JPH0129938B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、鋼管を主体とする弦材を使用した
立体トラスにおける部材の接合方法に関するもの
である。

立体トラス構法は、製作精度が高く、工業生産
された部材を建設現場にてボルトにより接合し
て、容易に大スパン構造を架構できる工法であ
り、力学的に合理的な構造で、平版のみならず折
版、曲面等の自由な建築造形に対応できるうえ、
その骨組構成の美しさから、大ホール、屋内競技
場等の広い建築空間を柱なしで包む屋根の構法と
して採用されている。

一般に工業化手法により製作された立体トラス
構造は、部材間の接合部に球形または多面形の鋼
製接合金具を用いて、ボルトにより各部材の応力
軸心が接合金具内の同一点に交わるように接合す
るものであり、基本的には各構成部材に構造的偏
心がなく、部材として断面効率が高い鋼管が使用
されることが多い。

第１図および第２図は、従来実用化されている
鋼管使用立体トラスにおける部材接合部の一例を
示すものであつて、小径端部に予めねじ孔８を設
けた截頭円錐状の鋼製端部金具９における大径端
部が、鋼管部材１０の両端部に溶接により結合さ
れて弦材１１が構成され、球殼の一部で構成され
ると共にボルト挿通用透孔１２を備えている円環
状の鋼製接合金具１３の球状外面と前記弦材１１
の端部との間に座金１４が介在され、かつ前記接
合金具１３のボルト挿通用透孔１２および座金１
４に、接合金具１３の内側からボルト１５が挿通
され、そのボルト１５が弦材１１における端部金
具９のねじ孔８に螺合され、そのボルト１５によ
り接合金具１３と弦材１１とが座金１４を介して
締付結合されている。そしてボルト１５の締付け
作業は、接合金具１３の操作用開口部１６から挿
入した締付工具により行なわれ、締付終了後に、
端部金具９に螺合されている弛み止め用押ねじ１
７が締付方向に回動されてボルト１５に押付けら
れる。

しかるに、前記従来のトラス部材接合部の場合
は、高精度の立体トラスを容易に組立てることが
できるという利点を有するが、その反面、次のよ
うな問題点があつた。

すなわち、第３図は複数のボルト１５Ａ，１５
Ｂが近接して配置されて締結される状態を示して
いるが、この場合、ボルト締付用回動工具のソケ
ツト１８が隣りのボルト１５Ｂの頭部に突き当た
らないことがトラス組立て作業上の必要条件であ
り、かつ接合金具１３の球心を通るボルト１５Ａ
およびボルト１５Ｂの軸線が挾む角度φの最小値
はボルトの頭部の大きさによつて決まるため、部
材の構成上、所要の部材間角度φを確保するに
は、接合金具１３の内径Ｒを或る一定値以上にす
る必要がある。

また第４図はボルト１５Ａを接合金具１３の内
側から挿入する状態を示したものであり、この場
合、ボルト１５Ａを支障なく挿入できるようにす
るためには既に挿通されたボルト１５Ｂの頭部が
挿入しようとするボルト１５Ａの挿入を阻害しな
い範囲で接合金具の内径Ｒを設定する必要があ
る。

以上の理由により、１個の接合金具に挿通され
るボルトの本数、ボルトの直径およびボルトの長
さが増すにしたがつて、接合金具の内径が増大
し、かつそれに伴つて接合金具の構造強度を維持
するために、接合金具の壁厚を増やす必要が生
じ、その結果、接合金具の大きさおよび重量が加
速度的に増加するという問題があつた。特に大ス
パン構造や積雪、風力等の外的荷重の大きい立体
トラス構造については、構造部材の製作コストお
よび組立コストの大巾な増加を生じ、全体の建設
費が割高になるという問題があつた。

