JP3418660B2 - トラス構造物の接合部構造 - Google Patents

トラス構造物の接合部構造

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昌利 菊池
治男 石津
典夫 正岡
智文 今川
利昭 土師
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【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】この発明は、体育館や工場な
どの単層もしくは複層からなる屋根トラスなどのトラス
構造物の接合部構造に関するものである。 【0002】 【従来技術】本出願人は、先に特願平8−82567号
「曲面架構」および特願平8−111524号「円筒形
または山形架構」によって、形鋼を用いてトラス構造物
を製作する技術を出願している。 【0003】その技術の主な要旨は、特願平8−825
67号においては、曲面架構を構成するトラス主材に曲
げ変形もしくは捩じり変形を与え、あるいは曲げ変形と
捩じり変形を与えることにより、接合部を形成する接合
部金物に曲げ加工などの余計な作業を不要とし、平坦な
スプライスプレートによる接合を可能にしたものであ
る。 【0004】また、特願平8−111524号において
は、円筒形または山形架構の屋根トラスの棟部および側
梁部の節点部に配置される接合部金物に折曲傾斜部を形
成し、この折曲傾斜部に接合される斜交トラス主材に予
め捩じり変形などを与えるようにして、接合部を形成す
る接合部金物に曲げ加工などの余計な作業を不要とし、
平坦なスプライスプレートによる接合を可能にしたもの
である。 【0005】図5に示すのは、曲面架構におけるトラス
部材の接合部構造の例であり、曲面架構の節点に配置さ
れる接合部金物50に対して、複数本のトラス部材54
が上下方向の取合角θで傾斜して配設されている。接合
部金物50は、円板状の上側天地板51および下側天地
板52と、これら板間にトラス部材54に対応させて平
面視で放射状に配設されるリブプレート53からなる。 【0006】トラス部材54は、必要に応じて捩じり変
形を与え(連結する両接合部金物の中心垂線が同一面内
にない場合)た上で、接合端部に曲げ変形を与えて接合
部金物50に直線的に連続する折曲部55を形成する。
接合端部における上側天地板51および下側天地板52
と折曲部55のフランジ55fとを平板状のスプライス
プレート56を介してボルト接合し、リブプレート53
と折曲部55のウェブ55wとをスプライスプレート5
7を介してボルト接合している。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】前述のような従来の接
合部金物の場合、上下の天地板が平坦で製作が容易とな
り、標準化・共通化し易いという利点があるものの、ト
ラス部材54の接合端部に折曲部55を設けるため、接
合部金物50の中心点Oから曲げ点58までの距離dが
大きくなり、接合部金物中心点O間を通る基準線L0
対するトラス部材54の主軸Lの偏芯量δが過大とな
り、トラス部材54の許容圧縮軸力の低下が著しくな
り、トラス部材すなわちトラス架構の圧縮強度が大きく
低下する。これに対処するために、トラス部材をサイズ
アップすると、トラス架構の重量が増大し、加工費が増
大することになる。また、製作上においては、多数のト
ラス部材の曲げ加工が必要となり、加工費が嵩むと共
に、精度の良い加工が困難となる。 【0008】この発明は、前述のような従来の問題点を
解消すべくなされたもので、その目的は、曲面架構の節
点、あるいは円筒架構や山形架構の曲面や平面が変化す
る棟部および側梁部の節点などに配置される接合部金物
に平板状のものを使用した場合に、接合部金物中心点間
を通る基準線に対するトラス部材主軸の偏芯量を小さく
してトラス部材強度の低下を防止でき、さらに従来のト
ラス部材の接合端部における曲げ加工を解消することの
できるトラス構造物の接合部構造を提供することにあ
る。 【0009】 【課題を解決するための手段】この発明は、曲面架構の
節点、あるいは円筒架構や山形架構の曲面や平面が変化
する棟部および側梁部の節点などに適用されるものであ
