スペース・フレームとは?
すぺーすふれーむ
スペース・フレームとは、多数の部材を三次元的に組み合わせて荷重を分散する立体トラス構造のことで、大空間建築や車体骨格などに使われます。
スペース・フレーム(space frame)とは、直線的な部材(棒材)を節点でつなぎ、三次元的な格子状に組み上げた構造体のことです。二次元的な平面トラスを空間に拡張した立体トラス(スペース・トラス)の一形態であり、荷重を多くの部材で分散して伝えることで、少ない材料で高い剛性と耐荷重性を実現します。
スペース・フレームの構造的な特徴は、荷重がどの方向から加わっても全部材が連携して支えることにあります。一般的な梁とは異なり、特定の部材に応力が集中しにくく、破壊に対して冗長性があります。また、部材の長さや角度を変えることで、曲面状・ドーム状など自由な形状を実現できます。
主な用途としては以下が挙げられます。
- 大型展示場・体育館・空港ターミナルなど大スパン屋根構造
- 自動車のレーシングカーや高級車のシャシー骨格(軽量・高剛性が求められる場面)
- 宇宙ステーションのモジュール連結構造
- 大型アンテナや展望塔の支持構造
素材にはスチール・アルミニウム・炭素繊維強化プラスチック(CFRP)などが用途に応じて使い分けられます。建築分野ではノーマン・フォスターらが設計した現代建築にスペース・フレームが多用されており、工業的な美しさと機能性を兼ね備えた構造として評価されています。
使い方・例文
空港の広いロビー天井がガラスと金属格子で覆われているとき、その骨格にスペース・フレームが使われていることが多いです。レーシングカーのコクピット周囲を囲む管状骨格もスペース・フレームの一例です。
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