(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
幅方向に並列する２本の上弦材と、両上弦材に対向する１本の下弦材と、前記上弦材と前記下弦材の長さ方向に間隔を置いて前記２本の上弦材と前記下弦材との間に架設され、立体トラスを構成する複数本の束材とを備え、
前記立体トラスの形成位置は前記上弦材の長さ方向に間隔を置いて複数、配置され、この各立体トラスの形成位置において、前記２本の上弦材間に少なくとも２本のつなぎ材が前記上弦材の長さ方向に間隔を置いて架設されると共に、前記下弦材と前記各上弦材との間に、少なくとも２本の前記束材が架設され、少なくとも２本の前記束材の下端が集合して前記下弦材に接続され、少なくとも２本の前記束材の上端が前記つなぎ材と前記上弦材との接続点に接続され、
前記下弦材の長さ方向の端部が前記上弦材の長さ方向の端部に直接、もしくは間接的に連結されて梁として完結し、少なくとも使用状態で前記下弦材に張力が与えられた状態になることを特徴とするトラス張弦梁。
【請求項２】
全体的に上に凸に湾曲、もしくは屈曲した形をしていることを特徴とする請求項１に記載のトラス張弦梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は上弦材と下弦材、及び両弦材間に架設される束材を基本的な構成要素とするトラス張弦梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上弦材と下弦材を斜材（ラチス材）や束材によって繋いだ形態のトラス型の張弦梁（トラス梁）は構造物の桁行方向に間隔を置いて複数、配列し、互いに連結されることで、屋根架構を構成する。張弦梁は自重で下弦材がスパン方向に受ける張力をスパン方向に張架される緊張材が負担することによって形態を維持した状態で安定する。
【０００３】
屋根架構全体では自重（鉛直荷重）によって張弦梁の長さ方向両端間に作用する、両端間距離を増大させようとする張力に張弦梁の両端間に張架される緊張材が抵抗し、張力を負担することで、緊張材の張力とトラス梁の自重（鉛直荷重）が平衡した状態で安定する（特許文献１参照）。緊張材には張弦梁の自重による張力を相殺させるために予め緊張されることもある。
【０００４】
但し、屋根架構が下部構造に架設された状態で屋根架構の自重と緊張材の張力とが平衡したとしても、平衡状態は屋根架構の自重と緊張材の張力のいずれかが勝ったときに失われ易いため、屋根架構は上下方向（鉛直方向）に振動し易い状態にある。このことから、屋根架構の振動の発生を抑制する上で、トラス梁自体に元々、緊張材の緊張力によって容易に変形しない程度の剛性を持たせておくことが必要になる（特許文献２参照）。
【０００５】
特許文献２では上弦材と下弦材、及び両弦材間に架設される斜材からなる平面トラスのトラス梁を桁行方向に並列させ、この桁行方向に隣接するトラス梁をつなぎ材で互いにつなぐことによって桁行方向の一体性を確保している。スパン方向に張架される緊張材に導入される張力に対しては、トラス梁の山部（頂部）の下に、四角錐形状の立体トラスを構成する４本の束材４を配置することで、トラス梁山部付近の剛性を確保し、緊張力によるトラス梁山部のスパン方向の変形を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６１−７８９３４号公報（請求項１、第１図〜第３図）
【特許文献２】特開平３−２７９５３６号公報（請求項１、公報第２頁右下欄第７行〜第３頁左上欄第３行、第２図〜第４図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２ではトラス梁山部とスパン方向両端部との間の中間部にもトラスを構成する束材５を配置しているが、このトラスは桁行方向に配列する２本の束材５のみから構成される平面トラスであり、立体トラスを構成してはいないため、束材５の配置位置付近におけるスパン方向の剛性を確保する手段にはなっていない。
