JP4377440B1

JP4377440B1 - トラス構造体の接続部構造

Info

Publication number: JP4377440B1
Application number: JP2008169355A
Authority: JP
Inventors: 将信岩永
Original assignee: 篠原統
Priority date: 2008-06-27
Filing date: 2008-06-27
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2028-06-27
Also published as: JP2010007385A

Abstract

【課題】芯ずれを発生させずに力学的安定性を良好に保持することができ、かつ、重量の軽量化、及びコストの削減を図ることができるトラス構造体の接合部構造を提供すること。
【解決手段】複数のトラス部材１０を接合部材２０に接合するトラス構造体３の接合部構造１において、接合部材２０に、複数の接合片２２，２５を設けると共に、トラス部材１０の端部に、接合片２２，２５を挿入可能な偏平筒状の挿入部１１を設け、挿入部１１に接合片２２，２５を挿入した状態で、挿入部１１及び接合片２２，２５を貫通する連結ボルト５２を介して、挿入部１１の内周面が接合片２５を挟圧するように、接合部材２０とトラス部材１０とを接合した。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のトラス部材を接合部材に接合するトラス構造体の接合部構造に関する。

従来より、建造施設等に用いられるトラス構造体の接合部は、パイプ材等からなる複数のトラス部材を、節点位置に配置された接合部材に接合することにより構成されている。かかるトラス構造体の接合部として、いわゆるプレートジョイント型のものやボールジョイント型のものが一般に知られている。

例えば、プレートジョイント型の接合部構造として、特許文献１には、端部を平坦状に潰したパイプ材からなるトラス部材と、プレート状の接合部材とを備え、トラス部材の平坦状の端部を接合部材の片面にボルト結合したものが開示されている。

また、ボールジョイント型の接合部構造として、特許文献２には、端部にボルトを取り付けたトラス部材と、球状の接合部材とを備え、トラス部材のボルトを、接合部材に設けたネジ孔に螺着したものが開示されている。

特開２００４−３０８２０５号公報特開２０００−２７３９４８号公報

しかしながら、かかる従来技術には、以下に示す問題が存在していた。

すなわち、特許文献１に記載のプレートジョイント型の接合部構造では、接合部材の片面に、複数のトラス部材の端部を互いに重合させて接合させるため、各トラス部材と接合部材との間に芯ずれ（偏芯）が発生し、トラス構造体における力学的安定性を損なわせ易いという問題があった。また、トラス部材の端部を平坦状に潰しているため、かかる端部における曲げ剛性が低下しまい、トラス構造体における力学的安定性を更に損ねていた。

一方、特許文献２に記載のボールジョイント型の接合部構造では、接合部材が中実の鋼製球体により構成されているため、総重量が重くなるという問題があり、また、鋼製球体に対して多数のネジ孔を精度よく加工する必要があるため、全体的なコストが高くなるという問題があった。

そこで、本発明は、芯ずれを発生させずに力学的安定性を良好に保持することができ、かつ、重量の軽量化、及びコストの削減を図ることができるトラス構造体の接合部構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、複数の管状トラス部材を接合部材に接合する立体トラス構造体の接合部構造において、前記接合部材は、基板の周縁から水平方向に平面視で十字状に複数の接合片を延出させた水平接合板と、基板の周縁から斜め方向に平面視で十字状に複数の接合片を延出させた傾斜接合板と、を備え、各前記接合片の軸心が一点で交差するように、前記水平接合板と前記傾斜接合板とをスペーサーを介して各接合片が平面視でそれぞれ４５°ずれた状態で重合させ一体的に構成する一方、前記トラス部材の端部にプレス加工を施して、前記接合片を挿入可能な偏平筒状の挿入部を設け、前記挿入部に前記接合片を挿入した状態で、前記挿入部及び前記接合片を貫通する少なくとも２本以上の高張力の連結ボルトを介して、前記挿入部の内周面が前記接合片を挟圧するように、前記接合部材と前記トラス部材とを二面せん断状態で接合したことを特徴とする。

