JP5401018B2

JP5401018B2 - 鋼構造トラス架構

Info

Publication number: JP5401018B2
Application number: JP2007141455A
Authority: JP
Inventors: 徹寺井; 真一郎加藤; 正弘元木; 学釜田
Original assignee: 株式会社住金システム建築
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2027-05-29
Also published as: JP2008297701A

Description

本発明は、建物や構造物に適用される、鋼製の柱と鋼製のトラス梁からなる鋼構造トラス架構に関するものである。

鋼構造建屋のうち、工場、倉庫、店舗等の、低層で、かつ、１階当たりの床面積が大きいものにおいて、建屋内部のレイアウトの自由度を増すために内部の柱間隔広げた、いわゆる「大スパン化」のニーズが高まっている。

通常、鋼構造建屋の梁については、Ｈ形鋼を使用するが、大スパン化させると、耐力上必要なＨ形鋼の断面が大きくなりすぎて、経済性を損なう場合がある。このような場合は、大きい断面のＨ形鋼の単一材で梁を構成するよりも、比較的小さい断面の形鋼を組み合わせて梁を構成する架構方法を採用した方が、より経済的となる。トラス架構は、その代表的な一例である。

図５は、従来のトラス架構の一例を示したものであり、Ｈ形鋼の鉄骨柱１に屋根を構成するトラス梁２の端部を接合して構成されている。トラス梁２は、Ｈ形鋼の上弦材３と下弦材４とを溝形鋼等のラチス材５で連結して構成されている。上下弦材とラチス材の接合部のトラス格点における接合金物にはガセットプレート５０が用いられ、上弦材３の下面及び下弦材４の上面に、ガセットプレート５０が溶接で縦に取り付けられ、一対のラチス材５の端部がガセットプレート５０を挟んで配置され、溶接接合または高力ボルト接合で取り付けられている。

上弦材３及び下弦材４の端部は、鉄骨柱１のフランジ外面に溶接で取り付けられている。また、鉄骨柱１と上弦材３との接合部における隅角部にはガセットプレート５１が溶接で取り付けられ、このガセットプレート５１にラチス材５の端部が溶接接合または高力ボルト接合で取り付けられている。

トラス梁に関して、特許文献１の梁成可変トラス梁には、上下弦材に取り付けた軸線方向に長いガセットプレートにラチス材の端部をボルトで取り付けることが記載されている。特許文献２の立体トラスの接合部構造には、トラス梁を複数本集合して接合する接合部に設けたガセットプレートに上弦材・下弦材・ラチス材をボルト接合することが記載されている。

特開平６−２２９０６３号公報特開平８−１４４３６７号公報

前述した従来技術では、トラス梁を構成する各部材、あるいは柱とトラス梁の接合部に溶接を用いるが、溶接箇所が多いため、製作段階での組立、熱影響による歪の矯正等、手間が掛かる上、熱影響による鋼材の材質品質低下や残留応力による耐力低下の恐れがあった。また、製品精度が低いため、工事現場における組立てにも手間が掛かり、施工精度にも問題があった。

本発明は、前述のような問題の解決を図ったものであり、鋼製の柱に鋼製のトラス梁の端部を鋼製の柱に接合して構成される鋼構造トラス架構において、従来の溶接による、鋼材の材質低下、製品精度の低下、製作工数と施工工数の増加、施工精度の低下などを解消することができる鋼構造トラス架構を提供することを目的としている。

本願の請求項１に係る鋼構造トラス架構は、上弦材と下弦材とをラチス材で連結してなる鋼製のトラス梁の端部を鋼製の柱に接合して構成される鋼構造トラス架構であり、Ｈ形鋼からなる上下弦材とラチス材との接合部に、Ｈ形鋼をウェブ中央で半分に切断することにより形成されたフランジとウェブからなる断面Ｔ字状のＣＴ形鋼が用いられ、当該ＣＴ形鋼のフランジが前記上下弦材のフランジに面同士で当接してボルト接合され、前記ＣＴ形鋼のウェブに前記ラチス材の端部が面同士で当接してボルト接合され、前記柱と前記トラス梁の上下弦材の端部との接合部に、Ｈ形鋼をウェブ中央で半分に切断することにより形成されたフランジとウェブからなる断面Ｔ字状のＣＴ形鋼が用いられ、当該ＣＴ形鋼のフランジが前記柱に面同士で当接してボルト接合され、かつ当該ＣＴ形鋼のウェブに前記Ｈ形鋼からなる上下弦材のフランジまたはウェブの端部が面同士で当接してボルト接合されていることを特徴とするものである。

