JP3852202B2

JP3852202B2 - Truss-like frame structure

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Publication number: JP3852202B2
Application number: JP03887098A
Authority: JP
Inventors: 知重川村; 洋史椎名
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1998-02-20
Filing date: 1998-02-20
Publication date: 2006-11-29
Anticipated expiration: 2018-02-20
Also published as: JPH11236732A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ジョイントとフレームとからなる構造材によって構築される骨組構造体に関し、特に緊張部材によって所定のジョイント間に張力が付与される建築物・構築物等の構造物のトラス状骨組構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラス状骨組構造体は、スマートで高い採光性と広い無柱空間が得られるなどの優れた特長を有していることから、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、ビルの側面外壁、植物園用ドーム、寺院ドーム等の構造物に広く採用されている。このような構造物のトラス状骨組構造体は、その構造材であるフレームをジョイントによって接続することにより構築されるものである。
【０００３】
トラス状骨組構造体における構造材のジョイント方式としては、
▲１▼ボールジョイント方式
▲２▼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、組立においてボルトや溶接による接合を全く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。具体的にはハブと呼ばれる柱状ジョイント（柱状ハブ）に連結溝を形成しておき、これと、押し潰しによって形成した接続端部をその両端に有するフレームとを使用しフレームの接続端部とハブの連結溝を利用して両者を互いに嵌合して結合するものであり（例：米国特許第２，９３１，４６７号、実開平２−９８１２１号公報、特開平７−１０２６３３号公報等）、本発明はこの後者のジョイント方式を採用したトラス状骨組構造体に関するものである。
【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、あるいはバレルヴォールト型等の各種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ならびに構築物の一部の構造部分として併設される構造物とされる場合なども含まれる。これらのトラス構造物のうち、特に本発明はフラットストラクチャ型とバレルヴォールト型のトラス構造物、ライズ比（後述する）の小さいドーム型のトラス構造物用の骨組構造体に適用して好適である。なお、モスク型は頂点の形状がドーム型と若干異なるだけであるため、ドーム型に分類される。
【０００５】
このようなトラス状骨組構造体において、最近では積雪、強震度の地震等に対しても十分に耐え得る強度を有するものが要望されていることから、大きな構造物を構築する際には、厚肉パイプからなるフレームを使用したり、フレームの長さを短くしたり、あるいは緊張部材を用いるなど種々の対策を講じている。
【０００６】
このうち緊張部材を用いる構造は、所定のハブ間に直接または間接的に張力を付与することによりトラスの剛性を高め撓みを抑制する構造で、一例として図１４に示すように構成されている。この骨組構造体は本出願人によって既に提案されたもので（特願平９−２７７５７号）、ダブルレイヤーのフラットストラクチャ型に適用した例を示す。これを概略説明すると、骨組構造体１は、上面体２、下面体３、上面体２と下面体３を連結する束状連結フレーム（緊張部材用束）８および緊張部材１０によってトラス状に構築されている。前記上面体２および下面体３としては、同一構造からなる多数のフレーム６が用いられ、互いに直交するように格子状に配列され、その両端部が柱状ハブ（以下、単にハブとも呼ぶ）７（７Ａ，７Ｂ）に接続されている。ハブ７Ａ，７Ｂは外周面に複数個の連結溝を有し、これらの連結溝にフレーム６の端部に設けた接続端部がハブの軸線方向から嵌合されることによりトラス節点を形成している。そして、上下に対向するハブ７Ａとハブ７Ｂは、連結フレーム８の両端部にそれぞれ設けられている。
【０００７】
前記緊張部材１０は、前記上面体２と下面体３との間の空間内に前記フレーム６および束状連結フレーム８に対して交差するように斜めに組み込まれている。この場合、四角形メッシュをそれぞれ形成する上下各４本ずつ合計８本のフレーム６と、これらのフレーム６の端部が接続される上下各４個ずつ合計８個の柱状ハブ７Ａ、７Ｂと、これらの柱状ハブ７Ａ，７Ｂを連結する合計４本の束状連結フレーム８とによって形成される立方形の空間４内に、球状継手９と８本の緊張部材１０を組み込んでいる。球状継手９は、前記空間４の中央に位置し、各緊張材１０の一端が螺合によって接続され球状継手９を介して柱状ハブ間には間接的に緊張部材１０により張力が付与されている。８本の緊張材１０は、空間４の対角線方向を指向し、その他端が各束状連結フレーム８の上下端部付近にボルトにより取付けたブラケット１１に連結金具１２を介してぞれぞれ連結されている。
【０００８】
このような骨組構造体１においては、緊張部材１０によって骨組構造体１のハブ７間に張力が付与されるので、骨組構造体１の剛性を高め、荷重による撓みや破壊を効果的に抑制することができる。
【０００９】
なお、緊張部材１０に加える張力はトラス状骨組構造体が組み立てられた状態で張力が付与されている場合と、トラス状骨組構造体が組み立てられた時点での自重では張力が付与されず、自重以外の荷重や外力が加わった時点で緊張部材に張力が付与される場合とがある。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の骨組構造体１においては、緊張部材１０を連結するためのブラケット１１を束状連結フレーム８に溶接、ボルト等によって取付ける必要があるので、取付作業に煩わしさが伴い骨組構造体の構築に時間を要し製造コストが嵩むという問題があった。さらに、ブラケット１１の取付位置はトラス節点からずれた位置となるので、骨組構造体１の美観を損なうという問題やトラス状骨組構造体として最適な節点を形成しないという問題があった。
【００１１】
図１５は緊張部材を利用した、他の従来例の概要図でバレルボールト状骨組構造体Ａの両端を構成するハブ間を直接的に緊張用ワイヤＢで連結し張力を付与すると共に、中間部には束Ｃを設置した例である。図示は省略したが、この例にあっても緊張材は両端を構成するハブに適宜ブラケットを溶接やボルト付けで取付けてこれに連結金具を取付けたワイヤを緊定させたものであった。
【００１２】
