JPH0730583B2 - 個材曲げを処理した鉄骨トラス - Google Patents
個材曲げを処理した鉄骨トラスInfo
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- JPH0730583B2 JPH0730583B2 JP30033686A JP30033686A JPH0730583B2 JP H0730583 B2 JPH0730583 B2 JP H0730583B2 JP 30033686 A JP30033686 A JP 30033686A JP 30033686 A JP30033686 A JP 30033686A JP H0730583 B2 JPH0730583 B2 JP H0730583B2
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- Japan
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- bending
- stress
- truss
- individual material
- steel
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、例えば工場の床とか人工地盤のように大き
な鉛直荷重がかかる大径間構造物の大スパン架構を形成
する大形の鉄骨トラスに係り、さらにいえば上下弦材と
斜材とより成り上下弦材と斜材との交点間距離（第７図
のｌ）が長く、このため第９図のように直交する梁５を
交点ａばかりでなく交点と交点の中間位置ｂでも受け、
よって下弦材２又は上弦材１に個材曲げが発生する使用
条件において個材曲げ応力を消去する処理を施した鉄骨
トラスに関する。
な鉛直荷重がかかる大径間構造物の大スパン架構を形成
する大形の鉄骨トラスに係り、さらにいえば上下弦材と
斜材とより成り上下弦材と斜材との交点間距離（第７図
のｌ）が長く、このため第９図のように直交する梁５を
交点ａばかりでなく交点と交点の中間位置ｂでも受け、
よって下弦材２又は上弦材１に個材曲げが発生する使用
条件において個材曲げ応力を消去する処理を施した鉄骨
トラスに関する。
従来の技術 従来一般の鉄骨トラスは、第７図に示したように上弦材
１と下弦材２の間に斜材３…を斜めに配置し各々上下弦
材と剛結して構成されており、柱４、４で支持されてい
る。
１と下弦材２の間に斜材３…を斜めに配置し各々上下弦
材と剛結して構成されており、柱４、４で支持されてい
る。
本発明が解決しようとする問題点 （Ｉ）柱４、４間の距離が大きい大径間構造物の大スパ
ン架構は、鉛直時の応力が非常に大きい。このため鉄骨
トラスの上下弦材１、２は大きな断面の部材となり、大
重量物となっている。
ン架構は、鉛直時の応力が非常に大きい。このため鉄骨
トラスの上下弦材１、２は大きな断面の部材となり、大
重量物となっている。
（II）また、柱４、４間の距離、即ちトラススパンが長
い場合、あるいは鉛直荷重が大きい場合にはトラスのせ
いＨ（第７図）が大きくなるので、必然的に上下弦材
１、２と斜材３との交点ａ、ａ間の距離ｌ（第７図）も
長くなる。
い場合、あるいは鉛直荷重が大きい場合にはトラスのせ
いＨ（第７図）が大きくなるので、必然的に上下弦材
１、２と斜材３との交点ａ、ａ間の距離ｌ（第７図）も
長くなる。
こうして、交点距離ｌが長くなると、上下弦材１、２に
所謂個材曲げが発生し、よって弦材の断面設計は軸応力
と曲げ応力の合成力を前提として行なう必要がある。こ
の結果、上下弦材１、２の断面はさらに大きなものとな
る。
所謂個材曲げが発生し、よって弦材の断面設計は軸応力
と曲げ応力の合成力を前提として行なう必要がある。こ
の結果、上下弦材１、２の断面はさらに大きなものとな
る。
（III）交点距離ｌが長い大スパントラスでも、第８図
Ａのように各交点ａ…の位置でのみ梁５…を受ける場
合、トラス各材には軸応力が発生するにすぎない。しか
し、第８図Ｂのように交点ａとａの中間位置ｂで梁５…
を受ける必要性も少なくはなく、この場合には下弦材２
又は上弦材１に曲げ応力（個材曲げ）が発生する。その
曲げモーメント図と応力分布を第９図に示した。
Ａのように各交点ａ…の位置でのみ梁５…を受ける場
