(57)【要約】【課題】軽量で強度に優れる、新規な形状の建築用パネルの提供ならびに優れた意匠性を有する屋根などを備えた建築構造物の提供。【解決手段】本発明の建築用パネル（１０）は、上面側から見た形状が多角形であり、中央に位置する凸状の隆起部（１）と、前記隆起部の周囲に位置する平らな縁部（２）とを含み、前記隆起部の厚みが前記縁部の厚みよりも小さいことを特徴とする。本発明の建築構造物は、前記縁部の外縁に立設する壁部（３）と、前記縁部に形成された少なくとも１つの貫通孔（４）とをさらに有する少なくとも２枚の同一又は異なる前記建築用パネルを含み、これらのパネルが、前記壁部が互いに対向するように配置されていて、前記貫通孔に排水管が接続されていることを特徴とする。このパネルは、隆起部の厚みが薄いため軽量で、しかも優れた強度を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面側から見た形状が多角形であり、中央に位置する凸状の隆起部と、前記隆起部の周囲に位置する平らな縁部とを含み、前記隆起部の厚みが前記縁部の厚みよりも小さい建築用パネル。
【請求項２】
前記建築用パネルの側面を囲むように前記縁部の外縁に立設する壁部をさらに含み、前記縁部に少なくとも１つの貫通孔が形成されている請求項１に記載の建築用パネル。
【請求項３】
前記建築用パネルを上面側から見た形状が正六角形、正方形または正三角形である請求項１または２に記載の建築用パネル。
【請求項４】
前記隆起部の形状が球冠である請求項１〜３のいずれか１項に記載の建築用パネル。
【請求項５】
セメント硬化体を含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の建築用パネル。
【請求項６】
少なくとも２枚の同一または異なる請求項２に記載の建築用パネルを含み、前記建築用パネルの壁部が互いに対向するように配置されていて、前記貫通孔に排水管が接続されている建築構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築用パネル、特に屋根などに使用することができるパネルならびに屋根などの建築構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、建築物の屋根構造として、複数のパネルとトラス枠材とを組み合わせたものが知られている。例えば、特許文献１には、屋根の大きさに組んだトラス枠材上に、平面視でほぼ截頭三角形の、均一な厚みの曲面パネルを複数、寄棟状に連結した屋根構造が記載されている。その他、ドーム状やピラミッド状などの意匠を有する屋根構造も複数のパネルとトラス枠材によって形成されることが知られている（例えば、特許文献２〜４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−２２９０５２号公報
【特許文献２】特開平１１−１６６２８４号公報
【特許文献３】特開平７−２１７０８８号公報
【特許文献４】特開平４−２５８４４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような複数のパネルを使用する屋根構造には、耐震性の観点から、その強度を確保しつつも、より軽量であることが求められる。また、屋根構造に意匠性を求めると、特許文献３、４に記載のように、雨水が漏水するなどの問題が発生し易くなるため、漏水の防止や排水に工夫が求められる。
【０００５】
本発明では、軽量で強度に優れる、新規な形状の建築用パネルを提供すること、ならびに、このような建築用パネルを用いて優れた意匠性を有する屋根などを備えた建築構造物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的は、上面側から見た形状が多角形であり、中央に位置する凸状の隆起部と、前記隆起部の周囲に位置する平らな縁部とを含み、前記隆起部の厚みが前記縁部の厚みよりも小さい建築用パネルによって達成することができる。後に詳説するように、本発明者らは、パネルの中央を凸状に隆起させると、このパネルの中央の隆起部では曲げ応力がほとんど生じないことを解明した。そのため、パネルの中央を隆起させ、その隆起部の厚みを薄くしても、建築用パネルとして使用するための十分な強度を確保することができる。従来、均一であったパネルの厚みの一部（隆起部）を薄くすることができる結果、パネル自体の重量を大幅に低減することができる。