請求項１に記載の発明では、複数の管状トラス部材を接合部材に接合する立体トラス構造体の接合部構造において、前記接合部材は、基板の周縁から水平方向に平面視で十字状に複数の接合片を延出させた水平接合板と、基板の周縁から斜め方向に平面視で十字状に複数の接合片を延出させた傾斜接合板と、を備え、各前記接合片の軸心が一点で交差するように、前記水平接合板と前記傾斜接合板とをスペーサーを介して各接合片が平面視でそれぞれ４５°ずれた状態で重合させ一体的に構成する一方、前記トラス部材の端部にプレス加工を施して、前記接合片を挿入可能な偏平筒状の挿入部を設け、前記挿入部に前記接合片を挿入した状態で、前記挿入部及び前記接合片を貫通する少なくとも２本以上の高張力の連結ボルトを介して、前記挿入部の内周面が前記接合片を挟圧するように、前記接合部材と前記トラス部材とを二面せん断状態で接合したことにより、トラス部材の軸心と接合部材の接合片の軸心とを一致させることができるため、トラス部材に作用する軸力を接合部材の接合片に対して円滑に伝達することができ、トラス部材と接合部材との間における芯ずれの発生を回避してトラス構造体における力学的安定性を良好に保持することができる。

また、トラス部材の端部に設けた挿入部を偏平筒状に形成しているため、トラス部材の端部における曲げ剛性の低下を回避することができる。

しかも、接合部材の接合片がトラス部材の挿入部の内周面で挟圧されていることから、接合部材とトラス部材とを二面せん断状態で接合させることができ、接合部材とトラス部材との接合を強固なものとすることができる。

さらに、接合部材とトラス部材とを、汎用の連結ボルトで接合するだけの簡素な部品構成であるため、中実の鋼製球体の接合部材を用いた従来のボールジョイント型の構成と比較して、重量の軽量化、及びコストの削減を図ることができ、しかも、現場での組み立てを容易化することができる。

また、接合部材に接合されたトラス部材に作用する軸力を、各接合片を介して一点に集中することができるため、トラス構造体における力学的安定性を可及的に向上することができる。

また、連結ボルトを、少なくとも２本以上設けたので、トラス部材を接合部材に接合する際に、挿入部の内部に接合片を挿入した状態で、挿入部及び接合片に１本の連結ボルトを貫通させることでトラス部材と接合部材とを位置決めすることができ、その後の他の連結ボルトを用いた接合作業を容易に行うことができ、施工性を向上することができる。

また、トラス部材は、管状の部材からなり、挿入部は、当該管状の部材の端部に対してプレス加工を施すことで形成されることにより、溶接やガス切断等の熱加工を施す必要がなく、部材の熱による性能損失を防ぐことができる。また、トラス部材の端部が開放状態となるため、メッキ処理を施す場合にトラス部材の内部をメッキ液の流路とすることができ、メッキ処理を容易に行うことができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る接合部構造を適用したトラス構造体を示す模式的説明図であり、図２は、同トラス構造体の接合部構造の部分拡大図であり、図２（ａ）は、平面図、図２（ｂ）は、側面図を示しており、図３は、同トラス構造体の接合部構造の分解斜視図である。

図１に示すように、本実施形態に係る接合部構造１は、一般的な建造施設２の一部を成す屋根部材等のトラス構造体３に用いられるものである。

このトラス構造体３の接合部構造１は、図２及び図３に示すように、トラス構造体３における弦材や斜材となる複数のトラス部材１０を、節点位置に配置された接合部材２０に接合することにより構成されている。

