JP3849475B2 - 立体トラス - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、工場や倉庫などの大スパンの構造物の屋根などに用いることのできる立体トラスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種屋根構造の一例として、特開昭62−25655号公報に開示された発明がある。この発明に係る屋根面形成用自立性構成要素は、V形の複合断熱板、この複合断熱板を支える3本の管状部材(鋼管)を弦材としてV形に形成されたトラス骨組、及びそれらの接合金物などからなっている。
【0003】
この屋根構造は、V形の複合断熱板を構成するための大型の金属折板屋根が必要であり、これを組立てて複合断熱材を挟み込み、大型の複合断熱パネルを構成する。そして、この複合断熱パネル自体は外力を支えることができないので、管状部材を複合断熱パネルに沿ったV形のトラス状に組み立てて、大スパンを支えるようにしたものであり、それらトラス相互や複合断熱パネルとの間を特殊な接合金物を用いて組立てたものである(従来技術1)。
【0004】
また、特開平7−217218号公報には、大スパン屋根及びその架設方法に関する発明が開示されている。この発明は、1本の下弦材と2本の上弦材とによりV形に組立てたトラス構造を用い、2本の上弦材を水平材で連結すると共に、V形のトラスと水平材からなるトラスユニットを間隔をあけて配置し、それら相互の上下をさらに水平材で連結し、上弦材と水平材で構成される上部に屋根板を受ける部材及び部品を取付けて、その上に屋根を取付けるようにしたものである(従来技術2)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術1における大型の金属折板屋根、複合断熱パネル、管状部材からなるトラス及び接合金物は、いずれも製作が面倒で高価であり、このため、低コスト化が求められている昨今の環境ではほとんど実施されていない。
【0006】
また、従来技術2において、V形のトラスを1本の下弦材と2本の上弦材で構成することは、製作面できわめて難かしい問題を抱えている。すなわち、V形のトラスの開き角度を60度前後のV形に組立てると、多くのラチス材を溶接により取付けるわけであるから、大スパン(数十m)にわたって精度を確保することはきわめて困難である。上述の従来技術1においては、下弦材に角形鋼管を用い90°の角度で弦材を溶接していることからもわかるように、ラチス材を弦材と溶接する上で、60°というような角度で確実な溶接を行うためには、接合部に特別な加工が必要であり、現実的ではない。
【0007】
また、2種類の水平材を用いているが、そのうち一方の水平材の役目は、V形のトラスを固定するためのものであり、他方の水平材は2つのトラスユニットを連結するものであって、いずれも施工時の形状確保や一体での吊り上げのために必要であるが、水平材自体は屋根を支えることができないものであり、このため、別途屋根を受ける部材及び金物を設けなければならない。
また、下弦材を連結する水平部材も同じく他の役目を負担することができず、例えば、天井を設けようとすれば、別途に剛性の高い部材を下弦材に掛け渡さなければならない。このように、従来技術2においては、経済的でない部材の使い方をしている。
【0008】
さらに、従来技術2では、きわめて多くの専用の部材、部品及び接合方法を用いており、コストの増嵩は避けられない。また、屋根は、トラスユニットの上端部に、取付け部材や屋根板(折板屋根)を施工しているため、トラスユニットの高さにさらに屋根部分の高さ(金物や屋根材の和)が加わり、屋根全体としてかなりの高さになってしまう。
【0009】
