(57)【要約】【課題】骨組みされた山形鋼に対する圧縮および引っ張りの荷重に対して十分な強度を確保することができるようにする。【解決手段】山形鋼４，５により構成される骨組構造において、山形鋼４，５の重心線ｇ上又は重心線ｇ近傍に、重心線ｇ又は重心線ｇ近傍の平行線に沿って、ボルトの挿通孔９１を一列に形成する。また、一対の山形鋼４，５の互いの一片４０ａ，４１ａが異なる方向に延出されるように、互いの他片４０ｂ，４１ｂ同士を背面接合する場合、背面接合される他片４０ｂ，４１ｂにおいては、挿通孔９１により奇数区間Ｓ１〜Ｓ３を形成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
山形鋼により構成される骨組構造において、
前記山形鋼を接合する場合は、山形鋼の重心線上又は重心線近傍に、ボルトの挿通孔を形成することを特徴とする山形鋼により構成される骨組構造。
【請求項２】
前記挿通孔は、山形鋼の重心線又は重心線近傍の平行線に沿って一列に形成されることを特徴とする請求項１に記載の山形鋼により構成される骨組構造。
【請求項３】
一対の前記山形鋼の互いの一片が異なる方向に延出されるように、互いの他片同士を背面接合する場合で、かつ、一対の前記山形鋼のうち、いずれか一方の山形鋼が二つに分割されて同一直線上に直列配置されるとともに、直列配置されるいずれか一方の山形鋼の対向する端部間における、残りの他方の山形鋼に前記挿通孔が形成される場合、直列配置される一方の山形鋼と残りの他方の山形鋼との接合部位、および、直列配置される他方の山形鋼と残りの他方の山形鋼との接合部位に、前記挿通孔により奇数区間が形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の山形鋼により構成される骨組み構造。
【請求項４】
前記ボルトとしては、Ｍ１２が使用されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の山形鋼により構成される骨組み構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、送電用鉄塔や無線用鉄塔に適用される、山形鋼により構成される骨組構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の、山形鋼により構成される骨組み構造としては、送電用鉄塔や無線鉄塔の構造があげられる。該送電用鉄塔や無線鉄塔の構造は、主柱材および腹材に鋼管を使用した鋼管鉄塔と、主柱材および腹材に山形鋼を使用した山形鋼鉄塔と、主柱材に鋼管を使用し、腹材に山形鋼を使用したＰＬ鉄塔とに大別される。
【０００３】
鋼管鉄塔は、大型鉄塔に適用される。利点としては、鋼管の受ける風圧が山形鋼に比べて小さく、単一材としての強度が優れているため、鉄塔全体の重量が小さい。しかし、鋼管の内面の状況の把握が難しく、資材単価が高く、加工に高度な溶接技術を要するという欠点がある。
【０００４】
山形鋼鉄塔は、小中規模の鉄塔に適用される。利点としては、開放断面で外観点検により腐食状況を把握できる。また、資材単価が安く、加工は容易な切断や孔あけが主体である。欠点としては、鉄塔重量が鋼管鉄塔よりも大きくなり、基礎荷重増加により工事費が増大する。
【０００５】
ＰＬ鉄塔は、主柱材については、鋼管鉄塔の特徴を有する。腹材については、山形鋼鉄塔の特徴を有する。
【０００６】
また、これらの鉄塔の骨組み構造としては、四角鉄塔と、矩形鉄塔とが一般的に知られている。四角鉄塔は、電線路の方向に対する強度と、電線路に対して直交方向の強度とが等しくなるように設計され、４面が同一形状の構面を有している。矩形鉄塔は、電線路の方向に対する強度と、電線路に対して直交方向の強度とが異なるように設計され、平行する２面が同一形状の構面を有している。
【０００７】
ここで、ＰＬ鉄塔の骨組構造について説明する。該骨組構造は、脚部と、本体部と、アームとを備えている。脚部は、鉄塔の本体およびアームを支持できるように骨組みされる。本体部は、アームに架設される送電線を所定の高さで支持できるように骨組みされる。アームは、複数の鉄塔の間に、３本の送電線を所定の間隔をおいて架設できるように骨組みされる。
【０００８】
そして、これらの部位の骨組みは、主柱材と、水平材と、斜材（腹材）とにより構成される。
【０００９】
主柱材は、鋼管材が使用され、地盤に埋設された、仮想輪郭線が四角形状の基礎体の四隅に支持されている。そして、主柱材は、所定の高さに到達するように、所定長さのものが軸方向に複数連結される。主柱材の連結は、下側の主柱材の端部に形成されたフランジと、上側の主柱材の端部に形成されたフランジとが接合されて、両フランジがボルト・ナットにより締結される。
【００１０】
水平材は、山形鋼が使用され、４本の主柱材の間に、主柱材の軸方向に所定の間隔をおいて水平方向に配置されるとともに、水平材のそれぞれの両端部が４本の柱材に連結されている。そして、主柱材と水平材との連結によって、鉄塔を、平面、左右の側面、前面、後面から見て、複数の四角形状の構面が形成されるようになる。
【００１１】