合、トラス各材には軸応力が発生するにすぎない。しか
し、第８図Ｂのように交点ａとａの中間位置ｂで梁５…
を受ける必要性も少なくはなく、この場合には下弦材２
又は上弦材１に曲げ応力（個材曲げ）が発生する。その
曲げモーメント図と応力分布を第９図に示した。
即ち、トラス各材に軸応力のみが発生する場合は、σ＝
N/A（但し、σは軸応力、Ｎは軸荷重、Ａは部材断面
積）の式で知られる大きさの軸応力σ（第10図Ａ）が発
生する。これは下弦材２又は上弦材１の全断面に同一の
応力度であるから、無駄のない断面設計ができる。
N/A（但し、σは軸応力、Ｎは軸荷重、Ａは部材断面
積）の式で知られる大きさの軸応力σ（第10図Ａ）が発
生する。これは下弦材２又は上弦材１の全断面に同一の
応力度であるから、無駄のない断面設計ができる。
一方、曲げ応力が発生する場合は、σｂ＝M/Z（但し、
σｂは曲げ応力、Ｍは曲げモーメント、Ｚは断面係数）
の式で知られる大きさの曲げ応力σｂ（第10図Ｂ）が発
生する。そして、この曲げ応力σｂは前記軸応力σと同
時に作用するので、下弦材２の断面にはσとσｂを合成
した組合せ応力σ′＝σ＋σｂ（第10図Ｃ）が発生す
る。
σｂは曲げ応力、Ｍは曲げモーメント、Ｚは断面係数）
の式で知られる大きさの曲げ応力σｂ（第10図Ｂ）が発
生する。そして、この曲げ応力σｂは前記軸応力σと同
時に作用するので、下弦材２の断面にはσとσｂを合成
した組合せ応力σ′＝σ＋σｂ（第10図Ｃ）が発生す
る。
つまり、最大の組み合わせ応力σ′は、軸応力σよりも
曲げ応力σｂの分だけ大きい。したがって、下弦材２又
は上弦材１の断面は、この最大組合せ応力σ′を前提と
して設計せざるを得ないから、断面が大きい部材とな
る。
曲げ応力σｂの分だけ大きい。したがって、下弦材２又
は上弦材１の断面は、この最大組合せ応力σ′を前提と
して設計せざるを得ないから、断面が大きい部材とな
る。
しかし、組合せ応力σ′は下弦材２又は上弦材１の全断
面に同一の応力度ではなく、例えば第10図Ｃ中のΔCDE
の面積部分は応力負担に格別必要ではないから、結局こ
のΔCDEに相当する部材断面だけ不経済なものとなって
いる。
面に同一の応力度ではなく、例えば第10図Ｃ中のΔCDE
の面積部分は応力負担に格別必要ではないから、結局こ
のΔCDEに相当する部材断面だけ不経済なものとなって
いる。
（IV）また、曲げ応力σｂが発生する場合には、下弦材
２又は上弦材１の交点ａとａ間の各断面位置において
も、第９図に曲げ応力と組合せ応力の分布図を示したよ
うに応力度が異なる。この場合にも、下弦材２又は上弦
材１は最大応力度の位置を前提に断面設計をするので、
他の断面位置では断面に余裕が生ずる不経済な設計にな
るという問題点があった。
２又は上弦材１の交点ａとａ間の各断面位置において
も、第９図に曲げ応力と組合せ応力の分布図を示したよ
うに応力度が異なる。この場合にも、下弦材２又は上弦
材１は最大応力度の位置を前提に断面設計をするので、
他の断面位置では断面に余裕が生ずる不経済な設計にな
るという問題点があった。
問題点を解決するための手段 上記従来技術の問題点を解決するための手段として、こ
の発明に係る個材曲げを処理した鉄骨トラスは、図面の
第１図〜第６図に好適な実施例を示したとおり、 上下弦材１、２と斜材３とを各々剛結して成り、上下弦
材と斜材の交点間の距離ｌが長く、弦材に個材曲げを発
生する、大スパン架構用の大形の鉄骨トラスにおいて、 個材曲げが発生する弦材にダイヤフラム６が設置され、
前記ダイヤフラム６を利用して、前記個材曲げの応力状
態とは逆向きの曲げ応力を発生させる配置でPS鋼線７が
弦材の軸線方向に設置され、該PS鋼線７を緊張して弦材
に前記個材曲げと同等大きさのプレストレスが導入され
ていることを特徴とする。
の発明に係る個材曲げを処理した鉄骨トラスは、図面の
第１図〜第６図に好適な実施例を示したとおり、 上下弦材１、２と斜材３とを各々剛結して成り、上下弦
材と斜材の交点間の距離ｌが長く、弦材に個材曲げを発
生する、大スパン架構用の大形の鉄骨トラスにおいて、 個材曲げが発生する弦材にダイヤフラム６が設置され、
前記ダイヤフラム６を利用して、前記個材曲げの応力状
態とは逆向きの曲げ応力を発生させる配置でPS鋼線７が
弦材の軸線方向に設置され、該PS鋼線７を緊張して弦材
