(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
山形鋼からなる上弦材と下弦材を同一鉛直線上に、かつ前記上弦材の上辺と下弦材の下辺を平行に配設して両者の間に束材及び斜材を接合してなる平面トラスを有し、該平面トラスを直行して配設しその下弦材どうし又は上弦材どうしを接合してＶ字形トラスを形成し、これらＶ字形トラスを複数配設して隣接するＶ字形トラスの上弦材どうし又は下弦材どうしを接合して折板状のトラスを構成し、
長手方向に前記束材に設けたボルト挿通穴に対応してボルト挿通穴を有する梁材を、前記折板状のトラスの束材に当接し前記ボルト挿通穴を利用して一体に接合したことを特徴とする立体トラス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、工場や倉庫などの大スパンの構造物の屋根などに用いることのできる立体トラスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種屋根構造の一例として、特開昭６２−２５６５５号公報に開示された発明がある。この発明に係る屋根面形成用自立性構成要素は、Ｖ形の複合断熱板、この複合断熱板を支える３本の管状部材（鋼管）を弦材としてＶ形に形成されたトラス骨組、及びそれらの接合金物などからなっている。
【０００３】
この屋根構造は、Ｖ形の複合断熱板を構成するための大型の金属折板屋根が必要であり、これを組立てて複合断熱材を挟み込み、大型の複合断熱パネルを構成する。そして、この複合断熱パネル自体は外力を支えることができないので、管状部材を複合断熱パネルに沿ったＶ形のトラス状に組み立てて、大スパンを支えるようにしたものであり、それらトラス相互や複合断熱パネルとの間を特殊な接合金物を用いて組立てたものである（従来技術１）。
【０００４】
また、特開平７−２１７２１８号公報には、大スパン屋根及びその架設方法に関する発明が開示されている。この発明は、１本の下弦材と２本の上弦材とによりＶ形に組立てたトラス構造を用い、２本の上弦材を水平材で連結すると共に、Ｖ形のトラスと水平材からなるトラスユニットを間隔をあけて配置し、それら相互の上下をさらに水平材で連結し、上弦材と水平材で構成される上部に屋根板を受ける部材及び部品を取付けて、その上に屋根を取付けるようにしたものである（従来技術２）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術１における大型の金属折板屋根、複合断熱パネル、管状部材からなるトラス及び接合金物は、いずれも製作が面倒で高価であり、このため、低コスト化が求められている昨今の環境ではほとんど実施されていない。
【０００６】
また、従来技術２において、Ｖ形のトラスを１本の下弦材と２本の上弦材で構成することは、製作面できわめて難かしい問題を抱えている。すなわち、Ｖ形のトラスの開き角度を６０度前後のＶ形に組立てると、多くのラチス材を溶接により取付けるわけであるから、大スパン（数十ｍ）にわたって精度を確保することはきわめて困難である。上述の従来技術１においては、下弦材に角形鋼管を用い９０°の角度で弦材を溶接していることからもわかるように、ラチス材を弦材と溶接する上で、６０°というような角度で確実な溶接を行うためには、接合部に特別な加工が必要であり、現実的ではない。
【０００７】
また、２種類の水平材を用いているが、そのうち一方の水平材の役目は、Ｖ形のトラスを固定するためのものであり、他方の水平材は２つのトラスユニットを連結するものであって、いずれも施工時の形状確保や一体での吊り上げのために必要であるが、水平材自体は屋根を支えることができないものであり、このため、別途屋根を受ける部材及び金物を設けなければならない。
また、下弦材を連結する水平部材も同じく他の役目を負担することができず、例えば、天井を設けようとすれば、別途に剛性の高い部材を下弦材に掛け渡さなければならない。このように、従来技術２においては、経済的でない部材の使い方をしている。
【０００８】
