骨組構造体
【課題】剛接合に近い状態を容易に得ることが可能な骨組構造体を提供すること。
【解決手段】アルミニウム合金製の弦材１Ａおよびラチス材３Ａを組み合わせて構成した骨組構造体Ｆであって、弦材１Ａは、複数の第一突条を並設してなる弦側ローレット部１ａを有し、弦側ローレット部１ａは、弦材１Ａの素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、ラチス材３Ａは、複数の第二突条を並設してなるラチス側ローレット部３ａを有し、ラチス側ローレット部３ａは、ラチス材３Ａの素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、弦材１Ａとラチス材３Ａとの接合部では、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとが重ね合わされており、弦側ローレット部１ａおよびラチス側ローレット部３ａを貫通するボルトＢの締結力により、第一突条と第二突条との交差部において第一突条および第二突条が潰れていることを特徴とする。
【解決手段】アルミニウム合金製の弦材１Ａおよびラチス材３Ａを組み合わせて構成した骨組構造体Ｆであって、弦材１Ａは、複数の第一突条を並設してなる弦側ローレット部１ａを有し、弦側ローレット部１ａは、弦材１Ａの素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、ラチス材３Ａは、複数の第二突条を並設してなるラチス側ローレット部３ａを有し、ラチス側ローレット部３ａは、ラチス材３Ａの素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、弦材１Ａとラチス材３Ａとの接合部では、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとが重ね合わされており、弦側ローレット部１ａおよびラチス側ローレット部３ａを貫通するボルトＢの締結力により、第一突条と第二突条との交差部において第一突条および第二突条が潰れてい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、アルミニウム合金製の押出形材を利用した骨組構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨組構造体の弦材やラチス材（斜材、垂直材）をアルミニウム合金製の押出形材で形成した事例が特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
特許文献１，２の骨組構造体では、弦材とラチス材とを普通ボルトにより接合しているので、弦材とラチス材の接合部における力のやり取りは、普通ボルトに作用するせん断力を介してなされることとなる。
【０００４】
特許文献３の骨組構造体は、弦材に設けた凹部とラチス材の端部に設けた凸部とを嵌め合わせることにより、弦材の軸直角方向へのラチス材の移動を阻止している。なお、ラチス材の凸部は、弦材の凹部の延在方向と平行となるように形成されているので、ラチス材の凸部の前後において弦材をかしめることにより、凹部の延在方向へのラチス材の移動を阻止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２００４９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９３６２０号公報
【特許文献３】特開平９−１２５５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
骨組構造体の節点をピン接合と仮定して設計した場合であっても、実構造物では、振動や疲労を抑制する等の観点から、節点を剛に近づけることが望ましい。
【０００７】
特許文献１，２の骨組構造において、弦材とラチス材との接合部（節点）に高力ボルト摩擦接合を採用すると、節点を剛に近づけることができるものの、高力ボルト摩擦接合では、接合面に対してブラスト処理や薬剤処理などの粗面処理を施す必要があるので、節点の多い骨組構造体では、粗面処理に手間を要する虞がある。
【０００８】
なお、特許文献３の骨組構造体では、ボルトや溶接を使用せず、「凹凸の係合」と「かしめ」だけで弦材とラチス材とを接合しているので、剛接合にはならず、節点にズレやガタツキが生じる虞がある。
【０００９】
このような観点から、本発明は、アルミニウム合金製の押出形材を利用した骨組構造体であって、剛接合に近い状態を容易に得ることが可能な骨組構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決する本発明は、アルミニウム合金製の弦材およびラチス材を組み合わせて構成した骨組構造体であって、前記弦材は、複数の第一突条を並設してなる弦側ローレット部を有し、前記弦側ローレット部は、前記弦材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、前記ラチス材は、複数の第二突条を並設してなるラチス側ローレット部を有し、前記ラチス側ローレット部は、前記ラチス材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、前記弦材と前記ラチス材との接合部では、前記弦側ローレット部と前記ラチス側ローレット部とが重ね合わされており、前記弦側ローレット部および前記ラチス側ローレット部を貫通するボルトの締結力により、前記第一突条と前記第二突条との交差部において前記第一突条および前記第二突条が潰れていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、骨組構造体の節点において弦側ローレット部の第一突条とラチス側ローレット部の第二突条とが斜め若しくは垂直に交差し、当該交差部において両突条が潰れた状態となるので、弦側ローレット部とラチス側ローレット部との間の摩擦抵抗を高めることができ、ひいては、剛接合に近い状態で弦材とラチス材とを接合することが可能になる。なお、弦材およびラチス材は、アルミニウム合金製の押出形材からなるところ、各ローレット部は、押出形材の押出成形時に形成されるので、ブラスト処理等の粗面処理を施す必要はない。なお、ボルトは、普通ボルトでも高力ボルトでもよい。
