JPH0868108A - 立体トラスの単位架構及び立体トラス架構 - Google Patents
立体トラスの単位架構及び立体トラス架構Info
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- JPH0868108A JPH0868108A JP20191594A JP20191594A JPH0868108A JP H0868108 A JPH0868108 A JP H0868108A JP 20191594 A JP20191594 A JP 20191594A JP 20191594 A JP20191594 A JP 20191594A JP H0868108 A JPH0868108 A JP H0868108A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 立体トラス架構を構成する圧縮材を座屈に対
して安定させる。 【構成】 菱形状に組まれる４本の弦材１と、弦材１か
らなる菱形の短い対角線方向に架設される束材２からな
るトラス枠材３を基本にし、複数個のトラス枠材３を平
面上、多角形状に配置し、相隣るトラス枠材３，３の端
部を互いに連結し、各トラス枠材３の束材２両端の節点
７，７にトラス枠材３の面外変形を拘束する拘束部材
４，４の一端をそれぞれ接続すると共に、その他端を互
いに連結しながら、相隣る各トラス枠材３の拘束部材
４，４の他端と互いに接続して構成される単位架構５と
その組み合わせからなる立体トラス架構。
して安定させる。 【構成】 菱形状に組まれる４本の弦材１と、弦材１か
らなる菱形の短い対角線方向に架設される束材２からな
るトラス枠材３を基本にし、複数個のトラス枠材３を平
面上、多角形状に配置し、相隣るトラス枠材３，３の端
部を互いに連結し、各トラス枠材３の束材２両端の節点
７，７にトラス枠材３の面外変形を拘束する拘束部材
４，４の一端をそれぞれ接続すると共に、その他端を互
いに連結しながら、相隣る各トラス枠材３の拘束部材
４，４の他端と互いに接続して構成される単位架構５と
その組み合わせからなる立体トラス架構。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は圧縮材を座屈に対して
安定させた立体トラスの単位架構及びそれから構成され
る立体トラス架構に関するものである。
安定させた立体トラスの単位架構及びそれから構成され
る立体トラス架構に関するものである。
【０００２】
【従来技術及び発明が解決しようとする課題】上弦材と
下弦材をラチス材等の腹材で連結した平面トラスのトラ
ス枠材を基本にして、または四面体のトラスユニットを
基本にして組み立てられる立体トラス架構は従来、鋼管
や形鋼の単一材で構成されるが、単一材は圧縮材として
働く場合、降伏耐力に至る前に座屈が問題になり、降伏
耐力一杯まで働けないためその最大耐力は座屈荷重で決
まり、架構としての最大耐力も圧縮材によって決まる。
下弦材をラチス材等の腹材で連結した平面トラスのトラ
ス枠材を基本にして、または四面体のトラスユニットを
基本にして組み立てられる立体トラス架構は従来、鋼管
や形鋼の単一材で構成されるが、単一材は圧縮材として
働く場合、降伏耐力に至る前に座屈が問題になり、降伏
耐力一杯まで働けないためその最大耐力は座屈荷重で決
まり、架構としての最大耐力も圧縮材によって決まる。
【０００３】従って架構が単一材で構成される以上、圧
縮材の座屈荷重以下の圧縮力で構成材を設計しなければ
ならず、部材寸法に対して設計荷重を小さく設定する無
駄は避けられない。また座屈後は耐力低下が著しく、変
形能力も低下するため架構に入力する振動に対するエネ
ルギ吸収能力は期待できない。
縮材の座屈荷重以下の圧縮力で構成材を設計しなければ
ならず、部材寸法に対して設計荷重を小さく設定する無
駄は避けられない。また座屈後は耐力低下が著しく、変
形能力も低下するため架構に入力する振動に対するエネ
ルギ吸収能力は期待できない。
【０００４】この発明は上記背景を踏まえてなされたも
ので、圧縮材を座屈に対して安定させ、変形能力を発揮
させる立体トラスの単位架構と全体架構を提案するもの
である。
