JP2020147930A

JP2020147930A - 柱梁構造

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Publication number: JP2020147930A
Application number: JP2019044328A
Authority: JP
Inventors: 保成浦田; Yasunari Urata
Original assignee: FUJISHO CO Ltd
Current assignee: FUJISHO CO Ltd
Priority date: 2019-03-11
Filing date: 2019-03-11
Publication date: 2020-09-17
Anticipated expiration: 2039-03-11
Also published as: JP7356121B2

Abstract

【課題】柱梁構造をコンパクトに構成すると共に、容易に組立てることができ、さらに、高剛性を実現できる柱梁構造を提供する。【解決手段】防護ネットなどの張設部材を張設する空間構造体を構成するための柱梁構造であって、平行状に配置された複数の直線状の支柱部材と、複数の前記支柱部材間に設けられ、前記支柱部材同士を連結する連結ユニットと、を備え、前記連結ユニットは、半円弧形状を有し、半円弧状の頂部を前記支柱部材に固定させる複数の補強部材と、前記補強部材の半円弧形状の端部同士を連結する連結部材と、を有する。【選択図】図１

Description

この発明は、柱梁構造に関する。

従来、空間構造物は複数の柱梁構造を連結することで所望の骨組を構築し、この骨組にネットや、壁面、シートを装置することで内部を空洞とした中空状の構造物を構成していた。そのため、空間構造物は、単一の柱・梁だけで所定の強度を備える必要があった。

このような空間構造物としては、柱梁構造同士の柱間や梁間を略三角形状となるように連結することで所定の強度を備えるトラス構造や、柱梁構造の上端部間に梁を架設することで広い開口を備えるラーメン構造がある。

このトラス構造は、例えば特許文献１に記載されているように、支柱や梁の間の連結構造を略三角形状とすることで、各部材の連結を節点結合とし、外部荷重が生起された場合にも構造物が変位しにくい構成である。すなわち、トラス構造は外部荷重に対する曲げモーメントが生起しないように部材同士の連結をピン接合としており、外部荷重が部材の圧縮、引っ張り方向にしか生起されない。そのため、各部材に対する荷重は軸力方向にのみ生起され、構造物の位置関係が変化しにくく剛性の高い空間構造物を提供できる。

一方、ラーメン構造は、柱と梁の接合部を一体となるように連結することで空間構造物を構成している。そのため、外部から荷重が入力された場合は、空間構造物全体が一体となって変形することでその外力を緩やかに吸収できる。

特開２００２−２２７４５２号公報

かかる特許文献１には、空間構造物をトラス構造とすることで剛性を高める柱梁構造について記載されているものの、トラス構造は、上弦材、下弦材、束材、斜材の４つの部材を溶接して構成されるため、あらかじめ部材同士を溶接する工程が必要となり、また、施工現場に搬入する部材が長尺となるため、部材の搬入及び搬入された部材を組み上げる際の施工が煩雑となる。

また、ラーメン構造は、外部荷重による曲げモーメントを吸収するために、柱や梁を構成する部材を太くしなければならず、空間構造物が重量物となりやすい。

そこで、本発明は、柱梁構造を構成する柱間の連結構造等を工夫することで、柱梁構造をコンパクトに構成すると共に、施工現場で容易に組立てることができ、さらに、高剛性を実現できる柱梁構造を提供することを目的とする。

この発明に係る柱梁構造は、防護ネットなどの張設部材を張設する空間構造体を構成するための柱梁構造であって、平行状に配置された複数の直線状の支柱部材と、複数の前記支柱部材間に設けられ、前記支柱部材同士を連結する連結ユニットと、を備え、前記連結ユニットは、半円弧形状を有し、半円弧形状の頂部を前記支柱部材に固定させる複数の補強部材と、前記補強部材の半円弧形状の端部同士を連結する連結部材と、を有するものである。

本発明に係る柱梁構造の他の態様は、前記柱梁構造において、前記支柱部材は、一端部を先細りテーパー形状のテーパー凸部とし、他端部を前記テーパー凸部と嵌合するテーパー凹部としたものである。

本発明に係る柱梁構造の他の態様は、前記柱梁構造において、複数の前記支柱部材は、矩形状の隅部に対応する位置に配置された４本の前記支柱部材であり、前記連結ユニットは、対角状に位置する２本の前記支柱部材のそれぞれに固定された前記補強部材同士を、前記連結部材により円環状をなすように連結させるものである。

