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大規模スタジアムとしては日本初となる
屋根免震構造を採用した「(仮称)吹田市立スタジアム」の屋根鉄骨建て方が完了

リリース

2015年6月22日
株式会社竹中工務店

竹中工務店(社長:宮下正裕)は、「(仮称)吹田市立スタジアム」において、大規模スタジアムとしては日本初となる屋根免震構造を採用し、同社が開発した3Dトラス構造を適用した屋根構造の鉄骨建方工事を完了しました。

本スタジアムは、収容人数40,000人の西日本最大となるサッカー専用スタジアムで、すべての観客席を覆う約23,000m2の屋根が設置されます。この屋根架構に対して、屋根免震構造と3Dトラス構造を適用することによって、軽量で安全性の高い屋根が実現できました。また、スタンド構造においては、構造体のスリム化によって平面計画の自由度を高めることもでき、屋根構造体のシンプル化とともに、全体工期の短縮とコスト削減につながっています。

図-1 屋根架構パース


図-2 屋根免震の概要説明図

屋根免震構造について

屋根免震構造の概要

スタンドを覆う約23,000m2の屋根は、総重量が約3,500tあり、16基の免震装置(高減衰積層ゴム8基と直動転がり支承8基)によって支持されています。


屋根免震構造の効果

屋根構造に免震構造を採用した主な理由は以下に示す3点です。

  • 地震時における屋根の揺れの低減と損傷の防止
  • 屋根から吊られている吊り物の安全性の向上
  • 直射日光を受ける鉄骨トラスの熱伸縮の吸収

免震構造を採用することで、大地震時の屋根の揺れは、水平方向、鉛直方向とも約1/10に低減できます。これによって、屋根構造材の損傷や吊り物の落下の危険性が大幅に軽減されます。また、構造部材の断面寸法も小さくできますので、視認性も良くなり、軽量化とコスト削減にもつながっています。
さらに、免震化しない場合、温度荷重によって、屋根を支える柱に大きな水平力(約600t)が作用し、スタンド内に巨大なメガ柱を構築しなければならなくなります。免震化によって、このメガ柱が必要なくなり、一般部分と同じ柱寸法とすることができ、スタンド内の平面計画の自由度が向上しています。

屋根免震構造は特許出願済み
積層ゴムの設置状況

積層ゴムの設置状況

直動転がり支承の設置状況

直動転がり支承の設置状況

3Dトラス構造について

3Dトラス構造の概要

屋根を支える柱はスタンドの外周部のみに設置し、たて・よこ・ななめの3方向に鉄骨トラスを架けて、ロの字形状の屋根架構を支える構造です。

3Dトラス構造のメリット

3Dトラス構造の最大のメリットは柱間のスパンを短くできることです。従来の2方向トラス構造の場合、柱スパンは最大200mにもなりますが、3Dトラス構造を用いた場合は、柱スパンは半分の約100mとすることができます。
柱スパンが小さくなると、構造材に生じる応力が小さくなりますので、以下に示すような構造設計的なメリットが出てきます。

  • 部材断面が縮小でき、軽量化が図れます。(本スタジアムでの試算によると、屋根の鉄骨重量を約30%軽量化できました)
  • トラス材を弦材が上下各1本の平行弦トラスとすることができ、生産効率を高められる。
  • 弦材に既製品(角形鋼管)を用いることができる。

これらのメリットによって、工事期間の短縮(屋根鉄骨工事期間 約2.5ヵ月)や仮設工事費、鉄骨工事費の削減に効果が出ています。

3Dトラス構造は特許登録済み
3Dトラス構造の概要

3Dトラス構造の概要


工事名称 (仮称)吹田市立スタジアム
建築主 スタジアム建設募金団体
建築地 吹田市千里万博公園内
建築用途 観覧場(4万人収容)
屋根仕上 金属折板、一部ガラス
太陽光発電パネルを屋根上部に設置
工期 2013年12月1日~2015年9月30日
(予定)全体工期22ヵ月
構造/規模 RC造(一部PC造)・S造 / 6階建
建築高さ 40.33m
建築面積 24,712m2 延床面積 66,355m2
外観イメージ

外観イメージ

内観イメージ

内観イメージ

内観イメージ

内観イメージ

空撮写真

空撮写真(2015/05/26撮影)


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