また、屋根面には、地震時や暴風時に力を周辺の耐力要素(耐震壁や耐風壁あるいは剛なフレームによって力を地面に流す構造)に流すために水平剛性が必要であるが、それに関する記載も実施例もなく、公報に示されているような簡単な連結水平材では、このような問題を解決することができない。このような場合、一般には、水平ブレースを上下の6部材及び上部の15部材に掛け渡すことになり、きわめて煩雑な構造になるばかりでなく、公報に記載されている開閉可能な窓と美観が損なわれてしまう。
【0010】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、部材の重複がない合理的な構造で、高精度で容易に製作することができ、その上特別な部品などを用いることなく水平剛性を確保することにより、低コストで信頼性の高い立体トラスを提供することを目的としたものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る立体トラスは、山形鋼からなる上弦材と下弦材を同一鉛直線上に、かつ前記上弦材の上辺と下弦材の下辺を平行に配設して両者の間に束材及び斜材を接合してなる平面トラスを有し、該平面トラスを直行して配設しその下弦材どうし又は上弦材どうしを接合してV字形トラスを形成し、これらV字形トラスを複数配設して隣接するV字形トラスの上弦材どうし又は下弦材どうしを接合して折板状のトラスを構成し、長手方向に前記束材に設けたボルト挿通穴に対応してボルト挿通穴を有する梁材を、前記折板状のトラスの束材に当接し前記ボルト挿通穴を利用して一体に接合したものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1に係る立体トラスの斜視図、図2はその正面図、図3は立体トラスを構成する平面トラスの正面図である。
図において、1は立体トラスで、平面トラス2をV字状に接合した複数のV字形トラス10を横方向に接合してなる折板状のトラス11と、この折板状のトラス11の束材に固定した梁材15とによって構成されている。
【0015】
平面トラス2は、直交する2辺を有する山形断面の鋼材(以下、山形鋼という)からなる上弦材3及び下弦材4、上弦材3と下弦材4との間に直交して配設され、両端部が両者に溶接接合された山形鋼からなる束材5、及び束材5の間において上弦材3と下弦材4との間に斜めに配設され、両端部が両者に溶接接合された山形鋼からなる斜材6とからなっている。この場合、上弦材3及び下弦材4と、束材5及び斜材6とは、図4に示すように、それぞれ平面が当接されるので、隅肉溶接により容易に接合することができる。
【0016】
図5は図3のA−A断面図である。山形鋼からなる上弦材3と下弦材4の一方の辺(以下、上辺31、下辺41という)を平行に、また、他方の辺(以下、側辺32,42という)を同一鉛直線上に位置させ、かつ入隅部が内側に向くように対称的に配置され、両者の間に束材5及び斜材6(図示せず)が溶接接合されている。7は束材5の平面トラス2の長手方向と直交する辺の上弦材3寄りに設けたボルト挿通穴である。
【0017】
このように構成した平面トラス2は、図6に示すように、鉛直に保持した一方の平面トラス2aの下弦材4の下辺41と、水平に保持した他方の平面トラス2bの下弦材4の側辺42とを当接し、あらかじめ両者に設けてあるボルト挿通穴43にボルト8を挿通してナットで固定し、両平面トラス2a,2bを直交して一体に接合する。これにより、ほぼV字状のV字形トラス10が形成される。なお、平面トラス2a,2bの下弦材4の接合にあたっては、ボルト接合に代えて、溶接により接合してもよい。
【0018】
次に、図7に示すよう、複数のV字形トラス10を並設し、V字形トラス10aの一方の平面トラス2bの上弦材3の上辺31と、これに隣接するV字形トラス10bの平面トラス2aの上弦材3の側辺32とを、あらかじめ両者に設けてあるボルト挿通穴に挿通したボルトにより接合し、又は溶接により接合する。このようにして、複数のV字形トラス10の平面トラス2a又は2bの上弦材3を順次接合し、折板状のトラス11を形成する。
【0019】