に前記個材曲げと同等大きさのプレストレスが導入され
ていることを特徴とする。
作用 第９図に示したように曲げ応力σｂが働く鉄骨トラスの
下弦材２又は上弦材１に、第１図のようにPS鋼線７を設
置し、該PS鋼線７を緊張して弦材に個材曲げと同等大き
さのプレストレスを導入すると、端部と中央及び反曲点
の各断面には、第４図Ａに示した曲げ応力と軸応力がそ
れぞれ発生する。
下弦材２又は上弦材１に、第１図のようにPS鋼線７を設
置し、該PS鋼線７を緊張して弦材に個材曲げと同等大き
さのプレストレスを導入すると、端部と中央及び反曲点
の各断面には、第４図Ａに示した曲げ応力と軸応力がそ
れぞれ発生する。
次に、この鉄骨トラスを建方した後、梁５を取付ける以
前の軸応力だけが発生する条件下では、上述した端部と
中央及び反曲点の各断面位置には、第４図Ｂに示したよ
うに、軸応力と上記プレストレスとの組合せ応力がそれ
ぞれ発生する。
前の軸応力だけが発生する条件下では、上述した端部と
中央及び反曲点の各断面位置には、第４図Ｂに示したよ
うに、軸応力と上記プレストレスとの組合せ応力がそれ
ぞれ発生する。
さらに、この鉄骨トラスの各交点ａ及び中間位置ｂに梁
を受けさせ、個材曲げ（曲げ応力）が発生する条件とな
ったときには、第４図Ｃに示したように、端部と中央及
び反曲点の各断面位置には、以上３種の応力が合成され
た結果それぞれ大きさが等しい組合せ応力が発生し、い
わば軸応力状態となる。
を受けさせ、個材曲げ（曲げ応力）が発生する条件とな
ったときには、第４図Ｃに示したように、端部と中央及
び反曲点の各断面位置には、以上３種の応力が合成され
た結果それぞれ大きさが等しい組合せ応力が発生し、い
わば軸応力状態となる。
つまり、下弦材２又は上弦材１については、前記大きさ
の等しい組合せ応力（第４図Ｃ）を前提として経済的な
断面設計ができるのである。
の等しい組合せ応力（第４図Ｃ）を前提として経済的な
断面設計ができるのである。
実施例 次に、図示した実施例を説明する。
第１図に示した鉄骨トラスは、個材曲げが発生する下弦
材２を第２図のようにボックス断面部材となし、このボ
ックス断面内にダイヤフラム（仕切板）６を設置し、ダ
イヤフラム６により所望の屈曲状態にPS鋼線７を設置し
た構成とされている。
材２を第２図のようにボックス断面部材となし、このボ
ックス断面内にダイヤフラム（仕切板）６を設置し、ダ
イヤフラム６により所望の屈曲状態にPS鋼線７を設置し
た構成とされている。
ダイヤフラム６は、下弦材２と斜材３とを剛接した交点
ａ、ａ間において、下弦材２の変曲点Ｃ（第９図の曲げ
モーメント図におけるｃ点参照）を挟む両側の位置に一
定の間隔で設置されている。そして、変曲点Ｃより内側
のダイヤフラム６には下方位置に、同外側のダイヤフラ
ム６には上方位置にそれぞれ通孔８を設け、これらの通
孔８に通してPS鋼線７が弦材２の軸線方向に設置されて
いる。かくしてPS鋼線７は、下弦材２に発生する個材曲
げの応力状態（例えば第９図の曲げモーメント図参照）
とは逆向き（正反対）のプレストレスを導入できる形に
配設されている。
ａ、ａ間において、下弦材２の変曲点Ｃ（第９図の曲げ
モーメント図におけるｃ点参照）を挟む両側の位置に一
定の間隔で設置されている。そして、変曲点Ｃより内側
のダイヤフラム６には下方位置に、同外側のダイヤフラ
ム６には上方位置にそれぞれ通孔８を設け、これらの通
孔８に通してPS鋼線７が弦材２の軸線方向に設置されて
いる。かくしてPS鋼線７は、下弦材２に発生する個材曲
げの応力状態（例えば第９図の曲げモーメント図参照）
とは逆向き（正反対）のプレストレスを導入できる形に
配設されている。
なお、PS鋼線７をダイヤフラム６の通孔８に通して屈曲
させる部分については、PS鋼線７を極端に屈曲させるこ
とによて応力集中が発生することを防ぐため、第３図に
示したようにPS鋼線７を案内するサドル９をダイヤフラ
ム６に固定しておくのがよい。
させる部分については、PS鋼線７を極端に屈曲させるこ
とによて応力集中が発生することを防ぐため、第３図に
示したようにPS鋼線７を案内するサドル９をダイヤフラ
ム６に固定しておくのがよい。
また、上記したボックス断面の下弦材２の中にPS鋼線７
を設置する手段として、第２図に示したように当該下弦