即ち、例えば図１〜４に示すように、Ｈ形鋼等の鉄骨柱に接合される、形鋼の組み合わせからなるトラス梁を、ＣＴ形鋼を介して高力ボルトのみで組み立て、溶接を無くす。本発明におけるＣＴ形鋼は、Ｈ形鋼をウェブ中央で半分に切断して得られるカットＴ形鋼である。

即ち、柱とトラス梁の上下弦材との接合にも、ＣＴ形鋼と高力ボルトを用い、溶接を無くす。接合形式には、上下弦材にそれぞれ１つのＣＴ形鋼を用いる形式（図１参照）、上下に一対のＣＴ形鋼を用いるスプリットティー形式（図２参照）などを用いることができる。柱とラチス材との接合にも、ＣＴ形鋼と高力ボルトを用い、溶接を無くす（図１、２参照）。この柱とラチス材との接合には、ＣＴ形鋼に代えてガセットプレートを用いることもできる（図３、４参照）。

従来においては、トラス梁を構成する上弦材及び下弦材とラチス材との接合において、ガセットプレートと呼ばれる鋼製プレートを上下弦材に溶接し、このガセットプレートとラチス材とを、溶接または高力ボルトで接合していた。トラス梁の性質上、このガセットプレートの設置箇所数が多いため、上下弦材は熱影響を受けやすく、歪みの主たる原因となっていた。

本発明では、トラス梁を、ＣＴ形鋼を介して高力ボルトのみで組み立て、さらに柱とトラス梁の上下弦材とを、ＣＴ形鋼を介して高力ボルトのみで接合することにより、従来の溶接による、鋼材の材質低下、製品精度の低下、製作工数と施工工数の増加、施工精度の低下などが解消される。

(1) 鋼構造トラス架構において、トラス梁を、ＣＴ形鋼を介して高力ボルトのみで組み立て、さらに柱とトラス梁の上下弦材とを、ＣＴ形鋼を介して高力ボルトのみで接合することにより、鉄骨柱とトラス梁を構成する各部材の加工は、機械による切断と孔明けが主体となり、高い精度が確保できる。さらに、組立てに際しても、溶接工程に比べ大幅に工数を低減できるとともに、部材に熱を加えないため、残留応力の懸念や、歪み矯正等の追加工程が無くすことができる。

(2) 以上のことから、製作段階での製品精度の向上及び加工工数の低減、現場での施工工数の低減及び施工精度の向上などを図れ、精度が良く、かつ、低コストの鋼構造トラス架構が得られる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は本発明の鋼構造トラス架構の一例を示す側面図である。図２は図１と柱とトラス梁の接合形式が異なる例を示す側面図である。図３、図４は、図１、図２と柱とラチス材の接合形式が異なる例を示す側面図である。

図１の実施形態において、鋼構造トラス架構は、Ｈ形鋼の鉄骨柱１に屋根を構成するトラス梁２の端部を接合して構成されている。トラス梁２は、Ｈ形鋼の上弦材３と下弦材４とを溝形鋼やＬ形鋼等のラチス材５で連結して構成されている。なお、屋根は雨水排水目的で勾配が付いており、トラス梁２は鉄骨柱１に向かって下り勾配で傾斜している。

本発明では、トラス梁２の上弦材３及び下弦材４とラチス材５の接合部のトラス格点における接合金物に、従来のガセットプレートの代わりにＣＴ形鋼１０を用いる。ＣＴ形鋼１０のフランジ１０ａは、上弦材３及び下弦材４のフランジ３ａ、４ａに面同士で当接させ、高力ボルト１１で強固に結合し、溶接を無くす。多数本の高力ボルト１１を用い、上下弦材からＣＴ形鋼を引き離す方向の引張りに対して強固に結合されるようにする。

ＣＴ形鋼１０のウェブ１０ｂにラチス材５の端部を面同士で当接させ、高力ボルト１１で強固に結合し、溶接を無くす。ラチス材５は、ウェブ１０ｂを挟んで背中合わせで配置し、一対のラチス材５によりウェブ１０ｂを両側から挟み込み、貫通する高力ボルト１１で強固に結合する。