次に、上記のようにして形成した折板状のトラス11に、図8に示すように梁材15を取付ける。この梁材15は、例えばリップ溝形鋼からなり、その長手方向には、折板状のトラス11の各平面トラス2の束材5に設けたボルト挿通穴7に対応して、ボルト挿通穴16が設けられている。
この梁材15を、破線で示すように折板状のトラス11の束材5の辺に当接し、ボルト挿通穴7,16にそれぞれボルト8を挿通し、ナットで固定する。これにより、図1、図2に示すような立体トラス1を形成することができる。
【0020】
上記の説明では、束材5及び斜材6に山形鋼を使用した場合を示したが、両者又はいずれか一方に中空で断面四角形の鋼材(以下、角形鋼という)を使用してもよい。
また、平面トラス2の下弦材4どうしを接合してV字形トラス10を形成する場合を示したが、上弦材3どうしを接合してV字形トラス10を形成してもよい。なお、この場合は、束材5のボルト挿通穴7を下弦材4寄りに設けてもよい。
これにより、V字形トラス10の下弦材4どうしを接合することにより、折板状のトラス11を形成することができる(以下、実施の形態においても同様である)。
【0021】
本実施の形態によれば、平面トラス2の下弦材4どうし又は上弦材3どうしを接合することによりV字形トラス10を構成し、隣接するV字形トラス10の上弦材3どうし、又は下弦材どうしを接合して折板状のトラス11を形成して、その束材5に梁材15を接合するようにしたので、特殊な金物等を使用することなく高精度で容易に立体トラス1を構成することができる。
【0022】
また、梁材15の長手方向に、折板状のトラス11の束材5に設けたボルト挿通穴7に対応してボルト挿通穴16を設け、両ボルト挿通穴7,16を整合させて梁材15をボルト接合するようにしたので、立体トラス1を組み上げるにあたって、墨出しをしなくても設計寸法を管理することができ、スパン直行方向の面外剛性を確保することができる。
このように、本実施の形態によれば、簡単な構造で工場、食堂などの大スパンの構造物の屋根などに用いることのできる低コストで信頼性の高い立体トラス1を構成することができる。
【0023】
[実施の形態2]
実施の形態1においては、上弦材3と下弦材4に山形鋼を用い、その上下の辺31,41を平行に、側辺32,42を同一鉛直線上に位置させて、山形鋼からなる束材5及び斜材6により一体に接合して平面トラス2を形成した場合を示したが、本実施の形態は、平面トラスを次のように形成したものである。
【0024】
すなわち、図9に示すよう(図9は図3のA−A断面に相当)、山形鋼からなる上弦材3の上辺31と下弦材4の下辺41とを平行に、側辺32,42を互いに反対方向に位置させて、入隅角がトラスの上下の対角線上において内側に向くように配設し、角形鋼からなる束材5と斜材6(図示せず)とにより一体に接合して平面トラス2を形成したものである。
【0025】
この場合、上弦材3の上辺31の先端部と下弦材4の側辺42の外壁面、上弦材3の側辺32の外壁面と下弦材4の下辺41の先端部とは、それぞれほぼ同一鉛直線上に位置する。7は束材5の上弦材3寄りに貫設されたボルト挿通穴である。なお、上記の説明では、束材5及び斜材6に角形鋼を用いた場合を示したが、両者又はいずれか一方に山形鋼を用いてもよい。
【0026】
上記のように構成した平面トラス2は、実施の形態1の場合と同様に、図10に示すように2つの平面トラス2a,2bを直交して配設し、その下弦材4どうし又は上弦材3どうしをボルト8又は溶接により接合してV字形トラス10を形成し、隣接するV字形トラス10の上弦材3どうし又は下弦材4どうしをボルト又は溶接により接合して折板状のトラス11を形成する。そして、図11に示すように、折板状のトラス11の束材5に設けたボルト挿通穴7と、これに対応して梁材15に設けたボルト挿通穴16とを整合させてボルトにより接合し、立体トラス1を構成する。
本実施の形態における作用、効果は、実施の形態1の場合と同様である。
【0027】
[実施の形態3]
実施の形態1,2においては、平面トラス2の上弦材3と下弦材4に山形鋼を用いた場合を示したが、本実施の形態に係る平面トラス2は、上弦材3及び下弦材4に角形鋼を用いたものである。
