JPH04131445A - 立体骨組み構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は例えばドーム、推動殻、四面折板構造および一
般の立体骨組み構造に関するものである。

〔従来の技術および課題〕

立体骨組み構造において、三角網目構造は安定構造であ
り、従来より広く用いられている。

これに対し、格子状すなわち四角網目構造において、周
辺の変形を拘束した場合は、格子の各節点の３軸方向（
Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）の変位が少なく、従っ
て曲げ応力も小さくなり、部材断面を小さくできるので
、経済的となる。

しかし、実際には周辺の変形を拘束することが難しく、
鉛直方向のみを支持条件とする場合が大多数であり、そ
の結果、変位が大きくなり、曲げ応力も増大する。

本発明は杆材と節点部材等によって格子状の網目を形成
した立体骨組み構造における上述のような問題点を解決
することを目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は格子状の網目を形成した立体骨組み構造につい
て、所定の荷重および支持条件の下に、各節点の変位を
算出し、節点間変位を下式（１）より求約、節点間変位
Δが正の値となる節点間、すなわち節点間距離が伸びる
箇所についてのみ、引張抵抗部材を設置し、変位を減少
させようとするものである。

△＝　（ＤＸＪ　　ＤＸｉ）　・ＩｔＪ±（ＤＹＪ　　
ＤＹｉ）　・ＪＪ十（ＤＺｊ　　ＤＬ）　・ｎｉＪ・”
　　（１）（ただし、 ＤＸ、　ＤＹ、　ＤＺ：　　節点変位 ｌ、ｍ、ｎ：　　節点間を結ぶ直線の方向余弦）節点間
変位が減少することによって、部材の曲げモーメントが
大幅に減少し、部材形状を小さくすることができるため
、経済的となる。

節点間変位Δが正の値となる箇所は１以上で、通常複数
と考えられるが、必ずしも全ての箇所に引張抵抗部材を
設置する必要はなく、その一部に設置するだけでもよい
。

荷重条件としては、自重の他、降雪地では雪の荷重等を
考慮する必要がある。また、支持条件については、通常
、周辺部における水平方向の拘束がない場合が対象とな
る。

引張抵抗部材としては、ワイヤ等が用いられ、原則とし
て、必要とする節点間ごと別個に取り付ける。すなわち
、複数の節点間を１本の引張抵抗部材で連結することも
可能であるが、通常は各節点間の変位が異なり、引張抵
抗部材に要求される張力負担も異なるので、別個に取り
付けるのが望ましい。引張抵抗部材としては、圧縮力に
抵抗させる必要はなく、ワイヤ以外に鉄筋その他、所要
の引張強度を発揮するものであれば特に限定されない。

〔実施例〕

次に、図示した実施例について説明する。

第１図および第２図は本発明を格子状立体骨組みを有す
るドームに適用した場合の実施例を示したものである。

図中、１が格子を形成する杆材、２が節点、３が節点２
間に設置されたワイヤ等の引張抵抗部材（破線で示す）
である。また４はドーム屋根の周囲に形成されるリング
フレームである。

引張抵抗部材３は前項で述べたようにして、節点間変位
を求め、伸びの生じるとされる位置に設けられており、
伸び量の小さい位置を省略して、格子と斜めに交差し、
リングフレーム４に内接する略方形に配している。

第３図は引張抵抗部材３が入らない状態でのドーム屋根
周辺の変位量（ハツチング部分）を示したもので、これ
に対し、第１図のように引張抵抗部材３を配置すること
により、ドーム屋根周辺の変位量（第１図のハツチング
部分）が大幅に減少する。

第４図〜第７図は本発明を推動膜形の立体骨組みに適用
した場合の実施例を示したものである。

第４図および第５図に引張抵抗部材３の配置が示されて
おり、引張抵抗部材３がない場合の変位量（図中、右上
方に伸びるハツチングの部分）に比べ、引張抵抗部材３
を配置することにより、変位量（図中、右上方に伸びる
ハツチングの部分）が大幅に低減することが分る。