【０００７】
当該建築用パネルは、その側面を囲むように前記縁部の外縁に立設する壁部をさらに含み、前記縁部に少なくとも１つの貫通孔が形成されていてもよい。
【０００８】
当該建築用パネルは、このような壁部を含むことによって、パネル自体の強度がより向上する。また、前記縁部に形成した貫通孔を介して、パネル上に貯留した雨水などを良好に排出することが可能となる。
【０００９】
施工性を考慮すると、当該建築用パネルを上面側から見た形状は、正六角形、正方形または正三角形であることが好ましい。
【００１０】
前記隆起部の形状は、球冠であることが好ましい。
【００１１】
当該建築用パネルは、セメント硬化体を含むものであってよい。
【００１２】
さらに、本発明によると、少なくとも２枚の同一または異なる前記建築用パネルを使用して、前記建築用パネルの側面が互いに対向するように前記建築用パネルを配置することによって建築構造物を提供することができる。特に、壁部を含み、縁部に貫通孔を有する複数の建築用パネルが、その壁部が互いに対向するように配置されて、前記貫通孔に排水管が接続されてなる建築構造物は、その排水性に優れる。また、このような建築構造物は、例えば、大規模な建築物の屋根などとして使用することができ、隆起部が周期的に現れるという独創的な意匠を有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の建築用パネルは、平らな縁部と、この縁部に比べて厚みが薄い中央の凸状の隆起部を含み、従来にない形状を有し、かつ、軽量で優れた強度を有する。その結果、本発明のパネルを複数枚組み合わせて構成され得る建築構造物は、優れた耐震性を有し、例えば、スタジアムなどの大規模な建築物の屋根に適用することができる。また、本発明の建築用パネルを三次元的に組み合わせることによって、隆起部が周期的、連続的に形成された、これまでにない優れた意匠性を有する建築構造物を提供することができる（図７）。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態の建築用パネルを示す上面図である。
【図２】図１における（ａ）Ａ−Ａ’での断面を概略的に示す断面図、及び（ｂ）Ｂ−Ｂ’での断面を概略的に示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の建築用パネルの（ａ）平面図、（ｂ）正面図、（ｃ）背面図、（ｄ）右側面図、（ｅ）左側面図、及び（ｆ）底面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の建築用パネルをトラス枠材へ取り付けて構成した屋根の一例を概略的に示す断面図である。
【図５】図４の建築用パネルのトラス枠材への取り付け部分の拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の建築用パネルの貫通孔への排水管の接続部分を概略的に示す拡大断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の建築用パネルを用いて構成される屋根の一例を上方から見た外観概略図である。
【図８】建築用パネルの各部位における曲げ応力を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［建築用パネル］
本発明の建築用パネル（以下、単に「パネル」ともいう。）について、以下に具体的な実施形態を挙げて詳しく説明するが、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１に示す通り、本発明の第１の実施形態に係るパネル１０は、少なくとも隆起部１と縁部（又は平面部）２とを含む。図示する実施形態において、パネル１０を上面側から見た縁部２の外周の形状（又はパネル形状）は、六角形、好ましくは正六角形であるが（図１）、その形状は、多角形状であればよく、例えば、三角形（正三角形、二等辺三角形など）、四角形（正方形、長方形など）、五角形（正五角形など）であってもよい。
