ラチスシェル構造の節点構造
【課題】筋交材による力によって偏芯することなく簡潔に筋交材を固定することが可能なラチスシェル構造の節点構造を提供すること。
【解決手段】筒形状の第１の接触面１０８を有する第１の接合部材１０２と、筒形状の第２の接触面１０９を有し、軸方向が同一となるように第１の接合部材と隣接して設けられた第２の接合部材１０３と、第１の接合部材の第１の接触面及び第２の接合部材の第２の接触面と接触し第１の接合部材及び第２の接合部材とボルト接合される梁材１０と、第１の接合部材と第２の接合部材との間で固定される筋交材２０とを備えることを特徴とする。
【解決手段】筒形状の第１の接触面１０８を有する第１の接合部材１０２と、筒形状の第２の接触面１０９を有し、軸方向が同一となるように第１の接合部材と隣接して設けられた第２の接合部材１０３と、第１の接合部材の第１の接触面及び第２の接合部材の第２の接触面と接触し第１の接合部材及び第２の接合部材とボルト接合される梁材１０と、第１の接合部材と第２の接合部材との間で固定される筋交材２０とを備えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラチスシェル構造の節点構造に関し、筋交材を節点で固定するラチスシェル構造に最適な節点構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の屋根などを構成するため、構造体にラチスシェル構造（グリッドシェル構造）が採用される場合がある。ラチスシェル構造は、梁材と、複数の梁材が集合して互いに接合される節点（node）からなる。ラチスシェル構造による構造体の上面又は下面にガラス、鋼板などの板材が設置されて、屋根が構成される。
【０００３】
例えば、特許文献１〜５には、梁材と節点における接合部材からなる節点構造に関する技術が開示されている。特許文献１〜４には、梁材と接合部材がボルトによって接合される節点構造が記載され、特許文献５には、梁材に相当する骨組部材３と接合部材に相当する本体部４が溶接よって接合される節点構造が記載されている。その他、ラチスシェル構造の節点は、複数の梁材が溶接によって互いに直接接合されたり、接合部材に梁材が嵌め込まれたりして構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５７８２９号公報
【特許文献２】国際公開第９４／２０６９８号
【特許文献３】ソビエト連邦国特許第７７７１７０号
【特許文献４】ソビエト連邦国特許第６１４１８５号
【特許文献５】特開平９−２７９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、４つの梁材で四角形を構成してラチスシェル構造の構造体を構築する場合、梁材のみでは構造体は不安定である。従って、筋交材を梁材が集合する節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。筋交材を節点に固定する技術は、例えば上述した特許文献２や特許文献５にも開示されている。
【０００６】
しかし、従来、筋交材は、梁部材が集合して接合する接合部材の軸方向の一端側に固定されてきた。そのため、筋交材による力によって接合部材にかかる力が偏芯し、接合部材において力のバランスをとることが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、筋交材による力によって偏芯することなく簡潔に筋交材を固定することが可能な、新規かつ改良されたラチスシェル構造の節点構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、筒形状の第１の接触面を有する第１の接合部材と、筒形状の第２の接触面を有し、軸方向が同一となるように第１の接合部材と隣接して設けられた第２の接合部材と、第１の接合部材の第１の接触面及び第２の接合部材の第２の接触面と接触し第１の接合部材及び第２の接合部材とボルト接合される梁材と、第１の接合部材と第２の接合部材との間で固定される筋交材とを備えるラチスシェル構造の節点構造が提供される。
【０００９】
この構成により、筋交材は、第１の接合部材と第２の接合部材の間に固定され、梁材の梁せいの中間付近に設けられる。
【００１０】
上記第１の接合部材の軸方向一端側であって第２の接合部材側に、第１の接合部材と近接して設けられた第１の板材と、第２の接合部材の軸方向一端側であって第１の接合部材側に、第２の接合部材と近接して設けられた第２の板材と、第１の板材と第２の板材とをボルト接合するボルトとを更に備え、第１の板材と第２の板材がボルト接合されることによって、第１の板材と第２の板材の間に配置された筋交材が固定されてもよい。
【００１１】
上記第１の接合部材と第１の板材は別部材であり、第２の接合部材と第２の板材は別部材であってもよい。
【００１２】
上記第１の接合部材と第１の板材は一体化された同一部材であり、第２の接合部材と第２の板材は一体化された同一部材であり、第１の板材と第２の板材の間に、第１の板材と第２の板材に近接して設けられた第３の板材を更に備え、第１の板材、第２の板材及び第３の板材がボルト接合されることによって、第１の板材と第３の板材の間に配置された筋交材、及び第２の板材と第３の板材の間に配置された筋交材が固定されてもよい。
【００１３】
上記梁材は、第１の接合部材及び第２の接合部材とボルト接合される端部材と、端部材と溶接される梁部材とを有してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、筋交材による力によって偏芯することなく簡潔に筋交材を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るラチスシェル構造の構造体１を示す斜視図である。
【図２】同実施形態に係る節点構造１００を示す平面図である。
【図３】同実施形態に係る節点構造１００を示す断面図である。
【図４】同実施形態に係る節点構造１００を示す断面図である。
【図５】同実施形態に係る節点構造１００を示す側面図である。
【図６】同実施形態に係る節点構造１００を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る節点構造２００を示す平面図である。
【図８】同実施形態に係る節点構造２００を示す断面図である。
【図９】同実施形態に係る節点構造２００を示す断面図である。
【図１０】同実施形態に係る節点構造２００を示す側面図である。
【図１１】同実施形態に係る節点構造２００を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る節点構造３００を示す平面図である。
【図１３】同実施形態に係る節点構造３００を示す断面図である。
【図１４】同実施形態に係る節点構造３００を示す断面図である。
【図１５】同実施形態に係る節点構造３００を示す側面図である。
【図１６】同実施形態に係る節点構造３００を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るラチスシェル構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るラチスシェル構造の構造体１を示す斜視図である。
【００１８】
ラチスシェル構造は、例えば建築物の屋根などを架構するために用いられる。図１は、本実施形態を説明するために示した形状であり、ラチスシェル構造の構造体の形状は構造体１の形状に限定されず、他の形状で構成されてもよい。
【００１９】
ラチスシェル構造の構造体１は、例えば、梁部材１０と、筋交材２０などからなる。また、複数の梁材が集合するラチスシェル構造の節点には、図２以降に示す通り、梁部材１０と筋交材２０と第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３と端部ブロック１１２などからなる節点構造１００が形成される。ラチスシェル構造の構造体１の上面又は下面にガラスや鋼板などの板材が設置されて、屋根が構成される。
【００２０】
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係る節点構造１００について説明する。
図２は、本実施形態に係る節点構造１００を示す平面図である。図３は、本実施形態に係る節点構造１００を示す断面図であり、図５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図４は、本実施形態に係る節点構造１００を示す断面図であり、図５のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図５は、本実施形態に係る節点構造１００を示す側面図である。図６は、本実施形態に係る節点構造１００を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００２１】
節点構造１００は、梁部材１０と、筋交材２０と、第１接合ブロック１０２と、第２接合ブロック１０３と、端部ブロック１１２と、高力ボルト１２２、１２４と、上蓋１３２と、下蓋１４２と、通しボルト１５２を有する。節点構造１００は、複数の梁部材１０が集合する節点において形成される。図１に示すように、４つの梁部材１０で四角形を構成する場合、筋交材２０を節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。