この発明は前述の問題を有利に解決できる立体
トラスの部材接合方法を提供することを目的とす
るものである。

次にこの発明を図示の例によつて詳細に説明す
る。

第５図はこの発明の実施例において用いられる
ボルト付き弦材１９を示すものであつて、断面円
形の鋼管部材２０における両端内部に鋼板からな
るストツパ２１が溶接により固定され、かつ小径
端部にボルト挿通用透孔２を備えている截頭円錐
状の鋼製端部金具２２における前記透孔２に、基
端に頭部２３を有すると共に先端に係合用ねじ孔
２４を有する締付用ボルト３の軸部４が、端部金
具２２の大径部側から挿入され、そのボルト３の
軸部４の周囲の雄ねじと前記ねじ孔２４の雌ねじ
とは互いに逆ねじ、例えばボルトの軸部４の雄ね
じが左ねじであるとき前記ねじ孔２４の雌ねじが
右ねじになつている。

前記端部金具２２の先端側に、透孔２に直角な
弛み止め用押しねじ２５が螺合され、かつ鋼管部
材２０の両端部に端部金具２２の大径端部が溶接
により固着され、鋼管部材２０とその両端に固着
された端部金具２２とにより弦材１が構成されて
いる。

第６図はこの発明の実施例において用いられる
接合金具７を示すものであつて、球殼からなる接
合金具本体２６における上下方向の一方に操作用
開口部５が設けられ、かつ接合金具本体２６の周
壁には、その周壁を貫通する多数のボルト螺合用
ねじ孔６が設けられている。

第７図および第８図はこの発明の実施例におい
て用いられる座金２８を示すものであつて、円形
座金本体の片側に、前記接合金具７における球状
外面に適合する凹球面２９が設けられ、かつ前記
座金本体の反対側には平坦面３８が設けられてい
る。

前記ボルト付き弦材１９におけるストツパ２１
の位置は、ボルト２の頭部２３がストツパ２１に
接触した状態で、端部金具２２の先端面から突出
したボルト３の先端部分の長さが座金２８の最小
厚さを越えないように、最も端部金具２２に近い
位置に設定されている。

なおストツパ２１を端部金具２２に固定しても
よく、またストツパ２１を固定する手段として
は、溶接、ねじ止めまたは圧入等の任意の固定手
段を採用してもよい。

座金２８を使用しない場合は、ボルト３の先端
部分が端部金具２２の先端面から突出しないよう
にストツパ２１の位置を設定する。また端部金具
２２におけるボルト挿通用透孔２の径および長さ
は、ボルト３が軸方向にスムーズに移動できると
共に端部金具２２の内部側に脱落しないように設
定されている。

第９図はこの発明の実施例において用いられる
ピンボルト３０を示すものであつて、６角軸部か
らなる回動工具係合用軸部３１の一端部に、前記
ボルト３の係合用ねじ孔２４に螺合される係合用
雄ねじ部３２が一体に設けられている。

前記ボルト付き弦材１９、接合金具７、ピンボ
ルト３０、座金２８を使用して立体トラスを組立
てる場合は、まず第１０図に示すように、弦材１
の先端面に座金２８の平坦面を当接し、かつ座金
２８の凹球面を接合金具７の球状外面に当接する
と共に、ボルト３の軸心を接合金具７におけるね
じ孔中心に合わせる。

次に第１１図に示すように、ピンボルト３０を
接合金具７の操作用開口部５から接合金具７内に
挿入し、ピンボルト３０の雄ねじ部３２をボルト
３の係合用ねじ孔２４にねじ込んで係止する。こ
の場合、ピンボルト３０の重量よりもボルト３の
重量が著しく大きいので、ピンボルト３０をねじ
込み方向に回動したとき、ピンボルト３０の係合
用雄ねじ部３２とボルト３の係合用ねじ孔２４と
の摩擦抵抗によつて、ボルト３が共回りしてピン
ボルト３０のねじ込みを阻害することはない。

次にピンボルト３０を接合金具中心側に引張り
移動することによりボルト３をも移動させて、そ
のボルト３の先端部をねじ孔６の端部に係合さ
せ、この状態でピンボルト３０をボルト３に対し
ねじ込む方向に回動する。このようにすると、ピ
ンボルト３０は係合用ねじ孔２４の奥部に突き当
たつていてそれ以上ねじ込んでいくことができな
いので、ピンボルト３０とボルト３とが一体とな
つて回動し、この回動方向は接合金具７のねじ孔
６に対しボルト３をねじ込む方向であるので、ボ
ルト３がねじ孔６に螺合されて回動され接合金具
７の中心に向かつて移動していく。

