(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨トラス構造ドーム屋根の構築工法において、
ドーム屋根外周の支持構造体（２）を構築した後、その上部に、周方向に複数に分割したテンションリングモジュール（１’）を順次施工してテンションリング（１）を環状に完成する段階と、
ドーム屋根における前記テンションリング（１）の内側の第１節屋根環状体（７）を構成する経線方向に一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に複数に分割した屋根モジュール（７’）を、その外端は前記テンションリング（１）と連結し、内端部は前記支持構造体（２）上に立てたベント構台（６）により一定の高さに支持せしめて順次施工し、当節の屋根環状体（７）を環状に完成する段階と、
前記第１節屋根環状体（７）の内側の第２節屋根環状体（８）を構成する経線方向に一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に複数に分割した屋根モジュール（８’）を、その外端を前記第１節の屋根環状体（７）の内周縁と連結して順次施工し、当節の屋根環状体（８）を環状に完成する段階と、
前記第２節の屋根環状体（８）の内周縁を構成する周方向鉄骨（１１Ａ）、（１１Ｂ）の継手部分（１１）を周方向へ加力して強制的に圧縮力を導入し継手部分（１１）を押し拡げることにより上向きに鉛直撓み変形の矯正を行い、その矯正状態で第２節の屋根環状体（８）の鉄骨継手部分（１１）の本締めを行う変形制御の段階と、
以下同様にして順次に内側節の屋根環状体を施工して各節毎にそれぞれ環状に完成してゆき、その節毎に強制的に周方向への圧縮力を導入して鉄骨の継手部分（１１）を押し拡げて上向きに鉛直撓み変形を矯正し鉄骨継手部分（１１）の本締めを行う変形制御の段階を繰り返してドーム屋根の構築を完成することを特徴とする、ドーム屋根の無支保工構築工法。
【請求項２】
第２節以降の屋根環状体（７）（８）の内周縁を構成する周方向鉄骨（１１Ａ）、（１１Ｂ）の継手部分（１１）を周方向へ加力して強制的に圧縮力を導入し継手部分（１１）を押し拡げることにより上向きに鉛直撓み変形を矯正し鉄骨継手部分（１１）の本締めを行う変形制御の段階は、各節の屋根環状体（７）（８）の内周縁を構成する周方向の鉄骨継手部分（１１）のスプライスプレート（１１Ｃ）、（１１Ｃ’）を周方向に加力する配置でジャッキ（１１Ｆ）を設置し、前記ジャッキ（１１Ｆ）を駆動して圧縮力を導入し鉄骨の継手部分（１１）を押し拡げて上向きに鉛直撓み変形の矯正を行い、その矯正状態で前記スプライスプレート（１１Ｃ）、（１１Ｃ’）をハイテンションボルト（１１Ｄ）で周方向鉄骨（１１Ａ）、（１１Ｂ）と本締めすることを特徴とする、請求項１に記載したドーム屋根の無支保工構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シエル構造がもつリング効果を活かしてドーム屋根を無支保工で構築する工法の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
直径が２００ｍ〜３００ｍにも及ぶ無柱の大空間を形成するドーム屋根の一般的な構築工法は、地上からたくさんの支保工を立てて屋根材を適切に支持して構築を進める方法である。しかし、この方法では、ドーム屋根の規模によっては支保工の仮設費用が、屋根の施工費用を上回ることさえあるし、支保工が林立するかぎり屋根下の各種工事を進められず、工期が長引く欠点がある。
【０００３】
そこで最近、ドーム屋根を無支保工で構築する工法の研究開発が進められている。
【０００４】
例えば▲１▼本出願人の特開平８−１３５０１９号公報に記載された等高線モジュール集積のシエルドーム構造物及びその構築構法は、シエル構造がもつリング効果を活かしてドーム構造物を無支保工で構築する技術であり、ドーム屋根を等高線モジュールの集積で構築する点に特徴を有する。
【０００５】
また、▲２▼特開平１１−２２０１１号公報に記載された大屋根の構築方法は、ドーム屋根を構成する最外周のテンションリングの内側に経線方向の主桁を介して１次のコンプレッションリングを構築し、その後同様にして主桁の継ぎ足しと２次、３次のコンプレッションリングの構築を内側へ進めて、支保工無しで自立した大屋根の骨組みを構築する方法である。
【０００６】
【本発明が解決しようとする課題】
上述した▲１▼の構築構法は、いうなれば本願発明の思想原理をなすものであるが、鉄骨構造ドーム屋根の構築における固有の問題、特に各節の屋根環状体を環状に完成した際の変形の矯正ないし抑制の制御に関する技術手段が明かでない。