【００１７】
隆起部１は、パネル１０のほぼ中央に位置する突出部分である。隆起部１は、パネル１０を上面側から見た縁部２の外周の形状（又はパネル形状）の幾何学的中心に配置されることが好ましい。図示する実施形態において、パネルを上面側から見た隆起部１の形状は円形であるが、パネル１０のほぼ中央に向かって、好ましくは、上記の縁部２の外周形状の幾何学的中心から上面側に凸状に隆起していれば他の形状であってもよく、図示する形状に特に限定されるものではない。
【００１８】
隆起部１の形状は、図２の断面図で示す通り、球冠であることが好ましい。ここで、「球冠」とは、球面幾何学的な形状であり、球面をそれと交わる平面で切りとった部分を意味する。
【００１９】
隆起部１が球冠である場合、図２（ａ）の断面図に点線で示す仮想的な円（中心Ｘ）において、隆起部１の最も上方に突出した部分（頂部）Ｃと、隆起部１と縁部２の境界Ｄとが成す角（半開角）αは、例えば、２０度〜４０度、好ましくは２５度〜３５度である。
【００２０】
球冠の曲率半径Ｒは、図２に点線で示す円の中心Ｘから隆起部１の外表面における隆起部１と縁部２との境界Ｄまでの距離であり、パネルの大きさや半開角、後述のパネルの面積（平面視したときの多角形の面積）に対する隆起部１の面積の割合等によって、適宜決定され得る。
【００２１】
隆起部１の厚みＴ１は、ほぼ均一であることが好ましく、例えば、２０ｍｍ〜８０ｍｍ、好ましくは３０ｍｍ〜５０ｍｍである。
【００２２】
縁部２は、図１、２に示す通り、隆起部１の周囲にあるほぼ平らな部分である。縁部２の厚みＴ２は、ほぼ均一であることが好ましく、例えば、５０ｍｍ〜１２０ｍｍ、好ましくは６０ｍｍ〜１００ｍｍである。
【００２３】
縁部２の外周の一辺の長さ（すなわち、多角形の一辺の長さ）は、パネル１０の大きさに依存し得るものであり、特に制限はないが、取り扱い易い長さとして、例えば、５００ｍｍ〜５０００ｍｍである。
【００２４】
通常、パネルには応力（例えば、当該パネルを屋根用のパネルとして使用する場合、雨、風、雪などによる応力）がかかるため、パネルの厚みは、パネルの材質や大きさ、使用環境など様々な要素を考慮して決定され得る。本発明のパネル１０は、後述の実施例のパネルにかかる応力を解析した結果（図８）に示すように、隆起部１、特に頂部Ｃに近い側では、応力はほとんど生じない。そのため、隆起部１の厚みＴ１、特に頂部Ｃ付近の厚みを縁部２の厚みＴ２より小さく（薄く）しても十分な強度を確保することができる。このように隆起部１の厚みＴ１を薄くできる結果、パネルの全体の重量を大幅に低減することができ、建築用パネルとして、例えば屋根などに使用する場合、優れた耐震性を提供することが可能となる。
【００２５】
パネル１０をその上面側から見た場合の縁部２の外周が成す多角形の面積に対する隆起部１の面積の割合（隆起部１の面積／多角形の面積）は、パネルの使用目的に応じて決定すればよく、特に限定されないが、パネルの強度を保持しつつ軽量化を図るためには、例えば、０．５〜０．９であることが好ましく、より好ましくは０．６〜０．８である。
【００２６】
本実施形態において、パネル１０は、パネルの側面を囲むように縁部２の外縁に位置する壁部３を含む。壁部３は、縁部２の底面から、パネルの上方側に向かってほぼ垂直方向に延在する板状のものである（図２）。図８に示すように、縁部２には応力がかかるため、パネル１０の外縁には、縁部２よりも厚みのある壁部３を設けることによって（すなわち、壁部３の高さＨ３＞縁部２の厚みＴ２）、パネル１０の縁部２を補強することができ、パネルの強度を飛躍的に向上させることができる。また、複数のパネルを組み合わせて建築構造物を構成する際には、このような壁部３による立ち上がり部分をパネルの側面に設けることによって、後述のように、パネルとパネルの間への水の浸入を適切に防止することができる。もっとも、本発明のパネルにおいて、壁部は、任意の構成要素であり、存在していても、存在しなくてもよい。