【００２２】
以下で、節点構造１００の各構成部材について詳細に説明する。
梁部材１０は、例えば棒状部材であり、鋼製である。梁部材１０の端部には端部面１１が形成され、端部面１１は端部ブロック１１２と接合される。梁部材１０と梁部材１０の両端に端部ブロック１１２が接合された部材は、端部ブロック付き梁材として扱われる。端部ブロック付き梁材は、梁材の一例である。梁部材１０は、ラチスシェル構造における梁の一部として作用する。
【００２３】
筋交材２０は、例えば線状部材であり、鋼製ケーブルなどである。筋交材２０は、後述する第１接合ブロック１０２と、第２接合ブロック１０３との間に挟持され、固定される。
【００２４】
第１接合ブロック１０２は、第１の接合部材の一例であり、例えば筒形状であり、中心軸と平行な開口を有している。第１接合ブロック１０２の形状は、節点構造１００の設置位置や方向に関わらず一定である。第１接合ブロック１０２は外周面が円柱面であり、第１接合ブロック１０２の内周面は高力ボルト１２２を固定する面が平面である。第１接合ブロック１０２の高さは、梁部材１０の梁せいの約１／２より低い高さである。第１接合ブロック１０２は、梁部材１０から伝達されるモーメントに耐え得る強度を有する強度を有する材質、構造を有する。第１接合ブロック１０２は、梁部材１０が接合される方向であって端部ブロック１１２と接合される位置において、第１接合ブロック１０２を貫通するボルト穴１０４が形成される。
第１接合ブロック１０２の軸方向一端側であって、第２接合ブロック１０３側には、筋交材２０が配設される。
【００２５】
第２接合ブロック１０３は、第２の接合部材の一例であり、例えば筒形状であり、中心軸と平行な開口を有している。第２接合ブロック１０３の形状は、節点構造１００の設置位置や方向に関わらず一定である。第２接合ブロック１０３は外周面が円柱面であり、第２接合ブロック１０３の内周面は高力ボルト１２４を固定する面が平面である。第２接合ブロック１０３の高さは、梁部材１０の梁せいの約１／２より低い高さである。第２接合ブロック１０３は、梁部材１０から伝達されるモーメントに耐え得る強度を有する強度を有する材質、構造を有する。第２接合ブロック１０３は、梁部材１０が接合される方向であって端部ブロック１１２と接合される位置において、第２接合ブロック１０３を貫通するボルト穴１０６が形成される。
第２接合ブロック１０３は、中心軸が第１接合ブロック１０２の中心軸と同一となるように配置され、第１接合ブロック１０２と隣接して設けられる。第２接合ブロック１０３の軸方向一端側であって、第１接合ブロック１０２側には、筋交材２０が配設される。
【００２６】
ボルト穴１０４、１０６は、高力ボルト１２２、１２４の直径より広い径を有し、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸から外周面に向かって、中心軸に対して垂直に形成される。ボルト穴１０４は、ボルト穴１０６の上側に位置する。上下関係にある１つのボルト穴１０４と１つのボルト穴１０６は、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸と平行に配置される。
【００２７】
接触面１０８は、第１接合ブロック１０２の外周面の一部であり、端部ブロック１１２の第１接合面１１８と接触する。接触面１０９は、第２接合ブロック１０３の外周面の一部であり、端部ブロック１１２の第１接合面１１９と接触する。
【００２８】
端部ブロック１１２は、端部材の一例であり、梁部材１０の端部に溶接によって設けられる。端部ブロック１１２の形状は、節点構造１００の設置位置や方向に関わらず一定である。端部ブロック１１２は、第１接合面１１８、１１９と、第２接合面１１３を有する。
【００２９】
端部ブロック１１２の第１接合面１１８、１１９はそれぞれ、第１接合ブロック１０２の接触面１０８、第２接合ブロック１０３の接触面１０９と接触し、高力ボルト１２２、１２４によって第１接合ブロック１０２とボルト接合される。第１接合面１１８、１１９の形状は、第１接合ブロック１０２の接触面１０８、第２接合ブロック１０３の接触面１０９の形状に沿った形を有する。本実施形態では、接触面１０８、１０９は円筒面であるから、第１接合面１１８、１１９も円筒面に沿った凹面を有する。端部ブロック１１２は、第１接合ブロック１０２の第１接合面１１８、第２接合ブロック１０３の第１接合面１１９側に開口したボルト穴１１４、１１６が形成される。
【００３０】
端部ブロック１１２の第２接合面１１３は、梁部材１０の端部面１１と溶接される。第２接合面１１３は、例えば第１接合面１１８、１１９と対向する位置に設けられる。
端部ブロック１１２は、梁部材１０の取り付け位置や取り付け方向、第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３との接合位置に影響されず、また節点の位置にも影響されず、常に同一の形状を有する。即ち、端部ブロック１１２は、第１接合面１１８が第１接合ブロック１０２とボルト接合され、第１接合面１１９が第２接合ブロック１０３とボルト接合されたときに、接触面１０８、１０９の位置に関わらず、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する第２接合面１１３の角度が一意に規定される形状に形成されている。
【００３１】
ボルト穴１１４、１１６は、端部ブロック１１２が第１接合ブロック１０２及び第２接合ブロック１０３に接合されたとき、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸から端部ブロック１１２に向かって、中心軸に対して垂直である直線上に形成される。ボルト穴１１４は、端部ブロック１１２の上側に位置し、ボルト穴１１６は、端部ブロック１１２の下側に位置する。上下関係にある１つのボルト穴１１４と１つのボルト穴１１６は、端部ブロック１１２が第１接合ブロック１０２及び第２接合ブロック１０３に接合されたとき、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸と平行になるように配置される。ボルト穴１１４は第１接合ブロック１０２のボルト穴１０４と対応し、ボルト穴１１６は第２接合ブロック１０３のボルト穴１０６と対応する。ボルト穴１１４、１１６は、内部に雌ねじが形成される。
【００３２】
高力ボルト１２２、１２４は、先端部分に雄ねじが形成される。高力ボルト１２２は、第１接合ブロック１０２の内部から外側に向かって挿入され、第１接合ブロック１０２のボルト穴１０４を貫通し、端部ブロック１１２のボルト穴１１４で螺合される。高力ボルト１２４は、第２接合ブロック１０３の内部から外側に向かって挿入され、第２接合ブロック１０３のボルト穴１０６を貫通し、端部ブロック１１２のボルト穴１１６で螺合される。上下関係で挿入される１つの高力ボルト１２２と１つの高力ボルト１２４が１対となって、１つの端部ブロック１１２と第１接合ブロック１０２及び第２接合ブロック１０３をボルト接合する。
【００３３】
上蓋１３２は、例えば板状部材であり、第１接合ブロック１０２の軸方向端部、例えば上端部に設けられる。上蓋１３２は、図６に示すように、第１接合ブロック１０２に形成された開口部に嵌め合わせ可能なように、突起形状を有する。これにより、筋交材２０の引張り力などによる上蓋１３２のずれを防止できる。上蓋１３２は、中心にボルト穴１３４が形成される。
ボルト穴１３４は、上蓋１３２を例えば貫通して形成され、内部に雌ねじが形成される。
【００３４】
下蓋１４２は、例えば板状部材であり、第２接合ブロック１０３の軸方向端部、例えば下端部に設けられる。下蓋１４２は、図６に示すように、第２接合ブロック１０３に形成された開口部に嵌め合わせ可能なように、突起形状を有する。これにより、筋交材２０の引張り力などによる下蓋１４２のずれを防止できる。下蓋１４２は、中心に貫通穴１４３が形成される。
貫通穴１４３は、通しボルト１５２の直径より広い径を有し、通しボルト１５２が貫通して設置される。通しボルト１５２は、先端部に雄ねじが形成される。通しボルト１５２は、貫通穴１４３を貫通し、ボルト穴１３４で螺合される。
【００３５】
上述した構成によって、筋交材２０が第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３の間に挟持されることによって、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に設けられることになる。その結果、複数の梁材が集合する従来の接合部材において、接合部材の一端部で筋交材を固定する場合に比べて、筋交材による力によって節点にかかる力が偏芯することがない。また、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に位置するため、従来の接合部材のように筋交材や筋交材を固定する部材が接合部材から突出することがなく、省スペース化を図ることができる。更に、筋交材を固定するための部材数を従来に比べて低減させることができる。
【００３６】