【００１２】
前記弦材および前記ラチス材の形態に制限はないが、前記ラチス材が接続される接続プレートを前記弦材に設けるとともに、所定間隔（前記接続プレートを挿入可能な間隔）をあけて対向する一対のウェブを前記ラチス材に設け、前記接続プレートの両側面のそれぞれに、前記弦側ローレット部を形成し、一方の前記ウェブの内側面および他方の前記ウェブの内側面のそれぞれに、前記ラチス側ローレット部を形成するとよい。このようにすると、弦側ローレット部とラチス側ローレット部の接触面積が増大するので、弦材とラチス材の接合状態を剛接合に近づけることが可能となる。
【００１３】
第一突条および第二突条の高さは適宜設定すればよいが、突条の高さが摩擦抵抗に及ぼす影響を実験により検討したところ、１．０ｍｍ以下、より好適には０．５ｍｍ以下であることが望ましいとの知見を得た。なお、弦材とラチス材との接合部では、突条同士を変形させると共に両部材を接触させることが好ましいが、突条の高さが１ｍｍを超えると、ボルトに加える張力が大きくなり過ぎる虞がある。また、押出成形用のダイスに対する加工は、ワイヤを電極とした放電加工で行われるのが通常であるが、放電加工によってダイスを加工する場合、各突条の高さの下限値は、前記ワイヤの外形寸法により制約されることとなり、突条の高さが０．２ｍｍ未満になると、押出成形用のダイスに対する加工の難易度が高まるので、第一突条および第二突条の高さは、０．２ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】
なお、本発明に係る骨組構造体の用途に制限はなく、屋根のほか、壁体、柱、階段の支持桁、トラス橋などに適用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、弦材およびラチス材に対して粗面処理を施さずとも、接合面における摩擦抵抗を高めることができるので、剛接合に近い状態を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る骨組構造体を、弦材の長手方向を法線とする平面で切断した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１部分の拡大図である。
【図２】図１のＹ−Ｙ矢視方向側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る骨組構造体の下層を構成する部材のみを示す下面図である。
【図４】（ａ）は上弦材および下弦材の素となる押出形材の端面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２部分の拡大図である。
【図５】（ａ）は斜材の素となる押出形材の端面図、（ｂ）は（ａ）のＸ３部分の拡大図である。
【図６】斜材の端部を示す拡大斜視図である。
【図７】節点部分を示す分解斜視図である。
【図８】節点部分の断面図である。
【図９】すべり試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る骨組構造体Ｆは、ダブルレイヤー型（複層タイプ）のスペースフレームであり、図１の（ａ）に示すように、弦材１Ａ，１Ｂおよびラチス材２，３Ａ，３Ｂを組み合わせて構成したものである。
【００１８】
なお、以下の説明においては、弦材１Ａ，１Ｂのうち、骨組構造体Ｆの下層に配置された弦材１Ａを「下弦材１Ａ」と称し、骨組構造体Ｆの上層に配置された弦材１Ｂを「上弦材１Ｂ」と称する。
また、ラチス材２，３Ａ，３Ｂのうち、下弦材１Ａと上弦材１Ｂとを斜めに連結するものを「斜材２」と称し、下弦材１Ａ，１Ａを連結するものを「下横材３Ａ」と称し、上弦材１Ｂ，１Ｂを連結するものを「上横材３Ｂ」と称する。
【００１９】
骨組構造体Ｆは、下弦材１Ａ，１Ａ，…と、上弦材１Ｂ，１Ｂ，…と、下弦材１Ａと上弦材１Ｂとを繋ぐ斜材２，２，…と、隣り合う下弦材１Ａ，１Ａを繋ぐ下横材３Ａ，３Ａ，…と、隣り合う上弦材１Ｂ，１Ｂを繋ぐ上横材３Ｂ，３Ｂ，…と、を備えている。
【００２０】
骨組構造体Ｆの下層は、複数の下弦材１Ａ，１Ａ…と、複数の下横材３Ａ，３Ａ，…とによって構成されており、骨組構造体Ｆの上層は、複数の上弦材１Ｂ，１Ｂ，…と、複数の上横材３Ｂ，３Ｂ，…とによって構成されている。また、骨組構造体Ｆの上層と下層は、複数の斜材２，２，…によって連結されている。
【００２１】
下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂは、いずれも、長手方向が図１の紙面垂直方向となるように配置されている。
【００２２】
隣り合う下弦材１Ａ，１Ａは、横方向に間隔をあけて並設されており、本実施形態では平行である（図３参照）。
【００２３】
上弦材１Ｂは、本実施形態では下弦材１Ａの斜め上方に位置し、且つ、下弦材１Ａと平行である（図２参照）。また、隣り合う上弦材１Ｂ，１Ｂは、横方向に間隔をあけて並設されており、本実施形態では平行である（図示略）。
【００２４】
斜材２は、図２に示すように、下弦材１Ａと上弦材１Ｂを包含する構面内に配置されており、下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂに対して角度θをもって斜交している。前記構面内の複数の斜材２，２，…は、ジグザグ状に連設されており、下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂとともにトラス構造を形成している。
【００２５】
下横材３Ａは、図３に示すように、隣り合う下弦材１Ａ，１Ａを包含する構面内に複数配置されている。なお、図３においては、上弦材１，斜材２および上横材３Ｂの図示を省略している。下横材３Ａには、下弦材１Ａに対して垂直に交差する直交タイプと、下弦材１Ａに対して斜めに交差する斜交タイプとがある。本実施形態では、直交タイプの下横材３Ａと斜交タイプの下横材３Ａとが交互に配置されていて、下弦材１Ａ，１Ａと下横材３Ａ，３Ａ，…とによってトラス構造が形成されている。