なおピンボルト３０の係合用雄ねじ部３２をボ
ルト３の係合用ねじ孔２４にねじ込む操作、ピン
ボルト３０をボルト３と共に接合金具中心側に向
かつて引寄せる操作、ピンボルト３０をボルト３
と共に回動してそのボルト３の先端部をねじ孔６
に螺合する操作は、例えばピンボルト３０を手ま
たは適当工具で把持して行なわれる。またボルト
３の先端部がねじ孔６に螺合されたのちの、ピン
ボルト３０のねじ込み方向回動操作は、第１２図
に示すようにラチエツトレンチ等の回動工具３３
により行なわれる。

次に前記ボルト３により弦材１と接合金具７と
が座金２８を介して軽く締付けられた状態すなわ
ち仮締めされた状態になつたとき、回動工具３３
による締付操作を停止し、ピンボルト３０をボル
ト３から螺脱する。

このようにして全数の弦材１と接合金具７とを
ボルト３により仮締めしたのち、回動工具３３お
よびピンボルト３０の使用して、各ボルト３をさ
らに螺締して本締めを行ない、次に押ねじ２５を
締付方向に回動してボルト３の軸部に圧接させ、
ボルト３の弛緩を防止する。第１３図および第１
４図は接合を完了した上弦材、傾斜弦材および接
合金具の接合部を示している。

前述のようにして弦材と接合金具とを接合すれ
ば、接合金具内にボルトの頭部が存在しないの
で、第１５図に示すように、接合金具７の径を小
さくできると共に、複数の弦材の端部を著しく接
近させた状態で接合金具に接合することができ
る。

第１３図および第１４図はこの発明を上弦材お
よび傾斜弦材と接合金具との接合に実施した例で
あるが、この発明を下弦材および傾斜弦材と接合
金具との接合にも同様にして実施することができ
る。この場合は、接合金具の操作用開口部を下側
に配置すればよい。

また弦材１の一端部または両端部におけるボル
ト３の頭部２３をストツパ２１に当接したときボ
ルト３の軸部４の先端が端部金具２２の先端面か
ら突出しないようにボルト３の長さを設定しても
よい。このようにすれば、位置が固定されている
２つの接合金具の間に弦材をセツトする場合、予
め座金を接合金具の球状外面に当接したのち、弦
材の端部を座金の平坦面に平行な方向に移動し
て、弦材の端面を座金の平坦面に対向させること
により、弦材を容易にセツトすることができる。

この発明を実施する場合、座金２８を使用しな
いで端部金具２２の先端に形成した凹球面を接合
金具７の球状外面に当接してもよい。また端部金
具の先端と接合金具のねじ孔６の外周辺を密着で
きるように双方を平坦にしてもよい。さらにま
た、操作用開口部を球殼状の接合金具の上下両側
に設けてもよい。

次にボルト回動操作部の他の例について説明す
る。

第１例 第１６図に示すように、ピンボルト３０が中間
部に捻り切断用小径部３４が設けられているが、
その他の構成は前記実施例の場合と同様である。

第２例 第１７図に示すように、６角形の回動工具係合
用突起３５が、ボルトの軸部４の先端中心部に溶
接、圧入その他の手段により固着されるか、また
はボルトの軸部４と一体に製作され、その突起３
５にはボルトの軸部４の雄ねじと逆方向螺旋の係
合用ねじ孔２４が設けられ、そのねじ孔２４にピ
ンボルト３０の雄ねじ部３２が螺合されている。

第３例 第１８図に示すように、ピンボルト３０におけ
る回動工具係合用軸部３１と雄ねじ部３２との境
界に捻り切断用小径部３４が設けられているが、
その他の構成は第２例の場合と同様である。

第４例 第１９図に示すように、ボルトの軸部４の先端
中心部に６角孔からなる回動工具係合用凹部３６
が設けられると共に、その凹部３６の底部にボル
トの軸部４の雄ねじと逆螺旋の係合用ねじ孔２４
が設けられ、その凹部３６内で回動できる太さの
回動工具係合用軸部３１を有するピンボルト３０
の雄ねじ部３１は前記ねじ孔２４に螺合されてい
る。

