JP6829965B2

JP6829965B2 - 塔状建物

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Publication number: JP6829965B2
Application number: JP2016157030A
Authority: JP
Inventors: 資貴赤澤; 沢馬川上; 勇介江原; 亮和鈴木; 将平吉川; 豪人熊野; 宏祐澤井; 和宏佐分利; 幸弘島野; 直行 ▲高▼山; 晃治福本; 寛生岡田; 雄二川; 将司八嶋; 佳奈子梅津; 有弘潮崎; 拓郎沢田; 拓哉佐々木; 史朗大須賀; 遥矢嶌
Original assignee: Takenaka Corp
Current assignee: Takenaka Corp
Priority date: 2016-08-09
Filing date: 2016-08-09
Publication date: 2021-02-17
Anticipated expiration: 2036-08-09
Also published as: JP2018025021A

Description

本発明は、塔状建物に関する。

特許文献１には、風車などの塔状構造体の外周面に、螺旋状にＰＣ鋼線を配置し、軸方向と周方向の両方にプレストレスを加える技術が開示されている。

ここで、細長い塔状建物は、地震時に揺れやすく、耐震性能の向上が望まれている。

特開２０１１-９９２９９号公報

本発明は、上記事実を鑑み、塔状建物の耐震性能の向上が目的である。

第一態様は、軸力が伝達される骨格部材が外周部に螺旋状に配置された塔状建物である。

第一態様の塔状建物では、軸力が伝達される骨格部材を外周部に螺旋状に配置することで、剛性が向上し、耐震性能が向上する。

第二態様は、前記骨格部材は、互いに逆方向に巻かれた二重螺旋部材とされ、前記二重螺旋部材は三以上設けられると共に前記二重螺旋部材同士が接合された交点間に梁が架設されている第一態様に記載の塔状建物である。

第二態様の塔状建物では、外周部に二重螺旋部材を三以上設けて交点を接合することで、外周部に斜材を設ける必要がなくなり、外周部の設計の自由度が向上する。また、二重螺旋部材同士が接合された交点間に梁を架設することにより、面外方向の変形が効果的に抑制され、耐震性能が向上する。

第三態様は、前記外周部が双曲面構造とされた第一態様に記載の塔状建物である。

第三態様の塔状建物では、外周部を双曲面構造とすることで、軸剛性が向上し、耐震性能が向上する。

本発明によれば、塔状建物の耐震性能を向上することができる。

第一実施形態の塔状建物の概略構造を示す斜視図である。（Ａ）は二重螺旋部材の斜視図であり、（Ｂ）は三つの二重螺旋部材で構成された骨格部材の斜視図であり、（Ｃ）は（Ｂ）の部分拡大図である。第二実施形態の塔状建物の概略構造を示す斜視図である。（Ａ）は一葉双曲面を説明する斜視図であり、（Ｂ）は一葉双曲面螺旋を説明する斜視図である。図３の第二実施形態の塔状建物の概略構成図の部分拡大図である。第三実施形態の塔状建物の概略構造を示す斜視図である。トラス螺旋部材の、（Ａ）は斜視図であり、（Ｂ）は上方から見た図である。双曲面マリオンの斜視図である。対螺旋部材の斜視図である。第四実施形態の塔状建物の概略構造を模式的に示す斜視図である。（Ａ）は上から見た場合の四本の第一螺旋部材を模式的に示す平面図であり、（Ｂ）は上から見た場合の四本の第二螺旋部材を模式的に示す平面図であり、（Ｃ）は四本の第一螺旋部材及び第二螺旋部材を模式的に示す平面図である。連続するテンションリングを説明するための模式図である。第五実施形態の塔状建物の外形構造を模式的に示す斜視図である。基準トラスの斜視図である。基準トラスを三つ積層した状態の斜視図である。伝統的な天秤構造を説明するための図１５の部分拡大図である。（Ａ）は跳出部が無い場合のモーメントを説明する説明図であり、（Ｂ）は跳出部が形成された場合のモーメントを説明する説明図である。第六実施形態の塔状建物の概略構造を模式的に示す斜視図である。第一螺旋状柱と第二螺旋状柱とが引張材で連結される状態を模式的に示す部分拡大斜視図である。

