JPH0747866B2

JPH0747866B2 - トラス梁

Info

Publication number: JPH0747866B2
Application number: JP60175997A
Authority: JP
Inventors: 修司奥田; 英男下村; 九州男本田; 正人川口; 雍夫久野; 武紀熊谷; 信夫加藤
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 1985-08-10
Filing date: 1985-08-10
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2010-05-24
Also published as: JPS6237449A

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、特に長大スパンの構造物において用いて有
効なトラス梁に関するものである。

「従来の技術」長大スパン構造物の屋根の架構型式としては、トラス構
造、シェル構造、吊り構造、空気膜構造等、種々のもの
が用いられている。

なかでも、長大スパンの平行弦トラス梁を用いるトラス
構造は、室内空間が必要以上に大きくなることがなく、
また、増築に容易に対応できる等の利点を有しており、
広く用いられている。

「発明が解決しようとする問題点」ところで、従来一般に用いられている平行弦トラスで
は、その長さが著しく大きくなった時には撓みが大きく
なるばかりでなく、構造物の全体重量に対してトラス自
重の割合がおおきくなって不経済になってしまうという
問題があった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、自重に
対する応力改善だけでなく撓みを減少させることがで
き、また、経済的な架構が可能となるトラス梁を提供す
ることを目的とする。

「問題点を解決するための手段」この発明は、上弦材、下弦材、ラチス材によりトラス状
に組まれてなるトラス梁において、前記上弦材と下弦材
の少なくとも一方の弦材にPC鋼材を一体に取り付け、こ
のPC鋼材を緊張することによりプレストレスを導入して
なり、前記PC鋼材は、当該PC鋼材に付与される緊張力に
より前記弦材に導入されるプレストレスの中心と前記弦
材の重心とが一致するように配設されていることを特徴
としている。

「実施例」以下、この発明の実施例について第１図ないし第５図を
参照して説明する。

まず、第３図および第４図を参照して、この実施例のト
ラス梁１を用いて構築された構造物Ａについて説明す
る。第３図はこの構造物Ａの立面図、第４図は部分平面
図である。（第４図の中心線より右方は屋根面を表して
おり、左方は屋根の架構を表している。）これらの図に示すようにこの構造物Ａは、互いに平行に
立てられて外壁を形成している構造体２に、図中Ｘ方向
（梁間方向）に延在するトラス梁１が掛け渡された構成
となっている。構造体２は、柱2aおよびこの柱2aの上端
に架け渡されているウォールガーダー梁2bによる軸組に
よって形成されており、基礎３により地盤上に自立して
いる。この構造体２相互間には複数の上記トラス梁１
が、その両端部を構造体２に支持されて互いに平行に架
け渡され、これらトラス梁１は、連結部材4,5により互
いに連結され、またトラス梁１の上部には屋根折板６が
取り付けられて、この構造物Ａの屋根Ｂを構成してい
る。なお、この構造物Ａにおけるスパン寸法は100m、有
効階高7m、トラス梁１相互間の距離は5mとされている。

上記の構造物Ａに用いられているトラス梁１について、
その部分詳細を示す第１図および第２図を参照して説明
すると、トラス梁１は、鋼管からなる上弦材７と、Ｈ形
鋼からなる下弦材８と、それらを連結する、鋼管からな
るラチス材９によって組み立てられている。そして、下
弦材８には、そのウェッブの両側に所定間隔でリブ10が
取り付けられており、このリブ10を貫通して下弦材８の
全長にわたる長さのシース管11が取り付けられ、このシ
ース管11内にはPC鋼線12が通されている。また、前記シ
ース管11,11は、第２図に示すように、下弦材８のウェ
ッブを挟んで対称に、かつ下弦材８の上下のフランジか
ら等距離になる位置に配設されている。このような位置
に配設されたシース管11,11にPC鋼線12,12が挿通されて
いるので、PC鋼線12,12は、当該PC鋼線12,12に付与され
る緊張力により前記下弦材８に導入されるプレストレス
の中心と下弦材８の重心とが一致するように配設される
ことになる。このPC鋼線12は、上弦材７、下弦材８、ラ
チス材９が互いに連結されて組み立てが終了し、さらに
屋根Ｂに構造物Ａとして機能上必要な仕上げ材やその他
の設備機器類が設置された後に緊張され、その両端部は
下弦材８の両端部に固定されている。これによりこのト
ラス梁１は、PC鋼線12により予め圧縮力が加えられ、プ
レストレスが導入されている。このプレストレスの導入
程度について考慮した場合、下弦材に生じる引っ張り力
を単にキャンセルできる程度のプレストレス導入ではト
ラス梁の自重による撓みを理論上キャンセルできないの
で、プレストレスを十分に導入することによってトラス
梁全体を予め上方へ撓ませておくいわゆるむくりをつけ
ておくのが望ましい。