接合部材２０は、略方形状の基板２１の周縁から水平方向に複数（ここでは、４つ）の接合片２２を平面視で十字状に延出させた水平接合板２３と、略方形状の基板２４の周縁から斜め方向に複数（ここでは、４つ）の接合片２５を平面視で十字状に延出させた傾斜接合板２６とを備えており、これら水平接合板２３と傾斜接合板２６とを環状のスペーサ２７を介して重合させている。

水平接合板２３における基板２１の中心、及び各接合片２２の中心線上には、それぞれボルト孔３１、３２が設けられると共に、傾斜接合板２６における基板２４の中心、及び各接合片２５の中心上には、それぞれボルト孔３３，３４が設けられている。

そして、水平接合板２３、スペーサ２７、傾斜接合板２６が、この順に上下に重ね合わされ、水平接合板２３のボルト孔３１、スペーサ２７、傾斜接合板２６のボルト孔３３を貫通する連結ボルト４１及びナット４２で一体的に締結されることで、接合部材２０が構成される。

また、トラス部材１０は、鋼管などの管状の部材からなり、その端部に、接合片２２，２５を挿入可能な偏平筒状の挿入部１１が設けられている。この挿入部１１は、上記管状の部材の端部に対してプレス加工を施すことで形成される。なお、挿入部１１の中心軸線上には、挿入部１１を上下に貫通するボルト孔５１が設けられている。

上記した構成において、特に、本実施形態では、挿入部１１に接合片２２，２５を挿入した状態で、挿入部１１及び接合片２２を上下に貫通する連結ボルト５２を介して、挿入部１１の内周面が接合片２２，２５を挟圧するように、接合部材２０とトラス部材１０とを接合している。

すなわち、挿入部１１に接合片２２，２５を挿入して、接合片２２，２５に設けられたボルト孔３２，３４と、挿入部１１に設けられたボルト孔５１とを合致させ、これらボルト孔３２，３４及びボルト孔５１を貫通させた連結ボルト５２に対して、ナット５３を高張力で締結することによって、接合片２２，２５が挿入部１１の内周面で挟み込まれるようになっている。

このように、本実施形態では、接合片２２，２５が挿入部１１の内周面で挟み込まれるように、連結ボルト５２を介して接合部材２０とトラス部材１０とを接合していることにより、トラス部材１０の軸心と接合部材２０の接合片２２，２５の軸心とを一致させることができる。

したがって、トラス部材１０に作用する軸力を接合部材２０の接合片２２，２５に対して円滑に伝達することができ、トラス部材１０と接合部材２０との間における芯ずれ（偏芯）の発生を回避してトラス構造体３における力学的安定性を良好に保持することができる。

また、トラス部材１０の端部に設けた挿入部１１を偏平筒状に形成しているため、トラス部材１０の端部における曲げ剛性を、トラス部材１０の端部を偏平状（平坦状）に形成した場合と比較して、高く保持することができる。

しかも、接合部材２０の接合片２２，２５がトラス部材１０の挿入部１１の内周面で挟圧されていることから、接合部材２０とトラス部材１０とを二面せん断状態で接合させることができ、両者を一面せん断状態で接合させていた従来のプレートジョイント型の接合部構造に比べ、強固な接合を実現することができる。

さらに、接合部材２０とトラス部材１０とを、汎用の連結ボルト５２及びナット５３で接合するだけの簡素な部品構成であるため、中実の剛性球体の接合部材を用いた従来のボールジョイント型の構成と比較して、重量の軽量化、及びコストの削減を図ることができ、しかも、現場での組み立てを容易化することができる。

また、本実施形態では、プレス加工のみによってトラス部材１０の端部に挿入部１１を形成しているため、溶接やガス切断等の熱加工を施す必要がなく、部材の熱による性能損失を防ぐことができる。また、トラス部材１０の端部が開放状態となるため、メッキ処理を施す場合にトラス部材１０の内部を溶融亜鉛などのメッキ液の流路とすることができ、メッキ処理を容易に行うことができる。