【０００８】
山部以外のスパン方向中間部に位置する束材５はトラス梁山部における束材４の下端を通り、スパン方向両端部間に張架される緊張材に張力を与えるためにスパン方向中間部に配置され、緊張材を押し下げているに過ぎない。
【０００９】
このことから、緊張材がトラス梁に対してスパン方向に相対移動した（ずれた）ときにはトラス梁に対して転倒しようとし、曲げ変形に対する抵抗要素になることがないため、トラス梁に曲げ剛性を付与することに貢献する余地がない。よって束材５（平面トラス）は屋根架構を下部構造に支持させたときに、下部構造から反力を受けるための支点として機能することがない。
【００１０】
トラス梁は２種類の束材４、５の位置に、下部構造に直接、支持される両端部を合わせ、見かけ上は５点で支持されるが、結局のところ、上記のように平面トラスの位置では実質的に下部構造に支持されたことにはならないため、スパン方向の支点は緊張材の上に山部における立体トラス（束材４）と両端部と中央部の３点になる。
【００１１】
従って特許文献２の場合、トラス梁が自重及び上載荷重（鉛直荷重）を負担したときの反力はスパン方向両端部と中央部の３点で受けるだけであるから、この３点以外の区間に曲げモーメントが発生し、その最大値が両端部と中央部の中間位置に表れる。トラス梁の両端部と中央部との間の中間部に曲げモーメントが発生することで、トラス梁自体がこの曲げモーメントに抵抗するのに十分な曲げ強度を有している必要があるため、トラス梁の構成材の断面が増大し、質量が増加する結果となる。
【００１２】
本発明は上記背景より、上弦材と下弦材からなるトラス梁の曲げ剛性を向上させながら、鉛直荷重を負担することによる曲げモーメントを低減し、構成材の断面と質量を低減させることが可能なトラス張弦梁を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明のトラス張弦梁は、幅方向に並列する２本の上弦材と、両上弦材に対向する１本の下弦材と、前記上弦材と前記下弦材の長さ方向に間隔を置いて前記２本の上弦材と前記下弦材との間に架設され、立体トラスを構成する複数本の束材とを備え、
前記立体トラスの形成位置は前記上弦材の長さ方向に間隔を置いて複数、配置され、この各立体トラスの形成位置において、前記２本の上弦材間に少なくとも２本のつなぎ材が前記上弦材の長さ方向に間隔を置いて架設されると共に、前記下弦材と前記各上弦材との間に、少なくとも２本の前記束材が架設され、少なくとも２本の前記束材の下端が集合して前記下弦材に接続され、少なくとも２本の前記束材の上端が前記つなぎ材と前記上弦材との接続点に接続され、
前記下弦材の長さ方向の端部が前記上弦材の長さ方向の端部に直接、もしくは間接的に連結されて梁として完結し、少なくとも使用状態で前記下弦材に張力が与えられた状態になることを
ことを構成要件とする。
【００１４】
トラス張弦梁は少なくとも使用状態で下弦材に張力が与えられる（下弦材が張弦になる）ことで、「張弦梁」としての形態を維持し、この自ら形態を維持する能力を保有することが「トラス張弦梁が梁として完結する」ことを意味する。「少なくとも」とは、トラス張弦梁が自重（鉛直荷重）を負担した結果として張力が導入される場合の他に、予め（事前に）張力が与えられている場合がある趣旨である。下弦材に張力が与えられることから、下弦材には張力に対する抵抗能力の高い形鋼のような鉄骨部材、ＰＣ鋼材等の鋼材の他、繊維強化プラスチックが使用される。
【００１５】
