JPS6361445B2

JPS6361445B2 -

Info

Publication number: JPS6361445B2
Application number: JP55172444A
Authority: JP
Priority date: 1980-12-06
Filing date: 1980-12-06
Publication date: 1988-11-29
Also published as: JPS5796145A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は競技場、体育館、格納庫等の大空間が
要求される建築物に広く使用されて有意義な建築
骨組である。

従来、大空間が要求される建築物の骨組として
は、格子構造にすれば、荷重を両方向に負担させ
ることにより、梁の断面としての高さを低くして
有効天井高を高く採れる、建物の縦横の剛性が大
きくなる、等の利点が得られるので合理的とされ
ている。

ところが、格子構造の敬遠され勝ちな構造計算
はコンピユーターの普及により容易となつてきた
が、組立工作はトラス組立とするため手数が掛る
のでこの方が問題として残つた。

また、近頃大空間建築物では張間も天井高も大
きくなるばかりでなく、仕上げ材もALC版のよ
うな重量材を使用することも多くなり、建築骨組
として一層の強度を要求される点に第２の問題点
がある。

本発明はＨ形鋼を使用してその接合の簡明と現
場建方の容易を実現するのみならず、骨組材とし
て性能に優れたＨ形鋼使用の斜行格子体、しかも
２重に構成した立体骨組を得て骨組強度の向上を
も併せ実現しようとするものである。

建築物の骨組を、この立体骨組に構成すれば、
甚だ高次の不静定構造体となるが、一般に施工さ
れている柱梁の平行建のフレームの不静定次数は
１〜４が多いので、同一の材料安全率で設計した
もので考察すれば、斜行格子構造のような高次の
不静定構造は頑丈に設計されていることが明らか
にされている。この点本発明による建築骨組の構
造安全率は甚だ大きいことになる。

この斜行格子構造であるが、矩形格子構造と対
比して説明する。矩形格子構造と斜行格子構造と
はその平面を第１，第３図に示し、鉛直荷重によ
る部材の曲げモーメントをそれぞれ第２，第４図
に部材を線体として示したが、部材は周辺に対し
前者では直交し、後者では斜交しているものであ
る。

第２，第４図では周辺に対しては単純支持と
し、一方向のみの図示であるが、矩形格子構造で
は応力が大きく中央部では殊に大きくなるけれど
も、斜行格子構造では張間の長い部材では正と負
の曲げモーメントが生じて曲げモーメントの大き
い部分が分散されていることが判る。そして、斜
行格子構造では各部材の曲げ剛性が同一であつて
も、各部材の剛度は変化するため隅部の部材のよ
うに張間は短いが剛度は大となるため、負担する
曲げモーメントは大きくなる。

本発明では、斜行格子構造がその格子目は四辺
形であることを明示したが、建物叉は構格の平面
形が長方形，円形、三角形、台形等の何れであつ
ても差支なく、断面形としても折曲状、曲面状等
でも差支なく、斜行格子構造としての特性を失わ
ず適用できるものである。

本発明を第７図以下の実施例について説明す
る。第７図は任意の外形内に、即ち図示しない周
辺に対しては斜交するＨ形鋼１，１，……相互の
交叉とその突付け継によつて四辺形格子目の屋外
側斜行格子体を形成したことを実線で表示し、同
じく周辺に対して斜交するＨ形鋼２，２，……相
互とその突付け継によつて、屋外側斜行格子体の
四辺形格子目に対応する四辺形格子目を有する屋
内側斜行格子体を形成したことを破線で表示し、
これら屋外側斜行格子体と屋内側斜行格子体とを
対向させるも両者における各交叉結合点を食違い
位置に配置して２重の斜行格子体を構成するが、
図示では平面体であり、四辺形格子目は四辺等長
で同大の菱形であるから、屋外側と屋内側との各
交叉結合点は食違い位置となつて重ならないが、
互いに相手方四辺形格子目の中心位置に重なるこ
とを示す。

そして、これら２重の両斜行格子体間における
隣接関係の交叉結合点、換言すればＨ形鋼１，
１，……による第７図実線表示の屋外側斜行格子
体の交叉結合点とＨ形鋼２，２，……による第７
図破線表示の屋内側斜行格子体の交叉結合点との
両者間において隣接関係の交叉結合点は近隣して
いて、第７図で紙上縦横直交方向に交互に排列し
ているが、その交叉結合点相互を形鋼３で連結す
る。第８，第９図は紙上右方および下方より視た
第７図の断面図であり、図は２個ずつ並ぶが、そ
れぞれ任意の列と次位の列との断面を示す。内外
側の斜行格子体は立体トラスの弦材形鋼３は腹材
の関係となる。

