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岡リ土責 W

伊 藤 幸 一 ・1

菊 池 哲 雄 ・2

田中耕太郎・3概梗

サスベンション膜構造は、施工時 lこ膜面に適正な張力を導入し安定させ、長期間この状態を維持する事が求められる。その為には、膜材の特性を把鐸した上で膜パネル製作及び姥工を行う事が重要である。本報告では、豊島区立教育文化能設の体育館と室内プールの屋根にテフロンコーティングガラス繊維布を、採用した剛境界サスベンシヨン膜橋造を対象として、膜パネルの製作及び施工するにあたって、二輪引張試験結果より設定した方法について報告する。
これらの結果としてリンクリングの発生がなく目標としている初期強力値を、導入することができた。

2. プロジヱクト鑑要

1. はじめにサスベンション膜布陣造は空気膜機造とは異なり、膜本膜槍途〈写真一 1)の膜屋根の平面形は、四辺形幽面に導入された初期張力によって外力に抵抗する機で体育館 (30mX22m) と、室内プール (30m造形式である。よってサスペンション膜構造に導入さX 15m) 共に、中央部に架かる高さ 6.5Mの両端れる膜張力は構造的に重要な要棄を担っている。一方、ビニノ支持の錫管アーチと周辺の S R C造の床梁とで膜こ伴うリラクセ
膜材料は張力導入時における初期伸び lパネルを支持する剛境界サスペンション膜繊造である。

ーション、更には、外力によるクリ}プや取り付け部の緩みによるリラクセーションを生じ、膜張力は、減少する傾向にある。これらの対策として再張力導入機構を設ける必要がある。
サスペンション膜構造の膜パネルの製作及び路工を行う場合には、これらの点に留意し長期間安定するよ
うに、布陣造形式や形態によって稜々ある張力導入方法の中からその構造に適した方法で行う事が重要である。
本報告では、豊島区立教育文化飽設の体育館と室内プ}ルの屋銀として採用されたテフロンコ ーティ ング
ガラス繊維布の膜パネル製作及び路工についての、一方法を報告するものである。
写真一 1:豊島区立教宵文化施設

1)

小川テント株式会社建築設計部部長

2) 岡 部 員3)阿 部 員全景po

膜屋根は、錫管ア}チを筑に 2枚の膜パネルから構荷での伸長率を求める必要がある.図ー lの破線に示成されている。ちなみに、短辺方向を強制の縦糸方向闘す試験結果は、路工性老考慮して横糸、縦糸方向の Hとしている。

で lkg/cmごとに繰り返し毅荷したときの伸び性

また、風荷重時の負圧に対処するため膜商の測地線状である。
ここでの伸長自民は、 6kg/cmでの歪とし、縦糸上にそって長辺方向に押えケープルが取り付けられて、横糸方向 3.17%が求まる。
方向 0.37%

いる。

3‑3.

伸長率の設定3‑1、 3‑2の試験結果より張力場入に必要な伸3. 伸長率の組定について
膜材の設計初期張力値は、特に体育館のスパンが大きいためリラクセーション等の発生が起こりやすい点

長率は、縦糸方向 0.30%、横糸方向 3.
00%と設定した。

を考慮し、長期間の初期強力値を維持することを目標とし、施工時の初期張力を 4kg/cmの当事張力状態

4.~ 力混入方法の設定について張力導入方法の級定は、周辺の全てが剛境界であると設定した.
伸長率の設定にあたっては、 二軸引張試験の張力比、ため総工にあたっては特に等張力幽商の形成が難しく、縦糸方向 :績 糸 方 向 = 1:1の結果と段階的な鍛荷にリンクリングの発生を伴いやすい点を考慮して、伸長よるニ軸引張試験の結果より求めた。

を段階別に分けて行う方法を線用した.この方法は、

3‑ 1.