下弦材の長さ方向の端部が上弦材の長さ方向の端部に直接、連結されるとは、例えば並列する上弦材の端部が互いに接近して連結（接合）され、その連結部分に下弦材の端部が連結（接合）されることを言う（図１−（ｂ））。間接的に連結されるとは、例えば並列する上弦材の端部間に架設され、双方に連結（接合）されるつなぎ材に下弦材の端部が連結（接合）されることを言う（図１−（ａ））。
【００１６】
トラス張弦梁の使用状態での下弦材への張力は上記のように予め与えられる（プレテンションの）場合と、長さ方向（スパン方向）両端において下部構造に支持され、自重（鉛直荷重）を負担したときに、その自重で下弦材が長さ方向に伸長しようとすることで、自然に与えられる場合がある。いずれの場合も、トラス張弦梁は使用状態で下弦材に張力が導入されることで、自重を含む鉛直荷重の負担能力と、鉛直荷重を負担したときに曲げ変形を起こさない形態維持能力を発揮する。
【００１７】
トラス張弦梁が自重を含め、鉛直荷重を負担したときには、トラス張弦梁の下端側において長さ方向両端間距離が拡大する向きに拡張しようとし、下弦材に引張力が作用する。下弦材に引張力が作用したときには、上弦材の長さ方向両端間が断面上の下端側において互いに内側（長さ方向中央部側）へ引き寄せられようとするため、結果的にトラス張弦梁が受ける鉛直荷重と下弦材が受ける引張力が相殺され、トラス張弦梁が鉛直荷重に対する抵抗力を保有する。
【００１８】
トラス張弦梁はその幅方向に並列する２本の上弦材と、トラス張弦梁の架設状態で両上弦材の下方に対向する１本の下弦材の３本の弦材が基本の構成要素になり、並列する２本の上弦材はその両上弦材間に架設され、両上弦材に接続されるつなぎ材によって一体化（一本化）する。２本の上弦材と１本の下弦材は両上弦材と下弦材間に架設され、双方に接続される束材によって一体化する。
【００１９】
束材はトラス張弦梁の長さ方向に間隔を置いて複数箇所、配置され、各配置箇所に付き、複数本の束材が立体トラスを構成する形に組み合わせられて上弦材と下弦材との間に架設される。複数本の束材の一端（上端）はそれぞれ上弦材とつなぎ材との接続（連結）点に接続され、他端（下端）は集合して下弦材に接続される。
【００２０】
つなぎ材は２本の上弦材間に跨るように架設されるから、束材はトラス張弦梁の幅方向には２本配置される。束材はまた、各配置箇所に付き、立体トラスを構成するように組み合わせられるから、トラス張弦梁の長さ方向に複数本配置される。束材の各配置箇所に付き、つなぎ材がトラス張弦梁の長さ方向に間隔を置き、複数本配置されることで、束材はトラス張弦梁の幅方向の２本×長さ方向の複数本分で立体トラスを構成することになる。
【００２１】
例えば束材（立体トラス）の各配置箇所に付き、つなぎ材がトラス張弦梁の長さ方向に間隔を置いて２本配置される場合には、立体トラスは２本×２本の４本の束材から構成されることになる。この場合、立体トラスが構成される立体トラスの各形成位置（上記束材の配置箇所）に付き、並列する上弦材間に、上弦材の長さ方向に間隔を置いて２本のつなぎ材が架設されると共に、その各つなぎ材と上弦材との接続点に束材の一端（上端）が接続され、その複数本の束材の他端（下端）が集合して下弦材に接続され、この４本の束材から立体トラスが構成される。
【００２２】
トラス張弦梁の長さ方向の端部は図１−（ａ）に示すように上弦材が並列したまま、両上弦材間につなぎ材が架設され、そのつなぎ材に下弦材が連結（接続）される形になる（下弦材が上弦材に間接的に連結される）場合と、（ｂ）に示すように並列する上弦材が端部側へかけて互いに接近して接続（連結）され、この接続部分に下弦材の端部が接続（連結）される形になる（下弦材が上弦材に直接、連結される）場合がある。いずれの場合も、上弦材の端部に下弦材の端部が連結されることによりトラス張弦梁は完結し、完成状態での取り扱い（運搬）、吊り上げ、下部構造への架設はトラス張弦梁単位で行われる。