【０００７】
上記▲２▼の構築方法は、▲１▼の方法とは異なった手法の無支保工技術と認められるが、大屋根を構成する多重のリング材及び各リング材を支持する経線方向の多数の主桁がそれぞれ個別の材として組み立てられる内容なので、手数がかかり、工期の短縮にさほどの利益を認めがたい欠点がある。
【０００８】
本発明の目的は、一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に施工可能な大きさで複数に分割した屋根モジュールを各節毎に施工し、屋根環状体を完成してシエル構造のもつリング効果を活かすこと、及び各節の屋根環状体毎に周方向へ圧縮力を導入して鉄骨の継手部分を強制的に押し拡げることによって変形を矯正し、次節の屋根モジュールの取付けを容易にし、且つより堅固なシエル構造のもつリング効果を発揮させて全体変形量を抑え、無支保工による建築を可能にした、ドーム屋根の無支保工構築工法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述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ドーム屋根の無支保工構築工法は、鉄骨トラス構造ドーム屋根の構築工法において、
ドーム屋根外周の支持構造体２を構築した後、その上部に、周方向に複数に分割したテンションリングモジュール１’を順次施工してテンションリング１を環状に完成する段階と、
ドーム屋根における前記テンションリング１の内側の第１節屋根環状体７を構成する経線方向に一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に複数に分割した屋根モジュール７’を、その外端は前記テンションリング１と連結し、内端部は前記支持構造体２上に立てたベント構台６により一定の高さに支持せしめて順次施工し、当節の屋根環状体７を環状に完成する段階と、
前記第１節屋根環状体７の内側の第２節屋根環状体８を構成する経線方向に一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に複数に分割した屋根モジュール８’を、その外端を前記第１節の屋根環状体７の内周縁と連結して順次施工し、当節の屋根環状体８を環状に完成する段階と、
前記第２節の屋根環状体８の内周縁を構成する周方向鉄骨１１Ａ、１１Ｂの継手部分１１を周方向へ加力して強制的に圧縮力を導入し継手部分１１を押し拡げることにより上向きに鉛直撓み変形の矯正を行い、その矯正状態で第２節の屋根環状体８の鉄骨継手部分１１の本締めを行う変形制御の段階と、
以下同様にして順次に内側節の屋根環状体を施工して各節毎にそれぞれ環状に完成してゆき、その節毎に強制的に周方向への圧縮力を導入して鉄骨の継手部分１１を押し拡げて上向きに鉛直撓み変形を矯正し、鉄骨継手部分１１の本締めを行う変形制御の段階を繰り返してドーム屋根の構築を完成することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載したドーム屋根の無支保工構築工法において、  第２節以降の屋根環状体７、８の内周縁を構成する周方向鉄骨１１Ａ、１１Ｂの継手部分１１を周方向へ加力して強制的に圧縮力を導入し継手部分１１を押し拡げることにより上向きに鉛直撓み変形を矯正し鉄骨継手部分１１の本締めを行う変形制御の段階は、各節の屋根環状体７、８の内周縁を構成する周方向の鉄骨継手部分１１のスプライスプレート１１Ｃ、１１Ｃ’を周方向に加力する配置でジャッキ１１Ｆを設置し、前記ジャッキ１１Ｆを駆動して圧縮力を導入し鉄骨の継手部分１１を押し拡げて上向きに鉛直撓み変形の矯正を行い、その矯正状態で前記スプライスプレート１１Ｃ、１１Ｃ’をハイテンションボルト１１Ｄで周方向鉄骨１１Ａ、１１Ｂと本締めすることを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施形態及び実施例】
請求項１、２に記載した発明に係るドーム屋根の無支保工構築工法は、鉄骨トラス構造ドーム屋根の構築工法として好適に実施される。
【００１２】
本発明の実施形態は、図１〜図６に概念図を示したように、最外周のテンションリング１から施工を開始し、順次内側の屋根環状体を、現場で地組した鉄骨トラス構造の屋根モジュールを単位とする施工により各節毎のリング状（環状）に完成することを繰り返し、シエル構造のもつリング効果を活かした無支保工でドーム屋根全体を構築する方法である。
【００１３】
