JP2002180538A - Hub for truss and skeleton structural body using the hub - Google Patents
Hub for truss and skeleton structural body using the hubInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トラス用ハブおよ
びそれを用いた骨組構造体に関し、さらに詳しくはフレ
ーム部材とジョイントとからなる構造材によって構築さ
れる四角形メッシュのシングルレイヤー方式を採用した
バレルヴォールト型骨組構造体に適用して好適なトラス
用ハブおよびそれを用いた骨組構造体に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a truss hub and a framed structure using the same, and more particularly, to a barrel employing a square mesh single layer system constructed of a structural member composed of a frame member and a joint. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a truss hub suitably applied to a vault type frame structure and a frame structure using the same.
【０００２】[0002]
【従来の技術】野外コンサートホール、ガソリンスタン
ド、プール、展示場等の屋根、植物園用ドーム、寺院ド
ーム等の構造物は、高い採光性や広い無柱空間を確保す
る必要があることから、通常三角形または四角形のメッ
シュ（グリッド）を基調としたトラス状骨組構造体を採
用している。このようなトラス状骨組構造体は、その構
造材であるフレーム部材をジョイントによって接続する
ことにより構築される。2. Description of the Related Art Roofs such as outdoor concert halls, gas stations, pools, and exhibition halls, structures for botanical gardens, temple domes, and other structures usually require high daylighting and a wide column-free space. A truss-like frame structure based on a triangular or quadrangular mesh (grid) is employed. Such a truss-like frame structure is constructed by connecting frame members, which are structural members thereof, with joints.
【０００３】トラス状骨組構造体における構造材の節点
部のジョイント方式としては、 ボールジョイント方式 円柱状、四角柱状、三角柱状等の柱状ジョイント方式 の２方式がある。このうち、後者の柱状ジョイント方式
は、組立てにおいてボルトや溶接による接合を必要とし
ないため組立作業が簡単で、高い継手効率が得られると
いう優れた特長を有している。具体的にはフレーム部材
の両端部に押し潰しによって形成した扁平な接続端部
を、ハブと呼ばれる柱状ジョイント（柱状ハブ）の外周
に放射状に形成した複数の連結溝によって連結するもの
である。[0003] There are two types of joint methods for joints of structural members in a truss-like frame structure, such as a ball joint method, a columnar joint method such as a columnar shape, a square prism shape, and a triangular prism shape. Of these, the latter column-joint method has the excellent features that the assembly operation is simple because no joining by bolts or welding is required in the assembly, and that high joint efficiency is obtained. Specifically, flat connection ends formed by crushing both ends of a frame member are connected by a plurality of connection grooves radially formed on the outer periphery of a columnar joint (columnar hub) called a hub.
【０００４】トラス状骨組構造体の様式としては、ドー
ム型、モスク型、ピラミッド型、フラットストラクチャ
型、バレルヴォールト型等の各種の形状を呈するものが
あるが、それらが独立した構築物とされる場合および構
築物の一部の構造部分として併設され構造物とされる場
合なども含まれる。There are various types of truss-like frame structures such as a dome type, a mosque type, a pyramid type, a flat structure type, a barrel vault type, and the like. In addition, the case where the structure is provided as a part of the structural part of the building and the structure is also included.
【０００５】柱状ジョイント方式を採用したトラス状骨
組構造体の場合、ハブは軸線がトラス面（フレーム部材
によって形成される面で、屋根材が取付けられる上面）
に対して垂直となるように配置される。この場合、トラ
ス面に垂直な方向の荷重（面外方向荷重）に対しては強
いが、フレーム部材の接続端が扁平に形成されているた
めトラス面の面内方向の荷重およびハブの軸線回りのモ
ーメントに対しては相対的に弱い構造となっている。そ
のため、フラットストラクチャ型やバレルヴォールト型
のトラス状骨組構造体を単層構造（シングルレイヤー）
方式とした場合、積雪、地震等でフレーム部材に軸線方
向の圧縮または引張荷重が不均一に作用すると、ハブが
回転し、骨組構造体全体が破壊するおそれがある。ま
た、フレーム部材の接続端部がトラス面内において変形
して折れ曲がり、部分的に破壊するおそれがある。この
ため、フラットストラクチャ型やバレルヴォールト型の
骨組構造体の場合は、一般的に複層構造（ダブルレイヤ
ー）方式を採用することにより、それらの対策としてい
る。In the case of a truss-like frame structure employing a columnar joint system, the axis of the hub has a truss surface (a surface formed by a frame member and an upper surface on which a roof material is attached).
Are arranged so as to be perpendicular to. In this case, it is strong against the load in the direction perpendicular to the truss surface (out-of-plane load), but because the connection end of the frame member is formed flat, the load in the in-plane direction of the truss surface and around the axis of the hub Is relatively weak with respect to the moment. Therefore, a flat structure type or barrel vault type trussed frame structure is converted to a single layer structure (single layer).
In the case of the system, if the axial compression or tensile load acts on the frame member unevenly due to snowfall, earthquake, or the like, the hub may rotate and the entire frame structure may be broken. In addition, the connection end of the frame member may be deformed and bent in the truss plane, and may be partially broken. Therefore, in the case of a frame structure of a flat structure type or a barrel vault type, such measures are generally taken by adopting a multi-layer structure (double layer) method.
【０００６】図１０（Ａ）、（Ｂ）はダブルレイヤー方
式を採用した従来のバレルヴォールト型骨組構造体の概
略構成を示す斜視図および正面図、図１１は節点部の分
解斜視図である。これらの図において、ダブルレイヤー
方式のバレルヴォールト型骨組構造体（以下、単に骨組
構造体とも呼ぶ）１は、アーチ形に湾曲した表面側レイ
ヤー２と裏面側レイヤー３とからなり、これら両レイヤ
ー２，３を斜材６によって連結することにより構築さ
れ、台座構造物４上に設置されている。表面側レイヤー
２は、多数のフレーム部材７を格子状に配列し、その隣
り合う端部を柱状ハブ（以下、単にハブとも呼ぶ）８に
よってそれぞれ接続することにより形成されており、ハ
ブ８が表面側レイヤー２の節点を構成している。また、
ハブ８は軸線がトラス面９に対して、言い換えればフレ
ーム部材７の軸線に対して垂直となるように配置され
る。FIGS. 10A and 10B are a perspective view and a front view showing a schematic configuration of a conventional barrel vault type frame structure employing a double layer system, and FIG. 11 is an exploded perspective view of a node portion. In these figures, a double-layered barrel vault type frame structure (hereinafter, also simply referred to as a frame structure) 1 is composed of a front side layer 2 and a back side layer 3 curved in an arch shape. , 3 are connected by a diagonal member 6 and installed on a pedestal structure 4. The front side layer 2 is formed by arranging a large number of frame members 7 in a lattice shape and connecting adjacent ends thereof by columnar hubs (hereinafter, also simply referred to as hubs) 8, respectively. The nodes of the side layer 2 are configured. Also,
The hub 8 is arranged such that the axis is perpendicular to the truss surface 9, in other words, to the axis of the frame member 7.
【０００７】前記裏面側レイヤー３も表面側レイヤー２
と全く同様に、多数のフレーム部材７とハブ８とで形成
され、ハブ８が裏面側レイヤー３の節点を形成してい
る。両レイヤー２，３の節点の位置は、スパン方向（Ｘ
方向）および桁行方向（Ｙ方向）に半ピッチずれてい
る。The back side layer 3 is also the front side layer 2
In the same manner as described above, the frame member 7 and the hub 8 are formed, and the hub 8 forms a node of the back side layer 3. The positions of the nodes of both layers 2 and 3 are in the span direction (X
Direction) and the column direction (Y direction).
【０００８】前記斜材６は、表面側レイヤー２と裏面側
レイヤー３の間に斜めに配設され、上端側が表面側レイ
ヤー２のハブ８に、下端側が裏面側レイヤー３のハブ８
にそれぞれ接続されることにより、両レイヤー２，３を
連結している。このように、斜材６によって両レイヤー
を連結すると、剛性が高く、構造的に安定したダブルレ
イヤー方式のバレルヴォールト型骨組構造体１を構築す
ることができる。The diagonal member 6 is disposed obliquely between the front side layer 2 and the back side layer 3, and the upper end is connected to the hub 8 of the front side layer 2 and the lower end is connected to the hub 8 of the back side layer 3.
