JP2593688Y2 - 組立式トラス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、ハブと呼ばれる接続部
材によってパイプ、押出形材のような任意断面を有し構
造材を構成するフレーム部材を順次接続して組立式立体
トラス構造物を構築する組立式トラスに関し、特にフレ
ーム部材の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】組立式トラス構造物は、端部を偏平に形
成して接続端部とした構造部材としてのフレーム部材
と、外周面に放射状に形成された複数個の連結溝に前記
フレーム部材の接続端部が圧入嵌合されるハブと呼ばれ
る接続部材によって構築されるものであり、組立におい
て溶接等の接合方法を必要とせず高い継手効率が得られ
る、スマートで高い採光性を発揮する、組立作業が簡
単、広い無柱空間が得られるなどの優れた特徴を有して
いる（特開平３−２４７８３１号公報、米国特許第２，
９３１，４６７号等）。

【０００３】図６（Ａ），（Ｂ）はこのような組立式立
体トラス構造物の一例を示すドーム型構造物の平面図お
よび正面図、図７はトラス格点を形成するジョイント部
の分解斜視図、図８（Ａ），（Ｂ）はフレーム部材の正
面図および平面図である。これらの図において、１はド
ーム状のトラス構造物で、多数のフレーム部材２と、フ
レーム部材２を接続するハブ３とで構成されている。フ
レーム部材２は、通常アルミニウム合金からなり、両端
をプレス加工等により押し潰して偏平状とし、さらにそ
の先端にディンプルと称する凹凸４をつける成形を行
い、その部分を接続端部５としている。ハブ３は、通常
アルミ合金（例：Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）製の押出形
材、または鋳鍛造品によって円筒体に形成され、中心に
貫通形成されたボルト挿通孔６と、外周面に放射状に形
成され溝内壁面に凹凸７を有する複数個の連結溝８を備
え、この連結溝８に前記フレーム部材２の接続端部５が
軸線方向から圧入嵌合されることによりフレーム部材２
を互いに接続し、トラス格点を形成している。ボルト挿
通孔６にはボルト９が挿通され、その上下突出端部にワ
ッシャ１０およびリング１１が嵌装され、ナット１２の
締結によってリング１１をハブ３の上下面に押し付ける
ことで、接続端部５が連結溝８から抜けるのを防止して
いる。そして、このトラス格点を順次連結して組立式の
トラス構造物１を構築する。なお、ボルト挿通孔６およ
びボルト９は接続端部５が連結溝８から抜けるのを防止
するためのもので、ボルト挿通孔６を設けず、リング１
１に相当する抜け止め部材をハブ３にボルト止めしても
よい。

【０００４】このようなトラス構造物の組立工法におい
て、任意の立体曲面構造を構築する場合、つまり、曲線
を弦によって近似的に表現するために、フレーム部材２
の接続端部５はフレーム部材２の軸線に対してある角度
をもって切断されており、この角度をコイン角α（図
８）と呼んでいる。トラス工法は、このコイン角αを設
計計算により決めることにより、任意の３次元曲面を三
角形あるいは四角形のメッシュパタンにより構成するこ
とができる設計自由度の高い工法である。

【０００５】フレーム部材２を連結するハブ３は、その
中心軸線がトラス面に直交するように配置される。その
ため、トラス構造物がドーム状または球面状の場合、ハ
ブ３の中心軸線は球体の中心点に向かっている。ハブ３
の軸線に垂直な断面において放射状に配置される連結溝
８は、立体曲面構造の各接続点において理論的に求めら
れる放射角度のもの全て準備するわけでなく、最大公約
数として、例えば６０°ごとに設けられる。このため、
立体曲面を形成するための調整は、全てフレーム部材２
の接続端部５をフレーム部材２の軸線に対して所要角度
傾斜させることで図っており、この角度をベンド角β
（図８）と呼んでいる。コイン角αとベンド角βは曲面
形状、メッシュパタンおよびフレーム部材２の長さの関
数として計算される。フレーム部材２の接続端部５は、
ハブ３との接続構造より明らかなごとく矢印Ａで示すト
ラス面と直交する方向、すなわち面外方向に強軸、矢印
Ｂで示すトラス面に沿った方向でかつフレーム部材２と
直交する方向、すなわち面内方向に弱軸を有するように
配置される。したがって、この組立式トラス構造物は、
パイプ両端に球状のピン接合部をもつ一般的なボルトジ
ョイント式トラス構造ではなく、半剛接トラス構造であ
る。この構造特性により、組立式トラスではかなり大規
模なシングルレイヤードーム構造が可能となっている。
また、前述の四角形のメッシュパターンもこの構造特性
により可能となっている。

