JP3284366B2 - Flexible arch construction method - Google Patents
Flexible arch construction methodInfo
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- JP3284366B2 JP3284366B2 JP11524392A JP11524392A JP3284366B2 JP 3284366 B2 JP3284366 B2 JP 3284366B2 JP 11524392 A JP11524392 A JP 11524392A JP 11524392 A JP11524392 A JP 11524392A JP 3284366 B2 JP3284366 B2 JP 3284366B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、殻形状の自由度が高い
フレキシブルアーチ構法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flexible arch construction having a high degree of freedom in shell shape.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、広い建物スペース内に太陽光を取
り入れて、自然光の下での快適な空間を得たいという要
望が高まっている。その要望に答えるものとして、高層
建築物に吹き抜けを設けてトップライトが得られるよう
にしたり、アトリウム空間を建築物の一部として形成す
る試みがある。2. Description of the Related Art In recent years, there has been an increasing demand for incorporating sunlight into a large building space to obtain a comfortable space under natural light. In response to such demands, there are attempts to provide a stairwell in a high-rise building so that a top light can be obtained, or to form an atrium space as a part of the building.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように、太陽光を
取り入れることができる構造体を設計する上で、その構
造体に対する意匠イメージは、透き通ったような骨組
み、形状が自由なもの、とされることが多い。しかしな
がらこの構造体を構築する上で採用される構造システム
は、通常、立体トラスとなる場合が多く、このため部材
数が多く、サッシュと合わせて混み入った構造体とな
り、初期の意匠イメージとは異なるものとなっていた。As described above, when designing a structure that can receive sunlight, the design image of the structure is considered to be a transparent frame and a free shape. Often. However, the structural system adopted for constructing this structure is usually a space truss, so the number of members is large, and the structure is crowded together with the sash. It was different.
【0004】そこで本発明は上記した事情に鑑みて、空
間を覆う構造体を立体トラスの場合のような多くの部材
を用いずに構築できるようにすることを課題とし、単純
で形状の自由度の高い構造体によって自然光を取り入れ
る空間を得ることを目的とする。In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a structure that covers a space without using many members as in the case of a space truss. The purpose is to obtain a space to take in natural light with a high structure.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
考慮してなされたもので、設置面に対して一端をピン支
点とし、他端をローラー支点として設置され、上下方向
に曲がる曲り部分を複数有したアーチフレームに対し
て、該アーチフレームの複数の任意点それぞれから下方
に延びる束を固設し、かつアーチフレームの長手方向下
方に沿って張設される引張材を前記束それぞれに連結
し、束それぞれにおける前記引張材の連結点から該引張
材と束との連結角度を同一にして、前記束の固設点にお
ける、アーチフレームの長手方向に亘って加わる等分布
荷重による曲げモーメントと、前記引張材の張力が前記
束に加わってなる固設点での曲げモーメントとを同量に
して打ち消し合わせる構成を有することを特徴とするフ
レキシブルアーチ構法を提供して、上記した課題を解消
するものである。Means for Solving the Problems The present invention has been made in consideration of the problems described above, one end and the pin fulcrum to the installation surface is installed at the other end as the roller supporting point, the vertical direction
For an arch frame having a plurality of bent portions, a bundle extending downward from each of a plurality of arbitrary points of the arch frame is fixed, and a tension member stretched along a longitudinal lower portion of the arch frame. Connected to each of the bundles, with the same connection angle between the tension member and the bundle from the connection point of the tension member in each of the bundles, and at the fixed point of the bundle, an equal distribution applied over the longitudinal direction of the arch frame A flexible arch construction method characterized by having a configuration in which a bending moment due to a load and a bending moment at a fixed point where the tension of the tension member is applied to the bundle are equal to each other and cancel each other, It is to solve the problem that has been done.
【0006】[0006]
【作用】図3の(イ)で示すように、どのようなフレー
ム形状のアーチフレーム1においても一端をピン支点2
とし、他端をローラー支点3とし、それらの間隔をlと
して設置させるようにした場合には、等分布荷重ωが加
わることにより、曲げモーメントdMにおいて、dMb
=ωl2 /8となるアーチフレーム1上のb点が最大と
なり、アーチフレーム1の他の点a点,c点における曲
げモーメントdMも求められる。As shown in FIG. 3A, one end of the arch frame 1 of any frame shape is
When the other end is set as the roller fulcrum 3 and the interval between them is set as l, an evenly distributed load ω is applied, so that the bending moment dM gives dMb
= Ωl 2/8 and b point on the arch frame 1 is maximized made, other points a point of the arch frame 1, moments dM bending at the point c is also determined.