【００２７】
壁部３の幅Ｗ３は、例えば、５０ｍｍ〜１５０ｍｍ、好ましくは７０ｍｍ〜１２０ｍｍである。後述のように、本パネル１０が金型を用いて作成され得る場合には、簡便に型抜きができるようにするため、縁部２の底面から、パネルの上方側に向かってわずかに幅狭となっていてもよい。壁部３の高さＨ３（図２の断面図で示す壁部３の下面から壁部３の上面までの距離）は、縁部２の厚みＴ２と比べて大きいものであれば、特に限定はないが、例えば、１００ｍｍ〜５００ｍｍ、好ましくは１５０ｍｍ〜３００ｍｍである。図２に示す通り、隆起部１の高さＨ１は、壁部３の高さＨ３よりも大きいことが好ましい。そうすることで、例えば、当該パネルを屋根用のパネルとして使用する場合、雨水の貯留量や積雪量を低減することが可能となる。また、壁部３が受ける風圧などの外力を低減することも可能となる。
【００２８】
本実施形態において、パネル１０は、図１に示す通り、縁部２に貫通孔４を有する。本発明において、パネル１０が壁部３を有する場合、その縁部２に少なくとも１つの貫通孔４を設けることが好ましい。この貫通孔４を通して、パネル１０の上面に貯留する雨水などを外部に排出することによって、パネルの排水を行うことができる。したがって、貫通孔の大きさや数、位置は、パネルの各部のサイズやパネルの設置環境などに応じて適宜定めればよく、それらに特に制限はない。排水性を考慮する場合、貫通孔は、パネルを設置したときに下方側になる位置にあることが望ましい。もっとも、本発明のパネルにおいて、貫通孔４は、任意の構成要素であり、存在していても、存在していなくてもよい。
【００２９】
例えば、本実施形態のパネル１０を屋根用パネルとして使用する場合、パネル１０は、壁部３を備えることから、パネル１０の上面に雨水が貯留し得る。貫通孔４を、パネル１０に少なくとも１つ設けることによって、上面に貯留した雨水をパネルの外部に円滑に排出することができ、パネルの排水性を良好に保つことができる。
【００３０】
さらに、貫通孔４を利用して、パネル１０に排水管を接続してもよい。例えば、図６に示すように、貫通孔４の内部にジョイント（継ぎ手）１１を取り付けて、このジョイント１１に排水管９を接続することができる。また、貫通孔４の上側には、ルーフドレン（図示せず）を設置して、ゴミなどが貫通孔４および／または排水管９が詰まることを未然に防止ことが望ましい。このような貫通孔４を利用することによって、漏水を防止しながら、パネル１０の排水性を高めることができる。
【００３１】
パネル１０は、建築物の所望の位置に配置して固定することによって、屋根、壁などを形成することができる。このとき、パネル１０の底部、特に壁部３の底部に、固定用の金具６が埋設されていてもよい（図５）。本実施形態において、パネル１０の配置や固定方法に特に制限はない。
【００３２】
［建築構造物］
本発明のパネルを複数枚使用することによって、その側面、特にその壁部が互いに向かい合うように配置することによって、屋根、壁などを備える建築構造物を簡便に形成することができる。以下、具体的な実施形態を挙げて、本発明の建築構造物をさらに詳しく説明するが、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものではない。
【００３３】
＜第２の実施形態＞
図４に示す通り、本発明の第２の実施形態に係る建築構造物２０は屋根を備えるものであり、少なくとも２枚のパネル１０を含む。パネル１０は、同一であっても、異なっていてもよい。パネル１０は、その側面（図示する実施形態では、壁部３の外周面）が互いに対向するように配置され、トラス枠材本体８に繋がる下地用トラス枠材８ａに固定され得る（図５）。このように、立ち上がり部分である壁部３を有するパネル１０を、壁部３を対向させて配置することによって屋根を構成すると、屋根を全体として見たとき、隣接するパネル１０同士の境界部分が屋根の最も低い部位にはならない。そのため、立ち上がり部分を有さない従来のパネルにおいてパネルとパネルの境界部分に滞留し得る雨水は、パネル１０とパネル１０の境界部分に滞留することがなくなり、屋根の排水性を良好に保つことができる。