【０００６】上記したような従来の組立式トラスにおい
て、荷重の増加に伴う組立式トラスの終局耐力条件は、
面外方向の高剛性のためにスナップスルーバックリング
と呼ばれる瞬間的な載荷能力の喪失を伴う局部座屈を起
こすことなく、より安定的な面内方向のハブ３の回転に
より発生する。すなわち、フレーム部材２の接続端部５
はハブ３の中心軸線方向に長い偏平状に形成されている
ことから、面外方向の剛性が大である反面、面内方向に
対しては剛性が小さく、そのため軸線方向の圧縮または
引張荷重を受けると、ハブ３が面内方向に回転して接続
端部５が折れ曲がる。面内方向のハブ３の回転に対する
抵抗力は、フレーム部材２の接続端部５が偏平化されて
いることから、フレーム部材２の板厚に基づく断面係数
の２倍の値に材料の降伏応力を乗じた降伏モーメントに
より規定される。したがって、この降伏モーメントを増
加させることにより、終局耐力を増加させることが可能
となる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】上記したように従来の
組立式トラスにおいては、フレーム部材２の接続端部５
の剛性は面外方向において大である反面、面内方向に対
しては小さく、そのため軸線方向の圧縮または引張荷重
によりハブ３がトラス面内において回転し接続端部５が
折れ曲がり、全体的強度の低下を起こすという問題があ
った。

【０００８】したがって、本考案は上記したような従来
の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、比較的簡単な構成でフレーム部材の接続端部の剛
性を増大させ、全体的強度を増強させた組立式トラスを
提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本考案は、両端が偏平な接続端部を形成するフレーム部
材の前記接続端部が圧入嵌合される複数個の連結溝が放
射状に形成されたハブによって前記フレーム部材を順次
連結して組立式立体トラス構造物を構築する組立式トラ
スにおいて、前記フレーム部材は垂直板部と、この垂直
板部の少なくとも一端に中央部が直交して連接された水
平板部とからなる形材で形成され、この水平板部の両端
部を折り曲げて前記垂直板部に密接重合することで前記
フレーム部材の接続端部を形成したものである。

【００１０】

【作用】本考案において、フレーム部材の接続端部は水
平板部の両端部を内側に折り曲げて垂直板部に密接重合
されることで形成されており、これにより接続端部の厚
みを増大させる。したがって、接続端部の強度剛性が増
大し、フレーム部材が軸線方向の荷重を受けた際、面内
方向のハブの回転に対する抵抗力を増大させることがで
きる。

【００１１】

【実施例】以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて
詳細に説明する。図１は本考案に係る組立式トラスに用
いられるフレーム部材の接続端部の斜視図、図２は同接
続端部の正面図、図３はフレーム部材の断面図である。
なお、図中図６〜図８に示した従来の構成部材と同一の
ものに対しては同一符号をもって示し、その説明を省略
する。同図において、本実施例は垂直板部２１Ａと、垂
直板部２１Ａの上下端にこれと直交するよう中央部を連
接されて上下に対向する上，下水平板部２１Ｂ，２１Ｃ
とからなる横向きＨ型の押出形材を用いてフレーム部材
２を形成し、上，下水平板部２１Ｂ，２１Ｃの端部２１
０ｂ，２１０ｃをプレス加工等によって内側に折り曲げ
て垂直板部２１Ａに密接重合することにより偏平化し、
さらにこれら端部２１０ｂ，２１０ｃの表面にディンプ
ルと称する凹凸４をつける成形を行い、その部分を接続
端部５としたものである。上，下水平板部２１Ｂ，２１
Ｃは垂直板部２１Ａの長さと略同一の幅で、同一の板厚
を有し、このため接続端部５は、垂直板部２１Ａの３倍
の板厚を有している。

【００１２】図４はフレーム部材の他の実施例を示す接
続端部の斜視図である。この実施例は垂直板部２１Ａ
と、垂直板部２１Ａの上端にこれと直交するよう中央部
を連接された水平板部２１ＢとからなるＴ字型の押出形
材を用いてフレーム部材２を形成し、水平板部２１Ｂの
両端部２１０ｂを下方に折り曲げて垂直板部２１Ａに密
接重合すると共に、両端部２１０ｂの表面に凹凸４を形
成して接続端部５としたものである。水平板部２１Ｂ
は、垂直板部２１Ａの高さの略２倍の幅を有する。

【００１３】図５はフレーム部材の更に他の実施例を示
す側面図である。この実施例は横向きＨ型の押出形材を
用いてフレーム部材２を形成し、上下に対向する上，下
水平板部２１Ｂ，２１Ｃの両端部を二点鎖線で示すよう
に内側に順次折り曲げて垂直板部２１Ａに重合すること
により偏平状の接続端部５を形成し、この接続端部５の
表面に凹凸を形成したものである。上，下水平板部２１
Ｂ，２１Ｃは垂直板部２１Ａの高さの２倍の幅で、板厚
が等しく、このため接続端部５は、垂直板部２１Ａの５
倍の板厚を有している。