【００２３】
立体トラスを構成する複数本の束材の組がトラス張弦梁の長さ方向に間隔を置いて複数箇所、配置されることで、自重を含む鉛直荷重に対する支点数が増える結果、鉛直荷重による曲げモーメントがトラス張弦梁の全長に分散して発生するため、図５、図４−（ｂ）に示すように支点間に生ずる曲げモーメントの最大値を小さくすることが可能になる。
【００２４】
図６に直線状の上弦材と下弦材、及び両弦材の長さ方向に間隔を置いて両弦材間に架設される束材からなる従来の張弦梁と、その張弦梁が鉛直荷重（自重）を受けたときの曲げモーメント分布を示す。この張弦梁では束材が立体トラスを構成しない状態で上弦材と下弦材に間に６箇所、配置され、両弦材に垂直に架設されている。
【００２５】
ここに示すように上弦材に生ずる曲げモーメントは長さ方向（スパン方向）中央部と、端部寄りの束材位置の３箇所に極大値が表れ、束材位置の曲げモーメントが最大値になっていることが分かる。極大値が表れる箇所数が少ない関係で、１箇所当たりの極大値が大きくなる傾向がある。
【００２６】
これに対し、図６と同様に直線状の上弦材と下弦材からなり、長さ方向に間隔を置いた６箇所に立体トラスを構成する束材が配置された図５に示す本発明のトラス張弦梁では、曲げモーメントの極大値の数が図６の場合より多く表れ、曲げモーメントの最大値が図６の場合より小さくなっていることが分かる。
【００２７】
具体的に図６との対比で言えば、図５において曲げモーメントの最大値が表れる長さ方向端部寄りの束材の位置（立体トラスの形成位置）における曲げモーメントは、図６において長さ方向端部寄りの束材位置に表れる曲げモーメントの最大値の半分以下、約４０％になっている。また図５におけるトラス張弦梁中央部の曲げモーメントは図６における同一位置の曲げモーメントの約２〜３％になっている。
【００２８】
図４−（ｂ）は（ａ）に示すように上に凸に湾曲したトラス張弦梁における曲げモーメントの分布を示すが、図５に示す直線状の場合と異なり、上に凸に湾曲した形態的な効果として、曲げモーメントの低減効果が表れていることが分かる。
【００２９】
トラス張弦梁の長さ方向に生ずる曲げモーメントの最大値の低減が図られることで、トラス張弦梁の基本の構成要素である上弦材と下弦材の断面を小さくし、それぞれの質量を低下させることが可能になり、トラス張弦梁全体の軽量化を図ることも可能になる。
【００３０】
また立体トラスを構成する束材の組がトラス張弦梁の長さ方向の複数、分散して配置されることで、曲げモーメントに対する抵抗要素が増加するため、トラス張弦梁の曲げ剛性が上昇し、曲げモーメントによる曲げ変形低減の効果も向上する。
【００３１】
立体トラスは４本以上の束材と並列する上弦材をつなぐつなぎ材に加え、上弦材の長さ方向に区分された一部の区間から構成され、上弦材の一部が立体トラスの一部を構成するため、上弦材自体の曲げ剛性が向上する効果も得られる。
【００３２】
具体的には立体トラスの各形成位置に配置される複数本の束材の上端間に、上弦材の長さ方向に間隔が確保されることで、トラス張弦梁を幅方向に（側面から）見たときに、上弦材の一部と２本の束材は図２−（ａ）に示すように三角形（トラス）を形成する。この三角形は束材の下端に作用するスパン方向の水平力によって２本の束材が上弦材に曲げモーメントを作用させる関係になるため、トラス張弦梁の曲げ剛性を向上させることに寄与する。
【発明の効果】
【００３３】
立体トラスを構成する複数本の束材の組がトラス張弦梁の長さ方向に間隔を置いて複数箇所、配置されることで、自重を含む鉛直荷重に対する支点数が増える結果、鉛直荷重による曲げモーメントがトラス張弦梁の全長に分散して発生するため、支点間に生ずる曲げモーメントの最大値を小さくすることができる。
