JPH01299943A - トラス構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、大スパン構造物の架橋として採用して好適
なトラス構造に関するものである。

「従来の技術およびその課題」 大スパン構造物の屋根の架橋形式としては種々のものが
提案されているが、本出願人らは先に、平行弦トラスに
対してプレストレスを導入してなるトラス梁を提供した
（特願昭６０−１７５９９７号）。そのトラス梁によれ
ば、大きな撓みが生じることなく、また、自重が軽減さ
れるので、経済的な大スパン架構を実現し得るものであ
る。

ところで、上記のトラス梁においては、プレストレスを
導入するためのＰＣ鋼材を下弦材もしくは上弦材に沿わ
せて配するようにしているのであるが、弦材の断面形状
によってはＰＣ鋼材を最適位置（すなわち弦材の横断面
における重心位置）に取り付けることが、納まりの関係
上必ずしも容易ではない。

また、そのＰＣ鋼材の両端を下弦材もしくは上弦材の端
部に定着するようにしており、このため、定着部の納ま
りの関係で弦材の断面寸法を必要以上に大きくせざるを
得ない場合があった。

さらに、上記のトラス梁は面外剛性が十分に確保できず
、したがってスパン長が５０〜６０ｍ程度以上にもなる
と座屈の恐れがあってクレーンによる一括架設は困難で
あった。このため、従来においてはトラス梁を複数に分
割して架設したり、座屈防止のための仮設構台を設けた
り、あるいは複数のトラス梁を予め箱型に連結した上で
架設する、等の対策が必要であった。

その上、上記のようにＰＣ鋼材の両端を下弦材もしくは
上弦材の端部に定着するようにしていることから、その
トラス梁による構造においては柱に対して長期の曲げモ
ーメントが作用することはない反面、風荷重や積載荷重
を受けたときには柱脚部に大きな曲げモーメントが生じ
てしまうものであり、このため、基礎の設計が不経済な
しのとなっていた。

この発明は、プレストレスを導入してなるトラス梁にお
ける上記のような問題点を解決し、施工が容易で、より
経済的なトラス構造を提供することを目的としてなされ
たものである。

「課題を解決するための手段」 この発明は、往相互間に架け渡されるトラス梁に対して
プレストレスを導入してなるトラス構造において、前記
トラス梁は、互いに連結された２本の上弦材と、それら
の上弦材にラチス材によって連結された１本の下弦材と
を有ずろ横断面形状が逆三角形状とされ、そのトラス梁
に対してプレストレスを導入するためのＰＣＭ材は、下
方に湾曲した状態でそのトラス梁の内側に配されている
とともに、その両端が前記柱に対してそれぞれ定着され
てなることを特徴としている。

「実施例」 以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

まず、第１図ないし第１０図を参照して第１実施例を説
明する。

第１図はこの第１実施例のトラス構造により構築された
建築物の一部を示す平面図、第２図はその側面図、第３
図は正面図であって、図中符号ｌは柱、２は両端部がそ
の往ｉに支持されて架け渡されたトラス梁、３，４はト
ラス梁２の」二弦材同士を連結しているつなぎ材および
プレース、５はトラス梁２と直交する方向の梁、６は屋
根仕上げ材の折板である。

上記のトラス梁２は、第４図ないし第７図に示すように
、２本の上弦材７．７と１本の下弦材８とにより横断面
形状が逆三角形状とされたものであって、２本の上弦材
７．７はつなぎ材９・・・によって互いに連結され、そ
れら２本の上弦材７，７と下弦材８とはラチス材１０・
・・によって連結されている。なお、図示の例では、上
弦材７、下弦、材８、つなぎ材９にはＨ型鋼が用いられ
、ラチス材１０には鋼管が用いられているが、それに限
るものではない。また、柱１１梁５、つなぎ材３、プレ
ース４にもそれぞれＨ型鋼が用いられているが、それに
限るものではない。さらに、上記の柱１の柱頭部は第４
図に示されるように若干内側に屈曲したものとされてい
るが、真っ直ぐな柱としても勿論良い。