本発明に係る柱梁構造の他の態様は、前記柱梁構造において、隣り合う前記支柱部材間に架設された架設部材をさらに備えるものである。

請求項１に係る発明によれば、防護ネットなどの張設部材を張設する空間構造体を構成するための柱梁構造であって、平行状に配置された複数の直線状の支柱部材と、複数の前記支柱部材間に設けられ、前記支柱部材同士を連結する連結ユニットと、を備え、前記連結ユニットは、半円弧形状を有し、半円弧状の頂部を前記支柱部材に固定させる複数の補強部材と、前記補強部材の半円弧形状の端部同士を連結する連結部材と、を有することにより、支柱部材に入力された外部荷重が円環状に連結した連結ユニットの補強部材の軸力方向に圧縮する荷重が生起されるため、構築された空間構造物に高い剛性を与えることができる。
また、複数の支柱部材を連結ユニットを介して連結しているため、特定の支柱部材から入力された外部荷重が連結ユニットを介して他の支柱部材に伝達され、外部荷重を分散できる。

また、請求項２に係る発明によれば、前記支柱部材は一端部を先細りテーパー形状のテーパー凸部とし、他端部を前記テーパー凸部と嵌合するテーパー凹部としたため、支柱部材同士の連結を差し込むだけの容易な構成とし、空間構造物を所定の大きさに組み上げる際の作業性を向上できる。

また、請求項３に係る発明によれば、複数の前記支柱部材は、矩形状の隅部に対応する位置に配置された４本の前記支柱部材であり、前記連結ユニットは、対角状に位置する２本の前記支柱部材のそれぞれに固定された前記補強部材同士を、前記連結部材により円環状をなすように連結させることとしたため、支柱部材の外部から内部に向けて荷重が生起されたとしても、円環状に連結した連結ユニットを介して他方の支柱部材に該荷重が伝達されて特定の支柱部材にかかる荷重を分散でき、支柱部材の剛性を向上できる。
また、支柱部材に接するように円環状の補強部材を配設したため、補強部材に外部から入力される外部荷重が補強部材の軸力方向に上下均等に伝達されて外部荷重を均等に分散することができる。

また、請求項４に係る発明によれば、隣り合う前記支柱部材間に架設された架設部材をさらに備えたため、補強部材に外部から入力される外部荷重が補強部材の軸力方向に上下均等に伝達されて外部荷重を均等に分散すると共に、隣り合う支柱部材同士が架設部材で連結することで、外部から入力された外部荷重がさらに分散されて柱梁構造の剛性をさらに向上できる。

本発明の実施形態における空間構造体を示す斜視図である。本発明の実施形態における空間構造体の使用状態を示す正面図である。本発明の実施形態における空間構造体の柱梁構造を示す斜視図である。本発明の実施形態における空間構造体の連結構造を示す斜視図である。本発明の実施形態における空間構造体の連結ユニットを示す分解斜視図である。本発明の実施形態における空間構造体の連結部材の構造を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。本発明の実施形態における空間構造体の連結部材の内部構造を示す図である。本発明の実施形態における連結部材の構成を示す側面図である。本発明の他の実施形態における架設部材を示す図である。本発明の他の実施形態における支持部材を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。本発明の他の実施形態における柱梁構造を示す平面図である。本発明の他の実施形態における柱梁構造を示す正面図である。本発明の他の実施形態における架設部材を示す図である。本発明の他の実施形態における支持部材を示す平面図である。本発明の他の実施形態におけるクランプ材を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。本発明の他の実施形態におけるクランプ材を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図であり、（ｃ）は側面図である。本発明の他の実施形態における柱梁構造を示す平面図である。本発明の他の実施形態における柱梁構造を示す正面図である。

本発明は、防護ネットなどの張設部材を張設する空間構造体を構成するための柱梁構造において、柱梁構造を構成するパイプの形状や配置、パイプ同士の連結構造等を工夫することにより、コンパクトで高い剛性を得ることができ、しかも組立てが容易な構成を実現しようとするものである

この発明の実施形態について図１〜１８を参照して詳細に説明する。

図１および図２に示すように、本実施形態に係る柱梁構造Ｕは、防護ネットＮを張設する空間構造体Ａを構成するための構造物である。つまり、空間構造体Ａは、柱梁構造Ｕを複数連結することで構成している。