第８図および第９図は本発明が適用される立体骨組みに
おける格子の例を示したものである。第８図が杆材１と
節点２のみで構成されるシングルレイヤーの場合である
のに対し、第９図に示すように上弦材１２、下弦材１３
と斜材１４とでトラス枠材１１を構成し、これを格子状
に組んだダブルレイヤーの場合もある。この場合は、例
えば、節点２において上弦材１２および下弦材１３の高
さに、上下の引張抵抗部材３が配置されている。

第１０図〜第１２図は同様に本発明を四面折板形の立体
骨組みに適用した場合の実施例を示したものである。第
１０図および第１１図に引張抵抗部材３の配置が示され
ており、引張抵抗部材３がない場合の変位量（図中、右
上方に伸びるハツチングの部分）に比べ、引張抵抗部材
３を配置することにより、変位量（図中、右上方に伸び
るハツチングの部分）が大幅に低減することが分る。

なお、本発明の立体骨組み構造における引張抵抗部材設
置位置を決定するための手順の一例を述べると以下のよ
うになる。

まず、格子を構成する部材のみで、引張抵抗部材のない
状態の節点変位を算出し、前述した〔１）式により、節
点間変位が正、すなわち節点間距離が伸びる位置を求め
、変位量の低減に効果的と考えられる位置を決定する。

次に、引張抵抗部材を設置した状態での応力解析を行い
、引張抵抗部材令てに張力が作用することを確認して、
最終的な引張抵抗部材設置位置を確定する。応力解析に
より引張抵抗部材に圧縮力が作用する位置があれば、そ
の位置の引張抵抗部材を取り除いて、再度応力解析を行
い、引張抵抗部材設置位置を決める。

〔発明の効果〕

■　節点間変位が減少することにより、格子状の網目を
形成する杆材や節点部材等に作用する応力が大幅に減少
し、部材断面を小さくすることができる。従って、鋼材
量等も低減され、経済的な設計が可能となる。

■　引張抵抗部材は必要最小限の箇所に用いるだけなの
で、引張抵抗部材としての鋼材量の増加も最小限に抑え
ることができる。

■　特に、周辺が水平方向に拘束されない支持条件の下
においては、引張抵抗部材の効果が大きく、有効活用さ
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明をドームに適用した場合の
実施例を示す骨組みの平面図および縦断面図、第３図は
比較例を示す平面図、第４図〜第７図は本発明を推動膜
形の立体骨組みに適用した場合の実施例を示したもので
、第４図および第５図は骨組みの斜視図および平面図、
第６図および第７図は縦断面図、第８図および第９図は
本発明が適用される立体骨組みにおける格子の例を示し
た斜視図、第１０図〜第１２図は本発明を四面折板形の
立体骨組みに適用した場合の実施例を示したもので、第
１０図および第１１図は骨組みの斜視図および平面図、
第１２図は縦断面図である。 １・・・杆材、２・・・節点、３・・・引張抵抗部材、
４・・・リングフレーム、１１・・・トラス枠材第１図 第４図 第２図 第６図 第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）格子状の網目を形成した立体骨組み構造において
   、所定の荷重および支持条件の下に算出される節点変位
   より、節点間変位を下式（１）より求め、Δ＝（ＤＸ＿
   ｊ−ＤＸ＿ｉ）・１＿ｉ＿ｊ＋（ＤＹ＿ｊ−ＤＹ＿ｉ）
   ・ｍ＿ｉ＿ｊ＋（ＤＺ＿ｊ−ＤＺ＿ｉ）・ｎ＿ｉ＿ｊ・
   ・・（１）（ただし、 ＤＸ、ＤＹ、ＤＺ：節点変位 ｌ、ｍ、ｎ：節点間を結ぶ直線の方向余弦）前記節点間
   変位Δが正の値となる１または複数の節点間についての
   み、その一部または全部に、引張抵抗部材を介在させた
   ことを特徴とする立体骨組み構造。