次に、本実施形態に係るラチスシェル構造の構造体１及び節点構造１００の設計・施工方法について説明する。
【００３７】
節点構造１００に用いる第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３、端部ブロック１１２は、節点構造１００の設置位置や設置方向に関わらず一定の形状のものを用いる。本実施形態によれば、ラチスシェル構造の構造体１の施工現場で、梁部材１０等に合わせて、第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３、端部ブロック１１２を加工する必要がない。
【００３８】
ラチスシェル構造の構造体１を構築するためには、まず、節点の位置や数、梁部材１０の位置や数を決定する。これにより、梁部材１０のおおよその長さを決定できる。また、筋交材２０についても節点に基づいて同様に長さなどが決定される。
【００３９】
そして、節点構造に用いる第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３や端部ブロック１１２の形状を決定する。第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３や端部ブロック１１２は、節点構造１００の設置位置や設置方向に関わらず一定の形状のものを共通して用いるから、節点の数に合わせて作製すればよい。上述した例では、第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３には、４つの端部ブロック１１２が設けられ、それぞれ隣接する端部ブロック１１２の接合位置のなす角度が９０度である。
【００４０】
次に、第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３の設置方向を決定し、設置時における第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３の中心軸方向を決定する。端部ブロック１１２は、端部ブロック１１２の第１接合面１１８が第１接合ブロック１０２の接触面１０８とボルト接合され、第２の接合面が第２接合ブロック１０３の接触面１０９とボルト接合されたときに、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する第２接合面１１３の角度が一意に規定される形状に形成されている。
【００４１】
従って、第２接合面１１３の第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する角度と、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する梁部材１０の設置角度を考慮して、第２接合面１１３と溶接される梁部材１０の端部面１１の形状を決定し、決定された形状に端部面１１を加工する。そして、梁部材１０の端部面１１と端部ブロック１１２の第２接合面１１３とを溶接する。この溶接作業は、ラチスシェル構造の構造体１の施工現場ではなく、例えば工場などで行う。この梁部材１０と端部ブロック１１２が溶接されて組み合わされた部材（以下、「端部ブロック付き梁材」という。）を、複数作製して、施工現場に搬出する。
【００４２】
そして、ラチスシェル構造の構造体１の施工現場において、第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３と端部ブロック付き梁材などを設置場所に配置する。第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３は、全て同一形状であるから、いずれの節点に配置してもよい。端部ブロック付き梁材は、梁部材１０の取り付け位置および取り付け方向を考慮して、梁部材１０に端部ブロック１１２が接合されている部材であるから、予め決定してある適切な節点に配置する。
【００４３】
その後、端部ブロック１１２の第１接合面１１８と、第１接合ブロック１０２の接触面１０８、第２接合ブロック１０３の接触面１０９とをボルト接合する。このとき、筋交材２０も同時に節点ごとに配置する。このボルト接合作業を１組の第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３において複数の端部ブロック付き梁材や筋交材２０に対して行い、更に、別の節点の接合ブロックの組においても同様の作業をすることで、ラチスシェル構造の構造体１を構築する。
【００４４】
通常、曲面形状を有するラチスシェル構造の節点において、接合部材に複数の梁材が接合されるとき、梁材の取り付け位置や取り付け方向は、梁材ごとに異なる。従って、従来、梁材ごとに接合部材と接合する梁材の端部面の形状を異ならせる必要があった。また、節点の位置によっても、梁材の端部面の形状が異なってくる。従って、梁材を工場で作製したとしても、施工現場で梁材の端部面を加工する必要があり、労力と時間がかかっていた。
【００４５】
また、従来、接合部材と梁材とを接合する節点構造で、接合部材を節点位置に関わらず全て同じにしてボルト接合を用いるものもあったが、梁材の取り付け方向や取り付け位置は、接合部材の形状に依存していた。そのため、接合部材を共通化し、接合部材と梁材との接合をボルト接合にすると、決められた方向にしか梁材を取り付けることができないため、例えば対称形状ではない複雑な曲面形状を有するラチスシェル構造を構築できなかった。
【００４６】
一方、本実施形態によれば、節点構造１００に用いる第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３、端部ブロック１１２の形状は、節点構造１００の設置位置や方向、梁部材１０の取り付け位置や取り付け方向に関わらず全て同じである。しかし、節点構造を現場施工する前に、端部ブロック１１２を梁部材１０の端部面１１に接合して、端部ブロック付き梁材を作製する。このとき、すでに梁部材１０の端部面１１と、端部ブロック１１２の第２接合面１１３との間で、梁部材１０の部材軸や第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸の角度が調節されて、梁部材１０と端部ブロック１１２が接合されている。従って、施工現場では、端部ブロック付き梁材を別途加工することなく、端部ブロック付き梁材を第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３にボルト接合するだけで、梁部材１０を適切な位置、方向に設置することができる。第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３と端部ブロック付き梁材との接合はボルト接合であり、溶接に比べて容易かつ精度良く部材を接合することができる。よって、本実施形態によれば、節点構造１００の施工が容易になる。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、図７〜図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係る節点構造２００について説明する。図７は、本実施形態に係る節点構造２００を示す平面図である。図８は、本実施形態に係る節点構造２００を示す断面図であり、図１０のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図９は、本実施形態に係る節点構造２００を示す断面図であり、図１０のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図１０は、本実施形態に係る節点構造２００を示す側面図である。図１１は、本実施形態に係る節点構造２００を示す断面図であり、図７のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００４８】
節点構造２００は、梁部材１０と、筋交材２０と、第１接合ブロック２０２と、第２接合ブロック２０３と、端部ブロック２１２と、高力ボルト２２２、２２４と、筋交材押さえ板２４２、２４４と、通しボルト２５２を有する。
【００４９】
梁部材１０と、第１接合ブロック２０２と、第２接合ブロック２０３と、端部ブロック２１２と、高力ボルト２２２、２２４は、上述した第１の実施形態の梁部材１０と、第１接合ブロック１０２と、第２接合ブロック１０３と、端部ブロック１１２と、高力ボルト１２２、１２４とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
以下で、節点構造１００の他の各構成部材について詳細に説明する。
筋交材２０は、例えば線状部材であり、鋼製ケーブルなどである。筋交材２０は、後述する第１接合ブロック２０２と、第２接合ブロック２０３との間に挟持され、固定される。図１に示すように、４つの梁部材１０で四角形を構成する場合、筋交材２０を節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。
【００５１】
筋交材押さえ板２４２、２４４は、第１接合ブロック２０２と第２接合ブロック２０３との間に設けられる。筋交材押さえ板２４２は、例えば板状部材である。筋交材押さえ板２４２の片面には、溝２４６が形成され、溝２４６に沿って筋交材２０が配設される。また、筋交材押さえ板２４２は中心にボルト穴２４３が設けられる。ボルト穴２４３は、筋交材押さえ板２４２を例えば貫通して形成され、内部に雌ねじが形成される。