以上のように構成されたこのトラス梁１は、PC鋼線12に
よるプレストレス力を調整することにより、このトラス
梁１の撓みを低減することができるばかりでなく、PC鋼
線12に下弦材８に加わる引張荷重の一部を負担させるこ
とができ、その分下弦材８の強度を低減させることがで
きる。また、PC鋼線12をトラス梁１のほぼ全長にわたっ
て入れると共に、これを梁端部近くのみで固定し中間で
は梁構成部材に一体的に沿わせるが固定はしない（いわ
ゆるシース管利用のアンボンド方式としている）ことに
より、プレストレス導入後の梁に作用する荷重に基づき
PC鋼線12にかかる力の変化を極めて小さくすることがで
きる。これは、PC鋼線12がトラス梁に拘束されておらず
端部以外では自由に動けるため、PC鋼線12よりも剛性の
高いトラス梁の方に先に力が集中するからである。そし
てこのように、PC鋼線12に作用する荷重の変化が小さい
ので、PC鋼線の強度をフルに活用することができる。も
ちろん、プレストレス導入後に、梁に作用する荷重（例
えば積雪による荷重）に基づき下弦材８におきる力をPC
鋼線に有効に負担させたい場合はアンボンド方式でなく
中間で固定するボンド方式とすれば良い。また、下弦材
８を実施例のように若干下方へ湾曲させた形状としてお
くことにより、トラス梁１の両端部以外の部分（中間
部）をいわゆる吊橋の如く吊り上げるような作用が生
じ、この点からも応力改善については勿論、撓みの減少
効果が一段と高くなる。また、このトラス梁１は、下弦
材８にPC鋼線12が一体に取り付けられていることを除い
ては従来のトラス梁と同様であり、それ自体で充分な剛
性を有しているので、万一PC鋼線12が切断してもトラス
梁１が落下する恐れは無い。さらに、このトラス梁１
は、その組み立てもPC鋼線12を取り付けて緊張すること
を除けば従来と変わるところはなく、従来の手法をその
まま用いることができる。

さらに、トラス構造であるために、下弦材８に圧縮力と
なるプレストレスを導入した場合、上弦材７およびラチ
ス材９には応力の変化（増加）が生じることがないの
で、下弦材８のみの応力調整が可能となり、よって、よ
り効果的なプレストレスの導入を実現することができ
る。つまり、トラス梁１を構造物に使用した際に、上弦
材７には荷重によって圧縮力が作用し、下弦材８には引
張力が作用するが、この引張力を相殺するために、下弦
材８に導入する圧縮力としてのプレストレスが上弦材７
には作用しないので、下弦材８のみの応力調整を容易か
つ確実にでき、しかも上弦材７に作用する圧縮力を最小
限に抑さえることができる。

また、PC鋼線12,12が、当該PC鋼線12,12に付与される緊
張力により前記下弦材８に導入されるプレストレスの中
心と下弦材８の重心とが一致するように配設されている
ので、下弦材８には、前記プレストレスによって偏心荷
重が作用することがない。したがって、下弦材８には偏
心モーメントによる応力が発生するこがなく、PC鋼線1
2,12によって均一な圧縮力が作用するので、この点にお
いてもより効果的なプレストレスの導入を実現すること
ができる。

そして、上記のトラス梁１を用いていることにより、構
造物Ａにおいては、トラス梁１に大きな撓みが生じるこ
となく100mにも及ぶ長大なスパンが必要最小限の高さで
確保され、したがって内部に無駄な空間が生じることな
く、経済的な架構が実現されている。また、この構造物
Ａは、既設部分に何等の影響を及ぼすことなく、図示Ｙ
方向（桁行方向）に自由に増築することが可能である。

次に、上記の構造物Ａの施工方法について第５図を参照
して説明する。第５図はこの方法により構造物Ａを構築
している状態を示している。

まず、この構造物Ａの外壁となる構造体２を地盤上に立
設する。この構造体２の施工は従来一般に用いられてい
る適宜の手段によれば良い。

次いで、この構造体２の上方を覆う屋根Ｂを架設する
が、これに際しては、まず構造体２に沿い、梁間方向に
延びる仮設構台13を設置する。この仮設構台13の上面の
高さは構造体２の高さとほぼ等しくし、幅はトラス梁１
相互間の寸法（この場合は5m）より大きいものとする。
また、仮設構台13上面に、この仮設構台13に直交してい
る構造体２上部のウォールガーダー梁2bに連続するよう
にガイドレール14を敷設する。

そして、この仮設構台13上に、トラッククレーン15を用
いてトラス梁１の構成部材16を揚重し、構台13上におい
てまず２つのトラス梁１を組み立て、それらの両端部を
ガイドレール14上に載置する。そして、これらのトラス
梁１を連結部材4,5により互いに連結し、連結されたト
ラス梁１の上部に屋根折板６を取り付け、また必要に応
じて照明器具等の付帯物を取り付けてから、それぞれの
PC鋼線12を緊張して、屋根架構ユニットB₁を形成する。

その後、この屋根架構ユニットB₁を油圧ジャッキ（図示
せず）等の手段を用いて、ガイドレール14上を第５図に
おいてＹ方向にスライドさせて送り出し、構造体２のウ
ォールガーダー梁2b上に移動させる。