ので、圧縮材を座屈に対して安定させ、変形能力を発揮
させる立体トラスの単位架構と全体架構を提案するもの
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では４本の弦材を
菱形状に組み、その菱形の短い対角線方向に束材を架設
して組み立てられるトラス枠材をトラスの基本構成材と
し、図２に示すようにトラス枠材の両端の節点間に作用
する圧縮力Ｐによって束材に引張力Ｔを負担させること
により、圧縮力Ｃを負担する弦材が座屈する前に束材を
引張降伏させ、基本構成材のトラス枠材が圧縮力Ｐを受
けながらもこれを引張材として挙動させる。
菱形状に組み、その菱形の短い対角線方向に束材を架設
して組み立てられるトラス枠材をトラスの基本構成材と
し、図２に示すようにトラス枠材の両端の節点間に作用
する圧縮力Ｐによって束材に引張力Ｔを負担させること
により、圧縮力Ｃを負担する弦材が座屈する前に束材を
引張降伏させ、基本構成材のトラス枠材が圧縮力Ｐを受
けながらもこれを引張材として挙動させる。
【０００６】トラス枠材が圧縮材として働く場合に弦材
が座屈する以前にトラス枠材を降伏させることが可能で
あることから、降伏後の塑性変形能力が期待でき、架構
に入力する振動に対するエネルギ吸収能力が向上する。
が座屈する以前にトラス枠材を降伏させることが可能で
あることから、降伏後の塑性変形能力が期待でき、架構
に入力する振動に対するエネルギ吸収能力が向上する。
【０００７】立体トラスの単位架構は複数個のトラス枠
材を平面上、多角形状に配置し、相隣るトラス枠材の端
部を互いに連結し、トラス枠材にその面外方向に拘束部
材を接続することにより構成される。
材を平面上、多角形状に配置し、相隣るトラス枠材の端
部を互いに連結し、トラス枠材にその面外方向に拘束部
材を接続することにより構成される。
【０００８】トラス枠材は平面トラスであることにより
圧縮力の増大と共に面外変形を生じ易いが、各トラス枠
材の束材両端の節点に、トラス枠材の面外変形を拘束す
る拘束部材の一端をそれぞれ接続し、その他端を互いに
連結しながら、相隣る各トラス枠材の拘束部材の他端と
互いに接続することにより面外変形に対して安定した単
位架構を構成する。
圧縮力の増大と共に面外変形を生じ易いが、各トラス枠
材の束材両端の節点に、トラス枠材の面外変形を拘束す
る拘束部材の一端をそれぞれ接続し、その他端を互いに
連結しながら、相隣る各トラス枠材の拘束部材の他端と
互いに接続することにより面外変形に対して安定した単
位架構を構成する。
【０００９】単位架構は平面上、多角形が連続する網目
を形成する立体トラスの少なくとも一部の領域に組み込
まれることにより立体トラス架構を構成する。
を形成する立体トラスの少なくとも一部の領域に組み込
まれることにより立体トラス架構を構成する。
【００１０】
【実施例】請求項１記載発明の単位架構５は図１に示す
ように、図２に示す４本の弦材１からなる菱形状の枠に
束材２を架設したトラス枠材３を平面上、多角形状に組
み合わせると共に、拘束部材４によって各トラス枠材３
の面外変形を拘束して構成され、立体トラス架構の基本
単位になるものである。
ように、図２に示す４本の弦材１からなる菱形状の枠に
束材２を架設したトラス枠材３を平面上、多角形状に組
み合わせると共に、拘束部材４によって各トラス枠材３
の面外変形を拘束して構成され、立体トラス架構の基本
単位になるものである。
【００１１】図１はトラス枠材３を平面上、三角形状に
組み合わせた場合であるが、図４に示すように四角形状
の他、他の平面形状の単位架構５との組み合わせによっ
て平面上、網目を２方向に連続させることができれば五
角形状にも組み合わせられる。六角形は三角形の組み合
わせで構成される。
組み合わせた場合であるが、図４に示すように四角形状
の他、他の平面形状の単位架構５との組み合わせによっ
て平面上、網目を２方向に連続させることができれば五
角形状にも組み合わせられる。六角形は三角形の組み合
わせで構成される。
【００１２】トラス枠材３は図２に示すように菱形状に
組まれた４本の弦材１と、菱形の短い対角線方向に、弦
材１，１の節点７，７間に架設される束材２からなり、
菱形の長い対角線方向に、トラス枠材３両端の節点６，
