JP3808445B2 - 鋼管トラス - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の屋根，床，壁等を支える骨格に使用される鋼管トラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラスを構成する部材およびトラス節点の接合法により、次のように分類される。
【０００３】
(1) 部材に全て所定長の鋼管を用いるもの
図１１に示すように、トラス節点に球形の接合金物（所謂ボールジョイント）６０を用い、弦材や斜材の各部材６１は接合金物にボルト６２で螺合し、立体状のトラス構造を構成するシステムトラスといわれるもの。
【０００４】
(2) トラス主材を「通しもの」の鋼管とし、直接溶接によるもの
図１２に示すように、ワンウェイ形式の通しものの主管（弦材）７０に枝管（斜材）７１を任意の角度で直接溶接したもの。
【０００５】
(3) トラス主材を「通しもの」の鋼管とし、節点金物を用いるもの
図１３に示すように、ワンウェイ形式の通しものの主管（弦材）８０の外面に竹割状（断面円弧状）の節点金物８２を添接し、溶接８３で固定したもの。節点金物８２の左右両側には突起部分が設けられ、ここに一体的に突設されたガセットプレート８４に枝管（斜材）８１の接合端部が添接されボルト接合される。
【０００６】
また、本発明に関連する先行技術文献としては、本出願人のトラス材とその接合金物に山形材を用いた立体トラスがある（特許文献１参照）。また、角鋼管の弦材と角鋼管の斜材を直接溶接してなる平版状立体トラスがある（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特許３２５６１９５号公報
【特許文献２】
特開平５−９９８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１１の球形接合金物を用いる従来技術の場合、次のような問題点がある。
【０００９】
(a) 球形の接合金物６０の製造に精度の高い高度な技術が必要であり、コストが高くなる。
【００１０】
(b) 接合金物６０に接合する部材６１は、螺合したボルトの引張力で耐力と変形剛性を確保しなければならない。従って、締付管理と各部材長さやボルト孔開けなどの精度管理が必要となる。
【００１１】
(c) トラス全体の精度を確保するために各節点の位置を修正することが可能であるが、節点接合部の固定度・締付力の強弱によってばらつきが生じる。また、接合順序が必要であり、組立に制約が生じる。
【００１２】
(d) トラスの主材が節点ごとに接合されるので、接合部ごとの締付力に強弱があると、引張力や圧縮力に対して主材の伸び量や縮み量が不安定となる。従って、版状に組まれた立体トラスに面外力が加わると、接合部分での微小変形が面外力方向の変形に大きな影響を与え、予想値（理論値）より変形が大きくなることが多い。
【００１３】
図１２のワンウェイ形式の直接溶接による従来技術の場合、次のような問題点がある。
【００１４】
(a) 円筒状の主管７０に円筒状の枝管７１を任意の角度で直接溶接するためには、枝管７１の接触部が主管７０に密着する必要がある。そのため、接合する管の端面は相貫曲線となるよう精度の高い切断が必要となる。
【００１５】
(b) トラスの節点は集まる部材の重心軸が一点に会することが力の釣合上望ましい。しかし、主管７０の直径に近い枝管７１を用いるとき、節点で枝管７１同士が干渉し、溶接を困難にするので、トラス構成部材の選定は、トラス節点の納まりから決めることになり、設計上の制約となる。
【００１６】
(c) 管の溶接は管の外周全ての方向からの溶接姿勢で作業せざるを得ないので、高度な溶接技術を要する。
【００１７】
(d) 溶接による組立構造であるため、溶接部の収縮ひずみが構造物の精度に影響する。また、枝管端部の曲線切断の溶接によるひずみの予測が困難である。従って、精度管理が難しい。
【００１８】
(e) トラス全体の精度を確保するために各節点の位置を修正することが困難である。なお、加熱矯正の方法があるが、簡単に位置を修正することができない。
【００１９】
図１３のワンウェイ形式の節点金物を用いる従来技術の場合、次のような問題点がある。
【００２０】
(a) 竹割状の節点金物８２は、主管８０の外面に添設されているので、枝管８１からの引張力は金物の面外曲げを生じて、周辺の溶接部を介して主管８０に伝わる。従って、この曲げ応力に耐えるよう、十分な厚さを必要とするため、鋳造法や鍛造法を用いて、曲げ強さや曲げ剛性の大きい金物としているが、溶接可能で引張力に耐える鋳鋼製とするため、コストが高い。
【００２１】
(b) トラスでは、節点が主管の長さ方向に滑る力が発生するが、これに対して、竹割状の節点金物８２の周辺の溶接８３に頼らざるを得ない。また、枝管取付用のガセットプレート８４は、節点金物８２の突起部分に溶接する。即ち、この従来技術では、鋳鋼技術と溶接技術に構造安全性が依存し、高度の技術が必要となる。
【００２２】
(c) ガセットプレート付きの節点金物８２を主管に直接溶接するため、位置調整が不可能である。
【００２３】
本発明は、前述のような従来の問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、一方向に連続する鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスにおいて、比較的簡易で低コストの接合金具によりトラス部材の確実な接合が可能になり、低コストで鋼管トラスの構築が可能となると共に、トラス全体の精度を確保するために各節点の位置を簡単に修正することができる鋼管トラスを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、図１に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、一つ置きに隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に交差して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、下方に下弦材のある隣り合う上弦材の四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面と する逆四角錐を構成するトラス副材のラチス材と、下方に下弦材のない隣り合う上弦材の四角枡目の交点を対角状に繋ぐトラス副材の水平ブレース材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の３分割型の接合金具は、半円状の上部分割体と、長い円弧状の下部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジのうちの一方の締結フランジに１本の交差上弦材と２本の水平ブレース材の端部をボルト接合し、他方の締結フランジに１本の交差上弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の下部に傾斜して配置された締結フランジに２本のラチス材の端部をボルト接合し、下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の上部分割体とからなり、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
本発明の請求項２に係る発明は、図２に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の下弦材と、一つ置きに隣合う下弦材の中間における上方に下弦材と平行に配設されたトラス主材の上弦材と、上弦材の１点とこの下方に位置する隣り合う下弦材の４点とを繋ぐトラス副材のラチス材と、上方に上弦材のない隣り合う下弦材において下弦材とラチス材の交点同士を繋ぐトラス副材の交差水平材および水平ブレース材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の上部分割体及び側部分割体と、短い円弧状の側部分割体とからなり、この接合金具の片側に水平に配置された締結フランジに１本の交差水平材と２本の水平ブレース材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部に傾斜して配置された締結フランジに２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