第５例 第２０図に示すように、ピンボルト３０におけ
る回動工具係合用軸部３１と雄ねじ部３２との境
界に捻り切断用小径部３４が設けられているが、
その他の構成は第４例の場合と同様である。

第６例 第２１図に示すように、６角形の回動工具係合
用軸部３７が、ボルトの軸部４の先端中心部に溶
接、圧入その他の手段により固着されるか、また
ボルトの軸部４と一体に製作されている。

第７例 第２２図に示すように、回動工具係合用軸部３
７におけるボルト側の端部に捻り切断用小径部３
４が設けられているが、その他の構成は第６例の
場合と同様である。

第８例 第２３図に示すように、回動工具係合用軸部３
７の中間部に捻り切断用小径部３４が設けられて
いるが、その他の構成は第６例の場合と同様であ
る。

第９例 第２４図に示すように、ボルトの軸部４の先端
中心部に６角孔からなる回動工具係合用凹部３６
が設けられ、捻り切断用小径部３４を一端部に形
成した６角軸からなる回動工具係合用軸部３７の
一端部が、前記凹部３６の底部中央にスタツド溶
接等により固定されている。

第10例 第２５図に示すように、ボルトの軸部４の先端
中心部に６角形の回動工具係合用凹部３６が設け
られている。この例は弦材が傾斜して配置される
場合に弦材の下側端部のボルトに採用され、ボル
ト３をその自重により移動させて接合金具７のね
じ孔６に突き当たらせたのち、前記凹部３６に回
動工具を係合し、その回動工具によりボルト３を
回動してねじ孔６に螺合する。

第２１図、第２２図ないし第２４図に示す第６
例、第７例ないし第９例の場合は、ボルト３を接
合金具７のねじ孔６に螺合するとき、軸部３７を
手または適当な工具で把持して接合金具の中心側
に引寄せ、次いで回動すればよい。

ピンボルト３０、回動工具係合用軸部３７に捻
り切断用小径部３４に設けておき、ボルト本締め
時に必要トルクに達したとき、前記小径部３４が
捻り切断されるようにしておけば、その小径部３
４が捻り切断されるまで締付けを行なうことによ
り、ボルト３が必要トルクで締付けられたことを
容易に確認することができる。

また第１７図〜第２０図、第２３図および第２
４図の場合は、ピンボルト３０を螺脱または捻り
切断したり、回動工具係合用軸部３７を捻り切断
しても、ボルトの軸部の先端に回動工具係合部が
残されているので、前記押ねじ２５を弛めたの
ち、前記回動工具係合部に回動工具を係合してボ
ルトを螺脱したり再び締付けたりすることがで
き、したがつて、トラス構造物の解体、移設また
はトラス構造物組立終了後の組立寸法修正等を行
なうことができる利点がある。

第２１図の場合は、ボルト３の締結前後にピン
ボルト３０を着脱する必要がなく、ボルト締付時
はもとより、ボルト締付後においても、押ねじ２
５を弛めれば、ポルト３を螺脱したり再び締付け
ることができ、したがつてトラス構造物の解体、
移設または組立寸法の修正等を行なうことができ
る利点がある。

なお前記回動工具係合用軸部３１，３７および
回動工具係合用凹部３６の断面形状は６角形以外
の形状例えば４角形、周囲に12のＶ形突条を有す
る形状またはその他の非円形であつてもよい。

第２６図はこの発明の他の実施例を示すもので
あつて、前記実施例におけるストツパ２１が省略
され、鋼管部材２０にサービスホール３８が設け
られ、組立ての際に、ボルト３が手によりサービ
スホール３８から鋼管部材２０内に挿入され、次
いで鋼製端部金具２２の透孔２に挿通されると共
に、ボルト３の先端が接合金具７のねじ孔６の端
部に係合され、次に前記実施例の場合と同様にし
て締付結合操作が行なわれる。

