JP4318041B2 - Tower structure - Google Patents
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Description
本発明は各種の塔状構造物、特にたとえばアンテナ等の通信機器類を高所に設置するための鉄塔やマストとして適用して好適な塔状構造物に関する。 The present invention relates to various tower-like structures, and particularly to a tower-like structure suitable for application as a steel tower or mast for installing communication devices such as antennas at high places.
この種の塔状構造物の構造としては鋼材からなる柱と梁とブレースとによる架構を主体とする鉄骨造が一般的である。図4〜図5はその一例を示すもので、図4に示すものは柱1と梁2とを剛接合することでそれ自体で十分な剛性を確保するラーメン架構を主体とするものであり、図5に示すものは柱1と梁2とを剛接合することに代えて外周部に全面的に壁面ブレース3を設けることで剛性を確保するブレース架構を主体とするものであり、いずれの場合も各層に水平ブレース4を設けることが通常である。
The structure of this kind of tower-like structure is generally a steel structure mainly composed of a frame made of steel, beams and braces. FIG. 4 to FIG. 5 show an example, and the one shown in FIG. 4 is mainly composed of a rigid frame structure that secures sufficient rigidity by itself by joining the
また、たとえば特許文献1には、建設工事において支保工や作業足場等として設けられる仮設構造体として、パイプ材からなる支柱と水平ブレースと交叉ブレースとを解体可能に組み立てるようにしたものが提案されている。
特許文献1に示される仮設構造体は作業足場や支保工等として仮設的に設けるものであるから、通信設備における鉄塔やマスト等の本設の塔状構造物にはそのまま適用できるものではないし、それ自体で安定に自立できるものでもない。
Since the temporary structure shown in
また、図4に示したラーメン架構によるものは柱1と梁2とを剛接合することから溶接が不可欠であって施工性や工費の点で難があるし、図5に示すブレース架構によるものは溶接を不要とすることも可能であるが、外周部に多数の壁面ブレース3を設けることから開放性が損なわれて内部に設置する機器5に対する通信障害が生じる懸念がある。さらに、いずれの場合も水平ブレース4によって上下方向の動線が分断されてしまうので内部に保守用の階段等を設置することは困難であり、通常は簡易なタラップ6が設けられるに過ぎないから保守性の点でも難がある。
The rigid frame structure shown in FIG. 4 is rigidly connected to the
上記事情に鑑み、本発明は十分な剛性が得られて安定に自立可能であることはもとより、安価にかつ効率的に施工でき、特に通信設備における鉄塔やマスト等に適用して最適な構造の塔状構造物を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention is not only capable of providing a sufficient rigidity and being able to stand by itself stably, but also can be constructed inexpensively and efficiently, and has an optimum structure particularly applicable to steel towers and masts in communication facilities. It aims at providing a tower-like structure.
請求項1の発明は、柱と梁とブレースとを主体として構築された塔状構造物であって、柱と梁とにより構成される立方体状ないし直方体状の架構フレームの内側に、該架構フレームの中心を通る対角線に沿って配置されて各頂点間に架設された立体ブレースを設けてり、前記立体ブレースは、架構フレームの中心位置に配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材に一端部が接合されてその周囲に放射状に延び他端部が架構フレームの各頂点の位置に接合された8本のブレース部材からなることを特徴とする。
The invention according to
請求項2の発明は、請求項1記載の発明の塔状構造物であって、ジョイント部材は交差状態で一体に接合された複数の鋼板からなるガセットプレートからなり、かつ各ブレース部材は背中合わせ状態で組み合わせられた一対2本の溝形鋼からなり、それら溝形鋼の両端部を、それぞれ前記ジョイント部材を構成しているガセットプレートおよび架構フレームの各頂点の位置に設けたガセットプレートに対して両面側から挟持した状態でボルト締結してなることを特徴とする。
Invention of
請求項3の発明は、請求項1または2記載の発明の塔状構造物であって、複数の架構フレームを隣接配置するとともにそれら架構フレーム間においては梁を省略し、双方の架構フレーム内の立体ブレース相互間に、階段を組み込んだコア架構を設けてなることを特徴とする。
The invention of claim 3 is the tower-like structure of the invention of
本発明によれば、架構フレームの内側に三次元的な立体ブレースを設けることで、その立体ブレースがそれ自体で通常の平面的(二次元的)な壁面ブレースと水平ブレースの機能を併せ持ち、したがってブレースの所要本数を削減しつつ同等以上の剛性を確保できるばかりでなく、外周部に壁面ブレースを設ける必要がないので自ずと開放性を確保することができる。 According to the present invention, by providing a three-dimensional solid brace inside the frame, the solid brace has the function of a normal planar (two-dimensional) wall brace and a horizontal brace by itself. Not only can the same or higher rigidity be ensured while reducing the required number of braces, but it is not necessary to provide a wall brace on the outer peripheral portion, so that openness can be naturally secured.