【００５２】
筋交材押さえ板２４４は、例えば板状部材である。筋交材押さえ板２４４の片面には、溝２４８が形成され、溝２４８に沿って筋交材２０が配設される。また、筋交材押さえ板２４４は中心に貫通穴２４５が設けられる。貫通穴２４５は、通しボルト２５２の直径より広い径を有し、通しボルト２５２が貫通して設置される。
【００５３】
通しボルト２５２は、先端部に雄ねじが形成される。通しボルト２５２は、貫通穴２４５を貫通し、ボルト穴２４３で螺合される。筋交材押さえ板２４２と、筋交材押さえ板２４４は、溝２４６、２４８が形成された面が互いに対向するように設置される。
【００５４】
上述した構成によって、筋交材２０が筋交材押さえ板２４２と筋交材押さえ板２４４の間に挟持されることによって、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に設けられることになる。その結果、複数の梁材が集合する従来の接合部材において、接合部材の一端部で筋交材を固定する場合に比べて、筋交材による力によって節点にかかる力が偏芯することがない。また、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に位置するため、従来の接合部材のように筋交材や筋交材を固定する部材が接合部材から突出することがなく、省スペース化を図ることができる。更に、筋交材を固定するための部材数を従来に比べて低減させることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
次に、図１２〜図１６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る節点構造３００について説明する。図１２は、本実施形態に係る節点構造３００を示す平面図である。図１３は、本実施形態に係る節点構造３００を示す断面図であり、図１５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図１４は、本実施形態に係る節点構造３００を示す断面図であり、図１５のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図１５は、本実施形態に係る節点構造３００を示す側面図である。図１６は、本実施形態に係る節点構造３００を示す断面図であり、図１２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００５６】
節点構造３００は、梁部材１０と、筋交材２０と、第１接合ブロック３０２と、第２接合ブロック３０３と、端部ブロック３１２と、高力ボルト３２２、３２４と、筋交材押さえ板３４２と、通しボルト３５２を有する。
【００５７】
梁部材１０と、端部ブロック２１２と、高力ボルト２２２、２２４は、上述した第１の実施形態の梁部材１０と、端部ブロック１１２と、高力ボルト１２２、１２４とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
以下で、節点構造１００の他の各構成部材について詳細に説明する。
筋交材２０は、例えば線状部材であり、鋼製ケーブルなどである。筋交材２０は、後述する第１接合ブロック３０２と筋交材押さえ板３４２の間に挟持され、第２接合ブロック３０３と筋交材押さえ板３４２の間に挟持され、固定される。図１に示すように、４つの梁部材１０で四角形を構成する場合、筋交材２０を節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。
【００５９】
第１接合ブロック３０２は、第１の実施形態の第１接合ブロック１０２と異なり、中心軸方向一端側に平面上の板材が一体的に設けられる。第１接合ブロック３０２は、板材と筋交材押さえ板３４２が互いに対向するように設置される。また、第１接合ブロック３０２の板材は中心にボルト穴３４５が設けられる。ボルト穴３４５は、板材を例えば貫通して形成され、内部に雌ねじが形成される。
【００６０】
第２接合ブロック３０３は、第１の実施形態の第２接合ブロック１０３と異なり、中心軸方向一端側に平面上の板材が一体的に設けられる。第２接合ブロック３０３は、板材と筋交材押さえ板３４２が互いに対向するように設置される。また、第２接合ブロック３０３の板材は中心に貫通穴３４９が設けられる。貫通穴３４９は、通しボルト３５２の直径より広い径を有し、通しボルト３５２が貫通して設置される。
【００６１】
筋交材押さえ板３４２は、第１接合ブロック３０２と第２接合ブロック３０３との間に設けられる。筋交材押さえ板３４２は、例えば板状部材である。筋交材押さえ板３４２の両面には、溝３４６、３４８が形成され、溝３４６、３４８に沿って筋交材２０が配設される。また、筋交材押さえ板３４２は中心に貫通穴３４３が設けられる。貫通穴３４３は、通しボルト３５２の直径より広い径を有し、通しボルト３５２が貫通して設置される。通しボルト３５２は、先端部に雄ねじが形成される。通しボルト３５２は、貫通穴３４９、３４３を貫通し、ボルト穴３４５で螺合される。
【００６２】
上述した構成によって、筋交材２０が第１接合ブロック３０２と筋交材押さえ板３４２の間に挟持され、筋交材２０が第２接合ブロック３０３と筋交材押さえ板３４２の間に挟持されることによって、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に設けられることになる。その結果、複数の梁材が集合する従来の接合部材において、接合部材の一端部で筋交材を固定する場合に比べて、筋交材による力によって節点にかかる力が偏芯することがない。また、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に位置するため、従来の接合部材のように筋交材や筋交材を固定する部材が接合部材から突出することがなく、省スペース化を図ることができる。更に、筋交材を固定するための部材数を従来に比べて低減させることができる。
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ラチスシェル構造の節点構造に適用可能であり、特に筋交材を節点で固定するラチスシェル構造に最適な節点構造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ラチスシェル構造の構造体
１０ 梁部材
１１ 端部面
２０ 筋交材
１００、２００、３００ 節点構造
１０２、２０２、３０２ 第１接合ブロック
１０３、２０３、３０３ 第２接合ブロック
１０４、１０６、１１４、１１６、１３４、２０４、２０６、２１４、２１６、２４３、３０４、３０６、３１４、３１６、３４５ ボルト穴
１０８、１０９、２０８、２０９、３０８、３０９ 接触面
１１２、２１２、３１２ 端部ブロック
１１３、２１３、３１３ 第２接合面
１１８、１１９、２１８、２１９、３１８、３１９ 第１接合面
１２２、１２４、２２２、２２４、３２２、３２４ 高力ボルト
１３２ 上蓋
１４２ 下蓋
１４３、２４５、３４３、３４９ 貫通穴
１５２、２５２、３５２ 通しボルト
２４２、２４４、３４２ 筋交材押さえ板
２４６、２４８、３４６、３４８ 溝
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラチスシェル構造の節点構造に関し、筋交材を節点で固定するラチスシェル構造に最適な節点構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物の屋根などを構成するため、構造体にラチスシェル構造（グリッドシェル構造）が採用される場合がある。ラチスシェル構造は、梁材と、複数の梁材が集合して互いに接合される節点（node）からなる。ラチスシェル構造による構造体の上面又は下面にガラス、鋼板などの板材が設置されて、屋根が構成される。
【０００３】
例えば、特許文献１〜５には、梁材と節点における接合部材からなる節点構造に関する技術が開示されている。特許文献１〜４には、梁材と接合部材がボルトによって接合される節点構造が記載され、特許文献５には、梁材に相当する骨組部材３と接合部材に相当する本体部４が溶接よって接合される節点構造が記載されている。その他、ラチスシェル構造の節点は、複数の梁材が溶接によって互いに直接接合されたり、接合部材に梁材が嵌め込まれたりして構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−５７８２９号公報
【特許文献２】国際公開第９４／２０６９８号
【特許文献３】ソビエト連邦国特許第７７７１７０号
【特許文献４】ソビエト連邦国特許第６１４１８５号
【特許文献５】特開平９−２７９７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、４つの梁材で四角形を構成してラチスシェル構造の構造体を構築する場合、梁材のみでは構造体は不安定である。従って、筋交材を梁材が集合する節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。筋交材を節点に固定する技術は、例えば上述した特許文献２や特許文献５にも開示されている。