上記のトラス梁２は、下弦材８が柱１に対して直接的に
剛に接合され、２本の上弦材７．７は、柱１の上端部に
予め接合されていて梁５が接合されるブラケット１２に
対して剛に接合されるようになっており、そのブラケッ
ト１２と上弦材７゜７との間には、ブラケット１２に予
め接合されている取付部材１３およびつなぎ材１４が介
在するようになっている。

そして、上記のトラス梁２の内側にはＰＧＥ１線（ＰＣ
鋼材）＋５が配されている。そのＰＣ鋼線１５は、第２
図に示すようにトラス梁２の長手方向中央部においては
このトラス梁２の下部に位置し、かつ、両端においては
上部に位置するような状態で下方に湾曲しており、この
ＰＣＢ線１５は緊張されて所定の張力を付与された上で
、第８図に示すようにその両端がｈｔの上端部に定着さ
れている。

上記構成のトラス梁２を柱１．１相互間に架け渡すには
、まず、ブラケット１２、取付部材１３゜１３を予め接
合したＩＩＩを立設して、それらの間に梁５・・・を架
け渡す。そして、トラス梁２を地組みしてそれを吊り上
げて往１．１間に配し、まず下弦材８を往１に剛に接合
するとともに、上弦材７．７とブラケット１２とを第７
図に破線で示すような仮設用の水平プレース＋　６．１
６（ターンバックルを用いると良い）により仮に連結す
る。そして、その状態でＰＣ鋼材１５を緊張してその両
端をそれぞれ１１．１の上端に定着し、その後、２本の
上弦材７．７と取付部材１３．１３との間につなぎ材１
４．１４を配してそれらを剛に接合する。

そのようにして各トラス梁２を柱１，１相互間に架け渡
したら、隣り合うトラス梁２の上弦材７同士をつなぎ材
３、プレース４によって連結し、最後にその上面に折板
６を取り付ける。

上記のトラス梁２は、２本の上弦材７．７と１本の下弦
材８とによって横断面形状が逆三角形状とされているの
で、ＰＣ鋼線１５をその内側に自由に配置することがで
き、したがって、従来の平行弦トラスに対してプレスト
レスを導入する場合のようにＰＣ鋼線１５を下弦材ある
いは上弦材に沿わせる必要がないから、弦材の断面形状
の如何に拘わらすＰＣｇ１４線１５を最適な位置に、し
かも容易に配することｈｔできる。また、ＰＣ鋼線１５
を弦材にではなく柱ｌに対して定着するので、従来のト
ラス梁のように弦材の断面寸法をＰＣ鋼線を定着するた
めに必要以上に大きくすることもなく、最適設計を行う
ことができる。

さらに、上記のトラス梁２は、横断面形状が逆三角形状
とされていることから、それ自体簡略な立体トラスとし
て取り扱うことができ、従来の平行弦トラスに比して面
外剛性に優れたものとなっている。したがって、たとえ
ばスパン長が５０〜６０ｍ程度以上であっても格別な補
強や仮設構台等を要することなく、クレーンによって一
括架設することができ、従来のトラス梁を用いる場合に
比して施工の簡略化を図ることができるとともに、従来
一般には設ける必要のあるトラス下弦面における水平プ
レースや座屈止め等の補強材が不要となる。

また、上記のように、ＰＣ鋼線１５を下方に湾曲させ、
かつ、下弦材８を往ｌに対して接合した後にＰＣＢ！１
５を緊張する、つまり、上弦材７゜７を拘束しない状態
でプレストレスを導入するようにしたことによって、ト
ラス梁２には第９図に示すような上向きのスラスト力Ｐ
１が作用し、そのスラスト力Ｐ、によるモーメントによ
ってトラス梁２の自重によるモーメントが減少し、その
結果、上弦材７．７には引張力（テンション）が、下弦
材８には圧縮力（コンプレッション）が付与されるとと
もに、ラチス材ｌＯ・・・に作用する剪断力はＰ、／２
だけ減少することになる。また、下弦材８には柱ｌから
の反力としての圧縮力がさらに付加され、以上のことか
ら、上弦材７．７、下弦材８、ラチス材ｌＯ・・・の断
面を節約することができる。