Are connected to both layers 2 and 3, respectively. When the two layers are connected by the diagonal members 6 in this manner, a double-layered barrel vault type frame structure 1 having high rigidity and being structurally stable can be constructed.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
ダブルレイヤー方式のバレルヴォールト型骨組構造体１
は、表面側レイヤー２と裏面側レイヤー３を有し、これ
ら両レイヤーを多数の斜材６によって連結、補強してい
るため、構造が複雑で、部品点数および重量が増加する
という問題があった。また、骨組構造体１の組立作業も
面倒で施工期間が長くなるばかりか、材料費、加工費、
施工費等が嵩むという問題があった。さらに、斜材６を
用いることに加え表面側レイヤー２と裏面側レイヤー３
の位相がずれて配置されることに伴いすっきりした外観
とならず、複雑さが強調された構造体となってしまうと
いう問題もあった。As described above, a conventional double-layered barrel vault type frame structure 1 is provided.
Has a front-side layer 2 and a back-side layer 3, and these two layers are connected and reinforced by a large number of diagonal members 6, so that there is a problem that the structure is complicated and the number of parts and the weight increase. . In addition, the assembling work of the frame structure 1 is troublesome, and not only does the construction period become longer, but also material costs, processing costs,
There was a problem that construction costs etc. increased. Further, in addition to using the diagonal material 6, the front side layer 2 and the back side layer 3
However, there is also a problem that a clear appearance is not obtained due to the disposition of the phases, and the structure is emphasized in complexity.
【００１０】そこで、このような問題を解決するため
に、公知のものではないが有効な構造として１２図に示
すシングルレイヤー方式のバレルヴォールト型骨組構造
体２０が考えられている。この骨組構造体２０は、複数
個のフレーム部材７とハブ８とで形成された四角形メッ
シュＭのシングルレイヤー２１の下方に束部材２２を介
して張設した複数本の張弦部材２３と、トラス面に張設
した緊張部材２４とによってシングルレイヤー２１を補
強したものである。しかしながら、このような骨組構造
体２０においては、フレーム部材７の接続端部１１（図
１１）をトラス面外方向に長い偏平状に形成しているこ
とから、屋根面に垂直な方向の荷重、言い換えればハブ
８の軸線方向の荷重Ｐに対しては強度的に強いが、トラ
ス面内方向（ハブの周方向）の荷重およびハブ８の軸線
回りのモーメントに対しては相対的に弱い構造となって
いる。そのため、積雪、地震等でフレーム部材７に軸線
方向の圧縮または引張荷重が不均一に作用すると、接続
端部１１がトラス面内において変形して折れ曲がり、部
分的に破壊したり、あるいはハブ８が回転することによ
り、骨組構造体全体が破壊するおそれがある。In order to solve such a problem, a single layer type barrel vault type frame structure 20 shown in FIG. 12 has been proposed as an effective structure which is not known but effective. The frame structure 20 includes a plurality of string members 23 that are stretched below a single layer 21 of a quadrangular mesh M formed by the plurality of frame members 7 and the hub 8 via a bundle member 22, and a truss. The single layer 21 is reinforced by a tension member 24 stretched over the surface. However, in such a frame structure 20, since the connection end 11 (FIG. 11) of the frame member 7 is formed in a flat shape that is long outside the truss plane, the load in the direction perpendicular to the roof surface can be reduced. In other words, the structure is strong in terms of the load P in the axial direction of the hub 8 but relatively weak against the load in the truss plane direction (the circumferential direction of the hub) and the moment around the axis of the hub 8. Has become. Therefore, when an axial compression or tensile load acts on the frame member 7 unevenly due to snowfall, earthquake, or the like, the connection end portion 11 is deformed and bent in the truss plane, and is partially broken or the hub 8 is broken. Due to the rotation, there is a possibility that the entire skeleton structure is broken.
【００１１】そのため、大きな構造物を構築するために
は、緊張部材２４を張設したり、厚肉パイプからなるフ
レーム部材７を使用したり、フレーム部材７の長さを短
くしたり、補強板によってフレーム部材７の接続端部１
１を補強するなど種々の対策を講じる必要がある。しか
しながら、緊張部材２４を用いると、その張設作業が必
要となり、組立に時間を要するばかりか、緊張部材２４
をハブ８に固定するための部品を必要とするため、部品
点数も増加し、骨組構造体２０自体の重量が増大すると
いう問題があった。Therefore, in order to construct a large structure, a tension member 24 is stretched, a frame member 7 made of a thick pipe is used, the length of the frame member 7 is shortened, and a reinforcing plate is used. Connection end 1 of frame member 7
It is necessary to take various measures, such as reinforcing 1 However, when the tension member 24 is used, the tensioning work is required, and not only time is required for assembling, but also the tension member 24 is required.
Since a part for fixing the frame structure to the hub 8 is required, the number of parts increases, and there is a problem that the weight of the frame structure 20 itself increases.
【００１２】厚肉パイプからなるフレーム部材７を使用
する場合は、同じく骨組構造体２０自体の重量が増加
し、フレーム部材７を短くすると、フレーム部材７およ
びハブ８の数が増加するため組立作業に時間を要する。
また、補強板を用いて接続端部１１の厚みを増大させる
と、ハブ８の連結溝１２の溝幅を大きくしなければなら
ないため、ハブ８の外径が大きくなり、大型重量化する
という不具合があった。When the frame member 7 made of a thick pipe is used, the weight of the frame structure 20 itself increases, and when the frame member 7 is shortened, the number of the frame members 7 and the hubs 8 increases. It takes time.
In addition, when the thickness of the connection end portion 11 is increased by using the reinforcing plate, the groove width of the connection groove 12 of the hub 8 must be increased, so that the outer diameter of the hub 8 increases and the weight increases. was there.
【００１３】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、フレー
ム部材のハブ周方向の変形およびハブの回転を規制しト
ラス面内方向の剛性を高めることにより、単層化を実現
し、部品点数の削減、軽量化、製造コストの低減、美感
の向上等を可能にしたトラス用ハブおよびそれを用いた
骨組構造体を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems. It is an object of the present invention to restrict the deformation of the frame member in the circumferential direction of the hub and the rotation of the hub to increase the rigidity in the truss plane direction. It is an object of the present invention to provide a truss hub and a skeleton structure using the same, which realize a single-layer structure by reducing the number of parts, reduce the number of parts, reduce the weight, reduce the manufacturing cost, and improve the aesthetics.
【００１４】上記目的を達成するために第１の発明は、
柱状に形成され外周面に複数個の連結溝が形成された複
数個のハブと、前記各連結溝に接続端部がそれぞれ嵌合
された複数本のフレーム部材によって構築される骨組構
造体のトラス用ハブにおいて、前記複数個の連結溝のう
ち少なくともその１つに、前記フレーム部材の接続端部
に続くテーパ部の一部が嵌合するテーパ溝部を連設し、
隣り合う連結溝間に斜材の端部が嵌合する斜材用連結溝
を形成したものである。[0014] In order to achieve the above object, a first invention is to provide:
A truss of a framed structure constructed by a plurality of hubs formed in a columnar shape and having a plurality of connection grooves formed on an outer peripheral surface, and a plurality of frame members each having a connection end fitted into each of the connection grooves. In the hub for use, at least one of the plurality of connection grooves is provided with a tapered groove portion in which a part of the tapered portion following the connection end of the frame member is fitted,
A connecting groove for a diagonal member is formed between adjacent connecting grooves so that an end of the diagonal member is fitted.
【００１５】第２の発明は上記第１の発明において、前
記連結溝と前記斜材用連結溝がハブの周方向に略等間隔
おいて交互に４個ずつ形成され、前記連結溝にシングル
レイヤー方式のバレルヴォールト型骨組構造体の四角形
メッシュを形成するフレーム部材が接続され、斜材用連
結溝には斜材が接続されるものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, four connecting grooves and four connecting grooves for the diagonal material are formed alternately at substantially equal intervals in the circumferential direction of the hub, and a single layer is formed in the connecting groove. A frame member forming a quadrilateral mesh of the barrel vault type frame structure of the type is connected, and a diagonal member is connected to the diagonal connection groove.
