JPS59210134A - 立体トラスの部材接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼管全主体とする弦材を使用した立体トラ
スにおける部材の接合方法に関するものである。

立体トラス構法は、製作精度が高く、工業生産された部
材を建設現場にてボルトによシ接合して、容易に大スパ
ン構造を架構できる工法であり、力学的に合理的な構造
で、平版のみならず折版１曲面等の自由な建築造形に対
応できるうえ、その骨組構成の美しさから、大ホール、
屋内競技場等の広い建築空間を柱なしで包む屋根の構法
として採用されている。

一般に工業化手法により製作された立体トラス構造は、
部材間の接合部に球形まだは多面形の鋼製接合金具を用
いて、ボルトにより各部材の応力軸心が接合金具内の同
一点に交わるように接合するものであり、基本的には各
構成部材に構造的偏心が力り、部材として断面効率が高
い鋼管が使用されることが多い。

第１図および第２図は、従来実用化されている鋼管使用
立体トラスにおける部材接合部の一例を示すものであっ
て、小径端部に予めねじ孔８を設けた截頭円錐状の鋼製
端部金具９における大径端部が、鋼管部材１０の両端部
に溶接により結合されて弦材１１が構成され、球殻の一
部で構成されると共にボルト挿通用透孔１２を備えてい
る円環状の鋼製接合金具１３の球状外面と前記弦材１１
の端部との間に座金１４が介在され、かつ前記接合金具
１６のボルト挿通用透孔１２および座金１４に、接合金
具１６の内側からボルト１５が挿通され、そのボルト１
５が弦材１１における端部金具９のねじ孔８に螺合され
、そのボルト１５により接合金具１６と弦材１１とが座
金１４を介して締付結合されている。そしてボルト１５
の締付は作業は、接合金具１６の操作用開口部１６から
挿入した締付工具により行なわれ、締付終了後に、端部
金具９に螺合されている弛み止め用押ねじ１７が締付方
向に回動されてボルト１５に押付けられる。

しかるに、前記従来のトラス部材接合部の場合は、高精
度の立体トラスを容易に組立てることができるという利
点を有するが、その反面、次のような問題点があった。

すなわち、第６図は複数のポルｌ−１５Ａ、１５Ｂが近
接して配置されて締結される状態を示しているが、この
場合、ボルト締イ」用回動工具のソケット１８が隣りの
ボルト１５Ｂの頭部に突き当たらないことがトラス組立
て作業」二の必要条件であり、かつ接合金具１６の球心
を通るボルト１５Ａおよびポルｌ−１５Ｂの軸線が挾む
角度φの最小値はボルトの頭部の大きさによって決まる
ため、部Ｈの構成上、所要の部材間角度φを確保するに
は、接合金具１６の内径Ｒを成る一定値１！　ｉ　Ｋす
る必要がある。

まだ第４図はポルｌ−１５Ａを接合金具１ろの内側から
挿入する状態を示しだものであり、この場合、ポルｌ−
１５Ａを支障なく挿入できるようにするためには既に挿
通されたポル）　１５　Ｂの頭部が挿入しようとするボ
ルト１５Ａの挿入を阻害しない範囲で接合金具の内径Ｒ
ｔ設定する必要がある。

駁」−の理由により、１個の接合金具に挿通されるボル
トの本数、ポル］・の直径およびボルトの長さが増すに
したがって、接合金具の内径が増大し、かつそれに伴っ
て接合金具の構造強度を維持するために、接合金具の壁
厚を増やす必要が生じ、その結果、接合金具の大きさお
よび重量が加速度的に増加するという問題があった。特
に大スパン構造や積雪、風力等の外的荷重の大きい立体
トラス構造については、構造部材の製作コストおよび組
立コストの犬ｌ］な増加を生じ、全体の建設費が割高に
なるという問題があった。