図３に示すように、柱梁構造Ｕは、平行状に配置された複数の直線状の支柱部材１０と、複数の支柱部材１０間に設けられ、支柱部材１０同士を連結する連結ユニット６０とを備える。連結ユニット６０は、複数の補強部材２０と、補強部材２０同士を連結する連結部材３０とを有する。補強部材２０は、半円弧形状を有し、その半円弧形状の頂部を支柱部材１０に固定させる。連結部材３０は、補強部材２０の半円弧形状の端部同士を連結する部材である。

本実施形態では、柱梁構造Ｕは、複数の支柱部材１０として、支柱部材１０の軸方向（以下「パイプ軸方向」という。）視において、矩形状の隅部に対応する位置に配置された４本の支柱部材１０を有する。特に、本実施形態では、４本の支柱部材１０は、パイプ軸方向視において、正方形状の四隅に対応する位置に配置されている。言い換えると、４本の支柱部材１０は、パイプ軸方向視において、所定の位置を中心とした円周上において等角度間隔で配置されている。

すなわち、図３等に示すように、柱梁構造Ｕは、パイプ軸方向視で所定の位置を中心とした円周上において９０°間隔で配置された４本の支柱部材１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を有する。そして、４本の支柱部材１０が、支柱部材１０の軸方向に沿って連設された複数の連結ユニット６０によって互いに連結固定されている。パイプ軸方向（図３において上下方向）に隣り合う連結ユニット６０は、連結部材３０同士の固定によって互いに連結固定されている。柱梁構造Ｕにおいて、隣り合う連結ユニット６０間で互いに連結された固定部材３０は、連結部４０を構成している。

連結ユニット６０は、各支柱部材１０に連結されるとともに連結部材３０によって互いに固定される４本の補強部材２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ）と、４本の補強部材２０を互いに連結させる２つの連結部材３０とを有する。補強部材２０は、ユニット固定具５０により、支柱部材１０に固定されている。
なお、本明細書中では、個別に記載する必要がある場合は支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄとの符号を付すこととする。

支柱部材１０は、図３及び図４に示すように、円形状の横断面形状を有する直線管状の部材である。支柱部材１０は、一端部を先細りテーパー形状のテーパー凸部１１とし、他端部をテーパー凸部１１と嵌合するテーパー凹部１２としている。つまり、支柱部材１０は、その軸方向の大部分をなすとともに一定の円形状の横断面形状を有する直線状の本体部と、本体部の一端側に形成されたテーパー凸部１１と、本体部の他端側に形成されたテーパー凹部１２とを有する。支柱部材１０の本体部には、パイプ軸方向に垂直な方向であって本体部の径方向に沿うように締結孔１３が穿設されている。締結孔１３は、パイプ軸方向について一定間隔で形成されている。なお、支柱部材１０は、横断面において環状の形状をなす中空の管状部材であってもよく、また、円形の横断面形状をなす中実の棒状部材であってもよい。

テーパー凸部１１は、支柱部材１０の本体部に対して段差状に縮径部分を形成している。すなわち、テーパー凸部１１は、支柱部材１０の本体部に対して、段差面１４を介してテーパー部１５を形成している。テーパー部１５は、段差面１４からパイプ軸方向の一端側（図３における上方）に向かうに連れて徐々に外径が狭くなる細長い截頭円錐形状を有する。

テーパー凹部１２は、支柱部材１０の他端側（図３における下側）の端面を開口端面１６とした嵌合凹部１７（１７ａ、１７ｂ、１７ｃ、１７ｄ）を形成している。嵌合凹部１７は、テーパー凸部１１のテーパ部１５の外形に対応した穴部である。つまり、嵌合凹部１７は、テーパ部１５の外周面と略一致する形状の内周面により形成された孔部であり、開口端面１６からパイプ軸方向の一端側（図３における上方）に向かうに連れて徐々に内径が狭くなる細長い截頭円錐形状の穴形状を有する。

このように支柱部材１０は、上部にテーパー凸部１１を構成し、下部にテーパー凹部１２を構成することで、支柱部材１０同士の連結において、略同形状に構成したテーパー部１５と嵌合凹部１７とを容易に連結できる。すなわち、支柱部材１０は、図４に示すように、一方の支柱部材１０の嵌合凹部１７に他方の支柱部材１０のテーパー部１５を挿入するだけで連結形態を構成できる。また、支柱部材１０における嵌合凹部１７を形成したテーパー凹部１２は、テーパー部１５を形成したテーパー凸部１１と接触することで嵌合凹部１７がテーパー部１５の挿入ガイドとして機能する。