６間に作用する圧縮力Ｐによって束材２が引張力Ｔを負
担する。節点６における弦材１，１同士の接合はピン接
合と剛接合のいずれでもよい。
組まれた４本の弦材１と、菱形の短い対角線方向に、弦
材１，１の節点７，７間に架設される束材２からなり、
菱形の長い対角線方向に、トラス枠材３両端の節点６，
６間に作用する圧縮力Ｐによって束材２が引張力Ｔを負
担する。節点６における弦材１，１同士の接合はピン接
合と剛接合のいずれでもよい。
【００１３】図３はトラス枠材３に作用する圧縮力Ｐと
弦材１の圧縮変形δの関係を示すが、弦材が単一材で、
その軸線と圧縮力Ｐの作用方向が一致している場合には
座屈の発生後に急激に耐力が低下して荷重負担能力が失
われ、エネルギ吸収能力も期待できないのに対し、本発
明のトラス枠材３は弦材１が座屈に対して安定するた
め、束材２が降伏した後も耐力の低下を生ずることなく
降伏時の耐力を維持したまま塑性変形能力を発揮するこ
とが分かる。この塑性変形能力によってトラス枠材３は
圧縮力Ｐ作用時に立体トラス架構に入力する振動エネル
ギを吸収する。
弦材１の圧縮変形δの関係を示すが、弦材が単一材で、
その軸線と圧縮力Ｐの作用方向が一致している場合には
座屈の発生後に急激に耐力が低下して荷重負担能力が失
われ、エネルギ吸収能力も期待できないのに対し、本発
明のトラス枠材３は弦材１が座屈に対して安定するた
め、束材２が降伏した後も耐力の低下を生ずることなく
降伏時の耐力を維持したまま塑性変形能力を発揮するこ
とが分かる。この塑性変形能力によってトラス枠材３は
圧縮力Ｐ作用時に立体トラス架構に入力する振動エネル
ギを吸収する。
【００１４】トラス枠材３は図１，図６に示すように複
数個集合し、平面上、多角形状に配置されて単位架構５
を構成する。相隣るトラス枠材３，３の端部の節点６，
６は互いに重複して連結され、各トラス枠材３の束材２
の両端の節点７，７には拘束部材４，４の一端がそれぞ
れ接続される。相隣るトラス枠材３，３の内、いずれか
一方のトラス枠材３の節点６は相隣るトラス枠材３の節
点６を兼ねる。
数個集合し、平面上、多角形状に配置されて単位架構５
を構成する。相隣るトラス枠材３，３の端部の節点６，
６は互いに重複して連結され、各トラス枠材３の束材２
の両端の節点７，７には拘束部材４，４の一端がそれぞ
れ接続される。相隣るトラス枠材３，３の内、いずれか
一方のトラス枠材３の節点６は相隣るトラス枠材３の節
点６を兼ねる。
【００１５】拘束部材４，４の他端は互いに連結されな
がら、相隣るトラス枠材３の拘束部材４，４の他端と互
いに接続され、拘束部材４，４の節点８を形成する。図
１，図６は各トラス枠材３の束材２に接続される二本の
拘束部材４，４の他端を、単位架構５が形成する三角形
の中心に会して接続し、節点８を単位架構５の中心に配
置した場合であり、図８は相隣るトラス枠材３，３の拘
束部材４，４の他端を互いに接続し、三角形内の三箇所
に節点８を配置した場合である。
がら、相隣るトラス枠材３の拘束部材４，４の他端と互
いに接続され、拘束部材４，４の節点８を形成する。図
１，図６は各トラス枠材３の束材２に接続される二本の
拘束部材４，４の他端を、単位架構５が形成する三角形
の中心に会して接続し、節点８を単位架構５の中心に配
置した場合であり、図８は相隣るトラス枠材３，３の拘
束部材４，４の他端を互いに接続し、三角形内の三箇所
に節点８を配置した場合である。
【００１６】拘束部材４は相隣るトラス枠材３の拘束部
材４と互いに接続され、平面上、トラス枠材３に対して
傾斜して架設されることによりトラス枠材３に圧縮力が
作用した場合に面外変形を拘束する。拘束部材４は他の
拘束部材４と互いに接続されることによりトラス枠材３
の面外方向力を負担するため拘束部材４の両端の接続状
態はピン接合と剛接合のいずれでもよい。
材４と互いに接続され、平面上、トラス枠材３に対して
傾斜して架設されることによりトラス枠材３に圧縮力が
作用した場合に面外変形を拘束する。拘束部材４は他の
拘束部材４と互いに接続されることによりトラス枠材３
の面外方向力を負担するため拘束部材４の両端の接続状
態はピン接合と剛接合のいずれでもよい。
【００１７】図４はトラス枠材３を平面上、四角形状に
