ドーム型建築物用三角パネル、当該パネルを用いたドーム型建築物及び当該ドーム型建築物の構築方法
【課題】ドーム型建築物において、風荷重や積雪荷重等の応力伝達を考慮し、剛性を確保するため、及び、耐久性、耐火性を強化するために金属製の枠材を有する三角パネルを提供すること。
【解決手段】
ドーム型建築物の構成部材である三角パネルの構造において、基体となる枠体を金属製にし、枠体側面を構成する枠材を傾斜して配置させ、枠材に屈曲した板部材を固着させ水平面を形成し、板部材が屋根部材を支持する、三角パネルを提供する。
【解決手段】
ドーム型建築物の構成部材である三角パネルの構造において、基体となる枠体を金属製にし、枠体側面を構成する枠材を傾斜して配置させ、枠材に屈曲した板部材を固着させ水平面を形成し、板部材が屋根部材を支持する、三角パネルを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドーム型建築物を構成する部材である金属製三角パネルと、これを用いて構築したドーム型建築物及び当該ドームの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、緊急時や僻地での一時的な住宅としてドーム型建築物が建築され、簡易に小規模の住居等として使用されてきた。また、一般の生活の中においても、多目的ホール等の大型建築物としてのドーム型構造も多く浸透している。
【０００３】
ドーム型建築物は、一般的にフラードームやジオデシックドームと呼ばれている。構造として、ドーム頂点から放射状に鉄骨を配して、円形ドームの骨組を構築するものがある。しかしながら、ドームの構成部材を多く用いることや、建築工程の複雑さにより工期が長くなる等の問題を抱えていた。
そこで、鉄骨構造の問題を解消するものとして、木造パネルを使用してドーム型建築物を構築する技術が開示されている。例えば、特許文献１のように、木造三角パネルを構成部材として使用し、木造の多角形パネルを形成し、当該多角形パネルを組み合わせていくことでドーム型建築物を構築する技術である。
【０００４】
このような公知技術によれば、パネルを組み合わせていくことでドーム型建築物を構築するため、骨組を構築した場合に比べ、建築工程の省略が可能となり工期の短縮が可能となる。さらに、構成部材の削減ができ、建設費削減や構築の容易さをも可能とする。
また、本件出願と同一出願人による先行出願として、下記の特許文献２、及び特許文献３の先行技術が開示されている。当該先行技術は、内枠材を用いた三角パネルであり、内枠材の配置箇所、形状に特徴を有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１９２０８号公報
【特許文献２】特開平７−２２４４６４号公報
【特許文献３】実登３０５６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パネルを構成する材料は、木材であることが一般的であった。木造パネルであるため、侵食、腐食、防水性、耐火性など、耐久性の面で問題を抱えていた。
【０００７】
また、木造パネルを使用する場合は、小規模のドーム型建築物向きであった。これは、木造パネルを構成する木材の長さが、一般的には３ｍ程度になるためである。大規模なドーム型建築物を構築したい場合には、木造パネルでは、木材を長くすると同時に木材を太くする必要があった。そのため、木造パネルを使用した大規模のドーム型建築物では、屋根部分の重量化が問題であった。さらに、ドーム型建築物の構成部材が多量となることで、建材費、建築費が掛かること、ドーム型建築物の構築が複雑になり構築工程が増えることの原因となっている。
【０００８】
また、上記各先行技術文献の記載には、構成部材の材質が木材には限られず、金属製の材質であってもよいことの示唆がある。しかしながら、木材による構成を金属製の構成部材に変更可能である程度の示唆に留まり、金属製の構成部材の特性を利用した形状や構成を具体的に開示したものではない。
【０００９】
加えて、昨今の木材価格の高騰も懸念材料となり、構築時の工程を容易にし、より安価で、構築後も耐久性の高いドーム型建築物を提供するための三角パネルが望まれている。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決するために、ドーム型建築物の構成部材である三角パネルであって、金属製の枠体により構成される三角パネルを提供する。これにより、木製の三角パネルに比べ、耐久性が改善され、ドーム型建築物の耐久性が改善されることになる。加えて、ドーム型建築物の鉄骨を構築しなくとも、三角パネル同士の接合部分には金属製枠体を配した構造となる。
【００１１】
また、金属製の枠材により構成される枠体の構造として、枠体側面を内側に傾斜させた構造の三角パネルを提供する。三角パネルの側面を構成する枠体は、内側に傾斜する斜面を形成し、三角パネル同士の突き合わせにおける接合面を形成している。これにより、三角パネルを用いた多角形体の形成が容易になる。さらには、多角形体を用いたドーム型建築物の構築が容易になる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る三角パネルは、側面を突き合わせていきドームを形成していく構成部材としての三角パネルにおいて、略Ｕ型に成形された金属製の枠材と、上記三角パネルの基体となる枠体であって、３つの上記枠材により構成され、当該枠体の側面が傾斜するように当該各枠材を傾斜させ、それぞれの端部を固着させ形成される三角形状の枠体と、上記枠体に固着される板部材であり、屈曲した板状に成形され、上記枠体の三角形内側方向に延びた羽部分を構成する板部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る三角パネルは、上記板部材に係る羽部分が水平面に形成される、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る三角パネルは、上記枠体を構成する枠材に対して固着されるガセットプレートであって、当該枠材の略Ｕ字型に囲まれる部分に一端周辺部が固着され、上記枠体の三角形状の内側方向に延びた羽部分に孔が形成されたガセットプレートと、上記ガセットプレートに係る羽部分に対して締結される母屋と、を更に有する、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る三角パネルは、上記３つの枠材により構成される枠体は二等辺三角形状である、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る三角パネルは、上記板部材が上記二等辺三角形状の枠体に係る二等辺を構成する二つの上記枠材に複数固着され、当該枠体の二等辺とは異なる一辺を構成する上記枠材に一又は複数固着されている、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る三角パネルは、上記ガセットプレートが上記枠体の二等辺を構成する各枠材に対して、一対に固着され、上記母屋は、上記一対のガセットプレートに対して締結される、を特徴とする。
【００１８】
本発明に係る三角パネルは、上記板部材に係る羽部分と上記母屋により支持される屋根部材、を更に有する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るドーム型建築物は、上記三角パネルを用いて、上記三角パネルの頂点が同一球面上に位置し、各隣接する三角パネルの枠体の側面同士を締結手段で連結して形成された、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るドーム型建築物の構築方法は、上記三角パネルを用いて、基礎上にドーム型建築物を構築する方法であって、当該三角パネルの側面同士を接合して連結させ、切頭２０面体を構成する五角形体または六角形体を形成する多面体を地組しておき、上記五角形体の５つを基礎上に連結し、当該五角形体に接する位置に上記六角形体を連結していき、頂点に五角形体を連結させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、三角パネルが金属製の枠体を有するため、木造パネルを使用した場合に比べ、耐久性及び耐火性が増したドーム型建築物を構築することが可能となる。また、金属製枠体の材質がアルミニウムなどの安価な金属による場合に、コスト削減も図ることができる。
