JPS5945066B2 - 鋼材ステ−架構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は鋼材ステー架構に関する。

一般に建築工事において使用される揚重運搬機械、例え
ばタワークレーン、建設用リフト、コンクリートタワー
、入荷エレベータ等にあっては、当該機械を立設量する
場合の主要構造部であるクワ−（マスト、ポスト、ガイ
ドレール等を含む）が一定の高さに達し、又はそれ以上
高くなった場合は、対座屈強度上の安全性を確保し、か
つ支え兼固定する目的から所定間隔にステーを設け、タ
ワーを構築物等に支持させることが規定されている。

従来の上述目的で用いられるステー架構のほとんどは第
１図に例示するように、タワーを抱含支持する枠体１と
、左右二本、合計四本のステー２゜２・・・・・・とか
ら構成され構築物３に対し、各ステー２・・・・・・に
よる四点支持とした構成であるが、構築物との支持部を
回り対偶（ピン接合等）とした場合ステー各部材の応力
を、設定条件に基いて汎用架構解析プログラムにより解
析を行なうと、その結果解析できないものである。

即ち、上述ステー架構は、支え兼固定不可能の不安定架
構となり、ステーとしての本来の目的を達成できないも
ので、ただ通常タワーが基礎上に傾倒してしまう載置立
設でなくして非傾倒の固定立設であることによってもっ
ているにすぎない。

但し、構築物との支持部を剛接合とすれば、上述問題は
解決し得るが、タワー４を枠体１に対して緊結している
為、ステー及び構築物に曲げモーメントの影響を受ける
ことになり、従って力学的強度を満足させる為には、各
部材の断面強度のアップと、構築物側を特別に補強する
必要があってコストアップとなるものである。

そこで本発明は、上述従来の事例に鑑みて検討の結果な
されたものであって、枠体と、構築物を連結する四本の
ステーを、左右二本単位で一端を夫々合着し、該合着端
と構築物及び各ステーの他端と枠体を夫々回り対偶、即
ちピン接合により接合したことを特徴とするもので、解
析の結果安定架構となって曲げモーメントに対する必要
最小限度の部材断面で力学的強度を満足させることがで
きる鋼材ステー架構を提供することを目的とするもので
ある。

以下に本発明を実施の具体例を示す図面に基いて詳述す
れば、第２図において、鋼材ステー架構Ａは、二分割可
能に設けた枠体１１と、四本のステー１２，１２’・・
・・・・を主要部材として構成されている。

枠体１１は、左右−生死形成した枠部材１１１１′を、
ボルト締め等の解体、組付は自在の公知の手段によって
接合してタワー１３を抱合支持するように形成されるも
ので、上記タワー１３をフリーの状態に支持する構成と
なっている。

四本のステー１２ 、１２’・・・・・・は、夫々本体
１４・・・・・・と、ピース１５ 、１５’・・・・・
・と、それ等両者間に介在され、軸方向の長さを調整す
る為の調節用ジヤツキ１６ 、１６’・・・・・・から
形成され、夫々は枠体１１の外周に等間隔に突設した各
ブラケット１７ 、１７’・・・・・・にピース１５
、１５’・・・・・・が回り対偶、即ち取付ピン１８，
１８’・・・・・・で接合されている。

各ステー１２，１２’・・・・・・の他端は、左右二本
単位として根元金物１９ 、１９’により合着され、そ
の合着端２０ 、２０’が、構築物２１にアンカーボル
ト２２．２２’により固定されたアンカー金物２３．２
３’に夫々取付ピン１８ 、１８’により回り対偶で接
合されるものである。

このステー１２，１２’・・・・・・は、図示例の如く
、左右二本単位として枠体１１から構築物２１側にほぼ
への字形状に安定支持に配置されるから、調整用ジヤツ
キ１６ 、１６’・・・・・・により軸方向の長さを調
整可能とする外、夫々の根元金物１９ １９’に対して
ピン接合を行なって二本のステーのなす角度を調整でき
るようにしてもよいもので、このようにすると、構築物
２１に対する接合位置の設定に自在性を持たせることが
できて都合がよいものである。

又本実施例ではステーの両合着端２０ ２０’は構築物
２１に対し、枠体１１の中心線２６から左右対称位置に
且つ等寸位置に接合されている。

而して、上記構成とした鋼材ステー架構Ａは第３図に示
すように基礎２４上に立設したタワークレーンマスト１
３に対し水平に取付けられ、必要に応じてマストに取付
けの吊紐体２５で吊架されるものとする。

次に本発明鋼材ステー架構を、汎用架構解析プログラム
を用いて第３図に示すタワークレーンの各種の設置条件
について、鋼材スゲ一応力の解析を行ない、その一部を
実験により確認した結果について述べる。

モデルの設定を第４図に示す構成とし、各部材間の接合
方式は、表−１に示す組合せとした。

解析手順及び設定条件 ステ一応力の解析は表−２に示すような手順で行なう。

又解析にあたっての設定条件は、表−２〜５、並びに第
４図に示す通りである。

（注） Ｈ：脚、 ［：枠 解析結果 第６図に示すステー各部材の応力を設定条件に基いて上
述架構プログラムにより解析した。

解析の結果を以下に述べると、 部材断面性能について 外力Ｈを一定として表−４に示す４種の部材断面性能（
■〜■）について部材応力（Ｐ 、 Ｎ 、 Ｆ 。

Ｒ，Ｍ）の解析をした結果、Ｐ−Ｍはほとんど変化しな
いことがわかった。

この為以下の検討は、表−４（■）の条件で行なった。

但し、第６図に示す記号は次の通りである。

Ｈ；外力の大きさく１） θ；外力の方向（度） Ｐ１〜Ｐ４ ｔステーの軸力（１） Ｎ１〜Ｎ４；枠の軸力（１） Ｒ１−Ｒ４；反力（１） Ｍ１〜Ｍ４；枠曲げモーメント（ｔ−ｍ）ＭＲ１〜ＭＢ
２ ； 支持部曲げモーメント（ｔ−ＣｒｆＬ）外力の
位置について 第５図に示す４種の外力の位置（Ａ−Ｄ）についてＰ−
Ｍの解析をした結果、外力Ｈの総和が一定であればＰ−
Ｍはほとんど変化しないことがわかった。