この発明は前述の問題を有利に解決できる立体トラスの
部材接合方法を提供することを目的とするものである。

次にこの発明を図示の例によって詳細に説明する。

第５図はこの発明の実施例において用いられるボルト付
き弦材１９を示すものであって、断面円形の鋼管部材２
０における両端内部に鋼板からなるストッパ２１が溶接
により固定され、かつ小径端部にボルト挿通用透孔２を
備えている截頭円錐状の鋼製端部金具２２における前記
透孔２に、基端に頭部２６を有すると共に先端に係合用
ねじ孔２４を有する締付用ボルト６の軸部４が、端部金
具２２の大径部側から挿入され、そのボルト乙の軸部４
の周囲の雄ねじと前記ねじ孔２４の雌ねじとは互いに逆
ねじ２例えばボルトの軸部４の雄ねじが左ねじであると
き前記ねじ孔２４の雌ねじが右ねじになっている。

前記端部金具２２の先端側に、透孔２に直角寿弛み止め
用押しねじ２５が螺合され、かつ鋼管部材２０の両端部
に端部金具２２０大径端部が溶接により固着され、鋼管
部材２０とその両端に固着された端部金具２２とにより
弦材１が構成されている。

第６図はこの発明の実施例において用いられる接合金具
７を示すものであって、球殻からなる接合金具本体２６
における上下方向の一方に操作用開口部５が設けられ、
かつ接合金具本体２６の周壁には、その周壁を貫通する
多数のボルト螺合用ねじ孔６が設けられている。

第７図および第８図はこの発明の実施例において用いら
れる座金２８を示すものであって、円形座金本体の片側
に、前記接合金具７における球状外面に適合する凹球面
２９が設けられ、かつ前記座金本体の反対側には平坦面
６８が設けられている。

前記ボルト付き弦材１９におけるス（・ツバ２１の位置
は、ポル１−３の頭部２ろがストッパ２１に接触した状
態で、端部金具２２の先端面から突出したボルト６の先
端部分の長さが座金２８の最小厚さを越えないように、
最も端部金具２２に近い位置に設定されている。

なおストッパ２１を端部金具２２に固定してもよく、捷
だストッパ２１を固定する手段としては、溶接、ねじ止
めまたは圧入等の任意の固定手段を採用してもよい。

座金２８を使用しない場合は、ボルトろの先端部分が端
部金具２２の先端面から突出しないようにストッパ２１
の位置を設定する。また端部金具２２におけるボルト挿
通用透孔２の径および長さは、ボルト６が軸方向にスム
ーズに移動できると共に端部金具２２の内部側に脱落し
ないように設定されている。

第９図はこの発明の実施例において用いられるピンボル
ト６０を示すものであって、６角軸部からなる回動工具
係合用軸部ろ１の一端部に、前記ボルトろの係合用ねじ
孔２４に螺合される係合用雄ねじ部６２が一体に設けら
れている。

前記ボルト利き弦材１９．接合金具７．ピンボルト６０
．座金２８を使用して立体トラスを組立てる場合は、ま
ず第１０図に示すように、弦材１の先端面に座金２８の
平坦面を当接し、かつ座金２８の凹球面を接合金具７の
球状外面に当接すると共に、ボルト３の軸心を接合金具
７におけるねじ孔中心に合わせる。

次に第１１図に示すように、ピンボルト３ｏを接合金具
７の操作用開口部５から接合金具Ｚ内に挿入し、ピンボ
ルト６０の雄ねじ部６２をボルト６の係合用ねじ孔２４
にねじ込んで係止する。この場合、ピンボルト６０の重
量よりもボルト乙の重量が著しく大きいので、ピンボル
ト６０をねじ込み方向に回動したとき、ピンボルト６０
の係合用雄ねじ部６２とボルト６の係合用ねじ孔２４と
の摩擦抵抗によって、ボルト６が共回りしてピンボルト
６０のねじ込みを阻害することはない。

次にＶンボルトろＤを接合金具中心側に引張り移動する
ことによりボルト６をも移動させて、そのボルト乙の先
端部をねじ孔６の端部に係合させ、この状態でピンポル
Ｉ・６０をボルト乙に対しねじ込む方向に回動する。こ
のようにすると、ピンボルトろ０は係合用ねじ孔２４の
奥部に突き当たっていてそれ以上ねじ込んでいくことが
できないので、ピンボルトろＯとボルトろとが一体とガ
って回動し、この回動方向は接合金具７のねじ孔乙に対
しボルト６をねじ込む方向であるので、ボルト６がねじ
孔６に螺合されて回動され接合金具７の中心に向かって
移動していく。