【００２２】
また、鉄骨構造では１本の骨組をドーム頂点から放射状に配するのに対して、本発明では三角パネルの枠体同士の接合により、接合部分が２本の金属製枠材からなる骨組みの機能を果たすドーム型建築物が構築される。ゆえに、耐荷重性が高まる効果を奏する。
【００２３】
また、枠体が金属製であるために、三角パネルの剛性が高まり、小規模なドーム型建築物から大規模なドーム型建築物までを構築することが可能となる。さらに、パネルの寸法を大きくしても、大幅な重量化をしない効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】三角パネル間の接合部分の断面図
【図２】（ａ）三角パネルを形成する枠体の形状、及び枠材の配置図 （ｂ）枠体の所定箇所または範囲を示した図
【図３】（ａ）枠体の断面における枠材を示した図 （ｂ）ガセットプレートを示した図 （ｃ）枠体の断面における枠材及びガセットプレートを示した図
【図４】（ａ）枠体及び母屋の配置を示した図 （ｂ）枠材、ガセットプレート、母屋の結合部分を示した図 （ｃ）枠材、ガセットプレート、母屋の結合部分を示した図
【図５】（ａ）枠材に固着されたプレートの配置を示した図 （ｂ）枠体、プレートの断面を示した図
【図６】（ａ）野地板を母屋、プレートに結合した図 （ｂ）鋼板を配置した図
【図７】（ａ）ドーム構築の際の五角形体の配置例 （ｂ）ドーム構築の際の六角形体の配置例 （ｃ）ドーム構築の際に、頂点を構成する五角形体の配置例
【図８】本発明に係るドーム型建築物の図
【図９】枠体の頂点周辺部の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る三角形パネル１の実施形態について説明する。
図１は、ドーム型建築物を構築した際の三角パネル１同士の接合部分を示す断面図である。概要として、枠体に係る枠材２をボルトナット７で固定し、枠体に係る枠材２に固着されたプレート６に野地板８を固定し、野地板８の外表面側に仕上げ材１０を固着させ、シーリング材１１により野地板８及び仕上げ材１０の厚さにより生じた隙間が密閉されている。
なお、図１の上下方向は、下方向がドーム型建築物の内部方向とし、上方向がドーム型建築物の外部方向として、図示している。
【００２６】
三角パネル１とは、ドーム型建築物を構成する三角形の構造体である。三角パネル１を接合していくことで多角形体を形成し、多角形体を接合していくことでドーム型建築物が構築される。
三角パネル１は、枠材２、ガセットプレート３、母屋５、プレート６、野地板８、鋼板１０により構成される。枠材２を構成部材として枠体が形成され、この枠体が三角パネル１の基体となる。
【００２７】
次に、三角パネル１に係る構成部材について説明する。
枠材２とは、三角パネル１の基体である枠体を構成し、枠体の三角形状を形作る構成部材である。枠材２は、断面が略Ｕ字型形状になるように形成されている。断面のような３面から成り、枠体の側面を構成する面と、向かい合う２面により略Ｕ字型形状の断面に成形される。なお、枠材２のうち枠体側面を構成する面以外の向かい合う２面同士が、平行であっても平行でなくても構わない。
また、枠材２の両端部分は、三角形状枠体に係る頂点部分を構成し、枠材２同士が固着可能な形状に成形されている。この枠材２の両端部における固着部分は、図９に例示したようになる。図９は、枠体の頂点周辺部を表す斜視図である。図２（ｂ）中のＣ範囲を表したものである。
【００２８】
枠材２は金属製であり、鉄、鋼、アルミニウムなどの材質である。なお、枠材２の材質は、これら金属に限定されるものではなく、ドーム型建築物の構築を可能とする強度を有する金属であればよい。
【００２９】
本発明に係る枠材２の成形方法は、いかなるものであってもよく、断面が略Ｕ字型形状に成形されていればよい。枠材２は、一枚の金属板を用い略直角に屈曲させることで、断面が略Ｕ字型に成形されていてもよい。または、金属射出成形により、断面が略Ｕ字型に成形されていてもよい。なお、他の三角パネル構成部材についても、成形方法が限定されるものではない。
また、枠材２の両端部についても、端部を切り出すことで成形してもよい。枠体を形成する際、枠材２の両端部が、枠材２同士を固着可能な形状に成形されていればよい。
【００３０】
枠体とは、枠材２により構成されるものであり、三角パネルの基体となるものである。また、枠体は、３つの枠材２が三角形状を形成するように配置され、枠材２各々の端部が溶接により固着されている。
枠体は、枠材２により三角形状に形成された立体構造である。三角形は、枠体の水平面における断面の形状を表したものである。なお、枠体の詳細については、後述にて説明を加える。
【００３１】
ガセットプレート３とは、構成部材相互の接合に用いる鋼板である。ガセットプレート３は、平面形状の鋼板である構成部材であり、略Ｖ字形に成形され、孔４が形成されている。枠材２と母屋５を接合するのに用いられる部材である。ガセットプレート３と枠材２とは溶接により固着され、母屋５とは孔４にボルトが挿嵌させナットにより締結される。また、枠材２とガセットプレート３とを溶接により固着する際、溶接が容易となる形状のガセットプレート３であってもよい。なお、ボルトナット７とは、ボルトとナットであり、孔に挿嵌でき、部材同士を締結できればよい。また、ボルトとナットのように、別々の記載により説明に用いている。
【００３２】
母屋５とは、野地板８を支持する構成部材である。母屋５は、野地板８の荷重を枠材２へ伝播するものである。母屋５は、両端周辺部には孔が形成されている。両端周辺部に形成された孔にボルトを嵌挿させナットにより締結され、ガセットプレート３と連結される。また、母屋５は、野地板８を支持できガセットプレート３と連結できる部材であればよく、母屋５の形状が限定されるものではない。例えば、野地板８を支持できる面と、ガセットプレート３と接合できる面を有する形状に成形されていればよい。
【００３３】
プレート６とは、構成部材相互の接合に用いる鋼板である。プレート６は、枠体に溶接により固着される。枠体に係る枠材２と野地板８を接合するのに用いる部材である。傾斜させた枠材２により構成された枠体と、平面形状を有する野地板８とを接合可能にさせる形状を有する板状部材である。
【００３４】
野地板８とは、屋根部材の一部であり、屋根の仕上げ材を支える部材である。野地板８は、建築物の構造体を支える構造として用いる合板である構造用合板であってもよい。また、耐火木毛セメント板など耐火性の野地板８であってもよい。さらに、野地板８が三角形状の一枚のものであってもよい。
また、野地板８は、母屋５とプレート６により支持されて固定されている。例えば、母屋５、プレート６、野地板８の所定の箇所に孔を形成し、ネジ等で締結させ固定さてもよい。
【００３５】
仕上げ材１０とは、屋根部材の一部であり、三角パネル１及びドーム型建築物の外装を構成する表面部材である。仕上げ材１０は、板状であって、野地板８の外表面に被膜するよう固着される。例えば、仕上げ材１０で野地板８の外正面部分を覆い、ドリルなどで穴を形成し、ネジ９により互いに固定するようにする。ネジ９は、タッピンネジなどで穴に締め付けるものである。
また、仕上げ材１０は、金属製の薄い板状鋼板であっても、粘板岩を薄い板状に加工したものであるスレートであってもよい。仕上げ材１０が鋼板である場合、厚さ０．４ｍｍほどの薄い鋼板であり、ガルバリウム鋼板であってもよい。
【００３６】
次に、三角パネル１に係る構成部材を用いて、三角パネル１を形成する実施例について説明を行う。
まず、枠体を構成する枠材２の配置について説明する。