【００２６】
図１に示す上横材３Ｂは、隣り合う上弦材１Ｂ，１Ｂを包含する構面内に複数配置されている。図示は省略するが、上横材３Ｂにも、上弦材１Ｂに対して垂直に交差する直交タイプと、上弦材１Ｂに対して斜めに交差する斜交タイプとがあり、上弦材１Ｂと上横材３Ｂとによってトラス構造が形成されている。
【００２７】
次に、上記した各部材の構成を詳細に説明する。
下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂは、いずれも、中空閉断面形状（本実施形態では略六角形）のホロー部と、第一の接続プレート１６，１６と、第二の接続プレート１７，１７とを備えている。図１乃至図３に示すように、第一の接続プレート１６には、斜材２が接続され、第二の接続プレート１７には、下横材３Ａまたは上横材３Ｂが接続される。
【００２８】
下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂは、いずれも、図４の（ａ）に示す第一の押出形材１０からなる。なお、図４の（ａ）に示した押出形材１０の向きは、下弦材１Ａとして使用する場合を想定している。上弦材１Ｂとして使用する場合には、図４の（ａ）に示した押出形材１０の上下を反転させて使用する。
【００２９】
第一の押出形材１０は、アルミニウム合金製の押出形材であり、図４の紙面垂直方向に連続している。なお、本実施形態では、ホロー部の断面形状を略六角形（多角形）としたが、円形や楕円形に変更しても差し支えない。また、一本の押出形材１０を下弦材１Ａまたは上弦材１Ｂとしてもよいし、複数本の押出形材１０を長手方向に連結したものを下弦材１Ａまたは上弦材１Ｂとしてもよい。
【００３０】
押出形材１０のホロー部は、上下に対向して配置された補剛部１１，１２と、左右に対向して配置された座部１３，１３と、一方の補剛部１１と座部１３，１３とを繋ぐ第一薄肉部１４，１４と、他方の補剛部１２と座部１３，１３とを繋ぐ第二薄肉部１５，１５と、を備えている。
【００３１】
一方の補剛部１１は、ホロー部の断面二次モーメントを高めるとともに、ホロー部と第一の接続プレート１６との境界部に集中する応力を緩和する目的で配置されたものであり、第一薄肉部１４よりも肉厚に形成されている。本実施形態の補剛部１１は、隣り合う二つの角部を含む範囲に形成されており、当該二つの角部を挟んでハ字状に対向する第一の接続プレート１６，１６を繋いでいる。
【００３２】
他方の補剛部１２は、ホロー部の断面二次モーメントを高める目的で配置されたものであり、一方の補剛部１１と対向するように配置されている。
【００３３】
座部１３は、ホロー部と第二の接続プレート１７との境界部に集中する応力を緩和する目的で配置されたものであり、薄肉部１４，１５よりも肉厚に形成されている。
【００３４】
第一薄肉部１４および第二薄肉部１５は、ホロー部の角部を含むように形成されている。第一薄肉部１４は、断面く字状を呈し、第二薄肉部１５は、断面Ｌ字状を呈している。
【００３５】
第一の接続プレート１６および第二の接続プレート１７は、いずれも平板状であり、ホロー部の外面から垂直に張り出している。第一の接続プレート１６は、補剛部１１の側縁部の外面に突設されており、第二の接続プレート１７は、座部１３の外面に突設されている。接続プレート１６，１７の厚さ方向の中心を通る仮想面Ｑは、ホロー部の中心部分に設けた仮想軸線Ｐを通る。すなわち、接続プレート１６，１７は、仮想軸線Ｐを中心として放射状に広がるように形成されている。なお、仮想軸線Ｐは、ホロー部の長手方向（図４の（ａ）の紙面垂直方向）に延在する仮想線であって、本実施形態では、ホロー部の図心付近に位置している。
【００３６】
第一の接続プレート１６および第二の接続プレート１７は、いずれも弦側ローレット部１ａを備えている。弦側ローレット部１ａには、図４の（ｂ）に示すように、複数の第一突条１ｂ，１ｂ，…が並設されている。
【００３７】
弦側ローレット部１ａは、押出形材１０の押出成形時に形成されるものであり、図４の（ａ）に示すように、接続プレート１６，１７の側面に形成されている。本実施形態では、接続プレート１６，１７の両側面のそれぞれに形成されている。
【００３８】
第一突条１ｂは、図４の（ｂ）に示すように、断面略三角形を呈し、押出形材１０の長手方向（図４の紙面垂直方向）に延在している。第一突条１ｂの頂部は円弧状を呈している。第一突条１ｂの高さｈは、１．０ｍｍ以下であることが望ましく、より好適には、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３９】
なお、接続プレート１６，１７には、図４の（ａ）に示すように、溝条１ｃが形成されている。溝条１ｃは、ボルト挿通孔１ｄ（図７参照）を穿設する際の目印（基準）となるものであり、ボルト挿通孔１ｄの中心位置を通るように形成されている。溝条１ｃは、第一突条１ｂと平行であり、押出形材１０の押出成形時に形成される。
【００４０】
斜材２は、図５に示す第二の押出形材２０からなる。斜材２（押出形材２０）は、間隔をあけて対向する一対のフランジ２１，２１と、両フランジ２１，２１を繋ぐ一対のウェブ２２，２２と、ウェブ２２，２２の間に形成された層状空間を仕切る一対の仕切部２３，２３とを備えている。
【００４１】
第二の押出形材２０は、三つの中空空間を有するアルミニウム合金製の押出形材であり、図５の紙面垂直方向に連続している。三つの中空空間のうち、中央に位置する中空空間は、扁平状を呈している。
【００４２】
フランジ２１の幅方向の中央部は、その両側の部位よりも肉薄に形成されている。フランジ２１の側部は、断面円弧状に湾曲し、他のフランジ２１に向かって延出している。
【００４３】