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、緊張部材の取付作業が容易で、安価に構築することができ、しかも美観が良好なトラス状骨組構造体を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために第１の発明は、両端に接続端部を有し互いに直交するように配設されることにより多数の四角形メッシュを形成する多数のフレームと、これらのフレームの前記接続端部が嵌合される複数個の連結溝を外周に有する多数の柱状ハブと、前記フレームによって形成される各四角形メッシュの中央にそれぞれ配置される緊張部材用束と、外周に複数の連結溝を有し前記緊張部材用束の上下端部にそれぞれ設けられた緊張部材用ハブと、この緊張部材用ハブと前記四角形メッシュを形成する柱状ハブとを連結する複数の緊張部材と、先端部に接続端部を有し前記各緊張部材の両端部にそれぞれ取付けられたブラケットとを備え、前記緊張部材の一端部側ブラケットの接続端部を前記緊張部材用ハブの連結溝に嵌合し、他端部側ブラケットの接続端部を前記柱状ハブの連結溝に嵌合したことを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は、上記第１の発明において、緊張部材用束の上端部に設けた緊張部材用ハブどうしおよび下端部に設けた緊張部材用ハブどうしも、緊張部材によってそれぞれ連結したことを特徴とする。
【００１９】
本発明において、緊張部材はトラス状骨組構造体（以下、単に骨組構造体とする）を形成する所定のハブ間に張力を付与されることで骨組構造体の剛性を高める。積雪等により骨組構造体に荷重が鉛直方向に加わると、骨組構造体は下方に撓む。このとき、骨組構造体の下端は、外側に広がる方向に応力が発生し、緊張部材を一層緊張させる。このため、緊張部材は骨組構造体を荷重に抗して押し上げるように作用し、これによって骨組構造体の撓みが抑制される。
ブラケットとハブの接続は、フレームとハブの接続と同様に、ブラケットに設けた接続端部をハブの連結溝に嵌合するだけでよい。これにより組立工数を削減でき、部品の種類を削減することができる。また、ブラケットは押出形材の切断によって容易に製造できる。また、緊張部材の取付けをフレームの組立てと同様の作業方法で行うことができ、さらにハブそのものに直接張力をかけることができるので、骨組構造体に作用する応力の算出も容易となりトラス状骨組構造体の節点構造として最適なものとなる。
なお、本発明において、「緊張部材」とは、撚線ケーブル、中実ロッド材ならびに適宜な形状の形材、例えばＨ形鋼材等のいずれかまたはその組合わせの態様を含むものである。
【００２０】
【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のバレルヴォールト型構造物の骨組構造体に適用した例を示す断面図、展開平面図および主面部（Ｂ−Ｂ面）の展開平面図、図２は骨組構造体の要部の一部を破断して示す正面図、図３は図２のIII −III 線断面図、図４は図２のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図２のＶ−Ｖ線断面図、図６は図５のＶＩ−ＶＩ線断面図、図７は図３のVII −VII 線断面図、図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はフレームの正面図、平面図および側面図、図９は柱状ハブとフレーム端部の斜視図、図１０は柱状ハブとケーブル状緊張部材の接続構造を示す分解斜視図、図１１（Ａ）、（Ｂ）は連結プレートの正面図および平面図、図１２（Ａ）、（Ｂ）は他の連結プレートの正面図および平面図である。なお、従来技術の欄において示した構成部材等と同一のものについては同一符号をもって示す。また、図１（Ｂ）においては緊張部材１０は実線で表示し、フレーム６は二点鎖線で表示し、図１（Ｃ）ではフレーム６を実線で表示し、緊張部材１０は二点鎖線で表示している。
【００２１】
図１において、シングルレイヤーのバレルヴォールト型骨組構造体２０は、格子状に配列された多数のフレーム６と、これらのフレーム６の端部と緊張部材１０を接続するためのブラケットを取付ける多数の柱状ハブ７と、これらの柱状ハブ７と前記フレーム６によって形成される四角形メッシュＭの中央に位置する緊張部材用束８と、この緊張部材用束８の上下端部にそれぞれ設けられた張弦部材用ハブ７Ａ，７Ｂとによって構築され、台座構造物２２上に設置されている。そして、このような骨組構造体２０は、必要により上面全体が図示しない屋根部材で覆われることによりシングルレイヤーのバレルヴォールト型トラス構造物を完成する。
【００２２】
前記台座構造物２２は、コンクリート壁、パネル体、窓体ならびに支柱等からなり、トラス構造物を支持するに十分な強度を有している。なお、緊張部材用束８の上下端に一体に設けられた緊張部材用ハブ７Ａ，７Ｂは、骨組構造体２０のスパンＬ方向においてケーブル状緊張部材２１（２１Ａ，２１Ｂ）によりそれぞれ連結されている。
【００２３】
さらに骨組構造体２０の構成等を図２〜図１２に基づいて詳述する。
図８および図９において、前記フレーム６は、通常アルミニウム合金（例：ＪＩＳＡ６０６１，Ａ６０６３をＴ１ないしＴ４に調質のもの）またはステンレス材のＳＵＳ３０４，ＳＵＳ３１６等のパイプを用い、その両端部をプレス加工等により押し潰すことにより柱状ハブ３との接続端部２５とテーパ部６Ａを形成し、さらに接続端部２５の両面に複数個のディンプル（凸部と凹部）からなる係止部２６を設け、その後アルミニウム合金の場合Ｔ６等の調質し強度を向上させたものを用いている。この係止部２６は前記接続端部２５が柱状ハブ７の連結溝２７に嵌合されたとき、連結溝２７の壁面に形成した凸部と凹部からなる係合部２８に係合することで、フレーム６の軸線方向に加わる荷重をハブ７に伝える。本例においてハブには後述の通り連結溝は８本形成されている。また、１つの柱状ハブ７に対して直交する４本のフレーム６が接続されるため、その各フレーム６の接続端部２５は図９に示すように１つおきの連結溝２７にそれぞれ嵌合される。
【００２４】
さらに、一般的にはフレーム６には、ドーム型やモスク型のトラス状骨組構造体を構築する際、割り角度θ（図３参照）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２５のフレーム６の軸線方向に対する切断角度、ベンド角βはフレーム６の軸線と接続端部２５の軸線とのなす角度、ツイスト角γはフレーム６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柱状ハブ７間の連結溝２７を連結するフレーム６における接続端部２５間のなす角度である。なお、ダブルレイヤー式バレルヴォールト型においては接続端部２５のコイン角αが４０°〜９０°に、ベンド角βならびにツイスト角γが０°〜１０°にそれぞれ角度付けされ、ドーム型においてはコイン角αが８０°〜９０°に、ベンド角βが０°〜３５°に、ツイスト角γが０°〜５°にそれぞれ角度付けされる。また、フレーム６の外径は２５〜３００ｍｍφ、長さは０．５〜４ｍ、肉厚は１〜１０ｍｍ程度である。
【００２５】