そして、立体ブレースをジョイント部材の周囲に8本のブレース部材を放射状に設けた構成とすることにより、その立体ブレースを安価にかつ簡単に組み立てることができるのでコスト的に有利であり、特にジョイント部材を複数の鋼板からなるガセットプレートを一体に接合したものとし、ブレース部材を対の溝形鋼からなるものとすることで、最も安価にかつ簡単に製作することができ、施工も容易である。さらに、架構フレームを並設してそれらの間に階段を組み込んだコア架構を設けることにより、従来のタラップによる場合に較べて保守性を大きく改善することができる。 And, since the three-dimensional brace has a configuration in which eight brace members are provided radially around the joint member, the three-dimensional brace can be assembled inexpensively and easily. The gusset plates made of a plurality of steel plates are integrally joined, and the brace member is made of a pair of channel steels, so that it can be manufactured at the lowest cost and is easy to construct. Furthermore, by providing a core frame in which frame frames are arranged side by side and steps are incorporated between them, maintainability can be greatly improved as compared with the case of a conventional turret.
図1〜図3は本発明の塔状構造物の一実施形態を示すものである。本実施形態の塔状構造物は、基本的には図5に示したブレース架構によるものと同様に柱と梁とブレースとを主体とする鉄骨造のものであるが、従来のブレース架構によるものとはブレースの設置形態が異なるものである。 1 to 3 show an embodiment of the tower-like structure of the present invention. The tower-like structure of the present embodiment is basically a steel structure mainly composed of columns, beams, and braces as in the case of the brace frame shown in FIG. 5, but is based on the conventional brace frame. Is different from the installation form of braces.
すなわち、図5に示した従来のブレース架構は外周部に壁面ブレース3を設置するとともに各層には水平ブレース4を設置するものであるが、本実施形態では柱1と梁2とによる立方体状あるいは直方体状の架構フレーム7の内側に三次元的に組み立てられた立体ブレース8を設け、その立体ブレース8に従来の壁面ブレース3と水平ブレース4の双方の機能を併せ持たせたものとなっている。
That is, the conventional brace frame shown in FIG. 5 is provided with a wall brace 3 on the outer periphery and a horizontal brace 4 on each layer. A three-dimensionally assembled
本実施形態における立体ブレース8は、図2〜図3に示すように、架構フレーム7の中心位置に配置されるジョイント部材9と、その周囲からそれぞれ架構フレーム7の対角線に沿って各頂点に向かうように放射状に延びる8本のブレース部材10からなる。ジョイント部材9は図3(a)に示すように4枚のガセットプレート9a〜9dを全体として側面視X状に交差する状態となるように所望角度で一体に溶接したものであり、図3(b)に示すようにそれらガセットプレート9a〜9dのそれぞれにブレース部材10を2本ずつボルト締結により接合するようにしたものである。
As shown in FIGS. 2 to 3, the three-
各ブレース部材10は一対2本の溝形鋼10a,10bからなり、図3に示すようにそれら溝形鋼10a,10bが背中合わせ状態で組み合わせられてそれらの一端部が上記のようにジョイント部材9におけるガセットプレート9a〜9dを両面側から挟持した状態でそこにボルト締結され、かつそれら溝形鋼10a,10bの他端部は、図2に示すように架構フレーム7の各頂点の位置に予め溶接されたガセットプレート11に対してボルト締結されるようになっている。
Each
また、本実施形態の塔状構造物は、図1(b)に示すように長方形の各頂点と長辺の中間部に位置する計6本の柱1を有するものであり、したがって平面視においては2つの架構フレーム7が並設された形態となっているが、梁2は外周部のみに設けられていて双方の架構フレーム7の間においては梁2は省略されており、したがって双方の架構フレーム7の内側に設けられている立体ブレース8の間には上下方向に連続している空間が自ずと確保され、そこにはコア架構12が設けられるとともにその外側には保守用の階段13が組み込まれている。
In addition, the tower-like structure of the present embodiment has a total of six