ウェブ２２，２２は、フランジ２１，２１の幅方向中央部同士を繋ぐように配置されており、かつ、第一の接続プレート１６（図４参照）を挿入可能な間隔をあけて平行に対向している。各ウェブ２２は、平板状を呈しているが、扁平状の中空空間に対応する部位は、他の部分よりも肉厚になっている。
【００４４】
ウェブ２２，２２は、いずれもラチス側ローレット部２ａを備えている。ラチス側ローレット部２ａには、図５の（ｂ）に示すように、複数の第二突条２ｂ，２ｂ，…が並設されている。
【００４５】
ラチス側ローレット部２ａは、押出形材２０の押出成形時に形成されるものであり、一方のウェブ２２の内側面（一方のウェブ２２の両側面のうち、他方のウェブ２２と対向する側面）および他方のウェブ２２の内側面（他方のウェブ２２の両側面のうち、一方のウェブ２２と対向する側面）のそれぞれに形成されている。すなわち、両ラチス側ローレット部２ａ，２ａは、扁平状の中空空間を挟んで対向している。なお、本実施形態では、ウェブ２２の肉厚部分（扁平状のホロー部に対応する部分）のみに、ラチス側ローレット部２ａを形成しているが、ウェブ２２の薄肉部分に形成しても差し支えない。
【００４６】
第二突条２ｂは、断面略三角形を呈し、押出形材２０の長手方向（図５の（ｂ）の紙面垂直方向）に延在している。なお、第二突条２ｂの頂部は円弧状を呈している。第二突条２ｂの高さは、１．０ｍｍ以下であることが望ましく、より好適には、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４７】
なお、ウェブ２２の外側面には、図６に示すように、溝条２ｃ，２ｃが形成されている。溝条２ｃは、ボルト挿通孔２ｄを穿設する際の目印（基準）となるものであり、ボルト挿通孔２ｄの中心位置を通るように形成されている。溝条２ｃは、第二突条２ｂ（図５の（ｂ）参照）と平行であり、押出形材２０の押出成形時に形成される。
【００４８】
図５に示す仕切部２３は、ウェブ２２，２２の薄肉部分同士を繋ぐように配置されている。本実施形態の仕切部２３は、帯板状を呈していて、フランジ２１の幅方向中央部と平行である。
【００４９】
斜材２の端面は、図６に示すように、斜材２の長手方向（押出形材２０の押出方向）を法線とする平面に対して傾斜している。なお、斜材２の傾斜角度は、図２に示した角度θ（下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂに対する斜材２の傾斜角度）と一致している。
【００５０】
また、斜材２の端部には、ボルト挿通孔２ｄと切欠き２ｅが形成されている。ボルト挿通孔２ｄは、一対のウェブ２２，２２の両方に形成されている。
【００５１】
ボルト挿通孔２ｄは、第一の接続プレート１６のボルト挿通孔１ｄ（図７参照）に対応するものである。接続プレート１６をラチス側ローレット部２ａ，２ａの間に挿入し、ウェブ２２，２２を接続プレート１６に重ね合わせると、接続プレート１６のボルト挿通孔１ｄとウェブ２２のボルト挿通孔２ｄとが連通するようになる。
【００５２】
切欠き２ｅは、フランジ２１の幅方向中央部の薄肉部分および仕切部２３を切除することにより形成したものである。切欠き２ｅ，２ｅを形成すると、第一の接続プレート１６（図６参照）をラチス側ローレット部２ａ，２ａの間に挿入できるようになる。
【００５３】
下横材３Ａは、図７に示すように、間隔をあけて対向する一対のフランジ３１，３１と、両フランジ３１，３１を繋ぐ一対のウェブ３２，３２とを備えている。なお、下横材３Ａは、アルミニウム合金製の押出形材からなる。
【００５４】
ウェブ３２，３２は、第二の接続プレート１７を挿入可能な間隔をあけて対向している。一方のウェブ３２の内側面および他方のウェブ３２の内側面には、ラチス側ローレット部３ａが形成されており、ラチス側ローレット部３ａには、複数の第二突条が並設されている。また、下横材３Ａの端部には、ボルト挿通孔３ｄと切欠き３ｅが形成されている。
【００５５】
なお、図示は省略するが、図１に示す上横材３Ｂは、下横材３Ａと同じ押出形材からなる。
【００５６】
次に、図７および図８を参照して、弦材とラチス材の接合部（節点）の構成を詳細に説明する。なお、図７および図８は、下弦材１Ａと下横材３Ａの接合部を示す図であるが、下弦材１Ａと斜材２の接合部、上弦材１Ｂと斜材２の接合部および上弦材１Ｂと上横材３Ｂの接合部についても同様である。
【００５７】
下弦材１Ａと下横材３Ａとの接合部では、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとが重ね合わされた状態となる。本実施形態では、下弦材１Ａの接続プレート１７が下横材３Ａのウェブ３２，３２で挟まれた状態となり（図８参照）、接続プレート１７の一方の弦側ローレット部１ａが一方のウェブ３２のラチス側ローレット部３ａと対向し、接続プレート１７の他方の弦側ローレット部１ａが他方のウェブ３２のラチス側ローレット部３ａと対向する。なお、下弦材１Ａの押出方向は、図７中のα方向であり、下横材３Ａの押出方向は、図７中のβ方向であるから、弦側ローレット部１ａの第一突条１ｂ，１ｂ，…（図４の（ｂ）参照）とラチス側ローレット部３ａの第二突条とは平行にならず、必ず交差することになる。
【００５８】
下弦材１Ａと下横材３Ａは、ボルトＢによって接合される。ボルトＢは、高力ボルトであり、弦側ローレット部１ａおよびラチス側ローレット部３ａを貫通するように配置される。すなわち、ボルトＢの軸部は、接続プレート１７のボルト挿通孔１ｄとウェブ２２のボルト挿通孔２ｄとに挿通される。
【００５９】
ボルトＢの軸部にナットＮを螺合して締め付けると、ボルトＢの締結力が弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとに作用し、弦側ローレット部１ａの第一突条とラチス側ローレット部３ａの第二突条との交差部において第一突条および第二突条が潰れるようになる。すなわち、両突条の交差部では、一方の突条が他方の突条に食い込んだ状態となる。なお、図８は、ボルトＢを締め付ける前の状態（突条が潰れていない状態）を示している。
【００６０】