【００３４】
トラス張弦梁の長さ方向に生ずる曲げモーメントの最大値が低減されることで、トラス張弦梁の基本の構成要素である上弦材と下弦材の断面を小さくし、質量を低下させることができるため、トラス張弦梁全体の軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）は本発明のトラス張弦梁の構成例を示した斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すトラス張弦梁の端部部分の変形例を示した斜視図である。
【図２】（ａ）は図１−（ａ）の側面図、（ｂ）は図１−（ａ）の平面図である。
【図３】図１−（ａ）における立体トラスの形成位置部分の拡大図である。
【図４】（ａ）は図１−（ａ）に示すトラス張弦梁をモデル化して示した側面図、（ｂ）は（ａ）のトラス張弦梁が鉛直荷重を負担したときに上弦材に生ずる曲げモーメント分布を示した曲げモーメント図である。
【図５】上弦材と下弦材が上に凸に湾曲していない直線状の本発明のトラス張弦梁が鉛直荷重を負担したときの上弦材に生ずる曲げモーメント分布を示した曲げモーメント図である。
【図６】直線状の従来のトラス張弦梁が鉛直荷重を負担したときの上弦材に生ずる曲げモーメント分布を示した曲げモーメント図である。
【図７】（ａ）は本発明のトラス張弦梁を使用した構造物の例を示した立面図、（ｂ）は（ａ）のトラス張弦梁部分を抜き出した平面図である。
【図８】（ａ）は図７−（ｂ）のｘ−ｘ線断面図、（ｂ）は（ａ）の見上図で、ｚ−ｚ線断面図、（ｃ）は（ａ）のｙ−ｙ線断面図、（ｄ）は４本の束材の下端部を接合するための下部接合プレートと下弦材の関係を示した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００３７】
図１−（ａ）、（ｂ）は幅方向に並列する２本の上弦材２、２と、両上弦材２、２に対向する１本の下弦材３と、上弦材２、２と下弦材３の長さ方向に間隔を置いて２本の上弦材２、２と下弦材３との間に架設され、立体トラスを構成する複数本の束材４とを備え、２本の上弦材２、２間につなぎ材５が架設され、下弦材３の長さ方向の端部が上弦材２、２の長さ方向の端部に直接、もしくは間接的に連結されて梁として完結しているトラス張弦梁１の構成例を示している。
【００３８】
図１−（ａ）に示すように「立体トラスの形成位置」はトラス張弦梁１の長さ方向に間隔を置いて複数、配置され、「立体トラスの形成位置」単位で複数本の束材４が配置される。「立体トラスの形成位置」の上弦材２、２間にはトラス張弦梁１の長さ方向に少なくとも２本のつなぎ材５、５が架設され、つなぎ材５、５の両端位置である上弦材２との接続点に束材４の上端部が接続（連結）され、立体トラスは少なくとも４本の束材４から構成される。
【００３９】
図１−（ａ）ではつなぎ材５にＨ形鋼を使用した場合に、その強軸方向を鉛直方向、もしくは上弦材２が全体的に形成する、後述する曲線の法線方向に向けているが、つなぎ材５は並列する２本の上弦材２、２間の軸方向の相対移動を拘束する（ずれを防止する）役目も果たすため、上弦材２、２間に相対移動を生ずる方向、あるいは水平方向に強軸方向を向け、弱軸方向を鉛直方向等に向けることが適切な場合もある。
【００４０】
立体トラスを構成する４本以上の束材４の組は図１〜図３に示すようにトラス張弦梁１（上弦材２）の長さ方向に間隔を置き、複数箇所、配置される。図面では長さ方向に並列する２本のつなぎ材５、５を一組とする立体トラスをトラス張弦梁１の長さ方向に６箇所、配置した場合を示しているが、２箇所以上あれば、立体トラスの配置数は任意である。