ここで従来の斜行格子構造の部材とその交叉結
合について述べる。第５図は部材例で、Ａは山形
鋼の組立、Ｂはパイプの組立によるもので、Ｃは
Ｈ形鋼を使用することを示す。

山形鋼の組立によるＡでは、第６図Ａに示すよ
うにe₁，e₂の偏心があつて材の抵抗力は数分の一
に減少され、叉上下面のガセツトプレートはe₁，
e₂の偏心曲げモーメントに耐えるものでなければ
ならず、材料安全率法の計算基準では不成立とし
しか考えられず、応力度は数十倍となるのが常で
あつて、こように偏心の問題は材部強度に大きい
影響を持つばかりでなく、部材の交叉結合にも手
数を要することにならざるを得ない。パイプの組
立によるＢでは偏心の問題はなくても、第６図Ｂ
の上図では特殊な球形結合金具への捻込みを示
し、同じく下図では溶着工法を示すように交叉結
合に工費が嵩む。

それに山形鋼、パイプを第５図Ａ，Ｂのように
トラス組にすれば、トラスの内外側の弦材は屋根
受、壁受や天井の吊持による局部曲げモーメント
が作用するので、比較的断面係数の小さい山形鋼
やパイプは不利である。

Ｈ形鋼は第５図Ｃに示すとおり単材であるから
組立の要なく、材形的にＨ形鋼の性能を考察する
に山形鋼やパイプに較べて引張力に対しては差が
なくても曲げモーメント、圧縮力に対してはＨ形
鋼が最も優れている。このことはこれらの断面性
能表で近似の径、断面積の材につき比較すれば解
ることである。従つて、前述の屋根受、壁受や天
井の吊持による局部曲げモーメントが作用しても
曲げモーメントに余猶があつて、山形鋼やパイプ
に較べて有利である。

Ｈ形鋼の交叉結合については、従来においても
それ自身単材であり、且つその形態上からも、第
６図Ｃに示すようにウエブの両側面に添板を溶着
しておき、左右から衝接する別のＨ形鋼の端部を
該添板にボルト締めするなどし、フランジの上下
面と別のＨ形鋼端部の上下面とに跨つて接合板を
当てボルト締めするなどの突付け継により上下
面、両側とも偏心を伴わない結合が容易である。

従つて、本発明においてＨ形鋼を部材とする屋
外側或は屋内側の斜行格子体では、前記したよう
に、そして第２，第４図でみるように矩形格子構
造で見られた高い値での最大曲げモーメントの集
中的発生が低い値での最大曲げモーメントの分散
的発生に変化するという構造的利点は保持しなが
ら、山形鋼の組立やパイプの組立を部材とする斜
行格子構造に較べて力学的性能に優れるＨ形鋼の
特性に基いて曲げモーメント，圧縮力や局部的曲
げモーメントに対する適応性が大きい。そして、
部材がＨ形鋼ということの形態から交叉結合が容
易で偏心も伴わないことは前記したとおりであ
り、次に説明する第１０図でも明らかである。

このように本発明における、Ｈ形鋼を部材とす
る斜行格子体の利点は多いが、建築骨組の張間が
大きく、屋根葺材も重要な物になれば、曲げモー
メントは甚だ増大しＨ形鋼の断面も大きくなり鋼
量の面でも問題が出て来るが斜行格子体を２重に
して立体斜行格子体として応力を分散して合理化
を図ると共に不静定次数の一層大きい頑丈な建築
骨組に仕上げたのが本発明建築骨組である。

本発明のＨ形鋼相互の交叉結合は第１０図に例
示しているが、下段の図は第６図Ｃによるもので
Ｈ形鋼１のウエブの両側面に添板６，６を溶着し
ておくことを示し、外側フランジ外面には外側接
合板４、内側フランジ内面には内側接合板５を示
す。交叉結合点において斜行格子体の面に沿う断
面図は上段、面に直角な断面図は中段の図であ
る。中段の図では下段の図に示すＨ形鋼１の両側
に、交叉する別のＨ形鋼１，１を突付け添板６を
介してウエブにおいてボルト８で締着し、外側フ
ランジの外面には外側接合板４を内側フランジの
内面には内側接合板５を、両Ｈ形鋼１，１に跨つ
て被せ、第１２，１３図に示すとおりボルト８に
より接合板４，５を介して双方のフランジを締着
して、突付け継による結合をする。