そして、下弦材８に作用する圧縮力の大きさは、ＰＣ鋼
線１５を弦材の端部に直接的に定着するようにした従来
のトラス梁の場合に比して大きくなる。すなわち、第１
０図に示すように、ＰＣ鋼線１５によって往１の上端に
加わるプレストレス力をＰ、トラス梁２の成寸法をＤ１
梁下寸法をｈとすると、下弦材８に加わる圧縮力Ｐ、は
ｐ、＝ｐ＋（３ｐＤ／２ｈ） となり、導入したプレストレス力Ｐより大きくなる。こ
のため、下弦材８に加えるべき圧縮力が一定の場合には
、従来のトラス梁の場合に比して導入するべきプレスト
レス力Ｐを小さくすることができ、その分、ＰＣ鋼線１
５の径を節約することができる。

さらに、この場合、往１には第１Ｏ図に示すような長期
の曲げモーメントが作用することになり、柱脚には Ｍ＝ＰＤ／２ の大きさのモーメントが生じる。そして、その曲げモー
メントＭによって、風荷重を受けたときに風上側となる
住ｌの柱脚部に生じるモーメン）・が打ち消されること
になる。したがって、風荷重が構造設計上の支配的な要
因である場合には基礎を簡略化することができる。なお
、風下側の柱ｌにおいてはモーメントが加算されること
になるが、その場合のモーメントは風上側となったとき
に生じるモーメントに比して十分に小さいので、問題に
なることはない。

以上でこの発明の第１実施例を説明したが、次に、第９
図ないし第１２図を参照して第２実施例を説明する。

この第２実施例のトラス構造が上述した第１実施例と異
なる点は、トラス梁２の端部の柱ｌに対する支持の形態
、およびＰＣ鋼線１５の定着の形＠にある。

すなわち、この第２実施例においては、第１１図ないし
第１３図に示すように、第１実施例の場合と同様のトラ
ス梁２の下弦材８が、柱ｌに固定されているブラケット
２０にローラ支承されているとともに、その下弦材８の
端部上面には束材２１の下端が固定されており、その束
材２１の上端が柱１の上端に剛に接合されたものとなっ
ている。

また、２本の上弦材７，７は、第１実施例の場合と同様
に、粱５の端部が接合されるブラケット１２．１２およ
び取付部材１３．１３を介して柱ｌに対して剛に接合さ
れている。そして、ＰＣ鋼線１５は束材２１の下端部に
定着されることによって、その束材２１を介して柱ｌに
対して定着されるようになっている。なお、符号２２は
２本の上弦材７．７の端部同士を連結しているつなぎ材
である。

この第２実施例の構造では、第１実施例の場合と同様に
、上弦材７．７を拘束しない状態でＰＣ鋼線１５を緊張
して定着することによって、第１４図に示すようにｐｃ
ａ線１５によるプレストレス力Ｐの大半が下弦材８に、
一部が上弦材７．７に加わり、これにより、下弦材８に
は圧縮力が作用して下弦材８の断面を節約することがで
きる。

また、この第２実施例においては、柱１に作用する長期
のモーメントは第１４図に示すようになり、この図から
明らかなように柱脚部におけるモーメントＭの向きは第
１Ｏ図に示した第１実施例の場合とは逆になる。したが
って、この場合においては、風荷重を受けたときに風上
側となる柱ｌの柱脚部に生じるモーメントを打ち消すこ
とはできない（風下側の往ｌに生じるモーメントは打ち
消すことができる）が、積雪荷重や積載荷重によって柱
脚部に生じるモーメントを打ち消すことができることに
なる。したがって、積雪地帯における建築物の屋根等の
、積雪荷重や積載荷重が構造設計上の支配的な要因とな
る場合には、基礎を簡略化することができる。