【００４１】
２本の上弦材２、２は基本的には複数本の束材４からなる複数の立体トラスの形成位置を含む区間では互いに平行に配置され、「立体トラスの形成位置」において上弦材２、２の長さ方向に並列するつなぎ材５、５が上弦材２、２間に架設され、双方に接続される。つなぎ材５、５が「立体トラスの形成位置」単位で並列して架設されることによって２本の上弦材２、２が一体化（一本化）し、全長に亘って間隔を保持する。
【００４２】
「立体トラスの形成位置」に配置される複数本の束材４の下端部は一点に集合した状態で、下弦材３に接続（連結、あるいは接合）される。複数本の束材４の下端部が下弦材３に接続（連結）されることで、２本の上弦材２、２と下弦材３が一体化（一本化）し、トラス張弦梁１が構成される。
【００４３】
「立体トラスの形成位置」に付き、トラス張弦梁１の長さ方向に並列する２本以上のつなぎ材５、５が配置され、各つなぎ材５と上弦材２との接続点（連結点）に束材４の上端部が接続（連結）されるため、立体トラスは図３に示すように少なくとも４本の束材４と、上弦材２の長さ方向に並列する少なくとも２本のつなぎ材５、５と、この２本のつなぎ材５、５によって区画される上弦材２、２の一部から四角錐形状に形成される。四角形を形成する２本のつなぎ材５、５と２本の上弦材２、２の一部からなる平面内には一体化（一本化）している２本の上弦材２、２の一体性（せん断剛性）を確保するためにブレースが架設されることもある。
【００４４】
束材４は立体トラスを構成することから、その両端部は上弦材２、あるいは上弦材２とつなぎ材５との接続部分と、下弦材３にそれぞれピン接合されるが、束材４と上弦材２との間、及び束材４と下弦材３との間で曲げモーメントが伝達されないように接続（ピン接合）されていれば足りる。
【００４５】
２本の上弦材２、２は図５に示すように全長に亘って直線状の場合と、図１、図２−（ａ）に示すように全体的に上に凸に湾曲、もしくは屈曲した形状に形成される場合があり、同様に下弦材３も全長に亘って直線状の場合と全体的に上に凸に湾曲、もしくは屈曲する場合がある。
【００４６】
上弦材２が全体的に上に凸の形状をする場合には、上弦材２が一様に湾曲する場合と、図示するように立体トラスの形成位置に架設される少なくとも２本のつなぎ材５、５で区画される区間と、それ以外の区間とで上弦材２の軸線間に角度が付き、多角形状の形状をする場合がある。２本のつなぎ材５、５で区画される立体トラスの区間と、それ以外の区間とで上弦材２の軸線に角度が付く場合、下弦材３も同様に「立体トラスの形成位置」、すなわち複数本の束材４の下端部が接続される点の位置を挟んで下弦材３の軸線間に角度が付く。
【００４７】
束材４との接続点を挟んだ上弦材２の軸線間と下弦材３の軸線間に角度が付く場合、上弦材２と下弦材３はそれぞれの角度が付く区間単位、すなわち束材４の上端部間、及び下端部間単位で上弦材構成材と下弦材構成材が架設され、束材４の上端部と下端部に接続されることもあるが、上弦材２と下弦材３が連続した１本の部材でありながら、束材４位置で屈曲した形状に予め形成されていることもある。
【００４８】
図４−（ａ）は上弦材２が束材４の上端部位置（立体トラスの形成位置）で部分的に屈曲しながら全体的に湾曲した１本の部材からなり、下弦材３が束材４の下端部（立体トラスの形成位置）間単位で下弦材構成材に区分され、この区分された下弦材構成材が束材４の下端部間に架設され、その端部が複数本の束材４の下端部にピン接合された場合を示している。
【００４９】