材２は溝形鋼2a、2aを向い合せその突合せ部分2bを溶接
した組立て構造材としている。即ち、ダイヤフラム６の
取付け及びPS鋼線７用シース材の設置は、溝形鋼2aの溶
接以前に加工する。そして、この鉄骨トラスを建方した
後にシース材中にPS鋼線７を通し、その一端部は固定
し、他端部を緊張して弦材２に個材曲げと同等大きさの
プレストレスを導入する。すると第４図Ａに示したよう
に、この下弦材２に発生する個材曲げによる曲げ応力を
打消す逆向きのプストレスが作用し、第４図ｃに例示し
た軸応力状態を実現するのである。
を設置する手段として、第２図に示したように当該下弦
材２は溝形鋼2a、2aを向い合せその突合せ部分2bを溶接
した組立て構造材としている。即ち、ダイヤフラム６の
取付け及びPS鋼線７用シース材の設置は、溝形鋼2aの溶
接以前に加工する。そして、この鉄骨トラスを建方した
後にシース材中にPS鋼線７を通し、その一端部は固定
し、他端部を緊張して弦材２に個材曲げと同等大きさの
プレストレスを導入する。すると第４図Ａに示したよう
に、この下弦材２に発生する個材曲げによる曲げ応力を
打消す逆向きのプストレスが作用し、第４図ｃに例示し
た軸応力状態を実現するのである。
第２の実施例 第５図は、下弦材２（又は上弦材１）をＨ形鋼として実
施した例を示している。この場合、ダイヤフラム６の取
付け、及びシース材やPS鋼線７の設置は外部から行なえ
るので、プレストレスの導入施工は極めて容易である。
施した例を示している。この場合、ダイヤフラム６の取
付け、及びシース材やPS鋼線７の設置は外部から行なえ
るので、プレストレスの導入施工は極めて容易である。
第３の実施例 第６図は、下弦材２のうち柱間中央部の個材曲げが発生
する部分にPS鋼線７を設置して個材曲げの応力状態とは
逆向きのプレストレスを導入できる構成にすると共に、
同PS鋼線７は斜材３を通じて上弦材１に導き、上弦材１
のうち引張応力度の大きい柱端部に前記引張応力とは逆
向きにプレストレスを導入できる形にPS鋼線７を設置し
た構成の例を示している。
する部分にPS鋼線７を設置して個材曲げの応力状態とは
逆向きのプレストレスを導入できる構成にすると共に、
同PS鋼線７は斜材３を通じて上弦材１に導き、上弦材１
のうち引張応力度の大きい柱端部に前記引張応力とは逆
向きにプレストレスを導入できる形にPS鋼線７を設置し
た構成の例を示している。
この実施例によれば、１本のPS鋼線７を緊張しプレスト
レスを導入する施工により、上下弦材１、２の個材曲げ
を一括して処理することができて効果的である。
レスを導入する施工により、上下弦材１、２の個材曲げ
を一括して処理することができて効果的である。
本発明が奏する効果 この発明に係る個材曲げを処理した鉄骨トラスは、個材
曲げが発生する上下弦材の全断面位置に大きさが等しい
軸応力が発生する状態となるから、前記軸応力を前提と
して上下弦材の断面を経済的に設計することが出来、結
局は弦材の断面を小さく出来るので、鉄骨重量の計量
化、鉄骨量の低減化による経済性の向上を図ることが出
来る。
曲げが発生する上下弦材の全断面位置に大きさが等しい
軸応力が発生する状態となるから、前記軸応力を前提と
して上下弦材の断面を経済的に設計することが出来、結
局は弦材の断面を小さく出来るので、鉄骨重量の計量
化、鉄骨量の低減化による経済性の向上を図ることが出
来る。
勿論、弦材の個材曲げ変形を防ぐことも出来る。
その他、鉄骨トラスの建方後にPS鋼線を緊張してプレス
トレスを導入する工程の副次的効果として、弦材にキャ
ンバー（反り）を発生させることが出来るため、鉄骨ト
ラスの組立て時に予めキャンバーを作っておく必要がな
く、そうした手間を省いて鉄骨精度を高めることも可能
である。
トレスを導入する工程の副次的効果として、弦材にキャ
ンバー（反り）を発生させることが出来るため、鉄骨ト
ラスの組立て時に予めキャンバーを作っておく必要がな
く、そうした手間を省いて鉄骨精度を高めることも可能
である。
第１図はこの発明に係る鉄骨トラスの主要部を一部破断
して示した詳細図、第２図は第１図のII−II矢視断面
図、第３図はPS鋼線とダイヤフラムの関係を拡大して示
した詳細図、第４図Ａ〜Ｃは個材曲げを処理する応力合
成の説明図、第５図は第２図とは異なる構造例を示した