図９において、前記柱状ハブ７は、通常アルミニウム合金のＪＩＳＡ６０８２−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円柱状に形成され、中心にボルト挿通孔３０を有している。また、柱状ハブ７の外周面には、溝壁面に前記係合部２８を有する８個の連結溝２７が周方向に等間隔をおいて放射状に形成され、この連結溝２７に互いに直交する４本のフレーム６の前記接続端部２５が軸線方向から嵌合されることによりトラス節点を形成している。ただし、フレーム６は、１つおきの連結溝２７にそれぞれ接続され、残り４つの連結溝２７に後述するブラケット５７の接続端部７０（図１２参照）が嵌合される。そして、ボルト挿通孔３０にはボルト３１が挿通され、その上下の突出端部にワッシャ３２および保持板３３が装着され、ナット３４の締結によって保持板３３を柱状ハブ７の上下面に押し付けることで、前記フレーム６とブラケット５７の接続端部２５，７０が連結溝２７から柱状ハブ７の軸線方向に抜けるのを防止している。なお、柱状ハブ７の外径は５０〜２００ｍｍφ、長さは４０〜３００ｍｍ程度である。
【００２６】
図２において、前記緊張部材用束８は本例にあってはＡ６０６１ＴＥ−Ｔ４等によって外径が２４ｍｍφ、長さが４５０ｍｍ程度のパイプからなり、四角形メッシュＭの中心に位置している。緊張部材用束８の両端部には、緊張部材用ハブ７Ａ，７Ｂが嵌合、溶接等によってそれぞれ一体的に設けられているが、これに限らず押出成形によって緊張部材用ハブ７Ａ，７Ｂと緊張部材用束８を一体に形成することも可能である。なお、緊張部材用束８は、束部材を構成するため、前記緊張部材１０と共に骨組構造体２０の機械的強度を増大させる役目を果たす。
【００２７】
前記緊張部材用ハブ７Ａ，７Ｂは、中心に上記したボルト挿通孔３０の代わりにねじ孔３９，４０（図５、図１０参照）がそれぞれ形成されている点が上記した柱状ハブ７と異なるだけで、その他の構成は全く同一である。そのため、外周には、８個の連結溝４２，４３がそれぞれ形成され、さらにその溝壁にはディンプルと呼ばれる凹凸（係合部）４４がそれぞれ形成されている。
【００２８】
図２および図１０において、前記ケーブル状緊張部材２１としては、本例にあっては外径３．１９ｍｍφ程度のステンレス製ケーブルが用いられる。上方側のケーブル状緊張部材２１Ａは、板状に形成された上下２個のケーブル状緊張部材用ブラケット４５ａ，４５ｂによって挟持され、これらのケーブル状緊張部材用ブラケット４５ａ，４５ｂに設けた挿通孔４６および座金４７にボルト４８を挿通し前記緊張部材用束８の上端側に設けた緊張部材用ハブ７Ａのねじ孔３９に螺合することで緊張部材用ハブ７Ａに所定の張力が付与された状態で固定される。また、ケーブル状緊張部材用ブラケット４５ａ，４５ｂは、後述するブラケット５６の接続端部６５（図１１参照）が前記連結溝４２から緊張部材用ハブ７Ａの軸線方向に抜けるのを防止する。
【００２９】
前記ケーブル状緊張部材用ブラケット４５ａ，４５ｂは本例にあってはＪＩＳＡ６０６３ＢＥ−Ｔ５等によって同一形状に形成され、互いに対向する挟持面には２条の溝４９が全長にわたって平行に形成されており、これらの溝４９に前記ケーブル状緊張部材２１Ａの接続部分が係入される。ここで、本実施の形態においては、ケーブル状緊張部材２１Ａとして２本用いた例を示したが、これに限らず１本または２本以上であってもよい。なお、ケーブル状緊張部材用ブラケット４５ａ，４５ｂとボルト４８は、図示しないルーフパネル部材を緊張部材用ハブ７Ａ上に取付けるためにも利用される。
【００３０】
下方側のケーブル状緊張部材２１Ｂは、上記した上方側のケーブル状緊張部材２１Ａと同様に本例にあっては外径が３．１９ｍｍφ程度のステンレス製ケーブルからなり、２個のケーブル状緊張部材用ブラケット５１ａ，５１ｂ（図２参照）によって挟持され、これらのケーブル状緊張部材用ブラケット５１ａ，５１ｂおよび座金５２にボルト５３を挿通して下方側の緊張部材用ハブ７Ｂのねじ孔３９（図５参照）に下方から螺合することで緊張部材用ハブ７Ｂに連結される。このケーブル状緊張部材２１Ｂも２本用いられ所定の張力が付与される。なお、前記ケーブル状緊張部材用ブラケット５１ａ，５１ｂは上記したケーブル状緊張部材用ブラケット４５ａ，４５ｂと全く同一に形成されている。
【００３１】
前記緊張部材１０は、前記各四角形メッシュＭに対して８本用いられる。緊張部材１０としては、本例にあってはアルミニウム合金であるＪＩＳＡ５０５６ＢＥ−Ｈ３４等によって形成された外径が６ｍｍφ程度の中実ロッドが用いられる。８本の緊張部材１０のうち前記柱状ハブ７より上方に位置する４本の緊張部材１０は、その一端が前記緊張部材用束８の上端側に設けた緊張部材用ハブ７Ａにブラケット５６を介して連結され、他端が四角形メッシュＭを形成する４つの柱状ハブ７にブラケット５７を介してそれぞれ連結される。一方、前記柱状ハブ７より下方に位置する残り４本の緊張部材１０は、その一端が前記緊張部材用束８の下端側に設けた緊張部材用ハブ７Ｂにブラケット５６を介して連結され、他端が前記四角形メッシュＭを形成する４つの柱状ハブ７にブラケット５７を介してそれぞれ連結される。また、一定の張力を付与した状態に緊張部材１０を容易に施工するために緊張部材１０の両端部には、雄ねじ部５９が形成され、この雄ねじ部５９に取付部材６０がそれぞれ螺合されている。この場合、緊張部材１０の両端部に形成される雄ねじ部５９は、左ねじと右ねじとからなり、これにより緊張部材１０の長さ調整が可能で骨組構造体２０のフレーム６に所要の張力を付与している。すなわち、緊張部材１０を組み付けた際、緊張部材１０を回転させて両端の取付部材６０を互いに接近する方向に移動させると、フレーム６は張力が付与される。なお、緊張部材１０の太さや強度は、骨組構造体２０の与えられた設計条件に応じて適宜決定される。また、緊張部材１０に緊張力を付与する手段としてはターンバックルを用いてもよい。
【００３２】
緊張部材１０の各端部に取付けられる前記取付部材６０は、本例ではアルミニウム合金のＪＩＳＡ６０６３Ｓ−Ｔ５の押出形材を所定長さに切断することにより平面視形状がコ字状に形成され、基部に前記緊張部材１０の雄ねじ部５９が螺合するねじ孔が形成されている。また、取付部材６０の互いに対向する両端部間には、前記ブラケット５６またはブラケット５７の基部が挿入され、かつボルト６２およびナット６４によって回動自在に連結されている。
【００３３】
前記ブラケット５６は、図１１に示すように本例にあってはアルミニウム合金（ＪＩＳＡ６０６３Ｓ−Ｔ５等）の押出形材を所定長さに切断することにより、幅Ｗが３１ｍｍ、高さｈが３０ｍｍ、板厚Ｔが４ｍｍ程度の板状体に形成され、基部側には前記ボルト６２が挿通される１つのボルト挿通孔６３が形成され、さらに先端部には両面にディンプルと称する凹凸（係合部）６６を有する接続端部６５が押し潰しによって一体に形成されている。この接続端部６５は、フレーム６の接続端部２５と同一形状で、前記緊張部材用ハブ７Ａまたは緊張部材用ハブ７Ｂの連結溝４２または連結溝４３にハブの軸線方向から嵌合され、前記係合部６６が連結溝４２または連結溝４３の溝壁に形成した係合部４４（図５参照）に係合するようになっている。
【００３４】
