(57)【要約】【課題】たとえトラス部材としてパイプ材を使用する場合においても、トラス部材の端面を互いにつき合わせた状態で溶接により接合可能にし、接合部が美麗な建築用トラスを安価に構築することのできる建築用トラス構造。【解決手段】  少なくとも３本のトラス部材１ａ，３が接合されて構成されている建築用トラス構造であって、少なくとも２本のトラス部材３の一端部が、各端面を互いにつき合わせた状態で溶接により接合され、他端部が、他のトラス部材１ａに対してボルト８により接合されている。【選択図】図１
2006348734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも３本のトラス部材が接合されて構成されている建築用トラス構造であって、
少なくとも２本のトラス部材の一端部が、各端面を互いにつき合わせた状態で溶接により接合され、他端部が、他のトラス部材に対してボルトにより接合されている建築用トラス構造。
【請求項２】
前記少なくとも３本のトラス部材で構成されるトラスをひとつの単位トラスとして、その単位トラスの多数が接合されて屋根用トラスが構成されている請求項１に記載の建築用トラス構造。
【請求項３】
前記少なくとも２本のトラス部材における一端部の溶接部分が、前記屋根用トラスの下方に位置するように配置されている請求項２に記載の建築用トラス構造。
【請求項４】
前記少なくとも２本のトラス部材がパイプ材である請求項１〜３のいずれか１項に記載の建築用トラス構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも３本のトラス部材が接合されて構成されている建築用トラス構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような建築用トラス構造では、少なくとも３本のトラス部材のうちの２本のトラス部材については、その一端部どうしを互いに接合する必要があり、その接合部での座屈耐力の強度増加を考えると、ボルト接合よりも溶接による接合の方が有利である。
しかし、トラス部材としてパイプ材が使用されることも多く、パイプ材の一端部の端面どうしを互いにつき合わせて溶接することは、従来から非常にむずかしいとされていた。すなわち、パイプ材の一端部どうしを互いにつき合わせて溶接するには、パイプ材の端面を３次元的に複雑な形状や角度で切断する必要がある。ところが、現実の問題として、パイプ材の端面を所望どおりの複雑な形状や角度で切断することは非常にむずかしく、従来では、パイプ材のつき合わせ溶接に代わる代替手段が採用されていた。
【０００３】
例えば、従来、平面視が円形で正面視が半楕円形の皿状部材を２つ重ねて溶接した中空の継手部材を使用し、その継手部材に対してパイプ材の一端部を溶接するもの、つまり、特殊な継手部材を使用し、その継手部材を介してパイプ材どうしを溶接により接合する代替手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、周囲にスリット状の挿通窓や挿通切欠きを有する特殊な保持部材を使用するとともに、パイプ材の端部を圧潰して平板部とし、その平板部を挿通窓や挿通切欠きから保持部材内に挿入した状態で、パイプ材の平板部どうしをエレクトロスラグ溶接により接合する代替手段も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２００５６２号公報
【特許文献２】特開２００１−１７３０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記したいずれの従来技術でも、パイプ材の端面どうしを直接溶接するものではないので、種々の問題点があった。
例えば、特許文献１に開示の従来技術では、特殊な継手部材を必要とし、また、その継手部材の介在により溶接長も長くなるためにコストが高くなり、さらに、パイプ材の接合部において継手部材が露呈するため、外観的に劣るという欠点がある。
また、特許文献２に開示の従来技術では、特殊な保持部材を必要とするのに加えて、パイプ材の端部を圧潰して平板部にする必要があり、さらに、溶接もエレクトロスラグ溶接のような特殊なものに限られるため、コストが相当高くなって外観的にも劣るという欠点がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点と近年における工作機械の高性能化に着目して完成したもので、その目的は、たとえトラス部材としてパイプ材を使用する場合においても、トラス部材の端面を互いにつき合わせた状態で溶接により接合可能にし、接合部が美麗な建築用トラスを安価に構築することのできる建築用トラス構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の特徴構成は、少なくとも３本のトラス部材が接合されて構成されている建築用トラス構造であって、少なくとも２本のトラス部材の一端部が、各端面を互いにつき合わせた状態で溶接により接合され、他端部が、他のトラス部材に対してボルトにより接合されているところにある。
【０００８】
本発明の第１の特徴構成によれば、少なくとも３本のトラス部材で構成される建築用トラス構造において、少なくとも２本のトラス部材の一端部が、各端面を互いにつき合わせた状態で溶接により接合され、他端部が、他のトラス部材に対してボルトにより接合されているので、ボルト接合部における融通性を有効に利用することにより、少なくとも２本のトラス部材の一端部において、その端面どうしを互いにつき合わせた状態で溶接することが可能となる。