また、支柱部材１０は、テーパー凸部１１に設けた段差面１４と、テーパー凹部１２に設けた開口端面１６とは、いずれも水平な面、つまりテーパー軸方向に垂直な面として形成されているため、テーパー部１５及び嵌合凹部１７が連結した際に段差面１４が開口端面１６を支持して支柱部材１０の連結状態が安定する。

すなわち、複数の支柱部材１０を連結した際に水平状に形成したテーパー凸部１１の段差面１４と、テーパー凹部１２の開口端面１６とが互いに接触する構成とし、さらに、テーパー部１５と嵌合凹部１７のテーパー面同士が接触する構成とすることで支柱部材１０の水平方向の移動を規制しつつも支柱部材１０同士の連結を安定した状態にできる。

また、支柱部材１０の周面部１８には、支柱部材１０の半径方向に貫通する締結孔１３を複数穿孔している。この締結孔１３は、支柱部材１０と後述する補強部材２０とをボルト５３で連結固定する際のボルト挿通用の孔として機能する。なお、締結孔１３は支柱部材１０の長手方向に複数穿孔しており、その間隔は、補強部材２０の直径と略同一としている。

補強部材２０は、図５に示すように、略半円弧状に構成されており、円弧頂部２８に位置固定用の締結孔２２を穿孔している。この締結孔２２と前述の締結孔１３の位置を調整することで支柱部材１０の周面部１８から補強部材２０の周面部２３にボルト５３が挿通できる。また、補強部材２０の円弧形状の両先端部にはフランジ部２１を設けている。なお、補強部材２０は、横断面において環状の形状をなす中空の管状部材であってもよく、また、円形の横断面形状をなす中実の棒状部材であってもよい。

フランジ部２１は、略円盤形状で補強部材２０の円弧状の両先端部近傍から先端部に向かい拡開形成される円錐テーパー状の周面部２４と、フランジ部２１の先端に形成した略円形の平坦部２５とで構成している。また、フランジ部２１は、連結部材３０に係合固定されている。

連結部材３０は、平面視略矩形状の板材の各辺３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを上方に向けて直角に折り曲げることで壁面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを構成し、この壁面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄおよび底面部により上方開放の略箱形状に構成された箱状部を有する。

連結部材３０において、図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、各辺３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの略中央には、略円弧形状に切り欠いた切欠部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄと、補強部材２０のフランジ部２１を係合固定するための係合凹部３４が形成されている。また、連結部材３０の箱状部内の略中央部には、突状部３５が設けられている。連結部材３０において、箱状部の各隅部３６ａ、３６ｂ、３６ｃ、３６ｄから、略矩形板状のブラケット３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄが設けられている。ブラケット３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、連結部材３０の箱状部の底面部と面一状に形成された突片部である。

切欠部３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、補強部材２０の周面部２３と略同一径に切り欠いており、補強部材２０の周面部２３を接触支持している。

係合凹部３４は、図６（ａ）及び図７に示すように、壁面３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄに沿って連結部材３０の内側に穿設しており、その幅を補強部材２０のフランジ部２１の基端部２６から先端部２７までが挿入可能な幅に構成している。

突状部３５は、略立方形状に構成した６つの平面の内、底面を連結部材３０の箱状部の底面部と連結させ、４つの側面３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ及び天面３５ｅを露出状態としている。側面３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄは、前述の補強部材２０の円形の平坦部２５を上下方向に２等分した際の上半部、または下半部のいずれかと面接触している。

ブラケット３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄは、平板形状で平面視略中央部に固定用の締結孔３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄを穿設している。この締結孔３８は、締結用のボルト３９ａが挿通できるように穿設しており、連結部材３０同士を連結する際に利用される。すなわち、連結部材３０同士を連結する際には、まず、突状部３５の天面３５ｅ同士を当接し、連結部材３０の周縁部から突設したブラケット３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄの締結孔３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄの位置が合うように調整し、この締結孔３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｄにボルト３９ａを挿入してナット３９ｂで締結することで連結部材３０同士を連結できる。