本発明の請求項３に係る発明は、図３に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に直交して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のトラス副材のラチス材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部に配置された締結フランジに取付板を介して 交差上弦材を取付け、下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の上部分割体とからなり、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
本発明の請求項４に係る発明は、図４に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に直交して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、隣合う交差上弦材の中間における下方に交差上弦材と平行に配設された交差下弦材と、四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のトラス副材のラチス材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で４つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の４分割型の接合金具は、半円状の上部分割体と、長い円弧状の下部分割体と、短い円弧状の左右の側部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジにそれぞれ１本の交差上弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、下弦材の４分割型の接合金具は、半円状の下部分割体と、長い円弧状の上部分割体と、短い円弧状の左右の側部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジにそれぞれ１本の交差下弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
【００２５】
本発明は、上下弦材（トラス主材）と斜材（トラス副材）で構成される平面トラス、あるいは上下弦材（トラス主材）と斜材やその他の連結材（トラス副材）から構成される図１〜図４に示す版状立体トラスなどに適用される。トラス主材は、ワンウェイ形式の通しものの円形鋼管を使用し、トラス節点において、円形鋼管の鞘管を主材長手方向に平行な分割線で複数に分割してなる例えば図６に示す竹割状の接合金具を用い、この竹割状の接合金具のフランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、主材鋼管を外周から緊縛し、主材鋼管と竹割状接合金具との肌合わせ部分（当接面）に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合とし、主材長手方向の力及び主材円周方向の回転力に対して摩擦力で固定するものである。斜材やその他の連結材には、鋼管、山形鋼、軽量形鋼等が用いられ、その端部が接合金具の締結フランジ等にボルト等で取付けられる。
【００２６】
本発明の鋼管トラスにおいて、割形の接合金具をフランジで締結し、フランジの外面にトラス副材の端部を添接してボルト接合する。緊縛のための締結フランジを利用し、締結フランジ外面に添接して締付ボルトで接合する場合であり、例えば図８(a) に示す片側に添接する一面せん断方式、図８(d) に示す両側に添接する二面せん断方式などである。
【００２７】
本発明の鋼管トラスにおいて、割形の接合金具をフランジで締結し、一対のフランジでトラス副材の端部を挟持してボルト接合する。緊縛のための締結フランジを利用し、一対の締結フランジ間に斜材端部を挿入して締付ボルトで接合する場合であり、例えば図８(b) に示す二面せん断方式である。
【００２８】
本発明の鋼管トラスにおいて、割形の接合金具をフランジで締結し、一対のフランジのうち一方を突出させ、この突出部分にトラス副材の端部を添接してボルト接合する。割形の接合金具の締結とトラス副材の接合とを別のボルトで行う場合である。そのため、緊縛のための締結フランジの一方に突出部分を設け、この突出部分にトラス副材の端部を締付ボルトとは別の接合ボルトで接合する。例えば図８(c) に示すフランジ突出一面せん断方式である。
【００２９】
これら接合金具とトラス副材の接合方式は、トラス副材の端部の形状、トラス組立順序、斜材の必要耐力等に応じて適宜選定する。また、トラス副材の端部は、図７に示すような形状を用いることができ、必要耐力等に応じて適宜選定する。
【００３０】
以上のような本発明によれば、円周方向に複数に分割してなる割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛して摩擦接合するため、比較的簡易で低コストの接合金具によりトラス部材の確実な接合が可能になる。さらに、従来のような球形接合金物や溶接接合が不要となり、トラスの位置決め精度に高い製造管理技術が必要なく、低コストで鋼管トラスの構築が可能となる。また、割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛するため、各トラス節点位置の修正を簡単に行うことができ、さらにトラス副材を固定するボルトも高力ボルトによる摩擦接合を行えば、ボルト径とボルト孔のクリアランス（通常、ボルト軸径＋２ｍｍがボルト孔径）で寸法上の微調整も可能であり、トラス全体の精度を容易に確保することができる。また、一方向に連続する通しものの鋼管主材を使用するため、従来の球形接合金物により鋼管主材が節点毎に接合される場合の接合部分の微小変形がなく、積雪時や荷重積載時の変形を小さくすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明を版状立体トラスに適用した例である。図６は本発明で用いる接合金具の基本的な形状の種々の例を示したものである。図７は接合金具に接合される斜材等の端部の種々の例を示したものである。図８は接合金具と斜材等の接合方式の種々の例を示したものである。図９は図３の具体例を示したものである。なお、以下に示すトラス構成部材や接合金具の材質には、一般的な構造用炭素鋼、アルミ軽合金、あるいはステンレンス鋼などの金属材料を使用することができる。
【００３２】
図１〜図５に示す版状立体トラスは、後に詳述するように、上弦材１と下弦材２と斜材（ラチス材）３とその他の連結材からなり、上弦材１と下弦材２は全て円形鋼管が用いられ、斜材３とその他の連結材には、鋼管、山形鋼、その他の軽量形鋼などが用いられる。このような版状立体トラスにおいて、トラス節点に所定長さの円形鋼管からなる鞘管を円周方向に複数に分割してなる割形の接合金具１０を用い、この接合金具１０を上弦材１や下弦材２の外周に緊縛して摩擦接合し、この接合金具１０に斜材３やその他の連結材の端部を接合する。
【００３３】
接合金具１０の基本的な形状は、図６(a) 〜(c) に示すように、２分割形、３分割形、４分割形などが用いられ、各分割体が一対の締結フランジ１２、１２と締付ボルト１３によりボルト締結され、上弦材１や下弦材２を外周から緊縛し、上弦材１や下弦材２の長手方向の力及び上弦材１や下弦材２の円周方向の回転力に対して摩擦力で固定する。具体的には、各分割体を上弦材１や下弦材２に取付けた時に一対の締結フランジ１２、１２の間に隙間が生じるように構成し、一対の締結フランジ１２、１２を締結ボルト１３で締め付けると、上弦材１や下弦材２と分割形接合金具１０との肌合わせ部分（当接面）に半径方向の圧縮力が発生し、摩擦接合となるようにする。
【００３４】
なお、分割は、等分割に限らず、部材配置に応じて分割長さが異なることは言うまでもない。また、接合金具１０の分割体は、図６(d) に示すように、円弧部１１と締結フランジ１２から構成され、所定の長さの板材から冷間プレスで製作することができる。
【００３５】
接合金具１０に接続される斜材３やその他の連結材の接合端部は、図７に示すように、山形鋼の場合、そのままの形状、一対のフランジを重ね合わせた形状、角部を切除し一対のフランジを隙間をおいて平行に配置する形状、一対のフランジを開いた平板形状などを用いることができる。鋼管の場合には、ガセットプレート２０を閉じた鋼管の端部に差し込んで溶接で固定した狭幅や広幅のもの、鋼管の先端をプレスで平板状に押し潰したもの、鋼管の先端をプレスで押し潰すと共に両端部を切除して二枚の板材を隙間をおいて平行に配置したものなどを用いることができる。