本実施形態に係る骨組構造体Ｆによれば、下弦材１Ａもしくは上弦材１Ｂと斜材２との接合部では、弦側ローレット部１ａの第一突条１ｂとラチス側ローレット部２ａの第二突条２ｂとが斜めに交差し、当該交差部において両突条１ｂ，２ｂが潰れた状態となるので、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部２ａとの間の摩擦抵抗を高めることができる。同様に、下弦材１Ａと下横材３Ａとの接合部および上弦材１Ｂと上横材３Ｂとの接合部では、弦側ローレット部１ａの第一突条とラチス側ローレット部３ａの第二突条とが斜め又は垂直に交差し、当該交差部において両突条が潰れた状態となるので、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとの間の摩擦抵抗を高めることができる。すなわち、本実施形態に係る骨組構造体Ｆによれば、剛接合に近い状態で斜材２および下横材３Ａを下弦材１Ａに接合することができ、剛接合に近い状態で斜材２および上横材３Ｂを上弦材１Ｂに接合することが可能になる。
【００６１】
しかも、各ローレット部１ａ，２ａ，３ａは、押出形材の押出成形時に形成されるので、ブラスト処理等の粗面処理を施す必要はない。
【００６２】
また、本実施形態では、上弦材１Ａおよび下弦材１Ｂにおいては、接続プレート１６の両側面のそれぞれに弦側ローレット部１ａを形成しており、斜材２においては、一方のウェブ２２の内側面および他方のウェブ２２の内側面のそれぞれにラチス側ローレット部２ａを形成しているので、接続プレート１６の一方の側面のみに弦側ローレット部１ａを形成した場合（あるいは、一方のウェブ２２のみにラチス側ローレット部２ａを形成した場合）に比べて、両者の接触面積が増大し、ひいては、両者の接合状態を剛接合に近づけることが可能となる。同様に、接続プレート１７の両側面のそれぞれに弦側ローレット部１ａを形成しており、下横材３Ａおよび上横材３Ｂにおいては、一方のウェブ３２の内側面および他方のウェブ３２の内側面のそれぞれにラチス側ローレット部３ａを形成しているので、接続プレート１７の一方の側面のみに弦側ローレット部１ａを形成した場合（あるいは、一方のウェブ３２のみにラチス側ローレット部２ａを形成した場合）に比べて、両者の接触面積が増大し、ひいては、両者の接合状態を剛接合に近づけることが可能となる。
【００６３】
表１のＮｏ．１〜４の供試体を二つずつ用意し、各供試体について引張試験を行い、すべり係数を求めたところ、図９のような結果となった。ここで、Ｎｏ．１は、ローレット部を具備しないケース（比較例）である。Ｎｏ．２〜４では、接続プレートの両側面に弦側ローレット部を形成するとともに、一対のウェブのそれぞれの内側面にラチス側ローレット部を形成し、弦側ローレット部の第一突条とラチス側ローレット部の第二突条とを直交させた。なお、図９のグラフには、接合部における変位が０．５ｍｍとなった時点におけるすべり係数をプロットしている。なお、弦材とラチス材の材質は Ｔ５処理を施したＪＩＳＡ６Ｎ０１合金である。また、ボルトの径はＭ１２であり、ボルトの材質はＦ８Ｔである。ボルトに加えた張力は５０．４ｋＮである。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図９から分かるように、実施例（Ｎｏ．２〜４）のすべり係数は、比較例（Ｎｏ．１）のすべり係数よりも大きくなっている。Ｎｏ．２〜４の中では、Ｎｏ．２のすべり係数が最も高く、比較例の約２倍のすべり係数となった。
【００６６】
なお、本実施形態では、平板状を呈するダブルレイヤー型（複層タイプ）の骨組構造体Ｆを例示したが、本発明に係る骨組構造体の適用範囲を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、シェル、ヴォールト、ドームなどの形態としても差し支えないし、シングルレイヤー型（単層タイプ）としても勿論差し支えない。また、本実施形態では、立体的なトラスが形成される場合を例示したが、平面的なトラスであっても差し支えないし、トラス以外の形態（例えば、梯子状や格子状）となるように弦材とラチス材を組み合わせてもよい。
【００６７】
本実施形態では、ホロー形材で弦材１Ａ，１Ｂを形成する場合を例示したが、セミホロー形材やソリッド形材で弦材を形成しても勿論差し支えない。
【００６８】
本実施形態では、放射状に広がる四つの接続プレート１６，１７を具備した弦材１Ａ，１Ｂを例示したが、接続プレートの数、位置、向き等を限定する趣旨ではない。接続プレートの数等は、弦材に接続されるラチス材の本数や向きに応じて適宜設定すればよい。
【００６９】
本実施形態では、一対のウェブ２２，２２を具備するラチス材２を例示したが、ウェブの枚数を限定する趣旨ではない。一枚のウェブを具備するラチス材を使用してもよいし、三枚以上のウェブを有するラチス材を使用してもよい。また、本実施形態では、ホロー形材でラチス材２，３Ａ，３Ｂを形成する場合を例示したが、セミホロー形材やソリッド形材でラチス材を形成しても勿論差し支えない。
【００７０】
本実施形態では、接続プレート１６の両側面に弦側ローレット面１ａを形成するとともに、一方のウェブ２２の内側面および他方のウェブ２２の内側面のそれぞれに、ラチス側ローレット部２ａを形成した場合を例示したが、接続プレート１６の一方の側面のみに弦側ローレット面１ａを形成し、一方のウェブ２２のみにラチス側ローレット部２ａを形成してもよい。
【００７１】
本実施形態では、一対のウェブの間に接続プレートを挿入する場合を例示したが、弦材に一対の接続プレートを並設し、一対の接続プレートの間にラチス材のウェブを挿入してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
Ｆ 骨組構造体
１Ａ 下弦材（弦材）
１Ｂ 上弦材（弦材）
１ａ 弦側ローレット部
１ｂ 突条
１０ 弦材用の押出形材
１６，１７ 接続プレート
２ 斜材（ラチス材）
２ａ ラチス側ローレット部
２ｂ 突条
２０ 斜材用の押出形材
２２ ウェブ
３Ａ 下横材（ラチス材）