図２は、枠材２により構成された三角パネル１の枠体の形状、及び枠体を構成する枠材２の配置を示した図である。
図２（ａ）は、枠体を構成する枠材２の配置を示した図である。三角形状枠体に係る二辺を構成する枠材２には、ガセットプレート３が固着される。なお、このガセットプレート３は、枠体を形成した後に枠材２に固着するものであっても、枠材２に予め固着させた後に枠体を形成するものであっても、どちらでもよい。
図２（ｂ）は、枠体の所定部分又は断面を示した図である。Ａ−Ａ´断面は、枠体の二辺を構成する枠材２の断面である。Ｂ−Ｂ´断面は、ガセットプレート３が固着された枠材２の断面である。Ｃ範囲は、三角形状枠体に係る頂点周辺の範囲である。また、三角形状枠体を形成する際、枠材２は、略Ｕ字型形状の向かい合う２面が三角形の内側方向に位置するよう構成される。
【００３７】
次に、枠体に係る枠材２の傾斜について説明を行う。
枠体は、枠材２を傾斜させ三角形状に配置し枠材２同士を溶接により固着させることで形成されるものである。なお、この傾斜は垂直方向からの傾斜であり、この垂直方向は上記水平方向に対する鉛直方向である。
図３（ａ）は、枠体を構成する枠材２の断面図であり、図２（ｂ）中のＡ−Ａ´断面を示した図である。枠材２のうち枠体側面を構成する面が、枠体では斜面を形成するように、枠材２を傾斜して配置されている。また、三角形状枠体に係る３側面は、いずれも斜面に形成されている。つまり、三角形状枠体を形成する３本の枠材２は、いずれも傾斜して配置されていることになる。
【００３８】
例えば、枠体側面が、垂直方向から角度θに傾斜する斜面を形成する場合とする。これは、枠材２のうち枠体側面を構成する面が傾斜角θになるよう、枠材２を傾斜させて枠体を形成した場合である。
また、枠材２は略Ｕ字型形状であるので、枠材２に係る枠体側面を構成する面以外の向かい合う２面は、水平方向から角度を有する方向に延設している。仮に、枠材２が直角に略Ｕ字型形状を有している場合、水平方向では、枠体側面を構成する面以外の向かい合う２面が、それぞれ仰角θに傾斜していることになる。
【００３９】
次に、ガセットプレート３と枠材２との溶接による固着について説明を行う。
図３（ｂ）は、ガセットプレート３の形状を表した図である。図３（ｃ）は、図２（ｂ）中のＢ−Ｂ´断面であり、枠材２にガセットプレート３を固着させた箇所を表した図である。
ガセットプレート３と枠材２では、枠材２の略Ｕ字型に囲まれる部分にガセットプレート３の一端周辺部分が溶接により固着されている。ガセットプレート３は略Ｖ字形をした平面状板部材であるため、枠材２から突出しているガセットプレート３の一部分は、水平方向に突出することができる。これは、枠体を構成する枠材２が傾斜角と、ガセットプレート３の略Ｖ字形の角度に因るためである。なお、枠材２を傾斜させる角度や、ガセットプレート３を略Ｖ字形に成形する角度が、特定である必要はない。本発明に係る三角パネル１において、枠体の側面が傾斜した斜面であって、固着により枠材２から突出したガセットプレート３の一部分が水平方向に延設するようになればよい。
【００４０】
次に、母屋５とガセットプレート３との締結について説明する。
図４（ａ）は、母屋５の配置を示した図である。溶接により枠材２に固着されたガセットプレート３と、母屋５とがボルトナットにより締結され固定される。図４（ｂ）は、枠材２、ガセットプレート３、母屋５の締結部分を表した図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）中のＤ範囲を拡大した図面である。
枠材２に固着されたガセットプレート３は、一対の向かい合う位置になるよう配置されている。母屋５は、一対のガセットプレート３に対して締結される。母屋５の両端周辺部にボルトを挿嵌する孔が形成されている。これにより、ガセットプレート３と母屋５に形成された孔にボルトを挿嵌し、ナットによる締結し固定される。ガセットプレート３と締結された母屋５は、母屋５同士が互いに平行な位置に配置されている。また、図４中の下方向の辺を底辺と呼び説明をすると、三角形状に係る底辺と、母屋５とは平行の位置に配置される。つまり、ガセットプレート３は、底辺と平行な位置に一対を成し、枠材２に固着されることになる。
【００４１】
次に、枠材２とプレート６との固着について説明する。
図５（ａ）は、枠材２にプレート６を配置した図である。プレート６は、枠体を構成する枠材２に係る屋根外表面側の面に配置される。また、三角形状枠体を構成する３本の枠材２全てに固着される。
枠材２とプレート６は、溶接により固着するか、孔を形成しボルトナットによる挿嵌により締結するか、どちらでもよい。
【００４２】
図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＥ−Ｅ´断面であり、枠材２とプレート６が固着した部分の断面を表した図である。
プレート６は、２平面形状の板状部材であり、２平面の向かい合う角が鈍角を有するように屈曲して成形されている。また、プレート６のうち、枠材２から三角形の内側方向に突出している面は、水平面を形成するように突出している。枠体に固着された複数のプレート６において、いずれの突出した面も同一平面上にあることになる。さらに、プレート６のうち、枠材２から三角形の内側方向に突出した部分係る面が、野路板８を受ける羽部材となる。
これは、枠体に係る枠材２を傾斜させ配置することで、枠材２に係る向かい合う２面が水平方向から角度を有する方向に形成されるためである。後述する野路板８を固定する際に、枠材２により傾斜角、仰角を有する枠体においては、平面形状である野路板８を支持することは安定性を欠く。そのため、枠体が同一平面で野路板８を受ける構造の部材が必要である。
【００４３】
次に、屋根部材の配置について説明を行う。
図６は、野地板８を枠体上に配置した図である。ネジ９は、例示のために図示したものであり、図６（ａ）に係る配置に限られるものではない。また、４枚の野地板８を用いた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。また、野地板８は、母屋５、プレート６、により支持される。
【００４４】
図６（ｂ）は、三角パネル１における外表面部分を構成する仕上げ材１０の配置を表した図である。
三角パネル１の底辺と平行に板状の仕上げ材１０が配置し固定される。仕上げ材１０同士では、一部重なり合う部分が形成される。例えば、ハゼ結合やハゼ締め、と呼ばれる接合方法である。
この場合、三角形パネル１により構成された各多角形体の中心から同心円状に上記重なり合う部分が形成される。これに限らず、三角パネル１の斜辺と平行線上に仕上げ材１０の重畳する部分が形成されるようにしてもよい。このとき、ドーム型建築物における頂上を中心として、同心円状に全部の上記重なり合う部分が形成することになる。
いずれの場合も、ドーム型建築物の頂上側に配置し固着された仕上げ材１０が、上記重なり合う部分の外表面を形成している。これにより、水上から水下へスムーズに水が流れ、水が浸入することがなくなる。
【００４５】
上述してきた構成を有することで、本実施形態に係る三角パネル１は形成される。
【００４６】
次に、枠体に係る枠材２の組合せにより、数種類の枠体が形成される場合について説明する。また、数種類の枠体により数種類の三角パネル１が形成される。さらに、複数種類の三角形パネル１により形成される多角形体についても説明する。
【００４７】
三角パネル１を構成する枠体は、長さの異なる２種類の枠材２によって、二等辺三角形状に形成される。また、二等辺三角形状の等しい二辺を構成する枠材２は、同一の傾斜に配置されている。
詳細には、二等辺三角形に係る等しい二辺を構成する枠材２は、同一の傾斜に配置に形成される。また、二等辺とは異なる一辺を構成する枠材２では、二等辺を形成する枠材２の傾斜とは異なる傾斜角に枠材２が傾斜して配置されている。
【００４８】
また、三角パネル１により形成される多角形体は、五角形体、六角形体の２種類である。このため、三角パネル１は、二等辺三角形状枠体に係る辺の長さ及び傾斜角の異なる組み合わせが必要となる。