上段の図は中段，下段の図とその説明に符合し
ていることも解る。

本発明の四辺形格子目は、第７図では菱形を呈
し正方形が45゜傾斜した形で示され、Ｈ形鋼１，
１，…とＨ形鋼２，２，…はそれぞれ直交関係と
なるから外側接合板４，内側接合板５では第１
２，１３図のように直交関係にボルト８の位置が
設けられ、屋外側と屋内側の斜行格子体のそれぞ
れの交叉結合点間の隣接関係のそれは既に記述し
たとおり、そして第７図で縦横直交方向に示され
ているから、Ｈ形鋼１，１，…に対して45゜傾斜
方向となるので、内側接合板５ではＨ形鋼１，
１，…Ｈ形鋼２，２，…方向とは45゜傾斜した方
向に結合部７を突設し、ここにもボルト８の位置
を設け、更に内側方向に屈折したものである。

本発明において屋外側斜行格子体に屋内側斜行
格子体を対向して２重の斜行格子体を構成すれ
ば、内外両斜行格子体の隣接関係の各交叉結合点
の内側接合板５の屈折した結合部７は相手側交叉
結合点の結合部７に対向することとなり、第１１
図のようにＨ形鋼，山形鋼等の形鋼３はこれを屈
曲することなく容易に結合部７に重ねてボルト８
で締着するなどして結合してなる本発明の建築骨
組が構築されることとなる。

本発明の斜行格子体を２重とした立体斜行格子
構造では、この２種格子体内のせん断力は極めて
少値であつても、、このせん断力に対応する部材
を設けるとすればかなりの部材数となり工数も多
くなるけれども、このように４個の形鋼３で各交
叉結合点を波状に速結するから、形鋼３が応せん
断力材となるのみならず、斜行両方向の交叉によ
る菱形の対角線材ともなつて全体として三角形の
集団ともなつて力学的合理性ある構造ともなる。

本発明において斜行格子体が１重なれば大張間
や大負荷の場合Ｈ形鋼と雖も曲げモーメントが大
きく発生するなどして大断面材を要するの不経済
が起るけれども、２重とした立体構造により応力
を分散し合理的に鋼量を抑えると共に一層高次の
不静定構造となつて堅固となる。

本発明の効果はこれまで順次構成の説明と共に
述べてきたが、Ｈ形鋼を部材とした点、それによ
り屋内利用空間を一層高くし得る点、斜行格子体
の点、内側接合板の結合部と形鋼による結合の
点、屋外側と屋内側との２重の斜行格子体を構成
した点等につきこれまで述べてきた点が相関連し
て綜合したところに在るものである。特に、Ｈ形
鋼による斜行格子体を２重に組んで建築骨組にお
ける張間の大規模や屋根荷重の増大の要求に合理
的に対処した経済的効果は顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１、第２図は矩形格子構造の線体平面図、鉛
直荷重時曲げモーメント図、第３、第４図は斜行
格子構造の第１、第２図に相当する図、第５、第
６図は既存工法を示す説明図、第７図は本発明の
線体平面図、第８、第９図は第７図の断面図、第
１０、第１１図は部分拡大説明図、第１２図は外
側接合板の平面図、第１３図は内側接合板の展開
平面図である。１，２……Ｈ形鋼、３……形鋼、４……外側接
合板、５……内側接合板、６……添板、７……結
合部、８……ボルト。

Claims

【特許請求の範囲】

１周辺に対して斜交するＨ形鋼相互の交叉とそ
の突付け継によつて四辺形格子目の屋外側斜行格
子体を形成し、同じく周辺に対して斜交するＨ形
鋼相互の交叉とその突付け継によつて、屋外側斜
行格子体の四辺形格子目に対応する四辺形格子目
を有する屋内側斜行格子体を形成し、これら屋外
側斜行格子体と屋内側斜行格子体とを対向させる
も両者における各交叉結合点を食違い位置に配置
して２重の斜行格子体を構成し、これら両斜行格
子体間における隣接関係の交叉結合点を形鋼で連
結するに当りこれら両斜行格子体の各交叉結合点
の内側に取付けた内側接合板の相手側交叉結合点
に対向して屈折突設した結合部においてなすこと
を特徴とする建築骨組。