【００１４】かくしてこのような構成からなるフレーム
部材２にあっては、パイプからなる従来のフレーム部材
に比べて接続端部５の板厚を厚くするができる。すなわ
ち、板厚が同じとすると、パイプからなるフレーム部材
においては接続端部の板厚がパイプの板厚の２倍である
のに対し、本考案のＨ型またはＴ字型の形材を用いたフ
レーム部材２によれば接続端部５の板厚をフレーム部材
２の板厚の１．５倍または２．５倍とすることができ
る。このため、接続端部５の強度剛性が著しく増大し、
フレーム部材２が軸線方向の圧縮荷重を受けた際、面内
方向のハブの回転に対する抵抗力を増大させることがで
きる。したがって、接続端部５が面内方向に折れ曲がっ
たりせず、組立式トラスの終局耐力を増加させることが
できる。

【００１５】また、図１および図３に示したようにフレ
ーム部材２をＨ型（Ｔ字型も同様）の押出形材で製作す
ると、トラスを覆うガラス等の外装板２４の取り付けが
パイプからなるフレーム部材に比べて容易である。すな
わち、Ｈ型のフレーム部材２においては、上水平板部２
１Ｂの上面が平坦面を形成しているので、この上面中央
にねじ受部２６を突設し、さらに一対の緩衝部材取付部
２７をねじ受部２６の両側に位置して突設し、各緩衝部
材取付部２７にゴム等の緩衝部材２８をはめ込み固定
し、この緩衝部材２８によってガラス等の外装板２４の
端縁部を支持し、前記ねじ受部２６にねじ止め固定され
る押縁材２９を緩衝部材３０を介して外装板２４に押し
付けるようにすればよく、これによってフレーム部材２
に外装板２４の保持部材を兼用させることができる。な
お、ねじ受部２６および一対の緩衝部材取付部２７の形
成は、フレーム部材２の押出成形時に同時に形成される
ため容易であり、またこれらの接続端部５にかかる両端
部は接続端部５の加工形成時に切断除去すればよい。

【００１６】

【考案の効果】以上述べたように本考案に係る組立式ト
ラスは、フレーム部材を垂直板部と、垂直板部の少なく
とも一端に中央部を連設された水平板部とからなる形材
によって形成し、水平板部の両端部を内側に折り曲げて
垂直板部に密接することで偏平状の接続端部を形成した
ので、接続端部の板厚を増大させることができる。した
がって、接続端部の剛性が増し、フレーム部材が軸線方
向の荷重を受けた際、面内方向のハブの回転に対する抵
抗力を増大させることができる。よって、接続端部が面
内方向に折れ曲がったりせず、組立式トラスの終局耐力
を増加させることができる。さらに、水平板部を有する
ので、外装板の取り付けも簡単で、フレーム部材自体に
外装板の保持部材を兼用させることが可能であるなど、
その実用的効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の考案に係る組立式トラスに用いられるフ
レーム部材の接続端部の斜視図である。

【図２】同接続端部の正面図である。

【図３】フレーム部材の断面図である。

【図４】フレーム部材の他の実施例を示す接続端部の斜
視図である。

【図５】フレーム部材の更に他の実施例を示す側面図で
ある。

【図６】（Ａ），（Ｂ）は組立式トラス構造物の一例を
示すドーム型構造物の平面図および正面図である。

【図７】トラス格点を形成するジョイント部の分解斜視
図である。

【図８】（Ａ），（Ｂ）はフレーム部材の正面図および
平面図である。

【符号の説明】

１ ドーム型トラス構造物 ２ フレーム部材 ３ ハブ ５ 接続端部 ８ 連結溝 ２１Ａ 垂直板部 ２１Ｂ 上水平板部 ２１Ｃ 下水平板部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04B 1/19 E04C 3/04

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端が偏平な接続端部を形成するフレー
   ム部材の前記接続端部が圧入嵌合される複数個の連結溝
   が放射状に形成されたハブによって前記フレーム部材を
   順次連結して組立式立体トラス構造物を構築する組立式
   トラスにおいて、 前記フレーム部材は垂直板部と、この垂直板部の少なく
   とも一端に中央部が直交して連接された水平板部とから
   なる形材で形成され、この水平板部の両端部を折り曲げ
   て前記垂直板部に密接重合することで前記フレーム部材
   の接続端部を形成したことを特徴とする組立式トラス。