り、図1、図2の曲面架構に示すように、トラス架構の
節点に配置される接合部金物1に対して複数本のトラス
部材2が接合部金物厚み方向の取合角θで傾斜して配設
され、接合部金物1の端部に各トラス部材2の端部がそ
れぞれスプライスプレート6、7、8を介してボルト接
合される接合部構造であり、かつトラス部材2で連結す
る両接合部金物の中心垂線が同一平面になく、トラス部
材2に予め捩じり変形を与えた上で接合部金物1に接合
する接合部構造において、図1、図2に示すように、各
トラス部材2の端部が接合される接合部金物1を平面視
で平板基部1aに対して傾斜接合部1bが放射状に突出
した略星形の平面形状とすると共に、側面視で前記傾斜
接合部1bが前記取合角θで傾斜する形状とし、かつ、
前記平板基部1aと前記傾斜接合部1bとは曲げ加工に
より一体的に製作し、前記傾斜接合部に接続される各ト
ラス部材2の接合端部を接合部金物1の中心に向かって
スプライスプレート7が添接できる限界まで送り込み配
置することで接合部金物1の外径を小さくすると共に、
前記傾斜接合部1bと各トラス部材2の接合線9が側面
より見て傾斜するように各トラス部材2を前記取合角θ
で傾斜したまま傾斜接合部1bに当接し、傾斜接合部1
bとトラス部材2の接合端部には、平板状のスプライス
プレート6、7、8を添接してボルト締結する。 【0010】以上のような構成において、各トラス部材
2を取合角θで傾斜したままの状態で接合部金物1に接
合するため、従来のトラス部材端部の折曲部を無くすこ
とができ、またトラス部材2を接合部金物1の中心点O
に向かってできるだけ送り込み配置することにより、接
合部金物1を従来と同程度の大きさとすることができ、
さらに接合部金物1にはトラス部材2に連続する傾斜接
合端部1bを設けるようにしたため、接合部金物1の中
心点Oからの曲げ点10までの距離dを従来に比べて大
幅に低減することができる。これにより、接合部金物中
心点O間を通る基準線L0 に対するトラス部材の主軸L
の偏芯量δが小さくなり、トラス部材2の許容圧縮軸力
の低下を防止し、トラス部材2の圧縮強度を向上させる
ことができる。また、多数のトラス部材2の端部におけ
る従来の曲げ加工が不要となる。 【0011】 【発明の実施の態様】以下、この発明を図示する一実施
例に基いて説明する。これは、単層トラスの曲面架構の
接合部構造に適用した例である。図1、図2に、この発
明に係る曲面架構の接合部構造の平面図、側面図を示
す。 【0012】図1、図2において、曲面架構の節点に接
合部金物1が配置され、この接合部金物1の端部に図示
しない他の接合部金物からのトラス部材2の端部が複数
本(ここでは6本)接合され、各トラス部材2は接合部
金物1に対して上下方向の取合角θで傾斜して配設され
る(図2参照)。 【0013】接合部金物1は、板状の上側天地板3およ
び下側天地板4と、これら板間にトラス部材2に対応さ
せて平面視で放射状に配設されたリブプレート5からな
る。 【0014】上側天地板3および下側天地板4とトラス
部材2の上下フランジ2f、2fとは、それぞれ上側、
下側のスプライスプレート6、7を介してボルト接合さ
れ、リブプレート5とトラス部材2のウェブ2wとが、
スプライスプレート8を介してボルト接合される。 【0015】このような接合部構造において、本発明に
おいては、接合部金物1を平面視で基部1aに対して接
合端部1bが放射状に突出した略星形をなし、側面視で
接合端部1bが取合角θで傾斜した特殊な形状とする。
即ち、上側天地板3および下側天地板4を、平面視で略
六角形状の平板3a、4aと、平面視で各トラス部材2
に連続可能に突出し、側面視でトラス部材2の取合角θ
で傾斜する傾斜接合板3b、4bから構成する。これら
平板3a、4aと傾斜接合板3b、4bは、曲げ加工に
より一体的に製作する。リブプレート5も、基部5a
と、この基部から取合角θで傾斜する傾斜接合板5bか
ら構成する。 【0016】このような形状の接合部金物1に対して、
トラス部材2の接合端部を接合部金物1の中心点Oに向
かってできるだけ送り込み配置すると共に、各トラス部
材2の接合端部には従来の折曲部を設けることなく、ト
ラス部材2を直線状のまま傾斜接合端部1bに接合す
