(57)【要約】  【課題】構造物外壁の全部又は一部を捻れ上がる形状に構築することにより、風の透過性と渦励振の抑制に優れていることは勿論、静的な構造物に流動的な印象を強く与え、景観性の点で従前の超高構造物と格別な差別化を図ることができる超高構造物を提供する。  【解決手段】構造物外壁の全部又は一部の水平断面形状が、三角形、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物外壁の全部又は一部の水平断面形状が、三角形、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されていることを特徴とする、超高構造物。
【請求項２】
主要塔状構造体と、同主要塔状構造体の上部に設けられた展望台用構造体と、同展望台用構造体の上部に設けられたアンテナを備えた尖塔体とから構成され、前記主要塔状構造体の外壁の水平断面形状が、三角形、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されていることを特徴とする、超高構造物。
【請求項３】
前記水平断面形状の断面積は、高さ方向に向かって漸次減少、又は漸次増大されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した超高構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、超高構造物の技術分野に属し、更に云えば、構造物外壁の全部又は一部が捻れ上がる形状に構築されている超高構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高構造物の代表格であるアンテナ塔について、近年、放送・通信のデジタル化への急速な動きの中、各地でデジタルアンテナ塔（電波塔）の計画が浮上している。アンテナ塔は、限られた立地条件の中で、地上波受信地域の広域化、観光用展望台の魅力付け及び景観性等の点で、できるだけ高い方が好ましく、この結果、高さ３００ｍ以上で塔状比５以上となるような超高塔状タワーが要求されている。このような構造物は、超高であることに起因し、地震時のみならず、台風時の安全性が重要な課題となる。
【０００３】
高さ３００ｍクラスのタワーには、東京タワー又はエッフェル塔のように、風の透過性が良く、渦励振を抑制できる鉄骨造（以下、適宜Ｓ造という。）の建築物が挙げられるが、いずれも塔状比は４程度である。海外における高さ３００ｍ以上で、塔状比５以上の構造物では、風に対する転倒防止のため、軽量なＳ造ではなく、重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに経済性に優れた鉄筋コンクリート造（以下、適宜ＲＣ造という。）とするケースが多くみられる。我が国の塔状タワーでは、台風・地震ともに海外に比べて厳しい荷重条件が課されるが故に、２００ｍクラスのＲＣ造の煙突はあるが、ＲＣ造の高さ３００ｍ以上で、塔状比５以上の構造物は、いまだ建造されていないのが実情である。
【０００４】
以上より、我が国での超高塔状タワーのニーズに応えるべく、台風・地震とも海外に比べて厳しい荷重条件に対応し、既往の超高構造技術をより発展させた新しい構造システムの開発が急がれている。
【０００５】
そこで、本出願人は、下記する特許文献１に係る超高塔状タワーを開発した。この技術は、要するに、Ｓ造の長所である風の透過性と渦励振の抑制に優れている点と、ＲＣ造の長所である重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに経済性に優れている点とを合体させた技術的思想であり、具体的には、同文献１の図１に示したように、主要塔状構造体２０上に展望台用構造体３０を設け、この展望台用構造体３０の上部に尖塔体４０を設けた塔状比が５以上の超高塔状タワー１００において、主要塔状構造体の外側部は、多数本のＲＣ造の外周側柱体２１と該外周側柱体２１間を鉛直方向に間隔をおいた多数の位置で連結する多数本のＲＣ造の周方向梁体２２とからなるラーメン架構の円錐台形状又は角錐台形状の外殻体で構成し、主要塔状構造体２０の内側部は、その中央に立設した中心柱体と各外周側柱体２１とを鉛直方向に間隔をおいた多数の位置で径方向梁体にて連結してなるラーメン架構で構成している（同文献１の請求項１を参照）。
【０００６】
この発明によれば、主要塔状構造物を、ＲＣ造の柱梁ラーメン架構で実施しているので、風の透過性と渦励振の抑制に優れていると共に、重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに優れた超高塔状タワーを実現することができ、有益ではある。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２００６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に係る発明は、技術的及び構造力学的に優れていることは認められるものの、景観性の点においては、同文献１の図１に示されているように、従前の塔状タワーと比して格別の新しさはなく、魅力的とは云い難い。
【０００９】