【００３６】
接合金具１０と斜材やその他の連結材の接合方式は、図８に示すように、一面せん断方式、フランジ間挿入による二面せん断方式、フランジ突出一面せん断方式、フランジ挟持による二面せん断方式などを用いることができる。
【００３７】
一面せん断方式は、一対の締結フランジ１２、１２の片側の外面に斜材等の端部を添接し、締付ボルト１３を利用して接合するものである。この場合、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式以外の一枚板形式を用いることができる。
【００３８】
端部形状を用いるフランジ間挿入による二面せん断方式は、一対の締結フランジ１２、１２の間に斜材等の端部を挿入し、締付ボルト１３を利用して接合するものである。この場合も、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式以外の一枚板形式を用いることができる。
【００３９】
フランジ突出方式は、一対の締結フランジ１２、１２のうちの一方のフランジ１２を外側に所定長さだけ突出させ、この突出部分１２ａに斜材等の端部を添接し、接合ボルト２１で接合するものである。緊縛用の締付ボルト１３と接合用のボルト２１を分離することができる。この場合も、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式以外の一枚板形式を用いることができる。
【００４０】
フランジ挟持による二面せん断方式は、一対の締結フランジ１２、１２を斜材等の端部の二枚の板材で挟持するものである。この場合は、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式を用いる。
【００４１】
次に、図１〜図５の具体的な立体トラスに本発明を適用した例について説明する。なお、本発明は、この図示例に限定されるものでなく、その他の立体トラスにも適用できることは言うまでもない。また、この図示例は、接合金具１０と斜材３等の接合方式にフランジ突出方式を用いた場合である。
【００４２】
図１は、三角断面立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配設された上弦材１と、一つ置きに隣合う上弦材１，１の中間における下方に上弦材１と平行に配設された下弦材２と、上弦材１に交差して配設され四角枡目を形成する交差上弦材４と、下方に下弦材２のある隣り合う上弦材１，１の四角枡目の４つの交点と下弦材２の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成するラチス材３と、下方に下弦材２のない隣り合う上弦材１，１の四角枡目の交点を対角状に繋ぐ水平ブレース材６を有している。
【００４３】
このような立体トラスの場合、２つのタイプの接合金具１０を用いる。即ち、上弦材１に３分割型のＡタイプの接合金具１０Ａを用い、下弦材２に３分割型のＢタイプの接合金具１０Ｂを用いる。接合金具１０Ａでは、上部分割体１０−１の一方のフランジ突出部分１２ａに１本の交差上弦材４と２本の水平ブレース６が、他方のフランジ突出部分１２ａに１本の交差上弦材４がボルト接合される。下部分割体１０−２の下側のフランジ突出部分１２ａに２本のラチス材３がボルト接合される。接合金具１０Ｂでは、左右の分割体１０−１、１０−２の上部のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ２本のラチス材３がボルト接合される。
【００４４】
図２は、折版状立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配設された下弦材２と、一つ置きに隣合う下弦材２，２の中間における上方に下弦材２と平行に配設された上弦材１と、上弦材１の１点とこの下方に位置する隣り合う下弦材２，２の４点とを繋ぐラチス材３と、上方に上弦材１のない隣り合う下弦材２，２において下弦材２とラチス材３の交点同士を繋ぐ交差水平材７および水平ブレース材６を有している。
【００４５】
このような立体トラスの場合、上弦材１に図１と同じＢタイプの接合金具１０Ｂを用い、下弦材２に３分割型のＣタイプの接合金具１０Ｃを用いる。接合金具１０Ｃでは、左右の一方の分割体１０−１のフランジ突出部分１２ａに１本の交差水平材７と２本の水平ブレース材６が、他方の分割体１０−２のフランジ突出部分１２ａに２本のラチス材３がボルト接合される。なお、接合金具１０Ｃの代わりに接合金具１０Ｂを用いることもでき、この場合、１種類の接合金具１０Ｂで図２のトラスを構築できる。さらに、接合金具１０Ｃの代わりに接合金具１０Ａを使用することもでき、この場合、図１と同じ接合金具１０Ａと接合金具１０Ｂで図２のトラスを構築できる。
【００４６】
図３は、一方向版状立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配列した上弦材１と、隣合う上弦材１，１の中間における下方に上弦材１と平行に配列した下弦材２と、上弦材１に直交して配設され四角枡目を形成する交差上弦材４と、四角枡目の４つの交点と下弦材２の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のラチス材３を有しており、上弦材の下面に側面視で直角二等辺三角形状等のトラス梁が横方向に連続して形成されている。
【００４７】
このような立体トラスの場合、上弦材１に３分割型のＤタイプの接合金具１０Ｄを用い、下弦材２に図１と同じＢタイプの接合金具１０Ｂを用いる。接合金具１０Ｄでは、下部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ２本のラチス材３がボルト接合される。交差上弦材４は、上部の一対の締結フランジ１２、１２の間に挿入した取付板を介して取付けられる（後述の図９参照）。なお、下弦材２の接合金具１０Ｂの代わりに接合金具１０Ｄを用いることもでき、この場合、１種類の接合金具１０Ｄで図３のトラスを構築できる。
【００４８】
図４は、二方向版状立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配列した上弦材１と、隣合う上弦材１，１の中間における下方に上弦材１と平行に配列した下弦材２と、上弦材１に直交して配設され四角枡目を形成する交差上弦材４と、隣合う交差上弦材４，４の中間における下方に交差上弦材３と平行に配設された交差下弦材５と、四角枡目の４つの交点と下弦材２の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のラチス材３を有している。
【００４９】
このような立体トラスの場合、上弦材１と下弦材２に４分割型のＥタイプの接合金具１０Ｅを用いる。上弦材１の接合金具１０Ｅでは、上部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ１本の交差上弦材４と２本のラチス材３がボルト接合される。下部の分割体１０−２の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ２本のラチス材３がボルト接合される。下弦材２の場合も同様に接合される。
【００５０】
図５は、ラチス梁が平面視で縦横に配置された交差梁の例であり、上弦材１と下弦材２をラチス材３で接続し、交差上弦材４と交差下弦材５をラチス材３で接続して構成されている。
【００５１】
このような立体トラスの場合、上弦材１に３分割型のＦタイプの接合金具１０Ｆを用い、下弦材２に３分割型のＧタイプの接合金具１０Ｇを用いる。接合金具１０Ｆでは、上部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ１本の交差上弦材４がボルト接合される。下部の左右の分割体１０−２、１０−３にはガセットプレート３０を溶接で取付け、ここにラチス材３をボルト接合する。弦材長手方向に沿うラチス材３は下部の一対の締結フランジ１２、１２の間に挿入したガセットプレートを介して取付けられる。Ｇタイプの接合金具１０Ｇでは、下部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ１本の交差下弦材５がボルト接合される。
【００５２】