一般に、構造部材の防食方法として、浸漬メツ
キが行なわれることがあり、この場合ボルトが予
め部材内に挿入されていると、メツキを行なう際
に、メツキ層がボルトのねじ部に付着して、後の
締結ができなくなる恐れがあり、そのためメツキ
後に再度ねじ切り加工を行なうのが現状である
が、第２６図の実施例の場合は、前述のような煩
雑な後加工を行なう必要がない。

この発明によれば、弦材１の端部に設けられた
ボルト挿通用透孔２に弦材内部側からボルト３の
軸部４を挿入し、その弦材１の端部を、操作用開
口部５およびボルト螺合用ねじ孔６を備えている
球殼状の接合金具７の外面に対向させ、かつ弦材
１のボルト挿通用透孔２の中心を接合金具７のね
じ孔６の中心にほぼ合致させ、次に前記ボルト３
を接合金具内部からの操作により回動して、接合
金具７のねじ孔６にボルト３の軸部４を接合金具
７の外側から内側に向かつて螺合移動していくの
で、球殼状の接合金具７内にボルト３の頭部が存
在しないようにして、弦材１と接合金具７とをボ
ルト３により結合することができ、そのため接合
金具７内にボルトの頭部が存在している前記従来
の場合の問題を解決することができ、かつボルト
３全体を接合金具７内に挿入する必要がなく、し
たがつて接合金具７の径を小さくしてその重量を
大巾に減少させることができると共に、接合金具
７を低コストで製作することができ、さらにボル
ト３は予め工場で製作される弦材１内に収納され
ているので、トラス組立現場での作業性がよく、
かつ部品管理も容易で、省力化を計ることができ
るため組立コストを大巾に低減することができる
等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の立体トラスの部材接合部を示す
平面図、第２図はそのＡ−Ａ線断面図、第３図は
従来の部材接合部におけるボルト頭部と回動工具
のソケツトとのせり合い状態を示す図、第４図は
従来の部材接合部におけるボルト挿入途中の状態
を示す図である。第５図ないし第１４図はこの発
明の一実施例を示すものであつて、第５図はボル
ト付き弦材の一部切欠縦断側面図、第６図は接合
金具の縦断側面図、第７図は座金の縦断側面図、
第８図は座金の正面図、第９図はピンボルトの側
面図、第１０図ないし第１２図は弦材と接合金具
との接合順序を示す縦断側面図、第１３図は立体
トラスの部材接合部を示す平面図、第１４図はそ
のＢ−Ｂ線断面図である。第１５図は２本の弦材
を最も接近させて接合金具に接合した状態を示す
縦断側面図、第１６図ないし第２５図はボルトに
おける回動工具係合部の他の例を示すものであつ
て、Ａは側面図または一部縦断側面図、Ｂは正面
図である。第２６図は他の実施例を示す縦断側面
図である。 図において、１は弦材、２はボルト挿通用透
孔、３はボルト、４は軸部、５は操作用開口部、
６はボルト螺合用ねじ孔、７は接合金具、１９は
ボルト付き弦材、２０は鋼管部材、２１はストツ
パ、２２は鋼製端部金具、２４は係合用ねじ孔、
２５は弛み止め用押ねじ、２８は座金、２９は凹
球面、３０はピンボルト、３１は回動工具係合用
軸部、３２は係合用雄ねじ部、３３は回動工具、
３４は捻り切断用小径部、３５は回動工具係合用
突起、３６は回動工具係合用凹部、３７は回動工
具係合軸部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弦材１の端部に設けられたボルト挿通用透孔
   ２に弦材内部側からボルト３の軸部４を挿入し、
   その弦材１の端部を、操作用開口部５およびボル
   ト螺合用ねじ孔６を備えている球殼状の接合金具
   ７の外面に対向させ、かつ弦材１のボルト挿通用
   透孔２の中心を接合金具７のねじ孔６の中心に合
   致させ、次に前記ボルト３を接合金具内部からの
   操作により回動して、接合金具７のねじ孔６に螺
   合し、前記ボルト３により弦材１の端部と接合金
   具７とを締付結合することを特徴とする立体トラ
   スの部材接合方法。