このように連結部材３０は、補強部材２０のフランジ部２１を上下に配設した連結部材３０の係合凹部３４で挟み込み、ブラケット３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを介してボルト３９ａとナット３９ｂとで上下方向から押圧固定することで補強部材２０の移動を規制するように構成している。
また、このように補強部材２０と連結部材３０とを連結固定することで、図５に示すように、連結ユニット６０を構成している。

連結ユニット６０は、対角状に位置する２本の支柱部材１０のそれぞれに固定された補強部材２０同士を、連結部材３０により円環状をなすように連結させている。すなわち、４本の支柱部材１０のうち、対角状に位置する（パイプ軸方向視で所定の中心位置を介して互いに対向した）支柱部材１０ａおよび支柱部材１０ｃは、各支柱部材１０に固定されるとともに連結部材３０によって１つの円環形状を形成するように連結された２つの補強部材２０を介して互いに連結されている。同様に、対角状に位置する支柱部材１０ｂおよび支柱部材１０ｄは、各支柱部材１０に固定されるとともに連結部材３０によって１つの円環形状を形成するように連結された２つの補強部材２０を介して互いに連結されている。

また、連結部４０は、図８に示すように、連結部材３０の裏面３３ｅを他の連結部材３０の裏面３３ｅと溶接固定することで構成された部分である。

連結部４０は、図８に示すように、上下方向に近設する補強部材２０同士を連結固定する部分、すなわち、前述の連結ユニット６０同士を連結する部分を構成する。
柱梁構造Ｕは、連結ユニット６０同士を連結部４０により連結固定させることで、各支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ同士の連結を確実とし、外部荷重に対する柱梁構造Ｕの剛性を向上できる。すなわち、支柱部材１０（例えば、支柱部材１０ａ）を介して補強部材２０に入力された外部荷重が補強部材２０と連結部材３０を通じて対角に配置された支柱部材１０（例えば、支柱部材１０ｃ）に外部荷重を分散すると共に、上下方向に近設した他の補強部材２０に連結部材４０を介して入力された外部荷重が分散でき、柱梁構造Ｕを構成する各部材のいずれかに局所荷重が生起する虞を可及的に低減できる。

また、支柱部材１０と補強部材２０は、図５に示すように、支柱部材１０の周面部１８と補強部材２０の周面部２３に設置した一対のユニット固定具５０によって締結固定されている。

ユニット固定具５０は、略円弧形状の固定具５１と、固定具５１に穿設したボルト挿通用孔５２と、ボルト５３と、ナット５４とで構成している。

固定具５１は、支柱部材１０の周面部１８と補強部材２０の周面部２３と略同径に構成されている。固定具５１は、その内周面５１ａを支柱部材１０の周面部１８に接触させ、固定具５１に穿設したボルト挿通用孔５２と支柱部材１０の周面部１８に穿設した締結孔１３を位置調整して略同一の位置となるように配設されている。
また、固定具５１は、その内周面５１ａを補強部材２０の周面部２３に接触させ、固定具５１に穿設したボルト挿通用孔５２と補強部材２０の周面部２３に穿設した締結孔２２を位置調整して略同一の位置となるように配設されている。

このように構成した固定具５１は、ボルト挿通用孔５２の外方から内方に向けてボルト５３を挿通し、補強部材２０側に配設した固定具５１側の外周面５１ｂからナット５４で螺合することで支柱部材１０と補強部材２０とを連結固定している。

このようにユニット固定具５０を構成することで、支柱部材１０と補強部材２０とが確実に連結固定されて支柱部材１０に荷重が生起したとしても位置ずれを起すことがない。

このように構成した支柱部材１０、補強部材２０、連結部材３０、連結部材４０、及びユニット固定具５０によって１つの柱梁構造Ｕを構成している。すなわち、柱梁構造Ｕは、図３に示すように、支柱部材１０を矩形状の隅部に対応する位置に４本立設し、立設した支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの内、対角（例えば、支柱部材１０ａと支柱部材１０ｃ、支柱部材１０ｂと支柱部材１０ｄを結ぶ方向）に補強部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを配設し、補強部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄの頂部２８を支柱部材１０にユニット固定具５０で連結固定し、また、各補強部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのフランジ部２１を連結部材３０に係合固定することで連結ユニット６０を構成し、この連結ユニット６０を支柱部材１０の上下方向に４つ配置することで構成している。
空間構造体Ａは、上記に構成した柱梁構造Ｕを複数連結し、所望の形状とすることで構成されている。

