するために、最初に第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵの一対の直立板２，２の位置に第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵの一対の直立板２，２の位置を揃えて、第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵにおける底板１を第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵにおける一対の直立板２，２の上縁５，５に載置する。部分的に見れば、第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵを載置した場合に重ねられた構造ユニットＵの重心が第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵの底板１の範囲を超えて中心側に移るので転倒を引き起す虞を生ずるように見受けられるが、前記した板効果およびリング効果によって第１連接体層Ａ１の各構造ユニットＵは相互に支持されているので構造ユニットＵの転倒を引き起す虞はなく、したがって転倒を防止する仮設機材は必要とされない。
【００１２】
この状態で第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵの底板１と第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵにおける１対の直立板２，２の上縁５，５とを固着接合する。図７に示される態様では継手用鉄筋が突設される切欠８に充填モルタルを施して接合を行う。次に第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵにおける底板１の端縁３に、隣接配置する第２連接体層Ａ２を構成する構造ユニットＵの底板１の端縁３を接して、且つ第１連接体層Ａ１の対応する構造ユニットＵの一対の直立板２，２の位置に当該第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵの一対の直立板２，２の位置を揃えて第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵ上に載置する。端縁３はそれぞれ構造ユニットＵを連接した場合に各底板１が閉鎖曲線上に位置するような輪郭とされているから、隣接配置した構造ユニットＵにおける底板１の端縁３は最初の構造ユニットＵにおける底板１の端縁３と隣接対向した位置に配置される。次に隣接する第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵについても底板１と第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵにおける１対の直立板２，２の上縁５，５とを固着接合する。そして隣接する構造ユニットＵ，Ｕにおける底板１，１の隣接する端縁３、３を固着接合する。図７に示される態様では、継手用鉄筋が突設される端縁３、３間の目地９に充填モルタルを施して接合を行う。この操作を繰返して第１連接体層Ａ１上を複数の構造ユニットＵが閉鎖曲線を一巡して固着接合されると第２連接体層Ａ２が構築される。
【００１３】
第３連接体層Ａ３も第２連接体層Ａ２と同様の方法で構築される。部分的に見れば、第３連接体層Ａ３の構造ユニットＵを載置した場合に重ねられた構造ユニットＵの重心が第１連接体層Ａ１の構造ユニットＵの底板１の範囲を超えて中心側に移るので転倒を引き起す虞を生ずるように見受けられるが、前記した板効果およびリング効果によって第２連接体層Ａ２の構造ユニットＵは相互に支持されているので建造物の転倒を引き起す虞はなく、したがって転倒を防止する仮設機材を必要としない。第３連接体層Ａ３上にさらにその上位連接体層を構築することは、前記した第１連接体層Ａ１に第２連接体層Ａ２を構築する方法と同じ方法で行われ、いずれの場合にも基本的に仮設材を必要としない。このような積層の方法で、相対的下位連接体層の各構造ユニット相互の固着接合が完了してから相対的上位連接体層の構築を開始することが必要である。さもないと、相対的上位連接体層における構造ユニットＵを載置する相対的下位連接体層の構造ユニットＵについて板効果やリング効果が発現しないので相対的上位連接体層の構造ユニットＵを載置したときに転倒落下する虞を生ずる。
【００１４】
構築された建造物において、各層ごとに接合された各構造ユニットＵの底板は帯状型平板となり板効果を発揮し、これが閉鎖型になるとリング効果を発現する。また積層方向に接合された各構造ユニットＵの直立板２はドーム形状になったときにアーチ効果が生じる。さらに建造物が構築されると、外殻には接合された上下の底板１と左右の直立板２によって網目状フレームが形成される。この網目状フレームには全体の建造物に対する水平荷重を負担させることができる。このように構造ユニットＵの特性を生かすことによって高剛性の建造物を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の主要な効果は次のとおりである。
Ａ．構造ユニットは、比較的に簡単な構造を有するから、その製造が容易であり、低コストで生産できる。
Ｂ．構造ユニットは、底板を水平に維持した場合に、底板上の垂線が重心を通過するので、水平面上に底板を載置すれば、構造ユニットＵはそのままで転倒することがなく、転倒を防止する仮設機材を必要としない。
Ｃ．構造ユニットは、底板を水平に維持した場合に、一対の直立板の上縁も水平となるから、その上に載置される構造ユニットを更に水平に載置することができる。
【００１６】
Ｄ．  構築された建造物において、各層ごとに接合された各構造ユニットの底板は帯状型平板となり板効果を発揮し、これが閉鎖型になるとリング効果を発現する。また積層方向に接合された各構造ユニットの直立板はドーム形状になったときにアーチ効果が生じる。さらに建造物の外殻には接合された上下の底板と左右の直立板によって網目状フレームが形成され、建造物に対する水平荷重を負担する。このように構造ユニットの特性を生かすことによって高剛性の建造物を得ることができる。
Ｅ．建造物の構築方法において、部分的に見れば、相対的上位の連接体層の構造ユニットを載置した場合に積層された構造ユニットの重心が最下位の連接体層の構造ユニットの底板の範囲を超えて中心側に移るので転倒を引き起す虞を生ずるように見受けられるが、前記した板効果およびリング効果によって相対的下層の各構造ユニットは相互に支持されているので建造物の転倒を引き起す虞はなく、転倒を防止する仮設機材を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる建造物の斜視図である。
【図２】本発明にかかる建造物の上面図である。
【図３】本発明にかかる構造ユニットの一例を示す斜視図である。
【図４】本発明にかかる構造ユニットの上面図である。
【図５】本発明にかかる構造ユニットの前面図である。
【図６】構造ユニットの積層状態を概括的に示す縦断面図である。
【図７】構造ユニットの接合状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１  底板
２  直立板
３  端縁
４  下縁
５  上縁
６  一側縁
Ｂ  建造物
Ｕ  構造ユニット
Ａ１  第１連接体層
Ａ２  第２連接体層
Ａ３  第３連接体層
Ｃ  重心
【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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