＜第一実施形態＞
本発明の第一実施形態の塔状建物について説明する。
［構造］
図１に示すように、第一実施形態の塔状建物１００は、全体形状が円錐形状のタワーとされている。また、本実施形態の塔状建物１００は、心柱を有していないが、心柱を有していてもよい。

塔状建物１００は、外周部１０２に設けられた軸力を伝達する骨格部材１２０と梁１３０とを有している。骨格部材１２０は、軸力を伝達する三つの二重螺旋部材１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃで構成されている。

図２（Ａ）に示すように、骨格部材１２０を構成する二重螺旋部材１１０Ａは、互いに逆方向に巻かれ、交点１１１Ａで接合された螺旋部材１１２Ａで構成されている。

図２（Ｂ）に示すように、同様に二重螺旋部材１１０Ｂは、互いに逆方向に巻かれ、交点１１１Ｂで接合された螺旋部材１１２Ｂで構成され、二重螺旋部材１１０Ｃは、互いに逆方向に巻かれ、交点１１１Ｃで接合された螺旋部材１１２Ｃで構成されている。

これら三つの二重螺旋部材１１０Ａ、二重螺旋部材１１０Ｂ及び二重螺旋部材１１０Ｃは、１２０°の角度を持って配置され、交点１１３で接合されている。

図２（Ｃ）に示すように、二重螺旋部材１１０Ａ、二重螺旋部材１１０Ｂ、及び二重螺旋部材１１０Ｃが接合された骨格部材１２０は、擬似的に仮想の四面体１１５が積み上げられた構造とっている。

図１に示すように、二重螺旋部材１１０Ａ、二重螺旋部材１１０Ｂ、及び二重螺旋部材１１０Ｃが接合された交点１１３間に梁１３０が架設されている。梁１３０は平面視で三角形を形成している。この三角形の梁１３０に図示していないスラブを支持してもよい。

また、本実施形態の塔状建物２００の外周面は、骨格部材１２０に固定された図示していない外壁材やガラス等で構成されている。

［作用及び効果］
軸力が伝達される三つの二重螺旋部材１１０Ａ、１１０Ｂ，１１０Ｃ（骨格部材１２０）を外周部１０２に設けることで、外周部１０２の剛性が向上し、塔状建物１００の耐震性能が向上する。

また、外周部１０２に三つの二重螺旋部材１１０Ａ、１１０Ｂ，１１０Ｃを設けて接合し、交点１１３間を三角形状の梁１３０で接合することで、鉛直方向及び面外方向の剛性が向上する。よって、自重による下層部のはらみだしや鉛直方向の変位、また地震時の水平方向の変位等が抑制される。また、外周部１０２に斜材やマリオン等を設ける必要がなくなり、外周部１０２の設計の自由度が向上する。

また、例えば、仮に二重螺旋部材１１０Ａ一つのみで構成されていた場合、構造が非対称であるため、倒れが生じ易く、ばねのような構造になるため、鉛直方向の変位の制御が難しい。しかし、本実施形態では、骨格部材１２０は、二重螺旋部材１１０Ａ、二重螺旋部材１１０Ｂ、及び二重螺旋部材１１０Ｃが接合され、擬似的に仮想の四面体１１５が積み上げられた構造になっているので、構造的に安定している。

［その他］
三つの二重螺旋部材１１０Ａ、二重螺旋部材１１０Ｂ、及び二重螺旋部材１１０Ｃで骨格部材１２０が構成されていたが、これに限定されない。四つ以上の二重螺旋部材１１０を設けた構造であってもよい。なお、二重螺旋部材１１０の数は、三の倍数であるほうが、より安定した構造となるので、好適である。