斜材は、第１斜材と、第２斜材とを備えている。第１斜材は、四角形状の構面において、上側に位置する水平材の中央部と左右に位置する主柱材の中央部とに斜めに架設される。また、第１斜材は、下側に位置する水平材の中央部と左右に位置する主柱材の中央部とに斜めに架設される。第２斜材は、主柱材および水平材の４箇所の連結部と、４本の第１斜材の中央部とに斜めに架設される。
【００１２】
すなわち、４本の主柱材の間の４面において、水平材、第１斜材および第２斜材によりトラス構造が形成されている。そして、第１斜材に、多くの力を分担させて、水平材には、小さな力しか働かないようにしている。なお、水平材の中央部と一対の第１斜材との連結部を構面の交点という。
【００１３】
なお、本願出願人は、鉄塔の前後左右の構面に配置される斜材に対する強度対策として、一対の山形鋼をＴ字形状、すなわち、互いの一片が異なる方向に延出されるように、互いの他片同士を同一方向に背面接合し、この接合部をボルト止めして、強度を確保する、といった内容の出願をしている（特願２０１２−０５４６０２）。
【００１４】
ところで、接合部のボルト（綴りボルト）のピッチ、ボルトのゲージ、ボルトの強度、ボルトに対する剪断力を算出する場合の等価細長比、山形鋼の端部を取り付ける端部ボルトについては、鋼構造設計基準（日本建築学会）に規定されている。具体的には、以下のとおりである。
【００１５】
ボルト（綴りボルト）のピッチは、引張材：軸方向の間隔は１０００ｍｍ以下、圧縮材：材厚の３３０／√Ｆ（Ｆの平方根）倍以下かつ３００ｍｍ以下とする。
【００１６】
ボルトゲージは、１列の場合、ｇ１（センターゲージ）、２列の場合は、ｇ２（山形鋼の角部側のゲージ）およびｇ３（山形鋼の端縁側のゲージ）とする。
【００１７】
ボルトの強度は、圧縮側のＴ字形状の材料が降伏点に達した状態での剪断力をボルトの強度を確保するために材を加えるべき剪断力とする。
【００１８】
ボルトに対する剪断力を算出する場合の等価細長比は、有効断面の等価細長比とする。ＳＳ４００：λｅ１００以下、ＳＳ５４０：λｅ≦７０以下の場合には、Ｔ字形状の座屈強度の２０％で決定できる。
【００１９】
山形鋼の端部取付ボルトは、斜材がＴ字形状で１列ゲージの場合、標準ゲージｇ２（山形鋼の角部側のゲージ）とする。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００２０】
【非特許文献１】鋼構造設計基準（日本建築学会）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
しかしながら、前記鉄塔の骨組構造の規定はあるものの、送電鉄塔に、山形鋼をＴ字形状に接合して使用する例はなく、山形鋼の強軸方向の強度および製作に関する資料が少ないのが現状である。
【００２２】
以下、山形鋼をＴ字形状に接合した部材に関する問題点を列挙する。
１．山形鋼をＴ字形状に接合した部材は重く施工性が悪い。
２．山形鋼の接合部におけるボルトの使用数が多い。すなわち、ボルトの間隔が狭い。
３．山形鋼の接合部において、直径の大きいボルトが使用されている。すなわち、実際に必要とされる強度よりも大きい強度に有効なボルトが使用されている。
４．山形鋼をＴ字形状に接合した部材について、等価細長比で算出した強度が低くて使えない。
５．上述した規定通りに製作しても、部材強度が期待できず、製作コストも高くなるという問題がある。
【００２３】
そこで、本発明は、骨組みされた山形鋼に対する圧縮および引っ張りの荷重に対して十分な強度を確保することができて、安価に製作できる、山形鋼により構成される骨組構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明に係る、山形鋼により構成される骨組構造は、山形鋼により構成される骨組構造において、前記山形鋼を接合する場合は、山形鋼の重心線上又は重心線近傍に、ボルトの挿通孔を形成することを特徴とする。
【００２５】
かかる構成によれば、骨組みされた山形鋼に対する力線と重心線が一致ないし略一致することになり、圧縮力や引張力などの応力に十分に耐えられるようになる。なお、ここでいう、重心線近傍とは、山形鋼の片における中心線を除いた位置から、山形鋼の角部近傍の位置までの範囲をいう。
【００２６】
また、本発明によれば、前記挿通孔は、山形鋼の重心線又は重心線近傍の平行線に沿って一列に形成されることが好ましい。
【００２７】
かかる構成によれば、ボルトの締結作業を軽減できて、作業の効率化が図れるとともに、部品点数および製作コストを低減することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、一対の前記山形鋼の互いの一片が異なる方向に延出されるように、互いの他片同士を背面接合する場合で、かつ、一対の前記山形鋼のうち、いずれか一方の山形鋼が二つに分割されて同一直線上に直列配置されるとともに、直列配置されるいずれか一方の山形鋼の対向する端部間における、残りの他方の山形鋼に前記挿通孔が形成される場合、直列配置される一方の山形鋼と残りの他方の山形鋼との接合部位、および、直列配置される他方の山形鋼と残りの他方の山形鋼との接合部位に、前記挿通孔により奇数区間が形成されるような構成を採用することもできる。
【００２９】