前記緊張部材１０の緊張部材用束８とは反対側端部には、前記取付部材６０を介して前記ブラケット５７が取付けられている。このブラケット５７は、図１２に示すように両面にディンプルと称する凹凸（係合部）６９を有する接続端部７０が先端部に一体に設けられている点で上記したブラケット５６と同じであるが、本例にあっては幅が３１ｍｍ、高さが４０ｍｍ、板厚が４ｍｍ程度で前記ブラケット５６より大きい点、および２つのボルト挿通孔７１を備えている点で異なっている。そして、このブラケット５７には前記ボルト挿通孔７１に挿通される２本のボルト７２およびナット７３によって上下に対向する２本の緊張部材１０が取付部材６０を介して連結され、接続端部７０が前記柱状ハブ７の連結溝２７に嵌合されることで、柱状ハブ７と２本の緊張部材１０を連結する。なお、ブラケット５７は前記フレーム６と共に前記保持部材３３（図７参照）によって柱状ハブ７の軸線方向への抜けが阻止される。
【００３５】
このような骨組構造体２０において、緊張部材１０とケーブル状緊張部材２１は所定の張力が付与されることにより荷重Ｐによる骨組構造体２０の下方への撓みを抑制することができ、強度を増大させることができる。
また、緊張部材１０をブラケット５６，５７を介して柱状ハブ７、緊張部材用ハブ７Ａ，７Ｂに直接連結しているので、図１４に示す従来の連結構造、すなわち緊張部材用束８にブラケット１１を取付け、このブラケット１１に緊張部材１０を連結するようにした連結構造に較べてブラケット１１のボルト付けや溶接を必要とせず、部品点数、工数を削減することができる。また、ブラケット１１の場合は、ボルト、溶接等によって緊張部材用束８に固定する必要があるため、その取付作業に時間を要するが、本発明においてはブラケット５６，５７の接続端部６５，７０を柱状ハブ７，緊張用７Ａ，７Ｂの連結溝２７，４２，４３に、フレーム６の接続端部２５と同様に嵌合するだけで接続することができるので、これらブラケットの接続作業も容易である。また、従来の溶接等により固定されるブラケット１１を用いた場合はその取付位置がトラス節点からずれた位置となるが、ブラケット５６，５７の場合はトラス節点に接続することができるので、骨組構造体２０の美観を損なうことがなく、トラス節点として最適な形態となる。
さらに、ブラケット５６，５７は、押出形材を所定長さに切断し、穴開け加工を施すだけでよいので、その製造も容易である。
【００３６】
図１３（Ａ）、（Ｂ）は本発明の他の実施の形態を示す概略構成図で、（Ａ）はダブルレイヤーのバレルヴォールト型骨組構造体８０に適用した例、（Ｂ）はダブルレイヤーのフラットストラクチャ型骨組構造体９０に適用した例を示す。図１３（Ａ）の形態は骨組構造体８０のスパン方向両端のハブ７間にケーブル状緊張部材よりなる緊張部材１０を直接的に連結すると共に、束Ｔを利用したものである。図１３（Ｂ）に示す形態は従来例として示した図１４のブラケット１１を本発明のものとしたものである。ハブ７に対するブラケット１１の固定構造等、その他の構成は上記した実施の形態と略同一である。
【００３７】
なお、上記した実施の形態においては、緊張部材１０として中実ロッドを用いた例を示したが、これに限らず、Ｈ形鋼材などの形材やステンレス製撚線、または溶融亜鉛めっき鋼線等の撚線からなるケーブルを用いてもよい。
また、上記した実施の形態においては、バレルヴォールト型とフラットストラクチャ型の骨組構造体に適用した例を示したが、これに限らずドーム型、特にライズ比（ドーム型の場合は高さと直径の比）が小さいドーム型（例えば０．０５〜０．２程度）骨組構造体にも適用して好適である。
【００３８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係るトラス状骨組構造体は、緊張部材をハブの連結溝にブラケットを介して接続したので、ブラケットを取付けるための溶接やボルト付けが不要となり、ハブ自体に特別な加工を加えたりする必要がない。特に、ハブの周りには余分なスペースがあまりないので、本発明を用いるとブラケットの接続端部をハブの連結溝に嵌合するだけでよく、そのため緊張部材の張弦作業が容易で、施工に要する時間を短縮することができ、構築コストを低減することができる。また、デザイン的にはすっきりしたジョイントとなる。
また、ブラケットは押出形材を所要長さに切断し、穴開け加工を施すだけでよいので、その製造も容易で、製造コストを低減することができる。
さらに、緊張部材の軸線方向をハブに一致させて最適なトラス節点を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明をシングルレイヤーのバレルヴォールト型トラス状骨組構造体に適用した例を示す断面図、展開平面図および主面部（Ｂ−Ｂ面）の展開平面図である。
【図２】骨組構造体の要部の一部を破断して示す正面図である。
【図３】図２のIII −III 線断面図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】図２のＶ−Ｖ線断面図である。
【図６】図５のＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】図３のVII −VII 線断面図である。
【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はフレームの正面図、平面図および側面図である。
【図９】柱状ハブとフレーム端部の斜視図である。
【図１０】緊張部材用ハブとケーブル状緊張部材の接続構造を示す分解斜視図である。
【図１１】（Ａ）、（Ｂ）はブラケットの正面図および平面図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は他のブラケットの正面図および平面図である。
【図１３】（Ａ）はダブルレイヤーのバレルヴォールト型骨組構造体に適用した例、（Ｂ）はシングルレイヤーのフラットストラクチャ型骨組構造体に適用した例を示す図である。
【図１４】緊張部材を用いた従来のダブルシングルレイヤーのフラットストラクチャ型骨組構造体の要部の側面図である。
【図１５】緊張部材を用いた従来の他のダブルシングルレイヤーのフラットストラクチャ型骨組構造体の斜視図である。
【符号の説明】
１…フラットストラクチャ型骨組構造体、２…上面体、３…下面体、４…空間、６…フレーム、７…柱状ハブ、７Ａ，７Ｂ…緊張部材用ハブ、８…緊張部材用束、１０…緊張部材、２０…シングルレイヤーのバレルヴォールト型骨組構造体、２１，２１Ａ，２１Ｂ…ケーブル状緊張部材、２５…接続端部、２７…連結溝、２８…係合部、４２，４３…連結溝、５６，５７…ブラケット、６５，７０…接続端部、Ｍ…四角形メッシュ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a frame structure constructed by a structural material composed of a joint and a frame, and more particularly to a truss-like frame structure of a structure such as a building or a structure in which tension is applied between predetermined joints by a tension member. Is.