次に、図９は、図３の立体トラスにおける上弦材における接合金具部分の具体例を示したものであり、図３における交差上弦材４は母屋４０であり、この母屋４０を母屋受け４１を介して接合金具１０Ｄに取付ける。母屋受け４１は短尺の山形鋼であり、下部辺を一対の締結フランジ１２、１２の間に挿入して締付ボルト１３で固定し、上部辺を母屋４０の下面にボルト接合する。接合金具１０Ｄの長手方向中央部に母屋受け４１が取付けられるため、一対の締結フランジ１２、１２間の母屋受け４１の両側にはフィラー４２を挿入する。
【００５３】
なお、図１０は、本発明の接合金具を仮設足場に適用した例であり、立体トラスと同様の接合金具１０を用い、鋼管からなる柱材５０や梁材５１を外周から緊縛し、柱材や梁材の長手方向の力に対して摩擦力で固定する。柱材５０と梁材５１の接合部には３分割型のＨタイプの接合金具１０Ｈを用い、柱材５０や梁材５１と方杖５３の接合部や柱材５０と手摺り５４の接合部には２分割型のＩタイプの接合金具１０Ｉを用いる。接合金具１０Ｈでは、分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ梁材５２や棒鋼等からなる筋違い５５の端部がボルト接合される。分割体１０−２のフランジ突出部分１２ａに梁材５１の端部がボルト接合される。接合金具１０Ｉでは、一対の締結フランジ１２、１２間に方杖５３や手摺り５４の端部が挿入されてボルト接合される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
【００５５】
(1) 円周方向に複数に分割してなる割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛して摩擦接合するため、比較的簡易で低コストの接合金具によりトラス部材の確実な接合が可能になる。
【００５６】
(2) 従来の球形接合金物や溶接接合が不要となり、ボルト接合であるためトラスの位置決め精度に高い製造管理技術が必要なく、低コストで鋼管トラスの構築が可能となる。
【００５７】
(3) 割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛するため、各トラス節点位置の修正を簡単に行うことができ、さらにトラス副材を固定するボルトも高力ボルトによる摩擦接合を行えば、ボルト径とボルト孔のクリアランス（通常、ボルト軸径＋２ｍｍがボルト孔径）で寸法上の微調整も可能であり、トラス全体の精度を容易に確保することができる。
【００５８】
(4) 一方向に連続する通しものの鋼管主材を使用するため、従来の球形接合金物により鋼管主材が節点毎に接合される場合の接合部分の微小変形がなく、積雪時や荷重積載時の変形を小さくすることができる。
【００５９】
(5) 割形の接合金具を使用するため、様々なトラス形式、構造形式に適用が可能となる。
【００６０】
(6) 割形の接合金具であるため、標準化、量産化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を三角断面立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図、(e) は下弦材の節点の断面図である。
【図２】 本発明を折版状立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は下弦材の節点の断面図である。
【図３】 本発明を一方向版状立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図である。
【図４】 本発明を二方向版状立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図である。
【図５】 本発明を交差梁に適用した例であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図、(e) は下弦材の節点の断面図である。
【図６】 本発明で用いる接合金具の基本的な形状の種々の例を示し、(a) 、(b) 、(c) は断面図、(d) は分割体の平面図と正面図と側面図である。
【図７】 接合金具に接合される斜材等の端部の種々の例を示す断面図と正面図である。
【図８】 接合金具と斜材等の接合方式の種々の例を示す断面図である。
【図９】 図３の具体例を示し、(a) は正面図、(b) はｂ−ｂ視図、(c) はｃ−ｃ視図である。
【図１０】 本発明に係る接合金具を仮設足場に適用した例であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) ，(e) は接合金具部分の断面図である。
【図１１】 従来の球形接合金物を示す断面図である。
【図１２】 従来の直接溶接のトラス節点であり、(a) は正面図、(b) は断面図である。
【図１３】 従来の竹割状の節点金物を用いたトラス節点であり、(a) は断面図、(b) は斜視図である。
【符号の説明】
１……上弦材
２……下弦材
３……斜材（ラチス材）
４……交差上弦材
５……交差下弦材
６……水平ブレース材
７……交差水平材
１０……割形の接合金具
１１……円弧部
１２……締結フランジ
１２ａ…フランジ突出部分
１３……締付ボルト
２０……ガセットプレート
２１……接合ボルト
３０……ガセットプレート
４０……母屋
４１……母屋受け
４２……フィラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物の屋根，床，壁等を支える骨格に使用される鋼管トラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラスを構成する部材およびトラス節点の接合法により、次のように分類される。
【０００３】
(1) 部材に全て所定長の鋼管を用いるもの
図１１に示すように、トラス節点に球形の接合金物（所謂ボールジョイント）６０を用い、弦材や斜材の各部材６１は接合金物にボルト６２で螺合し、立体状のトラス構造を構成するシステムトラスといわれるもの。
【０００４】
(2) トラス主材を「通しもの」の鋼管とし、直接溶接によるもの
図１２に示すように、ワンウェイ形式の通しものの主管（弦材）７０に枝管（斜材）７１を任意の角度で直接溶接したもの。
【０００５】
(3) トラス主材を「通しもの」の鋼管とし、節点金物を用いるもの
図１３に示すように、ワンウェイ形式の通しものの主管（弦材）８０の外面に竹割状（断面円弧状）の節点金物８２を添接し、溶接８３で固定したもの。節点金物８２の左右両側には突起部分が設けられ、ここに一体的に突設されたガセットプレート８４に枝管（斜材）８１の接合端部が添接されボルト接合される。
【０００６】
また、本発明に関連する先行技術文献としては、本出願人のトラス材とその接合金物に山形材を用いた立体トラスがある（特許文献１参照）。また、角鋼管の弦材と角鋼管の斜材を直接溶接してなる平版状立体トラスがある（特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特許３２５６１９５号公報
【特許文献２】
特開平５−９９８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１１の球形接合金物を用いる従来技術の場合、次のような問題点がある。
【０００９】
(a) 球形の接合金物６０の製造に精度の高い高度な技術が必要であり、コストが高くなる。
【００１０】
(b) 接合金物６０に接合する部材６１は、螺合したボルトの引張力で耐力と変形剛性を確保しなければならない。従って、締付管理と各部材長さやボルト孔開けなどの精度管理が必要となる。
【００１１】
(c) トラス全体の精度を確保するために各節点の位置を修正することが可能であるが、節点接合部の固定度・締付力の強弱によってばらつきが生じる。また、接合順序が必要であり、組立に制約が生じる。
【００１２】
(d) トラスの主材が節点ごとに接合されるので、接合部ごとの締付力に強弱があると、引張力や圧縮力に対して主材の伸び量や縮み量が不安定となる。従って、版状に組まれた立体トラスに面外力が加わると、接合部分での微小変形が面外力方向の変形に大きな影響を与え、予想値（理論値）より変形が大きくなることが多い。
【００１３】
図１２のワンウェイ形式の直接溶接による従来技術の場合、次のような問題点がある。
【００１４】
(a) 円筒状の主管７０に円筒状の枝管７１を任意の角度で直接溶接するためには、枝管７１の接触部が主管７０に密着する必要がある。そのため、接合する管の端面は相貫曲線となるよう精度の高い切断が必要となる。
【００１５】
(b) トラスの節点は集まる部材の重心軸が一点に会することが力の釣合上望ましい。しかし、主管７０の直径に近い枝管７１を用いるとき、節点で枝管７１同士が干渉し、溶接を困難にするので、トラス構成部材の選定は、トラス節点の納まりから決めることになり、設計上の制約となる。