なおピンボルト６０の係合用雄ねじ部３２をボルトろの
係合用ねじ孔２４にねじ込む操作、ピンボルトろＯをボ
ルト６と共に接合金具中心側に向かって引寄せる操作、
ピンボルト６０をボルト３と共に回動してそのボルト乙
の先端部をねじ孔６に螺合する操作は、例えばピンボル
ト６０を手首たは適当工具で把持して行なわれる。また
ボルト６の先端部がねじ孔乙に螺合されたのちの、ピン
ボルト３０のねじ込み方向回動操作は、第１２図に示す
ようにラチェットレンチ等の回動工具６６により行なわ
れる。

次に前記ボルト乙により弦材１と接合金具７とが座金２
８を介して軽く締付けられた状態すなわち仮締めされた
状態になったとき、回動工具ろ６による締付操作を停止
し、ピンボルト６０をボルト乙から螺脱する。

このようにして全数の弦材１と接合金具７とをボルト６
により仮締めしたのち、回動工具ろ６およびピンボルト
６０を使用して、各ボルト６をさらに緊締して本締めを
行ない、次に押ねじ２５を締付方向に回動してボルト乙
の軸部に圧接させ、ボルト乙の弛緩を防止する。第１３
図および第１４図は接合を完了した上弦材、傾斜弦材お
よび接合金具の接合部を示している。

前述のようにして弦材と接合金具とを接合すれば、接合
金具内にボルトの頭部が存在しないので、第１５図に示
すように、接合金具７の径を小さくできると共に、複数
の弦材の端部を著しく接近させた状態で接合金具に接合
することができる。

第１６図および第１４図はこの発明を」−弦材および傾
斜弦材と接合金具との接合に実施した例であるが、この
発明を下弦材および傾斜弦月と接合金具との接合にも同
様にして実施することができる。この場合は、接合金具
の操作用開口部を下側に配置すればよい。

また弦材１の一端部捷たは両端部におけるボルト乙の頭
部２６をストッパ２１に当接したときボルト乙の軸部４
の先端が端部金具２２の先端面から突出しないようにボ
ルト乙の長さを設定してもよい。このようにすれば、位
置が固定されている２つの接合金具の間に弦材をセット
する場合、予め座金を接合金具の球状外面に当接したの
ち、弦材の端部を座金の平坦面に平行な方向に移動して
、弦材の端面を座金の平坦面に対向させることにより、
弦材を容易にセットすることができる。

この発明を実施する場合、座金２８を使用しないで端部
金具２２の先端に形成した凹球面を接合金具７の球状外
面に当接してもよい。１だ端部金具の先端と接合金具の
ねじ孔乙の外周辺を密着できるように双方を平坦にして
もよい。さらに丑だ、操作片開［１部を球殻状の接合金
具の−に正画側に設けてもよい。

次にボルト回動操作部の他の例について説明する。

第１例 第１６図に示すように、ピンボルトろＤの中間部に捻り
切断用小径部６４が設けられているが、その他の構成は
前記実施例の場合と同様である。

第２例 第１７図に示すように、６角形の回動工具係合用突起６
５が、ボルトの軸部４の先端中心部に溶接、圧入その他
の手段により固着されるか、まだはボルトの軸部４と一
体に製作され、その突起６５にはボルトの軸部４の雄ね
じと逆方向螺旋の係合用ねじ孔２４が設けられ、そのね
じ孔２４にピンボルト６０の雄ねじ部６２が螺合されて
いる。

第６例 第１８図に示すように、ピンボルト６０における回動工
具係合用軸部６１と雄ねじ部ろ２との境界に捻り切断用
小径部ろ４が設けられているが、その他の構成は第２例
の場合と同様である。

第４例 第１９図に示すように、ボルトの軸部４の先端中心部に
６角孔からなる回動工具係合用凹部６６が設けられると
共に、その凹部６６の底部にボルトの軸部４の雄ねじと
逆螺旋の係合用ねじ孔２４が設けられ、その凹部６６内
で回動できる太さの回動工具係合用軸部６１を有するピ
ンボルト６０の雄ねじ部６１は前記ねじ孔２４に螺合さ
れている。