ここでは、枠材２の長さ及び枠体を形成する際の傾斜角を包含する意味合いの枠材と定義して説明を行う。例えば、長さと配置の際の傾斜角の相違により、第１枠材２ａ、第２枠材２ｂ、第３枠材２ｃ、第４枠材２ｄ、第５枠材２ｅと定義する。
これらの組み合わせにより、三角形状の枠体を形成することについて説明する。
【００４９】
まず、長さと傾斜の相違によって５種類となる説明を行う。
三角形パネル１同士の接合により形成される多角形体において、五角形体の中心点から５頂点を結ぶ５線分の接合面を形成する枠材と、六角形体の中心点から６頂点を結ぶ６線分の接合面を形成する枠材がある。また、五角形体では、五角形状の５辺を形成する枠材がある。さらに、六角形体では、六角形状の６辺のうち、六角形体と接合する辺を形成する枠材と、六角形体の辺のうち五角形体と接合する辺を形成する枠材と、がある。
【００５０】
なお、枠材２同士の接合は、ボルトナットにより締結される。図１に図示されていないが、枠材２には、三角パネル１に係る枠体側面を構成する面の所定の箇所に、ボルトを挿嵌するための孔が形成されている。枠体側面を突き合わせた接合部分には、いずれの枠材にも孔が形成されているので、ボルトナットによる締結ができる。
【００５１】
次に、５種類の枠材の組み合わせにより構成される枠体について説明を行う。
例えば、異なる一辺である底辺を構成する第１枠材２ａを１本と、等しい二辺を構成する第２枠材２ｂを２本と、から成る二等辺三角形状枠体がある。当該二等辺三角形により多角形体が形成された場合に、第２枠材２ｂ同士が接合するものであり、第１枠材２ａは多角形体の辺を構成することになる。
また、異なる一辺である底辺を構成する第４枠材２ｄを１本と、等しい二辺を構成する第３枠材２ｃを２本と、から成る二等辺三角形状枠体がある。当該二等辺三角形を含む多角形体が形成された場合に、多角形体の辺は、二等辺三角形状において異なる一辺の底辺を成した第４枠材２ｄとなる。
さらに、異なる一辺である底辺を形成する第５枠材２ｅを１本と、等しい二辺を構成する第３枠材２ｃを２本と、から成る二等辺三角形状枠体がある。当該二等辺三角形によりを一部に含む多角形体が形成された場合に、多角形体の辺は、二等辺三角形状において異なる一辺の底辺を成した第５枠材２ｅとなる。
【００５２】
次に、三角パネル１により構成された多角形体を用いたドーム型建築物の構築方法について説明する。
なお、上述した枠材２の長さの相違、傾斜させた角度の相違に基づく、複数種類の三角パネル１が形成されることの説明を参照して、多角形体の説明を行うものである。
【００５３】
まず、三角形パネル１の種類について説明する。
第１の三角パネルは、二等辺三角形状であって、異なる一辺の底辺が第１枠材２ａにより、等しい二辺が第２枠材２ｂにより構成されている。第２の三角パネルは、異なる一辺の底辺が第４枠材２ｄにより、等しい二辺が第３枠材２ｃにより構成されている。第３の三角パネルは、異なる一辺の底辺が第５枠材ｅにより、等しい二辺が第３枠材２ｃにより構成されている。
【００５４】
次に、数種類の三角パネル１により構成される多角形体について説明する。
五角形体は、第１の三角パネルのみを使用して形成される。つまり、第１枠材２ａを辺とする五角形が形成されることになる。
ドーム型建築物の構築の際に、図７において後述するが、本発明に係るドーム構造において、当該五角形体は、必ず六角形体とのみ接する構造を有している。
【００５５】
六角形体では、第２の三角パネルと、第３の三角パネルとを交互に配置する構成から成る。つまり、六角形の辺は、第４枠材２ｄと第５枠材２ｅが交互に現れる形状を有している。
また、図７に例示のように、当該六角形体は、上記五角形体と、六角形体同士の両多角形体と接する構造を有している。
【００５６】
次に、ドーム型建築物の構築方法について説明を行う。
ドームを組み立てる手順としては、まず従来工法により、基礎工事及び腰壁の打設を行い、土台の設置及び固定を行い、建物の壁を作る。この段階で、ドーム構造に付加外力を及ばない構造にする。
また、図７（ａ）に示すように、三角パネル１を締結手段であるボルトとジベル接合により連結された五角形を形成する五角形体により地組する。この五角形体を５組、組立て土台のうえに立て裏から支える。
そして、図７（ｂ）に示すように、六角形を形成する六角形体を、５組を上記五角形体に組み付ける。最後に、図７（ｃ）に示すように、ドーム頂点の五角形体を、上記六角形体に組み付けていき、完成させる。
【００５７】
以上のように、本発明に係る構造の三角パネル１を有することで、ドーム型建築物の構築が容易になる。
【００５８】
また、三角パネル１の構成部材が金属製部材であり、耐火性部材を使用することで、従来の木造の三角パネルに比べて耐火性、耐蝕性に優れる構造となる。
また、三角パネル１の枠体を構成する枠材２が、アルミニウムであってもよく、建材費が削減できる効果を奏する。
【符号の説明】
【００５９】
１ 三角パネル
２ 枠材
３ ガセットプレート
４ 孔
５ 母屋
６ プレート
７ ボルトナット
８ 野地板
９ ネジ
１０ 仕上げ材
１１ シーリング材
１６ 五角形体
１７ 六角形体
１８ ドーム型建築物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドーム型建築物を構成する部材である金属製三角パネルと、これを用いて構築したドーム型建築物及び当該ドームの構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、緊急時や僻地での一時的な住宅としてドーム型建築物が建築され、簡易に小規模の住居等として使用されてきた。また、一般の生活の中においても、多目的ホール等の大型建築物としてのドーム型構造も多く浸透している。
【０００３】
ドーム型建築物は、一般的にフラードームやジオデシックドームと呼ばれている。構造として、ドーム頂点から放射状に鉄骨を配して、円形ドームの骨組を構築するものがある。しかしながら、ドームの構成部材を多く用いることや、建築工程の複雑さにより工期が長くなる等の問題を抱えていた。
そこで、鉄骨構造の問題を解消するものとして、木造パネルを使用してドーム型建築物を構築する技術が開示されている。例えば、特許文献１のように、木造三角パネルを構成部材として使用し、木造の多角形パネルを形成し、当該多角形パネルを組み合わせていくことでドーム型建築物を構築する技術である。
【０００４】
このような公知技術によれば、パネルを組み合わせていくことでドーム型建築物を構築するため、骨組を構築した場合に比べ、建築工程の省略が可能となり工期の短縮が可能となる。さらに、構成部材の削減ができ、建設費削減や構築の容易さをも可能とする。
また、本件出願と同一出願人による先行出願として、下記の特許文献２、及び特許文献３の先行技術が開示されている。当該先行技術は、内枠材を用いた三角パネルであり、内枠材の配置箇所、形状に特徴を有するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１１９２０８号公報
【特許文献２】特開平７−２２４４６４号公報
【特許文献３】実登３０５６９６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、パネルを構成する材料は、木材であることが一般的であった。木造パネルであるため、侵食、腐食、防水性、耐火性など、耐久性の面で問題を抱えていた。
【０００７】
また、木造パネルを使用する場合は、小規模のドーム型建築物向きであった。これは、木造パネルを構成する木材の長さが、一般的には３ｍ程度になるためである。大規模なドーム型建築物を構築したい場合には、木造パネルでは、木材を長くすると同時に木材を太くする必要があった。そのため、木造パネルを使用した大規模のドーム型建築物では、屋根部分の重量化が問題であった。さらに、ドーム型建築物の構成部材が多量となることで、建材費、建築費が掛かること、ドーム型建築物の構築が複雑になり構築工程が増えることの原因となっている。