したがって、風の透過性と渦励振の抑制に優れていると共に、重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに経済性に優れていることに加え、景観性の点で格別な魅力付けを発揮させることができれば、さらに、社会的要求に合致した超高構造物を実現することができると云える。
【００１０】
本発明の目的は、構造物外壁の全部又は一部を捻れ上がる形状に構築することにより、風の透過性と渦励振の抑制に優れていることは勿論、静的な構造物に流動的な印象を強く与え、景観性の点で従前の超高構造物と格別な差別化を図ることができる超高構造物を提供することである。また、前記構造物外壁を鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造で構築することにより、重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに経済性に優れた超高構造物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る超高構造物は、構造物外壁の全部又は一部の水平断面形状が、三角形、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した超高構造物において、主要塔状構造体と、同主要塔状構造体の上部に設けられた展望台用構造体と、同展望台用構造体の上部に設けられたアンテナを兼ねる尖塔体とから構成され、前記主要塔状構造体の外壁の水平断面形状が、三角形、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した超高構造物において、前記水平断面形状の断面積は、高さ方向に向かって漸次減少、又は漸次増大されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜３に係る超高構造物によれば、構造物外壁の全部又は一部を捻れ上がる形状で構築したので、風の透過性と渦励振の抑制に優れていることは勿論、静的な構造物に流動的な印象を強く与え、景観性の点で従前の超高構造物と格別な差別化を図ることができる。また、前記構造物外壁を鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造で構築したので、重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに経済性に優れている。よって、構造力学的にも非常に優れていると云え、台風・地震など、海外に比べて厳しい荷重条件にも十分に対応できる結果、アンテナの送信性能と展望台等の居住性能を高めることができ、高さ３００ｍ以上で塔状比５以上となるような超高塔状タワーをも実現することができるのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明に係る超高構造物は、上述した発明の効果を奏するべく、構造物外壁の全部又は一部の水平断面形状が、三角形、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されていることを特徴としている（請求項１記載の発明）。
【実施例１】
【００１６】
具体的に、図１は、超高構造物たる超高塔状タワー１０を示している。この超高塔状タワーは、基礎４上に構築される主要塔状構造体１と、同主要塔状構造体１の上部に設けられた展望台用構造体２と、同展望台用構造体２の上部に設けられたアンテナを備えた尖塔体３とから構成され、前記主要塔状構造体１の外壁１ａの水平断面形状が、三角形の壁面で形成され、その水平断面形状の重心を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されている。なお、図示例に係る水平断面形状は三角形で実施されているが、これに限定されるものではなく、四角形、五角形等の多角形状、又は円形を除く楕円、不定形曲線等の曲率が一定でない湾曲形状であればほぼ同様に実施することができる（請求項２記載の発明）。
【００１７】
前記基礎４の施工方法については格別新規ではなく、その上に構築する超高塔状タワー（超高構造物）１０を安定して支持可能な連続地中壁、又は杭等で実施されている。前記展望台用構造体２の構成も格別新規ではなく、Ｓ造のスーパートラス架構等で実施されている。前記尖塔体３の構成も格別新規ではなく、Ｓ造のシングルレヤートラス架構等で実施されている。ちなみに、前記尖塔体３には、多数のデジタル又はアナログ放送用のアンテナが上下方向及び周方向に所定の間隔で設置されている。
【００１８】
前記主要塔状構造体１は、図２Ａ、Ｂに解析モデル図を示したように、その外壁１ａを、三角形の水平断面形状で実施し、その重心Ｇ（図３参照）を中心にして鉛直軸周りの高さ方向に向かって回転させた捻れ上がる形状に構築されていることに加え、前記水平断面形状の断面積を、高さ方向に向かって漸次減少させた錐形状で実施している（請求項３記載の発明）。ちなみに、図３Ａ〜Ｄはそれぞれ、図２中の符号Ａ−Ａ〜Ｄ−Ｄに対応させた線矢視端面図を示している。
【００１９】