図１、図２に示すように、鉄骨梁１とトラス梁２との接合部にもＣＴ形鋼を用い、溶接を無くす。図１は鉄骨柱１と上弦材３及び下弦材４の結合に１つのＣＴ形鋼２０を用いる結合形式、図２は上下一対の２つのＣＴ形鋼２０を用いるスプリットティー結合形式である。

図１では、ＣＴ形鋼２０のフランジ２０ａを鉄骨柱１のフランジ１ａの外面に面同士で当接させ、高力ボルト２１で強固に結合する。ＣＴ形鋼２０のウェブ２０ｂを上弦材３または下弦材４のウェブ３ｂ、４ｂに面同士で当接させ、高力ボルト２１で強固に固定する。

図２では、上弦材３または下弦材４を挟むように配置された上下一対のＣＴ形鋼２０のフランジ２０ａをそれぞれ鉄骨柱１のフランジ１ａの外面に面同士で当接させ、高力ボルト２１で強固に結合する。ＣＴ形鋼２０のウェブ２０ｂを上弦材３または下弦材４の上下フランジ３ａ、４ａに面同士で当接させ、高力ボルト２１で強固に固定する。

図１、図２に示すように、上下弦材の中間位置における鉄骨柱１のフランジ１ａの外面にＣＴ形鋼３０のフランジ３０ａを面同士で当接させ、高力ボルト３１で強固に結合する。ＣＴ形鋼３０のウェブ３０ｂに梁端部のラチス材５の端部を面同士で当接させ、高力ボルト３１で強固に結合する。

以上のような鋼構造トラス架構においては、ＣＴ形鋼と高力ボルトによる接合とすることにより、鉄骨柱１とトラス梁２を構成する各部材の加工は、機械による切断と孔明けが主体となり、高い精度が確保できる。さらに、組立てに際しても、溶接工程に比べ大幅に工数を低減できるとともに、部材に熱を加えないため、残留応力の懸念や、歪み矯正等の追加工程が無い。

なお、梁端部のラチス材５の接合金物には、ＣＴ形鋼に代えて、図３、図４に示すように、ガセットプレート４０を用いることもできる。

なお、本発明は以上のような図示例に限定されないことは言うまでもない。

本発明の鋼構造トラス架構の一例を示す側面図である。図１と柱とトラス梁の接合形式が異なる例を示す側面図である。図１と柱とラチス材の接合形式が異なる例を示す側面図である。図２と柱とラチス材の接合形式が異なる例を示す側面図である。従来の鋼構造トラス架構の一例を示す側面図である。

符号の説明

１…柱
２…トラス梁
３…上弦材
３ａ…フランジ
３ｂ…ウェブ
４…下弦材
４ａ…フランジ
４ｂ…ウェブ
５…ラチス材
１０、２０、３０…ＣＴ形鋼
１０ａ、２０ａ、３０ａ…フランジ
１０ｂ、２０ｂ、３０ｂ…ウェブ
１１、２１、３１…高力ボルト
４０…ガセットプレート

Claims

上弦材と下弦材とをラチス材で連結してなる鋼製のトラス梁の端部を鋼製の柱に接合して構成される鋼構造トラス架構であり、Ｈ形鋼からなる上下弦材とラチス材との接合部に、Ｈ形鋼をウェブ中央で半分に切断することにより形成されたフランジとウェブからなる断面Ｔ字状のＣＴ形鋼が用いられ、当該ＣＴ形鋼のフランジが前記上下弦材のフランジに面同士で当接してボルト接合され、前記ＣＴ形鋼のウェブに前記ラチス材の端部が面同士で当接してボルト接合され、前記柱と前記トラス梁の上下弦材の端部との接合部に、Ｈ形鋼をウェブ中央で半分に切断することにより形成されたフランジとウェブからなる断面Ｔ字状のＣＴ形鋼が用いられ、当該ＣＴ形鋼のフランジが前記柱に面同士で当接してボルト接合され、かつ当該ＣＴ形鋼のウェブに前記Ｈ形鋼からなる上下弦材のフランジまたはウェブの端部が面同士で当接してボルト接合されていることを特徴とする鋼構造トラス架構。