組み合わせた場合の単位架構５を示す。この場合も三角
形の場合と同様に各トラス枠材３に接続される二本の拘
束部材４，４の他端を四角形の中心で互いに接続するこ
ともできるが、実施例では相隣るトラス枠材３，３の拘
束部材４，４を互いに接続し、相隣るトラス枠材３，３
間に節点８を位置させている。
組み合わせた場合の単位架構５を示す。この場合も三角
形の場合と同様に各トラス枠材３に接続される二本の拘
束部材４，４の他端を四角形の中心で互いに接続するこ
ともできるが、実施例では相隣るトラス枠材３，３の拘
束部材４，４を互いに接続し、相隣るトラス枠材３，３
間に節点８を位置させている。
【００１８】また図１，図４に示す実施例ではトラス枠
材３の束材２に接続する拘束部材４，４の長さを等しく
するためにトラス枠材３の構面を鉛直に向けているが、
鉛直に対して傾斜させる場合もある。
材３の束材２に接続する拘束部材４，４の長さを等しく
するためにトラス枠材３の構面を鉛直に向けているが、
鉛直に対して傾斜させる場合もある。
【００１９】請求項２記載発明の立体トラス架構は図
５，図９に示すように上記発明の単位架構５を平面上、
多角形が連続する網目を形成する立体トラスの少なくと
も一部の領域に組み込んで構成されるものである。立体
トラス架構は図12，図13に示すように球面や筒形曲面，
あるいは楕円曲面等、上に凸の曲率を持つ曲面を構成す
る。図12，図13はトラス架構の全体に単位架構１を用い
た場合を示すが、図14は全体の内の一部に図１に示す実
施例の単位架構１を組み入れた様子を示す。
５，図９に示すように上記発明の単位架構５を平面上、
多角形が連続する網目を形成する立体トラスの少なくと
も一部の領域に組み込んで構成されるものである。立体
トラス架構は図12，図13に示すように球面や筒形曲面，
あるいは楕円曲面等、上に凸の曲率を持つ曲面を構成す
る。図12，図13はトラス架構の全体に単位架構１を用い
た場合を示すが、図14は全体の内の一部に図１に示す実
施例の単位架構１を組み入れた様子を示す。
【００２０】図５は平面形状が三角形の網目を形成する
場合の単位架構５の連続状態を、図６，図８はその一単
位架構５を示す。図７は図６のｘ−ｘ線矢視図である。
場合の単位架構５の連続状態を、図６，図８はその一単
位架構５を示す。図７は図６のｘ−ｘ線矢視図である。
【００２１】図９は四角形の網目を形成する場合の単位
架構５の連続状態を示す。図10，図11は図９のそれぞれ
ｙ−ｙ線，ｚ−ｚ線矢視図である。
架構５の連続状態を示す。図10，図11は図９のそれぞれ
ｙ−ｙ線，ｚ−ｚ線矢視図である。
【００２２】
【発明の効果】この発明は以上の通りであり、４本の弦
材を菱形状に組み、その菱形の短い対角線方向に束材を
架設して組み立てられるトラス枠材をトラスの基本構成
材とし、トラス枠材両端の節点間に作用する圧縮力によ
って束材に引張力を負担させるものであるため、圧縮力
を負担する弦材が座屈する前に束材を引張降伏させるこ
とができ、トラス枠材が圧縮力を受けながらもこれを引
張材として挙動させることができる。
材を菱形状に組み、その菱形の短い対角線方向に束材を
架設して組み立てられるトラス枠材をトラスの基本構成
材とし、トラス枠材両端の節点間に作用する圧縮力によ
って束材に引張力を負担させるものであるため、圧縮力
を負担する弦材が座屈する前に束材を引張降伏させるこ
とができ、トラス枠材が圧縮力を受けながらもこれを引
張材として挙動させることができる。
【００２３】また各トラス枠材の束材の両端位置に、ト
ラス枠材の面外変形を拘束する拘束部材の一端をそれぞ
れ接続し、その他端を互いに連結しながら、相隣る各ト
ラス枠材の拘束部材の他端と互いに接続して単位架構を
構成しているため、トラス枠材の面外変形に対して安定
する。
ラス枠材の面外変形を拘束する拘束部材の一端をそれぞ
れ接続し、その他端を互いに連結しながら、相隣る各ト
ラス枠材の拘束部材の他端と互いに接続して単位架構を
構成しているため、トラス枠材の面外変形に対して安定
する。
【００２４】更に弦材が座屈する以前にトラス枠材を降
伏させることが可能であるため、降伏後の塑性変形能力
が期待でき、架構に入力する振動に対するエネルギ吸収
能力を高めることができる。