【００１６】第３の発明は、外周面に複数個の連結溝が
形成された複数個の柱状ハブと、前記各連結溝に端部が
それぞれ嵌合された複数本のフレーム部材によって構築
される骨組構造体において、前記複数個の連結溝のうち
少なくともその１つに、前記フレーム部材の接続端部に
続くテーパ部の一部が嵌合するテーパ溝部を連設し、隣
り合う連結溝間に斜材の端部が嵌合する斜材用連結溝を
形成したものである。The third invention is constructed by a plurality of columnar hubs having a plurality of connecting grooves formed on the outer peripheral surface, and a plurality of frame members each having an end fitted into each of the connecting grooves. In the skeleton structure, at least one of the plurality of connection grooves is provided with a taper groove portion in which a part of a taper portion following the connection end of the frame member fits continuously, and between adjacent connection grooves. The diagonal member is formed with a diagonal member connecting groove into which an end of the diagonal member fits.
【００１７】第４の発明は上記第３の発明において、骨
組構造体が四角形メッシュを有するシングルレイヤー方
式のバレルヴォールト型骨組構造体で、ハブの外周面に
はそれぞれ４個ずつの連結溝と斜材用連結溝が周方向に
略等間隔おいて交互に形成され、前記連結溝に骨組構造
体の四角形メッシュを形成するフレーム部材がそれぞれ
接続され、斜材は前記斜材用連結溝に接続されているも
のである。According to a fourth aspect, in the third aspect, the frame structure is a single-layer type barrel vault type frame structure having a quadrangular mesh, and four connecting grooves and four inclined grooves are provided on the outer peripheral surface of the hub. Material connection grooves are alternately formed at substantially equal intervals in the circumferential direction, frame members forming a quadrangular mesh of the skeleton structure are connected to the connection grooves, and diagonal members are connected to the diagonal member connection grooves. Is what it is.
【００１８】第１〜第４の発明において、フレーム部材
のテーパ部の一部は、ハブのテーパ溝部に嵌合すること
によりトラス面内方向の剛性を増大させる。したがっ
て、フレーム部材に軸線方向の圧縮または引張り荷重が
加わったとき、フレーム部材のトラス面内方向の変形、
破壊および柱状ハブの回転が抑制される。In the first to fourth inventions, a part of the tapered portion of the frame member is fitted into the tapered groove of the hub to increase rigidity in the truss plane direction. Therefore, when a compressive or tensile load in the axial direction is applied to the frame member, the deformation of the frame member in the truss plane direction,
Breakage and rotation of the columnar hub are suppressed.
【００１９】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１（ａ）、（ｂ）、
（ｃ）は本発明をシングルレイヤー方式のバレルヴォー
ルト型トラス状骨組構造体に適用した一実施の形態を示
す概略斜視図、平面図および正面図、図２は図１のＡ部
の拡大図、図３は図１のＢ部の拡大図、図４（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はフレーム部材の正面図、平面
図、側面図および端部の拡大平面図、図５（ａ）、
（ｂ）はハブの平面図および正面図である。なお、従来
技術の欄で示した構成部材と同等のものについては同一
符号をもって示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings. 1 (a), (b),
(C) is a schematic perspective view, a plan view and a front view showing an embodiment in which the present invention is applied to a single layer type barrel vault type truss-shaped frame structure, FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG. FIG. 3 is an enlarged view of part B of FIG. 1, FIG.
(B), (C), and (D) are a front view, a plan view, a side view, and an enlarged plan view of an end portion of the frame member, FIG.
(B) is the top view and front view of a hub. Note that components equivalent to those shown in the section of the prior art are denoted by the same reference numerals.
【００２０】図１において、全体を符号３０で示すシン
グルレイヤー方式のバレルヴォールト型トラス状骨組構
造体（以下、単に骨組構造体という）は、平面視の輪郭
形状がスパン方向長さＬが長い矩形で、正面視形状が所
望の疑似曲線によってアーチ状に湾曲した形状に形成さ
れたシングルレイヤー３１で構成されている。In FIG. 1, a single-layer type barrel vault type truss-like framed structure (hereinafter simply referred to as a framed structure) indicated by reference numeral 30 has a rectangular shape having a long spanwise length L in plan view. The front view is formed of a single layer 31 formed in an arched shape by a desired pseudo curve.
【００２１】前記シングルレイヤー３１は、互いに直交
するようにスパン方向（Ｘ方向）と桁行方向（Ｙ）に配
列されることにより多数の四角形メッシュＭを形成する
多数のフレーム部材７と、これらのフレーム部材７の端
部を連結する多数の柱状ハブ（単にハブともいう）３２
と、桁行方向の最前列と最後列の四角形メッシュＭを補
強する複数本の斜材３３等によって構築されており、上
面（トラス面）９全体が図示しないガラス等の外装材に
よって覆われ、台座構造物４上にピン支持されて設置さ
れている。The single layers 31 are arranged in the span direction (X direction) and the row direction (Y) so as to be orthogonal to each other, and form a large number of frame members 7 forming a large number of quadrangular meshes M. Numerous columnar hubs (also simply referred to as hubs) 32 connecting the ends of the members 7
And a plurality of diagonal members 33 and the like that reinforce the square mesh M in the front row and the last row in the girder row direction, and the entire upper surface (truss surface) 9 is covered with an exterior material such as glass (not shown). It is installed on the structure 4 with a pin supported.
【００２２】ここで、「四角形メッシュＭ」とは、縦横
２本ずつ、合計４本のフレーム部材７と、これらのフレ
ーム部材７を連結する４個の柱状ハブ３２とによって仕
切られた四角形の空間のことで、図１においてはスパン
方向に８個、桁行方向に５個、合計４０個形成されてい
る。ただし、桁行方向の最前列と最後列に位置する合計
１６個の四角形メッシュＭは、前記斜材３３によって三
角形からなる２つのメッシュＭ1 ，Ｍ2 に分割されてい
る。Here, the "quadrilateral mesh M" refers to a quadrilateral space partitioned by two frame members 7 in total, two in length and width, and four columnar hubs 32 connecting these frame members 7 together. As a result, in FIG. 1, eight pieces are formed in the span direction and five pieces are formed in the column row direction, for a total of 40 pieces. However, a total of 16 quadrangular meshes M located in the front and last columns in the column row direction are divided into two triangular meshes M1 and M2 by the diagonal members 33.
【００２３】また、本実施の形態においては、８３本の
フレーム部材７と、５４個のハブ３２と、１６本の斜材
３３と、２本の梁部材３４とでスパンＬが１０ｍ、桁行
き長さＤが６．２５ｍ、高さＨが２ｍ、ライズ比〔高さ
ＨとスパンＬの比（Ｈ／Ｌ）〕が０．２、四角形メッシ
ュＭの一辺の長さが桁行方向１．２５ｍ、スパン方向
１．３７７ｍのシングルレイヤー３１を構築した例を示
している。In this embodiment, 83 frame members 7, 54 hubs 32, 16 diagonal members 33, and two beam members 34 have a span L of 10 m, and carry-over. The length D is 6.25 m, the height H is 2 m, the rise ratio [the ratio of the height H to the span L (H / L)] is 0.2, and the length of one side of the square mesh M is 1.25 m in the column direction. , A single layer 31 having a span direction of 1.377 m is shown.
【００２４】前記梁部材３４は、シングルレイヤー３１
の桁行方向全長にわたる長さを有して前記台座構造物４
上にピン支持されて配設されることにより、スパン方向
両端部にそれぞれ位置する６個のハブ３２Ａ，３２Ｂを
支持している。すなわち、シングルレイヤー３１のスパ
ン方向両端部の節点部においては、桁行方向のフレーム
部材７の代わりに梁部材３４をそれぞれ用い、この梁部
材３４によってスパン方向両端部のハブ３２Ａ，３２Ｂ
を支持している。The beam member 34 is a single layer 31
The pedestal structure 4 having a length extending over the entire length in the girder direction of
The six hubs 32 </ b> A and 32 </ b> B located at both ends in the span direction are supported by being disposed with pins supported thereon. That is, at the nodes at both ends in the span direction of the single layer 31, beam members 34 are used instead of the frame members 7 in the row direction, and the hub members 32A, 32B at both ends in the span direction are used by the beam members 34.