【００１６】
(c) 管の溶接は管の外周全ての方向からの溶接姿勢で作業せざるを得ないので、高度な溶接技術を要する。
【００１７】
(d) 溶接による組立構造であるため、溶接部の収縮ひずみが構造物の精度に影響する。また、枝管端部の曲線切断の溶接によるひずみの予測が困難である。従って、精度管理が難しい。
【００１８】
(e) トラス全体の精度を確保するために各節点の位置を修正することが困難である。なお、加熱矯正の方法があるが、簡単に位置を修正することができない。
【００１９】
図１３のワンウェイ形式の節点金物を用いる従来技術の場合、次のような問題点がある。
【００２０】
(a) 竹割状の節点金物８２は、主管８０の外面に添設されているので、枝管８１からの引張力は金物の面外曲げを生じて、周辺の溶接部を介して主管８０に伝わる。従って、この曲げ応力に耐えるよう、十分な厚さを必要とするため、鋳造法や鍛造法を用いて、曲げ強さや曲げ剛性の大きい金物としているが、溶接可能で引張力に耐える鋳鋼製とするため、コストが高い。
【００２１】
(b) トラスでは、節点が主管の長さ方向に滑る力が発生するが、これに対して、竹割状の節点金物８２の周辺の溶接８３に頼らざるを得ない。また、枝管取付用のガセットプレート８４は、節点金物８２の突起部分に溶接する。即ち、この従来技術では、鋳鋼技術と溶接技術に構造安全性が依存し、高度の技術が必要となる。
【００２２】
(c) ガセットプレート付きの節点金物８２を主管に直接溶接するため、位置調整が不可能である。
【００２３】
本発明は、前述のような従来の問題点を解消すべくなされたもので、その目的は、一方向に連続する鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスにおいて、比較的簡易で低コストの接合金具によりトラス部材の確実な接合が可能になり、低コストで鋼管トラスの構築が可能となると共に、トラス全体の精度を確保するために各節点の位置を簡単に修正することができる鋼管トラスを提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る発明は、図１に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、一つ置きに隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に交差して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、下方に下弦材のある隣り合う上弦材の四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面と する逆四角錐を構成するトラス副材のラチス材と、下方に下弦材のない隣り合う上弦材の四角枡目の交点を対角状に繋ぐトラス副材の水平ブレース材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の３分割型の接合金具は、半円状の上部分割体と、長い円弧状の下部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジのうちの一方の締結フランジに１本の交差上弦材と２本の水平ブレース材の端部をボルト接合し、他方の締結フランジに１本の交差上弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の下部に傾斜して配置された締結フランジに２本のラチス材の端部をボルト接合し、下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の上部分割体とからなり、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
本発明の請求項２に係る発明は、図２に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の下弦材と、一つ置きに隣合う下弦材の中間における上方に下弦材と平行に配設されたトラス主材の上弦材と、上弦材の１点とこの下方に位置する隣り合う下弦材の４点とを繋ぐトラス副材のラチス材と、上方に上弦材のない隣り合う下弦材において下弦材とラチス材の交点同士を繋ぐトラス副材の交差水平材および水平ブレース材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の上部分割体及び側部分割体と、短い円弧状の側部分割体とからなり、この接合金具の片側に水平に配置された締結フランジに１本の交差水平材と２本の水平ブレース材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部に傾斜して配置された締結フランジに２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
本発明の請求項３に係る発明は、図３に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に直交して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のトラス副材のラチス材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部に配置された締結フランジに取付板を介して 交差上弦材を取付け、下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の上部分割体とからなり、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
本発明の請求項４に係る発明は、図４に示すように、一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に直交して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、隣合う交差上弦材の中間における下方に交差上弦材と平行に配設された交差下弦材と、四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のトラス副材のラチス材を有する版状立体トラスを構成し、所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で４つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、上弦材の４分割型の接合金具は、半円状の上部分割体と、長い円弧状の下部分割体と、短い円弧状の左右の側部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジにそれぞれ１本の交差上弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、下弦材の４分割型の接合金具は、半円状の下部分割体と、長い円弧状の上部分割体と、短い円弧状の左右の側部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジにそれぞれ１本の交差下弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラスである。
【００２５】
本発明は、上下弦材（トラス主材）と斜材（トラス副材）で構成される平面トラス、あるいは上下弦材（トラス主材）と斜材やその他の連結材（トラス副材）から構成される図１〜図４に示す版状立体トラスなどに適用される。トラス主材は、ワンウェイ形式の通しものの円形鋼管を使用し、トラス節点において、円形鋼管の鞘管を主材長手方向に平行な分割線で複数に分割してなる例えば図６に示す竹割状の接合金具を用い、この竹割状の接合金具のフランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、主材鋼管を外周から緊縛し、主材鋼管と竹割状接合金具との肌合わせ部分（当接面）に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合とし、主材長手方向の力及び主材円周方向の回転力に対して摩擦力で固定するものである。斜材やその他の連結材には、鋼管、山形鋼、軽量形鋼等が用いられ、その端部が接合金具の締結フランジ等にボルト等で取付けられる。
【００２６】