かかる構成によれば、直列配置される一方の山形鋼と他方の山形鋼との接合部位、および、直列配置される他方の山形鋼と他方の山形鋼との接合部位の接合部位のそれぞれが独立した強度を有するようになる。そして、それぞれの接合部位に、挿通孔によって奇数区間が形成される（両接合部位の中央部には、挿通孔は形成されていない）ことで、一対の前記山形鋼の背面接合される他片、すなわち、弱軸方向における十分な強度を確保できるようになる一方、一対の前記山形鋼の異なる方向に延出される一片、すなわち、強軸方向における十分な強度を確保できるようになる。
【００３０】
そして、弱軸方向においては、一方の接合部位と他方の接合部位とが独立しているので、それぞれにおいて奇数区間が形成されることになる。
一方、強軸方向においては、残りの山形鋼の形成される挿通孔を起点として、両側に奇数区間が形成されるので、全体として偶数区間が形成されることになる。
【００３１】
また、本発明によれば、前記ボルトとしては、Ｍ１２が使用されることが好ましい。
【００３２】
従来は、ボルトに対する剪断強度を考慮して、直径の大きいＭ２４のボルトを使用していたが、重心線上又は重心線近傍に形成されるボルトの挿通孔に使用されるボルトであれば、剪断強度を考慮することなく、Ｍ１２のボルトで十分な剪断強度を確保することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、骨組みされた山形鋼に対する圧縮および引っ張りの荷重に対して十分な強度を確保することができて、安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態に係る山形鋼により構成される骨組構造（鉄塔）を示す概略斜視図。
【図２】同実施形態に係る第１の斜材および第２の斜材の交差部位を示す正面図。
【図３】（ａ）は、同実施形態に係る第１の斜材および第２の斜材の交差部位を示す斜視図、（ｂ）は、図３（ａ）の分解斜視図、（ｃ）は、Ｔ字形状に接合された一対の山形鋼の弱軸方向および強軸方向を示す図。
【図４】座屈試験に使用した供試体（実施例）を示す図であり、ボルトの挿通孔がＴ字形状に接合される接合部位の重心線に沿って一列に形成されている山形鋼を示す図。
【図５】座屈試験に使用した供試体（比較例）を示す図であり、ボルトの挿通孔がＴ字形状に接合される接合部位の長手方向の中心線に沿って一列に形成されるとともに、端部に二列に形成されている山形鋼を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
本発明に係る、山形鋼により構成される骨組構造の実施形態について図１〜図３を参照しながら説明する。なお、本実施形態においては、山形鋼により構成される骨組構造として、鉄塔を例にとって説明する。また、図１は、鉄塔の一部の骨組構造を概略的に示し、便宜上、隣接する構面の骨組みのみを図示している。図２は、一構面における骨組構造の一部を拡大して図示しており、この骨組構造が前後左右の全構面に共通して形成されているものとする。また、図２は、一対の山形鋼をＴ字形状に接合する接合部位の綴りボルトを省略し、綴りボルトの挿通孔のみを図示している。また、図２および図３（ａ），（ｂ）は、図１の水平材および補強材を省略して図示しているものとする。また、図３（ｂ）は、一対の山形鋼をＴ字形状に接合する交差部位の端部ボルトおよび端部ボルトの挿通孔を省略して図示している。
【００３６】
本実施形態に係る、山形鋼により構成される骨組構造は、図１に示すように、基礎面２と、主柱材３と、第１の斜材４と、第２の斜材５と、水平材６と、補強材７と、構面８ａ〜８ｄとを備えている。
【００３７】
基礎面２は、図１に示すように、鉄塔１が設置される地面に平面視四角形状に形成されている。
【００３８】
主柱材３は、図１に示すように、鋼管材が使用され、基礎面２の四隅に４本立設されている。具体的には、基礎面２に埋設された基礎体（図示せず）によって支持されている。
【００３９】
第１の斜材４は、図１に示すように、主柱材３の高さ方向に所定の間隔をおいて、主柱材３，３間に配置されている。第１の斜材４は、図２（ａ）および図３（ａ）、（ｂ）に示すように、表裏に並列配置される第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１とで構成されている。第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１は、図３（ｃ）に示すように、山形鋼材により構成され、Ｔ字形状に接合されている。具体的には、互いの一片４０ａ，４１ａが異なる方向に延出されるように、同一方向に延出される他片同士４０ｂ，４１ｂが接合されて、端部ボルトＢ０および綴りボルト（図示しない）が、ナットＮにより締結されている。そうすることで、長さ方向に対する強度を補強できるようになる。また、一対の山形鋼材が表裏に接合されることで、鉄塔１に対する振動や荷重を安定した状態で受けることができる。また、第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１がＴ字形状に接合されることで、雨水の滞留による部材腐食を防止することができ、非開放断面の鋼管よりも腐食耐性が高くなる。
【００４０】