２本の上弦材２、２が図１−（ａ）、図２に示すように全長に亘って互いに平行な状態にある場合には、上弦材２、２の長さ方向両端間にもつなぎ材５が架設され、双方に接続される。この場合、下弦材３の長さ方向の両端部は上弦材２、２の長さ方向の両端部間に架設されているつなぎ材５、５の中間部に接続（接合）されることにより下弦材３が上弦材２に間接的に連結された状態になる。下弦材３はつなぎ材５、５への接続によって２本の上弦材２、２と１本の下弦材３は閉じた形状になり、トラス張弦梁１の曲げ剛性と捩じり剛性を確保する。
【００５０】
並列する上弦材２、２の長さ方向の端部は図１−（ｂ）に示すように互いに接近させられて接続（接合）されることもある。この場合、上弦材２、２はトラス張弦梁１の長さ方向の端部寄りに位置する立体トラスの形成位置から端部へかけて次第に接近して互いに連結（接合）される。この互いに連結された２本の上弦材２、２の端部に下弦材３が接続（接合）されることにより下弦材３が上弦材２に直接、連結された状態になる。２本の上弦材２、２と１本の下弦材３が一点に集合して連結（接合）されることで、トラス張弦梁１の端部が閉じた形になる。
【００５１】
図７にトラス張弦梁１の架設例（使用例）を示す。トラス張弦梁１は図７に示すように幅方向に複数、配列し、互いに直接、あるいは母屋材等、桁行方向に架設される水平材１０を介して連結されることにより上部構造としての屋根架構を形成し、使用状態のときには長さ方向（スパン方向）の両端部において下部構造２０の壁や桁等に支持されることにより構造物を構成する。
【００５２】
トラス張弦梁１が図７に示すような使用状態に置かれているときには、上弦材２が鉛直荷重を負担したときに下弦材３が引張力を負担することにより、トラス張弦梁１全体の鉛直下方への垂れ下がりを拘束する。トラス張弦梁１が鉛直荷重を受けたとき、下弦材３は主に引張力を負担するため、下弦材３には引張力に対する抵抗能力を有する鋼材等の材料が使用される。下弦材３は少なくとも使用状態で引張力を負担するため、張弦として機能する。下弦材３には予め緊張力が与えられた状態で、上弦材２の両端間に架設されている場合もある。
【００５３】
上弦材２は長さ方向の両端部と立体トラス（複数本の束材４）の位置で反力を受けることで、圧縮力と引張力（曲げモーメント）を負担するため、引張力と圧縮力に対する抵抗能力を有する鋼材等の材料、あるいは鋼材とその他との複合材料が使用される。
【００５４】
束材４と上弦材２、及び下弦材３との具体的な接合例を図８−（ａ）〜（ｄ）に示す。ここでは上弦材２として長さ方向に連続するＨ形鋼を使用し、下弦材３として長さ方向に連続する２枚のプレートを使用した場合を示しているが、上弦材２と下弦材３に形鋼を使用する場合のそれぞれの断面形状は任意であり、取り合う束材４との関係で自由に決められる。
【００５５】
上弦材２と下弦材３の形鋼は全体として長さ方向（スパン方向）の一方側から中央部側へかけて上方を向く上に凸の曲線を描くように湾曲している。図８−（ａ）は図７−（ｂ）のｘ−ｘの断面を、（ｂ）は（ａ）の見上面（ｚ−ｚ線断面）を、（ｃ）は（ａ）のｙ−ｙ線の側面を示している。（ｄ）は４本の束材４の下端部を下弦材３に接合するための下部接合プレート７と下弦材３の関係を示している。
【００５６】
束材４の上端部と上弦材２は両者間で曲げモーメントが伝達されない程度に接合されればよく、接合方法は任意であるが、図８−（ａ）では立体トラスの形成位置に付き、それぞれ異なる位置に接合される４本の束材４の上端を上弦材２の下部フランジの面に平行に切断してその端面に上部接合プレート６を溶接し、この上部接合プレート６を上弦材２の下部フランジに重ねてボルト接合、または溶接している。上部接合プレート６には１枚の平坦なプレートが使用されている。
【００５７】