さらに、従来技術２では、きわめて多くの専用の部材、部品及び接合方法を用いており、コストの増嵩は避けられない。また、屋根は、トラスユニットの上端部に、取付け部材や屋根板（折板屋根）を施工しているため、トラスユニットの高さにさらに屋根部分の高さ（金物や屋根材の和）が加わり、屋根全体としてかなりの高さになってしまう。
【０００９】
また、屋根面には、地震時や暴風時に力を周辺の耐力要素（耐震壁や耐風壁あるいは剛なフレームによって力を地面に流す構造）に流すために水平剛性が必要であるが、それに関する記載も実施例もなく、公報に示されているような簡単な連結水平材では、このような問題を解決することができない。このような場合、一般には、水平ブレースを上下の６部材及び上部の１５部材に掛け渡すことになり、きわめて煩雑な構造になるばかりでなく、公報に記載されている開閉可能な窓と美観が損なわれてしまう。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、部材の重複がない合理的な構造で、高精度で容易に製作することができ、その上特別な部品などを用いることなく水平剛性を確保することにより、低コストで信頼性の高い立体トラスを提供することを目的としたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る立体トラスは、山形鋼からなる上弦材と下弦材を同一鉛直線上に、かつ前記上弦材の上辺と下弦材の下辺を平行に配設して両者の間に束材及び斜材を接合してなる平面トラスを有し、該平面トラスを直行して配設しその下弦材どうし又は上弦材どうしを接合してＶ字形トラスを形成し、これらＶ字形トラスを複数配設して隣接するＶ字形トラスの上弦材どうし又は下弦材どうしを接合して折板状のトラスを構成し、長手方向に前記束材に設けたボルト挿通穴に対応してボルト挿通穴を有する梁材を、前記折板状のトラスの束材に当接し前記ボルト挿通穴を利用して一体に接合したものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る立体トラスの斜視図、図２はその正面図、図３は立体トラスを構成する平面トラスの正面図である。
図において、１は立体トラスで、平面トラス２をＶ字状に接合した複数のＶ字形トラス１０を横方向に接合してなる折板状のトラス１１と、この折板状のトラス１１の束材に固定した梁材１５とによって構成されている。
【００１５】
平面トラス２は、直交する２辺を有する山形断面の鋼材（以下、山形鋼という）からなる上弦材３及び下弦材４、上弦材３と下弦材４との間に直交して配設され、両端部が両者に溶接接合された山形鋼からなる束材５、及び束材５の間において上弦材３と下弦材４との間に斜めに配設され、両端部が両者に溶接接合された山形鋼からなる斜材６とからなっている。この場合、上弦材３及び下弦材４と、束材５及び斜材６とは、図４に示すように、それぞれ平面が当接されるので、隅肉溶接により容易に接合することができる。
【００１６】
図５は図３のＡ−Ａ断面図である。山形鋼からなる上弦材３と下弦材４の一方の辺（以下、上辺３１、下辺４１という）を平行に、また、他方の辺（以下、側辺３２，４２という）を同一鉛直線上に位置させ、かつ入隅部が内側に向くように対称的に配置され、両者の間に束材５及び斜材６（図示せず）が溶接接合されている。７は束材５の平面トラス２の長手方向と直交する辺の上弦材３寄りに設けたボルト挿通穴である。
【００１７】
このように構成した平面トラス２は、図６に示すように、鉛直に保持した一方の平面トラス２ａの下弦材４の下辺４１と、水平に保持した他方の平面トラス２ｂの下弦材４の側辺４２とを当接し、あらかじめ両者に設けてあるボルト挿通穴４３にボルト８を挿通してナットで固定し、両平面トラス２ａ，２ｂを直交して一体に接合する。これにより、ほぼＶ字状のＶ字形トラス１０が形成される。なお、平面トラス２ａ，２ｂの下弦材４の接合にあたっては、ボルト接合に代えて、溶接により接合してもよい。
【００１８】