また、第１の表側斜材部材４０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第２の斜材５と交差する交差部位Ｘにおいて、二分割されて同一直線上に直列配置されている。第１の裏側斜材部材４１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、二分割されて対向する第２の裏側斜材部材５１，５１の端部間に貫通配置されている。
【００４１】
また、第１の表斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１は、図２に示すように、各部材４０，４１の両端部の重心線ｇ上又は重心線ｇ近傍に、重心線ｇ又は重心線ｇ近傍の平行線に沿って、端部ボルトの挿通孔９０が一列に形成されるとともに、各部材４０，４１の両端部および交差部位Ｘを除く部位の重心線ｇ又は重心線ｇ近傍に、重心線ｇ又は重心線ｇ近傍の平行線に沿って、綴りボルトの挿通孔９１が一列に形成されている。したがって、Ｔ字形状に接合された山形鋼に対する力線と重心線ｇが一致ないし略一致することになり、圧縮力や引張力などの応力に十分に耐えられるようになっている。
【００４２】
また、端部ボルトの挿通孔９０および綴りボルトの挿通孔９１が、一列に形成されることで、端部ボルトおよび綴りボルトの締結作業を軽減できて、作業の効率化が図れるとともに、部品点数および製作コストを低減することができる。
【００４３】
また、第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１は、弱軸方向、すなわち、同一方向に背面接合される他片４０ｂ，４１ｂにおいては、綴りボルトの挿通孔９１により奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成されている。このため、背面接合される他片４０ｂ，４１ｂは、弱軸方向であるが、その中央部に綴りボルトの挿通孔９１が形成されていないので、十分な座屈強度を確保できるようになっている。
【００４４】
なお、端部ボルトおよび綴りボルトとしては、Ｍ１２が使用されている。従来は、端部ボルトおよび綴りボルトに対する規定の剪断強度を考慮して、直径の大きいＭ２４の端部ボルトおよび綴りボルトを使用していたが、重心線ｇ上又は重心線ｇ近傍に形成される挿通孔９０，９１に使用される端部ボルトおよび綴りボルトであれば、前記規定の剪断強度を考慮することなく、Ｍ１２の端部ボルトおよびＭ１２の綴りボルトで十分な剪断強度を確保することができる。また、第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１は、図３（ｃ）に示すＸ軸方向が強軸方向、Ｙ軸方向が弱軸方向となっている。
【００４５】
ここで、第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１の接合について、図２および図３（ａ），（ｂ）を参照して詳細に説明する。第１の表側斜材部材４０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、交差部位Ｘにおいて、二分されて直列して配置されている。一方、第１の裏側斜材部材４１は二分されておらず、１本ものとなっている。そして、連結板１０によって、第１の表側斜材部材４０および第１の裏側斜材部材４１が接続されるが、図２に示すように、第１の裏側斜材部材４１の長手方向中央部が１つのボルトＢによって連結板１０に連結されることで、第１の裏側斜材部材４１は、この１つのボルトＢを起点に二分され、二分された部位が独立して強度を有すると考えられる。したがって、第１の裏側斜材部材４１は、１本ものであるが、交差部位Ｘにおいて、２本の斜材部材の端部同士が連結されていると考えられる。すなわち、交差部位Ｘでは、二分された第１の表側斜材部材４０と、１本ものの第１の裏側斜材部材４１との背面同士の接合であったとしても、二分された第１の表側斜材部材４０と、二分された第１の裏側斜材部材４１との背面同士の接合であると考えられる。このため、交差部位Ｘにおいて、使用されるボルトは、綴りボルトではなく、端部ボルトとして取り扱う。
【００４６】
したがって、１本ものの第１の裏側斜材部材４１と一方の第１の表側斜材部材４０との接合、および、１本ものの第１の裏側斜材部材４１と他方の第１の裏側斜材部材４１との接合における弱軸方向においては、すなわち、同一方向に延出される片４０ｂ，４１ｂにおいては、独立した部位のそれぞれに奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成される。一方、強軸方向においては、すなわち、異なる方向に延出される片４０ａ，４１ａにおいては、１つのボルトＢを起点にして、一側に奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成され、他側に奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成され、全体として、偶数区間が形成される。なお、強軸方向において、１つのボルトＢを起点にして、一側および他側に偶数区間が形成される場合は、強度は確保できない。