【００３４】
パネル１０は、耐震性の観点から、互いに一定の間隔を開けて配置することが好ましい。本実施形態において、パネル１０の間に設ける間隔に特に制限はない。例えば、１０ｍｍ〜３０ｍｍである。
【００３５】
対向して配置されるパネル１０の壁部３と壁部３との間には、防水目地５（または防水目地材）を配置するとよい（図５）。防水目地５によって、パネル１０とパネル１０の間（隙間）に水が浸入することを防止することができる。このとき、防水目地５を取り付ける壁部３の上面は、外周側からパネルの内側に向かって下方に僅かに（例えば、５度〜１０度）傾斜していることが望ましい。このような傾斜によって、雨水などは、防水目地５の両側、すなわちパネル１０の内側にスムーズに流れるため、漏水のおそれをより小さくして、排水性をより向上させることができる。
【００３６】
パネル１０は、例えば図５に示す通り、ネジ穴を有する固定用の金具６をパネル１０の底部、より好ましくは壁部３の底部に予め埋設しておき、この金具６にボルト７を螺合することによって下地用トラス枠材８ａに固定することができ、ひいてはトラス枠材本体８に簡単に固定することができる。
【００３７】
固定用の金具６は、市販のものを使用することができ、その配置する位置に特に制限はないが、その強度を考えて、図５に示すように、壁部３の内部に埋設することが好ましい。同様に、金具６は、パネル１０の多角形状の各頂部付近に埋設することが好ましい。
【００３８】
ボルト７は、金具６と螺合することができるものであれば特に制限はなく、市販のものを使用することができる。
【００３９】
下地用トラス枠材８ａとパネル１０との間には、例えば、その下面が下方に凸状に湾曲した角度調整用金具１２を挿入してもよい（図５）。角度調整用金具１２によって、パネル１０を所望の角度でトラス枠材本体８に固定することができ、複数枚のパネル１０の取り付け角度を適宜調整することができる。それによって、例えば、図７に示すような波状の滑らかな曲面を有する屋根を備える建築構造物を形成することができ、これまでにない立体的で独特な意匠を与えることができる。また、下地用トラス枠材８ａのボルト７が貫通するプレート部と、ボルトヘッドとの間にワッシャなどを挿入してもよい（図示せず）。
【００４０】
さらに、図６に示す通り、パネル１０の縁部２に設けられ得る貫通孔４には、任意の形状のジョイント（継ぎ手）１１を配置してもよい。このジョイント１１に適合し得る排水管９を、ジョイント１１と係合させて接続することによって、パネル１０の排水性をさらに高めることができる。排水管として、例えば、カナフレックスコーポレーション株式会社製のホース（例えば、Ｎｅｗ  Ｎ．Ｓ．−ＣＬ、カナラインＮ．Ｓ．、Ｖ．Ｓ．−Ａ型、Ｖ．Ｓ．−ＣＬ型、Ｖ．Ｓ．カナラインＡ、Ｖ．Ｓ．−Ａ２型、Ｖ．Ｓ．−Ｃ型、Ｖ．Ｓ．−Ｃ３型など）やＦＥＰ管（カナレックス、カナレックスＭＬ、ＮＥＷカナレックスなど）を好適に使用することができる。排水管の全部又はその一部が透明のホースを用いることによって、ゴミなどの詰まりを目視することができるため、ゴミを適切に排除して、このような詰まりを解消することが可能となる。また、ジョイントとして、上記のホースなどを挿し込むだけで装着することが可能なカナフレックスコーポレーション株式会社製のワンタッチ継ぎ手を、そのまま又は適宜変形して使用してもよい。これにより、排水管を、パネルに装着したり、パネルから取り外したりする作業が簡便になる。
【００４１】
このようにして、貫通孔４、好ましくはジョイント１１を介して、パネル１０の縁部２に排水管９を連通することができ、任意の複数のパネル１０にそれぞれ連通させて設けた排水管９を、さらに径の太い排水管に接続することによって集合させてもよい。
【００４２】
また、上述のように、貫通孔４、好ましくはジョイント１１にルーフドレンを設置してもよい（図示せず）。ルーフドレンの種類、形状に特に制限はない。
