(57)【要約】【課題】雨水を処理する為の勾配を常に確保して、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象が生じない空気膜構造を提供する。【解決手段】円周方向のケーブル又はリングトラスに突き上げ機構が設けられている。突き上げ機構は、ケーブル又はリングトラスに複数本の圧縮材の上端部が連結され、各々の圧縮材の下端部は引張リングで束ねられている。各々の圧縮材の下端部に、放射方向に配置され、且つ圧縮材の下端部より高い位置に吊り支点を確保した引張材が連結されて成る。引張材を引っ張って圧縮材を吊り上げ、更にケーブル又はリングトラスを突き上げ、ケーブル又はリングトラス周辺の膜材を上方へ膨らませている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブル等が放射方向と円周方向に配置されて成るケーブルネットの上面に膜材が接合され、ドーム屋根等の円形屋根構造として採用される空気膜構造において、
円周方向のケーブル又はリングトラスに突き上げ機構が設けられていること、
前記突き上げ機構は、前記ケーブル又はリングトラスに複数本の圧縮材の上端部が連結され、各々の圧縮材の下端部は引張リングで束ねられており、前記各々の圧縮材の下端部に、放射方向に配置され、且つ前記圧縮材の下端部より高い位置に吊り支点を確保した引張材が連結されて成り、前記引張材を引っ張って圧縮材を吊り上げ、更に上記ケーブル又はリングトラスを突き上げ、前記ケーブル又はリングトラス周辺の膜材を上方へ膨らませていることを特徴とする、空気膜構造。
【請求項２】
引張材は、一端が屋根外部又は屋根外周構造の頂部の張力導入機構に連結されており、他端は屋根外周構造の頂部に確保した吊り支点から斜め下方に延び圧縮材の下端部に、又は放射方向のケーブルに沿って延び、更に所定の位置に確保した吊り支点から斜め下方に延び圧縮材の下端部に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載した空気膜構造。
【請求項３】
リングトラスと圧縮材との間にダンパーが設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した空気膜構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ケーブル等が放射方向と円周方向に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合されて成り、ドーム屋根等の円形屋根構造に採用される空気膜構造の技術分野に属し、更に云うと、雨水を処理する為の勾配を常に確保して、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象が生じない空気膜構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
円形屋根構造に採用される通例の空気膜構造は、ケーブル等が放射方向と円周方向に配置されたケーブルネットの上面に膜材が接合された構成であり、雨水を処理する為の勾配を確保するために、むくり形状に形成されている。
【０００３】
しかし、通例の空気膜構造は、円周方向のケーブル等に沿った部分や、ケーブル等の密度が高い屋根の中央部分が屋根内部の空気圧で十分に支持しきれずに当該部分に凹みが生じ、上記の勾配が確保できずに雨水が溜まる欠点がある。一度、雨水が溜まるとその重さで、更に凹みが大きくなり、結果として次々に雨水が溜まっていく所謂ポンディング現象が生じる虞があった。
【０００４】
ところが、上記ポンディング現象を良好に解消できる構成の空気膜構造は見聞することができない。
【０００５】
なお、本出願人が先に出願した空気膜構造は、ケーブルトラスの上面に膜材を接合した構成とすることで、屋根内部の圧力を昇圧させることなく屋根の剛性、安定性を保てる構成としているが、雨水を処理する為の勾配を確保して、ポンディング現象の発生を防止する技術的思想は開示されていない（特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平１０−１５９３９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明の目的は、屋根の局部的な凹みが生じず、雨水を処理する為の勾配を常に確保でき、それ故に雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる、空気膜構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記背景技術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空気膜構造は、