【００４７】
第２の斜材５は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、表裏に並列配置される第２の表側斜材部材５０および第２の裏側斜材部材５１とで構成されている。第２の表側斜材部材５０および第２の裏側斜材部材５１は、第１の斜材４と同様に、山形鋼材により構成され、Ｔ字形状に接合されている。第２の表側斜材部材５０は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の表側斜材部材４０に交差するように、主柱材３，３間に配置されている。また、第２の表側斜材部材５０は、二分割されて対向する第１の表側斜材部材４０，４０の端部間に貫通配置されている。第２の裏側斜材部材５１は、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、第１の斜材４と交差する交差部位Ｘにおいて、二分割されて同一直線上に直列配置されている。
【００４８】
この場合も、前記と同様に、各部材５０，５１の重心線ｇ上又は重心線ｇ近傍に、重心線ｇ又は重心線ｇ近傍の平行線に沿って、端部ボルトの挿通孔９０および綴りボルトの挿通孔９１が一列に形成されて、圧縮力や引張力などの応力に十分に耐えられるようになる。また、端部ボルトの挿通孔９０および綴りボルトの挿通孔９１が一列に形成されて、作業の効率化が図れる。また、第１の斜材４および第２の斜材５は、図２に示すように、弱軸方向において、綴りボルトの挿通孔９１により奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成されており、十分な座屈強度を確保できるようになっている。また、第１の斜材４及び第２の斜材５は、Ｔ字形状に接合することで、第２の表側斜材部材５０および第２の裏側斜材部材５１において、雨水の滞留による部材腐食を防止することができる。
【００４９】
また、前記と同様に、第２の表側斜材部材５０は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、二分されておらず、１本ものとなっている。一方、第２の裏側斜材部材５１は、交差部位Ｘにおいて、二分されて直列して配置されている。そして、連結板１０によって、第２の表側斜材部材５０および第２の裏側斜材部材５１が接続されるが、図２に示すように、第２の表側斜材部材５０の長手方向中央部が１つのボルトＢによって連結板１０に連結されることで、第２の表側斜材部材５０は、この１つのボルトＢを起点に二分され、二分された部位が独立して強度を有すると考えられる。したがって、第２の表側斜材部材５０は、１本ものであるが、交差部位Ｘにおいて、２本の斜材部材の端部同士が連結されていると考えられる。すなわち、交差部位Ｘでは、１本ものの第２の表側斜材部材５０と、二分された第２の裏側斜材部材５１との背面同士の接合であっても、二分された第２の表側斜材部材５０と、二分された第２の裏側斜材部材５１との背面同士の接合であると考えられる。このため、交差部位Ｘにおいて、使用されるボルトは、綴りボルトではなく、端部ボルトＢ０として取り扱う。
【００５０】
したがって、１本ものの第２の表側斜材部材５０と一方の第２の表側斜材部材５０との接合、および、１本ものの第２の表側斜材部材５０と他方の第２の裏側斜材部材５１との接合における弱軸方向においては、すなわち、同一方向に延出される片５０ｂ，５１ｂにおいては、独立した部位のそれぞれに奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成される。一方、強軸方向においては、すなわち、異なる方向に延出される片５０ａ，５１ａにおいては、１つのボルトＢを起点にして、一側に奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成され、他側に奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成され、全体として、偶数区間が形成される。なお、強軸方向において、１つのボルトＢを起点にして、一側および他側に偶数区間が形成される場合は、強度は確保できない。
【００５１】
水平材６は、図示していないが、表裏に並列配置される表側水平材部材および裏側水平材部材で構成されている。水平材６（表側水平材部材および裏側水平材部材）は、両側の主柱材３，３から第１の斜材４および第２の斜材５の交差部位Ｘに水平方向に架設されている（図１参照）。
【００５２】
補強材７は、図示していないが、山形鋼材により構成されている。また、補強材７は、柱材３と水平材６との接続部位Ｙから、第１の斜材４の中央部および第２の斜材５の中央部にそれぞれ架設されている（図１参照）。
【００５３】
構面８ａ〜８ｄは、図１に示すように、第１の斜材４、第２の斜材５によって、主柱材３，３の間（鉄塔１の前後左右の側面）に形成されている。
【００５４】