膜パネル l
こ局部的な大きな張力が導入された場合でも、連続的蛾荷の二制引張試厳からの伸長率

綴材料の等張力状態での伸び性状から伸長率を求め時間の経過と共に張力状態は安定し 、リンクリング等ると、図ー 1の実線に示すニ紬引張試験結果より、 4の発生を少なくする事ができる.また、段階自IJに伸長kg/cmでの歪は、縦糸方向 0.16%、機糸方向した時の張力状態を把鐸するため、二輪リラクセ ーシ1.86%が得られる。しかし、安定した初期張力 4ヨン実験を実姥し、この方法の妥当性について確認しkg/cmを維持するには、初期伸びによるリラクセた。尚、伸長回数は、施工性を考慮して 5段階とした。

ーションを考慮し 6kg/cmの導入張力が必婆とな4‑1.

るので、ここでの歪を伸長率としたり.
よって二輪引張試駁結果からの伸長率は、縦糸方向0.10%、績糸方向 2.50%が求まる.
3‑2.

ニ 餓 リラクセーション 実駁

供試体の正方形節分のみが伸長されるように、二輪引張試験機に治具〈写真 一 2)を設置し、表 ‑ 1に示、横糸方向 3.0
す全体の伸長率〈縦糸方向 0.30%0%) を、 5段階に分け積糸、縦糸方向の lliに伸長し段階的鍍荷の二繍 引張試験からの伸長率

膜パネルの張力導入方法について考えると縦糸、横た。各伸長段階終了時よりこの状態でクランプを 48

糸方向を同時に伸長ずることが難しいため段階的な鍛時間固定する 。この操作を繰り返し行い、各段階でのリラクセーションについて測定を行った.尚、引張速度は 2mm/minとした。

STRESS(kg/cm)
10T
lR.
t
lo
IHI・叩， Fllllng.1<1・

W8t
ILoadInWarp

Lo dlnFllling7。

234 STRAI
N(X10.')

写真 ‑2:二軸リラクセ }ション実験状況

図‑ 1 :ニ 紬引張試験結果‑64‑

STRESS(kg/cm)

表一 1:5段階の伸長率一覧表

下¥

縦糸方向

割町糸方向{申!I.(~)岡定時間 (h) 伸張l$l(%)固定時間 (h)1ststep 0.00
2ndstep 0.08

4848

2.00
2.50483rdstep 0.16
4thstep 0.
2448
48

2.
75
2.
904848

宣坐竺~48

3.00

48

4‑2.

0.3048

張力羽入方法の設定

上記のリラクセーション実験結果を図ー 2 ‑図 ‑4に示す。これらの結果より、張力比 1: 1の二軸引張122436

試験結果と比較して低い張力で伸長することができ、

4.8.200Time(hr)

図 ‑ 2:二軸リラクセーション実験結果〈縦糸方向〕

リラクセーションの少ない安定した張力状態となることが分かった。更に、 5段階終了時より 500時間経過後の張力は約 4kg/cmを維持し、張力比は、縦STRESS(kg/cm)

糸 方 向 横 糸 方 向 =1:0.75となり、ほぽ等張力となることが分かった。
以上の結果より、 この方法 は、妥当性があると判断
し 、 表 ‑ 1に示す伸長率で張力導入方法を設定した。

5. 再張力導入に必要な調霊代について
初期張力状態で維持されているサスベンション膜事構造に風荷重及び積雪荷量が加わった後、初期張力は、膜材のクリープ等により次第に減少する傾向にある 。
これら外力に対して、ある程度張力は回復すると考えるが、将来的について考えると再張力導入が不可欠となる。再張力導入に必要な調整代の設定にあたっては、
図 ‑ 3:二輸リラクセ}ション実験結果〈績糸方向)二軸複合引張実験より求めた。

5‑1.

二輪複合引張実駿

安定している初期張力状態を得るため 3kg/cm

STRESS(kgIcm)

を横糸、縦糸方向の順で段階的に 6kg/cmまで毅荷し、この状態でクランプを固定する。張力が 4kg/ c mで維持されていることを確認した後、最大発生膜張力に相当する荷重を載荷する。最大張力に到達した状態を維持し 1時間クリープさせる。この操作を 5回繰り返し行い、その時の張力 一歪の測定を行った。
ここでの最大発生張力は縦糸方向 24kg/cm、横糸方向 30kg/cmで張力比 1:1.25である。

5‑2.