【０００８】
また、上記各先行技術文献の記載には、構成部材の材質が木材には限られず、金属製の材質であってもよいことの示唆がある。しかしながら、木材による構成を金属製の構成部材に変更可能である程度の示唆に留まり、金属製の構成部材の特性を利用した形状や構成を具体的に開示したものではない。
【０００９】
加えて、昨今の木材価格の高騰も懸念材料となり、構築時の工程を容易にし、より安価で、構築後も耐久性の高いドーム型建築物を提供するための三角パネルが望まれている。
【００１０】
そこで、本発明は上記課題を解決するために、ドーム型建築物の構成部材である三角パネルであって、金属製の枠体により構成される三角パネルを提供する。これにより、木製の三角パネルに比べ、耐久性が改善され、ドーム型建築物の耐久性が改善されることになる。加えて、ドーム型建築物の鉄骨を構築しなくとも、三角パネル同士の接合部分には金属製枠体を配した構造となる。
【００１１】
また、金属製の枠材により構成される枠体の構造として、枠体側面を内側に傾斜させた構造の三角パネルを提供する。三角パネルの側面を構成する枠体は、内側に傾斜する斜面を形成し、三角パネル同士の突き合わせにおける接合面を形成している。これにより、三角パネルを用いた多角形体の形成が容易になる。さらには、多角形体を用いたドーム型建築物の構築が容易になる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る三角パネルは、側面を突き合わせていきドームを形成していく構成部材としての三角パネルにおいて、略Ｕ型に成形された金属製の枠材と、上記三角パネルの基体となる枠体であって、３つの上記枠材により構成され、当該枠体の側面が傾斜するように当該各枠材を傾斜させ、それぞれの端部を固着させ形成される三角形状の枠体と、上記枠体に固着される板部材であり、屈曲した板状に成形され、上記枠体の三角形内側方向に延びた羽部分を構成する板部材と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る三角パネルは、上記板部材に係る羽部分が水平面に形成される、ことを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る三角パネルは、上記枠体を構成する枠材に対して固着されるガセットプレートであって、当該枠材の略Ｕ字型に囲まれる部分に一端周辺部が固着され、上記枠体の三角形状の内側方向に延びた羽部分に孔が形成されたガセットプレートと、上記ガセットプレートに係る羽部分に対して締結される母屋と、を更に有する、ことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る三角パネルは、上記３つの枠材により構成される枠体は二等辺三角形状である、ことを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る三角パネルは、上記板部材が上記二等辺三角形状の枠体に係る二等辺を構成する二つの上記枠材に複数固着され、当該枠体の二等辺とは異なる一辺を構成する上記枠材に一又は複数固着されている、ことを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る三角パネルは、上記ガセットプレートが上記枠体の二等辺を構成する各枠材に対して、一対に固着され、上記母屋は、上記一対のガセットプレートに対して締結される、を特徴とする。
【００１８】
本発明に係る三角パネルは、上記板部材に係る羽部分と上記母屋により支持される屋根部材、を更に有する、ことを特徴とする。
【００１９】
本発明に係るドーム型建築物は、上記三角パネルを用いて、上記三角パネルの頂点が同一球面上に位置し、各隣接する三角パネルの枠体の側面同士を締結手段で連結して形成された、ことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係るドーム型建築物の構築方法は、上記三角パネルを用いて、基礎上にドーム型建築物を構築する方法であって、当該三角パネルの側面同士を接合して連結させ、切頭２０面体を構成する五角形体または六角形体を形成する多面体を地組しておき、上記五角形体の５つを基礎上に連結し、当該五角形体に接する位置に上記六角形体を連結していき、頂点に五角形体を連結させる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、三角パネルが金属製の枠体を有するため、木造パネルを使用した場合に比べ、耐久性及び耐火性が増したドーム型建築物を構築することが可能となる。また、金属製枠体の材質がアルミニウムなどの安価な金属による場合に、コスト削減も図ることができる。
【００２２】
また、鉄骨構造では１本の骨組をドーム頂点から放射状に配するのに対して、本発明では三角パネルの枠体同士の接合により、接合部分が２本の金属製枠材からなる骨組みの機能を果たすドーム型建築物が構築される。ゆえに、耐荷重性が高まる効果を奏する。
【００２３】
また、枠体が金属製であるために、三角パネルの剛性が高まり、小規模なドーム型建築物から大規模なドーム型建築物までを構築することが可能となる。さらに、パネルの寸法を大きくしても、大幅な重量化をしない効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】三角パネル間の接合部分の断面図
【図２】（ａ）三角パネルを形成する枠体の形状、及び枠材の配置図 （ｂ）枠体の所定箇所または範囲を示した図
【図３】（ａ）枠体の断面における枠材を示した図 （ｂ）ガセットプレートを示した図 （ｃ）枠体の断面における枠材及びガセットプレートを示した図
【図４】（ａ）枠体及び母屋の配置を示した図 （ｂ）枠材、ガセットプレート、母屋の結合部分を示した図 （ｃ）枠材、ガセットプレート、母屋の結合部分を示した図
【図５】（ａ）枠材に固着されたプレートの配置を示した図 （ｂ）枠体、プレートの断面を示した図
【図６】（ａ）野地板を母屋、プレートに結合した図 （ｂ）鋼板を配置した図
【図７】（ａ）ドーム構築の際の五角形体の配置例 （ｂ）ドーム構築の際の六角形体の配置例 （ｃ）ドーム構築の際に、頂点を構成する五角形体の配置例
【図８】本発明に係るドーム型建築物の図
【図９】枠体の頂点周辺部の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る三角形パネル１の実施形態について説明する。
図１は、ドーム型建築物を構築した際の三角パネル１同士の接合部分を示す断面図である。概要として、枠体に係る枠材２をボルトナット７で固定し、枠体に係る枠材２に固着されたプレート６に野地板８を固定し、野地板８の外表面側に仕上げ材１０を固着させ、シーリング材１１により野地板８及び仕上げ材１０の厚さにより生じた隙間が密閉されている。
なお、図１の上下方向は、下方向がドーム型建築物の内部方向とし、上方向がドーム型建築物の外部方向として、図示している。
【００２６】
三角パネル１とは、ドーム型建築物を構成する三角形の構造体である。三角パネル１を接合していくことで多角形体を形成し、多角形体を接合していくことでドーム型建築物が構築される。
三角パネル１は、枠材２、ガセットプレート３、母屋５、プレート６、野地板８、鋼板１０により構成される。枠材２を構成部材として枠体が形成され、この枠体が三角パネル１の基体となる。
【００２７】
次に、三角パネル１に係る構成部材について説明する。
枠材２とは、三角パネル１の基体である枠体を構成し、枠体の三角形状を形作る構成部材である。枠材２は、断面が略Ｕ字型形状になるように形成されている。断面のような３面から成り、枠体の側面を構成する面と、向かい合う２面により略Ｕ字型形状の断面に成形される。なお、枠材２のうち枠体側面を構成する面以外の向かい合う２面同士が、平行であっても平行でなくても構わない。