３Ｂ 上横材（ラチス材）
３２ ウェブ
３ａ ラチス側ローレット部
Ｂ ボルト
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム合金製の押出形材を利用した骨組構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
骨組構造体の弦材やラチス材（斜材、垂直材）をアルミニウム合金製の押出形材で形成した事例が特許文献１〜３に開示されている。
【０００３】
特許文献１，２の骨組構造体では、弦材とラチス材とを普通ボルトにより接合しているので、弦材とラチス材の接合部における力のやり取りは、普通ボルトに作用するせん断力を介してなされることとなる。
【０００４】
特許文献３の骨組構造体は、弦材に設けた凹部とラチス材の端部に設けた凸部とを嵌め合わせることにより、弦材の軸直角方向へのラチス材の移動を阻止している。なお、ラチス材の凸部は、弦材の凹部の延在方向と平行となるように形成されているので、ラチス材の凸部の前後において弦材をかしめることにより、凹部の延在方向へのラチス材の移動を阻止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２００４９３号公報
【特許文献２】特開２００３−１９３６２０号公報
【特許文献３】特開平９−１２５５９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
骨組構造体の節点をピン接合と仮定して設計した場合であっても、実構造物では、振動や疲労を抑制する等の観点から、節点を剛に近づけることが望ましい。
【０００７】
特許文献１，２の骨組構造において、弦材とラチス材との接合部（節点）に高力ボルト摩擦接合を採用すると、節点を剛に近づけることができるものの、高力ボルト摩擦接合では、接合面に対してブラスト処理や薬剤処理などの粗面処理を施す必要があるので、節点の多い骨組構造体では、粗面処理に手間を要する虞がある。
【０００８】
なお、特許文献３の骨組構造体では、ボルトや溶接を使用せず、「凹凸の係合」と「かしめ」だけで弦材とラチス材とを接合しているので、剛接合にはならず、節点にズレやガタツキが生じる虞がある。
【０００９】
このような観点から、本発明は、アルミニウム合金製の押出形材を利用した骨組構造体であって、剛接合に近い状態を容易に得ることが可能な骨組構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような課題を解決する本発明は、アルミニウム合金製の弦材およびラチス材を組み合わせて構成した骨組構造体であって、前記弦材は、複数の第一突条を並設してなる弦側ローレット部を有し、前記弦側ローレット部は、前記弦材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、前記ラチス材は、複数の第二突条を並設してなるラチス側ローレット部を有し、前記ラチス側ローレット部は、前記ラチス材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、前記弦材と前記ラチス材との接合部では、前記弦側ローレット部と前記ラチス側ローレット部とが重ね合わされており、前記弦側ローレット部および前記ラチス側ローレット部を貫通するボルトの締結力により、前記第一突条と前記第二突条との交差部において前記第一突条および前記第二突条が潰れていることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、骨組構造体の節点において弦側ローレット部の第一突条とラチス側ローレット部の第二突条とが斜め若しくは垂直に交差し、当該交差部において両突条が潰れた状態となるので、弦側ローレット部とラチス側ローレット部との間の摩擦抵抗を高めることができ、ひいては、剛接合に近い状態で弦材とラチス材とを接合することが可能になる。なお、弦材およびラチス材は、アルミニウム合金製の押出形材からなるところ、各ローレット部は、押出形材の押出成形時に形成されるので、ブラスト処理等の粗面処理を施す必要はない。なお、ボルトは、普通ボルトでも高力ボルトでもよい。
【００１２】
前記弦材および前記ラチス材の形態に制限はないが、前記ラチス材が接続される接続プレートを前記弦材に設けるとともに、所定間隔（前記接続プレートを挿入可能な間隔）をあけて対向する一対のウェブを前記ラチス材に設け、前記接続プレートの両側面のそれぞれに、前記弦側ローレット部を形成し、一方の前記ウェブの内側面および他方の前記ウェブの内側面のそれぞれに、前記ラチス側ローレット部を形成するとよい。このようにすると、弦側ローレット部とラチス側ローレット部の接触面積が増大するので、弦材とラチス材の接合状態を剛接合に近づけることが可能となる。
【００１３】
第一突条および第二突条の高さは適宜設定すればよいが、突条の高さが摩擦抵抗に及ぼす影響を実験により検討したところ、１．０ｍｍ以下、より好適には０．５ｍｍ以下であることが望ましいとの知見を得た。なお、弦材とラチス材との接合部では、突条同士を変形させると共に両部材を接触させることが好ましいが、突条の高さが１ｍｍを超えると、ボルトに加える張力が大きくなり過ぎる虞がある。また、押出成形用のダイスに対する加工は、ワイヤを電極とした放電加工で行われるのが通常であるが、放電加工によってダイスを加工する場合、各突条の高さの下限値は、前記ワイヤの外形寸法により制約されることとなり、突条の高さが０．２ｍｍ未満になると、押出成形用のダイスに対する加工の難易度が高まるので、第一突条および第二突条の高さは、０．２ｍｍ以上であることが望ましい。
【００１４】
なお、本発明に係る骨組構造体の用途に制限はなく、屋根のほか、壁体、柱、階段の支持桁、トラス橋などに適用することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、弦材およびラチス材に対して粗面処理を施さずとも、接合面における摩擦抵抗を高めることができるので、剛接合に近い状態を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る骨組構造体を、弦材の長手方向を法線とする平面で切断した状態を示す断面図、（ｂ）は（ａ）のＸ１部分の拡大図である。