ケーブル等が放射方向と円周方向に配置されて成るケーブルネットの上面に膜材が接合され、ドーム屋根等の円形屋根構造として採用される空気膜構造において、
円周方向のケーブル又はリングトラスに突き上げ機構が設けられていること、
前記突き上げ機構は、前記ケーブル又はリングトラスに複数本の圧縮材の上端部が連結され、各々の圧縮材の下端部は引張リングで束ねられており、前記各々の圧縮材の下端部に、放射方向に配置され、且つ前記圧縮材の下端部より高い位置に吊り支点を確保した引張材が連結されて成り、前記引張材を引っ張って圧縮材を吊り上げ、更に上記ケーブル又はリングトラスを突き上げ、前記ケーブル又はリングトラス周辺の膜材を上方へ膨らませていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載した空気膜構造において、
引張材は、一端が屋根外部又は屋根外周構造の頂部の張力導入機構に連結されており、他端は屋根外周構造の頂部に確保した吊り支点から斜め下方に延び圧縮材の下端部に、又は放射方向のケーブルに沿って延び、更に所定の位置に確保した吊り支点から斜め下方に延び圧縮材の下端部に連結されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載した空気膜構造において、
リングトラスと圧縮材との間にダンパーが設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る空気膜構造は、円周方向のケーブル又はリングトラスに突き上げ機構が設けられており、同突き上げ機構の引張材を引っ張って圧縮材を吊り上げることで、前記ケーブル又はリングトラスを突き上げ、それに伴い前記ケーブル又はリングトラス周辺の膜材を突き上げている。そのため、屋根に局部的な凹みが生じず、雨水を処理する為の勾配を常に確保できるので、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる。
【００１１】
また、本発明に係る空気膜構造はケーブル配置が円周・放射型の円形屋根とされているので、ケーブル配置が格子型の矩形屋根に比べて、屋根を構成する部材（例えば膜材を構成する膜片）を規格化し易く、同部材の種類を少なくできるので、施工性が良い。また、矩形屋根の場合は最下位の膜片が大きな三角形状となり、同膜片に大きな応力が作用する問題が生じるが、円形屋根の場合は前記のような問題が生じない。しかも矩形屋根に比べてケーブル交差部が少ないので、同交差部を固定する部材（通例クランプ）の個数を少なくでき、屋根荷重の軽減とコストの削減等に寄与できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
円周方向のケーブル又はリングトラスに突き上げ機構が設けられる。前記突き上げ機構は、前記ケーブル又はリングトラスに複数本の圧縮材の上端部が連結され、各々の圧縮材の下端部は引張リングで束ねられる。前記各々の圧縮材の下端部に、放射方向に配置され、且つ前記圧縮材の下端部より高い位置に吊り支点を確保した引張材が連結される。前記引張材を引っ張って圧縮材を吊り上げ、更に上記ケーブル又はリングトラスを突き上げ、前記ケーブル又はリングトラス周辺の膜材を上方へ膨らませる。
【実施例１】
【００１３】
以下に、請求項１、２に記載した発明に係る空気膜構造の実施例を、図面に基づいて説明する。本発明に係る空気膜構造は、ドーム屋根等の円形屋根構造として好適に採用される。
【００１４】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１は、通例の空気膜構造と略同様に、ケーブル２ａ、２ｂが円周方向と放射方向に配置され、更に円周方向のケーブル２ａの内部に格子状配置でケーブル２ｃが配置されて成るケーブルネットの上面に膜材３が接合された円形屋根として構成されている。しかし、円周方向のケーブル２ａの重量を屋根（以下、本実施例では空気膜構造１と同一符号を付する。）１の内部の空気圧では十分に支持できずに、前記円周方向のケーブル２ａが垂れ下がり、それに伴い膜材３が引っ張られて屋根１に凹みが生じるので、前記円周方向のケーブル２ａに突き上げ機構４が設けられている。
【００１５】