また、枠材２の両端部分は、三角形状枠体に係る頂点部分を構成し、枠材２同士が固着可能な形状に成形されている。この枠材２の両端部における固着部分は、図９に例示したようになる。図９は、枠体の頂点周辺部を表す斜視図である。図２（ｂ）中のＣ範囲を表したものである。
【００２８】
枠材２は金属製であり、鉄、鋼、アルミニウムなどの材質である。なお、枠材２の材質は、これら金属に限定されるものではなく、ドーム型建築物の構築を可能とする強度を有する金属であればよい。
【００２９】
本発明に係る枠材２の成形方法は、いかなるものであってもよく、断面が略Ｕ字型形状に成形されていればよい。枠材２は、一枚の金属板を用い略直角に屈曲させることで、断面が略Ｕ字型に成形されていてもよい。または、金属射出成形により、断面が略Ｕ字型に成形されていてもよい。なお、他の三角パネル構成部材についても、成形方法が限定されるものではない。
また、枠材２の両端部についても、端部を切り出すことで成形してもよい。枠体を形成する際、枠材２の両端部が、枠材２同士を固着可能な形状に成形されていればよい。
【００３０】
枠体とは、枠材２により構成されるものであり、三角パネルの基体となるものである。また、枠体は、３つの枠材２が三角形状を形成するように配置され、枠材２各々の端部が溶接により固着されている。
枠体は、枠材２により三角形状に形成された立体構造である。三角形は、枠体の水平面における断面の形状を表したものである。なお、枠体の詳細については、後述にて説明を加える。
【００３１】
ガセットプレート３とは、構成部材相互の接合に用いる鋼板である。ガセットプレート３は、平面形状の鋼板である構成部材であり、略Ｖ字形に成形され、孔４が形成されている。枠材２と母屋５を接合するのに用いられる部材である。ガセットプレート３と枠材２とは溶接により固着され、母屋５とは孔４にボルトが挿嵌させナットにより締結される。また、枠材２とガセットプレート３とを溶接により固着する際、溶接が容易となる形状のガセットプレート３であってもよい。なお、ボルトナット７とは、ボルトとナットであり、孔に挿嵌でき、部材同士を締結できればよい。また、ボルトとナットのように、別々の記載により説明に用いている。
【００３２】
母屋５とは、野地板８を支持する構成部材である。母屋５は、野地板８の荷重を枠材２へ伝播するものである。母屋５は、両端周辺部には孔が形成されている。両端周辺部に形成された孔にボルトを嵌挿させナットにより締結され、ガセットプレート３と連結される。また、母屋５は、野地板８を支持できガセットプレート３と連結できる部材であればよく、母屋５の形状が限定されるものではない。例えば、野地板８を支持できる面と、ガセットプレート３と接合できる面を有する形状に成形されていればよい。
【００３３】
プレート６とは、構成部材相互の接合に用いる鋼板である。プレート６は、枠体に溶接により固着される。枠体に係る枠材２と野地板８を接合するのに用いる部材である。傾斜させた枠材２により構成された枠体と、平面形状を有する野地板８とを接合可能にさせる形状を有する板状部材である。
【００３４】
野地板８とは、屋根部材の一部であり、屋根の仕上げ材を支える部材である。野地板８は、建築物の構造体を支える構造として用いる合板である構造用合板であってもよい。また、耐火木毛セメント板など耐火性の野地板８であってもよい。さらに、野地板８が三角形状の一枚のものであってもよい。
また、野地板８は、母屋５とプレート６により支持されて固定されている。例えば、母屋５、プレート６、野地板８の所定の箇所に孔を形成し、ネジ等で締結させ固定さてもよい。
【００３５】
仕上げ材１０とは、屋根部材の一部であり、三角パネル１及びドーム型建築物の外装を構成する表面部材である。仕上げ材１０は、板状であって、野地板８の外表面に被膜するよう固着される。例えば、仕上げ材１０で野地板８の外正面部分を覆い、ドリルなどで穴を形成し、ネジ９により互いに固定するようにする。ネジ９は、タッピンネジなどで穴に締め付けるものである。
また、仕上げ材１０は、金属製の薄い板状鋼板であっても、粘板岩を薄い板状に加工したものであるスレートであってもよい。仕上げ材１０が鋼板である場合、厚さ０．４ｍｍほどの薄い鋼板であり、ガルバリウム鋼板であってもよい。
【００３６】
次に、三角パネル１に係る構成部材を用いて、三角パネル１を形成する実施例について説明を行う。
まず、枠体を構成する枠材２の配置について説明する。
図２は、枠材２により構成された三角パネル１の枠体の形状、及び枠体を構成する枠材２の配置を示した図である。
図２（ａ）は、枠体を構成する枠材２の配置を示した図である。三角形状枠体に係る二辺を構成する枠材２には、ガセットプレート３が固着される。なお、このガセットプレート３は、枠体を形成した後に枠材２に固着するものであっても、枠材２に予め固着させた後に枠体を形成するものであっても、どちらでもよい。
図２（ｂ）は、枠体の所定部分又は断面を示した図である。Ａ−Ａ´断面は、枠体の二辺を構成する枠材２の断面である。Ｂ−Ｂ´断面は、ガセットプレート３が固着された枠材２の断面である。Ｃ範囲は、三角形状枠体に係る頂点周辺の範囲である。また、三角形状枠体を形成する際、枠材２は、略Ｕ字型形状の向かい合う２面が三角形の内側方向に位置するよう構成される。
【００３７】
次に、枠体に係る枠材２の傾斜について説明を行う。
枠体は、枠材２を傾斜させ三角形状に配置し枠材２同士を溶接により固着させることで形成されるものである。なお、この傾斜は垂直方向からの傾斜であり、この垂直方向は上記水平方向に対する鉛直方向である。
図３（ａ）は、枠体を構成する枠材２の断面図であり、図２（ｂ）中のＡ−Ａ´断面を示した図である。枠材２のうち枠体側面を構成する面が、枠体では斜面を形成するように、枠材２を傾斜して配置されている。また、三角形状枠体に係る３側面は、いずれも斜面に形成されている。つまり、三角形状枠体を形成する３本の枠材２は、いずれも傾斜して配置されていることになる。
【００３８】
例えば、枠体側面が、垂直方向から角度θに傾斜する斜面を形成する場合とする。これは、枠材２のうち枠体側面を構成する面が傾斜角θになるよう、枠材２を傾斜させて枠体を形成した場合である。
また、枠材２は略Ｕ字型形状であるので、枠材２に係る枠体側面を構成する面以外の向かい合う２面は、水平方向から角度を有する方向に延設している。仮に、枠材２が直角に略Ｕ字型形状を有している場合、水平方向では、枠体側面を構成する面以外の向かい合う２面が、それぞれ仰角θに傾斜していることになる。
【００３９】
次に、ガセットプレート３と枠材２との溶接による固着について説明を行う。
図３（ｂ）は、ガセットプレート３の形状を表した図である。図３（ｃ）は、図２（ｂ）中のＢ−Ｂ´断面であり、枠材２にガセットプレート３を固着させた箇所を表した図である。
ガセットプレート３と枠材２では、枠材２の略Ｕ字型に囲まれる部分にガセットプレート３の一端周辺部分が溶接により固着されている。ガセットプレート３は略Ｖ字形をした平面状板部材であるため、枠材２から突出しているガセットプレート３の一部分は、水平方向に突出することができる。これは、枠体を構成する枠材２が傾斜角と、ガセットプレート３の略Ｖ字形の角度に因るためである。なお、枠材２を傾斜させる角度や、ガセットプレート３を略Ｖ字形に成形する角度が、特定である必要はない。本発明に係る三角パネル１において、枠体の側面が傾斜した斜面であって、固着により枠材２から突出したガセットプレート３の一部分が水平方向に延設するようになればよい。
【００４０】
次に、母屋５とガセットプレート３との締結について説明する。
図４（ａ）は、母屋５の配置を示した図である。溶接により枠材２に固着されたガセットプレート３と、母屋５とがボルトナットにより締結され固定される。図４（ｂ）は、枠材２、ガセットプレート３、母屋５の締結部分を表した図である。図４（ｃ）は、図４（ａ）中のＤ範囲を拡大した図面である。