【0007】このアーチフレーム1に生じる曲げモーメ
ントdMを最小とするには、アーチフレーム1に対して
プレストレスを導入し、図3の(ロ)で示すように上方
側への応力状態を生じさせることにより対応できる。す
なわち図3の(イ)で示した各点a点,b点,c点での
下方側への曲げモーメントdMa,dMb,dMcに対
して、プレストレス導入による上方側への曲げモーメン
トpMa,pMb,pMcを、pMa=dMa,pMb
=dMb,pMc=dMcとなるように作り出せばよ
い。In order to minimize the bending moment dM generated in the arch frame 1, a prestress is introduced into the arch frame 1 to generate an upward stress state as shown in FIG. It can respond by doing. That is, the bending moments dMa, dMb, and dMc on the lower side at the points a, b, and c shown in FIG. 3A are different from the bending moments pMa, pMb on the upper side due to the introduction of the prestress. , PMc, pMa = dMa, pMb
= DMb, pMc = dMc.
【0008】このようにすることにより、図3の(ハ)
に示されるように、下方側への曲げモーメントdMと上
方側への曲げモーメントpMとが打ち消し合って曲げモ
ーメントがゼロで軸力のみとする状態が得られる。この
ためアーチフレーム1を軸力に対して高い強度と剛性を
持つものとさせることにより、合理的な構造システムと
なる。By doing so, (c) of FIG.
As shown in (1), the bending moment dM toward the lower side and the bending moment pM toward the upper side cancel each other, and a state is obtained in which the bending moment is zero and only the axial force is applied. For this reason, by making the arch frame 1 have high strength and rigidity with respect to the axial force, a rational structure system can be obtained.
【0009】本発明においては、図1に示すように、ア
ーチフレーム1に設けられた束4a,4b,…の設定さ
れた連結点5a,5b,…に引張材6からの張力Tが加
わっていることにより、各点(固定点)a点,b点,…
での曲げ応力状態は、pMa=la・T=dMa,pM
b=lb・T=dMb,…(lは束の固定点から連結点
までの長さ)となっており、引張材6からの張力Tが束
に加わることによるプレストレスの導入によって各点
(固定点)a点,b点,…の曲げモーメントがゼロとな
る。すなわち、アーチフレームの長手方向に亘って加わ
る等分布荷重(アーチフレームの部材自重)による曲げ
モーメントと、束に引張材からの張力が加わったことに
よる曲げモーメントとが釣り合って打ち消し合い、曲げ
モーメントがゼロとなる。In the present invention, as shown in FIG. 1, a tension T from a tension member 6 is applied to connection points 5a, 5b,... Of bundles 4a, 4b,. , Each point (fixed point) a point, b point, ...
The bending stress state at is pMa = la · T = dMa, pM
b = lb · T = dMb,... (1 is the length from the fixed point of the bundle to the connection point), and each point is introduced by the introduction of the prestress caused by the tension T from the tension member 6 applied to the bundle. (Fixed point) The bending moments at points a, b,... Become zero. In other words, the bending moment caused by an evenly distributed load (self-weight of the arch frame member) applied along the longitudinal direction of the arch frame and the bending moment caused by the tension from the tension member applied to the bundle are balanced and cancel each other. It becomes zero.
【0010】[0010]
【実施例】つぎに本発明を図1と図2に示す一実施例に
基づいて詳細に説明する。構造体10はそれぞれ所要の
アーチ形状が得られるように設けられた複数のアーチフ
レーム1を構造部材として構築されて、図示されている
ように上下方向に曲がる曲り部分を複数有した状態とし
ており、そのアーチフレーム1それぞれは、設置面に対
して一端をピン支点2とし、他端をローラー支点3とし
て設置されている。そして前記アーチフレーム1には、
適宜に設定された複数の点a,bそれぞれに下方へ延び
る束4a,4bが固設されるとともに、アーチフレーム
1の長手方向下方に沿ようにして張設されるケーブルか
らなる引張材6が前記束4a,4bそれぞれの先端の連
結点5a,5bに連結されている。また束4a,4bは
伸縮調整可能なものであってその長さを変えることがで
きるように設けられている。なお、図1においては前記
a,bを固定点としてそれぞれから束4a,4bが下方
に延設された状態を示しているが、図示されていない部
分においても同様となっている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described in detail based on one embodiment shown in FIGS. The structural body 10 is constructed by using a plurality of arch frames 1 provided so as to obtain a required arch shape as structural members , and is illustrated.