I support.
【００２５】図４において、前記フレーム部材７は、図
１１に示したフレーム部材７と同一で、通常アルミニウ
ム合金、ステンレス等のパイプを用い、その両端にテー
パ部４０が押し潰しによって設けられ、さらにテーパ部
４０の先端には前記ハブ３２に接続される接続端部１１
が同じく押し潰しによって形成されている。接続端部１
１は扁平に形成されて両面に複数個のディンプル（凸部
と凹部）からなる係合部４２が形成されている。この係
合部４２は、接続端部１１の長手方向全長にわたって形
成されており、接続端部１１がハブ３２の連結溝４４
（図５）に嵌合されることによりフレーム部材７の軸線
方向に加わる荷重をハブ３２に伝える。In FIG. 4, the frame member 7 is the same as the frame member 7 shown in FIG. 11, and is usually formed of a pipe made of aluminum alloy, stainless steel or the like, and tapered portions 40 are provided at both ends by crushing. The connection end 11 connected to the hub 32 is provided at the tip of the tapered portion 40.
Are also formed by crushing. Connection end 1
Numeral 1 is formed flat and has an engagement portion 42 formed of a plurality of dimples (convex portions and concave portions) on both surfaces. The engagement portion 42 is formed over the entire length of the connection end 11 in the longitudinal direction, and the connection end 11 is connected to the connection groove 44 of the hub 32.
The load applied in the axial direction of the frame member 7 by being fitted to (FIG. 5) is transmitted to the hub 32.
【００２６】さらに、一般的にはフレーム部材７には、
ドーム型のトラス状骨組構造体を構築する場合、ハブ３
２の連結溝４４間の割り角度θ以外にその配設位置に応
じて３つの角度、すなわちコイン角α、ベンド角β、ツ
イスト角γが付与され、これによって任意の球面度を有
するドームの構築を可能にしている。コイン角αは接続
端部１１のフレーム部材７の軸線方向に対する切断角
度、ベンド角βはフレーム部材７の軸線と接続端部１１
の軸線とのなす角度、ツイスト角γはフレーム部材７を
介して隣合い高さおよびハブ軸方向の曲率中心位置が異
なるハブ３２間の連結溝４４を連結するフレーム部材７
における接続端部１１間のなす角度である。四角形メッ
シュＭのシングルレイヤー方式のバレルヴォールト型骨
組構造体３０の場合は、フレーム部材７を互いに直交さ
せて接続していることから、ハブ３２の連結溝４４の割
り角度θが９０°に、接続端部１１のコイン角αが約７
５°〜９０°に、ベンド角βおよびツイスト角γが０°
にそれぞれ角度付けされている。Further, generally, the frame member 7 includes:
When constructing a dome-shaped truss-like frame structure, the hub 3
In addition to the split angle θ between the two connecting grooves 44, three angles, ie, a coin angle α, a bend angle β, and a twist angle γ, are given in accordance with the disposition position, thereby constructing a dome having an arbitrary spherical degree. Is possible. The coin angle α is the cutting angle of the connection end 11 with respect to the axial direction of the frame member 7, and the bend angle β is the axis of the frame member 7 and the connection end 11.
And the twist angle γ of the frame member 7 connecting the connecting grooves 44 between the hubs 32 having different heights adjacent to each other and a center of curvature in the axial direction of the hub via the frame member 7.
Is the angle formed between the connection end portions 11 in FIG. In the case of the single-layer barrel vault type frame structure 30 of the quadrilateral mesh M, since the frame members 7 are connected orthogonally to each other, the split angle θ of the connection groove 44 of the hub 32 is set to 90 °. The coin angle α at the end 11 is about 7
5 ° to 90 °, the bend angle β and the twist angle γ are 0 °
Each is angled.
【００２７】図５において、前記ハブ３２は、通常アル
ミニウム合金ＪＩＳ Ａ６０８２−Ｔ６、ステンレス材
のＳＣＳ１１やＳＣＳ１３の押出形材または鋳造品によ
って筒状に形成され、中心にボルト４６（図１１参照）
が挿通する挿通孔４７を有している。また、柱状ハブ３
２の外周面には、前記連結溝４４と斜材用連結溝５０が
周方向に略等間隔おいて、かつ互いに隣り合うように４
個ずつ形成されている。前記各連結溝４４は、前記斜材
用連結溝５０よりハブ３２の中心側に位置するように深
く形成され、互いに対向する両側壁には前記フレーム部
材７の接続端部１１に形成されている係合部４２が係合
する係合部４５が形成されている。この係合部４５は、
係合部４２の凹凸と同形の凸部と凹部からなり、ハブ３
２の連結溝４４の全長にわたって形成され、両係合部４
２，４５の係合によって接続端部４１が連結溝４４から
ハブ３２の径方向に抜けるのを防止している。In FIG. 5, the hub 32 is usually formed in a cylindrical shape by using an aluminum alloy JIS A6082-T6, an extruded shape or cast product of stainless steel SCS11 or SCS13, and a bolt 46 at the center (see FIG. 11).
Has an insertion hole 47 for insertion. In addition, the columnar hub 3
The connecting groove 44 and the connecting groove 50 for the diagonal material are formed on the outer peripheral surface of the outer peripheral surface 2 at substantially equal intervals in the circumferential direction and adjacent to each other.
It is formed individually. Each of the connection grooves 44 is formed deeper so as to be located closer to the center of the hub 32 than the connection groove 50 for the diagonal material, and formed on the connection end 11 of the frame member 7 on both side walls facing each other. An engaging portion 45 with which the engaging portion 42 is engaged is formed. This engaging portion 45 is
The hub 3 includes a convex portion and a concave portion having the same shape as the concave and convex portions of the engaging portion 42.
The two engaging portions 4 are formed over the entire length of the two connecting grooves 44.
The engagement of the connection ends 45 prevents the connection end 41 from coming out of the connection groove 44 in the radial direction of the hub 32.
【００２８】また、前記連結溝４４とハブ３２の外周面
との間には、テーパ溝部５１が形成されている。言い換
えれば、ハブ３２の外周面には４つのテーパ溝部５１が
周方向に等間隔おいて形成され、さらにこのテーパ溝部
５１の奥に前記連結溝４４が連通して形成されており、
この点で図１１に示した従来のハブ８の連結溝１２とは
異なっている。テーパ溝部５１は、前記フレーム部材７
のテーパ部４０の角度と略同一角度で、ハブ３２の中心
に向かって幅が漸次減少するように形成されている。フ
レーム部材７の接続端部１１とテーパ部４０は、ハブ３
２の軸線方向から連結溝４４とテーパ溝部５１に圧入さ
れる。A tapered groove 51 is formed between the connection groove 44 and the outer peripheral surface of the hub 32. In other words, on the outer peripheral surface of the hub 32, four tapered groove portions 51 are formed at equal intervals in the circumferential direction, and further, the connection groove 44 is formed to communicate with the inside of the tapered groove portion 51,
This is different from the connection groove 12 of the conventional hub 8 shown in FIG. The tapered groove 51 is provided in the frame member 7.
At substantially the same angle as the angle of the tapered portion 40, the width is gradually reduced toward the center of the hub 32. The connection end 11 and the tapered portion 40 of the frame member 7
2 is press-fitted into the connecting groove 44 and the tapered groove 51 from the axial direction.
【００２９】前記斜材用連結溝５０は、前記連結溝４４
と同一形状で、ハブ３２の軸線方向全長にわたって形成
され、互いに対向する両側壁には前記連結溝４４の係合
部４５と同形の凸部と凹部からなる係合部５８が形成さ
れている。The connecting groove 50 for the diagonal material is connected to the connecting groove 44.
An engaging portion 58 is formed over the entire length of the hub 32 in the axial direction, and has an engaging portion 58 having the same shape as the engaging portion 45 of the connection groove 44 on the opposite side walls.