すなわち、図12に示すように、角形鋼からなる上弦材3の上辺31と角形鋼からなる下弦材4の下辺41を平行に、かつその側辺32,42を同一鉛直線上に位置させて配設し、両者の間に山形鋼又は角形鋼からなる束材5及び斜材6(図示せず)を接合して平面トラス2を形成したものである。
【0028】
上記のように構成した平面トラス2は、実施の形態1,2の場合と同様に、図13に示すように2つの平面トラス2a,2bを直交して配設し、その下弦材4どうし又は上弦材3どうしをボルト8又は溶接により接合してV字形トラス10を形成し、隣接するV字形トラス10の上弦材3どうし又は下弦材4どうしをボルト8又は溶接により接合して折板状のトラス11を形成する。そして、図14に示すように、折板状のトラス11の束材5に設けたボルト挿通穴7と、これに対応して梁材15に設けたボルト挿通穴16とを接合させてボルトにより接合し、立体トラス1を構成する。
本実施の形態の作用、効果は、実施の形態1の場合とほぼ同様である。
【0029】
【発明の効果】
本発明に係る立体トラスは、山形鋼からなる上弦材と下弦材を同一鉛直線上に、かつ前記上弦材の上辺と下弦材の下辺を平行に配設して両者の間に束材及び斜材を接合してなる平面トラスを有し、該平面トラスを直行して配設しその下弦材どうし又は上弦材どうしを接合してV字形トラスを形成し、これらV字形トラスを複数配設して隣接するV字形トラスの上弦材どうし又は下弦材どうしを接合して折板状のトラスを構成し、長手方向に前記束材に設けたボルト挿通穴に対応してボルト挿通穴を有する梁材を、前記折板状のトラスの束材に当接し前記ボルト挿通穴を利用して一体に接合したので、立体トラスを組上げるにあたって容易に設計寸法を管理することができ、スパン直交方向の面外剛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る立体トラスの斜視図である。
【図2】図1の正面図である。
【図3】図1の立体トラスを形成する平面トラスの正面図である。
【図4】図3の束材と斜材の接合の一例を示す説明図である。
【図5】図3のA−A断面図である。
【図6】平面トラスを組み付けてV字形トラスを形成する手順の説明図である。
【図7】V字形トラスを組み付けて折板状のトラスを形成する手順の説明図である。
【図8】折板状トラスに梁材を接合する手順の説明図である。
【図9】本発明の実施の形態2に係る平面トラスの縦断面図である。
【図10】平面トラスを組み付けてV字形トラスを形成する手順の説明図である。
【図11】V字形トラスを組み付けて立体トラスを形成する手順の説明図である。
【図12】本発明の実施の形態3に係る平面トラスの縦断面図である。
【図13】平面トラスを組み付けてV字形トラスを形成する手順の説明図である。
【図14】V字形トラスを組み付けて立体トラスを形成する手順の説明図である。
【符号の説明】
1 立体トラス
2 平面トラス
3 上弦材
31 上辺
32 側辺
4 下弦材
41 下辺
42 側辺
43 ボルト挿通穴
5 束材
6 斜材
7 ボルト挿通穴
10 V字形トラス
11 折板状のトラス
15 梁材
16 ボルト挿通穴
Claims (1)
- 山形鋼からなる上弦材と下弦材を同一鉛直線上に、かつ前記上弦材の上辺と下弦材の下辺を平行に配設して両者の間に束材及び斜材を接合してなる平面トラスを有し、該平面トラスを直行して配設しその下弦材どうし又は上弦材どうしを接合してV字形トラスを形成し、これらV字形トラスを複数配設して隣接するV字形トラスの上弦材どうし又は下弦材どうしを接合して折板状のトラスを構成し、
長手方向に前記束材に設けたボルト挿通穴に対応してボルト挿通穴を有する梁材を、前記折板状のトラスの束材に当接し前記ボルト挿通穴を利用して一体に接合したことを特徴とする立体トラス。
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