すなわち、たとえトラス部材としてパイプ材を使用する場合であっても、例えば、近年において発達の目まぐるしい３次元ＣＡＤを使用することで、複雑な形状や角度を有するパイプ材の端面形状を所望どおりに描くことができ、さらに、高性能化した３Ｄレーザ加工機を使用し、その端面形状を基にパイプ材を切断することにより、従来むずかしいとされていたパイプ材どうしのつき合わせ溶接がある程度可能となる。そして、本発明では、パイプ材どうしのつき合わせ溶接を一端部のみとし、他端部は融通の利くボルトにより接合する構成を採用しているので、そのボルト接合部での融通性を有効に利用することにより、溶接によって生じる溶接ひずみや加工機による切断誤差を吸収することができるので、一端部においては美麗につき合わせ溶接することができる。
その結果、パイプ材をはじめとして各種の型鋼などをトラス部材として使用する場合において、従来のような特殊な継手部材や保持部材を必要とすることなく、溶接部分の美麗な建築用トラスを安価に構築することが可能となる。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成は、前記少なくとも３本のトラス部材で構成されるトラスをひとつの単位トラスとして、その単位トラスの多数が接合されて屋根用トラスが構成されているところにある。
【００１０】
本発明の第２の特徴構成によれば、少なくとも３本のトラス部材で構成されるトラスをひとつの単位トラスとして、その単位トラスの多数が接合されて屋根用トラスが構成されているので、換言すると、従来技術に比べてコストダウンの可能な溶接部分を多数有する屋根用トラスの構築が可能となったので、屋根用トラス全体として大幅なコストダウンが可能となり、しかも、溶接部分の美麗な屋根用トラスを構築することができる。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成は、前記少なくとも２本のトラス部材における一端部の溶接部分が、前記屋根用トラスの下方に位置するように配置されているところにある。
【００１２】
本発明の第３の特徴構成によれば、少なくとも２本のトラス部材における一端部の溶接部分が、屋根用トラスの下方に位置するように配置されているので、人目につきやすい屋根用トラスの下方に美麗なつき合わせ溶接部分が配置されることになり、屋根用トラスの商品価値を大幅に高めることができる。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成は、前記少なくとも２本のトラス部材がパイプ材であるところにある。
【００１４】
本発明の第４の特徴構成によれば、少なくとも２本のトラス部材がパイプ材であるから、型鋼などに比べて等方向の断面性能を有するので、重量的にも軽いパイプ材により丈夫で安価な建築用トラスを構築することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明による建築用トラス構造の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この建築用トラス構造は、図１に示すように、例えば、各種建築物の屋根用トラスＲＴなどを構築するためのもので、屋根用トラスＲＴは、上方に位置する上弦材架構１、下方に位置する下弦材２、および、上弦材架構１と下弦材２を互いに連結するトラス部材としてのパイプ材３などにより構成されている。
上弦材架構１は、トラス部材としてのＨ型鋼１ａを矩形に組み付けてボルト接合や溶接により接合され、必要に応じて補強用の棒材１ｂもボルト接合や溶接により接合されて構成され、下弦材２は、断面形状が長方形の角パイプ材により、パイプ材３は、断面形状が円形の丸パイプ材によりそれぞれ構成されている。
【００１６】
トラス部材としてのＨ型鋼１ａとパイプ材３のうちの少なくとも３本のトラス部材、この実施形態では、平面視において「田」の字に組み付けられたＨ型鋼１ａ、および、斜めに配置された６本のパイプ材３と上下方向に配置された１本のパイプ材３で構成されるトラスをひとつの単位トラスＴとして、その単位トラスＴの多数が接合され、または、単位トラスＴと平面トラス（図示せず）が一つ置きに接合されて屋根用トラスＲＴが構成されている。
各単位トラスＴにおいて、斜めに配置された６本のパイプ材３と上下方向に配置された１本のパイプ材３との合計７本のパイプ材３は、各パイプ材３の下端部が互いにつき合わせた状態で、さらに、下弦材２にもつき合わせた状態に配置されて、各下端部どうしが溶接により接合されるとともに、下弦材２に対しても溶接により接合されている。
【００１７】
このような単位トラスＴにおいて、合計７本のパイプ材３の下端部が、互いにつき合わせ溶接により接合されているのに対し、各パイプ材３の上端部は、他のトラス部材であるＨ型鋼１ａに対してボルト接合されている。すなわち、図７に詳しく示すように、各パイプ材３の上端部には、スリット４が設けられ、スリット４に板材５が挿入されて溶接付けされ、他方、Ｈ型鋼１ａには板材６が溶接付けされ、パイプ材側の板材５には複数のボルト孔５ａが穿設され、Ｈ型鋼側の板材６にも複数のボルト孔６ａが穿設されている。
