JP2522704B2 - トラス型鉄骨構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、特に長大スパンの構造物に用いて有効な
トラス型鉄骨構造に関するものである。

［従来の技術］ 従来、長大スパンの構造物の屋根や床には、通常トラ
ス構造が使われている。このトラス構造は、弦材及びラ
チス材をトラス状に組んだトラス梁を２つ以上互いに平
行に配置したものであり、これらのトラス梁の上に屋根
材や床材を敷き並べ、屋根や床を構成している。この構
造は、目的に適合した室内空間を自由に構築することが
でき、増築にも容易に対応できる等の利点を有してお
り、イベントホール、生産施設、体育館等の施設に広く
用いられている。

ところで、前記のトラス構造には、例えば100m以上の
長大スパンの構造物を建築する場合に、スパンの長さに
比例してトラス自体の重量が増加するためにかなり大き
な撓みが生じる欠点があった。また、構造物全体の強度
をより強固にする必要から使用部材もより高品質、高価
格なものとなり、かなりのコストアップとなる。さら
に、建方や運搬の際に大型の揚重機や大型トラックを必
要とする等様々な問題点があった。

そこで、以上の欠点や問題点を解消するトラス梁の構
造として、トラスにプレストレスを導入する構造が最近
開発されている。この構造は、上弦材、下弦材及びラチ
ス材をトラス状に組んだトラス梁の下弦材にPC鋼材を配
設する構造であり、PC鋼材は下弦材に一体に取り付けら
れたり、あるいは下弦材内に軸方向に貫通するように設
けられたシース管中にPC鋼棒もしくはPC鋼撚線を貫通し
て構成されているものである。このPC鋼材は、軸方向に
圧縮力を加えることで緊張されており、このPC鋼材の両
端部は、このプレストレスを保持した状態で下弦材の両
端部に固定されている。

上記のトラス梁の構造では、トラス全体に加わる荷重
により上弦材の軸方向に圧縮力が、また下弦材の軸方向
に引張力が発生する。ここで、下弦材に予めPC鋼材によ
り適正な圧縮力を与えるようなプレストレスを導入して
おけば、この下弦材に発生する引張力を減少させ打ち消
すことができる。したがって、トラス梁に発生する撓み
が解消される。また、PC鋼材の負担する応力の分、各部
材の応力を低減させることができるので、使用する部材
の量を削減し構造体を軽量化することができる。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記のトラス梁の構法では、下弦材全てに
PC鋼材を配置しているため、構造が複雑になりやすく、
施工の省力化、部材量の削減、コストダウンの点で改良
の余地があった。

この発明の目的は、以上の課題を解決したトラス型鉄
骨構造を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために、この発明は次の様なトラ
ス型鉄骨構造を採用した。すなわち、２つ以上の箱型ト
ラスが互いに平行に配置されている構造物において、隣
接する２つの箱型トラス間の底部中間に鋼材をこれら箱
型トラスと平行になるように配置したトラス型鉄骨構造
で、当該鋼材と上記箱型トラスの上弦材とをつなぎ材に
て連結し、上記鋼材にPC鋼材を一体に配設し、当該PC鋼
材によりプレストレスを導入したものである。

［作用］ この発明では、２つ以上の箱型トラスが互いに平行に
配置し、隣接する２つの箱型トラス間の底部中間に鋼材
をこれら箱型トラスと平行になる様に配置したトラス型
鉄骨構造とし、当該鋼材と上記箱型トラスの上弦材とを
つなぎ材にて連結し、上記鋼材にPC鋼材を一体に配設
し、当該PC鋼材によりプレストレスを導入している。鋼
材は、上記つなぎ材により箱型トラスの上弦材に連結さ
れており、PC鋼材により導入されたプレストレスは、上
記箱型トラス全体を押し上げ、当該箱型トラスの弦材及
びラチス材に発生する応力を減少させ、打ち消す働きを
する。これにより、PC鋼材を削減することが可能にな
り、構造全体が簡単になる。