【０００６】
しかし、従来、筋交材は、梁部材が集合して接合する接合部材の軸方向の一端側に固定されてきた。そのため、筋交材による力によって接合部材にかかる力が偏芯し、接合部材において力のバランスをとることが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、筋交材による力によって偏芯することなく簡潔に筋交材を固定することが可能な、新規かつ改良されたラチスシェル構造の節点構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、筒形状の第１の接触面を有する第１の接合部材と、筒形状の第２の接触面を有し、軸方向が同一となるように第１の接合部材と隣接して設けられた第２の接合部材と、第１の接合部材の第１の接触面及び第２の接合部材の第２の接触面と接触し第１の接合部材及び第２の接合部材とボルト接合される梁材と、第１の接合部材と第２の接合部材との間で固定される筋交材とを備えるラチスシェル構造の節点構造が提供される。
【０００９】
この構成により、筋交材は、第１の接合部材と第２の接合部材の間に固定され、梁材の梁せいの中間付近に設けられる。
【００１０】
上記第１の接合部材の軸方向一端側であって第２の接合部材側に、第１の接合部材と近接して設けられた第１の板材と、第２の接合部材の軸方向一端側であって第１の接合部材側に、第２の接合部材と近接して設けられた第２の板材と、第１の板材と第２の板材とをボルト接合するボルトとを更に備え、第１の板材と第２の板材がボルト接合されることによって、第１の板材と第２の板材の間に配置された筋交材が固定されてもよい。
【００１１】
上記第１の接合部材と第１の板材は別部材であり、第２の接合部材と第２の板材は別部材であってもよい。
【００１２】
上記第１の接合部材と第１の板材は一体化された同一部材であり、第２の接合部材と第２の板材は一体化された同一部材であり、第１の板材と第２の板材の間に、第１の板材と第２の板材に近接して設けられた第３の板材を更に備え、第１の板材、第２の板材及び第３の板材がボルト接合されることによって、第１の板材と第３の板材の間に配置された筋交材、及び第２の板材と第３の板材の間に配置された筋交材が固定されてもよい。
【００１３】
上記梁材は、第１の接合部材及び第２の接合部材とボルト接合される端部材と、端部材と溶接される梁部材とを有してもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、筋交材による力によって偏芯することなく簡潔に筋交材を固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るラチスシェル構造の構造体１を示す斜視図である。
【図２】同実施形態に係る節点構造１００を示す平面図である。
【図３】同実施形態に係る節点構造１００を示す断面図である。
【図４】同実施形態に係る節点構造１００を示す断面図である。
【図５】同実施形態に係る節点構造１００を示す側面図である。
【図６】同実施形態に係る節点構造１００を示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る節点構造２００を示す平面図である。
【図８】同実施形態に係る節点構造２００を示す断面図である。
【図９】同実施形態に係る節点構造２００を示す断面図である。
【図１０】同実施形態に係る節点構造２００を示す側面図である。
【図１１】同実施形態に係る節点構造２００を示す断面図である。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る節点構造３００を示す平面図である。
【図１３】同実施形態に係る節点構造３００を示す断面図である。
【図１４】同実施形態に係る節点構造３００を示す断面図である。
【図１５】同実施形態に係る節点構造３００を示す側面図である。
【図１６】同実施形態に係る節点構造３００を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１７】
（第１の実施形態）
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係るラチスシェル構造について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るラチスシェル構造の構造体１を示す斜視図である。
【００１８】
ラチスシェル構造は、例えば建築物の屋根などを架構するために用いられる。図１は、本実施形態を説明するために示した形状であり、ラチスシェル構造の構造体の形状は構造体１の形状に限定されず、他の形状で構成されてもよい。
【００１９】
ラチスシェル構造の構造体１は、例えば、梁部材１０と、筋交材２０などからなる。また、複数の梁材が集合するラチスシェル構造の節点には、図２以降に示す通り、梁部材１０と筋交材２０と第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３と端部ブロック１１２などからなる節点構造１００が形成される。ラチスシェル構造の構造体１の上面又は下面にガラスや鋼板などの板材が設置されて、屋根が構成される。
【００２０】
次に、図２〜図６を参照して、本実施形態に係る節点構造１００について説明する。
図２は、本実施形態に係る節点構造１００を示す平面図である。図３は、本実施形態に係る節点構造１００を示す断面図であり、図５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図４は、本実施形態に係る節点構造１００を示す断面図であり、図５のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図５は、本実施形態に係る節点構造１００を示す側面図である。図６は、本実施形態に係る節点構造１００を示す断面図であり、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００２１】
節点構造１００は、梁部材１０と、筋交材２０と、第１接合ブロック１０２と、第２接合ブロック１０３と、端部ブロック１１２と、高力ボルト１２２、１２４と、上蓋１３２と、下蓋１４２と、通しボルト１５２を有する。節点構造１００は、複数の梁部材１０が集合する節点において形成される。図１に示すように、４つの梁部材１０で四角形を構成する場合、筋交材２０を節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。
【００２２】
以下で、節点構造１００の各構成部材について詳細に説明する。
梁部材１０は、例えば棒状部材であり、鋼製である。梁部材１０の端部には端部面１１が形成され、端部面１１は端部ブロック１１２と接合される。梁部材１０と梁部材１０の両端に端部ブロック１１２が接合された部材は、端部ブロック付き梁材として扱われる。端部ブロック付き梁材は、梁材の一例である。梁部材１０は、ラチスシェル構造における梁の一部として作用する。
【００２３】
筋交材２０は、例えば線状部材であり、鋼製ケーブルなどである。筋交材２０は、後述する第１接合ブロック１０２と、第２接合ブロック１０３との間に挟持され、固定される。
【００２４】
第１接合ブロック１０２は、第１の接合部材の一例であり、例えば筒形状であり、中心軸と平行な開口を有している。第１接合ブロック１０２の形状は、節点構造１００の設置位置や方向に関わらず一定である。第１接合ブロック１０２は外周面が円柱面であり、第１接合ブロック１０２の内周面は高力ボルト１２２を固定する面が平面である。第１接合ブロック１０２の高さは、梁部材１０の梁せいの約１／２より低い高さである。第１接合ブロック１０２は、梁部材１０から伝達されるモーメントに耐え得る強度を有する強度を有する材質、構造を有する。第１接合ブロック１０２は、梁部材１０が接合される方向であって端部ブロック１１２と接合される位置において、第１接合ブロック１０２を貫通するボルト穴１０４が形成される。
第１接合ブロック１０２の軸方向一端側であって、第２接合ブロック１０３側には、筋交材２０が配設される。
【００２５】
第２接合ブロック１０３は、第２の接合部材の一例であり、例えば筒形状であり、中心軸と平行な開口を有している。第２接合ブロック１０３の形状は、節点構造１００の設置位置や方向に関わらず一定である。第２接合ブロック１０３は外周面が円柱面であり、第２接合ブロック１０３の内周面は高力ボルト１２４を固定する面が平面である。第２接合ブロック１０３の高さは、梁部材１０の梁せいの約１／２より低い高さである。第２接合ブロック１０３は、梁部材１０から伝達されるモーメントに耐え得る強度を有する強度を有する材質、構造を有する。第２接合ブロック１０３は、梁部材１０が接合される方向であって端部ブロック１１２と接合される位置において、第２接合ブロック１０３を貫通するボルト穴１０６が形成される。
第２接合ブロック１０３は、中心軸が第１接合ブロック１０２の中心軸と同一となるように配置され、第１接合ブロック１０２と隣接して設けられる。第２接合ブロック１０３の軸方向一端側であって、第１接合ブロック１０２側には、筋交材２０が配設される。
【００２６】