次いで、仮設構台13上において次のトラス梁１を組み立
て、これに屋根折板６を取り付けた後にPC鋼線12を緊張
して屋根架構ユニットB₂を形成する。そして、この屋根
架構ユニットB₂を上記のスライドさせた屋根架構ユニッ
トB₁に連結し、一体となった屋根架構ユニットB₁，B₂を
上記と同様にＹ方向に送り出す。

以上の手順を繰り返し、屋根架構ユニットB₂を順次継ぎ
足してはこれを送り出すことにより、構造体２上方全体
を覆う屋根Ｂを仮設する。屋根Ｂの仮設が完了したら、
仮設構台13を解体する。

以上の方法によれば、屋根Ｂの架設に際し、構造体２の
内部における仮設工事等の作業は一切不要であり、外部
のみから全ての作業を行うことができる。したがって、
内部空間においては他の作業を並行して行うことがで
き、工期の短縮が可能となるし、必要であれば内部空間
を使用しながら屋根を架ける（すなわちスクラップアン
ドビルド）ことも可能である。また、この工事において
必要なクレーンは、トラス梁１の構成部材16を揚重でき
るもので良いから小型のもので充分である。

以上、この発明の実施例のトラス梁、およびそれを用い
た構造物について説明したが、この発明は上記に限定さ
れるものではない。たとえば、上記実施例のトラス梁
は、下弦材にのみPC鋼線を取り付けたが、これは上弦材
に対して取り付けても、あるいはそれらの両方に取り付
けるようにしても良い。また、PC鋼線に替えてPC撚線等
のPC鋼材を用いても良い。さらに、トラスの形状、組み
方は適宜で良いし、上弦材、下弦材、ラチス材の材料は
鋼管やＨ形鋼に限らず、１形鋼やＴ形鋼等の適宜の鋼材
であっても勿論良いし、さらには木材を用いることでも
良い。

また、このトラス梁を用いる構造物の形態やその施工方
法についても上記に限定されるものではなく、従来一般
に用いられている適宜の手段によっても施工することが
できることは勿論である。

「発明の効果」以上詳細に説明したように、この発明のトラス梁によれ
ば、上弦材と下弦材の少なくとも一方にPC鋼材を一体に
取り付け、このPC鋼材を緊張してプレストレスを導入し
たので、自重に対する応力改善だけでなく大きな撓みが
生じることを防止でき、また、自重を軽減して経済的な
架構が得られるという効果を有する。

また、トラス構造の梁であるために、上下の弦材の少な
くとも一方の弦材にプレストレスを導入した場合、それ
ぞれの弦材に導入されるプレストレスは他の弦材および
ラチス材には作用しないので、所望の弦材のみの応力調
整が可能となり、よって、より効果的なプレストレスの
導入を実現することができる。例えば、本発明のトラス
梁を構造物に使用した際に、上弦材には荷重によって圧
縮力が作用し、下弦材には引張力が作用するが、この引
張力を相殺するために、下弦材に導入する圧縮力として
のプレストレスが上弦材には作用しないので、下弦材の
みの応力調整を容易かつ確実にでき、しかも上弦材に作
用する圧縮力を最小限に抑さえることができる。

また、PC鋼材が、当該PC鋼材に付与される緊張力により
前記弦材に導入されるプレストレスの中心と前記弦材の
重心とが一致するように配設されているので、弦材に
は、前記プレストレスによって偏心荷重が作用すること
がない。したがって、弦材には偏心モーメントによる応
力が発生することがなく、PC鋼材によって均一な圧縮力
が作用するので、この点においてもより効果的なプレス
トレスの導入を実現することができる。

【図面の簡単な説明】第１図ないし第５図はこの発明の実施例を示す図であ
る。第１図は、この実施例のトラス梁の構成を示す部分
側面図、第２図は第１図II−II線視断面図である。第３
図および第４図はこのトラス梁を用いた構造物を示し、
第３図は立面図、第４図は部分平面図である。第５図は
この構造物の施工方法を説明するための斜視図である。１……トラス梁、７……上弦材……、８……下弦材、９
……ラチス材、12……PC鋼線（PC鋼材）。

フロントページの続き (72)発明者本田九州男東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者川口正人東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者久野雍夫東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者熊谷武紀東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (72)発明者加藤信夫東京都中央区京橋２丁目16番１号清水建設株式会社内 (56)参考文献特開昭53−135848（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−552（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−46120（ＪＰ，Ｕ) 特公昭46−12069（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上弦材、下弦材、ラチス材によりトラス状
に組まれてなるトラス梁において、前記上弦材と下弦材
の少なくとも一方の弦材にPC鋼材を一体に取り付け、こ
のPC鋼材を緊張することによりプレストレスを導入して
なり、前記PC鋼材は、当該PC鋼材に付与される緊張力に
より前記弦材に導入されるプレストレスの中心と前記弦
材の重心とが一致するように配設されていることを特徴
とするトラス梁。