JPH0765380B2 - トラス構造 - Google Patents

トラス構造

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JPH0765380B2
JPH0765380B2 JP1242487A JP24248789A JPH0765380B2 JP H0765380 B2 JPH0765380 B2 JP H0765380B2 JP 1242487 A JP1242487 A JP 1242487A JP 24248789 A JP24248789 A JP 24248789A JP H0765380 B2 JPH0765380 B2 JP H0765380B2
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    • E04C2003/0495Truss like structures composed of separate truss elements the truss elements being located in several non-parallel surfaces

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  • Structural Engineering (AREA)
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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、大スパン構造物の架構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構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)。そのトラス梁は、大きな撓み
が生ぜずかつ自重が軽減されるので、経済的な大スパン
架構を実現し得る利点を有しているが、以下のような課
題も残されている。
即ち、(1)PC鋼材を弦材に沿って配しているので、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)に納めることが容易でな
いこと、(2)弦材の端部にPC鋼材の定着部をうまく納
めるに当たり、弦材の断面寸法が必要以上に大きくなる
こと、(3)トラス梁は面外剛性が十分でなく、スパン
長が50〜60m程度以上になると座屈の恐れがあり、クレ
ーンによる一括架設ができないこと、(4)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が、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、基礎の設計が不経済となること、などであ
る。
そこで、本出願人らは上記各課題を解決して、施工が容
易で、より経済的なトラス構造をその後提案するに至っ
た(特願昭63−129221号)。
このトラス構造は、柱相互間に架け渡された横断面逆三
角形状を有するトラス梁の内側に、下方に湾曲するPC鋼
線を配し、このPC鋼線の反力を柱頭でとることにより、
フレームに任意の反力を生じさせるものである。そし
て、PC鋼線の緊張時には、上弦材をスパン方向に自由形
式とし、緊張後は上弦材と柱を緊結することにより、架
構をラーメン構造とし、短期外力(地震、雪、暴風)に
対して柱梁一体となって抵抗するようになっている。
かかるトラス構造は、トラス梁を立体に組むことで、十
分な面外剛性を確保し得て下弦材の面外座屈が防げ、こ
れにより大スパンを容易に架設できること、PC鋼線をそ
の内側に自由に配置でき弦材断面を必要十分な大きさに
抑え得ることなどの利点を有しているが、以下のような
改良すべき点も残されている。
即ち、トラス梁が横断面逆三角形状をなしているため下
弦材とラチス材との取り合いが煩雑となり、梁制作が難
しいこと、屋根勾配やキャンバーが有る場合には立体ト
ラスの制作がさらに難しくなること、全スパン一括架設
時の安定性に欠けること、などである。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、先の出願
を改良して、トラス梁の制作性および架設時の安定性を
ともに向上できるトラス構造を提供することを目的とし
ている。
「課題を解決するための手段」 この発明は、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隣り合うトラス梁との間に略
X字状に2本配されているとともに、それぞれの両端が
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6図を参照して第1実施例を説明
する。
第1図および第2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上弦面図および下弦面
図、第3図はその側面図、第4図はその正面図であっ
て、図中符号1は柱、2は両端部がその柱1に支持され
て架け渡されたトラス梁、3は屋根仕上げ材の折板であ
る。
上記のトラス梁2は、上弦材10と下弦材11と両者を互い
に連結するラチス材12とから構成されている。かかるト
ラス梁2は平行弦トラスとされ、第1図に示すように、
平行に隣り合う2つのトラス梁2の上弦材10,10同士は
トラス梁2に直交する梁13・・・および屋根面ブレース
14・・・によって互いに連結されている。また、第2図
に示すように、下弦材11,11同士はトラス梁2に直交す
る梁15・・・および下弦面ブレース16・・・により互い
に連結されている。
なお、図示例では、上弦材10、下弦材11にはH形鋼が用
いられ、ラチス材12には鋼管が用いられるが、それに限
るものではない。たとえば、上弦材10、下弦材11にT形
鋼、ラチス材12にアングル材といった安価な材料を用い
ることが可能である。また、柱1、梁13,15にもそれぞ
れH型鋼が用いられるが、それに限るものではない。
上記のトラス梁2は、第3図に示すように、下弦材11が
柱1に対して直接的に剛接合され、上弦材10も柱1の上
端部に直接的に剛接合されている。なお、上下の梁13,1
5同士はラチス材17・・・によって互いに連結されるよ
うになっている。
そして、2つのトラス梁2,2間には、第1図に示すよう
に、2本のPC鋼線(PC鋼材)20,20がトラス梁2の長手
方向中央部において互いに略X字状に交差するように配
され、それぞれの両端が対角上の柱1,1に定着されてい
る。また、各PC鋼線20は、第3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、各PC鋼線20は中央が下弦材11の
梁15に通されかつ緊張されて所定の張力を付与された上
で、それぞれの両端が対角上の柱1,1の上端部に定着さ
れている。
このようなPC鋼線20,20の配設によって、第3図に示す
下弦材11,11中央部における張弦梁効果(スラスト力)P
1は梁15を通して剪断力として2つのトラス梁2,2に均等
に作用することになる。
上記構成のトラス梁2を柱1,1相互間に架け渡して第1
図等に示す建物を施工するには、以下の如くして行う。
まず、柱1・・・を所定位置に立設してベース21により
柱脚を固定する。そして、トラス梁2を地組みで箱型に
製作してそれをクレーン2台を用い共吊りにより一括架
設する。すなわち、平行弦トラス梁2,2からなる箱型ユ
ニットUを柱1,1間に配し、まず2本の下弦材11,11を柱
1,1に剛接合し、さらに箱型ユニットU間に梁15・・・
を取り付ける。そして、その状態で2本のPC鋼線20,20