［実施例］ 第１図及び第２図は、この発明の一実施例を示す図で
ある。図において、符号Ａは、この発明によるトラス型
鉄骨構造である。このトラス型鉄骨構造Ａは、長大スパ
ンの構造体の屋根構造に適用したものであり、箱型トラ
スB1,B2を主なる構成要素として構成されるものであ
る。この箱型トラスB1（B2）は、２つのトラス梁1,2を
有し、これらのトラス梁1,2は水平面上に互いに平行に
なるように配置されている。

トラス梁１は、Ｔ型鋼からなる上弦材３及び下弦材４
と、これらを連結する、鋼管からなるラチス材５により
トラス構造に組まれて構成されており、ラチス材５は、
両端部にそれぞれ切り込みがに入れられ、上弦材３及び
下弦材４に接合されている。トラス梁２は上記のトラス
梁１と全く同一に構成されており、トラス梁１と同一の
構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。この
ように構成されたトラス梁1,2は、水平面上に互いに平
行になるように配置され、上弦材3,3及び下弦材4,4相互
間には等間隔かつ直角にＴ型鋼からなるつなぎ材6,6,・
・が接合されており、箱型トラスB1（B2）を構成してい
る。また、構造体全体の変形防止のために、上弦材３と
つなぎ材６との各接合部には、プレート７がそれぞれボ
ルトにて締着されており、上弦材3,3間にはプレート７
を介して水平筋かい８が架けられている。同様に、下弦
面の振れ防止のために、下弦材４とつなぎ材６との各接
合部にも、プレート９がそれぞれボルトにて締着されて
おり、下弦材4,4間にはプレート９を介して要所に水平
筋かい10が架けられている。

以上の構成からなる箱型トラスB1,B2は、一定の間隔
をおいて水平面上に互いに平行に配置され、箱型トラス
B1のトラス梁１の上弦材３と、箱型トラスB2のトラス梁
１の上弦材３の間には等間隔にＴ型鋼からなるつなぎ材
11が連結されている。また、箱型トラスB1のトラス梁１
の下弦材４と、箱型トラスB2のトラス梁１の下弦材４の
中間にはトラス梁1,1と平行にPC鋼材12を内蔵した鋼管1
3が配置されている。

鋼管13の表面上部には、鋼管からなるつなぎ材14,15
のそれぞれの一端部が固定され、つなぎ材14の他端部は
箱型トラスB1のトラス梁１の上弦材３に、つなぎ材15の
他端部は箱型トラスB2のトラス梁１の上弦材３にそれぞ
れ固定されている。ここで、つなぎ材14とつなぎ材15と
は、鋼管13の軸方向と垂直な平面内にＶ字型に配置され
ている。このＶ字型のつなぎ材14,15は、鋼管13の軸方
向に等間隔に配置されている。

PC鋼材12は、第２図に示すようにシース管16中にグリ
ース等の防錆材17と共にPC鋼棒18が設けられたものであ
る。このPC鋼材12は、軸方向に圧縮力を加えることで緊
張され、プレストレスを導入することができる。

以上のように構成されたトラス型鉄骨構造Ａにプレス
トレスを導入するには、トラス型鉄骨構造Ａの組み立て
が終了し、さらに屋根、床、仕上加工等の施工が完了
し、機能上必要な設備機器類が設置された後に、PC鋼棒
18が緊張され、この両端部が固定される。このようにし
て、トラス型鉄骨構造Ａにプレストレスが導入され、ト
ラス型鉄骨構造Ａ全体としての施工が完了する。