一方、支保工が無いことによる屋根環状体の鉛直方向たわみの変形は、次節の屋根モジュールの取付け、特に円周方向の取付け（接合）に支障をきたすし、また、発生した鉛直たわみ変形量の修正が困難となって、形状精度確保の上でも問題を残すおそれがあるため、各節の屋根環状体毎に変形を矯正し、または抑制する変形制御を実施する。
【００１４】
以下に、詳しい実施例を説明する。
【００１５】
先ずはドーム屋根を支持する外周部の支持構造体２を図７のように構築する。図示した支持構造体２は鉄骨構造である場合を示している。
【００１６】
次に、前記支持構造体２の上部に、周方向に複数に分割した構造で地組したテンションリングモジュール１’を大型クレーン３を使用して順次施工し、テンションリング１を環状に完成する。テンションリングモジュール１’の地組は、現場サイトにおいて荷受け用の小型クレーン４などを使用して行う。前記工程と並行して、屋根直下の地面レベルの中央工区５では基礎工事も行う。従って、工程の重複による工期の短縮が図れる。
【００１７】
次に、図８に示したようにドーム屋根における前記テンションリング１の内側の第１節分の屋根環状体７を構築する。ドーム屋根の経線方向に一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に複数に分割した屋根モジュール７’をやはり現場サイトで地組し、これを大型クレーン３を使用して吊り上げ、同屋根モジュール７’の外端を前記テンションリング１と連結する。内端部は前記支持構造体２の内縁側の上部に予め構築したベント構台６へ載せ掛け所定の高さ（角度）に支持せしめて施工してゆき、当節の屋根環状体７を環状に完成する。
【００１８】
図９はテンションリング１と、その内側に施工した第１節分の屋根環状体７とから成る鉄骨構造の一例を示している。テンションリング１は免震装置１０を介して直下の支持構造体２の鉄骨２’と連結されている。
【００１９】
前記第１節の屋根環状体７の内側の第２節屋根環状体８を構築する場合にも、ドーム屋根の経線方向に一定幅の鉄骨トラス構造屋根部分を周方向に複数に分割した屋根モジュール８’を予め地上で地組し、それを図１０のように前記の大型クレーン３で吊り上げ、同屋根モジュール８’の外端を前記第１節の屋根環状体７の内周縁（通例コンプレッションリングとなる。）と連結して施工し、当節の屋根環状体８を環状に完成する。図１１は第２節の屋根環状体８を完成した段階の平面図を示している。
【００２０】
図１７〜図１９は、更に第３節の屋根環状体９の施工に関して、その屋根モジュール９’を次々施工してゆき、最後に各屋根モジュール９’間の内周リングを繋いで屋根環状体９を完成する進捗状況を例示している。
【００２１】
ところで、前記第２節の屋根環状体８を環状に完成した段階からは、その周方向鉄骨の継手部分へ強制的に圧縮力を導入し、同継手を押し拡げることにより当該屋根環状体８の変形を矯正する変形制御の処理を行う。
【００２２】
図１０で明らかなように、ベント構台６の内方へ突き出て片持ち支持された屋根環状体８には、大なり小なりの鉛直撓み変形が発生することを避けられない。変形が発生したままでは次節の屋根モジュールの取付け、特に周方向の繋ぎが困難であるし、最終的な形状精度確保の上でも問題を残すからである。
【００２３】
前記変形制御は、一例として図１２〜図１４に示した手段により行う。
【００２４】
即ち、屋根環状体８の周方向鉄骨１１Ａ、１１Ｂの継手部分１１に強制的に圧縮力を導入し継手を押し拡げることにより変形を矯正する。その前提として、屋根モジュール８’を構成する周方向鉄骨の継手部分は、具体的には図１５に例示した屋根モジュール８’における継手１１を指すものとする。この継手１１を適用する鉄骨であるＨ形鋼１１Ａと１１Ｂのフランジに当てがわれるスプライスプレートは、前記Ｈ形鋼のフランジの幅方向に二分した構成のスプライスプレート１１Ｃと１１Ｃ’とし、それぞれハイテンションボルト１１Ｄにより仮止めしておく。前記二分されたスプライスプレート１１Ｃと１１Ｃ’の中間部に、周方向に加力する配置でジャッキ１１Ｆを設置する。前記ジャッキ１１Ｆの出力軸を結合した伝達部材１１Ｇ、及び同ジャッキの本体を結合した伝達部材１１Ｈとを、夫々のスプライスプレート１１Ｃと１１Ｃ’と共にＨ形鋼１１Ａ、１１Ｂへハイテンションボルト１１Ｅにより強固に本締めして結合する。
【００２５】
前記の構成において、ジャッキ１１Ｆを駆動して一連に配置された二つのＨ形鋼１１Ａと１１Ｂへ圧縮力を導入し、両鉄骨の継手部の隙間Ｓを押し拡げるように制御する。こうした変形制御は、上記第２節の屋根環状体８の内周縁を構成する鉄骨の全ての継手、または選択された一部の継手に用意した各ジャッキ１１Ｆを一斉に同期的に制御して行う。
【００２６】