る。従って、接合部金物1を側面から見た場合、傾斜接
合端部1bの傾斜接合板5bとトラス部材2のウェブ2
wとの接合線9は垂直に対して角度θで傾斜することに
なり、また上側の平板3aより下側の平板4aが小径の
円板となる。 【0017】各トラス部材2を接合部金物1の中心点O
に向かって送り込む限界は、下側のスプライスプレート
7により規制され、各トラス部材2のスプライスプレー
ト7の先端角部が重ならないようにぎりぎりまで送り込
みを行う。これにより、下側天地板4(平板4a+傾斜
接合板4b)の径は、図5の従来の接合部金物の下側天
地板52の径と同じになり、接合部金物1の全体の大き
さがさほど大きくならない。 【0018】傾斜接合端部1bは、トラス部材2と同じ
サイズのH形鋼形状とし、傾斜接合板3b、4bと上下
フランジ2f、2fとにそれぞれスプライスプレート6
・7を添接してボルト締結し、傾斜接合板5bとウェブ
2bとにスプライスプレート8を添接してボルト締結す
る。傾斜接合端部1bとトラス部材2とは直線状に連続
するため、スプライスプレート6、7には平板状のもの
を使用することができる。 【0019】なお、各トラス部材2は、その連結する両
接合部金物の中心垂線が同一面内にある場合には、捩じ
り変形を与える必要はないが、同一面内にない場合に
は、捩じり変形を与えて接合端部1bの上側傾斜接合板
3bおよび下側傾斜接合板4bとトラス部材2の上下フ
ランジ2fにおけるスプライスプレート添接面が同一面
となるようにする。 【0020】以上のような構成において、図3に示すの
は、トラス部材2にサイズがH−300×150×6.
5×9のH形鋼を使用した場合の接合部の具体例であ
り、接合部金物中心点Oから曲げ点10または58まで
の距離dは、従来の接合部金物50の場合、700mm
であるのに対し、本発明の接合部金物1では150mm
と大幅に低減することができる。接合部金物中心点O間
を通る基準線L0 に対するトラス部材の主軸Lの偏芯量
δは、d×sinθで表されるから、取合角θを10°
とした場合、従来ではδ=122mmとなるのに対し、
本発明ではδ=26mmに低減することができる。 【0021】偏芯量δが大きいと、トラス部材の許容圧
縮軸力が低下するが、本発明では偏芯量を低減できるた
め、トラス部材2の許容圧縮軸力を向上させる(理想的
な基準線L0 の許容圧縮軸力に近づける)ことができ、
トラス部材2の圧縮強度が従来に比べて増加する。図4
に示すのは、H−300×150×6.5×9のH形鋼
を細長比λ=60(λ=lk /i、lk :座屈長さ、
i:回転半径)で配設した場合の部材の許容圧縮軸力お
よび部材の許容圧縮軸力の低減係数を、接合部金物中心
点Oから曲げ点10までの距離dをパラメータとして比
較したグラフであり、この図からも明らかなように、取
合角θが同じであれば、距離dが小さいほど、即ち偏芯
量δが小さいほど、許容圧縮軸力の低下が少なく(θ=
9°の場合、約45%[d=800mm]が約77%
[d=200mm]に向上)、トラス部材の許容圧縮軸
力すなわち圧縮強度が向上することがわかる。 【0022】また、製作上においては、接合部金物1に
曲げ加工が必要となり、接合部金物1のリブプレート5
の接合端面を取合角θに応じて斜め切断しなければなら
ないが、多数配設されるトラス部材2の端部における従
来の曲げ加工が不要となり、加工費を大幅に低減するこ
とができる。また、従来のようにトラス部材2に折曲部
55がないため、トラス部材2は精度の良い加工が可能
となる。 【0023】なお、以上は曲面架構について説明した
が、円筒形架構や山形架構の棟部および側梁部における
接合部金物にも適用できる。なお、特願平8−1115
24号においては、接合部金物に折曲傾斜部を形成して
いるが、本発明を適用する場合には、この折曲傾斜部を
設けることなく、平板状の接合部金物に斜交トラス部材
を直接接合する構造を採用する。 【0024】また、以上の実施例においては、トラス部
材をH形鋼としたが、これに限定されるものではなく、
T形鋼や山形鋼などの形鋼が使用されることはいうまで
もない。さらに、以上は単層トラスの場合を示したが、
