(57)【要約】    【課題】    建築物の梁、屋根等に用いられる骨組み部材で、作業現場等への運搬が容易であって、しかも十分な強度があり、特に熱により変化しても十分な強度を保ち得て耐久性も得られるようにする。    【解決手段】    緩く湾曲した上弦材と下弦材を斜材にて接合したもので、斜材が交互にその傾く方向が異なるようにし、熱による上弦材、下弦材の長さの変化をその両端間の直線距離がほぼ一定になるように曲率の変化により吸収し、更にこの曲率の変化による斜材の取付位置の移動による影響を熱による斜材の長さの変化により補正するようにした。【選択図】            図１
2005146592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
緩く湾曲した２本の上弦材と２本の下弦材とをボルト締め又は溶接にて接合した多数の斜材とにて構成され、斜材が互いに傾く方向が交互に異なる逆向きになるように上弦材、下弦材に取り付けられた骨組み部材で、熱による上弦材、下弦材の長さの変化を曲率の変化とすることにより上弦材または下弦材の両端を結ぶ直線距離が一定になるようにし、斜材の熱による長さの変化による各斜材の取り付け位置における上弦材および下弦材の法線方向の変化量が前記上弦材、下弦材の曲率の変化による法線方向の変化量とほぼ等しくなるように構成したことを特徴とする骨組み部材。
【請求項２】
全体として直線状をなす上弦材と下弦材とを連結する多数の斜材とよりなり、前記斜材を互いに隣接する斜材が互いに異なる方向に傾斜するようにして取り付けた骨組み部材で、前記斜材の上弦材への取り付け位置のうち、互いの間隔が大である取り付け位置間の間隔よりも、前記下弦材への取り付け位置で互いに間隔が大である間隔が僅かに小になるようにボルト締めにて固定して、前記上弦材および下弦材が緩く湾曲するようにした請求項１の骨組み部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物の梁、屋根等において用いられる骨組み部材の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の建造物に用いられる骨組み部材のうち例えば梁トラスは図３に示す通りである。つまり正面より見た構成が図３（Ｃ）に示す通りである。
【０００３】
この図３（Ｃ）において、１は上弦材、２は下弦材、３は上弦材１と下弦材２との間に設けられた斜材３である。またこの骨組み部材は端面方向より見た場合、図３の（Ａ）や（Ｂ）にし示すような構成で、（Ａ）のタイプは上弦材１と下弦材２と斜材３等よりなる部材二つを腹材４にて連結して一体化したもので、端面側より見た外形がほぼ台形状をしている。また図３の（Ｂ）に示すタイプは、上弦材１と下弦材２とを斜材３等にて連結一体化した構成で、端面形状が（Ｂ）に示すように直線上であり、全体として平板状をなす。
【０００４】
また、主として柱として用いる柱トラス等の柱骨組み部材は、図４に示す通りの構成であって、その正面より見た構成が（Ｃ）に示すように主鉛直材５と斜材６および腹材７とよりなり、４本の主鉛直材５を例えば上側端面より見た形状が（Ａ）に示すように正方形状に、あるいは（Ｂ）のように直線状になるように２本の主鉛直材を斜材６や腹材７にて連結して一体化した構成である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらのトラスは、図３に示す梁用のトラスの場合、上弦材１や下弦材２と斜材３等を溶接により固着して一体化した構成であり、また、図４に示す柱トラスの場合、二つまたは四つの主鉛直材５を斜材６や腹材７とを一体化する場合も溶接により接合するようにしている。
【０００６】
これら骨組み部材は、前述のように、作業現場において建築材として用いるため梁トラス、柱トラス共に所望の長さを必要とし、しかも極めて長いものであることが要求される。したがって、これら骨組み部材の現場までの移送が容易ではなく、大きな欠点になっている。
【０００７】
また、工事現場によって、夫々要求される大きさが異なり、そのた受注後に、大型の（長い）骨組み部材を前述のように上、下弦材と斜材あるいは、主鉛直材と斜材等溶接して作製しなければならず、緊急の要求に対応することが困難である等の問題もある。
【０００８】
これらの問題を解決した骨組み部材として下記文献に記載された従来例が知られている。
【特許文献１】特開２００２−３０３００２    この従来の骨組み部材は、一定長さのユニットを多数互いに連結材をあてて連結材と共にボルト締めすることにより一体化して所望の長さを有するようにしたものである。
【０００９】
この特許文献に示す骨組み部材は、図５に示す通りで、この図において、１、２は夫々上弦材、下弦材、３は斜材であり、これらは図３に示す従来例と同じである。しかし、この文献の骨組み部材は、これら梁トラス（骨組み部材）１０を一定の長さの骨組み部材ユニットＡと骨組み部材ユニットＢとを連結材２０により図示するように鎖線Ｃにて示す部分にて連結したもので、これにより必要とする長さの長い骨組み部材を構成するものである。
【００１０】
この従来の骨組み部材（前記特許文献の骨組み部材）は、適宜な寸法の部分骨組み部材を建築現場にて所望の大きさに組み合わせ固定するため、材料の運搬には極めて便利である。
【００１１】
しかし、十分な強度が得られない欠点がある。
【００１２】
本発明は、運搬が容易であってしかも強度および耐久性に優れた骨組み部材を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の骨組み部材は、緩く湾曲した２本の上弦材と２本の下弦材とをボルト締め又は溶接にて接合した多数の斜材とにて構成され、斜材が互いに傾く方向が交互に異なる逆向きになるように上弦材、下弦材に取り付けられた骨組み部材で、熱による上弦材、下弦材の長さの変化を曲率の変化とすることにより両端を結ぶ直線距離が一定になるようにし、斜材の熱による長さの変化による各斜材の取り付け位置における上弦材および下弦材の法線方向の変化量が前記上弦材、下弦材の曲率の変化による法線方向の変化量とほぼ等しくなるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
この本発明の骨組み部材をその両端を固定した状態にて温度変化による膨張または収縮の際に、上弦材、下弦材はその長さ方向の変化を曲率の変化にし、その曲率の変化に応じて生ずる上弦材、下弦材への斜材の取付位置の移動に対し、斜材の膨張または収縮による長さの変化により上弦材、下弦材のその位置での法線方向の変化量がほぼ同じになるように前記上弦材、下弦材、斜材を構成した。
即ち、本発明の骨組み部材を用いて、建築物を組み立てて屋根の梁等を構成した場合、この骨組み部材の両端は、固定されて両端間の直線距離は一定の長さとなる。
【００１５】
このように、建築物が構成された後に、気温の上昇や日光による照射等によって、本発明の骨組み部材が温度上昇し、熱膨張により、上弦材や下弦材の長さが変化する。このような上弦材、下弦材の長さの変化に対し、それらの両端は、一般に固定されているため移動し得ない状態におかれる。したがって、このような上弦材、下弦材の長さが大になる時、その変化は湾曲度の変化例えば曲率が強くなる方向に変化する。そのため上弦材、下弦材への斜材の取り付け位置が移動する。この取付位置の変化のために、この部分（前記取付位置）に無理な力が加わり好ましくない。
【００１６】
本発明は、斜材をその傾斜方向を交互に変えた構造としたことにより、熱による斜材の膨張により、その取付位置の上弦材、下弦材の法線方向の変化量を、前記上弦材、下弦材の曲率の変化によるその法線方向の変化量にほぼ等しくした。
【００１７】
これにより、温度変化による曲率が変化して上弦材、下弦材への取付位置が変化しても、斜材の長さの変化により斜材の取付位置も変化して、両者の取付位置が常にほぼ一致するようになり、強度や耐久性にとって好ましい構成になる。
本発明の骨組み部材の他の第２の構成は、所望の長さの全体として直線状の上弦材と、上弦材とほぼ等しい長さの全体として直線状の下弦材と、これら上弦材と下弦材とを等しい間隔にて保持する多数のほぼ同一形状の斜材とよりなり、各斜材が上弦材および下弦材に対する傾斜方向を交互に変化させるように上弦材と下弦材とに固定されており、更に、隣接する斜材間の間隔のうち長い方の間隔が、上弦材よりも下弦材において若干短くなるように夫々等間隔にボルト締めすることにより、上弦材および下弦材が同一方向に緩く湾曲するように構成したものである。
【００１８】
即ち、上弦材と下弦材とを斜材にて順次締めつけ固定することにより、両者への取り付け位置の間隔の差により、順次取り付け作業中に上弦材と下弦材とが順次僅かずつ湾曲することにより、長い上弦材、下弦材が一定曲率の曲線をなすようにした。
【００１９】
これにより、極めて高い強度の骨組み部材を構成した。また、この第２の構成の骨組み部材は、組み立て後は、第１の骨組み部材と同じ構成になるので、熱による変化に対応し得る耐久性に優れたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の骨組み部材の実施の形態を図面をもとに詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の骨組み部材の組み立てた状態を示す図であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は側面図である。これら図において、１は上弦材、２は下弦材、３は斜材である。これら各部品のうち上弦材１と下弦材２とはほぼ同一形状で緩く湾曲しており、長さがｔ１、ｔ２のビームである。また図１の（Ａ）に示すように、上弦材１は一定間隔の２本よりなり、同様に（Ｃ）のように下弦材２は、上弦材１よりも小さい間隔にて配置した２本よりなる。また、斜材３は、（Ｂ）に示すように、多数設け、この図のように隣接する斜材が互いに逆方向に傾斜させて上弦材１および下弦材２に対して角βをなすように取り付けられ、交互に傾斜方向を変えながら固定されている。例えば、図１（Ｂ）における隣接する斜材３ａと斜材３ｂとは、夫々斜材３ａが下から上に向けて右に傾斜するのに対し、斜材３ｂは、下から上に向けて、左に傾斜している。つまり、斜材３ａと斜材３ｂは、上方に向けて互いに開くように傾斜させて配置してある。
【００２２】
また、隣接する斜材３ｂと斜材３ｃとは、逆に斜材３ｂが下から上に向けて左に傾斜しているのに対し、斜材３ｃは下から上に向けて右に傾斜している。つまり斜材３ｂと斜材３ｃとは下方に向け互いにが開くように配置してある。
【００２３】
このように、各斜材３は隣接する斜材を順次逆方向に傾斜させ配置してある。この斜材は、実際には、図１の（Ｄ）に示すような台形状をしている。したがって、この斜材３を２本の上弦材１と２本の下弦材３とに取り付けた時は、図１の（Ａ）および（Ｃ）に示すような構成になる。
【００２４】
この実施の形態の骨組み部材は、例えば、ｔ１＝６９９６ｍｍ、ｔ２＝６９９３ｍｍであり、α＝７１°、β＝１０２°に形成されている。また上弦材、下弦材の湾曲度は、夫々曲率半径Ｒ＝１０００５０ｍｍ（上弦材）、９９１５０ｍｍ（下弦材）である。尚、斜材は、図１（Ｄ）に示すｔ６、ｔ７、ｔ８の値が夫々ｔ６＝９５０ｍｍ、ｔ７＝４００ｍｍ，ｔ８＝１０００ｍｍである。
【００２５】
ここで、この実施の形態の骨組み部材は、前述のように、これを用いて建築物を構成する場合、その両端を固定する等により、両端間の距離が常にほぼ一定になる。そのため、温度変化による熱膨張にて上弦材、下弦材の長さが変化した時、それを曲率の変化により吸収して、両端間の距離が常にほぼ一定になるようにし、強度等の点での支障のないような構成にしてある。そのため、上弦材、下弦材の曲率が変化した時の斜材の熱による変化によって、その取付位置の移動を自動的に補正するものである。そのため、最も望ましい実施例としては前記斜材３の下弦材に対する傾き角βを１０２°にしてある。これにより、上弦材、下弦材への斜材の取付位置の移動は、完全に補償され、この取付位置に不必要な力が加わり、耐久性等に影響を与えることなく使用が可能になる。
【００２６】
しかし、この角βは、１０２°に限ることなく、９５°≦β≦１０５°の範囲であれは、実際の使用上問題はない。特に上弦材、下弦材の長さが、前記実施例よりも大幅に長くなる等変化した時には、熱膨張による曲率方向への調整量が異なってくる。その場合、βの値の最も望ましい角度は、前記実施例の例の値とは若干異なった値になる。
【００２７】
これらの点を含めて考えると、角βの値は、９５°≦β≦１０５°の範囲内で最も望ましい値に設定すればよい。尚、βの値が前記の範囲より小、又は大である場合、温度変化による上弦材、下弦材の曲率の変化に対する斜材の上弦材、下弦材の法線方向の変化が適切でないか、骨組み部材自体の強度上の問題から好ましくない。
【００２８】
次に、本発明の第２の構成について、同じ図１に示す実施例の形態をもとに説明する。
【００２９】
本発明の第２の構成は、骨組み部材を組み立てた後の構成に関しては本発明の第１の構成と同じである。しかし、第１の構成が上弦材、下弦材として、使用目的に応じた最良の形状である一定の曲率を有する緩く湾曲させた形状に予めしたものを用いている。これに対し、本発明の第２の構成は、上弦材、下弦材共に直線状をしたものを用い、これを現場において斜材を結合させるためにボルト締めする際に、つまり組み立て時に次に述べる手段により、所定の曲率に湾曲させるようにしたものである。
【００３０】
まず、上弦材および下弦材の斜材取り付け位置に穴をあける。この際、上弦材１は、Ａ１、Ａ２、・・・の位置に取り付け穴を形成し、また下弦材２は、Ｂ１、Ｂ２、・・・の位置に取り付け穴を形成する。ここで、斜材３の取り付け位置が接近している穴の間隔は、上弦材１、下弦材２共にｔ５で等しいが、斜材３を取り付ける位置が開いている穴の間隔は一方がｔ３であり、一方がｔ４であり、ｔ３≠ｔ４である。そして、ｔ３がｔ４よりも僅かに大である。
【００３１】
例えば、図１に示す実施の形態の骨組み部材は、ｔ１＝６９９６ｍｍ、ｔ２＝６９９３ｍｍ、ｔ３＝６００ｍｍ、ｔ４＝５９５ｍｍ、ｔ５＝５０ｍｍである。
【００３２】
上記のような関係にもとづいて設けた穴を利用して、例えば図面右側より順に上弦材１、下弦材２に斜材３をボルト締め等の手段にて固定する。
【００３３】
ここでｔ３とｔ４の長さの僅かの差により、順次強くボルト締めすることにより上弦材１、下弦材２共に次第に僅かずつ湾曲し、それによって、全体として図１の（Ｂ）に示すように上方に凸の曲線となる。
【００３４】
ここで、ｔ１、ｔ２に対するｔ３、ｔ４の差の選択により、上弦材１、下弦材２の曲率を任意に選び得る。
【００３５】
したがって、使用目的特にその要求される強度に応じてｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５の各値を決めればよい。
【００３６】
上記実施の形態は、上弦材、下弦材としていずれも直線状のものを用いている。しかも、上弦材、下弦材として、緩く湾曲したものを用い、現場にて組み立てる際に、上記手段を用いることにより、上弦材、下弦材の曲率を若干強くすることにより所望の曲率になるように調整するようにしてもよい。又、一方ｔ３、ｔ４の間隔の選択によって、各種の調整が可能になる。
【００３７】
図２は、図１に示す本発明の骨組み部材を用いた建造物の一例としての着脱式ラーメン骨組みを示す図である。
【００３８】
この図において、１０は本発明に示す骨組み部材である梁トラス、１１は柱トラスである。これら梁トラス１０および柱トラス１１を柱トラスのユニット１１ａに設けた接合部材１２をボルト締め又は溶接することによりラーメン骨組みを形成したものである。
【００３９】
その際用いられる各連結材は、一般にパイプ状部品でその両端面が塞がれた構造である。このようなパイプ状の連結材を梁トラス、柱トラスに溶接して図  に示すようにラーメン骨組みを構成する。その際、パイプ状の連結材の他への溶接部分に若干の隙間等ができることがある。そして、ラーメン骨組みを使用中、この隙間等より、雨水等が入りパイプ内部に溜まる。それにより、パイプ状の連結材の内面より腐食し、使用中、所望の強度を保てなくなる。
【００４０】
また、腐食防止のために、この連結材の含む各部材は、その表面に亜鉛等によるメッキが行なわれる。しかしこのパイプ状の連結材は、前述のように、その両端面が塞がれており、パイプ内部のメッキは不可能である。
【００４１】
このような欠点を解決するために、前記本発明の実施の形態の骨組み部材を用いて、図２に示すようなラーメン骨組みを構成する場合、梁トラスと柱トラスとを連結する連結材のうち、特に水平方向、斜め方向を向くように配置される部材を、そのパイプの側面で両端部に近い箇所（接合部材との接合部分）例えば、図２の１６ａ，１６ｂ，１７ａ，１７ｂの箇所に強度を十分保ち得る径の小穴を形成するようにしてある。
【００４２】
これにより、メッキのためにメッキ液にこの連結材を漬けた時に前記小穴よりメッキ液がパイプ内に侵入して内面のメッキが可能になり、またメッキ液より連結材を取り出す時に、下方に位置する小穴よりメッキ液が流れ落ちる。このように、これらパイプ状部材に小穴を設けることにより、パイプ外面と共に内面もメッキが施されるようにした。
【００４３】
また、この小穴を有する連結材を用いて、ラーメン骨組みを形成した際、その接合部材よりパイプ状の連結材内部に雨水等が入っても、内部のメッキにより腐食のおそれはない。更に、パイプ状の連結材に小穴が設けてあるため、パイプ内に入った雨水等は、この小穴より流れ出て内部に溜まることがない。そのため長期間使用しても、所望の強度を保つことができる。
【００４４】
ここで、図２に示す連結材の具体例の寸法等を示すと次の通りである。例えば水平方向の連結材１６の長さは１４００ｍｍ、また斜めに取り付けられる連結材１７の長さは２１６２ｍｍで、パイプ径は１００ｍｍであり、それらに用いられる穴径は８ｍｍであり、パイプに穴を形成しても強度は十分保ち得る。また、穴径が前記のように８ｍｍであり、メッキ時のメッキ液のパイプ内への流入流出には十分な径であり、したがって、使用中の雨水等の水分の排出にも十分な径である。  
【００４５】
この小穴は、直線部分を接合部側に向けた半円形状（直線部分の長さが８ｍｍ）である。しかし、半円に限らず、円形、楕円形その他適宜な形状でよい。
【００４６】
以上述べた連結材を用いての本発明の骨組み部材と他の骨組み部材との連結は、図２に示すラーメン骨組みにおける梁トラスと柱トラスとの連結に限ることなく、本発明の骨組み部材と他の部材との連結にも用い得る。そして、連結材のうちの水平方向、斜め方向に配置されるパイプ状部材に、前記小穴を形成することは、パイプ状部材の腐食防止にとって効果的である。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の骨組み部材は、緩く湾曲した上弦材、下弦材と斜材を夫々作業現場にてボルト締め等にて組立て固定することにより材料の運搬が容易になると共に上弦材と下弦材に対する斜材を取り付ける際の傾斜角を適切なものとすることにより、温度変化による上弦材、下弦材の長さの変化を曲率の変化に変えることにより、両端間の直線距離をほぼ一定にすると共にそれに応じた斜材取付位置の移動を温度変化による斜材の長さの変化を利用して補正することにより、所望の強度を保持し、耐久性も保持し得るようにしたという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の骨組み部材の構成を示す図
【図２】本発明の骨組み部材を用いたラーメン骨組みの一部分を示す図
【図３】従来の骨組み部材の構成を示す図
【図４】従来の柱骨組み部材の構成を示す図
【図５】他の従来の骨組み部材の構成を示す図
【符号の説明】
【００４９】
１    上弦材
２    下弦材
３    斜材
【図１】
2005146592.tif 000003
【図２】
2005146592.tif 000004
【図３】
2005146592.tif 000005
【図４】
2005146592.tif 000006
【図５】
2005146592.tif 000007