外力の大きさＩについて 外力の大きさＨに対して、Ｐ−Ｍは全て直線的に比例す
る結果を得た。

その一例として第７図にＨ−（Ｐ、Ｎ）の関係線図を示
す。

この結果からＨと（Ｐ−Ｍ）とは次の関係式で表わされ
る。

（Ｐ−Ｍ）＝（αＰ〜αＭ）・（Ｈ） ・・・・・・
（１）αＰ〜αＭ；定数 外力の方向（のについて 第６図に示すようにステーは左右対称形であるので、Ｈ
の正・負に対してθ＝０〜９０°の範囲にとれば、θに
ついて全ての条件が満たされる。

上記のθに対しての部材応力の解析結果の一例として、
第８図にθ−Ｐの関係線図を示す。

又この図からθに対するＰの絶対値をＹ／Ｘをパラメー
タとして整理した結果を第９図に示す。

尚、係数αＰは、（１）式の関係から求めたものである
。

接合方式について 表−１に示す２種の接合力式（Ｉ、ｎ）についてＰ−Ｍ
の解析をした結果、支持点反力Ｒについてはほとんど変
化はなかったが、Ｐ、Ｎ、Ｍについては、接合方式（１
）の方が、小さな値であった。

しかし、接合方式（ｎ）においては、ＭＲがかなり大き
な値となる為ステーと構築物との接合部の曲げモーメン
トに対する考慮が必要であるから、上述構成の本発明、
鋼材ステー架構では、曲げモーメントに対し、充分考慮
がなされたことといえる。

解析結果のまとめ ＨとＰ−Ｍの関係式 第９図から各Ｙ／Ｘに対しＸをパラメータとしてαＰの
最大値を求め、それをプロットしたものが第１０図であ
る。

この図よりＸをパラメータとした曲線群が得られ、この
曲線群の最大値を包絡線として求めたものが図中の太い
線である。

次にこの実線に対する近似式を最小二乗法によって求め
αＰｍａＸとした。

同様にしてαＮｍａｘ〜αＭｍａｘについて求めた太い
実線の一例を第１１図〜第１２図に示す。

以上の如くに求めたαＰｍａＸ〜αＭｍａＸと（１）の
式の関係によりＨと（Ｐ−Ｍ）の関係式を求めた。

表−５は各部材応力（Ｐ−Ｍ）の算出式をまとめたもの
である。

第１０図〜第１２図より、外力Ｈの係数αＰ ｍ ａ
Ｘ 。

αＮｍａｘ ｔ Ｍｍａｘの最小値を検討した結果、
Ｙ／Ｘの最適範囲は、０，７〜１．０種度である。

結論 以上の解析結果により、外力Ｈに対する各部材応力の算
出式を導き出すことができた。

従って、鋼材ステー架構は、常に構築物との接合部を構
築物の柱に容易に取ることができるのである。

以上説明したように、本発明の鋼材ステー架構によれば
、外力に対する各部材応力の算出式を導きだすことので
きる安定架構となると共に構築物支持部は、ピン接合に
よる回り対偶とした為、曲げモーメントによる部材断面
さ、構築物側の補強工事等を必要最小限におさえること
ができることによる経済性は犬であり、又構築物支持部
の二点支持によって、常に、構築物との接合を、梁等と
比較して支持力を充分に確保し得る構築物の柱に容易に
行ない得るといった力学的強度及び施工上の両面を満足
させることができる等、極めて簡易な構成としながら所
期の目的を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知の鋼材ステー架構を示す平面図、第２図
は、本発明の鋼材ステー架構を示した平面図、第３図は
、同鋼材ステー架構の使用態様をタワークレーンと共に
示す側面図、第４図、第５図、第６図は、同鋼材ステー
架構における実験上のステー形状、外力の位置、部材応
力を夫々示す説明図、第７図、第８図、第９図、第１０
図、第１１図、第１２図は、同鋼材ステー架構の実験値
に基＜Ｈ−Ｐ、Ｎの関係、θ−Ｐの関係、θ−Ｐ、αＰ
の関係、Ｙ／Ｘ−αＰの関係、Ｙ／Ｘ−αＮの関係、Ｙ
／Ｘ−αＰの関係を夫々示したグラフである。 符号の簡単な説明、１１・・・・・・枠体、１ ’、ｉ
ｉ”・・・・・・枠部材、１２ 、１２’、 １２’、
１２“′・・・・・・ステー、１３・・・・・・タワ
ー、２１・・・・・・構築物。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 相互に分割合着可能とした枠部材を剛接合し、タワ
   ー等をフリーに抱合せ支持するようにした枠体と、上記
   枠体を片持ち梁の原理で構築物に支持する四本のステー
   とから構成され、上記枠体の外周はぼ均等位置と上記各
   ステーの一端を夫々回り対偶で接合すると共に、それ等
   ステーの他端は左右二本単位で合着し、その合着端と構
   築物を回り対偶で接合して成ることを特徴とする鋼材ス
   テー架構。