突き上げ機構４は、円周方向のケーブル２ａに複数本の圧縮材５の上端部が連結され、同圧縮材５の下端部は引張リング６で束ねられている。各々の圧縮材５の下端部に、放射方向に配置され、且つ前記圧縮材５の下端部より高い位置（本実施例では屋根１の外周構造７の頂部）に吊り支点Ａを確保した引張材８が連結されている。この引張材８を引っ張って圧縮材５を吊り上げ、更に円周方向のケーブル２ａを突き上げ、それに伴い前記円周方向のケーブル２ａ周辺の膜材３を突き上げている（図２及び図３を参照）。
【００１６】
圧縮材５は円周方向のケーブル２ａを突き上げるのに十分な強度を有する鋼管などから成り、前記円周方向のケーブル２ａに連結された状態で、屋根１の外周構造７の頂部より低い位置まで到達する長さを有する。この圧縮材５は略等間隔の配置で、上下端部が連結金具（図示を省略）を用いて前記円周方向のケーブル２ａ（本実施例では円周方向のケーブル２ａと放射方向のケーブル２ｂとの交差部）及び引張リング６に連結されている。
【００１７】
引張材８…の一端は、屋根１の外部に設置された張力導入機構９（例えば、ウインチ等の巻き取り機）に連結されている。引張材８の他端は、屋根１の外周構造７の頂部に設けられた滑車（図示を省略）を吊り支点Ａとし、同吊り支点Ａから斜め下方に延び圧縮材５の下端部（即ち、圧縮材５と引張リング６とを連結する連結金具）に連結されている（図１（Ｂ）等を参照、請求項２記載の発明）。
【００１８】
その結果、突き上げ機構４は３６０°（２πrad）全方向から引張材８によって引っ張られて安定した状態に維持されている。しかも引張材８の吊り支点Ａは圧縮材５の下端部より高い位置に確保され、引張材８を引っ張ると、所謂滑車機構により圧縮材５を良好に吊り上げることができる構成とされている。
【００１９】
つまり、上記突き上げ機構４はテンセグリティ理論に基づいてガイガー氏が発明したケーブルドーム構造（特許第１９７９６５８号公報を参照）を応用した構成とされており、張力導入機構９で引張材８を引っ張って圧縮材５を吊り上げることで、円周方向のケーブル２ａを突き上げ、それに伴い前記円周方向のケーブル２ａ周辺の膜材３を突き上げているのである。よって、屋根１に局部的な凹みが生じず、雨水を処理する為の勾配を常に確保できるので、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる（図１（Ｂ）、図３を参照）。
【００２０】
また、図１（Ａ）、（Ｂ）等に示した空気膜構造１はケーブル配置が円周・放射型の円形屋根とされているので、ケーブル配置が格子型の矩形屋根（例えば東京ドーム等の平面形状）に比べて、屋根１を構成する部材（例えば膜材を構成する膜片）を規格化し易く、同部材の種類を少なくできるので、施工性が良い。また、矩形屋根の場合は最下位の膜片が大きな三角形状となり、同膜片に大きな応力が作用する問題が生じるが、円形屋根の場合は前記のような問題が生じない。しかも矩形屋根に比べてケーブル交差部が少ないので、同交差部を固定する部材（通例クランプ）の個数を少なくでき、屋根荷重の軽減とコストの削減等に寄与できる。
【００２１】
なお、上記実施例の張力導入機構９は屋根１の外部に設置されているが、図４に示すように屋根１の外周構造７の頂部に設置されていても良い。
【実施例２】
【００２２】
図５（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１０は、上記図１（Ａ）、（Ｂ）等に示した空気膜構造１と略同様の構成であるが、最上位（平面的に見て屋根（以下、本実施例では空気膜構造１０と同一符号を付する。）１０の中央部分）に剛強なリングトラス１１が配置されている。前記リングトラス１１はケーブルに比べて重量があり、屋根１０の内部の空気圧では十分に支持できずに、前記リングトラス１１が垂れ下がり、それに伴い膜材３が引っ張られて屋根１０の中央部分に凹みが生じるので、円周方向のケーブル２ａだけでなく、リングトラス１１にも突き上げ機構１２が設けられている。
【００２３】
前記突き上げ機構１２は、上記実施例１の突き上げ機構４と略同様の構成とされ、リングトラス１１に複数本の圧縮材１３…の上端部が連結され、同圧縮材１３の下端部は引張リング１４で束ねられている。各々の圧縮材１３の下端部に、放射方向に配置され、且つ前記圧縮材１３の下端部より高い位置に吊り支点Ｂを確保した引張材１５…が連結されているが、引張材１５の配置が異なる（図５（Ｂ）及び図６を参照）。つまり、引張材１５の一端は、屋根１０の外部に設置された張力導入機構１６に連結されている。引張材１５の他端は、屋根１０の外周構造１７の頂部を通って放射方向のケーブル２ｂに沿って延び、更にリングトラス１１の外側に隣接する円周方向のケーブル２ａに連結された圧縮材５の上端部を吊り支点Ｂとし、同吊り支点Ｂから斜め下方に延び圧縮材１３の下端部に連結されている（請求項２記載の発明）。その結果、引張材１５の吊り支点Ｂは圧縮材１３の下端部より高い位置に確保されている。