[0002]
[Prior art]
Truss-like frame structures are smart and have excellent features such as high daylighting and a wide column space. Therefore, roofs of outdoor concert halls, gas stations, pools, exhibition halls, etc. Widely used in structures such as outer side walls, botanical garden domes, and temple domes. The truss-like frame structure of such a structure is constructed by connecting frames, which are structural materials, by joints.
[0003]
As a joint method of structural material in truss-like frame structure,
▲ 1 ▼ Ball joint method
(2) Columnar joint method such as cylindrical, quadrangular, triangular, etc.
There are two methods.
Among these, the latter columnar joint system has the excellent feature that assembly work is simple and high joint efficiency can be obtained because it does not require any joining by bolts or welding in assembly. Specifically, a connecting groove is formed in a columnar joint (columnar hub) called a hub, and a frame having connection ends formed by crushing at both ends is used. Are connected to each other using a connecting groove (eg, US Pat. No. 2,931,467, Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-98121, Japanese Patent Laid-Open No. 7-102633, etc.) The present invention relates to a truss-like frame structure employing the latter joint method.
[0004]
There are various types of truss-like frame structures such as dome shape, mosque shape, pyramid shape, flat structure type, barrel vault type, etc. The case where it is set as a structure provided as a part of structure is also included. Among these truss structures, the present invention is particularly suitable for application to a frame structure for flat structure type and barrel vault type truss structures and dome type truss structures having a small rise ratio (described later). . The mosque type is classified as a dome type because the shape of the apex is only slightly different from the dome type.
[0005]
Such a truss-like frame structure has recently been required to have sufficient strength to withstand snow accumulation, strong earthquakes, etc. Various measures are taken such as using a frame made of a meat pipe, shortening the length of the frame, or using a tension member.
[0006]
Of these, the structure using the tension member is a structure that increases the rigidity of the truss and suppresses bending by directly or indirectly applying tension between predetermined hubs, and is configured as shown in FIG. 14 as an example. This framework structure has already been proposed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 9-27757), and shows an example applied to a double-layer flat structure type. Briefly explaining this, the frame structure 1 is constructed in a truss shape by the upper body 2, the lower body 3, the bundled connection frame (bundle for tension members) 8 that connects the upper body 2 and the lower body 3, and the tension member 10. Has been. As the upper surface body 2 and the lower surface body 3, a large number of frames 6 having the same structure are used, arranged in a lattice shape so as to be orthogonal to each other, and both ends thereof are columnar hubs (hereinafter also simply referred to as hubs) 7 ( 7A, 7B). The hubs 7A and 7B have a plurality of connecting grooves on the outer peripheral surface, and a connecting end provided at the end of the frame 6 is fitted into these connecting grooves from the axial direction of the hub to form a truss node. ing. The hub 7 </ b> A and the hub 7 </ b> B that are vertically opposed to each other are provided at both ends of the connection frame 8.
[0007]
The tension member 10 is obliquely incorporated in the space between the upper surface body 2 and the lower surface body 3 so as to intersect the frame 6 and the bundled connection frame 8. In this case, a total of eight frames 6 each of four upper and lower parts each forming a quadrilateral mesh, and a total of eight columnar hubs 7A and 7B, each of four upper and lower parts to which the ends of these frames 6 are connected, A spherical joint 9 and eight tension members 10 are incorporated in a cubic space 4 formed by a total of four bundle-like connecting frames 8 connecting the columnar hubs 7A and 7B. The spherical joint 9 is located at the center of the space 4, one end of each tension member 10 is connected by screwing, and tension is indirectly applied by the tension member 10 between the columnar hubs via the spherical joint 9. . The eight tension members 10 are oriented in the diagonal direction of the space 4, and the other ends are connected to the brackets 11 attached by bolts near the upper and lower ends of each bundle-like connection frame 8 via the connection fittings 12. Has been.
[0008]
In such a frame structure 1, since tension is applied between the hubs 7 of the frame structure 1 by the tension members 10, the rigidity of the frame structure 1 is increased, and bending and breakage due to load are effectively suppressed. be able to.
[0009]
Note that the tension applied to the tension member 10 is not applied when the tension is applied in a state where the truss-like frame structure is assembled and when the truss-like frame structure is assembled. In some cases, tension is applied to the tension member when a load or external force other than is applied.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional frame structure 1 described above, the bracket 11 for connecting the tension member 10 needs to be attached to the bundled connection frame 8 by welding, bolts, or the like. There is a problem that it takes time to construct the body and the manufacturing cost increases. Furthermore, since the mounting position of the bracket 11 is shifted from the truss node, there is a problem that the aesthetic appearance of the frame structure 1 is impaired, and there is a problem that an optimal node is not formed as the truss-like frame structure.
[0011]
FIG. 15 is a schematic view of another conventional example using a tension member. The hubs constituting both ends of the barrel vaulted frame structure A are directly connected by tension wires B to apply tension, and the intermediate portion. Is an example in which a bundle C is installed. Although not shown in the drawings, in this example, the tension member is one in which a bracket is appropriately attached to a hub constituting both ends by welding or bolting, and a wire having a connecting fitting attached thereto is tightened.
[0012]
The present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and the object of the present invention is to provide a truss-like frame that can be easily constructed at low cost and has a good aesthetic appearance. It is to provide a structure.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first invention provides a connecting end at both ends. A plurality of quadrilateral meshes are formed by being arranged so as to be orthogonal to each other. With many frames, Of these frames A number of columnar hubs having a plurality of coupling grooves on the outer periphery to which the connection ends are fitted; A tension member bundle disposed in the center of each quadrilateral mesh formed by the frame, and a tension member hub provided on the upper and lower ends of the tension member bundle having a plurality of connecting grooves on the outer periphery. A plurality of tension members that connect the tension member hub and the columnar hub that forms the quadrilateral mesh, and brackets each having a connecting end at the tip and attached to both ends of each tension member. Provided, the connection end of the one end side bracket of the tension member is fitted in the connection groove of the tension member hub, and the connection end of the other end side bracket is fitted in the connection groove of the columnar hub It is characterized by that.
[0014]
According to a second invention, in the first invention, The tension member hubs provided at the upper end portion of the tension member bundle and the tension member hubs provided at the lower end portion were respectively connected by the tension members. It is characterized by that.
[0019]
In the present invention, the tension member increases the rigidity of the frame structure by applying tension between predetermined hubs forming a truss-like frame structure (hereinafter simply referred to as a frame structure). When a load is applied to the frame structure in the vertical direction due to snow accumulation or the like, the frame structure bends downward. At this time, stress is generated in the direction of spreading outward at the lower end of the frame structure, and the tension member is further tensioned. For this reason, the tension member acts so as to push up the frame structure against the load, thereby suppressing the deflection of the frame structure.