〔柱梁構造Ｕの変形例〕
この変形例の柱梁構造Ｕａは、隣り合う支柱部材１０間に架設された架設部材７０を備える。すなわち、柱梁構造Ｕａは、支柱部材１０の中途部に、隣り合う支柱部材１０間（例えば、支柱部材１０ａと支柱部材１０ｂ）を平面視略円弧形状の架設部材７０で連結した構成を備える。なお、柱梁構造Ｕａは、架設部材７０及び架設部材７０を支柱部材１０に固定する支持部材８０以外の構成は柱梁構造Ｕと略同一に構成されているためその説明を省略する。

架設部材７０は、図９に示すように、平面視略円弧形状に構成されており、円弧形状の両先端部にフランジ部７１を有している。
フランジ部７１は、略円盤形状で架設部材７０の両先端部近傍から先端部に向かい拡開形成される円錐テーパー状の周面部７２と、フランジ部７１の先端に形成した略円形の平坦部７３とで構成している。
架設部材７０は、フランジ部７１を介して支持部材８０に係合固定されている。
なお、架設部材７０は、横断面において環状の形状をなす中空の管状部材であってもよく、また、円形の横断面形状をなす中実の棒状部材であってもよい。

支持部材８０は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、連結部材３０と略同一に構成しており、連結部材３０との違いは突状部３５を有しない略箱形状に構成している点だけである。
支持部材８０は、図１１に示すように、略箱形状の開放方向を水平方向として支柱部材１０を挟持するように配設している。
すなわち、支持部材８０は、開放方向を水平方向とすることで切欠部８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄが上下左右方向となるように配設しており、この切欠部８３ａ、８３ｂ、８３ｃ、８３ｄが支柱部材１０の周面部１８と接触するように配置している。

切欠部８３ａ、８３ｃは支柱部材１０の周面部１８の径と略同一に構成しており、矩形状の隅部に対応する位置に配置された４本の支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの略中央部に向かうように支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄの内周面側と外周面側に配設している。

このように配設した支持部材８０の切欠部８３ｂ、８３ｄは、架設部材７０の周面部７２と略同一径に構成しており、ブラケット８１ａ、８１ｂ、８１ｃ、８１ｄに設けた締結孔８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄにボルトを挿通し、ナットで螺合することにより支持部材８０を支柱部材１０に挟持固定すると共に、架設部材７０を支持固定している。
また、支持部材８０の固定位置は、図１２に示すように、支柱部材１０の周面部１８に設けた締結孔１３とその締結孔１３に近設した締結孔１３との間の略中央部に設けている。すなわち、支持部材８０は連結部材４０と略同一水平面上の各支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに設けている。

そのため、柱梁構造Ｕａは平面視略円形に架設部材７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄを配設することで、各支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが補強部材２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄで連結されているだけでなく、架設部材７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄでも連結されるように構成されている。

従って、柱梁構造Ｕａを構成する支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうち、いずれかの支柱部材１０に外部荷重が生起した場合にも、補強部材２０と架設部材７０とを介して各支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに分散し、柱梁構造Ｕａを構成するいずれかの部材に局所荷重が生起する虞を可及的に低減している。

〔柱梁構造Ｕの変形例〕
また、柱梁構造Ｕｂは、支柱部材１０の中途部に、隣り合う支柱部材１０間（例えば、支柱部材１０ａと支柱部材１０ｂ）を直線状の架設部材９０で連結する構成としてもよい。なお、柱梁構造Ｕｂは、架設部材９０及び架設部材９０を固定する支持部材８０以外の構成は柱梁構造Ｕと略同一に構成されているためその説明を省略する。

架設部材９０は、図１３に示すように、平面視略直線形状に構成されており、直線形状の両先端部にフランジ部９１を有している。
フランジ部９１は、略円盤形状で架設部材９０の両先端部近傍から先端部に向かい拡開形成される円錐テーパー状の周面部９２と、フランジ部９１の先端に形成した略円形の平坦部９３とで構成している。
架設部材９０は、フランジ部９１を介して支持部材１００に係合固定されている。

支持部材１００は、図１４に示すように、２つのクランプ材１１０、１２０を連結して構成している。

クランプ材１１０は、平面視略矩形状の板材の各辺１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ、１１１ｄを上方に向けて直角に折り曲げることで壁面１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄを構成している。クランプ材１１０は、壁面１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄに囲まれた上方開放の略箱形状に構成している。