また、本実施形態では、塔状建物１００は、全体形状が円錐形状であったが、これに限定されない。例えば、全体形状が円錐台形状であってもよいし、円柱形状であってもよい。

＜第二実施形態＞
本発明の第二実施形態の塔状建物について説明する。
［構造］
図３に示すように、第一実施形態の塔状建物２００は、全体形状が円錐形状のタワーとされている。また、本実施形態の塔状建物２００は、心柱を有していないが、心柱を有していてもよい。

図３及び図５に示すように、塔状建物２００は、外周部２０２に配置された軸力を伝達する螺旋状部材２１０と、外周部２０２に格子状に配置された双曲面を構成する斜材２２０と、を有している。なお、斜材２２０同士と、斜材２２０及び螺旋状部材２１０と、は、それぞれ交点において接合されている。

別の観点から説明すると、本実施形態の塔状建物２００の外周部２０２は、図４（Ａ）に示す一葉双曲面２５５を、図４（Ｂ）に示す上下にずれて螺旋状に変形した一葉双曲面螺旋２５０で構成されている。なお、「一葉双曲面螺旋」とは、数学的に定義されている用語ではなく、説明を判り易くするために用いた用語である。

斜材２２０同士の交点（接合部）２２２に作用する合力は、径方向外側に向かって働いており、その交点２２２に接合された螺旋状部材２１０には、斜材２２０を拘束する力として軸力が作用している。

また、本実施形態の塔状建物２００の外周面は、螺旋状部材２１０及び斜材２２０に固定された外壁材（図示略）やガラス２３０（図５参照）等で構成されている。本実施形態では、ガラス２３０は強化ガラスであり、ＤＰＧ工法で施工されている。なお、ＤＰＧ工法とは、強化ガラスに開けた皿穴部を通して皿ボルトで支持する工法である。

［作用及び効果］
軸力が伝達される螺旋状部材２１０を外周部２０２に設けることで、外周部２０２の剛性が向上し、塔状建物２００の耐震性能が向上する。また、螺旋状部材２１０は、地震や風を受けた際の水平抵抗要素として機能する。

また、外周部２０２を斜材２２０によって双曲面構造とすることで、軸剛性が向上し、耐震性能が更に向上する。

また、図５に示すように、外周面を双曲面で構成すると、斜材２２０の交点２２で構成される四つの交点２２２Ａ、２２２Ｂ、２２２Ｃ、２２２Ｄが略同一平面になる。具体的は、最も高い交点２２２Ａと、最も低い交点２２２Ｃと、を塔状建物２００の頂点を含む鉛直面に、四点２２２Ａ、２２２Ｂ、２２２Ｃ、２２２Ｄを投影したときに、投影された点が略直線状に収まる。そして、この四点２２２Ａ、２２２Ｂ、２２２Ｃ、２２２Ｄで構成される略平面をガラス２３０を嵌める面としたとき、ＤＰＧ工法で施工する際の施工誤差以内で収めることができる。

［その他］
本実施形態では、塔状建物２００は、全体形状が円錐形状であったが、これに限定されない。例えば、全体形状が円錐台形状であってもよいし、円柱形状であってもよい。

また、ガラス２３０はＤＰＧ工法以外で固定されていてもよい。

＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態の塔状建物について説明する。
［構造］
図６に示すように、第三実施形態の塔状建物３００は、全体形状が円錐台形状のタワーとされている。また、本実施形態の塔状建物３００は、心柱を有していないが、心柱を有していてもよい。

塔状建物３００は、図７に示すフィーレンディールトラス構造のトラス螺旋部材３１０と、図８に示す双曲面を構成する双曲面マリオン３２０と、図９に示す対螺旋部材３３０と、を有している。また、図６に示すように塔状建物３００の頂部は上側リング３５０で構成され、底部が下側リング３６０で構成されている。

図６に示すように、トラス螺旋部材３１０、双曲面マリオン３２０、及び対螺旋部材３３０は、外周部３０２に配置されると共に交点で接合されている。また、トラス螺旋部材３１０、双曲面マリオン３２０、及び対螺旋部材３３０のそれぞれの上端部及び下端部は上側リング３５０及び下側リング３６０に接合されている。