ここで、トラス型鉄骨構造Ａの作用について説明す
る。トラス型鉄骨構造Ａにプレストレスを導入する以前
は、トラス梁1,2の上方から垂直下方に向って荷重が掛
かるために、この荷重による曲げモーメントに従って上
弦材３の軸方向に圧縮力が、また下弦材４の軸方向に引
張力が発生する。したがって、この実施例に示すよう
に、PC鋼材12により適正な圧縮力を与えるようなプレス
トレスを導入すれば、つなぎ材14,15を介して上弦材３
を押しあげ発生している圧縮力を緩和し打ち消すと同時
に、下弦材４に発生している引張力をも緩和し打ち消
す。従って、トラス型鉄骨構造Ａの撓みを減少させる。

以上のように、この実施例においてはPC鋼材12を箱型
トラスB1のトラス梁１の下弦材４と、箱型トラスB2のト
ラス梁１の下弦材４の中間にトラス梁1,1と平行に配置
し、PC鋼材12によりプレストレスを導入した構造とした
ので、下弦材４全てにPC鋼材12を配置する必要がなく、
PC鋼材12の使用量が削減され構造が簡単化される。ま
た、PC鋼材12が応力の一部を負担することで他の各部材
の応力を低減させることができるので、使用する部材の
全体としての量を削減し構造体全体を軽量化することが
できる。従って梁成を低減することができる。

以上により、施工の省力化、部材量の削減、コストダ
ウンの点で改良され、優れた効果を期待することができ
る。

なお、上記の実施例においては、鋼管13内にPC鋼材12
を設けた構成としたが、この構成はPC鋼材12を設けるこ
とができる構成であればよく、例えば角形鋼管や、Ｉ型
鋼内に軸方向に貫通孔を形成したものにPC鋼材12を設け
た構成としてもよい。また、PC鋼材12に防錆被覆が施さ
れてあればＨ型鋼やＴ型鋼等の鋼材に一体に添わせた構
成としてもよい。

ここでは、構造体の施工が完了し設備機器類が設置さ
れた後に、プレストレスを導入したが、トラス型鉄骨構
造Ａに予め２分の１程度のプレストレスを導入してお
き、構造体に上架した後で全プレストレスを導入するこ
ともできる。

更に、このトラス型鉄骨構造Ａは、桁行方向（第１図
においてつなぎ材11の長手方向）に箱型トラスB1とPC鋼
材12を交互に複数個連設し、各々を連結部材により連結
して一体の構造体とすることができる。また、このトラ
ス型鉄骨構造Ａは、桁行方向のみでなく、種々の方向に
これを連結して立体トラス構造を構築することも可能で
ある。

［発明の効果］ この発明によれば、隣接する２つの箱型トラス間の底
部中間に鋼材をこれら箱型トラスと平行になる様に配置
し、当該鋼材と上記箱型トラスの上弦材とをつなぎ材に
て連結し、上記鋼材にPC鋼材を一体に配設し、当該PC鋼
材によりプレストレスを導入したので、PC鋼材の使用量
が削減され構造が簡単化される。また、PC鋼材が負担す
る応力の分各部材の応力を低減させることができるの
で、使用する部材の量を削減し構造体全体を軽量化する
ことができ、梁成を低減することができる。したがっ
て、施工の省力化、部材量の削減、コストダウンの点で
改良され、優れた効果を期待することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、この発明の一実施例を示す図であ
って、第１図はトラス型鉄骨構造の部分斜視図、第２図
は鋼管及びPC鋼材の一部を破断した正面図である。 Ａ……トラス型鉄骨構造、B1,B2……箱型トラス、1,2…
…トラス梁、6,11……つなぎ材、12……PC鋼材、13……
鋼管、14,14……つなぎ材、18……PC鋼棒。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】２つ以上の箱型トラスが互いに平行に配置
   されている構造物において、隣接する２つの箱型トラス
   間の底部中間に鋼材をこれら箱型トラスと平行に配置
   し、当該鋼材と上記箱型トラスの上弦材とをつなぎ材に
   て連結し、上記鋼材にPC鋼材を一体に配設し、当該PC鋼
   材によりプレストレスを導入したことを特徴とするトラ
   ス型鉄骨構造。