なお、上記第２実施例においては、ＰＣＭ線１５を束材
２１を介して往ｌに対して定着するようにしたが、束材
２１を省略してＰＣ鋼線１５を柱１に対して直接的に定
着しても全く同様である。

以上でこの発明の第１、第２実施例を説明したが、上記
で説明したようなＰＣ鋼材を柱に対して定着することに
よる効果、すなわち、弦材の断面を節約でき、基礎を簡
略化できるという効果は、第１５図および第１６図に示
すような従来一般の平行弦トラス３０に対してＰＣ鋼材
３１．３１によりプレストレスを導入する場合に適用し
ても、ある程度は得ることができる。しかし、既に述べ
たように、平行弦トラス３０では十分な面外剛性が確保
できないし、また、平行弦トラス３０に対するＰＣ鋼材
３１．３１の取り付けや納まりは複雑なものとなるので
、上記実施例のように２本の上弦材を有する逆三角形断
面のトラス梁に対して適用することが良い。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明によれば、２本
の上弦材と１本の下弦材を有する横断面形状が逆三角形
状のトラス梁を用いたので、十分な市外剛性が確保でき
て大スパンであっても容易に架設することができるとと
もに、ＰＣｊｌｌｖ線をその内側に自由に配置すること
ができ、したがって弦材の断面形状の如何に拘わらずＰ
Ｃ鋼線を最適な位置に、しかも容易に配することができ
る、という効果を奏する。

また、ＰＣ鋼線を下方に湾曲するようにしてその両端を
柱に対して定着するようにしたので、ＰＣ鋼線を弦材の
端部に定着する場合のように弦材の断面を必要以上に大
きくすることかなく、また、柱には長期のモーメントが
作用するので、風荷重あるいは積載荷重によるモーメン
トを減少させることができ、このため基礎を簡略化する
ことも可能である、という効果も奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第１０図はこの発明の第１実施例を示すも
ので、第１図はこの第１実施例の構造による建築物の部
分平面図、第２図はその側面図、第３図はその正面図、
第４図はトラス梁と柱の接合部の拡大斜視図、第５図は
その側面図、第６図は第５図におけるＶｌ−Ｖｌｌ線図
図第７図は第５図における■−■線視固視図８図は第５
図の■−■線視固視図９図はトラス梁に作用するスラス
ト力およびモーメントを示す図、第１０図は柱に作用す
るモーメントを示す図である。 第１！図ないし第１４図はこの発明の第２実施例を示す
もので、第１１図はトラス梁と注の接合部の拡大斜視図
、第１２図はその側面図、第１３図はその平面図、第１
４図は柱に作用するモーメントを示す図である。 第１５図および第１６図は平行値トラスに対してプレス
トレスを導入する場合の例を示し、第１５図は立面図、
第１６図は断面拡大図であって、このうち（イ）は弦材
にＨ型鋼を用いた場合の例、（ロ）は弦材に鋼管を用い
た場合の例である。 ！・・・・・・柱、２・・・・・・トラス梁、７・・・
・・・上弦材、８・・・・・下弦材、９・・・・・つな
ぎ材、ＩＯ・・・・・ラチス材、１５・・・・・・ｐｃ
鋼線（ＰＣＲ材）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 柱相互間に架け渡されるトラス梁に対してプレストレス
   を導入してなるトラス構造において、前記トラス梁は、
   互いに連結された２本の上弦材と、それらの上弦材にラ
   チス材によって連結された１本の下弦材とを有する横断
   面形状が逆三角形状とされ、そのトラス梁に対してプレ
   ストレスを導入するためのＰＣ鋼材は、下方に湾曲した
   状態でそのトラス梁の内側に配されているとともに、そ
   の両端が前記柱に対してそれぞれ定着されてなることを
   特徴とするトラス構造。