前記主要塔状構造体１は、図３Ａ〜Ｄに示したように、その外壁１ａの壁厚を、後述するスリップフォーム工法により、高さ方向に向かって漸次薄くして実施している。また、図３Ａ〜Ｄ中の符号Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３はそれぞれ、主要塔状構造体１の水平断面形状の各頂点を指し、図３Ａ〜Ｄ中の各Ｒ１…（又はＲ２…、Ｒ３…）を繋ぐと即ち、主要塔状構造体１の稜線を表す。ちなみに、本実施例では、前記主要塔状構造体１における最下位（図３Ｄ参照）から最上位（図３Ａ参照）までに、水平断面形状の三角形を、その重心Ｇを中心にして鉛直軸周りに６０度回転させた構成で構築しているが（図４も参照）、当該回転角度はこれに限定されないことは勿論である。
【００２０】
前記主要塔状構造体１は、一例として、所謂スリップフォーム工法を基本とした構築方法で構築される。このスリップフォーム工法は、図４に概略的に示したように、構築する主要塔状構造体１の外壁１ａ部分のほぼ中央部分に設けたベース６上に回転装置（図示略）をセットし、同回転装置にメインフレーム（ヨーク）７を連結し、同メインフレーム７にフレーム（ヨーク）８を放射状に配置した機構で実施する。ちなみに、前記フレーム８は、間隔調整自在な型枠を支持しており、前記メインフレーム７にジャッキにより伸縮自在に連結され、同メインフレーム７に対し水平面で回転できる構造で実施される。
【００２１】
かくして、前記機構は、前記ベース６を上昇させつつ回転装置を回転させることにより、前記フレーム８に支持した間隔調整自在な型枠を上昇させながら回転させることができるので、主要塔状構造体１の外壁１ａを捻れ上がる形状で、且つその壁厚を漸次薄くして構築することができるのである。前記回転装置をセットするベース６は、エレベータシャフトで代用することが好ましい。要するに、前記主要塔状構造体１は、その内部に構築するエレベータシャフトの施工と並行してほぼ同時期に立ち上げて構築することが施工上効率的で好ましい。なお、前記主要塔状構造体１の外壁１ａは、構造設計上要求される強度及び剛性等に応じて、鉄筋コンクリート造で構築することもできるし、鉄骨鉄筋コンクリート構造で実施することもできる。
【００２２】
なお、前記主要塔状構造体１は、スリップフォーム工法で実施しているが、これに限定されず、ジャンピングフォーム工法で実施することも勿論できる。このジャンピングフォーム工法も、上述したスリップフォーム工法と同様に、通常実施されるジャンピングフォーム用の機構を回転装置により回転させつつ上昇させて主要塔状構造体１の外壁１ａを構築するのである。
【００２３】
したがって、上記構成の超高塔状タワー（超高構造物）１０によれば、構造物外壁の全部又は一部を捻れ上がる形状で構築したので、風の透過性と渦励振の抑制に優れていることは勿論、静的な構造物に流動的な印象を強く与え、景観性の点で従前の超高構造物と格別な差別化を図ることができる。また、前記構造物外壁１ａを鉄筋コンクリート造又は鉄骨鉄筋コンクリート造で構築したので、重量と剛性が大きく安定性及び施工性並びに経済性に優れている。よって、構造力学的にも非常に優れていると云え、台風・地震など海外に比べて厳しい荷重条件にも十分に対応できる結果、アンテナの送信性能と展望台等の居住性能を高めることができ、高さ３００ｍ以上で塔状比５以上となるような超高塔状タワーをも実現することができるのである。
【００２４】
以上に実施例を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の実施例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のために言及する。
【００２５】
例えば、図示例では、構造物外壁の一部として主要塔状構造体１の外壁１ａのみを捻れ上がる形状で実施しているが、これに限定されず、構造物全体を捻れ上がる形状で構築することも勿論できる（請求項１記載の発明）。また、図示例では、超高塔状タワー１０で実施しているが、タワーに限定されず、マンション等の居住可能な超高層構造物として実施することもできる（請求項１記載の発明）。さらに、図示例では、捻れ上がる形状の外壁部分１ａを、高さ方向に向かって漸次減少する錐形状で実施しているが、これに限定されず、高さ方向に向かって漸次増大する倒立錐形状で実施することもできるし、これらをミックスした鼓形状で実施することもできるし（請求項３記載の発明）、断面積が均一な筒形状で実施することもできる（請求項１記載の発明）等、バリエーションは種々考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】超高構造物たる超高塔状タワーを示した立面図である。
【図２】Ａは、超高塔状タワーの主要塔状構造体を正面方向から見た場合の解析モデル図を示しており、Ｂは、同平面方向から見た場合の解析モデル図を示している。
【図３】Ａ〜Ｄはそれぞれ、図２の符号Ａ−Ａ〜Ｄ−Ｄに対応させた線矢視端面図である。
【図４】スリップフォーム工法を実施する機構を概略的に示した平面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    主要塔状構造体
１ａ  外壁  
２    展望台用構造体
３    尖塔体
４    基礎
６    ベース（エレベータシャフト）
７    メインフレーム（ヨーク）
８    フレーム（ヨーク）
１０    超高塔状タワー（超高構造物）
【図１】
2007023631.tif 000003
【図２】
2007023631.tif 000004
【図３】
2007023631.tif 000005
【図４】
2007023631.tif 000006