クランプ材１１０は、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、壁面１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄのうち、壁面１１２ｂの略中央部にのみに設けた切欠部１１３ｂと、架設部材９０のフランジ部９１と係合するための係合凹部１１４と、クランプ材１１０の壁面１１２ａ、１１２ｃから突設したブラケット１１５ａ、１１５ｃで構成している。

切欠部１１３ｂは、架設部材９０の周面部９２と略同一径の円弧状に切り欠いており、架設部材９０の周面部９２と接触して架設部材９０を支持している。

係合凹部１１４は、図１５（ａ）に示すように、壁面１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１２ｄに沿ってクランプ材１１０の内側に穿設しており、その幅を架設部材９０のフランジ部９１の基端部９４から平坦部９３までが挿入可能な幅に構成している。

ブラケット１１５ａ、１１５ｃは、略平板形状で平面視略中央部に固定用の締結孔１１６ａ、１１６ｃを穿設している。この締結孔１１６ａ、１１６ｃは、締結用のボルト１１７を挿通できる程度の大きさに穿設しており、クランプ材１１０同士を連結する際に利用される。すなわち、クランプ材１１０同士を連結する際には、クランプ材１１０に設けた締結孔１１６ａ、１１６ｃ同士の位置合わせを行い、この締結孔１１６ａ、１１６ｃにボルト１１７ａを挿入してナット１１７ｂで螺合することでクランプ材１１０同士を連結できる。

また、クランプ材１１０の底面１１２ｅには、係合凹部１１４まで貫通したクランプ材１２０との固定用の締結孔１１８ａ、１１８ｂを穿設している。

クランプ材１２０は、平面視略矩形状の板材の各辺１２１ａ、１２１ｂ、１２１ｃ、１２１ｄを上方に向けて直角に折り曲げた壁面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄを有している。クランプ材１２０は、壁面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄに囲まれた上方開放の略箱形状に構成している。

クランプ材１２０は、図１６（ａ）〜（ｃ）に示すように、各壁面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄの略中央に略円弧形状に切り欠いた切欠部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄと、係合凹部１２４と、クランプ材１２０の隅部近傍から突設したブラケット１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄと、クランプ材１２０の底面１２２ｅから突設した固定部１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄで構成している。

切欠部１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃ、１２３ｄは、架設部材９０の周面部９５と略同一径に切り欠いており、架設部材９０の周面部９５に接触して架設部材９０を支持している。

係合凹部１２４は、図１６（ａ）に示すように、壁面１２２ａ、１２２ｂ、１２２ｃ、１２２ｄに沿ってクランプ材１２０の内側に穿設しており、その幅を支持部材８０と略同等に構成している。

ブラケット１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄは、平板形状で平面視略中央部に固定用の締結孔１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄを穿設している。この締結孔１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄは、締結用のボルト１２７ａを挿通できる程度の大きさに穿設しており、クランプ材１２０同士を連結する際に利用される。すなわち、クランプ材１２０同士を連結する際には、クランプ材１２０に設けたブラケット１２５ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄに穿設した締結孔１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ同士の位置合わせを行い、この締結孔１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄにボルト１２７ａを挿入してナット１２７ｂで螺合することでクランプ材１２０同士を連結できる。

固定部１２８ａ、１２８ｂは、平面視略矩形状で長手方向の端部近傍にそれぞれ締結孔１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄを穿設している。

締結孔１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、前述のクランプ材１１０の底面１１２ｅに穿設した締結孔１１８ａ、１１８ｂと略同径に穿孔している。すなわち、クランプ材１１０とクランプ材１２０は、締結孔１１８ａ、１１８ｂと締結孔１２９ａ、１２９ｂの位置関係を合わせてボルトを両方の締結孔（例えば、締結孔１１８ａと締結孔１２９ａ）に挿通することで一体に固定されている。

このように構成された支持部材１００を使用して組み上げられた柱梁構造Ｕｂは、図１７及び図１８に示すように、平面視、正面視共に略矩形状の直方形状に構成される。
柱梁構造Ｕｂにおける支柱部材１０同士の連結構造を直線状に組み上げることで、支柱部材１０に外部荷重が生起されると、隣り合う支柱部材１０同士を連結する架設部材９０には、軸力方向に対して荷重が生起され、また、対角上に配置された支柱部材１０同士には、補強部材２０を介して該荷重を上下方向に分散しつつ他の支柱部材１０に荷重を分散できる。