そして、両板材５，６をつき合わせた状態で、両板材５，６の両側に両板材５，６間にわたる一対の添え板材７を配置し、両添え板材７に穿設のボルト孔７ａと板材５のボルト孔５ａ、および、両添え板７のボルト孔７ａと板材６のボルト孔６ａにわたってボルト８をそれぞれ挿通し、ナット９により締付けてボルト接合されている。
なお、各ボルト孔５ａ，６ａ，７ａは、ボルト８の径に対して比較的大きな径または長い孔とされている。
【００１８】
上述した合計７本のパイプ材３の下端部は、つき合わせ溶接のために比較的複雑な形状や角度を有することになるが、３次元ＣＡＤを使用することによって、その端面形状を所望どおりに描くことができ、３Ｄレーザ加工機を使用することによって、その端面形状に沿って各パイプ材３の下端部を容易に切断することができる。さらに、そのパイプ材３やＨ型鋼１ａにより単位トラスＴを組立てるには、特殊な組立て用治具Ｊが使用される。
その組立て用治具Ｊは、図５に示すように、合計７本のパイプ材３のうちの斜めに配置された６本のパイプ材３を所定の角度で支持自在な６個の支持部１１を有する治具本体１０を備え、その治具本体１０が、図４に示すように、図外のシリンダなどにより上下方向へ昇降自在に構成された昇降装置１２を介して台車１３上に載置されている。そして、その台車１３の下方には合計４個の車輪１４が取り付けられて、一対のレール１５上に載置され、台車１３が、レール１５に沿って横方向へ移動自在に構成されている。
【００１９】
つぎに、この組立て用治具Ｊを使用して単位トラスＴを組立てる手順につき、図２〜図６を参照して説明する。
まず、図２に示すように、Ｈ型鋼１ａと棒材１ｂを組み付けて溶接し、所定形状の上弦材架構１を地組みし、下弦材２を下弦材用架台１７上に載置するとともに、図３に示すように、上弦材架構１を上弦材用架台１６上に載置し、図４に示すように、下弦材２の下方に組立て用治具Ｊを据え付ける。
その後、組立て用治具Ｊの昇降装置１２をいったん下降させ、予めＨ型鋼１ａに取り付けた板材６と各パイプ材３の上端部に取り付けた板材５、添え板材７、および、ボルト８とナット９を使用して、合計７本のパイプ材３の上端部を上弦材架構１のＨ型鋼１ａに緩く仮止めするとともに、斜めに配置される６本のパイプ材３と下弦材２については、図５の（イ）、（ロ）に示すように、治具本体１０の支持部１１にそれぞれ支持させる。
【００２０】
その状態では、各パイプ材３の下端部の端面どうしは、必ずしもつき合わせ溶接が可能な状態になっておらず、むしろ、つき合わせ溶接が不可能な状態になっている。
そこで、昇降装置１２により治具本体１０を２〜３回程度上下昇降させる。その上下昇降時、各パイプ材３の上端部はＨ型鋼１ａに緩く仮止めされているだけなので、各パイプ材３は姿勢調整自在な状態にあり、かつ、治具本体１０も台車１３の移動によって横移動自在な状態にあるので、合計７本のパイプ材３、特に斜めに配置される６本のパイプ材３は、図５の（ロ）に示すように、治具本体１０の支持部１１になじむように姿勢調整され、各パイプ材３の端面どうしが、つき合わせ溶接可能な状態に調整される。
その後、必要に応じて、隣接する上弦材架構１にもパイプ材３を仮止めし、つき合わせ可能な状態に調整されたパイプ材３については、各パイプ材３の端面どうしをつき合わせ溶接するとともに、ボルト８とナット９をしっかりと締め付けて、各パイプ材３の上端部をＨ型鋼１ａに固定し、図６に示す単位トラスＴに組立てるのである。
【００２１】
〔別実施形態〕
（１）先の実施形態では、多数の単位トラスＴを接合して屋根用トラスＲＴを構成した例を示したが、本発明の対象は特に屋根用トラスＲＴに限るものではなく、各種の建築用トラスにも適用することができ、また、複数の単位トラスＴを接合して構成するものに限るものでもなく、例えば、単一のトラス構造にも適用することができる。
さらに、単一のトラス構造の場合、少なくとも３本のトラス部材により構成することができるので、本発明においては、３本以上のトラス部材により構成される建築用トラス構造に適用することができる。
【００２２】
（２）先の実施形態では、上弦材架構１を構成するトラス部材としてＨ型鋼１ａを示し、上弦材架構１と下弦材２を連結するトラス部材として丸パイプ材３を示したが、これらのトラス部材としては、Ｈ型鋼や丸パイプ材をはじめとして、各種形状の型鋼や角パイプ材などを使用して実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】建築用トラス構造を下方から見た斜視図
【図２】建築用トラス構造の組立て工程を示す斜視図
【図３】建築用トラス構造の組立て工程を示す斜視図
【図４】建築用トラス構造の組立て工程を示す側面図
【図５】建築用トラス構造の組立て工程における作用を示す斜視図
【図６】建築用トラス構造の組立て工程を示す斜視図
【図７】トラス部材のボルト接合を示す断面図
【符号の説明】
【００２４】
１ａ    トラス部材としてのＨ型鋼
３      トラス部材としてのパイプ材
８      ボルト
Ｔ      単位トラス
ＲＴ    屋根用トラス
【図１】
2006348734.tif 000003
【図２】
2006348734.tif 000004
【図３】
2006348734.tif 000005
【図４】
2006348734.tif 000006
【図５】
2006348734.tif 000007
【図６】
2006348734.tif 000008
【図７】
2006348734.tif 000009