上記構造の塔状構造物によれば、図5に示した従来のブレース架構における壁面ブレース3と水平ブレース4の双方の機能を立体ブレース8に兼用させたことから、従来と同等ないしそれ以上の剛性を確保しつつブレースの所要本数を削減することができるし、図4に示したような従来のラーメン架構による場合に較べれば溶接作業を省略ないし大幅に軽減できるものであり、したがって従来一般のラーメン架構やブレース架構による塔状構造物に較べて遙かに施工性に優れ工費削減を図ることができる。 According to the tower-like structure having the above structure, the functions of both the wall brace 3 and the horizontal brace 4 in the conventional brace frame shown in FIG. The required number of braces can be reduced while securing rigidity, and welding work can be omitted or greatly reduced compared to the case of the conventional rigid frame structure shown in FIG. Compared to a tower structure with a ramen frame or a brace frame, the workability is far superior and the construction cost can be reduced.
勿論、立体ブレース8は単にジョイント部材9の周囲に8本のブレース部材10を放射状に接合したものであり、ジョイント部材9は単なる鋼板からなる4枚のガセットプレート9a〜9dを交差状態で溶接したものであり、各ブレース部材10も単なる2本の溝形鋼10a,10bを背中合わせに組み合わせたものであるから、何等特殊な部材や特殊な作業を必要とせずに簡単かつ安価に組み立てることができるものであるし、架構フレーム7の内側への設置作業も何等面倒ではなく、したがってこれを通常の壁面ブレース3と水平ブレース4に代えて設置することでコスト増となることはない。しかも、架構フレーム7の形態と寸法に合わせてジョイント部材9の形状と交差角度およびブレース部材10の長さを変更することのみで様々な形態、寸法の架構フレーム7に幅広く適用することができる。
Of course, the three-
さらに、立体ブレース8は架構フレーム7の内側に設けられるのみであるから外周部の開放性は自ずと確保され、従来のように多数の壁面ブレース3を設ける場合のように機器5に対して通信障害が生じる懸念はない。なお、通信機能に悪影響を及ぼすことのない壁面材を外周部に設けることは支障はない。
Further, since the three-
また、従来一般の平面的(二次元的)なブレースでは圧縮時における面外方向への座屈長さは支点間距離となるが、本実施形態の三次元的な立体ブレース8では各ブレース部材10がジョイント部材9を介して他のブレース部材10により常に面外方向から補剛されることになるから、設計上の座屈長さはブレース部材10の部材長さとでき、したがって通常の平面的なブレースに較べて座屈長さが実質的に半分程度になり、小断面であっても十分な座屈強度を確保できる利点もある。
Further, in the conventional general planar (two-dimensional) brace, the buckling length in the out-of-plane direction during compression is the distance between fulcrums, but in the three-dimensional
そのうえ本実施形態の塔状構造物は、2つの架構フレーム7を並設してそれらの間では梁2を省略してそこにコア架構12を設けたから、それらの全体で優れた構造安定性と変形性能を有するものであるばかりでなく、コア架構12に階段13を設けることで従来のタラップ6による場合に較べて遙かに安全で効率的な保守作業が可能となる。
Moreover, the tower-like structure of this embodiment has two
なお、上記実施形態はあくまで好適な一例に過ぎず、本発明は柱と梁とによる立方体状ないし直方体状の架構フレームの内側に3次元的な立体ブレースを設けるものであれば良く、その限りにおいて塔状構造物全体の形態や規模、用途、柱や梁および立体ブレースの素材や形態、その他の細部の構成については任意であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施形態に限定されることなく様々な設計的変更が可能であることは言うまでもない。 Note that the above embodiment is merely a preferred example, and the present invention is not limited as long as a three-dimensional solid brace is provided inside a cubic or cuboid frame with columns and beams. The form and scale of the entire tower-like structure, its use, the materials and forms of pillars and beams and three-dimensional braces, and other detailed configurations are arbitrary, and are limited to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. It goes without saying that various design changes can be made without any problems.