束材４の下端と下弦材３との接合方法も両者間で曲げモーメントが伝達されなければ任意であるが、図８−（ａ）〜（ｄ）では１箇所に集合して下弦材３に接合される４本の束材４の下端位置に平面上、十字形に下部接合プレート７を組み合わせて配置し、その４枚の下部接合プレート７の下端に、下弦材３のガセットプレート９の上面に重なる受けプレート８を溶接している。受けプレート８の下面には下弦材３に直接、ボルト接合や溶接により接合されるためのガセットプレート９を溶接している。図８では受けプレート８を円板状に形成しているが、受けプレート８の平面形状は任意である。
【００５８】
４本の束材４の下端位置に４枚の下部接合プレート７が平面上、十字形に組み合わせられている関係で、４本の束材４の下端部は下部接合プレート７の面に平行に切断され、その切断面が、隣接する２枚の下部接合プレート７、７に跨った状態で双方に溶接されている。
【００５９】
図８ではまた、下部接合プレート７の下端が溶接された受けプレート８の下面に溶接されたガセットプレート９を下弦材３が挟み込んだ状態でガセットプレート９に接合されるよう、（ｄ）に示すように２本の、下弦材構成材３１としてのプレートから下弦材３を構成している。図８に示すように十字形に組まれた下部接合プレート７の下面に受けプレート８を介してガセットプレート９を接合した場合、下弦材構成材３１には山形鋼や溝形鋼、鋼棒等も使用可能であるが、図８では下弦材３の軽量化のために下弦材構成材３１としてプレートを使用している。
【００６０】
図面では前記のように２本のつなぎ材５、５を一組とする立体トラスを２本のつなぎ材５、５と、各つなぎ材５の両端に接続される計４本の束材４と、つなぎ材５、５の両端で区画される２本の上弦材２の一部によって四角錐状に形成している。「立体トラスの形成位置」単位で、トラス張弦梁１の長さ方向と幅方向のそれぞれに並列する２本の束材４、４から四角錐状の立体トラスが構成されることで、下弦材３から束材４の下端に作用する、下弦材３長さ方向の水平方向の荷重に対してはその方向に並列する２本の束材４、４が上弦材２、２に曲げモーメントを作用させるため、立体トラスはトラス張弦梁１に曲げ剛性を付与するように機能する。
【００６１】
下弦材３から束材４の下端に作用する、下弦材３幅方向の水平方向の荷重に対してはその方向に並列する２本の束材４、４が上弦材２、２に捩じりモーメントを作用させるため、立体トラスはトラス張弦梁１に捩じり剛性を付与するように機能する。
【００６２】
図７は複数のトラス張弦梁１の組み合わせを体育館等、大空間を覆う屋根架構として使用した場合の例を示す。屋根架構は桁行方向に並列する複数のトラス張弦梁１、１間の上弦材２位置に前記した母屋材等の水平材１０を架設し、水平材１０によってトラス張弦梁１、１を互いに連結することにより構成される。複数のトラス張弦梁１の上弦材２上には図８に示すようにデッキプレート等の屋根葺き材１１が敷設され、屋根架構が構成される。図示しないが、場合により下弦材３位置に水平材１０に平行な下部つなぎ材を架設し、下部つなぎ材によってもトラス張弦梁１、１が連結されることもある。
【００６３】
幅方向に並列するトラス張弦梁１、１間には屋根架構の水平剛性（面内剛性）を確保するために、図７−（ｂ）に示すように水平ブレース１２が架設され、この水平ブレース１２によってもトラス張弦梁１、１は互いに連結される。
【符号の説明】
【００６４】
１……トラス張弦梁、
２……上弦材、３……下弦材、３１……下弦材構成材、
４……束材、５……つなぎ材、
６……上部接合プレート、７……下部接合プレート、
８……受けプレート、９……ガセットプレート、
１０……水平材、
１１……屋根葺き材、
１２……水平ブレース、
２０……下部構造。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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