As with the connection between the frame and the hub, the connection between the bracket and the hub only needs to fit the connection end provided on the bracket into the connecting groove of the hub. As a result, the number of assembly steps can be reduced, and the types of parts can be reduced. Also, the bracket can be easily manufactured by cutting the extruded profile. In addition, the tension member can be attached by the same work method as the assembly of the frame, and the tension can be directly applied to the hub itself, so that the stress acting on the frame structure can be easily calculated and the truss-like frame structure can be calculated. It is the most suitable node structure for the body.
In the present invention, the “tensioning member” includes any of a twisted cable, a solid rod material, and an appropriately shaped shape, such as an H-shaped steel material, or a combination thereof.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments shown in the drawings.
1A, 1B, and 1C are a cross-sectional view, an expanded plan view, and a main surface portion (BB plane) showing an example in which the present invention is applied to a frame structure of a barrel vault structure of a single layer. FIG. 2 is a front view showing a cutaway part of the main part of the frame structure, FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG. 2, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG. (C) is a front view of the frame, a plan view and a side view, FIG. 9 is a perspective view of the columnar hub and the end of the frame, FIG. 10 is an exploded perspective view showing a connection structure of the columnar hub and the cable-shaped tension member, FIG. FIGS. 12A and 12B are a front view and a plan view of a connection plate, and FIGS. 12A and 12B are a front view and a plan view of another connection plate. The same components as those shown in the prior art column are denoted by the same reference numerals. In FIG. 1B, the tension member 10 is indicated by a solid line, the frame 6 is indicated by a two-dot chain line, the frame 6 is indicated by a solid line in FIG. 1C, and the tension member 10 is indicated by a two-dot chain line. it's shown.
[0021]
In FIG. 1, a single layer barrel vault type frame structure 20 includes a large number of columns 6 to which a large number of frames 6 arranged in a lattice pattern and brackets for connecting end portions of these frames 6 and tension members 10 are attached. A hub 7, a tension member bundle 8 positioned at the center of the quadrilateral mesh M formed by these columnar hubs 7 and the frame 6, and a string member provided at the upper and lower ends of the tension member bundle 8. The hubs 7A and 7B are installed on the pedestal structure 22. Such a frame structure 20 completes a single layer barrel vault truss structure by covering the entire upper surface with a roof member (not shown) as necessary.
[0022]
The pedestal structure 22 is composed of a concrete wall, a panel body, a window body, a column, and the like, and has sufficient strength to support the truss structure. The tension member hubs 7A and 7B integrally provided at the upper and lower ends of the tension member bundle 8 are connected to each other by cable-like tension members 21 (21A and 21B) in the span L direction of the frame structure 20. .
[0023]
Further, the structure and the like of the frame structure 20 will be described in detail with reference to FIGS.
8 and 9, the frame 6 is usually made of aluminum alloy (eg JIS A6061, A6063 tempered to T1 to T4) or stainless steel pipes such as SUS304, SUS316, etc., and both ends thereof are pressed. The connecting end portion 25 and the taper portion 6A with the columnar hub 3 are formed by being crushed by processing or the like, and the engaging portions 26 made of a plurality of dimples (convex portions and concave portions) are provided on both surfaces of the connecting end portion 25. Then, in the case of an aluminum alloy, a tempered and improved strength such as T6 is used. When the connecting end portion 25 is fitted in the connecting groove 27 of the columnar hub 7, the engaging portion 26 is engaged with an engaging portion 28 formed of a convex portion and a concave portion formed on the wall surface of the connecting groove 27. The load applied in the axial direction of the frame 6 is transmitted to the hub 7. In this example, eight connecting grooves are formed in the hub as described later. Further, since four orthogonal frames 6 are connected to one columnar hub 7, the connection end 25 of each frame 6 is fitted in every other connecting groove 27 as shown in FIG. Is done.
[0024]
Furthermore, in general, when constructing a dome-type or mosque-type truss-like frame structure, the frame 6 has three angles, that is, coins according to the arrangement position other than the split angle θ (see FIG. 3). An angle α, a bend angle β, and a twist angle γ are given, thereby enabling the construction of a dome having an arbitrary spherical degree. The coin angle α is the cutting angle of the connection end 25 with respect to the axial direction of the frame 6, the bend angle β is the angle formed by the axis of the frame 6 and the axis of the connection end 25, and the twist angle γ is the adjacent height through the frame 6. This is the angle formed between the connecting end portions 25 in the frame 6 that connects the connecting grooves 27 between the columnar hubs 7 having different center positions of curvatures in the hub axial direction. In the double-layer barrel vault type, the coin angle α of the connecting end 25 is angled from 40 ° to 90 °, the bend angle β and the twist angle γ are angled from 0 ° to 10 °, respectively. The angle α is set to 80 ° to 90 °, the bend angle β is set to 0 ° to 35 °, and the twist angle γ is set to 0 ° to 5 °. The outer diameter of the frame 6 is 25 to 300 mmφ, the length is 0.5 to 4 m, and the thickness is about 1 to 10 mm.
[0025]
In FIG. 9, the columnar hub 7 is formed in a columnar shape by an extruded shape or cast product of JIS A6082-T6, typically an aluminum alloy, or SCS11 or SCS13, which is a stainless steel material, and has a bolt insertion hole 30 at the center. . Further, on the outer peripheral surface of the columnar hub 7, eight connecting grooves 27 having the engaging portions 28 on the groove wall surface are radially formed at equal intervals in the circumferential direction, and 4 orthogonal to the connecting grooves 27. The connecting end 25 of the book frame 6 is fitted from the axial direction to form a truss node. However, the frame 6 is connected to every other connecting groove 27, and a connecting end portion 70 (see FIG. 12) of a bracket 57 described later is fitted into the remaining four connecting grooves 27. Bolts 31 are inserted into the bolt insertion holes 30, and washers 32 and holding plates 33 are attached to the upper and lower projecting ends thereof, and the holding plates 33 are pressed against the upper and lower surfaces of the columnar hub 7 by fastening the nuts 34. The connection end portions 25 and 70 of the frame 6 and the bracket 57 are prevented from coming off from the connecting groove 27 in the axial direction of the columnar hub 7. The columnar hub 7 has an outer diameter of 50 to 200 mmφ and a length of about 40 to 300 mm.
[0026]
In FIG. 2, the tension member bundle 8 is made of a pipe having an outer diameter of about 24 mmφ and a length of about 450 mm by A6061TE-T4 in this example, and is positioned at the center of the square mesh M. The tension member hubs 7A and 7B are integrally provided at both ends of the tension member bundle 8 by fitting, welding, etc., but not limited thereto, the tension member hubs 7A and 7B are formed by extrusion molding. It is also possible to integrally form the tension member bundle 8. Since the tension member bundle 8 constitutes a bundle member, the tension member bundle 8 serves to increase the mechanical strength of the frame structure 20 together with the tension member 10.