複層トラスにも適用できることはいうまでもない。 【0025】 【発明の効果】この発明は、以上のような構成からなる
ので、次のような効果を奏する。 【0026】(1) 各トラス部材を直線状のまま接合部金
物に接合して従来の折曲部を無くし、またトラス部材を
接合部金物の中心点に向かってできるだけ送り込み配置
して接合部金物を従来と同程度の大きさとし、さらに接
合部金物にはトラス部材に連続する傾斜接合端部を設け
るようにしたため、接合部金物の中心点からの曲げ点ま
での距離を従来に比べて大幅に低減することができ、ト
ラス部材主軸の偏芯量を小さくすることができる。これ
により、許容圧縮軸力の低下を防止することができ、ト
ラス架構の圧縮強度を従来に比べて大幅に向上させるこ
とができる。 【0027】(2) 多数のトラス部材の端部における従来
の曲げ加工が不要となり、加工費を大幅に低減すること
ができ、コストダウンを図れると共に、トラス部材の精
度の良い加工が可能となる。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明に係るトラス構造物の接合部構造の一
実施例を示す平面図である。 【図2】(a)は図1の接合部構造の側面図、(b)は
(a)のトラス部材の断面図である。 【図3】トラス構造物の接合部構造の具体例を示す側面
図であり、(a)は本発明、(b)は従来例である。 【図4】(a)は部材の許容圧縮軸力を示すグラフ、
(b)は部材の許容圧縮軸力の低減係数を示すグラフで
ある。 【図5】従来のトラス構造物の接合部構造の例であり、
(a)は平面図、(b)は側面図、(c)は断面図であ
る。 【符号の説明】 L…トラス部材の主軸 L0 …基準線 θ…取合角 O…接合部金物の中心点 d…接合部金物中心点から曲げ点までの距離 δ…偏芯量 1…接合部金物 1a…基部 1b…傾斜接合端部 2…トラス部材 2f…上下フランジ 2w…ウェブ 3…上側天地板 4…下側天地板 5…リブプレート 6…上側のスプライスプレート 7…下側のスプライスプレート 8…中間のスプライスプレート 9…接合線 10…曲げ点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 正岡 典夫 東京都中央区銀座6丁目2番10号 株式 会社巴コーポレーション内 (72)発明者 今川 智文 東京都中央区銀座6丁目2番10号 株式 会社巴コーポレーション内 (72)発明者 土師 利昭 東京都江東区豊洲3丁目4番5号 株式 会社巴技研内 (56)参考文献 特開 平2−300436(JP,A) 実開 昭61−20603(JP,U)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 トラス架構の節点に配置される接合部金
    物に対して複数本のトラス部材が接合部金物厚み方向の
    取合角で傾斜して配設され、接合部金物の端部に各トラ
    ス部材の端部がそれぞれスプライスプレートを介してボ
    ルト接合される接合部構造であり、かつトラス部材で連
    結する両接合部金物の中心垂線が同一平面になく、トラ
    ス部材に予め捩じり変形を与えた上で接合部金物に接合
    する接合部構造において、 各トラス部材の端部が接合される接合部金物を平面視で
    平板基部に対して傾斜接合部が放射状に突出した略星形
    の平面形状とすると共に、側面視で前記傾斜接合部が前
    記取合角で傾斜する形状とし、かつ、前記平板基部と前
    記傾斜接合部とは曲げ加工により一体的に製作し、前記
    傾斜接合部に接続される各トラス部材の接合端部を接合
    部金物の中心に向かってスプライスプレートが添接でき
    る限界まで送り込み配置することで接合部金物の外径を
    小さくすると共に、前記傾斜接合部と各トラス部材の接
    合線が側面より見て傾斜するように各トラス部材を前記
    取合角で傾斜したまま傾斜接合部に当接し、傾斜接合部
    とトラス部材の接合端部には、平板状のスプライスプレ
    ートを添接してボルト締結してなることを特徴とするト
    ラス構造物の接合部構造。
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