【００３０】図２において、前記斜材３３は、地震時等
における水平荷重に耐え得るために必要な部材で、スパ
ン方向において連続するようにジグザグに配列されるこ
とにより、桁行方向の最前列と最後列の四角形メッシュ
Ｍの一方の対角線を連結している。このような斜材３３
は、アルミニウム合金、ステンレス等のパイプによって
図４に示したフレーム部材７と同一に形成されることに
より、両端にテーパ部５５が設けられ、さらにテーパ部
５５の先端には前記ハブ３２の斜材用連結溝５０に嵌合
する接続部５６が形成されている。この接続部５６は、
前記フレーム部材７の接続端部１１と同一形状の扁平に
形成され、両側面には前記斜材用連結溝５０の係合部５
８が係合する係合部５９が形成され、これらの係合部５
８，５９の係合によって接続部５６が斜材用連結溝５０
からハブ３２の径方向に抜けるのを防止している。な
お、接続部５６は、ハブ３２の軸線方向から斜材用連結
溝４５０に圧入されることにより、軸線方向に加わる荷
重をハブ３２に伝える。In FIG. 2, the diagonal member 33 is a member necessary to withstand a horizontal load in the event of an earthquake or the like. One diagonal line of the square mesh M in the last row is connected. Such a diagonal member 33
Is formed in the same manner as the frame member 7 shown in FIG. 4 by using a pipe made of aluminum alloy, stainless steel, or the like, so that tapered portions 55 are provided at both ends. A connecting portion 56 that fits into the connecting groove 50 is formed. This connecting portion 56
The connecting portion 11 of the frame member 7 is formed in a flat shape having the same shape as the connecting end portion 11, and the engaging portions 5 of the diagonal member connecting groove 50 are formed on both side surfaces.
8 are formed, and these engaging portions 5 are engaged with each other.
By the engagement of 8, 59, the connecting portion 56 is connected to the diagonal connecting groove 50.
From the hub 32 in the radial direction. The connecting portion 56 transmits a load applied in the axial direction to the hub 32 by being press-fitted into the diagonal member connecting groove 450 from the axial direction of the hub 32.
【００３１】前記フレーム部材７と斜材３３がハブ３２
に接続されると、前記ハブ３２の上下面には、従来と同
様に押え板６０が前記ボルト４６とナット６１（図１１
参照）によって固定され、これによりフレーム部材７と
斜材３３がハブ３２の軸線方向に抜けるのを防止してい
る。The frame member 7 and the diagonal member 33 are connected to the hub 32.
11, the holding plate 60 is provided on the upper and lower surfaces of the hub 32 with the bolt 46 and the nut 61 (FIG.
) To prevent the frame member 7 and the diagonal member 33 from coming off in the axial direction of the hub 32.
【００３２】このようにハブ３２の外周にテーパ溝部５
１と連結溝４４を連設し、フレーム部材７の接続端部１
１を前記連結溝４４に嵌合し、テーパ部４０の一部を前
記テーパ溝部５１に嵌合すると、フレーム部材７が圧縮
または引張り荷重を受けても接続端部１１が折れ曲がる
ことがなく、フレーム部材７の変形、破壊および柱状ハ
ブ３２の回転を未然に防止することができる。したがっ
て、骨組構造体３０のトラス面内方向の強度を増大させ
ることができる。As described above, the tapered groove 5 is formed on the outer periphery of the hub 32.
1 and the connecting groove 44 are connected to each other, and the connecting end 1 of the frame member 7 is connected.
1 is fitted in the connecting groove 44 and a part of the tapered portion 40 is fitted in the tapered groove 51, so that the connection end 11 does not bend even if the frame member 7 receives a compressive or tensile load. Deformation and destruction of the member 7 and rotation of the columnar hub 32 can be prevented beforehand. Therefore, the strength of the frame structure 30 in the truss plane direction can be increased.
【００３３】また、フレーム部材７の変形、破壊および
柱状ハブ３２の回転を防止することができれば、図１０
に示したダブルレイヤー方式のバレルヴォールト型骨組
構造体１に比べて部品点数を著しく削減することができ
る。さらに、図１２に示したシングルレイヤー方式の骨
組構造体２０と比較しても束部材２２、張弦部材２３お
よび緊張部材２４を必要としないため、構造が簡単で組
み立て作業性を向上させるとともに、軽量化することが
できる。さらにまた、ハブ３２は、押出形材によって製
作することができるので、その製作も容易である。If the deformation and destruction of the frame member 7 and the rotation of the columnar hub 32 can be prevented, the structure shown in FIG.
The number of parts can be remarkably reduced as compared with the barrel vault type frame structure 1 of the double layer type shown in FIG. Further, since the bundle member 22, the string member 23 and the tension member 24 are not required as compared with the single-layer type frame structure 20 shown in FIG. 12, the structure is simple and the assembly workability is improved. The weight can be reduced. Furthermore, since the hub 32 can be manufactured from an extruded profile, its manufacture is also easy.
【００３４】また、本実施の形態においては、それぞれ
４個ずつの連結溝４４と斜材用連結溝５０を周方向に略
等間隔おいて交互に形成してなる１種類（８スロット）
のハブ３２を用いたが、シングルレイヤー３１の桁行方
向の最前列と最後列の四角形メッシュＭにのみ斜材３３
を設けているので、図１（ｂ）に示すように３本のフレ
ーム部材７と２本の斜材３３が接続される節点部Ａと、
４本のフレーム部材７のみが接続される節点部Ｂと、３
本のフレーム部材７のみが接続される節点部Ｃと、１本
のフレーム部材７と１本の斜材３３と梁部材３４が接続
される節点部Ｄと、１本のフレーム部材７と梁部材３４
が接続される節点部Ｅとができる。したがって、斜材３
３が全く接続されない節点部Ｂ，Ｃ，Ｅのハブ３２につ
いては、斜材用連結溝５０を形成する必要がなく、連結
溝４５とテーパ溝部５１のみが形成された４スロットの
ハブを用いることが可能である。In this embodiment, one type (8 slots) is formed by alternately forming four connecting grooves 44 and four connecting grooves 50 for diagonal material at substantially equal intervals in the circumferential direction.
But the diagonal material 33 is applied only to the square mesh M in the front row and the last row in the column direction of the single layer 31.
As shown in FIG. 1 (b), a node A where the three frame members 7 and the two diagonal members 33 are connected,
A node B to which only four frame members 7 are connected;
A node portion C to which only one frame member 7 is connected, a node portion D to which one frame member 7, one diagonal member 33 and a beam member 34 are connected, one frame member 7 and a beam member 34
Are connected to a node E. Therefore, diagonal material 3
It is not necessary to form the connecting groove 50 for the diagonal material for the hubs 32 of the nodes B, C, and E to which no 3 is connected, and a four-slot hub having only the connecting groove 45 and the tapered groove 51 is used. Is possible.