本発明の鋼管トラスにおいて、割形の接合金具をフランジで締結し、フランジの外面にトラス副材の端部を添接してボルト接合する。緊縛のための締結フランジを利用し、締結フランジ外面に添接して締付ボルトで接合する場合であり、例えば図８(a) に示す片側に添接する一面せん断方式、図８(d) に示す両側に添接する二面せん断方式などである。
【００２７】
本発明の鋼管トラスにおいて、割形の接合金具をフランジで締結し、一対のフランジでトラス副材の端部を挟持してボルト接合する。緊縛のための締結フランジを利用し、一対の締結フランジ間に斜材端部を挿入して締付ボルトで接合する場合であり、例えば図８(b) に示す二面せん断方式である。
【００２８】
本発明の鋼管トラスにおいて、割形の接合金具をフランジで締結し、一対のフランジのうち一方を突出させ、この突出部分にトラス副材の端部を添接してボルト接合する。割形の接合金具の締結とトラス副材の接合とを別のボルトで行う場合である。そのため、緊縛のための締結フランジの一方に突出部分を設け、この突出部分にトラス副材の端部を締付ボルトとは別の接合ボルトで接合する。例えば図８(c) に示すフランジ突出一面せん断方式である。
【００２９】
これら接合金具とトラス副材の接合方式は、トラス副材の端部の形状、トラス組立順序、斜材の必要耐力等に応じて適宜選定する。また、トラス副材の端部は、図７に示すような形状を用いることができ、必要耐力等に応じて適宜選定する。
【００３０】
以上のような本発明によれば、円周方向に複数に分割してなる割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛して摩擦接合するため、比較的簡易で低コストの接合金具によりトラス部材の確実な接合が可能になる。さらに、従来のような球形接合金物や溶接接合が不要となり、トラスの位置決め精度に高い製造管理技術が必要なく、低コストで鋼管トラスの構築が可能となる。また、割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛するため、各トラス節点位置の修正を簡単に行うことができ、さらにトラス副材を固定するボルトも高力ボルトによる摩擦接合を行えば、ボルト径とボルト孔のクリアランス（通常、ボルト軸径＋２ｍｍがボルト孔径）で寸法上の微調整も可能であり、トラス全体の精度を容易に確保することができる。また、一方向に連続する通しものの鋼管主材を使用するため、従来の球形接合金物により鋼管主材が節点毎に接合される場合の接合部分の微小変形がなく、積雪時や荷重積載時の変形を小さくすることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明を版状立体トラスに適用した例である。図６は本発明で用いる接合金具の基本的な形状の種々の例を示したものである。図７は接合金具に接合される斜材等の端部の種々の例を示したものである。図８は接合金具と斜材等の接合方式の種々の例を示したものである。図９は図３の具体例を示したものである。なお、以下に示すトラス構成部材や接合金具の材質には、一般的な構造用炭素鋼、アルミ軽合金、あるいはステンレンス鋼などの金属材料を使用することができる。
【００３２】
図１〜図５に示す版状立体トラスは、後に詳述するように、上弦材１と下弦材２と斜材（ラチス材）３とその他の連結材からなり、上弦材１と下弦材２は全て円形鋼管が用いられ、斜材３とその他の連結材には、鋼管、山形鋼、その他の軽量形鋼などが用いられる。このような版状立体トラスにおいて、トラス節点に所定長さの円形鋼管からなる鞘管を円周方向に複数に分割してなる割形の接合金具１０を用い、この接合金具１０を上弦材１や下弦材２の外周に緊縛して摩擦接合し、この接合金具１０に斜材３やその他の連結材の端部を接合する。
【００３３】
接合金具１０の基本的な形状は、図６(a) 〜(c) に示すように、２分割形、３分割形、４分割形などが用いられ、各分割体が一対の締結フランジ１２、１２と締付ボルト１３によりボルト締結され、上弦材１や下弦材２を外周から緊縛し、上弦材１や下弦材２の長手方向の力及び上弦材１や下弦材２の円周方向の回転力に対して摩擦力で固定する。具体的には、各分割体を上弦材１や下弦材２に取付けた時に一対の締結フランジ１２、１２の間に隙間が生じるように構成し、一対の締結フランジ１２、１２を締結ボルト１３で締め付けると、上弦材１や下弦材２と分割形接合金具１０との肌合わせ部分（当接面）に半径方向の圧縮力が発生し、摩擦接合となるようにする。
【００３４】
なお、分割は、等分割に限らず、部材配置に応じて分割長さが異なることは言うまでもない。また、接合金具１０の分割体は、図６(d) に示すように、円弧部１１と締結フランジ１２から構成され、所定の長さの板材から冷間プレスで製作することができる。
【００３５】
接合金具１０に接続される斜材３やその他の連結材の接合端部は、図７に示すように、山形鋼の場合、そのままの形状、一対のフランジを重ね合わせた形状、角部を切除し一対のフランジを隙間をおいて平行に配置する形状、一対のフランジを開いた平板形状などを用いることができる。鋼管の場合には、ガセットプレート２０を閉じた鋼管の端部に差し込んで溶接で固定した狭幅や広幅のもの、鋼管の先端をプレスで平板状に押し潰したもの、鋼管の先端をプレスで押し潰すと共に両端部を切除して二枚の板材を隙間をおいて平行に配置したものなどを用いることができる。
【００３６】
接合金具１０と斜材やその他の連結材の接合方式は、図８に示すように、一面せん断方式、フランジ間挿入による二面せん断方式、フランジ突出一面せん断方式、フランジ挟持による二面せん断方式などを用いることができる。
【００３７】
一面せん断方式は、一対の締結フランジ１２、１２の片側の外面に斜材等の端部を添接し、締付ボルト１３を利用して接合するものである。この場合、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式以外の一枚板形式を用いることができる。
【００３８】
端部形状を用いるフランジ間挿入による二面せん断方式は、一対の締結フランジ１２、１２の間に斜材等の端部を挿入し、締付ボルト１３を利用して接合するものである。この場合も、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式以外の一枚板形式を用いることができる。
【００３９】
フランジ突出方式は、一対の締結フランジ１２、１２のうちの一方のフランジ１２を外側に所定長さだけ突出させ、この突出部分１２ａに斜材等の端部を添接し、接合ボルト２１で接合するものである。緊縛用の締付ボルト１３と接合用のボルト２１を分離することができる。この場合も、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式以外の一枚板形式を用いることができる。
【００４０】
フランジ挟持による二面せん断方式は、一対の締結フランジ１２、１２を斜材等の端部の二枚の板材で挟持するものである。この場合は、斜材等の端部形状は、図７の (c)と(h) の二枚板形式を用いる。
【００４１】
次に、図１〜図５の具体的な立体トラスに本発明を適用した例について説明する。なお、本発明は、この図示例に限定されるものでなく、その他の立体トラスにも適用できることは言うまでもない。また、この図示例は、接合金具１０と斜材３等の接合方式にフランジ突出方式を用いた場合である。
【００４２】
図１は、三角断面立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配設された上弦材１と、一つ置きに隣合う上弦材１，１の中間における下方に上弦材１と平行に配設された下弦材２と、上弦材１に交差して配設され四角枡目を形成する交差上弦材４と、下方に下弦材２のある隣り合う上弦材１，１の四角枡目の４つの交点と下弦材２の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成するラチス材３と、下方に下弦材２のない隣り合う上弦材１，１の四角枡目の交点を対角状に繋ぐ水平ブレース材６を有している。
【００４３】
このような立体トラスの場合、２つのタイプの接合金具１０を用いる。即ち、上弦材１に３分割型のＡタイプの接合金具１０Ａを用い、下弦材２に３分割型のＢタイプの接合金具１０Ｂを用いる。接合金具１０Ａでは、上部分割体１０−１の一方のフランジ突出部分１２ａに１本の交差上弦材４と２本の水平ブレース６が、他方のフランジ突出部分１２ａに１本の交差上弦材４がボルト接合される。下部分割体１０−２の下側のフランジ突出部分１２ａに２本のラチス材３がボルト接合される。接合金具１０Ｂでは、左右の分割体１０−１、１０−２の上部のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ２本のラチス材３がボルト接合される。