第５例 第２０図に示すように、ピンボルト６０における回動工
具係合用軸部ろ１と雄ねじ部６２との境界に捻り切断用
小径部６４が設けられているが、その他の構成は第４例
の場合と同様である。

第６例 第２１図に示すように、６角形の回動工具係合用軸部６
７が、ポル］・の軸部４の先端中心部に溶接、圧入その
他の手段により固着されるか、まだボルトの軸部４と一
体に製作されている。

第７例 第２２図に示すように、回動工具係合用軸部６７におけ
るボルト側の端部に捻り切断用小径部３４が設けられて
いるが、その他の構成は第６例の場合と同様である。

第８例 第２６図に示すように、回動工具係合用軸部６７の中間
部に捻り切断用小径部６４が設けられているが、その他
の構成は第６例の場合と同様である。

第９例 第２４図に示すように、ボルトの軸部４の先端中心部に
６角孔からなる回動工具係合用凹部６６が設けられ、捻
り切断用小径部ろ４を一端部に形成した６角軸からなる
回動工具係合用軸部ろ７の一端部が、前記凹部６６の底
部中央にスタッド溶接等により固定されている。

第１０例 第２５図に示すように、ボルトの軸部４の先端中心部に
６角形の回動工具係合用凹部６６が設けられている。こ
の例は弦材が傾飽して配置される場合に弦材の下側端部
のボルトに採用され、ボルトろをその自重により移動さ
せて接合金具７のねじ孔６に突き当たらせたのち、前記
凹部６６に回動工具を係合し、その回動工具によりボル
ト乙を回動してねじ孔乙に螺合する。

第２１図、第２２図ないし第２４図に示す第６例、第７
例ないし第９例の場合は、ボルトろを接合金具７のねじ
孔６に螺合するとき、軸部６７金手または適当な工具で
把持して接合金具の中心側に引寄せ、次いで回動すれば
よい。

ビンボルト３０１回動工具係合用軸部６７に捻り切断用
小径部ろ４を設けておき、ボルト本締め時に必要トルク
に達したとき、前記小径部６４が捻り切断されるように
しておけば、その小径部６４が捻り切断されるまで締利
けを行なうことにより、ボルト６が必要トルクで締付け
られたことを容易に確認することができる。

゛まだ第１７図〜第２０図、第２６図および第２４図の
場合は、ピンボルト６０を螺脱まだは捻り切断したり、
回動工具係合用軸部６７を捻り切断しても、ボルトの軸
部の先端に回動工具係合部が残されているので、前記押
ねじ２５を弛めだのち、前記回動工具係合部に回動工具
を係合してボルトを螺脱したり再び締付けだりすること
ができ、したがって、トラス構造物の解体、移設または
トラス構造物組立終了後の組立寸法修正等を行なうこと
ができる利点がある。

第２１図の場合は、ボルト乙の締結前後にピンボルト６
０を着脱する必要がなく、ボルト締付時はもとより、ボ
ルト締付後においても、押ねじ２５を弛めれば、ボルト
６を螺脱したり再び締付けることができ、したがってト
ラス構造物の解体、移設または組立寸法の修正等を行な
うことができる利点がある。

なお前記回動工具係合用軸部３１．５７および回動工具
係合用凹部６６の断面形状は６角形以外の形状例えば４
角形１周囲に１２のＶ形突条を有する形状またけその他
の非円形であってもよい。

第２６図はこの発明の他の実施例を示すものであって、
前記実施例におけるストッパ２１が省略され、鋼管部材
２０にサービスホール６８が設けられ、組立ての際に、
ボルト６が手によりサービスホールろ８から鋼管部洞２
０内に挿入され、次いで鋼製端部金具２２の透孔２に挿
通されると共に、ボルトろの先端が接合金具７のねじ孔
６の端部に係合され、次に前記実施例の場合と同様にし
て締付結合操作が行なわれる。