図７に示すトラス螺旋部材３１０は、二本の平行に配置された螺旋状の弦材３１２Ａ、３１２Ｂと、これら弦材３１２Ａと弦材３１２Ｂとを連結する斜材３１４と、で構成されている。

図８に示す双曲面マリオン３２０は、上下方向に対して斜めに配置された複数のマリオン３２２で構成されている。

図９に示す対螺旋部材３３０は、互いに逆方向に螺旋状に巻かれた螺旋部材３３２及び螺旋部材３３４で構成されている。

なお、図７に示すトラス螺旋部材３１０を構成する弦材３１２Ａ、３１２Ｂの下端部の下側リング３６０との接合部３１３Ａ、３１３Ｂ及び図９に示す対螺旋部材３３０を構成する螺旋部材３３２、３３４の下端部と下側リング３６０との接合部３３３、３３５は、図６に示すように、一箇所に集中しないように（偏らないように）分散されている。

また、実施形態の塔状建物３００の外周面は、トラス螺旋部材３１０、双曲面マリオン３２０及び対螺旋部材３３０に固定された図示していないガラス等の外装材で構成されている。

［作用及び効果］
軸力が伝達されるトラス螺旋部材３１０及び対螺旋部材３３０を外周部３０２に設けることで、外周部３０２の剛性が向上し、塔状建物３００の耐震性能が向上する。

また、双曲面マリオン３２０によって外周部３０２を双曲面構造とすることで、軸剛性が向上し、塔状建物３００の耐震性能が更に向上する。

トラス螺旋部材３１０は、トラス構造であるので鉛直剛性が高く、ガラス等の外装材を支持することに好適である。また、トラス構造であるので、一本の螺旋部材で同じ剛性を得る場合よりも細い弦材３１２Ａ、３１２Ｂで構成できるので、軽量化される。

捩じられた構造の双曲面マリオン３２０は、塔状建物３００の風応答を低減し、靭性を高めている（粘り強さをだしている）。また、ガラス等の外装材の面外変形を拘束している。

対螺旋部材３３０は、互いに逆巻きの螺旋部材３３２と螺旋部材３３４とを接合した構造であるので、螺旋状に閉じた面３３６（図９参照）が構成され、座屈剛性が向上する。また、双曲面マリオン３２０の各マリオン３２２は、対螺旋部材３３０を構成する螺旋部材３３２、３３４に接合されることで、拘束されると共に接合部位間Ｓ（図６参照）が座屈長さとなるので、面外曲げ剛性が高くなる。

上側リング３５０は、ＴＭＤ（チューンド・マス・ダンパー）のように機能し、また水平方向及び鉛直方向の応答低減効果を有する。よって、上側リング３５０を設けることで全方位に対して効果的に制振する。

［その他］
本実施形態では、トラス螺旋部材３１０は、フィーレンディールトラス構造であったが、これに限定されない。三角形で構成されたトラス構造であってもよい。

また、本実施形態では、トラス螺旋部材３１０及び対螺旋部材３３０、はそれぞれ一つ設けられていたが、これに限定されない。トラス螺旋部材３１０又は対螺旋部材３３０は、それぞれ複数設けられていてもよい。

また、本実施形態では、塔状建物３００は、全体形状が円錐台形状であったが、これに限定されない。例えば、全体形状が円錐形状（この場合、上側リングはない構造となる）であってもよいし、円柱形状であってもよい。

＜第四実施形態＞
本発明の第四実施形態の塔状建物について説明する。
［構造］
図１０に示すように、第四実施形態の塔状建物４００は、全体形状が円錐台形状のタワーとされている。また、本実施形態の塔状建物４００は、心柱を有していないが、心柱を有していてもよい。

塔状建物４００は、外周部４０２に配置され、互いに逆向きに螺旋状に巻かれ、軸力が伝達される第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０を有している。なお、図では第二螺旋部材４２０は、第一螺旋部材４１０と区別し易いように鎖線で図示している。

図１１に示すように、本実施形態の塔状建物４００では、第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０共に各四本（第一螺旋部材４１０Ａ，４１０Ｂ、４１０Ｃ，４１０Ｄ及び第二螺旋部材４２０Ａ，４２０Ｂ、４２０Ｃ、４２０Ｄ）で構成されている。しかし、判り易くするため図１１以外は、第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０は各一本で図示している。なお、第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０は、３本以下であってもよいし、５本以上であってもよい。

図１０に示すように、第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０は、単体の自然状態では、第一螺旋部材４１０の方が第二螺旋部材４２０よりも長い。そして、これらの第一螺旋部材４１０の下端部４１２及び第二螺旋部材４２０の下端部４２２を基礎部４３０に固定し、第一螺旋部材４１０は縮めて、第二螺旋部材４２０は伸ばして、上端部４１４及び上端部４２４を接合し、また交点部４１５を接合することで、一体化している。

このように接合して一体化することで、第一螺旋部材４１０は圧縮バネとなり、第二螺旋部材４２０は引張バネとなる。

また、図１２に示すように、接合された交点部４１５と交点部４１５との間は、連続するテンションリング４３２を構成している。そして、水平力Ｖ1が作用した場合には、テンションリング材に圧縮力Ｓ1と引張力Ｓ２が作用し、トラス機構を形成する。

［作用及び効果］
軸力が伝達される第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０を外周部４０２に設けることで、外周部４０２の剛性が向上し、塔状建物４００の耐震性能が向上する。

第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０のばね弾性性能が鉛直力を負担するため、第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０の断面を小さくすることができる。

第一螺旋部材４１０には圧縮力が作用し、第二螺旋部材４２０には引張力が作用しているので、曲げモーメントにより発生する偶力（圧縮・引張）に対して、圧縮側となる縮めた第一螺旋部材（圧縮バネ）４１０が抵抗し、引張側となる伸ばした第二螺旋部材（引張バネ）４２０が抵抗する。また、弾性変形の範囲内での曲げであれば、残留変形が残らない。

また、接合された交点部４１５と交点部４１５との間は、交互に引張と圧縮とがかかった連続するテンションリング４３２は、軸剛性によって擬似的な平行弦トラス構造として成立する。よって、せん断力を効果的に基礎部４３０まで伝達するので、水平力に対してしなやかに変形して抵抗する。

なお、図１１の構成をモデルとして解析した結果、風荷重に対して変形角が１／１００程度に収まるように第一螺旋部材４１０及び第二螺旋部材４２０を設定することが可能であり、応力についても鋼材の基準強度以下に収まることが確認された。

［その他］
本実施形態では、塔状建物４００は、全体形状が円錐形状であったが、これに限定されない。例えば、全体形状が円錐台形状であってもよいし、円柱形状であってもよい。

＜第五実施形態＞
本発明の第五実施形態の塔状建物について説明する。
［構造］
図１３に示すように、第五実施形態の塔状建物５００は、三角柱の外周面５０２Ａが螺旋状に捩じられた形状のタワーとされている。また、本実施形態の塔状建物５００は、心柱を有していないが、心柱を有していてもよい。

図１５に示すように、塔状建物５００の外周部５０２（図１３参照）に配置される軸力を伝達する骨格部材５１０は、三角形状の基準トラス５２０（図１４も参照）を角度を振りながら上方へ積層して接合した構造となっている。この骨格部材５１０に螺旋状に捻られた外周面５０２Ａ（図１３参照）を構成するガラス等の外板部材を設けている。

図１４及び図１５に示すように、基準トラス５２０は、細長い板材５２２を一端部５２２Ａには他の板材５２２の他端部５２２Ｂを上に配置し、他端部５２２Ｂには他の板材５２２の一端部５２２Ａを下に配置した構造となっている。また、他端部５２２Ｂには、一端部５２２Ａに接触する支点５１５から長さＬ跳ね出した跳出部５２２Ｃが形成されている（図１６も参照）。