With multiple bends that bend vertically.
And, in each of which arch frame 1, one end and the pin fulcrum 2 to the installation surface is installed at the other end as the roller supporting point 3. And in the arch frame 1,
Bundles 4a and 4b extending downward are fixed to a plurality of appropriately set points a and b, respectively, and a tension member 6 made of a cable stretched along the longitudinal lower side of the arch frame 1 is provided. The bundles 4a, 4b are connected to the connection points 5a, 5b at the respective ends. The bundles 4a and 4b are adjustable in length and provided so that their lengths can be changed. Although FIG. 1 shows a state in which the bundles 4a and 4b are extended downward from the respective points a and b as fixed points, the same applies to parts not shown.
【0011】束それぞれにおいて連結点から二方向にわ
たる引張材6との連結角度は同一となるように設けられ
ており(θa=θa′,θb=θb′)、そしてこの引
張材6に張力Tが加えられている。これによって上記固
定点a,bにおいての上方への曲げモーメントpMa,
pMbは、pMa=la・T,pMb=lb・T(l
a,lbは束4a,4bの長さ)となり、さらには前記
上方への曲げモーメントpMa,pMbがpMa=dM
a,pMb=dMbとなるように、すなわち、la・T
=dMa,lb・T=dMbとなる位置を連結点5a,
5bとするように、前記束4a,4bの長さが調整され
ている。上述のようにしてアーチフレーム1に設けられ
た複数の束の固定点それぞれにおいて、曲げモーメント
をゼロとなるようにしている。In each bundle, the connection angle with the tension member 6 in two directions from the connection point is provided to be the same (θa = θa ′, θb = θb ′). Have been added. Thereby, the upward bending moment pMa, at the fixed points a, b,
pMb is expressed as pMa = la · T, pMb = lb · T (l
a, lb are the lengths of the bundles 4a, 4b), and the upward bending moments pMa, pMb are pMa = dM
a, pMb = dMb, that is, la · T
= DMa, lb · T = dMb is the connection point 5a,
The length of the bundles 4a and 4b is adjusted so as to be 5b. As described above, the bending moment is set to zero at each of the fixed points of the plurality of bundles provided on the arch frame 1.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
設置面に対して一端をピン支点とし、他端をローラー支
点として設置され、上下方向に曲がる曲り部分を複数有
したアーチフレームに対して、該アーチフレームの複数
の任意点それぞれから下方に延びる束を固設し、かつア
ーチフレームの長手方向下方に沿って張設される引張材
を前記束それぞれに連結し、束それぞれにおける前記引
張材の連結点から該引張材と束との連結角度を同一にし
て、前記束の固設点における、アーチフレームの長手方
向に亘って加わる等分布荷重による曲げモーメントと、
前記引張材の張力が前記束に加わってなる固設点での曲
げモーメントとを同量にして打ち消し合わせる構成を有
することを特徴とするものである。As described above, according to the present invention,
It is installed with one end as a pin fulcrum and the other end as a roller fulcrum with respect to the installation surface, and has multiple bends that bend vertically.
For the arch frame, a bundle extending downward from each of a plurality of arbitrary points of the arch frame is fixed, and a tension member stretched along a longitudinal lower portion of the arch frame is connected to each of the bundles. From the connection point of the tension member in each bundle, the connection angle between the tension member and the bundle is the same, and at the fixed point of the bundle, a bending moment due to an evenly distributed load applied in the longitudinal direction of the arch frame,
The present invention is characterized in that the bending moment at a fixed point where the tension of the tensile material is applied to the bundle is equal to the bending moment at the fixed point, and the bundle is canceled.