ボルト穴１０４、１０６は、高力ボルト１２２、１２４の直径より広い径を有し、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸から外周面に向かって、中心軸に対して垂直に形成される。ボルト穴１０４は、ボルト穴１０６の上側に位置する。上下関係にある１つのボルト穴１０４と１つのボルト穴１０６は、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸と平行に配置される。
【００２７】
接触面１０８は、第１接合ブロック１０２の外周面の一部であり、端部ブロック１１２の第１接合面１１８と接触する。接触面１０９は、第２接合ブロック１０３の外周面の一部であり、端部ブロック１１２の第１接合面１１９と接触する。
【００２８】
端部ブロック１１２は、端部材の一例であり、梁部材１０の端部に溶接によって設けられる。端部ブロック１１２の形状は、節点構造１００の設置位置や方向に関わらず一定である。端部ブロック１１２は、第１接合面１１８、１１９と、第２接合面１１３を有する。
【００２９】
端部ブロック１１２の第１接合面１１８、１１９はそれぞれ、第１接合ブロック１０２の接触面１０８、第２接合ブロック１０３の接触面１０９と接触し、高力ボルト１２２、１２４によって第１接合ブロック１０２とボルト接合される。第１接合面１１８、１１９の形状は、第１接合ブロック１０２の接触面１０８、第２接合ブロック１０３の接触面１０９の形状に沿った形を有する。本実施形態では、接触面１０８、１０９は円筒面であるから、第１接合面１１８、１１９も円筒面に沿った凹面を有する。端部ブロック１１２は、第１接合ブロック１０２の第１接合面１１８、第２接合ブロック１０３の第１接合面１１９側に開口したボルト穴１１４、１１６が形成される。
【００３０】
端部ブロック１１２の第２接合面１１３は、梁部材１０の端部面１１と溶接される。第２接合面１１３は、例えば第１接合面１１８、１１９と対向する位置に設けられる。
端部ブロック１１２は、梁部材１０の取り付け位置や取り付け方向、第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３との接合位置に影響されず、また節点の位置にも影響されず、常に同一の形状を有する。即ち、端部ブロック１１２は、第１接合面１１８が第１接合ブロック１０２とボルト接合され、第１接合面１１９が第２接合ブロック１０３とボルト接合されたときに、接触面１０８、１０９の位置に関わらず、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する第２接合面１１３の角度が一意に規定される形状に形成されている。
【００３１】
ボルト穴１１４、１１６は、端部ブロック１１２が第１接合ブロック１０２及び第２接合ブロック１０３に接合されたとき、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸から端部ブロック１１２に向かって、中心軸に対して垂直である直線上に形成される。ボルト穴１１４は、端部ブロック１１２の上側に位置し、ボルト穴１１６は、端部ブロック１１２の下側に位置する。上下関係にある１つのボルト穴１１４と１つのボルト穴１１６は、端部ブロック１１２が第１接合ブロック１０２及び第２接合ブロック１０３に接合されたとき、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸と平行になるように配置される。ボルト穴１１４は第１接合ブロック１０２のボルト穴１０４と対応し、ボルト穴１１６は第２接合ブロック１０３のボルト穴１０６と対応する。ボルト穴１１４、１１６は、内部に雌ねじが形成される。
【００３２】
高力ボルト１２２、１２４は、先端部分に雄ねじが形成される。高力ボルト１２２は、第１接合ブロック１０２の内部から外側に向かって挿入され、第１接合ブロック１０２のボルト穴１０４を貫通し、端部ブロック１１２のボルト穴１１４で螺合される。高力ボルト１２４は、第２接合ブロック１０３の内部から外側に向かって挿入され、第２接合ブロック１０３のボルト穴１０６を貫通し、端部ブロック１１２のボルト穴１１６で螺合される。上下関係で挿入される１つの高力ボルト１２２と１つの高力ボルト１２４が１対となって、１つの端部ブロック１１２と第１接合ブロック１０２及び第２接合ブロック１０３をボルト接合する。
【００３３】
上蓋１３２は、例えば板状部材であり、第１接合ブロック１０２の軸方向端部、例えば上端部に設けられる。上蓋１３２は、図６に示すように、第１接合ブロック１０２に形成された開口部に嵌め合わせ可能なように、突起形状を有する。これにより、筋交材２０の引張り力などによる上蓋１３２のずれを防止できる。上蓋１３２は、中心にボルト穴１３４が形成される。
ボルト穴１３４は、上蓋１３２を例えば貫通して形成され、内部に雌ねじが形成される。
【００３４】
下蓋１４２は、例えば板状部材であり、第２接合ブロック１０３の軸方向端部、例えば下端部に設けられる。下蓋１４２は、図６に示すように、第２接合ブロック１０３に形成された開口部に嵌め合わせ可能なように、突起形状を有する。これにより、筋交材２０の引張り力などによる下蓋１４２のずれを防止できる。下蓋１４２は、中心に貫通穴１４３が形成される。
貫通穴１４３は、通しボルト１５２の直径より広い径を有し、通しボルト１５２が貫通して設置される。通しボルト１５２は、先端部に雄ねじが形成される。通しボルト１５２は、貫通穴１４３を貫通し、ボルト穴１３４で螺合される。
【００３５】
上述した構成によって、筋交材２０が第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３の間に挟持されることによって、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に設けられることになる。その結果、複数の梁材が集合する従来の接合部材において、接合部材の一端部で筋交材を固定する場合に比べて、筋交材による力によって節点にかかる力が偏芯することがない。また、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に位置するため、従来の接合部材のように筋交材や筋交材を固定する部材が接合部材から突出することがなく、省スペース化を図ることができる。更に、筋交材を固定するための部材数を従来に比べて低減させることができる。
【００３６】
次に、本実施形態に係るラチスシェル構造の構造体１及び節点構造１００の設計・施工方法について説明する。
【００３７】
節点構造１００に用いる第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３、端部ブロック１１２は、節点構造１００の設置位置や設置方向に関わらず一定の形状のものを用いる。本実施形態によれば、ラチスシェル構造の構造体１の施工現場で、梁部材１０等に合わせて、第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３、端部ブロック１１２を加工する必要がない。
【００３８】
ラチスシェル構造の構造体１を構築するためには、まず、節点の位置や数、梁部材１０の位置や数を決定する。これにより、梁部材１０のおおよその長さを決定できる。また、筋交材２０についても節点に基づいて同様に長さなどが決定される。
【００３９】
そして、節点構造に用いる第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３や端部ブロック１１２の形状を決定する。第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３や端部ブロック１１２は、節点構造１００の設置位置や設置方向に関わらず一定の形状のものを共通して用いるから、節点の数に合わせて作製すればよい。上述した例では、第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３には、４つの端部ブロック１１２が設けられ、それぞれ隣接する端部ブロック１１２の接合位置のなす角度が９０度である。
【００４０】
次に、第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３の設置方向を決定し、設置時における第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３の中心軸方向を決定する。端部ブロック１１２は、端部ブロック１１２の第１接合面１１８が第１接合ブロック１０２の接触面１０８とボルト接合され、第２の接合面が第２接合ブロック１０３の接触面１０９とボルト接合されたときに、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する第２接合面１１３の角度が一意に規定される形状に形成されている。
【００４１】
従って、第２接合面１１３の第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する角度と、第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸に対する梁部材１０の設置角度を考慮して、第２接合面１１３と溶接される梁部材１０の端部面１１の形状を決定し、決定された形状に端部面１１を加工する。そして、梁部材１０の端部面１１と端部ブロック１１２の第２接合面１１３とを溶接する。この溶接作業は、ラチスシェル構造の構造体１の施工現場ではなく、例えば工場などで行う。この梁部材１０と端部ブロック１１２が溶接されて組み合わされた部材（以下、「端部ブロック付き梁材」という。）を、複数作製して、施工現場に搬出する。