調登代の設定図 ‑5に示す二軸複合引張実験結果より再張力導入

23(x10・2)

STRAINに必要な調整 代を下記の算定式より求めた。

図 ‑ 4:5段 階 伸長時の張力一歪曲線
FhuRυ中央部の鋼管アーチを境として柱脚部からコーナ一部、S w = (i:wb‑t:wa) しw(1)

更には、長辺方向の中央部からコ}ナ一部に向かつて、S f= (εfb‑εf a) L f(2)

第 1段階の設定長さまで伸長を行った.この状態で 48時開放置した後、第 2段階から第 5段

ここでSw:短 辺 方向〈縦糸方向〉の調型車代

階までの設定されてS f :長辺方向〈横糸方向〉の調登代いる伸長を繰り返し

t:w a 段階的載荷での初期張力時の縦糸方向の歪行った.

t:w b 設計張力 5回載荷時の縦糸方向 4kg/c
聞の歪伸長にあたってのt: fa :段階的載荷での初期張力時の横糸方向の歪張力管理は、過張力t: f b :設計張力 5回教荷時の横糸方向 4kg/c
帽の歪が発生し易いコーナ

Lw:短辺方向〈縦糸方向〉の膜パネル長さ
Lf ::長辺方向(績糸方向〉の膜パネル長さ一部分を重点的に密着引バネを設置〈写(1)、(2) 式より調整代を求めると、

真 ‑3) し、パネ剛

Sw= ・{0.
00327‑(‑0.
00067)} x11000=‑29mm性より膜張力に置換

S f= (0.04933・0.
03700)X32000=394聞剛

して tjった。

写真一 3:

以上の算出結果より調型車代は、長辺方向を 400m

密着引バネ段置状況m、短辺方向は 5 0 m mと設定した.

J.
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̲J
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主主主
6. 錐工について

豊島区立教育文化防設の体育館と室内プールの屋銀

剛筑界サスペンション膜術進の飽工に於て、最も留として、テフロンコーティングガラス繊維布を使用し意しなければならない点は、膜パネルの伸長過程で局た剛境界サスペンシヨン験機 i
置の膜パネル製作及び路部的な応力集中により、膜パネルを破鍋してしまう点

工するにあたって、各種二輪号￨張試駿結果より設定しである.今回は、この点を考慮すると共に、進正な張た.今回の様に、函肉方向から張力導入を、行うこと力を無理なく導入するため、限パネル周辺に全ての股に限られるものについては、これらの設定方法は適当押えプレートをあらかじめ取り付け、更にはそのプレであったと考える.
伸長率及び張力導入方法の級定については、リンクート全箇所に引き込み治具(レバープロック)を配置

リング等の発生もなく膜パネルを飽工することができし、それらを引き込むことにより張力を導入した。
伸長手順としては、長辺方向〈横糸方向〉を引き込た.また密着引バネによる膜張力の測定結果からも 5み後、短辺方向〈縦糸方向〉の引き込みを行う事とし、段階終了時には、ほぽ 3. 5kg/cm‑3. 8 kg

STRESS(kg/cm)

30。

/ c mの範囲に納まっている点から判断すると、これ

R.tl

Werp:Fllling.111.25

らの践定方法が妥当であったと考える。
e:必要な調型車代の段定については、未知再張力導入 tloadInWa巾

数が多い為、かなり不利な方法で段定を行ったので経20年後の再張力導入についても、十分対応出来ることを確信している。
最後に、今後も各種事修造形式、形態、続模等に対してサスベンション膜構造の膜パネル製作及び、総工方法について、究明していく考えである。
く参考文献〉‑202481)K.
ITOHetal. "Anexperimental study on tcn‑
sion char~cteri ， tics of suspensionmembranes"IASS，
1986(OSAKA)

8STRAIN(X10・')

図 ‑ 5:二制緩合引張実駁結果66‑