【００４３】
さらに、パネルを固定することのできるトラス枠材の下側に必要に応じて天井が設けられ得る場合、天井の上側の任意の位置にグラスウールなどを配置してもよい。グラスウールにより断熱性や漏水防止性をさらに高めることができる。
【００４４】
上述の通り、パネル１０は軽量で優れた強度を有し、複数枚を任意に組み合わせて使用する場合には、排水性が良好に保たれるように設計されることから、本実施形態に示すように屋根として使用することに適している。また、従来のパネルが使用される一般的な建築構造物（例えば、壁など）においても使用することができる。パネル１０の取り付け方法は、上記の方法に限定されるものではなく、従来のパネルと同じ方法によっても取り付けることができる。
【００４５】
［パネルの材料および製造方法］
本発明の建築用パネルを構成する材料に特に制限はなく、例えば、金属、熱可塑性樹脂などの樹脂、セラミックスなどから作製することができる。隆起部、壁部などの複雑な形状を簡便に形成するためには、例えば金型を利用して作成することができる材料を用いることが好ましい。例えば、セラミックスが好適に使用され得る。セラミックスとして、その基本的成分あるいはその大部分が無機の非金属物質から構成されている固体材料、例えば、炭化物、窒化物、ホウ化物などの無機化合物、ガラス、セメントなどが挙げられる。
【００４６】
セメントとしては、例えば、日本工業規格（以下ＪＩＳ）で規定されるポルトランドセメント（ＪＩＳ  Ｒ  ５２１０）（例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント、白色ポルトランドセメントなど）、混合セメント（例えば、高炉セメント（ＪＩＳ  Ｒ  ５２１１）、シリカセメント（ＪＩＳ  Ｒ  ５２１２）、フライアッシュセメント（ＪＩＳ  Ｒ  ５２１３）など）、エコセメント（ＪＩＳ  Ｒ  ５２０４）、超速硬セメント、グラウト用セメント、油井セメント、低発熱セメントなどを特に制限なく使用することができる。
【００４７】
パネルのさらなる軽量化や強度の向上を目的として、有機繊維（例えば、ポリビニルアルコール繊維（ビニロン繊維）、ポリプロピレン繊維やポリエチレン繊維等のポリオレフィン系繊維、アラミド繊維など）および無機繊維（例えば、鋼繊維、ステンレス繊維、炭素繊維、ガラス繊維など）からなる群から選択される１又は複数の繊維を配合してもよい。繊維の長さに特に制限はなく、例えば、１〜１５０ｍｍ、好ましくは１〜１２０ｍｍ、より好ましくは６ｍｍ〜４０ｍｍである。また、その太さにも特に限定はなく、例えば、１μｍ〜２０００μｍ、好ましくは１０μｍ〜１０００μｍである。繊維の含有量は、パネルの総重量に対して、例えば０．１重量％〜５重量％、好ましくは０．１重量％〜２重量％である。
【００４８】
パネルの材料としてセメントを用いる場合、パーライトなどの細骨材（例えば、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｆｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏなどの成分を含むもの）、混和材、減水剤（例えば、ナフタレン系減水剤、スルホン酸系減水剤、ポリカルボン酸系減水剤）などの添加剤を必要に応じて添加してもよい。このとき、セメント硬化体の比重は、特に制限はないが、例えば、１．０〜２．５の範囲内であり、より好ましくは１．５〜２．０の範囲内である。
【００４９】
本発明のパネルは、例えば、上記の材料を用いて、当該パネルに対応する形状を有する金型枠内に材料を注入し、その後、選択した材料に応じた適切な条件下で、焼成、加熱、養生、乾燥などを行うことにより固化することで作製することができる。
【００５０】
（実施例）
本発明者らは、有限要素法を用いた構造解析用ソフトＭＩＤＡＳを用いて、図１〜図３に示す平面視で正六角形の形状を有するパネルの構造判定を行った。具体的には、以下の条件下で、パネルの各部位にかかる曲げ応力や内面力、応力度を計算した。