【図２】図１のＹ−Ｙ矢視方向側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る骨組構造体の下層を構成する部材のみを示す下面図である。
【図４】（ａ）は上弦材および下弦材の素となる押出形材の端面図、（ｂ）は（ａ）のＸ２部分の拡大図である。
【図５】（ａ）は斜材の素となる押出形材の端面図、（ｂ）は（ａ）のＸ３部分の拡大図である。
【図６】斜材の端部を示す拡大斜視図である。
【図７】節点部分を示す分解斜視図である。
【図８】節点部分の断面図である。
【図９】すべり試験の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態に係る骨組構造体Ｆは、ダブルレイヤー型（複層タイプ）のスペースフレームであり、図１の（ａ）に示すように、弦材１Ａ，１Ｂおよびラチス材２，３Ａ，３Ｂを組み合わせて構成したものである。
【００１８】
なお、以下の説明においては、弦材１Ａ，１Ｂのうち、骨組構造体Ｆの下層に配置された弦材１Ａを「下弦材１Ａ」と称し、骨組構造体Ｆの上層に配置された弦材１Ｂを「上弦材１Ｂ」と称する。
また、ラチス材２，３Ａ，３Ｂのうち、下弦材１Ａと上弦材１Ｂとを斜めに連結するものを「斜材２」と称し、下弦材１Ａ，１Ａを連結するものを「下横材３Ａ」と称し、上弦材１Ｂ，１Ｂを連結するものを「上横材３Ｂ」と称する。
【００１９】
骨組構造体Ｆは、下弦材１Ａ，１Ａ，…と、上弦材１Ｂ，１Ｂ，…と、下弦材１Ａと上弦材１Ｂとを繋ぐ斜材２，２，…と、隣り合う下弦材１Ａ，１Ａを繋ぐ下横材３Ａ，３Ａ，…と、隣り合う上弦材１Ｂ，１Ｂを繋ぐ上横材３Ｂ，３Ｂ，…と、を備えている。
【００２０】
骨組構造体Ｆの下層は、複数の下弦材１Ａ，１Ａ…と、複数の下横材３Ａ，３Ａ，…とによって構成されており、骨組構造体Ｆの上層は、複数の上弦材１Ｂ，１Ｂ，…と、複数の上横材３Ｂ，３Ｂ，…とによって構成されている。また、骨組構造体Ｆの上層と下層は、複数の斜材２，２，…によって連結されている。
【００２１】
下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂは、いずれも、長手方向が図１の紙面垂直方向となるように配置されている。
【００２２】
隣り合う下弦材１Ａ，１Ａは、横方向に間隔をあけて並設されており、本実施形態では平行である（図３参照）。
【００２３】
上弦材１Ｂは、本実施形態では下弦材１Ａの斜め上方に位置し、且つ、下弦材１Ａと平行である（図２参照）。また、隣り合う上弦材１Ｂ，１Ｂは、横方向に間隔をあけて並設されており、本実施形態では平行である（図示略）。
【００２４】
斜材２は、図２に示すように、下弦材１Ａと上弦材１Ｂを包含する構面内に配置されており、下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂに対して角度θをもって斜交している。前記構面内の複数の斜材２，２，…は、ジグザグ状に連設されており、下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂとともにトラス構造を形成している。
【００２５】
下横材３Ａは、図３に示すように、隣り合う下弦材１Ａ，１Ａを包含する構面内に複数配置されている。なお、図３においては、上弦材１，斜材２および上横材３Ｂの図示を省略している。下横材３Ａには、下弦材１Ａに対して垂直に交差する直交タイプと、下弦材１Ａに対して斜めに交差する斜交タイプとがある。本実施形態では、直交タイプの下横材３Ａと斜交タイプの下横材３Ａとが交互に配置されていて、下弦材１Ａ，１Ａと下横材３Ａ，３Ａ，…とによってトラス構造が形成されている。
【００２６】
図１に示す上横材３Ｂは、隣り合う上弦材１Ｂ，１Ｂを包含する構面内に複数配置されている。図示は省略するが、上横材３Ｂにも、上弦材１Ｂに対して垂直に交差する直交タイプと、上弦材１Ｂに対して斜めに交差する斜交タイプとがあり、上弦材１Ｂと上横材３Ｂとによってトラス構造が形成されている。
【００２７】
次に、上記した各部材の構成を詳細に説明する。
下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂは、いずれも、中空閉断面形状（本実施形態では略六角形）のホロー部と、第一の接続プレート１６，１６と、第二の接続プレート１７，１７とを備えている。図１乃至図３に示すように、第一の接続プレート１６には、斜材２が接続され、第二の接続プレート１７には、下横材３Ａまたは上横材３Ｂが接続される。
【００２８】
下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂは、いずれも、図４の（ａ）に示す第一の押出形材１０からなる。なお、図４の（ａ）に示した押出形材１０の向きは、下弦材１Ａとして使用する場合を想定している。上弦材１Ｂとして使用する場合には、図４の（ａ）に示した押出形材１０の上下を反転させて使用する。
【００２９】
第一の押出形材１０は、アルミニウム合金製の押出形材であり、図４の紙面垂直方向に連続している。なお、本実施形態では、ホロー部の断面形状を略六角形（多角形）としたが、円形や楕円形に変更しても差し支えない。また、一本の押出形材１０を下弦材１Ａまたは上弦材１Ｂとしてもよいし、複数本の押出形材１０を長手方向に連結したものを下弦材１Ａまたは上弦材１Ｂとしてもよい。
【００３０】
押出形材１０のホロー部は、上下に対向して配置された補剛部１１，１２と、左右に対向して配置された座部１３，１３と、一方の補剛部１１と座部１３，１３とを繋ぐ第一薄肉部１４，１４と、他方の補剛部１２と座部１３，１３とを繋ぐ第二薄肉部１５，１５と、を備えている。
【００３１】