【００３５】次に、骨組構造体３０の面内方向の剛性に
ついて説明する。 〔従来の構造〕面内方向の剛性としては、フレーム部材
１本当たり、図６に示すフレーム部材両端の扁平な接続
端部１１における板２枚分としての剛性分しかない。ま
たハブ８の回転を抑制する抵抗力Ｍｙについても、同様
に接続端部１１における２枚板としての断面係数分しか
ない。すなわち、フレーム部材１本当たりの面内方向の
剛性Ｉｘｏおよびハブ８の回転に対し抵抗する断面係数
Ｚｘｏは次式で表される。 Ｉｘｏ＝１／１２・ｂ・ｔ3 ×２ ・・・・（１） Ｚｘｏ＝１／６・ｂ・ｔ2 ×２ ・・・・（２） ここで、ｂ：接続端部における２枚板の幅（＝π・（ｄ
−ｔ）／２） ｄ：フレーム部材の外径 ｔ：フレーム部材の肉厚Next, the rigidity of the frame structure 30 in the in-plane direction will be described. [Conventional Structure] The only rigidity in the in-plane direction is the rigidity of two flat plates at the flat connection ends 11 at both ends of the frame member as shown in FIG. Similarly, the resistance My that suppresses the rotation of the hub 8 has only the section modulus of the two ends at the connection end 11. That is, the rigidity Ixo in the in-plane direction per one frame member and the section coefficient Zxo that resists rotation of the hub 8 are expressed by the following equations. Ixo = 1/12 · b · t 3 × 2 (1) Zxo = 1/6 · b · t 2 × 2 (2) where b: two plates at the connection end Width (= π · (d
-T) / 2) d: Outer diameter of frame member t: Wall thickness of frame member
【００３６】〔本発明による構造〕これに対し、本発明
の場合は、フレーム部材７の接続端部１１とテーパ部４
０の一部がハブ３２の嵌合溝４４とテーパ溝部５１によ
って拘束されることになり、この場合の面内剛性Ｉｘお
よびハブ３２の回転に対し抵抗する断面係数Ｚｘの最小
は、ハブ３２の外周と接触する箇所（テーパ部４０）に
おける断面（図７）での値となる。すなわち、フレーム
部材１本当たりの面内剛性Ｉｘおよびハブ３２の回転に
対する断面係数Ｚｘは次式で表される。 Ｉｘ＝π／６４・（ｒ0 4−ｒi 4）＋ａ・ｔ3／６＋２ａｔｒ2 ・・・・（３） Ｚｘ＝Ｉｘ／ｒ0 ・・・・（４） ここで、 ｒ0：テーパ部の外周半径 ｒi：テーパ部の内周半径 ａ：テーパ部の直線部長さ[Structure according to the present invention] On the other hand, in the case of the present invention, the connection end portion 11 of the frame member 7 and the tapered portion 4
0 is restrained by the fitting groove 44 and the tapered groove 51 of the hub 32. In this case, the minimum of the in-plane rigidity Ix and the cross-sectional coefficient Zx that resists the rotation of the hub 32 is the minimum. The value is a value in a cross section (FIG. 7) at a location (tapered portion 40) that contacts the outer periphery. That is, the in-plane rigidity Ix per frame member and the section coefficient Zx with respect to the rotation of the hub 32 are represented by the following equations. Ix = π / 64 · (r 0 4 -r i 4) + a · t 3/6 + 2atr 2 ···· (3) Zx = Ix / r 0 ···· (4) where, r 0: the tapered portion the outer peripheral radius r i of: inner radius a of the tapered portion: straight portion length of the tapered portion
【００３７】ここで、フレーム部材７のサイズをφ７０
×ｔ３ｍｍ、テーパ部４０の嵌合長さＬ１とテーパ部の
全長Ｌ２との比をＫｔ＝０．１５とした場合について、
これらの値を求めた。その結果を表１に示す。Here, the size of the frame member 7 is set to φ70
× t3 mm, when the ratio of the fitting length L1 of the tapered portion 40 to the total length L2 of the tapered portion is Kt = 0.15,
These values were determined. Table 1 shows the results.
【００３８】[0038]
【表１】 [Table 1]
【００３９】表１より、フレーム部材７のサイズをφ７
０×ｔ３ｍｍ、Ｋｔ＝０．１５とした場合、従来方式に
比べて面内剛性は約３２倍に、断面係数は約７倍にな
り、ハブ３２の回転に対する抵抗力を飛躍的に高めるこ
とができることが確認された。このため、フレーム部材
とハブとの嵌合において、テーパ部４０の一部も同時に
嵌合させることにより、従来は複層構造であったバレル
ヴォールト型骨組構造体を単層化することが可能とな
る。この場合、上記した実施の形態においては、ハブ３
２の各嵌合溝４４にテーパ溝部５１を連設し、四角形メ
ッシュＭを形成する４本全てのフレーム部材７のテーパ
部４０の一部をテーパ溝部５１に嵌合した例を示した
が、これに限らず４つの嵌合溝４４のうちの少なくとも
１つのみにテーパ溝部５１を連設し、１本のフレーム部
材７のテーパ部４０の一部のみを嵌合するようにして
も、従来の構造のものより面内方向の剛性を高めること
ができる。According to Table 1, the size of the frame member 7 is φ7
When 0 × t3 mm and Kt = 0.15, the in-plane rigidity is about 32 times and the section modulus is about 7 times as compared with the conventional method, so that the resistance to rotation of the hub 32 can be dramatically increased. It was confirmed that it was possible. Therefore, when fitting the frame member and the hub together, a part of the tapered portion 40 is also fitted at the same time, so that the barrel vault type frame structure conventionally having a multilayer structure can be made into a single layer. Become. In this case, in the above-described embodiment, the hub 3
2 shows an example in which a tapered groove portion 51 is connected to each of the fitting grooves 44 and a part of the tapered portions 40 of all four frame members 7 forming the quadrangular mesh M is fitted into the tapered groove portion 51. The present invention is not limited to this. Even if the taper groove 51 is continuously provided only in at least one of the four fitting grooves 44 and only a part of the taper portion 40 of one frame member 7 is fitted, The rigidity in the in-plane direction can be increased as compared with the structure of (1).
【００４０】次に、計算により本発明におけるフレーム
部材のサイズを以下に算定する。 （１）構造 スパン Ｌ：１０ｍ 桁行寸法Ｄ：６．２５ｍ 高さＨ ：２ｍ ライズ比 ：Ｈ／Ｌ＝０．２ モジュール寸法（フレーム部材）＝１．３７７ｍ（スパン方向） ＝１．２５ｍ（桁行方向）Next, the size of the frame member according to the present invention is calculated as follows. (1) Structure Span L: 10 m Girder line size D: 6.25 m Height H: 2 m Rise ratio: H / L = 0.2 Module size (frame member) = 1.377 m (span direction) = 1.25 m (column line) direction)
【００４１】 （２）設計条件（一般地域向けとする） 常時荷重 Ｇ＋Ｐ＝５００Ｎ／ｍ2 積雪荷重 Ｓ＝６００Ｎ／ｍ2 風荷重 Ｗ＝ｑ・ｃ 速度圧 ｑ＝６０√ｈ ＝１４７Ｋｇｆ／ｍ2 （風速ｈ＝６ｍ） →１５００Ｎ／ｍ2 風力係数 ｃ：図８参照 （日本建築学会 建築物風荷重指針・同解説による） 地震荷重 Ｋ＝０．３・（Ｇ＋Ｐ） 地震層剪断係数 Ｃｉ＝０．３(2) Design conditions (for general areas) Constant load G + P = 500 N / m 2 Snow load S = 600 N / m 2 Wind load W = q · c Speed pressure q = 60√h = 147 Kgf / m 2 (Wind speed h = 6 m) → 1500 N / m 2 Wind power coefficient c: See Fig. 8 (Based on the guideline of building wind load of the Architectural Institute of Japan, same commentary) Seismic load K = 0.3 · (G + P) .3
【００４２】（３）使用部材の材料定数 使用部材の材料定数を表２に示す。(3) Material constants of used members Table 2 shows material constants of used members.
【００４３】[0043]
【表２】 [Table 2]
【００４４】（４）計算結果 計算は、幾何学的非線形性および材料的非線形性を考慮
した弾塑性解析手法を用いて行った。荷重は設計荷重の
１／１０を増分荷重として漸次増分させ、構造が破壊す
るまで計算を行い、設計荷重時における最大変位および
どの程度の荷重まで耐えられるかを表す終局耐力を求め
た。(4) Calculation Result The calculation was performed by using an elasto-plastic analysis method in consideration of geometric nonlinearity and material nonlinearity. The load was gradually increased as 1/10 of the design load as an incremental load, calculations were performed until the structure was destroyed, and the maximum displacement at the time of the design load and the ultimate proof stress indicating how much load the load could withstand were obtained.
【００４５】荷重ケースは、常時（Ｇ＋Ｐ）、積雪時
（Ｇ＋Ｐ＋Ｓ）、暴風時（Ｇ＋Ｐ＋Ｗ）および地震時
（Ｇ＋Ｐ＋Ｋ：＋Ｘ方向、＋Ｙ方向の２ケース）の計５
ケースである。There are a total of 5 load cases: normal (G + P), snow (G + P + S), storm (G + P + W), and earthquake (G + P + K: two cases in + X and + Y directions).
Case.