【００５１】
（１）パネルの寸法
・パネルの最外周縁における正六角形の一辺の長さ  ２０００ｍｍ
・隆起部の厚み（Ｔ１）          ４０ｍｍ
・縁部の厚み（Ｔ２）            ８０ｍｍ
・壁部の高さ（Ｈ３）            ３００ｍｍ
・壁部の幅（Ｗ３）              １３５ｍｍ（平均）
１２０ｍｍ（上面）
１５０ｍｍ（下面）
・半開角（α）                  ３１．７度
・隆起部の曲率半径（Ｒ）        ２６０９．８ｍｍ
（２）有限要素法における要素数  約３５００要素
パネルの重心（隆起部の頂点Ｃ）を中心に、放射状に分割。
（３）材料定数
【表１】
2017172298.tif 000003
（４）荷重条件
【表２】
2017172298.tif 000004
（５）計算に用いた数値
【表３】
2017172298.tif 000005
【００５２】
図８は、θ＝０度（ａ）、θ＝３０度（ｂ）におけるパネルの各部位にかかる曲げ応力の計算値を表すグラフである（ここで、θ＝０度とは、隆起部の頂点Ｃから、壁部に対して垂直な方向を意味し、θ＝３０度は、θ＝０度の方向から３０度傾いて、隆起部の頂点Ｃとパネルの角部とを通過する方向を意味する）。図８のグラフの横軸（ｘ：頂点からの距離）は、パネル上を、隆起部の頂点Ｃから各部位（各要素）まで移動する最短距離を示す。グラフの縦軸は、その部位にかかる曲げ応力を示し、プラスはパネルの下面から上面への曲げモーメントを示し、マイナスはパネルの上面から下面への曲げモーメントを示す。
【００５３】
図８に示すように、θ＝０度の場合も、θ＝３０度の場合も、曲げ応力は、いずれの荷重条件下においても、ｘが１０００ｍｍまではほぼゼロである。その後、曲げ応力の絶対値は、隆起部と縁部との境界に近づくにつれ大きくなった。縁部では、曲げ応力はプラスとマイナスが入れ変わった。これは、隆起部の面内力が縁部に伝わるときに、面内力の一部が縁部のせん断力として作用したためである。壁部では、θ＝０度の場合、ＫＨ：地震力（水平−ｘ方向）の荷重条件を除いて、曲げ応力の絶対値は最大値からゼロに収束した。θ＝３０度の場合、ＫＨ：地震力（水平−ｘ方向）の荷重条件を除いて、曲げ応力の絶対値は、いったん最大値からゼロになったあと大きくなって再びゼロに収束した。このように、本発明のパネルは、パネルの中央の隆起部、とくに隆起部の頂点に近い側において、曲げ応力がかからないことが分かった。
【００５４】
また、上記の条件で、θ＝０度、θ＝３０度の場合のパネルの上面と下面に生じる最大引張応力度を計算したところ、いずれの荷重条件下においても、最大引張応力度は許容引張応力度以下であった。すなわち、本パネルは無筋でも十分な安全性を有するといえる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明のパネルは、軽量で強度に優れ、複数枚組み合わせて使用する際の漏水防止や排水性向上のための工夫を有するため、屋根用、壁用などの建築材料として利用することができる。そのなかでも特にスタジアムなどの意匠性が求められる大規模な建築物の屋根に利用することができる。
【符号の説明】
【００５６】
１    隆起部
２    縁部
３    壁部
４    貫通孔
５    防水目地
６    固定用の金具
７    ボルト
８    トラス枠材本体
８ａ  下地用トラス枠材
９    排水管
１０    パネル
１１    ジョイント
１２    角度調整用金具
２０    建築構造物
【図１】
2017172298.tif 000006
【図２】
2017172298.tif 000007
【図３】
2017172298.tif 000008
【図４】
2017172298.tif 000009
【図５】
2017172298.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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