[0027]
The tension member hubs 7A and 7B differ from the columnar hub 7 described above in that screw holes 39 and 40 (see FIGS. 5 and 10) are formed in the center instead of the bolt insertion holes 30 described above. The other configurations are exactly the same. Therefore, eight connecting grooves 42 and 43 are formed on the outer periphery, and unevenness (engagement portions) 44 called dimples are formed on the groove walls.
[0028]
2 and 10, as the cable-like tension member 21, a stainless steel cable having an outer diameter of about 3.19 mmφ is used in this example. The upper cable-like tension member 21A is sandwiched by two upper and lower cable-like tension member brackets 45a and 45b formed in a plate shape, and the insertion holes 46 provided in these cable-like tension member brackets 45a and 45b. A state in which a predetermined tension is applied to the tension member hub 7A by inserting a bolt 48 into the washer 47 and screwing into a screw hole 39 of the tension member hub 7A provided on the upper end side of the tension member bundle 8 It is fixed with. The cable-like tension member brackets 45a and 45b prevent a connecting end portion 65 (see FIG. 11) of a bracket 56, which will be described later, from coming off from the connecting groove 42 in the axial direction of the tension member hub 7A.
[0029]
In this example, the cable-like tension member brackets 45a and 45b are formed in the same shape by JISA6063BE-T5 or the like, and two grooves 49 are formed in parallel across the entire length on the clamping surfaces facing each other. The connecting portions of the cable-like tension members 21A are engaged with these grooves 49. Here, in this Embodiment, although the example using two cable-shaped tension members 21A was shown, it is not restricted to this, One or two or more may be sufficient. The cable-like tension member brackets 45a and 45b and the bolt 48 are also used to attach a roof panel member (not shown) onto the tension member hub 7A.
[0030]
The lower cable-like tension member 21B is made of a stainless steel cable having an outer diameter of about 3.19 mmφ in this example, similar to the upper cable-like tension member 21A described above, and includes two cable-like tension members. Are clamped by the brackets 51a and 51b (see FIG. 2), the bolts 53 are inserted into the brackets 51a and 51b and the washer 52 for the cable-like tension members, and the screw holes 39 (see FIG. 5) of the tension member hub 7B on the lower side. To the tension member hub 7B by screwing in from below. Two cable-like tension members 21B are also used to give a predetermined tension. The cable tension member brackets 51a and 51b are formed in exactly the same manner as the cable tension member brackets 45a and 45b.
[0031]
Eight tension members 10 are used for each square mesh M. As the tension member 10, a solid rod having an outer diameter of about 6 mmφ formed by JIS A5056BE-H34, which is an aluminum alloy, is used in this example. Of the eight tension members 10, the four tension members 10 positioned above the columnar hub 7 have one end interposed on the tension member hub 7 </ b> A provided on the upper end side of the tension member bundle 8 via a bracket 56. The other ends are connected to four columnar hubs 7 forming a square mesh M via brackets 57, respectively. On the other hand, the remaining four tension members 10 positioned below the columnar hub 7 are connected at one end to a tension member hub 7B provided on the lower end side of the tension member bundle 8 via a bracket 56, and others. The ends are connected to the four columnar hubs 7 forming the square mesh M via brackets 57, respectively. Further, in order to easily construct the tension member 10 in a state where a certain tension is applied, male screw portions 59 are formed at both ends of the tension member 10, and the attachment members 60 are respectively screwed to the male screw portions 59. Yes. In this case, the male threaded portion 59 formed at both ends of the tension member 10 includes a left screw and a right screw, whereby the length of the tension member 10 can be adjusted, and a required tension is applied to the frame 6 of the frame structure 20. Is granted. That is, when the tension member 10 is assembled, the tension is applied to the frame 6 by rotating the tension member 10 and moving the attachment members 60 at both ends in a direction approaching each other. In addition, the thickness and strength of the tension member 10 are appropriately determined according to the given design conditions of the frame structure 20. Further, a turnbuckle may be used as means for applying tension to the tension member 10.
[0032]
The attachment member 60 attached to each end of the tension member 10 is formed in a U shape in a plan view by cutting an extruded shape of aluminum alloy JIS A6063S-T5 into a predetermined length in this example, A screw hole into which the male screw portion 59 of the tension member 10 is screwed is formed in the base portion. In addition, the base portion of the bracket 56 or the bracket 57 is inserted between both ends of the mounting member 60 facing each other, and is rotatably connected by bolts 62 and nuts 64.
[0033]
As shown in FIG. 11, the bracket 56 has a width W of 31 mm and a height h of 30 mm by cutting an extruded shape of an aluminum alloy (JIS A6063S-T5 or the like) into a predetermined length in this example. The plate is formed into a plate-like body having a thickness T of about 4 mm, and one bolt insertion hole 63 through which the bolt 62 is inserted is formed on the base side. The connecting end portion 65 having the portion 66 is integrally formed by crushing. The connection end portion 65 has the same shape as the connection end portion 25 of the frame 6 and is fitted in the connecting groove 42 or the connecting groove 43 of the tension member hub 7A or the tension member hub 7B from the axial direction of the hub. The engaging portion 66 is adapted to engage with an engaging portion 44 (see FIG. 5) formed in the groove wall of the connecting groove 42 or the connecting groove 43.
[0034]
The bracket 57 is attached to the end of the tension member 10 opposite to the tension member bundle 8 via the attachment member 60. This bracket 57 is the same as the bracket 56 described above in that a connecting end 70 having a concavo-convex portion (engagement portion) 69 called dimple on both sides is integrally provided at the tip as shown in FIG. In this example, the difference is that the width is 31 mm, the height is 40 mm, the plate thickness is about 4 mm, which is larger than the bracket 56, and the two bolt insertion holes 71 are provided. The bracket 57 is connected to the two tension members 10 vertically opposed by two bolts 72 and nuts 73 inserted through the bolt insertion holes 71 via the mounting member 60, and the connection end 70 is connected to the bracket 57. By fitting into the connecting groove 27 of the columnar hub 7, the columnar hub 7 and the two tension members 10 are connected. The bracket 57 is prevented from coming off in the axial direction of the columnar hub 7 by the holding member 33 (see FIG. 7) together with the frame 6.
[0035]
In such a frame structure 20, the tension member 10 and the cable-shaped tension member 21 can suppress a downward deflection of the frame structure 20 due to the load P by applying a predetermined tension, thereby increasing the strength. Can be made.