【００４６】その結果、応力的に最も厳しい荷重条件は
積雪時（Ｇ＋Ｐ＋Ｓ）であり、必要なフレーム部材７の
サイズはφ８０×ｔ４ｍｍであった。その時の最大変位
および終局耐力の計算結果を表３に示す。なお、終局耐
力は、各部位の応力が表２に示す材料の基準強度Ｆ値に
達したときの荷重値とした。また、表３中のグリッド
（メッシュ）の捩り変位は、１つの四角形メッシュ内の
３点を通る面を考えたときの残りの１点とその面との距
離を表したものである。外装材としてガラスを用いた場
合、このグリッドの捩り変位が大きすぎるとガラスが割
れるおそれがあり、ここではグリッドの捩り変位＜ガラ
ス板厚（＝６．８ｍｍ）となるようにフレーム部材７の
サイズを決定した。表３には、常時および暴風時の結果
は他のケースと比べて小さいため割愛した。As a result, the most severe load condition in terms of stress was during snowfall (G + P + S), and the required size of the frame member 7 was φ80 × t4 mm. Table 3 shows the calculation results of the maximum displacement and the ultimate proof stress at that time. The ultimate proof stress was defined as a load value when the stress at each part reached the reference strength F value of the material shown in Table 2. Further, the torsional displacement of the grid (mesh) in Table 3 represents the distance between the remaining one point and the plane when a plane passing through three points in one rectangular mesh is considered. When glass is used as the exterior material, the glass may be broken if the torsional displacement of the grid is too large. It was determined. In Table 3, the results at all times and at the time of the storm were omitted because they were smaller than those of the other cases.
【００４７】[0047]
【表３】 [Table 3]
【００４８】表３からわかるように、終局耐力について
は最も厳しい積雪時においても設計荷重の約１．９倍で
あり、かなり余裕がある。しかし、本発明による骨組構
造体３０の構造は、外装材としてガラスを用いることを
想定して計算しており、そのためグリッドの捩り変位の
制限からフレーム部材７のサイズをφ７０×ｔ３ｍｍと
して決定した。外装材として、例えば膜等を用い、グリ
ッドの捩り変位の制限を大きく採ることができる場合に
は、フレーム部材７のサイズはもっと小さくすることが
可能である。また、今回の場合は、Ｋｔ＝０．１５とし
た例を示したが、この数値に限定する必要はなく、Ｋｔ
の値に応じてフレーム部材７のサイズを決定すればよ
い。As can be seen from Table 3, the ultimate proof stress is about 1.9 times the design load even under the severest snowfall, and there is considerable room. However, the structure of the frame structure 30 according to the present invention is calculated on the assumption that glass is used as the exterior material. Therefore, the size of the frame member 7 is determined to be φ70 × t3 mm from the limitation of the torsional displacement of the grid. For example, when a film or the like is used as the exterior material and the torsional displacement of the grid can be greatly restricted, the size of the frame member 7 can be further reduced. Further, in this case, an example in which Kt = 0.15 is shown, but it is not necessary to limit the value to this value.
The size of the frame member 7 may be determined according to the value of.
【００４９】従来方式の構造との比較 図１０に示した従来のダブルレイヤー方式のバレルヴォ
ールト型骨組構造体１と本発明によるシングルレイヤー
方式のバレルヴォールト型骨組構造体３０について比較
する。スパンＬ、桁行寸法Ｄ、高さＨは同一である（内
々寸法を同じにした）。この場合も応力的に最も厳しい
荷重条件は積雪時（Ｇ＋Ｐ＋Ｓ）であり、また必要なフ
レーム部材７のサイズはφ５０×ｔ２ｍｍである。従来
方式の複層構造と本発明の単層構造の場合のフレーム部
材７およびハブ８，３２の数量・質量の比較を表４に示
す。Comparison with Conventional Structure The conventional double-layer barrel vault type frame structure 1 shown in FIG. 10 is compared with the single-layer type barrel vault type frame structure 30 according to the present invention. The span L, the girder line dimension D, and the height H are the same (the inner dimensions are the same). Also in this case, the severest load condition in terms of stress is at the time of snow (G + P + S), and the required size of the frame member 7 is φ50 × t2 mm. Table 4 shows a comparison of the number and mass of the frame member 7 and the hubs 8 and 32 between the conventional multi-layer structure and the single-layer structure of the present invention.
【００５０】[0050]
【表４】 [Table 4]
【００５１】表４より、本発明を適用した場合、数量は
従来方式の複層構造の場合に比べてフレーム部材７が約
１／４に、ハブ３２が約半分に削減できることがわか
る。また、フレーム部材７とハブ３２の合計質量も約２
５％程度軽減できることがわかる。Table 4 shows that when the present invention is applied, the number of frame members 7 can be reduced to about 1/4 and the number of hubs 32 can be reduced to about half as compared with the case of the conventional multi-layer structure. Also, the total mass of the frame member 7 and the hub 32 is about 2
It can be seen that it can be reduced by about 5%.
【００５２】したがって、本発明を適用することによ
り、従来方式の複層構造の場合に比べて構造材の数量を
大幅に削減でき、しかも質量も同等以下であるため、構
造材の製造コストおよび施工コストを大幅に低減するこ
とができる。また、単層の四角形メッシュであるため、
複層構造の場合の複雑で重苦しさがなく、すっきりした
構造となり、採光率および意匠性を高めることができ
る。Therefore, by applying the present invention, the number of structural materials can be greatly reduced as compared with the conventional multi-layer structure, and the mass is equal to or less than that of the conventional method. The cost can be significantly reduced. Also, because it is a single-layer square mesh,
In the case of the multi-layer structure, the structure is simple and there is no heavy burden, and the lighting efficiency and design can be improved.
【００５３】図９（ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施
の形態を示す概略平面図および正面図である。この実施
の形態は、図１に示した第１の実施の形態における骨組
構造体３０の桁行寸法Ｄを２倍（２Ｄ）に大きくし、桁
行方向の最前列、４列、７列および最後列の四角形メッ
シュＭに斜材３３をそれぞれ設けた例を示す。その他の
構造は前記骨組構造体３０と全く同一である。このよう
な構造においても、上記した第１の実施の形態と同様な
効果が得られる。FIGS. 9A and 9B are a schematic plan view and a front view showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the girder row dimension D of the frame structure 30 in the first embodiment shown in FIG. 1 is doubled (2D), and the front row, fourth column, seventh column, and last row in the girder row direction are increased. The example in which the diagonal members 33 are provided in the quadrangular mesh M of FIG. Other structures are exactly the same as the frame structure 30. In such a structure, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
【００５４】本実施の形態においては、斜材３３をフレ
ーム部材７と同一の形状に形成したが、これに限らず、
ワイヤ、ロッド等を用いてもよい。ワイヤまたはロッド
の場合は、適宜な連結板を介してハブ３２の斜材用連結
溝５０に連結すればよい。また、上記した実施の形態
は、いずれもシングルレイヤー方式のバレルヴォールト
型骨組構造体に適用した例を示したが、本発明はこれに
何等限定されるものではなく、シングルレイヤー方式の
フラットストラクチャ型骨組構造体にも適用することが
できる。In the present embodiment, the diagonal member 33 is formed in the same shape as the frame member 7, but is not limited to this.
You may use a wire, a rod, etc. In the case of a wire or a rod, it may be connected to the diagonal connection groove 50 of the hub 32 via an appropriate connection plate. In addition, although the above-described embodiments all show examples in which the invention is applied to a single-layer type barrel vault type frame structure, the present invention is not limited to this, and the single-layer type flat structure type is used. It can also be applied to frame structures.