【0013】これによって、アーチフレームの形状の自
由度が高まり、すなわち構造体の形状の自由度が高まっ
て意匠イメージに対応できるようになる。また空間を覆
う構造体を設計する際に、上下方向に曲がる曲り部分を
複数有して形状を不整形としたアーチフレームを、軸力
に抗する完全軸抵抗系の要素として捉えることができる
ようになる。また、スピーカなどを吊り下げる場合の集
中荷重にも対応し易くなるとともに、水平スラストを無
くすことができるため、下部構造が簡単なものとなり経
済的になる。そして従来の立体トラスなどの構造体に比
べて部材数が少なく、内面側がすっきりとした快適な空
間が得られるようになるなど、実用性に優れた効果を奏
するものである。As a result, the degree of freedom of the shape of the arch frame is increased, that is, the degree of freedom of the shape of the structure is increased, so that it is possible to cope with a design image. Also, when designing a structure that covers the space, bend the part that bends vertically.
An arch frame having a plurality of irregular shapes can be regarded as an element of a complete axial resistance system that resists an axial force. In addition, it becomes easier to cope with a concentrated load when a speaker or the like is suspended, and horizontal thrust can be eliminated, so that the lower structure is simplified and economical. The small number of members in comparison with the structure, such as a conventional three-dimensional truss and so comfortable that the inner surface side and clean can be obtained, in which excellent effects in practical use.
【図1】本発明に係るフレキシブルアーチ構法の一実施
例の要部を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view showing a main part of an embodiment of a flexible arch construction method according to the present invention.
【図2】一実施例のアーチフレームを示す説明図であ
る。FIG. 2 is an explanatory diagram showing an arch frame according to one embodiment.
【図3】曲げモーメントの打ち消しの概念を示す説明図
で、(イ)は等分布荷重による下側への曲げモーメント
を示し、(ロ)はプレストレス導入による上側への曲げ
モーメントを示し、(ハ)は曲げモーメントが打ち消さ
れた状態を示すものである。FIGS. 3A and 3B are explanatory diagrams showing the concept of canceling a bending moment. FIG. 3A shows a downward bending moment due to an evenly distributed load, and FIG. 3B shows an upward bending moment due to the introduction of prestress. (C) shows a state in which the bending moment has been canceled.
1…アーチフレーム 2…ピン支点 3…ローラー支点 4a,4b…束 5a,5b…連結点 6…引張材 a,b…固定点 10…構造体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Arch frame 2 ... Pin fulcrum 3 ... Roller fulcrum 4a, 4b ... Bundle 5a, 5b ... Connection point 6 ... Tensile material a, b ... Fixed point 10 ... Structure
Claims (1)
をローラー支点として設置され、上下方向に曲がる曲り
部分を複数有したアーチフレームに対して、 該アーチフレームの複数の任意点それぞれから下方に延
びる束を固設し、 かつアーチフレームの長手方向下方に沿って張設される
引張材を前記束それぞれに連結し、 束それぞれにおける前記引張材の連結点から該引張材と
束との連結角度を同一にして、 前記束の固設点における、アーチフレームの長手方向に
亘って加わる等分布荷重による曲げモーメントと、前記
引張材の張力が前記束に加わってなる固設点での曲げモ
ーメントとを同量にして打ち消し合わせる構成を有する
ことを特徴とするフレキシブルアーチ構法。1. A bend which is installed at one end with a pin fulcrum and the other end with a roller fulcrum with respect to an installation surface, and bends vertically.
A bundle extending downward from each of a plurality of arbitrary points of the arch frame is fixed to an arch frame having a plurality of portions , and a tension member stretched along a longitudinal lower portion of the arch frame is fixed to each of the bundles. The same angle of connection between the tension member and the bundle from the connection point of the tension member in each of the bundles, and bending at a fixed point of the bundle by an evenly distributed load applied in the longitudinal direction of the arch frame. A flexible arch construction method, wherein a moment and a bending moment at a fixed point where the tension of the tension member is applied to the bundle are equal to each other to cancel each other.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11524392A JP3284366B2 (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Flexible arch construction method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11524392A JP3284366B2 (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Flexible arch construction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05287809A JPH05287809A (en) | 1993-11-02 |
| JP3284366B2 true JP3284366B2 (en) | 2002-05-20 |
Family
ID=14657891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11524392A Expired - Fee Related JP3284366B2 (en) | 1992-04-09 | 1992-04-09 | Flexible arch construction method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3284366B2 (en) |
-
1992
- 1992-04-09 JP JP11524392A patent/JP3284366B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05287809A (en) | 1993-11-02 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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