従って、柱梁構造Ｕｂを構成する支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄのうち、いずれかの支柱部材１０に外部荷重が生起した場合にも、補強部材２０と架設部材９０とを介して各支柱部材１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄに荷重を分散し、柱梁構造Ｕｂを構成するいずれかの部材に局所荷重が生起する虞を可及的に低減している。

〔空間構造体の組立手順〕
このように構成された柱梁構造Ｕを利用して空間構造体Ａを構築する手順について説明する。なお、柱梁構造Ｕａ及び柱梁構造Ｕｂを利用して空間構造体Ａを構築する手順についても柱梁構造Ｕを構築する手順と同一であるため、その組立て手順についての説明は省略する。

図１に示すように、地上面に設置した土台Ｆに穿孔した孔に金属で構成された柱梁構造Ｕの下端部、すなわち、支柱部材１０の下端部を挿入する。

次に、土台Ｆに設置した支柱部材１０の上部に構成したテーパー凸部１１に他の支柱部材１０の下部に設けたテーパー凹部１２を挿入して所定の高さまで柱梁構造Ｕを連結する。

次に、柱梁構造Ｕの先端部に連結部Jを連結し、この連結部Jから斜め上方に柱梁構造Ｕを延設する。

次に、斜め上方に延設した柱梁構造Ｕの先端部に連結部Jを連結し、この連結部Jから略水平方向に柱梁構造Ｕを延設できるように構成する。

このような組立作業を、図２に示す左右両側から同時進行することで、天井面を略水平とした空間構造体Ａの骨組みを構成できる。

次に、上記手順で構成された空間構造体Ａの骨組みの上方から防護ネットＮを被せる。

この防護ネットＮは、紐やインシュロックなどを利用して支柱部材１０に固定される。

このような手順で防護ネットＮを張設することで所望の空間構造体Ａが形成される。

上記手順で構成された空間構造体Ａは、図２に示すように、天井面を略水平に構成しており、空間構造体Ａの上方からの落下物（例えば、小型無人航空機Ｄ）がネットに落下したとしても、地面に落下する虞がない。

このように柱梁構造Ｕを構成することで、柱梁構造Ｕをコンパクトに構成して運搬を容易にすると共に、施工現場では柱梁構造Ｕを構成する支柱部材１０のテーパー部１５を嵌合凹部１７に挿通することで簡易的に組み上げることができるように構成し、さらに、柱梁構造Ｕを支柱部材１０と連結ユニット６０とで構成することにより構造物全体で外部荷重に抗することができ、従来のトラス構造のように高い剛性を有しながらも、ラーメン構造のように構造物全体で外部荷重を受け止めることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限られず、上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組合せを変更したりした構成、公知発明並びに上述した実施形態の中で開示した各構成を相互に置換したり組合せを変更したりした構成、等も含まれる。また、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。

１０支柱部材
１１テーパー凸部
１２テーパー凹部
２０補強部材
３０連結部材
４０連結部
５０ユニット固定具
６０連結ユニット
７０架設部材
８０支持部材
Ｕ、Ｕａ、Ｕｂ柱梁構造
Ａ空間構造体

Claims

防護ネットなどの張設部材を張設する空間構造体を構成するための柱梁構造であって、
平行状に配置された複数の直線状の支柱部材と、
複数の前記支柱部材間に設けられ、前記支柱部材同士を連結する連結ユニットと、を備え、
前記連結ユニットは、
半円弧形状を有し、半円弧形状の頂部を前記支柱部材に固定させる複数の補強部材と、
前記補強部材の半円弧形状の端部同士を連結する連結部材と、を有する
ことを特徴とする柱梁構造。
前記支柱部材は、一端部を先細りテーパー形状のテーパー凸部とし、他端部を前記テーパー凸部と嵌合するテーパー凹部としたことを特徴とする請求項１に記載の柱梁構造。
複数の前記支柱部材は、矩形状の隅部に対応する位置に配置された４本の前記支柱部材であり、
前記連結ユニットは、対角状に位置する２本の前記支柱部材のそれぞれに固定された前記補強部材同士を、前記連結部材により円環状をなすように連結させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の柱梁構造。
隣り合う前記支柱部材間に架設された架設部材をさらに備える
ことを特徴とする請求項３に記載の柱梁構造。