を、下弦材11,11中央の梁15aを通してクロスに配し、同
時に緊張してその両端をそれぞれ対角上の柱1,1の上端
に定着する。その後、2本の上弦材10,10を柱1,1の上端
に緊結して剛接合する。そのようにして各箱型ユニット
U・・・を柱1,1相互間に架け渡したら、箱型ユニット
Uの両端と柱1・・・とを壁面ブレース22にてさらに連
結し、最後にその上面に折板34を取り付け、屋根仕上げ
を施工する。
上記のトラス梁2によれば以下のような効果を奏する。
トラス梁2,2を平行弦トラスとして柱1,1間に箱型ユ
ニットUとして架設することでその横断面形状が四角形
状とされ、2本のPC鋼線20,20をその内側に自由に配置
することができる。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20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ずPC鋼線20をより一層最適な
位置に、しかも容易に配することができる。また、PC鋼
線20を弦材にではなく柱1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。
上記のトラス梁2は、平行弦トラスとすることが可
能であるから、下弦材11とラチス材16の取り合いが簡単
になる。したがって、上弦材10、下弦材11を前述した如
くT形鋼、ラチス材16をアングル材といったH形鋼に比
較して安価な材料を使用することが可能となり、製作コ
ストを下げることができる。
一方、プレストレス導入は、2本のPC鋼線20,20を下方
湾曲させ、かつ、下弦材11,11を柱1に対して接合した
後に各PC鋼線20,20を緊張する、つまり、上弦材10,10を
拘束しない状態でポレストレス導入を行うようにしたこ
とにより、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P1が作用し、そのスラスト力P1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10には引張力が、下弦材11には圧
縮力がそれぞれ付与される。一方、スラスト力P1は、PC
鋼線20,20が互いに中央部で交差しているため、下弦材1
1中央の梁15aにより剪断力としてトラス梁2に作用する
とともに、トラス梁2に作用する剪断力はP1/2だけ減少
することになる。また、下弦材11には柱1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10、下弦材11、ラチス材12・・・の断面を節約するこ
とができる。
そして、下弦材11に作用する圧縮力の大きさは、PC鋼線
20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4図に
示すように、各PC鋼線20によって柱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D、梁下寸法
をhとすると、下弦材11に加わる圧縮力P2は P2=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11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20
の径を節約することができる。
さらに、この場合、柱1には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
柱1の柱脚部に生じるモーメント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1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7
図および第8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、2本のPC鋼線20,20の配線形態にある。
すなわち、この第2実施例においては、第7図に示すよ
うに、2本のPC鋼線20,20を互いに交差させる代わり
に、下弦材11中央の梁3aにおいて互いに略X字状に接近
させ、かつそれぞれの両端を各トラス梁2側の柱頭に定
着するようにしたものである。このようなPC鋼線20の配
線においては、スラスト力P1の梁15aにおける分力P1
は釣り合っているため、力学的な問題は生じない。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、特に、従来いわゆるスーパーウィン
グ構法が不得手とするスパン長40〜70mの範囲をカバー
でき、さらにはスパン長が70mを越えてもスーパーウィ
ング構法と同様に経済性を発揮する効果を奏する。
「発明の効果」 以上詳細に説明したように、この発明は、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、前記トラス梁に対してプレスト
レスを導入するためのPC鋼材を、下方に湾曲した状態で
隣り合うトラス梁との間に略X字状に2本配すると共
に、それぞれの両端を前記柱に対してそれぞれ定着する
ようにしたから、PC鋼線をトラス梁間に自由に配置する
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PC鋼線を最適な位置にかつ容易に配することができ、
弦材断面の省略化、風荷重あるいは積載荷重によるモー
メント減少、さらには基礎の簡略化を期待できる。これ
により、経済性の向上が図れる。
また、トラス梁を平行弦トラスとすることができるか
ら、トラス梁を構成する下弦材およびラチス材の取り合
いが簡単となり、したがってトラス梁の部材に安価な材
料を使用することが可能となり、よって製作性の向上が
図れる。
さらには、トラス梁の架設時には2つのトラス梁を地組
みで平行弦トラスとして箱型に製作することが可能であ
るから、一括架設の際の安定性に優れ、よって安全性の
向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第6図はこの発明の第1実施例を示すもの
で、第1図および第2図はこの第1実施例の構造による
建築物の上弦面図および下弦面図、第3図はその側面
図、第4図はその正面図、第5図はトラス梁と柱の接合
部の拡大斜視図、第6図は第5図におけるVI−VI線視
図、第7図および第8図はこの発明の第2実施例を示す
もので、第7図はトラス梁の上弦面図、第8図は第7図
におけるVIII−VIII線視図である。 1……柱、2……トラス梁、20……PC鋼線(PC鋼材)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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隣り合うトラス梁との間に略
    X字状に2本配されていると共に、それぞれの両端が前
    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。
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GB2237590A (en) 1991-05-08
GB2237590B (en) 1993-12-15
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US5134821A (en) 1992-08-04

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