【００４２】
そして、ラチスシェル構造の構造体１の施工現場において、第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３と端部ブロック付き梁材などを設置場所に配置する。第１接合ブロック１０２と第２接合ブロック１０３は、全て同一形状であるから、いずれの節点に配置してもよい。端部ブロック付き梁材は、梁部材１０の取り付け位置および取り付け方向を考慮して、梁部材１０に端部ブロック１１２が接合されている部材であるから、予め決定してある適切な節点に配置する。
【００４３】
その後、端部ブロック１１２の第１接合面１１８と、第１接合ブロック１０２の接触面１０８、第２接合ブロック１０３の接触面１０９とをボルト接合する。このとき、筋交材２０も同時に節点ごとに配置する。このボルト接合作業を１組の第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３において複数の端部ブロック付き梁材や筋交材２０に対して行い、更に、別の節点の接合ブロックの組においても同様の作業をすることで、ラチスシェル構造の構造体１を構築する。
【００４４】
通常、曲面形状を有するラチスシェル構造の節点において、接合部材に複数の梁材が接合されるとき、梁材の取り付け位置や取り付け方向は、梁材ごとに異なる。従って、従来、梁材ごとに接合部材と接合する梁材の端部面の形状を異ならせる必要があった。また、節点の位置によっても、梁材の端部面の形状が異なってくる。従って、梁材を工場で作製したとしても、施工現場で梁材の端部面を加工する必要があり、労力と時間がかかっていた。
【００４５】
また、従来、接合部材と梁材とを接合する節点構造で、接合部材を節点位置に関わらず全て同じにしてボルト接合を用いるものもあったが、梁材の取り付け方向や取り付け位置は、接合部材の形状に依存していた。そのため、接合部材を共通化し、接合部材と梁材との接合をボルト接合にすると、決められた方向にしか梁材を取り付けることができないため、例えば対称形状ではない複雑な曲面形状を有するラチスシェル構造を構築できなかった。
【００４６】
一方、本実施形態によれば、節点構造１００に用いる第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３、端部ブロック１１２の形状は、節点構造１００の設置位置や方向、梁部材１０の取り付け位置や取り付け方向に関わらず全て同じである。しかし、節点構造を現場施工する前に、端部ブロック１１２を梁部材１０の端部面１１に接合して、端部ブロック付き梁材を作製する。このとき、すでに梁部材１０の端部面１１と、端部ブロック１１２の第２接合面１１３との間で、梁部材１０の部材軸や第１接合ブロック１０２又は第２接合ブロック１０３の中心軸の角度が調節されて、梁部材１０と端部ブロック１１２が接合されている。従って、施工現場では、端部ブロック付き梁材を別途加工することなく、端部ブロック付き梁材を第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３にボルト接合するだけで、梁部材１０を適切な位置、方向に設置することができる。第１接合ブロック１０２、第２接合ブロック１０３と端部ブロック付き梁材との接合はボルト接合であり、溶接に比べて容易かつ精度良く部材を接合することができる。よって、本実施形態によれば、節点構造１００の施工が容易になる。
【００４７】
（第２の実施形態）
次に、図７〜図１１を参照して、本発明の第２の実施形態に係る節点構造２００について説明する。図７は、本実施形態に係る節点構造２００を示す平面図である。図８は、本実施形態に係る節点構造２００を示す断面図であり、図１０のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図９は、本実施形態に係る節点構造２００を示す断面図であり、図１０のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図１０は、本実施形態に係る節点構造２００を示す側面図である。図１１は、本実施形態に係る節点構造２００を示す断面図であり、図７のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００４８】
節点構造２００は、梁部材１０と、筋交材２０と、第１接合ブロック２０２と、第２接合ブロック２０３と、端部ブロック２１２と、高力ボルト２２２、２２４と、筋交材押さえ板２４２、２４４と、通しボルト２５２を有する。
【００４９】
梁部材１０と、第１接合ブロック２０２と、第２接合ブロック２０３と、端部ブロック２１２と、高力ボルト２２２、２２４は、上述した第１の実施形態の梁部材１０と、第１接合ブロック１０２と、第２接合ブロック１０３と、端部ブロック１１２と、高力ボルト１２２、１２４とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５０】
以下で、節点構造１００の他の各構成部材について詳細に説明する。
筋交材２０は、例えば線状部材であり、鋼製ケーブルなどである。筋交材２０は、後述する第１接合ブロック２０２と、第２接合ブロック２０３との間に挟持され、固定される。図１に示すように、４つの梁部材１０で四角形を構成する場合、筋交材２０を節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。
【００５１】
筋交材押さえ板２４２、２４４は、第１接合ブロック２０２と第２接合ブロック２０３との間に設けられる。筋交材押さえ板２４２は、例えば板状部材である。筋交材押さえ板２４２の片面には、溝２４６が形成され、溝２４６に沿って筋交材２０が配設される。また、筋交材押さえ板２４２は中心にボルト穴２４３が設けられる。ボルト穴２４３は、筋交材押さえ板２４２を例えば貫通して形成され、内部に雌ねじが形成される。
【００５２】
筋交材押さえ板２４４は、例えば板状部材である。筋交材押さえ板２４４の片面には、溝２４８が形成され、溝２４８に沿って筋交材２０が配設される。また、筋交材押さえ板２４４は中心に貫通穴２４５が設けられる。貫通穴２４５は、通しボルト２５２の直径より広い径を有し、通しボルト２５２が貫通して設置される。
【００５３】
通しボルト２５２は、先端部に雄ねじが形成される。通しボルト２５２は、貫通穴２４５を貫通し、ボルト穴２４３で螺合される。筋交材押さえ板２４２と、筋交材押さえ板２４４は、溝２４６、２４８が形成された面が互いに対向するように設置される。
【００５４】
上述した構成によって、筋交材２０が筋交材押さえ板２４２と筋交材押さえ板２４４の間に挟持されることによって、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に設けられることになる。その結果、複数の梁材が集合する従来の接合部材において、接合部材の一端部で筋交材を固定する場合に比べて、筋交材による力によって節点にかかる力が偏芯することがない。また、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に位置するため、従来の接合部材のように筋交材や筋交材を固定する部材が接合部材から突出することがなく、省スペース化を図ることができる。更に、筋交材を固定するための部材数を従来に比べて低減させることができる。
【００５５】
（第３の実施形態）
次に、図１２〜図１６を参照して、本発明の第２の実施形態に係る節点構造３００について説明する。図１２は、本実施形態に係る節点構造３００を示す平面図である。図１３は、本実施形態に係る節点構造３００を示す断面図であり、図１５のＢ−Ｂ線で切断した断面図である。図１４は、本実施形態に係る節点構造３００を示す断面図であり、図１５のＣ−Ｃ線で切断した断面図である。図１５は、本実施形態に係る節点構造３００を示す側面図である。図１６は、本実施形態に係る節点構造３００を示す断面図であり、図１２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【００５６】
節点構造３００は、梁部材１０と、筋交材２０と、第１接合ブロック３０２と、第２接合ブロック３０３と、端部ブロック３１２と、高力ボルト３２２、３２４と、筋交材押さえ板３４２と、通しボルト３５２を有する。
【００５７】
梁部材１０と、端部ブロック２１２と、高力ボルト２２２、２２４は、上述した第１の実施形態の梁部材１０と、端部ブロック１１２と、高力ボルト１２２、１２４とほぼ同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００５８】
以下で、節点構造１００の他の各構成部材について詳細に説明する。