次に、図７に示すよう、複数のＶ字形トラス１０を並設し、Ｖ字形トラス１０ａの一方の平面トラス２ｂの上弦材３の上辺３１と、これに隣接するＶ字形トラス１０ｂの平面トラス２ａの上弦材３の側辺３２とを、あらかじめ両者に設けてあるボルト挿通穴に挿通したボルトにより接合し、又は溶接により接合する。このようにして、複数のＶ字形トラス１０の平面トラス２ａ又は２ｂの上弦材３を順次接合し、折板状のトラス１１を形成する。
【００１９】
次に、上記のようにして形成した折板状のトラス１１に、図８に示すように梁材１５を取付ける。この梁材１５は、例えばリップ溝形鋼からなり、その長手方向には、折板状のトラス１１の各平面トラス２の束材５に設けたボルト挿通穴７に対応して、ボルト挿通穴１６が設けられている。
この梁材１５を、破線で示すように折板状のトラス１１の束材５の辺に当接し、ボルト挿通穴７，１６にそれぞれボルト８を挿通し、ナットで固定する。これにより、図１、図２に示すような立体トラス１を形成することができる。
【００２０】
上記の説明では、束材５及び斜材６に山形鋼を使用した場合を示したが、両者又はいずれか一方に中空で断面四角形の鋼材（以下、角形鋼という）を使用してもよい。
また、平面トラス２の下弦材４どうしを接合してＶ字形トラス１０を形成する場合を示したが、上弦材３どうしを接合してＶ字形トラス１０を形成してもよい。なお、この場合は、束材５のボルト挿通穴７を下弦材４寄りに設けてもよい。
これにより、Ｖ字形トラス１０の下弦材４どうしを接合することにより、折板状のトラス１１を形成することができる（以下、実施の形態においても同様である）。
【００２１】
本実施の形態によれば、平面トラス２の下弦材４どうし又は上弦材３どうしを接合することによりＶ字形トラス１０を構成し、隣接するＶ字形トラス１０の上弦材３どうし、又は下弦材どうしを接合して折板状のトラス１１を形成して、その束材５に梁材１５を接合するようにしたので、特殊な金物等を使用することなく高精度で容易に立体トラス１を構成することができる。
【００２２】
また、梁材１５の長手方向に、折板状のトラス１１の束材５に設けたボルト挿通穴７に対応してボルト挿通穴１６を設け、両ボルト挿通穴７，１６を整合させて梁材１５をボルト接合するようにしたので、立体トラス１を組み上げるにあたって、墨出しをしなくても設計寸法を管理することができ、スパン直行方向の面外剛性を確保することができる。
このように、本実施の形態によれば、簡単な構造で工場、食堂などの大スパンの構造物の屋根などに用いることのできる低コストで信頼性の高い立体トラス１を構成することができる。
【００２３】
［実施の形態２］
実施の形態１においては、上弦材３と下弦材４に山形鋼を用い、その上下の辺３１，４１を平行に、側辺３２，４２を同一鉛直線上に位置させて、山形鋼からなる束材５及び斜材６により一体に接合して平面トラス２を形成した場合を示したが、本実施の形態は、平面トラスを次のように形成したものである。
【００２４】
すなわち、図９に示すよう（図９は図３のＡ−Ａ断面に相当）、山形鋼からなる上弦材３の上辺３１と下弦材４の下辺４１とを平行に、側辺３２，４２を互いに反対方向に位置させて、入隅角がトラスの上下の対角線上において内側に向くように配設し、角形鋼からなる束材５と斜材６（図示せず）とにより一体に接合して平面トラス２を形成したものである。
【００２５】
この場合、上弦材３の上辺３１の先端部と下弦材４の側辺４２の外壁面、上弦材３の側辺３２の外壁面と下弦材４の下辺４１の先端部とは、それぞれほぼ同一鉛直線上に位置する。７は束材５の上弦材３寄りに貫設されたボルト挿通穴である。なお、上記の説明では、束材５及び斜材６に角形鋼を用いた場合を示したが、両者又はいずれか一方に山形鋼を用いてもよい。
【００２６】
上記のように構成した平面トラス２は、実施の形態１の場合と同様に、図１０に示すように２つの平面トラス２ａ，２ｂを直交して配設し、その下弦材４どうし又は上弦材３どうしをボルト８又は溶接により接合してＶ字形トラス１０を形成し、隣接するＶ字形トラス１０の上弦材３どうし又は下弦材４どうしをボルト又は溶接により接合して折板状のトラス１１を形成する。そして、図１１に示すように、折板状のトラス１１の束材５に設けたボルト挿通穴７と、これに対応して梁材１５に設けたボルト挿通穴１６とを整合させてボルトにより接合し、立体トラス１を構成する。
