JPH0781316B2 - ア−チ型骨組 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は体育館や工場など大空間建築物の屋根等に用
い好適なアーチ型骨組に関する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

大空間建築物の屋根骨組の架構法の１つにアーチ型があ
る。アーチ型は材を自重によって曲げ応力が生じないよ
うな形状にして、軸方向の圧縮力によって外力に抵抗す
るようにしたものである。しかし、実際には地震や風に
よる水平力によって材に曲げが生じるため材の断面を大
きくしたり、二重アーチあるいはボービームにしたりし
て対応しているのが現状である。

この発明は上記のごとき従来のアーチ型骨組に比べ、比
較的小さい断面の単一アーチで十分な耐力と剛性が得ら
れ、使用鋼管材の削減ができ、コスト低減を図ることが
できるアーチ型骨組を提案するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

このアーチ型骨組は、アーチ型骨組の端を支持する基礎
部に円形断面の挿入金具を突設し、アンボンド型コンク
リート充填鋼管からなる上弦材の端部に前記挿入金具を
スライド可能に挿入し、その充填コンクリート部分に圧
縮軸方向力が伝わるようになしてアーチ型に架渡し、そ
の下側に前記基礎部にその両端を定着したPCストランド
の下弦材を引張力を導入して架渡し、かつ前記上下弦材
間を束材で連結してなることを特徴とする。

このアーチ型骨組は鋼管にコンクリートを充填し、コン
クリートと管内面との付着を切ったアンボンド型のコン
クリート充填管を主材の上弦材となし用い、基礎部間に
アーチ型に架渡し充填コンクリート部分に予め圧縮軸方
向力を作用させることで曲げ剛性を高めたものである。
同時に上弦材に圧縮力を加えるためにPCストランドの下
弦材を引張力を導入して架渡し、その上下弦材間を束材
で連結し、アーチ型の上弦材の曲げ変形を拘束し、曲げ
耐力の向上を図ったものである。

〔実 施 例〕

以下実施例をあげ図面を用い詳細に説明する。

第１図はこのアーチ型骨組の架構の一構面を示すもので
ある。この骨組はアンボンド型コンクリート充填鋼管を
主材の上弦材１となし、PCストランドを下弦材２とな
し、上下弦材間をPCストランドの束材３で連結してなっ
ている。コンクリート充填管は第２図のごとく内面にグ
リース６を塗布した鋼管４の内部にコンクリート５を充
填し、コンクリート５の付着を切ったアンボンド型であ
る。

基礎部７、７間にアーチ型に架渡した上弦材１の両端支
承部は、第２図のごとく、基礎部７に突設したハット型
金物８の円形断面の挿入金具９を鋼管４内にスライド可
能に挿入し、充填コンクリート５に当接せしめ軸力が伝
わるようになしてある。また、ハット型金物８の挿入金
具９と鋼管４内面との間には例えばテフロン膜10を介挿
する等の方法で摩擦の低減が図られている。

なお、第４図はハット型金物８であり、フランジ11と挿
入金具９からなり、フランジ11に穿設したボルト孔にア
ンカーボルトを挿通して締結し、基礎部７に突設する。

PCストランドからなる下弦材２の端は上弦材１の下側に
おいて基礎部７に通常用いられている定着金具12を用い
引張力を導入して定着してある。

第５図は上弦材１と束材３との連結の１例を示すもので
あり、上弦材１の所定間隔位置に鋳鋼製の接合金物13を
取付け、係止孔14に束材３の端を係止して連結する。こ
の場合、この接合金物13を介し並列して架渡した上弦材
１、１間をつなぎ材15で連結することができる。また、
例えば、分割された上弦材１′を第５図の接合金物13で
接続し、コンクリート５部分に圧縮軸力が伝わるように
接合し長い上弦材１とすることもできる。

第６図は下弦材２と束３とをＴ形継手16で連結した例で
あり、継手16は下弦材２を摺動自在に係止したものであ
る。

第８図はこのアーチ型骨組を用い建物屋根を構成した例
である。この屋根骨組は間隔80mの基礎部７、７間に並
列して架渡した上弦材１と下弦材２とを束材３で連結す
ると同時に、上弦材１、１間をつなぎ材15で連結し、両
外側端にコンクリートアーチ17を設け、面外変形の防止
を図ったものである。

〔発明の効果〕

このアーチ型骨組は以上の構成からなり、上弦材の支承
部と下弦材の定着部は上下に位置し近接し、上弦材には
圧縮、下弦材には引張の応力が作用し、互いの反力が相
殺し合い基礎部の支持部分の断面を小さくできる構造と
なっている。一般にコンクリート充填管の曲げ剛性は、
軸力がない場合より、コンクリートの全断面が圧縮にな
るように圧縮軸力をかけた状態のほうが高い。しかし圧
縮軸力に対するコンクリート断面の抵抗力との関係で通
常のコンクリート充填管ではあまり大きな圧縮軸力をか
けることができない。この骨組で用いる上弦材はアンボ
ンド型コンクリート充填鋼管であり、上弦材の支承部を
構成する円形断面の挿入金具が充填コンクリートに当接
して軸力を伝えるので軸耐力にかなりの余裕（軸耐力は
通常のコンクリート充填管の約３倍）がある。従って上
弦材の自重によって生じる上弦材の圧縮力に、下弦材の
引張力による圧縮力を強制的に導入することにより、上
弦材の曲げ剛性を高めることができる。また、このこと
はスパン間隔が大きくなり、自重が増大しても自重に耐
えられることを示している。また、変形が大きくなると
第７図のように、引張力を導入したPCストランドの下弦
材により上弦材を曲げ戻すような力が束材を介し作用
し、その結果、上弦材の曲げ耐力が上昇する。

したがってこの発明のアーチ型骨組は比較的小さい断面
の単一アーチで十分な耐力と剛性が得られるので、鋼材
料の削減が可能となり、施工コストの低減が達成でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜６図は実施例のアーチ型骨組に関するものであ
り、第１図は全体正面図、第２図はアンボンド型コンク
リート充填鋼管の断面図、第３図はアーチ型骨組の端部
と基礎部の断面図、第４図はハット型金物の斜視図、第
５図（ａ），（ｂ）は接合金物で上弦材と束材とを連結
した部分の正面図および平面図、第６図は継手で下弦材
と束材とを連結した部分の正面図、第７図は上弦材の変
形が大きくなると下弦材により曲げ戻す力が作用する機
構を示す模式図、第８図は、このアーチ型骨組を適用し
構成した屋根骨組の斜視図である。 １……上弦材、２……下弦材、３……束材、４……鋼
管、５……コンクリート、６……グリース、７……基礎
部、８……ハット型金物、９……挿入金具、10……テフ
ロン膜、11……フランジ、12……定着金具、13……接合
金物、14……係止孔、15……つなぎ材、16……Ｔ形継
手、17……コンクリートアーチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭52−151607（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−111510（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭55−27762（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アーチ型骨組の端を支持する基礎部に円形
   断面の挿入金具を突設し、アンボンド型コンクリート充
   填鋼管からなる上弦材の端部に前記挿入金具をスライド
   可能に挿入し、その充填コンクリート部分に圧縮軸方向
   力が伝わるようになしてアーチ型に架渡し、その下側に
   前記基礎部にその両端を定着したPCストランドの下弦材
   を引張力を導入して架渡し、かつ前記上下弦材間を束材
   で連結してなることを特徴とするアーチ型骨組。