そして、図３（ａ），（ｂ）に示すように、第１の斜材４および第２の斜材５が交差する交差部位Ｘには、八角形状の連結板１０が配置されている。該連結板１０は、その表裏に、直列配置される第１の表側斜材部材４０，４０と、貫通配置される第１の裏側斜材部材４１と、貫通配置される第２の表側斜材部材５０と、直列配置される第２の裏側斜材部材５１，５１とを連結する。また、図２に示すように、第１の斜材４および第２の斜材５の両端部と、主柱材３との接続部位Ｊに連結板１１が配置されている。一方の連結板１１は、その表裏に、第１の表側斜材部材４０の端部と第１の裏側斜材部材４１の端部とを連結し、他方の連結板１１は、その表裏に、第２の表側斜材部材５０の端部と第２の裏側斜材部材５１の端部とを連結する。
【００５５】
そして、鉄塔１の骨組構造は、主柱材３，３間に形成される前後左右の全構面８ａ〜８ｄにおいて共通して構成されている。したがって、前後左右の全構面８ａ〜８ｄにおいて、強度が均一化されて、振動や荷重をバランスよく受けることができる。そして、連結板１０の表裏に、第１の斜材４および第２の斜材５が連結されるので、第１の斜材４および第２の斜材５の接続部の長さを大きくとる必要がなく、その分、連結板１０を小さくすることができ、風圧にも耐えることができる。
【００５６】
このように、前記実施形態によれば、第１の斜材４，第２の斜材５の重心線ｇ上又は重心線ｇ近傍に、重心線ｇ又は重心線ｇ近傍の平行線に沿って、端部ボルトの挿通孔９０および綴りボルトの挿通孔９１が一列に形成されているので、Ｔ字形状に接合された山形鋼に対する力線と重心線が一致することになり、圧縮力や引張力などの応力に十分に耐えられるようになっている。また、端部ボルトの挿通孔９０および綴りボルトの挿通孔９１が一列に形成されていることから、端部ボルトおよび綴りボルトの締結作業を軽減できて、作業の効率化が図れるとともに、部品点数および製作コストを低減することができる。また、弱軸方向、すなわち、同一方向に背面接合される山形鋼の他片４０ｂ，４１ｂにおいては、綴りボルトの挿通孔９１により奇数区間Ｓ１〜Ｓ３が形成されているため、背面接合される他片４０ｂ，４１ｂは、弱軸方向であるが、その長手方向中央部に、綴りボルトの挿通孔９１が形成されていない（挿通孔９１によって、他片４０ｂ，４１ｂにおける区間数が３つ（奇数）に形成されている）ので、十分な座屈強度を確保できるようになっている。
【００５７】
また、第１および第２の斜材４，５に、山形鋼が使用されているので、開放断面となるため、内部腐食がない。また、第１および第２の斜材４，５の設備点検が外観主体で行えて、設備状況を把握しやすい。また、第１および第２斜材４，５の加工に高度な溶接技術を必要としない（単純加工となり、不良品が少なくなる。）。また、第１および第２の斜材４，５に、山形鋼を使用しているので、鉄塔重量は大きくなるが、資材単価を低減できる。ＰＬ鉄塔に比べて部材数および受風面積が減少して、鉄塔重量および基礎荷重が小さくなり、請負代を低減できる。また、二分割されて直列配置される斜材部材４０，５１によって、該直列配置される斜材部材４０，５１にかかる大きな荷重を安定して分散できる。また、直列配置される斜材部材４０，５１の端部間を貫通配置される斜材部材４１，５０によって、該貫通配置される斜材部材４１，５０にかかる荷重を十分に受けることができる。また、直列配置された斜材部材４０，５１と、貫通配置された斜材部材４１，５０とが表裏に配置されるので、十分な強度を確保できる。さらに、直列配置された表裏の斜材部材４０，５１と、貫通配置された表裏の斜材部材４１，５０とが交差するように配置されるので、鉄塔１における振動および鉛直方向の荷重に対する強度を確保することができる。
【００５８】
また、直列配置された表裏の斜材部材４０，５１と、貫通配置された表裏の他の斜材部材４１，５０とが、連結板１０の表裏で接続されるので、鉄塔１に係る振動や荷重が連結板の片面に偏ることがなく、連結板１０の両面でバランスよく受けることができる。また、連結板１０における第１の斜材４と、第２の斜材５との接続が、連結板１０の表裏でなされるので、斜材部材を連結板１０の表面または裏面のいずれか一方に接続する場合に比して、多くの締結部材（ボルト）を使用して接続する必要がなく、連結板１０を小さくできる。そして、連結板１０を小さくできることから、その分風圧にも耐えられるようになる。
【実施例】
【００５９】
つぎに実施例について説明する。まず、試験方法につき、試験状態を示した図４および図５を参照して説明する。なお、図４および図５は、圧縮試験の状態の一例を示したものであり、実際の圧縮試験においては、種々の部材のサイズ、部材長、区間数のものが圧縮試験されている。
【００６０】
図４および図５に示すように、第１の表側斜材部材４０（第２の裏側斜材部材５１）（以下、単に部材という）を直立させる。そして、部材の上下端部と、図示しない上下に配置された圧縮試験機の治具１００とを端部ボルト９０で接続する。実施例は、図４に示すように、綴りボルトの挿通孔９１が重心線ｇに沿って一列に形成されているものとする。一方、比較例は、図５に示すように、綴りボルトの挿通孔９１が長手方向の中心線ｃに沿って一列に形成されているものとする。そして、この状態で各部材を圧縮することを前提として試験を行った。その結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2014145195.tif 000003
【００６２】