【００４４】
図２は、折版状立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配設された下弦材２と、一つ置きに隣合う下弦材２，２の中間における上方に下弦材２と平行に配設された上弦材１と、上弦材１の１点とこの下方に位置する隣り合う下弦材２，２の４点とを繋ぐラチス材３と、上方に上弦材１のない隣り合う下弦材２，２において下弦材２とラチス材３の交点同士を繋ぐ交差水平材７および水平ブレース材６を有している。
【００４５】
このような立体トラスの場合、上弦材１に図１と同じＢタイプの接合金具１０Ｂを用い、下弦材２に３分割型のＣタイプの接合金具１０Ｃを用いる。接合金具１０Ｃでは、左右の一方の分割体１０−１のフランジ突出部分１２ａに１本の交差水平材７と２本の水平ブレース材６が、他方の分割体１０−２のフランジ突出部分１２ａに２本のラチス材３がボルト接合される。なお、接合金具１０Ｃの代わりに接合金具１０Ｂを用いることもでき、この場合、１種類の接合金具１０Ｂで図２のトラスを構築できる。さらに、接合金具１０Ｃの代わりに接合金具１０Ａを使用することもでき、この場合、図１と同じ接合金具１０Ａと接合金具１０Ｂで図２のトラスを構築できる。
【００４６】
図３は、一方向版状立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配列した上弦材１と、隣合う上弦材１，１の中間における下方に上弦材１と平行に配列した下弦材２と、上弦材１に直交して配設され四角枡目を形成する交差上弦材４と、四角枡目の４つの交点と下弦材２の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のラチス材３を有しており、上弦材の下面に側面視で直角二等辺三角形状等のトラス梁が横方向に連続して形成されている。
【００４７】
このような立体トラスの場合、上弦材１に３分割型のＤタイプの接合金具１０Ｄを用い、下弦材２に図１と同じＢタイプの接合金具１０Ｂを用いる。接合金具１０Ｄでは、下部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ２本のラチス材３がボルト接合される。交差上弦材４は、上部の一対の締結フランジ１２、１２の間に挿入した取付板を介して取付けられる（後述の図９参照）。なお、下弦材２の接合金具１０Ｂの代わりに接合金具１０Ｄを用いることもでき、この場合、１種類の接合金具１０Ｄで図３のトラスを構築できる。
【００４８】
図４は、二方向版状立体トラスの例であり、所定の間隔をおいて平行に配列した上弦材１と、隣合う上弦材１，１の中間における下方に上弦材１と平行に配列した下弦材２と、上弦材１に直交して配設され四角枡目を形成する交差上弦材４と、隣合う交差上弦材４，４の中間における下方に交差上弦材３と平行に配設された交差下弦材５と、四角枡目の４つの交点と下弦材２の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のラチス材３を有している。
【００４９】
このような立体トラスの場合、上弦材１と下弦材２に４分割型のＥタイプの接合金具１０Ｅを用いる。上弦材１の接合金具１０Ｅでは、上部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ１本の交差上弦材４と２本のラチス材３がボルト接合される。下部の分割体１０−２の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ２本のラチス材３がボルト接合される。下弦材２の場合も同様に接合される。
【００５０】
図５は、ラチス梁が平面視で縦横に配置された交差梁の例であり、上弦材１と下弦材２をラチス材３で接続し、交差上弦材４と交差下弦材５をラチス材３で接続して構成されている。
【００５１】
このような立体トラスの場合、上弦材１に３分割型のＦタイプの接合金具１０Ｆを用い、下弦材２に３分割型のＧタイプの接合金具１０Ｇを用いる。接合金具１０Ｆでは、上部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ１本の交差上弦材４がボルト接合される。下部の左右の分割体１０−２、１０−３にはガセットプレート３０を溶接で取付け、ここにラチス材３をボルト接合する。弦材長手方向に沿うラチス材３は下部の一対の締結フランジ１２、１２の間に挿入したガセットプレートを介して取付けられる。Ｇタイプの接合金具１０Ｇでは、下部の分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ１本の交差下弦材５がボルト接合される。
【００５２】
次に、図９は、図３の立体トラスにおける上弦材における接合金具部分の具体例を示したものであり、図３における交差上弦材４は母屋４０であり、この母屋４０を母屋受け４１を介して接合金具１０Ｄに取付ける。母屋受け４１は短尺の山形鋼であり、下部辺を一対の締結フランジ１２、１２の間に挿入して締付ボルト１３で固定し、上部辺を母屋４０の下面にボルト接合する。接合金具１０Ｄの長手方向中央部に母屋受け４１が取付けられるため、一対の締結フランジ１２、１２間の母屋受け４１の両側にはフィラー４２を挿入する。
【００５３】
なお、図１０は、本発明の接合金具を仮設足場に適用した例であり、立体トラスと同様の接合金具１０を用い、鋼管からなる柱材５０や梁材５１を外周から緊縛し、柱材や梁材の長手方向の力に対して摩擦力で固定する。柱材５０と梁材５１の接合部には３分割型のＨタイプの接合金具１０Ｈを用い、柱材５０や梁材５１と方杖５３の接合部や柱材５０と手摺り５４の接合部には２分割型のＩタイプの接合金具１０Ｉを用いる。接合金具１０Ｈでは、分割体１０−１の左右のフランジ突出部分１２ａにそれぞれ梁材５２や棒鋼等からなる筋違い５５の端部がボルト接合される。分割体１０−２のフランジ突出部分１２ａに梁材５１の端部がボルト接合される。接合金具１０Ｉでは、一対の締結フランジ１２、１２間に方杖５３や手摺り５４の端部が挿入されてボルト接合される。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果を奏することができる。
【００５５】
(1) 円周方向に複数に分割してなる割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛して摩擦接合するため、比較的簡易で低コストの接合金具によりトラス部材の確実な接合が可能になる。
【００５６】
(2) 従来の球形接合金物や溶接接合が不要となり、ボルト接合であるためトラスの位置決め精度に高い製造管理技術が必要なく、低コストで鋼管トラスの構築が可能となる。
【００５７】
(3) 割形の接合金具をトラス主材の外周に緊縛するため、各トラス節点位置の修正を簡単に行うことができ、さらにトラス副材を固定するボルトも高力ボルトによる摩擦接合を行えば、ボルト径とボルト孔のクリアランス（通常、ボルト軸径＋２ｍｍがボルト孔径）で寸法上の微調整も可能であり、トラス全体の精度を容易に確保することができる。
【００５８】
(4) 一方向に連続する通しものの鋼管主材を使用するため、従来の球形接合金物により鋼管主材が節点毎に接合される場合の接合部分の微小変形がなく、積雪時や荷重積載時の変形を小さくすることができる。
【００５９】
(5) 割形の接合金具を使用するため、様々なトラス形式、構造形式に適用が可能となる。
【００６０】
(6) 割形の接合金具であるため、標準化、量産化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を三角断面立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図、(e) は下弦材の節点の断面図である。
【図２】 本発明を折版状立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は下弦材の節点の断面図である。
【図３】 本発明を一方向版状立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図である。
【図４】 本発明を二方向版状立体トラスに適用した例（本発明の鋼管トラス）であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図である。
【図５】 本発明を交差梁に適用した例であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) は上弦材の節点の断面図、(e) は下弦材の節点の断面図である。