【００５５】[0055]
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るトラス
用ハブおよびそれを用いた骨組構造体は、柱状ハブの外
周面に形成される複数個の連結溝のうち少なくともその
１つに、フレーム部材の接続端部に続くテーパ部の一部
が嵌合するテーパ溝部を連設し、隣り合う連結溝間に斜
材の端部が嵌合する斜材用連結溝を形成したので、節点
部のトラス面内方向の剛性が増大し、ハブの回転、フレ
ーム部材の変形、破壊等を確実に防止することができ
る。また、部品点数の削減および骨組構造体の軽量化が
可能で、特にフレーム部材にベンド角を角度付けする必
要がない骨組構造体に適用して好適である。具体的には
シングルレイヤー方式のバレルヴォールト型骨組構造体
に適用すると、面内補強用の緊張部材を用いなくても十
分な面内方向の強度を得ることができ、部品点数、組立
工数の削減および軽量化を達成することができる。ま
た、ハブの製作も容易である。As described above, the truss hub according to the present invention and the skeleton structure using the same are provided with a frame in at least one of a plurality of connecting grooves formed on the outer peripheral surface of the columnar hub. A taper groove portion in which a part of the taper portion following the connection end portion of the member is fitted is continuously provided, and a diagonal material connecting groove in which the end of the diagonal material is fitted between adjacent coupling grooves is formed. , The rigidity of the truss in the in-plane direction is increased, and rotation of the hub, deformation and destruction of the frame member, and the like can be reliably prevented. Further, the number of parts can be reduced and the weight of the frame structure can be reduced, and it is particularly suitable for application to a frame structure that does not require a bend angle to be set to the frame member. Specifically, when applied to a single-layer barrel vault type frame structure, sufficient in-plane strength can be obtained without using a tension member for in-plane reinforcement, reducing the number of parts and assembly man-hours And a reduction in weight can be achieved. Further, the manufacture of the hub is easy.
【図１】 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は本発明をシングル
レイヤー方式のバレルヴォールト型トラス状骨組構造体
に適用した一実施の形態を示す概略斜視図、平面図およ
び正面図である。1 (a), 1 (b) and 1 (c) are a schematic perspective view, a plan view and a front view showing an embodiment in which the present invention is applied to a single-layer type barrel vault type trussed frame structure. is there.
【図２】 図１のＡ部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a portion A in FIG.
【図３】 図１のＢ部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of a portion B in FIG. 1;
【図４】 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）はフレーム
部材の正面図、平面図、側面図および端部の拡大平面図
である。FIGS. 4A, 4B, 4C, and 4D are a front view, a plan view, a side view, and an enlarged plan view of an end of a frame member.
【図５】 （ａ）、（ｂ）はハブの平面図および正面図
である。FIGS. 5A and 5B are a plan view and a front view of a hub.
【図６】 従来方式における面内方向の剛性、断面係数
を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining in-plane rigidity and section modulus in a conventional method.
【図７】 本発明における面内方向の剛性、断面係数を
説明するための図である。FIG. 7 is a view for explaining in-plane rigidity and section modulus in the present invention.
【図８】 風荷重を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a wind load.
【図９】 （ａ）、（ｂ）は本発明の第２の実施の形態
を示す概略平面図および正面図である。FIGS. 9A and 9B are a schematic plan view and a front view showing a second embodiment of the present invention.
【図１０】 （Ａ）、（Ｂ）はダブルレイヤー方式を採
用した従来のバレルヴォールト型骨組構造体の概略構成
を示す斜視図および正面図である。FIGS. 10A and 10B are a perspective view and a front view showing a schematic configuration of a conventional barrel vault type frame structure employing a double layer system.
【図１１】 節点部の分解斜視図である。FIG. 11 is an exploded perspective view of a node portion.
【図１２】 シングルレイヤー方式を採用したバレルヴ
ォールト型骨組構造体の従来例を示す概略斜視図であ
る。FIG. 12 is a schematic perspective view showing a conventional example of a barrel vault type frame structure employing a single layer system.
【符号の説明】 １…ダブルレイヤーのバレルヴォールト型骨組構造体、
６…斜材、７…フレーム部材、８…柱状ハブ、１１…接
続端部、２０…シングルレイヤーのバレルヴォールト型
骨組構造体、２１…シングルレイヤー、２２…束部材、
２３…張弦部材、２４…緊張部材、３０…シングルレイ
ヤーのバレルヴォールト型骨組構造体、３１…シングル
レイヤー、３２…柱状ハブ、４０…テーパ部、４２…係
合部、４４…連結溝、４５…係合部、５０…斜材用連結
溝、５１…テーパ溝部、５６…接続部、Ｍ…四角形メッ
シュ。[Explanation of Signs] 1. Double-layer barrel vault type frame structure,
Reference numeral 6: diagonal member, 7: frame member, 8: columnar hub, 11: connection end, 20: single-layer barrel vault type frame structure, 21: single layer, 22: bundle member,
23 ... string member, 24 ... tension member, 30 ... single-layer barrel vault type frame structure, 31 ... single layer, 32 ... columnar hub, 40 ... taper portion, 42 ... engagement portion, 44 ... connection groove, 45 ... Engagement part, 50... Diagonal connection groove, 51 .taper groove part, 56. Connection part, M.
Claims (4)
が形成された複数個のハブと、前記各連結溝に接続端部
がそれぞれ嵌合された複数本のフレーム部材によって構
築される骨組構造体のトラス用ハブにおいて、 前記複数個の連結溝のうち少なくともその１つに、前記
フレーム部材の接続端部に続くテーパ部の一部が嵌合す
るテーパ溝部を連設し、隣り合う連結溝間に斜材の端部
が嵌合する斜材用連結溝を形成したことを特徴とするト
ラス用ハブ。1. A plurality of hubs each having a columnar shape and a plurality of connection grooves formed on an outer peripheral surface thereof, and a plurality of frame members each having a connection end fitted into each of the connection grooves. In the truss hub of a skeleton structure, at least one of the plurality of connection grooves is provided with a tapered groove portion in which a part of a tapered portion following a connection end of the frame member is fitted, and is adjacent to the connection groove. A truss hub, wherein a connecting groove for a diagonal member is formed between the connecting grooves so that an end of the diagonal member is fitted.
隔おいて交互に４個ずつ形成され、前記連結溝にシング
ルレイヤー方式のバレルヴォールト型骨組構造体の四角
形メッシュを形成するフレーム部材が接続され、斜材用
連結溝には斜材が接続されることを特徴とするトラス用
ハブ。2. The truss hub according to claim 1, wherein said connecting groove and said diagonal member connecting groove are formed alternately at substantially equal intervals in the circumferential direction of said hub, and each of said connecting grooves has a single layer. A truss hub, wherein a frame member forming a quadrilateral mesh of a barrel vault type frame structure of the type is connected, and a diagonal member is connected to a diagonal connection groove.
数個の柱状ハブと、前記各連結溝に端部がそれぞれ嵌合
された複数本のフレーム部材によって構築される骨組構
造体において、 前記複数個の連結溝のうち少なくともその１つに、前記
フレーム部材の接続端部に続くテーパ部の一部が嵌合す
るテーパ溝部を連設し、隣り合う連結溝間に斜材の端部
が嵌合する斜材用連結溝を形成したことを特徴とする骨
組構造体。3. A framed structure constructed by a plurality of columnar hubs having a plurality of connection grooves formed on an outer peripheral surface thereof and a plurality of frame members each having an end fitted into each of the connection grooves. At least one of the plurality of connection grooves is provided with a taper groove portion in which a part of a taper portion following the connection end of the frame member is fitted, and an end of the diagonal member is provided between adjacent connection grooves. A skeleton structure, wherein a connecting groove for a diagonal member into which a portion is fitted is formed.
方式のバレルヴォールト型骨組構造体で、ハブの外周面
にはそれぞれ４個ずつの連結溝と斜材用連結溝が周方向
に略等間隔おいて交互に形成され、前記連結溝に骨組構
造体の四角形メッシュを形成するフレーム部材がそれぞ
れ接続され、斜材は前記斜材用連結溝に接続されている
ことを特徴とする骨組構造体。4. The frame structure according to claim 3, wherein the frame structure is a single-layer type barrel vault type frame structure having a quadrilateral mesh, and four connection grooves and four oblique grooves are provided on the outer peripheral surface of the hub. Material connection grooves are alternately formed at substantially equal intervals in the circumferential direction, frame members forming a quadrangular mesh of the skeleton structure are connected to the connection grooves, and diagonal members are connected to the diagonal member connection grooves. A skeletal structure, characterized in that:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378642A JP2002180538A (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Hub for truss and skeleton structural body using the hub |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000378642A JP2002180538A (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Hub for truss and skeleton structural body using the hub |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002180538A true JP2002180538A (en) | 2002-06-26 |
Family
ID=18847175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000378642A Pending JP2002180538A (en) | 2000-12-13 | 2000-12-13 | Hub for truss and skeleton structural body using the hub |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002180538A (en) |
-
2000
- 2000-12-13 JP JP2000378642A patent/JP2002180538A/en active Pending
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