Further, since the tension member 10 is directly connected to the columnar hub 7 and the tension member hubs 7A and 7B via the brackets 56 and 57, the bracket 11 is attached to the conventional connection structure shown in FIG. As compared with the connecting structure in which the tension member 10 is connected to the bracket 11, the bolt 11 and welding of the bracket 11 are not required, and the number of parts and the number of man-hours can be reduced. Further, in the case of the bracket 11, since it is necessary to fix it to the tension member bundle 8 by bolts, welding, or the like, it takes time to install the bracket 11, but in the present invention, the connection end portions 65, 70 of the brackets 56, 57 are required. Can be connected to the connecting grooves 27, 42, 43 of the columnar hub 7 and the tensioning members 7A, 7B just by fitting the connecting end portions 25 of the frame 6 so that the connection work of these brackets is also easy. is there. Further, when the bracket 11 fixed by conventional welding or the like is used, the mounting position is shifted from the truss node. However, since the brackets 56 and 57 can be connected to the truss node, The aesthetic appearance of the body 20 is not impaired, and the form is optimal as a truss node.
Furthermore, since the brackets 56 and 57 need only be cut into a predetermined length and drilled, the manufacturing thereof is easy.
[0036]
FIGS. 13A and 13B are schematic configuration diagrams showing another embodiment of the present invention, in which FIG. 13A is an example applied to a double-layer barrel vault structure 80, and FIG. 13B is a double layer. The example applied to the flat structure type | mold frame structure 90 of this is shown. In the form of FIG. 13A, the tension member 10 made of a cable-like tension member is directly connected between the hubs 7 at both ends in the span direction of the frame structure 80, and the bundle T is used. In the form shown in FIG. 13B, the bracket 11 of FIG. 14 shown as a conventional example is the one of the present invention. Other configurations such as a fixing structure of the bracket 11 to the hub 7 are substantially the same as those of the above-described embodiment.
[0037]
In the above-described embodiment, an example in which a solid rod is used as the tension member 10 is shown. However, the present invention is not limited to this, and a shape material such as an H-shaped steel material, a stainless steel stranded wire, or a hot-dip galvanized steel wire You may use the cable which consists of twisted wires, such as.
Further, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a barrel vault type and a flat structure type frame structure has been shown. However, the present invention is not limited to this. The present invention is also suitable for application to a dome type (for example, about 0.05 to 0.2) frame structure having a small ratio.
[0038]
【The invention's effect】
As described above, in the truss-like frame structure according to the present invention, since the tension member is connected to the connecting groove of the hub via the bracket, welding and bolting for attaching the bracket are unnecessary, and the hub itself is special. There is no need to add processing. In particular, since there is not much extra space around the hub, using the present invention, it is only necessary to fit the connecting end of the bracket into the connecting groove of the hub, so that the tensioning work of the tension member is easy and Can be shortened, and the construction cost can be reduced. In addition, the design is a clean joint.
Further, since the bracket only needs to cut the extruded profile to a required length and perform drilling, its manufacture is easy and the manufacturing cost can be reduced.
Furthermore, an optimal truss node can be obtained by matching the axial direction of the tension member with the hub.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A, 1B, and 1C are a cross-sectional view, an expanded plan view, and a main surface portion (BB plane) showing an example in which the present invention is applied to a single layer barrel vault truss-like frame structure; FIG.
FIG. 2 is a front view showing a part of the main part of the framework structure in a cutaway manner.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV in FIG.
6 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
8A, 8B, and 8C are a front view, a plan view, and a side view of a frame, respectively.
FIG. 9 is a perspective view of a columnar hub and a frame end.
FIG. 10 is an exploded perspective view showing a connection structure between a tension member hub and a cable-shaped tension member.
FIGS. 11A and 11B are a front view and a plan view of a bracket, respectively.
FIGS. 12A and 12B are a front view and a plan view of another bracket, respectively.
FIGS. 13A and 13B are diagrams showing an example applied to a double layer barrel vault type frame structure, and FIG. 13B is a view showing an example applied to a single layer flat structure type frame structure.
FIG. 14 is a side view of a main part of a conventional double single layer flat structure type frame structure using a tension member.
FIG. 15 is a perspective view of another conventional double single layer flat structure type frame structure using a tension member.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Flat structure type frame structure, 2 ... Upper surface body, 3 ... Lower surface body, 4 ... Space, 6 ... Frame, 7 ... Columnar hub, 7A, 7B ... Tension member hub, 8 ... Tension member bundle, 10 ... Tension member, 20 ... single layer barrel vault frame structure, 21, 21A, 21B ... cable tension member, 25 ... connection end, 27 ... connection groove, 28 ... engagement portion, 42,43 ... connection groove, 56, 57 ... bracket, 65, 70 ... connection end, M ... square mesh.

Claims

両端に接続端部を有し互いに直交するように配設されることにより多数の四角形メッシュを形成する多数のフレームと、これらのフレームの前記接続端部が嵌合される複数個の連結溝を外周に有する多数の柱状ハブと、前記フレームによって形成される各四角形メッシュの中央にそれぞれ配置される緊張部材用束と、外周に複数の連結溝を有し前記緊張部材用束の上下端部にそれぞれ設けられた緊張部材用ハブと、この緊張部材用ハブと前記四角形メッシュを形成する柱状ハブとを連結する複数の緊張部材と、先端部に接続端部を有し前記各緊張部材の両端部にそれぞれ取付けられたブラケットとを備え、前記緊張部材の一端部側ブラケットの接続端部を前記緊張部材用ハブの連結溝に嵌合し、他端部側ブラケットの接続端部を前記柱状ハブの連結溝に嵌合したことを特徴とするトラス状骨組構造体。 A plurality of frames having connection end portions at both ends and arranged so as to be orthogonal to each other to form a large number of quadrilateral meshes, and a plurality of connecting grooves into which the connection end portions of these frames are fitted A plurality of columnar hubs on the outer periphery, a tension member bundle disposed in the center of each quadrilateral mesh formed by the frame, and a plurality of connecting grooves on the outer periphery at the upper and lower ends of the tension member bundle A tension member hub provided respectively, a plurality of tension members for connecting the tension member hub and the columnar hub forming the quadrilateral mesh, and both end portions of the tension members each having a connecting end portion at a distal end portion Brackets respectively attached to the tension member, and the connection end of the bracket on one end of the tension member is fitted into the connecting groove of the hub for the tension member, and the connection end of the bracket on the other end is connected to the columnar hub. Truss-like frame structure, characterized in that fitted into the connecting groove.

請求項１記載のトラス状骨組構造体において、
緊張部材用束の上端部に設けた緊張部材用ハブどうしおよび下端部に設けた緊張部材用ハブどうしも、緊張部材によってそれぞれ連結したことを特徴とするトラス状骨組構造体。The truss-like frame structure according to claim 1,
A truss-like frame structure characterized in that tension member hubs provided at an upper end portion of a tension member bundle and tension member hubs provided at a lower end portion thereof are connected to each other by a tension member .