筋交材２０は、例えば線状部材であり、鋼製ケーブルなどである。筋交材２０は、後述する第１接合ブロック３０２と筋交材押さえ板３４２の間に挟持され、第２接合ブロック３０３と筋交材押さえ板３４２の間に挟持され、固定される。図１に示すように、４つの梁部材１０で四角形を構成する場合、筋交材２０を節点に固定することで、ラチスシェル構造を安定的に維持することができる。
【００５９】
第１接合ブロック３０２は、第１の実施形態の第１接合ブロック１０２と異なり、中心軸方向一端側に平面上の板材が一体的に設けられる。第１接合ブロック３０２は、板材と筋交材押さえ板３４２が互いに対向するように設置される。また、第１接合ブロック３０２の板材は中心にボルト穴３４５が設けられる。ボルト穴３４５は、板材を例えば貫通して形成され、内部に雌ねじが形成される。
【００６０】
第２接合ブロック３０３は、第１の実施形態の第２接合ブロック１０３と異なり、中心軸方向一端側に平面上の板材が一体的に設けられる。第２接合ブロック３０３は、板材と筋交材押さえ板３４２が互いに対向するように設置される。また、第２接合ブロック３０３の板材は中心に貫通穴３４９が設けられる。貫通穴３４９は、通しボルト３５２の直径より広い径を有し、通しボルト３５２が貫通して設置される。
【００６１】
筋交材押さえ板３４２は、第１接合ブロック３０２と第２接合ブロック３０３との間に設けられる。筋交材押さえ板３４２は、例えば板状部材である。筋交材押さえ板３４２の両面には、溝３４６、３４８が形成され、溝３４６、３４８に沿って筋交材２０が配設される。また、筋交材押さえ板３４２は中心に貫通穴３４３が設けられる。貫通穴３４３は、通しボルト３５２の直径より広い径を有し、通しボルト３５２が貫通して設置される。通しボルト３５２は、先端部に雄ねじが形成される。通しボルト３５２は、貫通穴３４９、３４３を貫通し、ボルト穴３４５で螺合される。
【００６２】
上述した構成によって、筋交材２０が第１接合ブロック３０２と筋交材押さえ板３４２の間に挟持され、筋交材２０が第２接合ブロック３０３と筋交材押さえ板３４２の間に挟持されることによって、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に設けられることになる。その結果、複数の梁材が集合する従来の接合部材において、接合部材の一端部で筋交材を固定する場合に比べて、筋交材による力によって節点にかかる力が偏芯することがない。また、筋交材２０が梁部材１０の梁せいの中心付近に位置するため、従来の接合部材のように筋交材や筋交材を固定する部材が接合部材から突出することがなく、省スペース化を図ることができる。更に、筋交材を固定するための部材数を従来に比べて低減させることができる。
【００６３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、ラチスシェル構造の節点構造に適用可能であり、特に筋交材を節点で固定するラチスシェル構造に最適な節点構造に適用可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１ ラチスシェル構造の構造体
１０ 梁部材
１１ 端部面
２０ 筋交材
１００、２００、３００ 節点構造
１０２、２０２、３０２ 第１接合ブロック
１０３、２０３、３０３ 第２接合ブロック
１０４、１０６、１１４、１１６、１３４、２０４、２０６、２１４、２１６、２４３、３０４、３０６、３１４、３１６、３４５ ボルト穴
１０８、１０９、２０８、２０９、３０８、３０９ 接触面
１１２、２１２、３１２ 端部ブロック
１１３、２１３、３１３ 第２接合面
１１８、１１９、２１８、２１９、３１８、３１９ 第１接合面
１２２、１２４、２２２、２２４、３２２、３２４ 高力ボルト
１３２ 上蓋
１４２ 下蓋
１４３、２４５、３４３、３４９ 貫通穴
１５２、２５２、３５２ 通しボルト
２４２、２４４、３４２ 筋交材押さえ板
２４６、２４８、３４６、３４８ 溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒形状の第１の接触面を有する第１の接合部材と、
筒形状の第２の接触面を有し、軸方向が同一となるように前記第１の接合部材と隣接して設けられた第２の接合部材と、
前記第１の接合部材の前記第１の接触面及び前記第２の接合部材の前記第２の接触面と接触し前記第１の接合部材及び前記第２の接合部材とボルト接合される梁材と、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間で固定される筋交材と
を備える、ラチスシェル構造の節点構造。
【請求項２】
前記第１の接合部材の軸方向一端側であって前記第２の接合部材側に、前記第１の接合部材と近接して設けられた第１の板材と、
前記第２の接合部材の軸方向一端側であって前記第１の接合部材側に、前記第２の接合部材と近接して設けられた第２の板材と、
前記第１の板材と前記第２の板材とをボルト接合するボルトと、
を更に備え、
前記第１の板材と前記第２の板材がボルト接合されることによって、前記第１の板材と前記第２の板材の間に配置された前記筋交材が固定される、請求項１に記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項３】
前記第１の接合部材と前記第１の板材は別部材であり、前記第２の接合部材と前記第２の板材は別部材である、請求項２に記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項４】
前記第１の接合部材と前記第１の板材は一体化された同一部材であり、
前記第２の接合部材と前記第２の板材は一体化された同一部材であり、
前記第１の板材と前記第２の板材の間に、前記第１の板材と前記第２の板材に近接して設けられた第３の板材を更に備え、
前記第１の板材、前記第２の板材及び前記第３の板材がボルト接合されることによって、前記第１の板材と前記第３の板材の間に配置された前記筋交材、及び前記第２の板材と前記第３の板材の間に配置された前記筋交材が固定される、請求項２に記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項５】
前記梁材は、
前記第１の接合部材及び前記第２の接合部材とボルト接合される端部材と、
前記端部材と溶接される梁部材と、
を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項１】
筒形状の第１の接触面を有する第１の接合部材と、
筒形状の第２の接触面を有し、軸方向が同一となるように前記第１の接合部材と隣接して設けられた第２の接合部材と、
前記第１の接合部材の前記第１の接触面及び前記第２の接合部材の前記第２の接触面と接触し前記第１の接合部材及び前記第２の接合部材とボルト接合される梁材と、
前記第１の接合部材と前記第２の接合部材との間で固定される筋交材と
を備える、ラチスシェル構造の節点構造。
【請求項２】
前記第１の接合部材の軸方向一端側であって前記第２の接合部材側に、前記第１の接合部材と近接して設けられた第１の板材と、
前記第２の接合部材の軸方向一端側であって前記第１の接合部材側に、前記第２の接合部材と近接して設けられた第２の板材と、
前記第１の板材と前記第２の板材とをボルト接合するボルトと、
を更に備え、
前記第１の板材と前記第２の板材がボルト接合されることによって、前記第１の板材と前記第２の板材の間に配置された前記筋交材が固定される、請求項１に記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項３】
前記第１の接合部材と前記第１の板材は別部材であり、前記第２の接合部材と前記第２の板材は別部材である、請求項２に記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項４】
前記第１の接合部材と前記第１の板材は一体化された同一部材であり、
前記第２の接合部材と前記第２の板材は一体化された同一部材であり、
前記第１の板材と前記第２の板材の間に、前記第１の板材と前記第２の板材に近接して設けられた第３の板材を更に備え、
前記第１の板材、前記第２の板材及び前記第３の板材がボルト接合されることによって、前記第１の板材と前記第３の板材の間に配置された前記筋交材、及び前記第２の板材と前記第３の板材の間に配置された前記筋交材が固定される、請求項２に記載のラチスシェル構造の節点構造。
【請求項５】
前記梁材は、
前記第１の接合部材及び前記第２の接合部材とボルト接合される端部材と、
前記端部材と溶接される梁部材と、
を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のラチスシェル構造の節点構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−４７２０７（Ｐ２０１１−４７２０７Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９７０４９（Ｐ２００９−１９７０４９）
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２７日（２００９．８．２７）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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