まず、部材サイズが長さ１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、部材長さが２３６０ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ２４の綴りボルトを使用し、挿通孔９１によって形成される区間を４つとし、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の重心線ｇと綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（実施例）と、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の中心線（表１ではハーフと記載）ｃと綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（比較例）との比較試験を行った結果、表１に示すように、重心線ｇと一致させた場合は、１回目が８７３．０ｋＮ、２回目も８７３．０ｋＮとなった。中心線ｃと一致させた場合は、１回目が８４８．０ｋＮ、２回目が８３３．０ｋＮとなった。この場合、重心線ｇと一致させた場合の方が、中心線ｃと一致させた場合よりも部材耐力があると判断される。
【００６３】
つぎに、部材サイズが長さ１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、部材長さが３６２４ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ２４の綴りボルトを使用し、挿通孔９１によって形成される区間を７つとし、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の重心線ｇと綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（実施例）と、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の中心線ｃと綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（比較例）との比較試験を行った結果、表１に示すように、重心線ｇと一致させた場合は、１回目が６５７．０ｋＮ、２回目が６４７．０ｋＮ、３回目が６５８．０ｋＮとなった。中心線ｃと一致させた場合は、１回目が６２４．０ｋＮ、２回目が６３３．０ｋＮ、３回目が６０１．０ｋＮとなった。この場合、重心線ｇと一致させた場合の方が、中心線ｃと一致させた場合よりも部材耐力があると判断される。
【００６４】
つぎに、部材サイズが長さ１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、部材長さが３０３０ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ２４の綴りボルトを使用し、挿通孔９１によって形成される区間数を６つとし、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の重心線ｇと綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（実施例）と、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の中心線ｃと綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（比較例）との比較試験を行った結果、表１に示すように、重心線ｇと一致させた場合は、１回目が４６６．０ｋＮとなった。中心線ｃと一致させた場合は、１回目が４５０．０ｋＮとなった。この場合、重心線ｇと一致させた場合の方が、中心線ｃと一致させた場合よりも部材耐力があると判断される。
【００６５】
つぎに、部材サイズが長さ１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、部材長さが３４４１ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ１２の綴りボルトを使用し、挿通孔９１によって形成される区間数を３つとし、等辺山形鋼の弱軸方向の一片の重心線と綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（実施例）と、等辺山形鋼の角部近傍のゲージライン（表１では「背」と記載）と綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインとを一致させた場合（実施例）との比較試験を行った結果、表１に示すように、重心線ｇと一致させた場合は、１回目が６５７．０ｋＮ、２回目が６４３．５ｋＮ、３回目が６５９．５ｋＮとなった。角部近傍のゲージラインと一致させた場合は、１回目が６６８．５ｋＮ、２回目が６４３．０ｋＮ、３回目が６３７．５ｋＮとなった。この場合、１回目は、角部近傍のゲージラインと一致させた場合の方が、重心線ｇと一致させた場合よりも部材耐力があった。２回目は、角部近傍のゲージラインと一致させた場合と、重心線ｇと一致させた場合とのどちらも略同程度の部材耐力があった。３回目は、重心線ｇと一致させた場合の方が、角部近傍のゲージラインと一致させた場合よりも部材耐力があった。