枠材２に固着されたガセットプレート３は、一対の向かい合う位置になるよう配置されている。母屋５は、一対のガセットプレート３に対して締結される。母屋５の両端周辺部にボルトを挿嵌する孔が形成されている。これにより、ガセットプレート３と母屋５に形成された孔にボルトを挿嵌し、ナットによる締結し固定される。ガセットプレート３と締結された母屋５は、母屋５同士が互いに平行な位置に配置されている。また、図４中の下方向の辺を底辺と呼び説明をすると、三角形状に係る底辺と、母屋５とは平行の位置に配置される。つまり、ガセットプレート３は、底辺と平行な位置に一対を成し、枠材２に固着されることになる。
【００４１】
次に、枠材２とプレート６との固着について説明する。
図５（ａ）は、枠材２にプレート６を配置した図である。プレート６は、枠体を構成する枠材２に係る屋根外表面側の面に配置される。また、三角形状枠体を構成する３本の枠材２全てに固着される。
枠材２とプレート６は、溶接により固着するか、孔を形成しボルトナットによる挿嵌により締結するか、どちらでもよい。
【００４２】
図５（ｂ）は、図５（ａ）中のＥ−Ｅ´断面であり、枠材２とプレート６が固着した部分の断面を表した図である。
プレート６は、２平面形状の板状部材であり、２平面の向かい合う角が鈍角を有するように屈曲して成形されている。また、プレート６のうち、枠材２から三角形の内側方向に突出している面は、水平面を形成するように突出している。枠体に固着された複数のプレート６において、いずれの突出した面も同一平面上にあることになる。さらに、プレート６のうち、枠材２から三角形の内側方向に突出した部分係る面が、野路板８を受ける羽部材となる。
これは、枠体に係る枠材２を傾斜させ配置することで、枠材２に係る向かい合う２面が水平方向から角度を有する方向に形成されるためである。後述する野路板８を固定する際に、枠材２により傾斜角、仰角を有する枠体においては、平面形状である野路板８を支持することは安定性を欠く。そのため、枠体が同一平面で野路板８を受ける構造の部材が必要である。
【００４３】
次に、屋根部材の配置について説明を行う。
図６は、野地板８を枠体上に配置した図である。ネジ９は、例示のために図示したものであり、図６（ａ）に係る配置に限られるものではない。また、４枚の野地板８を用いた例を示したが、本発明はこれに限るものではない。また、野地板８は、母屋５、プレート６、により支持される。
【００４４】
図６（ｂ）は、三角パネル１における外表面部分を構成する仕上げ材１０の配置を表した図である。
三角パネル１の底辺と平行に板状の仕上げ材１０が配置し固定される。仕上げ材１０同士では、一部重なり合う部分が形成される。例えば、ハゼ結合やハゼ締め、と呼ばれる接合方法である。
この場合、三角形パネル１により構成された各多角形体の中心から同心円状に上記重なり合う部分が形成される。これに限らず、三角パネル１の斜辺と平行線上に仕上げ材１０の重畳する部分が形成されるようにしてもよい。このとき、ドーム型建築物における頂上を中心として、同心円状に全部の上記重なり合う部分が形成することになる。
いずれの場合も、ドーム型建築物の頂上側に配置し固着された仕上げ材１０が、上記重なり合う部分の外表面を形成している。これにより、水上から水下へスムーズに水が流れ、水が浸入することがなくなる。
【００４５】
上述してきた構成を有することで、本実施形態に係る三角パネル１は形成される。
【００４６】
次に、枠体に係る枠材２の組合せにより、数種類の枠体が形成される場合について説明する。また、数種類の枠体により数種類の三角パネル１が形成される。さらに、複数種類の三角形パネル１により形成される多角形体についても説明する。
【００４７】
三角パネル１を構成する枠体は、長さの異なる２種類の枠材２によって、二等辺三角形状に形成される。また、二等辺三角形状の等しい二辺を構成する枠材２は、同一の傾斜に配置されている。
詳細には、二等辺三角形に係る等しい二辺を構成する枠材２は、同一の傾斜に配置に形成される。また、二等辺とは異なる一辺を構成する枠材２では、二等辺を形成する枠材２の傾斜とは異なる傾斜角に枠材２が傾斜して配置されている。
【００４８】
また、三角パネル１により形成される多角形体は、五角形体、六角形体の２種類である。このため、三角パネル１は、二等辺三角形状枠体に係る辺の長さ及び傾斜角の異なる組み合わせが必要となる。
ここでは、枠材２の長さ及び枠体を形成する際の傾斜角を包含する意味合いの枠材と定義して説明を行う。例えば、長さと配置の際の傾斜角の相違により、第１枠材２ａ、第２枠材２ｂ、第３枠材２ｃ、第４枠材２ｄ、第５枠材２ｅと定義する。
これらの組み合わせにより、三角形状の枠体を形成することについて説明する。
【００４９】
まず、長さと傾斜の相違によって５種類となる説明を行う。
三角形パネル１同士の接合により形成される多角形体において、五角形体の中心点から５頂点を結ぶ５線分の接合面を形成する枠材と、六角形体の中心点から６頂点を結ぶ６線分の接合面を形成する枠材がある。また、五角形体では、五角形状の５辺を形成する枠材がある。さらに、六角形体では、六角形状の６辺のうち、六角形体と接合する辺を形成する枠材と、六角形体の辺のうち五角形体と接合する辺を形成する枠材と、がある。
【００５０】
なお、枠材２同士の接合は、ボルトナットにより締結される。図１に図示されていないが、枠材２には、三角パネル１に係る枠体側面を構成する面の所定の箇所に、ボルトを挿嵌するための孔が形成されている。枠体側面を突き合わせた接合部分には、いずれの枠材にも孔が形成されているので、ボルトナットによる締結ができる。
【００５１】
次に、５種類の枠材の組み合わせにより構成される枠体について説明を行う。
例えば、異なる一辺である底辺を構成する第１枠材２ａを１本と、等しい二辺を構成する第２枠材２ｂを２本と、から成る二等辺三角形状枠体がある。当該二等辺三角形により多角形体が形成された場合に、第２枠材２ｂ同士が接合するものであり、第１枠材２ａは多角形体の辺を構成することになる。
また、異なる一辺である底辺を構成する第４枠材２ｄを１本と、等しい二辺を構成する第３枠材２ｃを２本と、から成る二等辺三角形状枠体がある。当該二等辺三角形を含む多角形体が形成された場合に、多角形体の辺は、二等辺三角形状において異なる一辺の底辺を成した第４枠材２ｄとなる。
さらに、異なる一辺である底辺を形成する第５枠材２ｅを１本と、等しい二辺を構成する第３枠材２ｃを２本と、から成る二等辺三角形状枠体がある。当該二等辺三角形によりを一部に含む多角形体が形成された場合に、多角形体の辺は、二等辺三角形状において異なる一辺の底辺を成した第５枠材２ｅとなる。
【００５２】
次に、三角パネル１により構成された多角形体を用いたドーム型建築物の構築方法について説明する。
なお、上述した枠材２の長さの相違、傾斜させた角度の相違に基づく、複数種類の三角パネル１が形成されることの説明を参照して、多角形体の説明を行うものである。
【００５３】
まず、三角形パネル１の種類について説明する。
第１の三角パネルは、二等辺三角形状であって、異なる一辺の底辺が第１枠材２ａにより、等しい二辺が第２枠材２ｂにより構成されている。第２の三角パネルは、異なる一辺の底辺が第４枠材２ｄにより、等しい二辺が第３枠材２ｃにより構成されている。第３の三角パネルは、異なる一辺の底辺が第５枠材ｅにより、等しい二辺が第３枠材２ｃにより構成されている。
【００５４】
次に、数種類の三角パネル１により構成される多角形体について説明する。
五角形体は、第１の三角パネルのみを使用して形成される。つまり、第１枠材２ａを辺とする五角形が形成されることになる。
ドーム型建築物の構築の際に、図７において後述するが、本発明に係るドーム構造において、当該五角形体は、必ず六角形体とのみ接する構造を有している。
【００５５】
六角形体では、第２の三角パネルと、第３の三角パネルとを交互に配置する構成から成る。つまり、六角形の辺は、第４枠材２ｄと第５枠材２ｅが交互に現れる形状を有している。
また、図７に例示のように、当該六角形体は、上記五角形体と、六角形体同士の両多角形体と接する構造を有している。
【００５６】
次に、ドーム型建築物の構築方法について説明を行う。