【図６】 本発明で用いる接合金具の基本的な形状の種々の例を示し、(a) 、(b) 、(c) は断面図、(d) は分割体の平面図と正面図と側面図である。
【図７】 接合金具に接合される斜材等の端部の種々の例を示す断面図と正面図である。
【図８】 接合金具と斜材等の接合方式の種々の例を示す断面図である。
【図９】 図３の具体例を示し、(a) は正面図、(b) はｂ−ｂ視図、(c) はｃ−ｃ視図である。
【図１０】 本発明に係る接合金具を仮設足場に適用した例であり、(a) は正面図、(b) は平面図、(c) は側面図、(d) ，(e) は接合金具部分の断面図である。
【図１１】 従来の球形接合金物を示す断面図である。
【図１２】 従来の直接溶接のトラス節点であり、(a) は正面図、(b) は断面図である。
【図１３】 従来の竹割状の節点金物を用いたトラス節点であり、(a) は断面図、(b) は斜視図である。
【符号の説明】
１……上弦材
２……下弦材
３……斜材（ラチス材）
４……交差上弦材
５……交差下弦材
６……水平ブレース材
７……交差水平材
１０……割形の接合金具
１１……円弧部
１２……締結フランジ
１２ａ…フランジ突出部分
１３……締付ボルト
２０……ガセットプレート
２１……接合ボルト
３０……ガセットプレート
４０……母屋
４１……母屋受け
４２……フィラー
Claims (4)
- 一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、
この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、一つ置きに隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に交差して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、下方に下弦材のある隣り合う上弦材の四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成するトラス副材のラチス材と、下方に下弦材のない隣り合う上弦材の四角枡目の交点を対角状に繋ぐトラス副材の水平ブレース材を有する版状立体トラスを構成し、
所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、
上弦材の３分割型の接合金具は、半円状の上部分割体と、長い円弧状の下部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジのうちの一方の締結フランジに１本の交差上弦材と２本の水平ブレース材の端部をボルト接合し、他方の締結フランジに１本の交差上弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の下部に傾斜して配置された締結フランジに２本のラチス材の端部をボルト接合し、
下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の上部分割体とからなり、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラス。 - 一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、
この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の下弦材と、一つ置きに隣合う下弦材の中間における上方に下弦材と平行に配設されたトラス主材の上弦材と、上弦材の１点とこの下方に位置する隣り合う下弦材の４点とを繋ぐトラス副材のラチス材と、上方に上弦材のない隣り合う下弦材において下弦材とラチス材の交点同士を繋ぐトラス副材の交差水平材および水平ブレース材を有する版状立体トラスを構成し、
所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、
上弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、
下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の上部分割体及び側部分割体と、短い円弧状の側部分割体とからなり、この接合金具の片側に水平に配置された締結フランジに１本の交差水平材と２本の水平ブレース材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部に傾斜して配置された締結フランジに２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラス。 - 一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、
この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に直交して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のトラス副材のラチス材を有する版状立体トラスを構成し、
所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で３つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、
上弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の下部分割体とからなり、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部に配置された締結フランジに取付板を介して交差上弦材を取付け、
下弦材の３分割型の接合金具は、長い円弧状の左右の側部分割体と、短い円弧状の上部分割体とからなり、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラス。 - 一方向に連続する円形鋼管からなるトラス主材の節点に接合金物を介してトラス副材を接合してなる鋼管トラスであり、
この鋼管トラスは、所定の間隔をおいて平行に配設されたトラス主材の上弦材と、隣合う上弦材の中間における下方に上弦材と平行に配設されたトラス主材の下弦材と、上弦材に直交して配設され四角枡目を形成するトラス副材の交差上弦材と、隣合う交差上弦材の中間における下方に交差上弦材と平行に配設された交差下弦材と、四角枡目の４つの交点と下弦材の１点とを繋ぎ四角枡目を底面とする逆四角錐を構成する４本のトラス副材のラチス材を有する版状立体トラスを構成し、
所定長さの円形鋼管の鞘管を長手方向に平行な分割線で４つに分割してなる竹割状の接合金具を上弦材及び下弦材のトラス節点の外周に取り付け、この竹割状の接合金具の各分割体の一対の締結フランジ同士を締付ボルトで緊結することにより、上弦材及び下弦材を外周から緊縛し、上弦材及び下弦材と竹割状の接合金具との肌合わせ部分に半径方向の圧縮力を与えて摩擦接合して、上弦材及び下弦材の長手方向の力及び円周方向の回転力に対して摩擦力で固定し、
上弦材の４分割型の接合金具は、半円状の上部分割体と、長い円弧状の下部分割体と、短い円弧状の左右の側部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジにそれぞれ１本の交差上弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の下部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合し、
下弦材の４分割型の接合金具は、半円状の下部分割体と、長い円弧状の上部分割体と、短い円弧状の左右の側部分割体とからなり、この接合金具の左右両側にそれぞれ水平に配置された締結フランジにそれぞれ１本の交差下弦材の端部をボルト接合し、この接合金具の上部における左右両側に傾斜して配置された締結フランジにそれぞれ２本のラチス材の端部をボルト接合してなることを特徴とする鋼管トラス。
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- 2003-03-28 JP JP2003090960A patent/JP3808445B2/ja not_active Expired - Fee Related
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