一般に、構造部祠の防食方法として、浸漬メッキが行な
われることがあり、この場合ボルトが予め部材内に挿入
されていると、メッキを行なう際に、メッキ層がボルト
のねじ部に＋１着して、後の締結ができなくなる恐れが
あり、そのためメッキ後に再度ねじ切り加工を行なうの
が現状であるが、第２６図の実施例の場合は、前述のよ
うな煩雑に後加工を行なう必要がない。

この発明によれば、弦材１の端部に設けられたボルト挿
通用透孔２に弦村内部側からボルト乙の軸部４を挿入し
、その弦材１の端部を、操作用開口部５およびボルト螺
合用ねじ孔６を備えている球殻状の接合金具７の外面に
対向させ、かつ弦材１のボルト挿通用透孔２の中心を接
合金具７のねじ孔乙の中心にほぼ合致させ、次に前記ボ
ルト６を接合金具内部からの操作により回動して、接合
金具７のねじ孔６にボルト６の軸部４を接合金具７の外
側から内側に向かって螺合移動していくので、球殻状の
接合金具Ｚ内にボルト乙の頭部が存在しないようにして
、弦材１と接合金具７とをボルトろにより結合すること
ができ、そのため接合金具７内にボルトの頭部が存在し
ている前記従来の場合の問題を解決することができ、か
つボルトろ全体を接合金具７内に挿入する必要がなく、
シたがって接合金具７の径を小さくしてその重量を大巾
に減少させることができると共に、接合金具７を低コス
トで製作することができ、さらにボルト６は予め工場で
製作される弦材１内に収納されているので、トラス組立
現場での作業性がよく、かつ部品管理も容易で、省力化
を計ることができるため組立コストを犬１］に低減する
ことができる等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の立体トラスの部材接合部を示す平面図、
第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第６図は従来の部材接合
部におけるボルト頭部と回動工具のソケットとのせり合
い状態を示す図、第４図は従来の部材接合部におけるボ
ルト挿入途中の状態を示す図である。第５図ないし第１
４図はこの発明の一実施例を示すものであって、第５図
はボルト付き弦材の一部切欠縦断側面図、第６図は接合
金具の縦断側面図、第７図は座金の縦断側面図、第８図
は座金の正面図、第９図はビンボルトの側面図、第１０
図ないし第１２図は弦材と接合金具との接合順序を示す
縦断側面図、第１６図は立体トラスの部材接合部を示す
平面図、第１４図はそのＢ−Ｂ線断面図である。第１５
図は２本の弦材を最も接近させて接合金具に接合した状
態を示す縦断側面図、第１６図ないし第２５図はボルト
における回動工具係合部の他の例を示すものであつ１９
− 書 て、Ａは側面図または一部縦断側面図、Ｂは正面図であ
る。第２６図は他の実施例を示す縦断側面図である。 図において、１は弦材、２はボルト挿通用透孔、６はボ
ルト、４は軸部、５は操作用開口部、乙はボルト螺合用
ねじ孔、７は接合金具、１９はボルト付き弦材、２０は
鋼管部材、２１はストッパ、２２は鋼製端部金具、２４
は係合用ねじ孔、２５は弛み止め片押ねじ、２８は座金
、２９は凹球面、６０はビンボルト、ろ１は回動工具係
合用軸部、ろ２は係合用雄ねじ部、６ろは回動工具、６
４は捻り切断用小径部、３５は回動工具係合用突起、６
６は回動工具係合用凹部、６７は回動工具係合軸部であ
る。 ２０− １１図 区 （） 区 Ｎ 区 弯１−一 ヘ 区 ０フ 区 へ 区 ｃ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弦材１の端部に設けられたボルト挿通用透孔２に弦材内
   部側からボルト６の軸部４′ｆ：挿入し、その弦材１の
   端部を、操作用開口部５およびボルト螺合用ねじ孔６を
   備えている球殻状の接合金具７の外面に対向させ、かつ
   弦材１のボルト挿通用透孔２の中心を接合金具７のねじ
   孔乙の中心に合致させ、次に前記ボルト６を接合金具内
   部からの操作により回動して、接合金具７のねじ孔乙に
   螺合し、前記ボルト乙により弦材１の端部と接合金具７
   とを締付結合することを特徴とする立体トラスの部材接
   合方法。