伏させることが可能であるため、降伏後の塑性変形能力
が期待でき、架構に入力する振動に対するエネルギ吸収
能力を高めることができる。
【図１】トラス枠材が三角形状に組まれた単位架構を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図２】トラス枠材を示した立面図である。
【図３】トラス枠材と単一材の荷重−変形関係を示した
図である。
図である。
【図４】トラス枠材が四角形状に組まれた単位架構を示
した斜視図である。
した斜視図である。
【図５】三角形の網目を形成する立体トラス架構を示し
た平面図である。
た平面図である。
【図６】図５の一部拡大図である。
【図７】図６のｘ−ｘ線矢視図である。
【図８】図６の変形例を示した平面図である。
【図９】四角形の網目を形成する立体トラス架構を示し
た平面図である。
た平面図である。
【図１０】図10のｙ−ｙ線矢視図である。
【図１１】図10のｚ−ｚ線矢視図である。
【図１２】球面状の立体トラス架構を示した平面図であ
る。
る。
【図１３】筒形曲面状の立体トラス架構を示した平面図
である。
である。
【図１４】一部に単位架構を組み入れた立体トラス架構
を示した平面図である。
を示した平面図である。
１……弦材、２……束材、３……トラス枠材、４……拘
束部材、５……単位架構、６……節点、７……節点、８
……節点。
束部材、５……単位架構、６……節点、７……節点、８
……節点。
Claims (2)
- 【請求項１】 菱形状に組まれた４本の弦材と、その菱
形の短い対角線方向に架設される束材からなるトラス枠
材を基本にし、複数個のトラス枠材を平面上、多角形状
に配置して相隣るトラス枠材の端部を互いに連結し、各
トラス枠材の束材両端の節点にトラス枠材の面外変形を
拘束する拘束部材の一端をそれぞれ接続すると共に、そ
の他端を互いに連結しながら、相隣る各トラス枠材の拘
束部材の他端と互いに接続してあることを特徴とする立
体トラスの単位架構。 - 【請求項２】 平面上、多角形が連続する網目を形成す
る立体トラスの少なくとも一部の領域に請求項１記載の
単位架構を組み込んで構成される立体トラス架構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20191594A JP2963344B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 立体トラスの単位架構及び立体トラス架構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20191594A JP2963344B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 立体トラスの単位架構及び立体トラス架構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0868108A true JPH0868108A (ja) | 1996-03-12 |
| JP2963344B2 JP2963344B2 (ja) | 1999-10-18 |
Family
ID=16448918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20191594A Expired - Fee Related JP2963344B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | 立体トラスの単位架構及び立体トラス架構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2963344B2 (ja) |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP20191594A patent/JP2963344B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2963344B2 (ja) | 1999-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |