(57)【要約】【課題】ケーブル（支線）等の材軸方向の力のみを伝達する補強部材を用いて柱状構造物と地面との間を一定の補強角度をもって連結する支線支持柱状構造物において、最も補強効果のある取付角度を求めること。【解決手段】地面に建てられ水平力が作用する柱状構造物１０と、前記柱状構造物１０が建てられた位置から所定距離離間して地面に固定されたアンカー３０と、前記柱状構造物１０の上部と前記アンカー３０とを繋ぎ地面と３５．３°±１°をなす支線２０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地面に建てられ水平力が作用する柱状構造物と、
前記柱状構造物が建てられた位置から所定距離離間して地面に固定されたアンカーと、
前記柱状構造物の上部と前記アンカーとを繋ぎ地面と３５．３°±１°をなす支線と、
を備えることを特徴とする支線支持柱状構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、支線により支持され横荷重（水平力）が作用する柱状構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築構造物に水平方向に作用する力に抗するための補強技術として、ケーブル等の材軸方向の力のみを伝達する補強部材（支線）を用い、建築構造物と地面との間を一定の補強角度をもって連結して補強する構造（ステー型補強）が知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
この補強構造には、補強構造の大型化を避けることができ、敷設が簡易であるという利点がある。そのため、地震や風力に対する建築構造物の補強方法、例えば、下記のような、電柱の傾斜や転倒を防ぐための補強方法として、一般的に広く用いられている。
【０００４】
従来、架空電線路の張力に対抗可能な支線を、所定の取付角度をもって電柱上部と地面との間に張設する電柱の支持方法において、電柱に作用する前記張力と反対側に、電柱から略水平に張り出す所定長のアームを設け、このアームを介して前記支線を電柱に取り付けた電柱の支持方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、電柱に作用する不平均張力に対抗可能な支線を、所定の取付角度をもって電柱と地面との間に張設する電柱の支持方法において、前記不平均張力の作用方向と反対側かつ電柱の中間部位置に、電柱から略水平に張り出すアームを設け、該アームを介し第一の支線を電柱に取付ける一方、前記不平均張力の作用方向と反対側かつ電柱の上部位置に、電柱から略水平に張り出すアームを設け、該アームを介し第二の支線を電柱に取付ける電柱の支持方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−３１７２４２号公報
【特許文献２】特開平１０−０４６８７２号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】日本建築学会著  「ケーブル構造設計指針・同解説」丸善株式会社出版  １９９４年  ｐ．１１〜１６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ステー型補強において、補強部材が水平方向の力に抗するバネとして働く強さを考えると、補強角度とバネとして働く強さの関係において、以下の（１）、（２）に示す相反する性質がある。
（１）補強角度を大きくし補強部材の長さを短くした方が、補強部材はバネとして強くなる。
（２）補強角度を小さくした方が、補強部材から補強箇所に働く力の水平方向分力が大きくなる。
上記（１）、（２）の性質のバランスから、最適な補強角度が存在する。
【０００９】
しかしながら、従来、上記の補強構造により補強を行うとき、最も補強効果のある補強角度が不明確なままに補強がなされている。例えば、上記特許文献１、２においては、ステー型補強における取付角度及び支持力を定式化しているが、最も補強効果のある補強角度については言及されていない。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、上記（１）、（２）の性質を定式化して最適な補強角度を導出し、ケーブル（支線）等の材軸方向の力のみを伝達する補強部材を用いて柱状構造物と地面との間を一定の補強角度をもって連結する支線支持柱状構造物において、最も補強効果のある取付角度を求めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、地面に建てられ水平力が作用する柱状構造物と、前記柱状構造物が建てられた位置から所定距離離間して地面に固定されたアンカーと、前記柱状構造物の上部と前記アンカーとを繋ぎ地面と３５．３°±１°をなす支線と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、最も補強効果の高い支線支持柱状構造物が得られる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る支線支持柱状構造物の実施の形態を示す正面図である。
【図２】図２は、実施の形態の支線支持柱状構造物の力学モデルを示す正面図である。
【図３】図３は、実施の形態の支線支持柱状構造物を水平方向のバネと質量でモデル化した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明にかかる支線支持柱状構造物の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態．
図１は、本発明に係る支線支持柱状構造物の実施の形態を示す正面図であり、図２は、実施の形態の支線支持柱状構造物の力学モデルを示す正面図であり、図３は、実施の形態の支線支持柱状構造物を水平方向のバネと質量でモデル化した図である。
【００１６】
図１に示すように、実施の形態の支線支持柱状構造物９０は、地面に垂直に建てられた柱状構造物１０と、柱状構造物１０の上部の左右に取付けられたガセットプレート１１と、柱状構造物１０が建てられた位置から左右に所定距離離間して地面に固定されたアンカー３０と、ガセットプレート１１とアンカー３０とを繋ぎ地面と３５．３°±１°をなす支線２０と、を備えている。
【００１７】
支線２０は、２本のケーブル２１と、ケーブル２１同士を繋ぐターンバックル２２と、を備えている。ケーブル２１は、両端に、ガセットプレート１１、アンカー３０又はターンバックル２２と係合する端末金具２１ａを有している。ターンバックル２２は、支線２０の長さを調節して支線２０の弛みをなくし支線２０の張力を調節することができる。
【００１８】
支線２０は、柱状構造物１０に、地震力や風力等の水平方向の力が作用したとき、この水平方向の力に抗する張力を発生し、柱状構造物１０の倒壊や傾斜を防止する。
【００１９】
以下に、柱状構造物１０を、支線２０のような材軸方向の張力のみを発生する支持部材を用いて支持するときに、支持部材と地面との角度を、３５．３°としたときに、最も支持効果が高くなることを数式により証明する。以下の証明では、支持部材を水平方向の力に抗するバネと考えた場合、最も強いバネとなるのが、地面との角度３５．３°であることを示す。
【００２０】
図２に示すように、バネ定数ｋの支線２０で上部を支持した柱状構造物１０を、図３に示すように、水平方向のバネと質量Ｍでモデル化したときの、支線２０の水平方向バネ定数ｋ１を求める。
【００２１】
図２に示すように、柱状構造物１０と支線２０の係合部を、Δｘだけ水平方向へ変位させたときの支線２０の材軸方向の伸びΔＬは、次の（１）式により求めることができる。
ΔＬ＝Δｘ・ｃｏｓθ  ・・・（１）
【００２２】
このときの支線２０の張力の増分ΔＴは、次の（２）式により求めることができる。
ΔＴ＝ｋ・Δｘ・ｃｏｓθ  ・・・（２）
【００２３】
支線２０の水平方向の張力の増分ΔＦは、（２）式の余弦をとり、次の（３）式により求めることができる。
ΔＦ＝ΔＴｃｏｓθ＝ｋ・Δｘ・ｃｏｓ２θ  ・・・（３）
【００２４】
従って、支線２０の水平方向バネ定数ｋ１は、次の（４）式により求めることができる。
ｋ１＝ΔＴｃｏｓθ／Δｘ＝ｋ・ｃｏｓ２θ  ・・・（４）
【００２５】
バネ定数がフックの法則に従う支線２０を用いると、バネ定数ｋは、次の（５）式により求めることができる。
ｋ＝Ｅ・Ａ／Ｌ  ・・・（５）
ここで、
Ｅ：ヤング率
Ａ：支線断面積
Ｌ：支線長さ
【００２６】
柱状構造物１０の高さｈの位置に支線２０を接続すると、支線長Ｌは、次の（６）式により求めることができる。
Ｌ＝ｈ／ｓｉｎθ  ・・・（６）
【００２７】
従って、支線２０のバネ定数ｋは、次の（７）式により求めることができる。
ｋ＝（Ｅ・Ａ／ｈ）・ｓｉｎθ  ・・・（７）
【００２８】
従って、支線２０の水平方向のバネ定数ｋ１は、（４）式のバネ定数ｋに（７）式を代入して、次の（８）式により求めることができる。
ｋ１＝（Ｅ・Ａ／ｈ）・ｓｉｎθ・ｃｏｓ２θ  ・・・（８）
【００２９】
従って、最も水平方向のバネ定数ｋ１が高くなる支線２０と地面との角度は、（８）式の極値をとり、次の（９）式及び（１０）式により求めることができ、θ＝３５．２６°となる。
【００３０】
【数１】
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【００３１】
【数２】
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【符号の説明】
【００３２】
１０  柱状構造物
１１  ガセットプレート
２０  支線
２１  ケーブル
２１ａ  端末金具
２２  ターンバックル
３０  アンカー
９０  支線支持柱状構造物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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