たとえば、上記実施形態ではブレース部材10として対の溝形鋼を採用したが、それに限らず、適宜断面の鋼材や鋼管が採用可能である。
For example, in the above-described embodiment, a pair of channel steel is adopted as the
また、上記実施形態ではジョイント部材9を4枚のガセットプレート9a〜9dを交差状態で溶接した構成としたが、たとえば上記実施形態におけるガセットプレート9aとガセットプレート9bとを1枚のガセットプレートとしてその両面側に他の2枚のガセットプレート9c、9dを溶接する構成としたり、可能であればガセットプレート9cとガセットプレート9dも1枚のガセットプレートとしてそれら2枚のガセットプレートを交差状態で組み合わせて溶接することも考えられ、さらには、ガセットプレート9aとガセットプレート9c、ガセットプレート9bとガセットプレート9dとをそれぞれV状に一体に曲げ加工したものとしておいてそれらをX状に接合することも考えられる。但し、ジョイント部材が徒に複雑化したり、ジョイント部材としてたとえば特殊な鋳物製品等を使用することはコスト的にも好ましくなく、上記実施形態のように単なる鋼板を組み合わせて溶接することが現実的である。
In the above embodiment, the joint member 9 is configured by welding the four
さらに、コア架構12や階段13の設置も任意であり、塔状構造物全体の規模や用途によってはそれらを省略しても差し支えない。
Furthermore, the installation of the
1 柱
2 梁
7 架構フレーム
8 立体ブレース
9 ジョイント部材
9a〜9d ガセットプレート
10 ブレース部材
10a,10b 溝形鋼
11 ガセットプレート
12 コア架構
13 階段
1
Claims (3)
柱と梁とにより構成される立方体状ないし直方体状の架構フレームの内側に、該架構フレームの中心を通る対角線に沿って配置されて各頂点間に架設された立体ブレースを設けてなり、
前記立体ブレースは、架構フレームの中心位置に配置されたジョイント部材と、該ジョイント部材に一端部が接合されてその周囲に放射状に延び他端部が架構フレームの各頂点の位置に接合された8本のブレース部材からなることを特徴とする塔状構造物。 A tower-like structure built mainly of columns, beams and braces,
Provided inside the cubic or rectangular parallelepiped frame composed of pillars and beams is a solid brace arranged along the diagonal passing through the center of the frame and constructed between the vertices .
The three-dimensional brace includes a joint member disposed at the center position of the frame, and one end joined to the joint member and extending radially around the joint, and the other end joined to each vertex of the frame 8. A tower-like structure comprising a brace member of a book.
ジョイント部材は交差状態で一体に接合された複数の鋼板からなるガセットプレートからなり、かつ各ブレース部材は背中合わせ状態で組み合わせられた一対2本の溝形鋼からなり、
それら溝形鋼の両端部を、それぞれ前記ジョイント部材を構成しているガセットプレートおよび架構フレームの各頂点の位置に設けたガセットプレートに対して両面側から挟持した状態でボルト締結してなることを特徴とする塔状構造物。 The tower-like structure according to claim 1 ,
The joint member is composed of a gusset plate composed of a plurality of steel plates joined together in an intersecting state, and each brace member is composed of a pair of channel steels combined back to back,
Both ends of the channel steels are bolted in a state of being sandwiched from both sides with respect to the gusset plate constituting the joint member and the gusset plate provided at each vertex of the frame. Characteristic tower structure.
複数の架構フレームを隣接配置するとともにそれら架構フレーム間においては梁を省略し、双方の架構フレーム内の立体ブレース相互間に、階段を組み込んだコア架構を設けてなることを特徴とする塔状構造物。 The tower-like structure according to claim 1 or 2 ,
A tower-like structure in which a plurality of frame frames are arranged adjacent to each other, beams are omitted between the frame frames, and a core frame incorporating a staircase is provided between three-dimensional braces in both frame frames. object.
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