ドームを組み立てる手順としては、まず従来工法により、基礎工事及び腰壁の打設を行い、土台の設置及び固定を行い、建物の壁を作る。この段階で、ドーム構造に付加外力を及ばない構造にする。
また、図７（ａ）に示すように、三角パネル１を締結手段であるボルトとジベル接合により連結された五角形を形成する五角形体により地組する。この五角形体を５組、組立て土台のうえに立て裏から支える。
そして、図７（ｂ）に示すように、六角形を形成する六角形体を、５組を上記五角形体に組み付ける。最後に、図７（ｃ）に示すように、ドーム頂点の五角形体を、上記六角形体に組み付けていき、完成させる。
【００５７】
以上のように、本発明に係る構造の三角パネル１を有することで、ドーム型建築物の構築が容易になる。
【００５８】
また、三角パネル１の構成部材が金属製部材であり、耐火性部材を使用することで、従来の木造の三角パネルに比べて耐火性、耐蝕性に優れる構造となる。
また、三角パネル１の枠体を構成する枠材２が、アルミニウムであってもよく、建材費が削減できる効果を奏する。
【符号の説明】
【００５９】
１ 三角パネル
２ 枠材
３ ガセットプレート
４ 孔
５ 母屋
６ プレート
７ ボルトナット
８ 野地板
９ ネジ
１０ 仕上げ材
１１ シーリング材
１６ 五角形体
１７ 六角形体
１８ ドーム型建築物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面を突き合わせていきドームを形成していく構成部材としての三角パネルにおいて、
略Ｕ型に成形された金属製の枠材と、
上記三角パネルの基体となる枠体であって、３つの上記枠材により構成され、当該枠体の側面が傾斜するように当該各枠材を傾斜させ、それぞれの端部を固着させ形成される三角形状の枠体と、
上記枠体に固着された板部材であり、屈曲した板状に成形され、上記枠体の三角形内側方向に延びた羽部分を構成する板部材と、
を有することを特徴とする三角パネル。
【請求項２】
上記板部材に係る羽部分が同一平面に形成されている、
ことを特徴とする上記請求項１に記載の三角パネル。
【請求項３】
上記枠体を構成する枠材に対して固着されるガセットプレートであって、当該枠材の略Ｕ字型に囲まれる部分に一端周辺部が固着され、上記枠体の三角形状の内側方向に延びた羽部分に孔が形成されたガセットプレートと、
上記ガセットプレートに係る羽部分に対して締結される母屋と、を更に有する、
ことを特徴とする上記請求項１又は２に記載の三角パネル。
【請求項４】
上記３つの枠材により構成される枠体は二等辺三角形状である、
ことを特徴とする上記請求項１〜３のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項５】
上記板部材は、上記二等辺三角形状の枠体に係る二等辺を構成する二つの上記枠材に複数固着され、当該枠体の二等辺とは異なる一辺を構成する上記枠材に一又は複数固着されている、
ことを特徴とする上記請求項１〜４のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項６】
上記ガセットプレートは、上記枠体の二等辺を構成する各枠材に対して、一対に固着され、
上記母屋は、上記一対のガセットプレートに対して締結されている、
ことを特徴とする上記請求項１〜５のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項７】
上記板部材に係る羽部分と上記母屋により支持される屋根部材、を更に有する、
ことを特徴とする上記請求項１〜６のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項８】
上記請求項１〜７のいずれかの項に記載の三角パネルを用いて、
上記三角パネルの頂点が同一球面上に位置し、各隣接する三角パネルの枠体の側面同士を締結手段で連結して形成されている、
ことを特徴とするドーム型建築物。
【請求項９】
上記請求項１〜７のいずれかの項に記載のある三角パネルを用いて、基礎上にドーム型建築物を構築する方法であって、
当該三角パネルの側面同士を接合して連結させ、切頭２０面体を構成する五角形体または六角形体を形成する多面体を地組しておき、
上記五角形体の５つを基礎上に連結し、当該五角形体に接する位置に上記六角形体を連結していき、頂点に五角形体を連結させる、
ことを特徴とするドーム型建築物を構築する方法。
【請求項１】
側面を突き合わせていきドームを形成していく構成部材としての三角パネルにおいて、
略Ｕ型に成形された金属製の枠材と、
上記三角パネルの基体となる枠体であって、３つの上記枠材により構成され、当該枠体の側面が傾斜するように当該各枠材を傾斜させ、それぞれの端部を固着させ形成される三角形状の枠体と、
上記枠体に固着された板部材であり、屈曲した板状に成形され、上記枠体の三角形内側方向に延びた羽部分を構成する板部材と、
を有することを特徴とする三角パネル。
【請求項２】
上記板部材に係る羽部分が同一平面に形成されている、
ことを特徴とする上記請求項１に記載の三角パネル。
【請求項３】
上記枠体を構成する枠材に対して固着されるガセットプレートであって、当該枠材の略Ｕ字型に囲まれる部分に一端周辺部が固着され、上記枠体の三角形状の内側方向に延びた羽部分に孔が形成されたガセットプレートと、
上記ガセットプレートに係る羽部分に対して締結される母屋と、を更に有する、
ことを特徴とする上記請求項１又は２に記載の三角パネル。
【請求項４】
上記３つの枠材により構成される枠体は二等辺三角形状である、
ことを特徴とする上記請求項１〜３のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項５】
上記板部材は、上記二等辺三角形状の枠体に係る二等辺を構成する二つの上記枠材に複数固着され、当該枠体の二等辺とは異なる一辺を構成する上記枠材に一又は複数固着されている、
ことを特徴とする上記請求項１〜４のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項６】
上記ガセットプレートは、上記枠体の二等辺を構成する各枠材に対して、一対に固着され、
上記母屋は、上記一対のガセットプレートに対して締結されている、
ことを特徴とする上記請求項１〜５のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項７】
上記板部材に係る羽部分と上記母屋により支持される屋根部材、を更に有する、
ことを特徴とする上記請求項１〜６のいずれかの項に記載の三角パネル。
【請求項８】
上記請求項１〜７のいずれかの項に記載の三角パネルを用いて、
上記三角パネルの頂点が同一球面上に位置し、各隣接する三角パネルの枠体の側面同士を締結手段で連結して形成されている、
ことを特徴とするドーム型建築物。
【請求項９】
上記請求項１〜７のいずれかの項に記載のある三角パネルを用いて、基礎上にドーム型建築物を構築する方法であって、
当該三角パネルの側面同士を接合して連結させ、切頭２０面体を構成する五角形体または六角形体を形成する多面体を地組しておき、
上記五角形体の５つを基礎上に連結し、当該五角形体に接する位置に上記六角形体を連結していき、頂点に五角形体を連結させる、
ことを特徴とするドーム型建築物を構築する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１２７２７１（Ｐ２０１１−１２７２７１Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８３５５２（Ｐ２００９−２８３５５２）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（５９８１１４９０７）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（５９８１１４９０７）
【Ｆターム（参考）】
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