別の観点から説明すると、図１４の基準トラス５２０で構成された図１５の骨格部材５１０は、基準トラス５２０のトラス先端（板材５２２の端部（一端部５２０Ａ及び他端部５２０Ｂ））の軌跡が螺旋状となる構造である。

また、基準トラス５２０は、支点５１５から跳ね出した跳出部５２２Ｃが形成されており、伝統木造で採用されている天秤構造の概念が取り入れられている。なお、天秤構造については後述する。

［作用及び効果］
軸力が伝達される骨格部材５１０は、基準トラス５２０を上方に角度を振りながら積み上げることで、外周部５０２に基準トラス５２０のトラス先端（板材５２２の端部（一端部５２０Ａ及び他端部５２０Ｂ））の軌跡が螺旋状となる構造である。このように、軸力が伝達される螺旋状の骨格部材を外周部５０２に配置することで、剛性が向上し、耐震性能が向上する。

また、骨格部材５１０は、基準トラス５２０を、角度を振りながら上方へ積層するという構築方法であるため、骨格部材５１０の構築において高度な技術は不要又は殆ど不要であり、積層するという簡単な施工手順で螺旋形状のタワーを構築することができる。

また、伝統木造で採用されている天秤構造の概念を取り入れることで、基準トラス５２０を構成している板材５２２の一端部５２２Ａ及び他端部５２２Ｂに固定度が確保され、板材５２２の断面を小さくすることができる。

ここで、伝統木造で採用されている天秤構造について説明する。

天秤構造は、本来支点における左右の曲げモーメントを等しくしてバランスをとるものを指している。しかし、このことは別の観点から説明すると「本来生じない支点に曲げモーメントを生じさせることができている」とも言える。

図１６及び図１７（Ｂ）に示すように、本実施形態の伝統木造で採用されている天秤構造が適用された基準トラス５２０では、板材５２２の他端部５２２Ｂに支点５１５から長さＬ跳ね出す跳出部５２２Ｃを形成することで、板材５２２の他端部５２２Ｂの支点５１５に曲げモーメントＭ１＝Ｐ２×Ｌが生じる。これにより、板材５２２の中央部５１７に作用する曲げモーメントＭ２が、跳出部５２２Ｃを形成しない場合よりも小さくなる。

つまり、図１７（Ａ）は跳出部５２２Ｃが形成されていない場合の支点５１５の曲げモーメントＭ３は０（ゼロ）であり、中央部５１７の曲げモーメントＭ２は、前述の曲げモーメントＭ４よりも小さくなる。よって、跳出部５２２Ｃを形成することで、板材５２２に発生する最大応力Ｐ１が、形成しない場合の最大応力Ｍ４よりも小さくなり、この結果、板材５２２の断面積を小さくすることができる。

［その他］
本実施形態の塔状建物５００は、基準トラス５２０が三角形状であるが、これに限定されない、三角形以外の多角形（例えば、四角形や五角形）でもよい。また、これに合わせ塔状建物は、平面形が三角形以外の多角形で、その多角形柱の外周面が螺旋状に捩じられた形状であればよい。また、例えば、基準トラスの平面形状が上方に向かって小さくなり、全体形状が頂上に向かって先細になる形状であってもよい。

なお、本実施形態では、外装材の重量等で固定度を生じさせている。しかし、外装材以外、例えば、テンション材等を別途設けて固定度を生じさせてもよい。

＜第六実施形態＞
本発明の第六実施形態の塔状建物について説明する。
［構造］
図１８に示すように、第六実施形態の塔状建物６００は、全体形状が円柱形状のタワーとされている。また、本実施形態の塔状建物６００は、心柱を有していないが、心柱を有していてもよい。