図１６は前記の変形制御の有り様を概念的に示している。前記ジャッキ１１Ｆは、第２節の屋根環状体８の内周縁のいわゆるコンプレッションリング１３を拡径する形に圧縮力を導入することになる。即ち、ここに云う「圧縮力」とは、拘束されたリング状部材（屋根環状体８）の各継手部１１において、その周長を延ばす方向の力であり、結果としてコンプレッションリング１３に内部応力としての圧縮力を発生したものを指す。その結果、同コンプレッションリング１３は放射方向の外向きに突っ張ることになり、図１６中に実線と点線で描き分けたように、第２節の屋根環状体８は最外周のテンションリング１を中心として上向きに起きて鉛直撓み変形を矯正する変形制御の目的が達成される。こうした矯正状態を維持して前記スプライスプレート１１Ｃ、１１Ｃ’の各ハイテンションボルト１１Ｄを本締めして強固な屋根構造に仕上げる（以上、請求項２記載の発明）。
【００２７】
なお、変形制御を終えた後には、前記のジャッキ１１Ｆ及び二つの伝達部材１１Ｇ、１１Ｈは撤去して次節に転用する。図１１及び図１７〜図１９中に印した黒丸はジャッキ等の設置箇所を大略示している。
【００２８】
以下同様にして、順次内側節の屋根環状体を施工し各節毎にそれぞれ環状に完成する。そして、各節毎に強制的に周方向への圧縮力を導入し鉄骨の継手部分を押し拡げることにより変形を矯正し、鉄骨継手部の本締めを行うことにより、図１〜図６に例示したようにドーム屋根の構築を支保工無しで構築することができる。
【００２９】
【本発明が奏する効果】
請求項１、２に記載した発明に係るドーム屋根の無支保工構築工法によれば、無支保工の工法であるが故に仮設費用を大幅に削減できるほか、支保工が存在しない屋根下では他の関連工事を並行して進められるから、工期の大幅な短縮も図れる。
【００３０】
しかも無支保工による工事に懸念される鉄骨トラス構造屋根の鉛直撓み変形は、節毎に変形制御を行うので、次節の屋根モジュールの取付けを正確に作業性良く行うことができるし、ひいては最終的なドーム屋根の形状精度の確保にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図１】ドーム屋根を第１節まで施工した段階を示す斜視図である。
【図２】ドーム屋根の施工が進んだ段階を示す斜視図である。
【図３】ドーム屋根の施工が進んだ段階を示す斜視図である。
【図４】ドーム屋根の施工が更に進んだ段階を示す斜視図である。
【図５】ドーム屋根の施工が最終段階まで進んだ斜視図である。
【図６】ドーム屋根の完成状態を示す斜視図である。
【図７】ドーム屋根の最外周のテンションリングの施工状況を示す立面図である。
【図８】ドーム屋根の第１節の施工状況を示す立面図である。
【図９】ドーム屋根の鉄骨骨組みを示す断面図である。
【図１０】ドーム屋根の第２節の施工状況を示す立面図である。
【図１１】ドーム屋根を第２節まで施工した段階の平面図である。
【図１２】変形制御が可能な鉄骨継手を示す正面図である。
【図１３】前記鉄骨継手の側面の半分を示す図である。
【図１４】前記鉄骨継手の平面の半分を示す図である。
【図１５】ドーム屋根の鉄骨構造を示す正面図である。
【図１６】変形制御の概念説明図である。
【図１７】ドーム屋根の第３節の屋根モジュールの取付け状況を示す平面図である。
【図１８】ドーム屋根の第３節の屋根モジュールの取付けが更に進んだ平面図である。
【図１９】ドーム屋根の第３節の屋根環状体が完成した平面図である。
【符号の説明】
２      支持構造体
１      テンションリング
１’    テンションリングモジュール
７      第１節の屋根環状体
７’    第１節の屋根環状体の屋根モジュール
６      ベント構台
８      第２節の屋根環状体
８’    第２節の屋根環状体の屋根モジュール
１１    鉄骨の継手
１１Ｃ  スプライスプレート
１１Ｆ  ジャッキ
１１Ｄ  ハイテンションボルト
【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】
0003837254.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003837254.tif 000013
【図１３】
0003837254.tif 000014
【図１４】
0003837254.tif 000015
【図１５】
0003837254.tif 000016
【図１６】
0003837254.tif 000017
【図１７】
0003837254.tif 000018
【図１８】
0003837254.tif 000019
【図１９】
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