本実施の形態における作用、効果は、実施の形態１の場合と同様である。
【００２７】
［実施の形態３］
実施の形態１，２においては、平面トラス２の上弦材３と下弦材４に山形鋼を用いた場合を示したが、本実施の形態に係る平面トラス２は、上弦材３及び下弦材４に角形鋼を用いたものである。
すなわち、図１２に示すように、角形鋼からなる上弦材３の上辺３１と角形鋼からなる下弦材４の下辺４１を平行に、かつその側辺３２，４２を同一鉛直線上に位置させて配設し、両者の間に山形鋼又は角形鋼からなる束材５及び斜材６（図示せず）を接合して平面トラス２を形成したものである。
【００２８】
上記のように構成した平面トラス２は、実施の形態１，２の場合と同様に、図１３に示すように２つの平面トラス２ａ，２ｂを直交して配設し、その下弦材４どうし又は上弦材３どうしをボルト８又は溶接により接合してＶ字形トラス１０を形成し、隣接するＶ字形トラス１０の上弦材３どうし又は下弦材４どうしをボルト８又は溶接により接合して折板状のトラス１１を形成する。そして、図１４に示すように、折板状のトラス１１の束材５に設けたボルト挿通穴７と、これに対応して梁材１５に設けたボルト挿通穴１６とを接合させてボルトにより接合し、立体トラス１を構成する。
本実施の形態の作用、効果は、実施の形態１の場合とほぼ同様である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係る立体トラスは、山形鋼からなる上弦材と下弦材を同一鉛直線上に、かつ前記上弦材の上辺と下弦材の下辺を平行に配設して両者の間に束材及び斜材を接合してなる平面トラスを有し、該平面トラスを直行して配設しその下弦材どうし又は上弦材どうしを接合してＶ字形トラスを形成し、これらＶ字形トラスを複数配設して隣接するＶ字形トラスの上弦材どうし又は下弦材どうしを接合して折板状のトラスを構成し、長手方向に前記束材に設けたボルト挿通穴に対応してボルト挿通穴を有する梁材を、前記折板状のトラスの束材に当接し前記ボルト挿通穴を利用して一体に接合したので、立体トラスを組上げるにあたって容易に設計寸法を管理することができ、スパン直交方向の面外剛性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る立体トラスの斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】図１の立体トラスを形成する平面トラスの正面図である。
【図４】図３の束材と斜材の接合の一例を示す説明図である。
【図５】図３のＡ−Ａ断面図である。
【図６】平面トラスを組み付けてＶ字形トラスを形成する手順の説明図である。
【図７】Ｖ字形トラスを組み付けて折板状のトラスを形成する手順の説明図である。
【図８】折板状トラスに梁材を接合する手順の説明図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る平面トラスの縦断面図である。
【図１０】平面トラスを組み付けてＶ字形トラスを形成する手順の説明図である。
【図１１】Ｖ字形トラスを組み付けて立体トラスを形成する手順の説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態３に係る平面トラスの縦断面図である。
【図１３】平面トラスを組み付けてＶ字形トラスを形成する手順の説明図である。
【図１４】Ｖ字形トラスを組み付けて立体トラスを形成する手順の説明図である。
【符号の説明】
１  立体トラス
２  平面トラス
３  上弦材
３１  上辺
３２  側辺
４  下弦材
４１  下辺
４２  側辺
４３  ボルト挿通穴
５  束材
６  斜材
７  ボルト挿通穴
１０  Ｖ字形トラス
１１  折板状のトラス
１５  梁材
１６  ボルト挿通穴
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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