ところで、上述したように、本実施形態の接合部材２０では、水平接合板２３と傾斜接合板２６とをスペーサ２７を介して重合させている。

ここで、特に、本実施形態では、水平接合板２３と傾斜接合板２６との間にスペーサ２７を介設することによって、図２（ａ）（ｂ）に示すように、水平接合板２３における接合片２２の軸心２２ａと、傾斜接合板２６における接合片２５の軸心２５ａとが一点Ｏで交差するようにしている。

言い換えると、スペーサ２７の厚さを、水平接合板２３における接合片２２の軸心２２ａと傾斜接合板２６における接合片２５の軸心２５ａとが一点Ｏで交差するように設定している。

このように、水平接合板２３における接合片２２の軸心２２ａと、傾斜接合板２６における接合片２５の軸心２５ａとが一点Ｏで交差するように、水平接合板２３と傾斜接合板２６とをスペーサ２７を介して重合していることにより、接合部材２０に接合されたトラス部材１０に作用する軸力を、各接合片２２，２５を介して一点Ｏに集中することができ、トラス構造体３における力学的安定性を可及的に向上することができる。

また、本実施形態では、接合部材２０とトラス部材１０とを連結するための連結ボルト５２を、少なくとも２本以上設けている。なお、本実施形態では、２本の連結ボルト５２を設けている。

このように、連結ボルト５２を、少なくとも２本以上設けたので、トラス部材１０を接合部材２０に接合する際に、挿入部１１の内部に接合片２２を挿入した状態で、挿入部１１及び接合片２２，２５に１本の連結ボルト５２を貫通させることでトラス部材１０と接合部材２０との位置決めをすることができ、その後の他の連結ボルト５２を用いた接合作業を容易に行うことができ、施工性を向上することができる。

本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

例えば、上記実施形態の接合部材２０では、水平接合板２３と傾斜接合板２６とをスペーサ２７を介して重合させる構成としたが、スペーサ２７を省略して、水平接合板２３と傾斜接合板２６とを直接重合させても良い。この場合、水平接合板２３における接合片２２の軸心２２ａと、傾斜接合板２６における接合片２５の軸心２５ａとを一点Ｏで交差させることができなくなり、スペーサ２７を設けた構成に比べると力学的安定性は若干劣るものの、トラス構造体３の接合部構造１として使用することは十分可能である。

本発明の実施形態に係る接合部構造を適用したトラス構造体を示す模式的説明図である。トラス構造体の接合部構造の部分拡大図であり、図２（ａ）は、平面図、図２（ｂ）は、側面図を示している。トラス構造体の接合部構造の分解斜視図である。

符号の説明

１接合部構造
３トラス構造体
１０トラス部材
１１挿入部
２０接合部材
２１基板
２２接合片
２２ａ軸心
２３水平接合板
２４基板
２５接合片
２５ａ軸心
２６傾斜接合板
２７スペーサ
５２連結ボルト

Claims

複数の管状トラス部材を接合部材に接合する立体トラス構造体の接合部構造において、
前記接合部材は、基板の周縁から水平方向に平面視で十字状に複数の接合片を延出させた水平接合板と、基板の周縁から斜め方向に平面視で十字状に複数の接合片を延出させた傾斜接合板と、を備え、
各前記接合片の軸心が一点で交差するように、前記水平接合板と前記傾斜接合板とをスペーサーを介して各接合片が平面視でそれぞれ４５°ずれた状態で重合させ一体的に構成する一方、
前記トラス部材の端部にプレス加工を施して、前記接合片を挿入可能な偏平筒状の挿入部を設け、前記挿入部に前記接合片を挿入した状態で、前記挿入部及び前記接合片を貫通する少なくとも２本以上の高張力の連結ボルトを介して、前記挿入部の内周面が前記接合片を挟圧するように、前記接合部材と前記トラス部材とを二面せん断状態で接合したことを特徴とする立体トラス構造体の接合部構造。