【００２４】
つまり、上記突き上げ機構１２もテンセグリティ理論に基づいて発明されたケーブルドーム構造と略同様の構成とされており、張力導入機構１６で引張材１５を引っ張って圧縮材１３を吊り上げることで、リングトラス１１を突き上げ、それに伴い前記リングトラス１１周辺の膜材３を突き上げているのである。よって、屋根１に局部的な凹みが生じず、雨水を処理する為の勾配を常に確保できるので、雨水が溜まり難く、所謂ポンディング現象の発生を防止できる（図５（Ｂ）、図７を参照）。
【００２５】
なお、上記実施例の張力導入機構９、１６は屋根１０の外部に設置されているが、図８に示すように屋根１０の外周構造１７の頂部に設置されていても良い。
【００２６】
また、上記実施例の空気膜構造１０はリングトラス１１の外側に円周方向のケーブル２ａが配置された構成であるが、図９（Ａ）、（Ｂ）に示す空気膜構造１００のようにリングトラス１８が配置されていても同様に実施できる。この場合、図８に示した空気膜構造１０と同様に、張力導入機構９、１６が屋根１の外周構造１７の頂部に設置されていても良い。
【実施例３】
【００２７】
図５（Ｂ）や図９（Ｂ）に示した突き上げ機構１２（４）はリングトラス１１（１８）に直接、圧縮材１３（５）が連結されているが、図１０に示すように、リングトラス１１（１８）と圧縮材１３（５）との間にダンパー１９が設けられた構成とされていると、膜材３の振動性状の改善、安全性の向上を図ることができる（請求項３記載の発明）。
【００２８】
また、図１１に示すようにリングトラス１１（１８）の下端部にキャットウォーク２０等を設置したり、図１２に示すように照明機器２１等を設置することで、屋根の機能性を大きく向上させることができる。
【実施例４】
【００２９】
以上に本発明の実施例を説明したが、本発明はこうした実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施し得る。例えば、圧縮材と各ケーブル又は引張材との連結部を回転可能な構成としたり、隣接する圧縮材の相互を補強材で連結する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】（Ａ）は実施例１の空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図２】屋根のケーブルと突き上げ機構との関係を示した斜視図である。
【図３】突き上げ機構によって膜材が突き上げられた状態を模式的に示した断面図である。
【図４】実施例１の異なる空気膜構造を概略的に示した縦断面図である。
【図５】（Ａ）は実施例２の空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図６】屋根のケーブルと突き上げ機構との関係を示した斜視図である。
【図７】突き上げ機構によって膜材が突き上げられた状態を模式的に示した断面図である。
【図８】実施例２の異なる空気膜構造を概略的に示した縦断面図である。
【図９】（Ａ）は実施例２の更に異なる空気膜構造を概略的に示した平面図である。（Ｂ）は（Ａ）の縦断面図である。
【図１０】リングトラスと圧縮材との間にダンパーを設けた形態を示した立面図である。
【図１１】リングトラスの下端部にキャットウォークを設置した形態を示した立面図である。
【図１２】リングトラスの下端部に照明機材を吊り下げた形態を示した立面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１、１０、１００  空気膜構造（屋根）
２ａ      円周方向に配置されたケーブル
２ｂ      放射方向に配置されたケーブル
３        膜材
４、１２  突き上げ機構
５、１３  圧縮材
６、１４  引張リング
８、１５  引張材
７、１７  屋根の外周構造
９、１６  張力導入機構
１１、１８  リングトラス
１９      ダンパー
Ａ、Ｂ    吊り支点
【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】
2007169924.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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