【００６６】
つぎに、端部ボルトの挿通孔９０のゲージラインを１列にした場合（実施例）と、２列にした場合（比較例）との比較試験を行った。その結果を表２に示す。
【００６７】
【表２】
2014145195.tif 000004
【００６８】
まず、部材サイズが長さ６５ｍｍ、厚さ６ｍｍ、部材長さが１５９２ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ１６の端部ボルトを使用し、Ｍ１６の綴りボルトの挿通孔９１によって形成される区間を４つとして試験を行った結果、表２に示すように、端部ボルトの挿通孔９０のゲージラインを１列にした場合、計算耐力に対する試験値の割合は、８２．０％〜９９．２％となった。
【００６９】
つぎに、部材サイズが長さ６５ｍｍ、厚さ６ｍｍ、部材長さが２１１０ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ１６の端部ボルトを使用し、Ｍ１６の綴りボルトの挿通孔９１によって形成される区間を４つとして試験を行った結果、表２に示すように、端部ボルトの挿通孔９０のゲージラインを１列にした場合、計算耐力に対する試験値の割合は、８８．０％〜９９．７％となった。
【００７０】
つぎに、部材サイズが長さ１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、部材長さが２１６０ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ２４の端部ボルトを使用し、Ｍ２４の綴りボルトの挿通孔９によって形成される区間を４つとして試験を行った結果、表２に示すように、端部ボルトの挿通孔９０の重心側のゲージラインｇ１と、端縁側のゲージラインｇ２とを２列にした場合、計算耐力に対する試験値の割合は、６４．８％〜６６．４％となった。
【００７１】
つぎに、部材サイズが長さ１２０ｍｍ、厚さ８ｍｍ、部材長さが３０６４ｍｍの等辺山形鋼を使用し、Ｍ２４の端部ボルトを使用し、Ｍ２４の綴りボルトの挿通孔９１によって形成される区間を５つとして試験を行った結果、表２に示すように、端部ボルトの挿通孔９０のゲージラインｇ１，ｇ２を２列にした場合、計算耐力に対する試験値の割合は、７１．１％〜７３．１％となった。
【００７２】
したがって、ゲージラインを一列にした方が、２列にした方よりも耐力が大きいと判断される。
【００７３】
つぎに、綴りボルトの挿通孔９１のゲージラインの位置に対する部材の耐力試験を行った。その結果を表３に示す。
【００７４】
【表３】
2014145195.tif 000005
【００７５】
まず、綴りボルトの挿通孔９１による区間数の比較試験を行った。その結果、表３に示すように、部材サイズが長さ９０ｍｍ、厚さ６ｍｍ、部材長さが５２２６ｍｍの等辺山形鋼を使用する。そして、Ｔ字形状に接合される弱軸方向の山形鋼の一片において、綴りボルトの挿通孔９１によって偶数区間（２つ）を形成した場合（比較例）と、奇数区間（３つ）を形成した場合（実施例）とにおいて比較試験を行った結果、表３に示すように、２区間の場合は、１回目が１８１．２ｋＮ、２回目が１９５．５ｋＮとなった。３区間の場合、１回目が１８７．１ｋＮ、２回目が２００．７ｋＮとなった。この場合、奇数区間の山形鋼の方が、奇数区間の山形鋼よりも部材耐力があると判断される。
【００７６】
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、種々変更することができる。
【００７７】
例えば、前記実施形態の場合、端部ボルトの挿通孔９０および綴りボルトの挿通孔９１を、山形鋼の重心線ｇ上に形成したが、重心線ｇ近傍であってもよい。ここでいう、重心線ｇ近傍とは、山形鋼の片における長手方向の中心線ｃを除いた位置から、山形鋼の角部近傍の位置までの範囲をいう。
【００７８】
また、前記実施形態の場合、１本ものの斜材部材と二分された斜材部材とを背面接合したものについて、弱軸方向および強軸方向における区間数について説明しているが、１本ものの山形鋼同士を背面接合した場合、弱軸方向および強軸方向の区間数は、ともに奇数区間とする。
【００７９】
また、前記実施形態の場合、山形鋼により構成される骨組構造として、鉄塔を例にとって説明したが、他のトラス構造、例えば、橋脚であってもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１…鉄塔、３…主柱材、４…第１の斜材、５…第２の斜材、８ａ〜８ｄ…構面、９…挿通孔、１０…連結板、４０…第１の表側斜材部材、４１…第１の裏側斜材部材、５０…第２の表側斜材部材、５１…第２の裏側斜材部材、９０，９１…挿通孔、Ｊ…接続部位、Ｘ…交差部位、Ｂ０…端部ボルト、ｇ…重心線、Ｓ…区間
【図１】
2014145195.tif 000006
【図２】
2014145195.tif 000007
【図３】
2014145195.tif 000008
【図４】
2014145195.tif 000009
【図５】
2014145195.tif 000010