断面図、第６図は鉄骨トラスの異なる実施例を示した正
面図、第７図は従来の鉄骨トラスを示した正面図、第８
図Ａ、Ｂは鉄骨トラスと梁との取合い関係を略示した説
明図、第９図は鉄骨トラス下弦材の個材曲げの曲げモー
メント及び各断面の応力度の説明図、第10図Ａ〜Ｃは個
材曲げの応力度の説明図である。
して示した詳細図、第２図は第１図のII−II矢視断面
図、第３図はPS鋼線とダイヤフラムの関係を拡大して示
した詳細図、第４図Ａ〜Ｃは個材曲げを処理する応力合
成の説明図、第５図は第２図とは異なる構造例を示した
断面図、第６図は鉄骨トラスの異なる実施例を示した正
面図、第７図は従来の鉄骨トラスを示した正面図、第８
図Ａ、Ｂは鉄骨トラスと梁との取合い関係を略示した説
明図、第９図は鉄骨トラス下弦材の個材曲げの曲げモー
メント及び各断面の応力度の説明図、第10図Ａ〜Ｃは個
材曲げの応力度の説明図である。
Claims (1)
- 【請求項１】上下弦材と斜材とを各々剛結して成り、上
下弦材と斜材との交点間の距離が長く、弦材に個材曲げ
を発生する、大スパン架構用の大形の鉄骨トラスにおい
て、 個材曲げが発生する弦材にダイヤフラム（６）が複数設
置され、前記ダイヤフラム（６）を利用して、前記個材
曲げの応力状態とは逆向きの曲げ応力を発生させる配置
でPS鋼線（７）が弦材の軸方向に設置され、該PS鋼線
（７）を緊張して弦材に前記個材曲げと同等大きさのプ
レストレスが導入されていることを特徴とする、個材曲
げを処理した鉄骨トラス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30033686A JPH0730583B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 個材曲げを処理した鉄骨トラス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30033686A JPH0730583B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 個材曲げを処理した鉄骨トラス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63156136A JPS63156136A (ja) | 1988-06-29 |
| JPH0730583B2 true JPH0730583B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=17883544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30033686A Expired - Lifetime JPH0730583B2 (ja) | 1986-12-17 | 1986-12-17 | 個材曲げを処理した鉄骨トラス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730583B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2520304B2 (ja) * | 1989-05-16 | 1996-07-31 | 株式会社鴻池組 | プレストレス導入鉄骨組立梁 |
| JP2757070B2 (ja) * | 1990-08-16 | 1998-05-25 | 株式会社竹中工務店 | 大スパンの屋根架構を備えた建物 |
| JPH0722418Y2 (ja) * | 1990-09-03 | 1995-05-24 | 鹿島建設株式会社 | プレストレスを導入した立体トラス筋 |
| JPH04128460A (ja) * | 1990-09-19 | 1992-04-28 | Toshiro Suzuki | 補剛構造部材 |
-
1986
- 1986-12-17 JP JP30033686A patent/JPH0730583B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63156136A (ja) | 1988-06-29 |
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