塔状建物６００は、軸力が伝達される第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０が１８０°回転され、二重螺旋状に外周部６０２に配置されている。なお、図では第二螺旋状柱６２０は、第一螺旋状柱６１０と区別し易いように鎖線で図示している。

これら第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０に図示していないガラス等の外装材が設けられている。

また、これら第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０は、鉛直方向に圧縮力されている。圧縮する方法は、どのような方法であってもよい。なお、図示していない外装材及び自重で圧縮力がかかる。

図１９に示すように、第一螺旋状柱６１０と第二螺旋状柱６２０とは、引張材６３０で連結されることで、一体化されている。図１７の矢印Ｋは引張方向を表している。また、図１８では図が煩雑になるので、引張材６３０の図示を省略している。

［作用及び効果］
軸力が伝達される第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０を外周部６０２に設けることで、外周部６０２の剛性が向上し、塔状建物６００の耐震性能が向上する。

第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０は、鉛直方向に圧縮されていると共に、互いに引っ張り合う引張材６３０で繋がれている。よって、二つの第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０は一体化され、安定した構造体（骨格部材）となる。

より詳しく説明すると、第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０は、ばね形状であるため、それぞれ単独では座屈に弱く不安定である。そこで第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０を１８０°回転し二重螺旋状に配置し、お互いがお互いを引っ張るように引張材６３０で繋ぐことで、互いに拘束されることで、安定した構造体（骨格部材）となる。

また、引張材６３０で繋ぐ際、第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０に予め圧縮力をかけることで、バネが元に戻ろうとする力と引張材６３０とが吊りあい、バネ形状特有の上下方向の不安定な動きが拘束される。つまり、第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０が有するバネ的な性質を利用しながら、安定した構造体（骨格部材）を生み出すことができる。

第一螺旋状柱６１０及び第二螺旋状柱６２０が持つバネ形状の性質をそのまま生かすことができるため、間柱やブレース等の鉛直材を付加する必要がなく、意匠的にも螺旋形状をそのまま表現した建物の構築が可能となる。

［その他］
本実施形態では、塔状建物６００は、全体形状が円柱形状であったが、これに限定されない。例えば、全体形状が円錐形状や円錐台形状であってもよい。

＜その他＞
尚、本発明は上記実施形態に限定されない。

上記実施形態の塔状建物の外周部に配置された軸力を伝達する骨格部材は、鉄骨製であるが、コンクリートや木でもよい。また、必要に応じてプレストレスを加えてもよい。

また、上記実施形態の骨格部材には、外装材が設けられているが、外装材がない、或いは一部のみ外装材を設けてもよい。

本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１００塔状建物
１０２外周部
１１０Ａ二重螺旋部材（骨格部材の一例）
１１０Ｂ二重螺旋部材（骨格部材の一例）
１１０Ｃ二重螺旋部材（骨格部材の一例）
１３０梁
２００塔状建物
２０２外周部
２１０螺旋状部材（骨格部材の一例）
３００塔状建物
３０２外周部
３１０トラス螺旋部材（骨格部材の一例）
３３０対螺旋部材（骨格部材の一例）
４００塔状建物
４０２外周部
４１０第一螺旋部材（骨格部材の一例）
４２０第二螺旋部材（骨格部材の一例）
５００塔状建物
５０２外周部
５１０骨格部材（骨格部材の一例）
６００塔状建物
６０２外周部
６１０第一螺旋状柱（骨格部材の一例）
６２０第二螺旋状柱（骨格部材の一例）

Claims

軸力が伝達される骨格部材が外周部に螺旋状に配置され、
前記骨格部材は、互いに逆方向に巻かれた対を成す螺旋部材を有している、
塔状建物。
前記対を成す螺旋部材は、三以上設けられると共に、前記対を成す螺旋部材同士が接合された交点間に梁が架設されている請求項１に記載の塔状建物。
前記外周部が双曲面構造とされた請求項１に記載の塔状建物。
前記骨格部材は、フィーレンディールトラス構造のトラス螺旋部材を有している、
請求項１又は請求項３に記載の塔状建物。