一方の補剛部１１は、ホロー部の断面二次モーメントを高めるとともに、ホロー部と第一の接続プレート１６との境界部に集中する応力を緩和する目的で配置されたものであり、第一薄肉部１４よりも肉厚に形成されている。本実施形態の補剛部１１は、隣り合う二つの角部を含む範囲に形成されており、当該二つの角部を挟んでハ字状に対向する第一の接続プレート１６，１６を繋いでいる。
【００３２】
他方の補剛部１２は、ホロー部の断面二次モーメントを高める目的で配置されたものであり、一方の補剛部１１と対向するように配置されている。
【００３３】
座部１３は、ホロー部と第二の接続プレート１７との境界部に集中する応力を緩和する目的で配置されたものであり、薄肉部１４，１５よりも肉厚に形成されている。
【００３４】
第一薄肉部１４および第二薄肉部１５は、ホロー部の角部を含むように形成されている。第一薄肉部１４は、断面く字状を呈し、第二薄肉部１５は、断面Ｌ字状を呈している。
【００３５】
第一の接続プレート１６および第二の接続プレート１７は、いずれも平板状であり、ホロー部の外面から垂直に張り出している。第一の接続プレート１６は、補剛部１１の側縁部の外面に突設されており、第二の接続プレート１７は、座部１３の外面に突設されている。接続プレート１６，１７の厚さ方向の中心を通る仮想面Ｑは、ホロー部の中心部分に設けた仮想軸線Ｐを通る。すなわち、接続プレート１６，１７は、仮想軸線Ｐを中心として放射状に広がるように形成されている。なお、仮想軸線Ｐは、ホロー部の長手方向（図４の（ａ）の紙面垂直方向）に延在する仮想線であって、本実施形態では、ホロー部の図心付近に位置している。
【００３６】
第一の接続プレート１６および第二の接続プレート１７は、いずれも弦側ローレット部１ａを備えている。弦側ローレット部１ａには、図４の（ｂ）に示すように、複数の第一突条１ｂ，１ｂ，…が並設されている。
【００３７】
弦側ローレット部１ａは、押出形材１０の押出成形時に形成されるものであり、図４の（ａ）に示すように、接続プレート１６，１７の側面に形成されている。本実施形態では、接続プレート１６，１７の両側面のそれぞれに形成されている。
【００３８】
第一突条１ｂは、図４の（ｂ）に示すように、断面略三角形を呈し、押出形材１０の長手方向（図４の紙面垂直方向）に延在している。第一突条１ｂの頂部は円弧状を呈している。第一突条１ｂの高さｈは、１．０ｍｍ以下であることが望ましく、より好適には、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３９】
なお、接続プレート１６，１７には、図４の（ａ）に示すように、溝条１ｃが形成されている。溝条１ｃは、ボルト挿通孔１ｄ（図７参照）を穿設する際の目印（基準）となるものであり、ボルト挿通孔１ｄの中心位置を通るように形成されている。溝条１ｃは、第一突条１ｂと平行であり、押出形材１０の押出成形時に形成される。
【００４０】
斜材２は、図５に示す第二の押出形材２０からなる。斜材２（押出形材２０）は、間隔をあけて対向する一対のフランジ２１，２１と、両フランジ２１，２１を繋ぐ一対のウェブ２２，２２と、ウェブ２２，２２の間に形成された層状空間を仕切る一対の仕切部２３，２３とを備えている。
【００４１】
第二の押出形材２０は、三つの中空空間を有するアルミニウム合金製の押出形材であり、図５の紙面垂直方向に連続している。三つの中空空間のうち、中央に位置する中空空間は、扁平状を呈している。
【００４２】
フランジ２１の幅方向の中央部は、その両側の部位よりも肉薄に形成されている。フランジ２１の側部は、断面円弧状に湾曲し、他のフランジ２１に向かって延出している。
【００４３】
ウェブ２２，２２は、フランジ２１，２１の幅方向中央部同士を繋ぐように配置されており、かつ、第一の接続プレート１６（図４参照）を挿入可能な間隔をあけて平行に対向している。各ウェブ２２は、平板状を呈しているが、扁平状の中空空間に対応する部位は、他の部分よりも肉厚になっている。
【００４４】
ウェブ２２，２２は、いずれもラチス側ローレット部２ａを備えている。ラチス側ローレット部２ａには、図５の（ｂ）に示すように、複数の第二突条２ｂ，２ｂ，…が並設されている。
【００４５】
ラチス側ローレット部２ａは、押出形材２０の押出成形時に形成されるものであり、一方のウェブ２２の内側面（一方のウェブ２２の両側面のうち、他方のウェブ２２と対向する側面）および他方のウェブ２２の内側面（他方のウェブ２２の両側面のうち、一方のウェブ２２と対向する側面）のそれぞれに形成されている。すなわち、両ラチス側ローレット部２ａ，２ａは、扁平状の中空空間を挟んで対向している。なお、本実施形態では、ウェブ２２の肉厚部分（扁平状のホロー部に対応する部分）のみに、ラチス側ローレット部２ａを形成しているが、ウェブ２２の薄肉部分に形成しても差し支えない。
【００４６】
第二突条２ｂは、断面略三角形を呈し、押出形材２０の長手方向（図５の（ｂ）の紙面垂直方向）に延在している。なお、第二突条２ｂの頂部は円弧状を呈している。第二突条２ｂの高さは、１．０ｍｍ以下であることが望ましく、より好適には、０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００４７】
なお、ウェブ２２の外側面には、図６に示すように、溝条２ｃ，２ｃが形成されている。溝条２ｃは、ボルト挿通孔２ｄを穿設する際の目印（基準）となるものであり、ボルト挿通孔２ｄの中心位置を通るように形成されている。溝条２ｃは、第二突条２ｂ（図５の（ｂ）参照）と平行であり、押出形材２０の押出成形時に形成される。
【００４８】
図５に示す仕切部２３は、ウェブ２２，２２の薄肉部分同士を繋ぐように配置されている。本実施形態の仕切部２３は、帯板状を呈していて、フランジ２１の幅方向中央部と平行である。
【００４９】
斜材２の端面は、図６に示すように、斜材２の長手方向（押出形材２０の押出方向）を法線とする平面に対して傾斜している。なお、斜材２の傾斜角度は、図２に示した角度θ（下弦材１Ａおよび上弦材１Ｂに対する斜材２の傾斜角度）と一致している。
【００５０】
また、斜材２の端部には、ボルト挿通孔２ｄと切欠き２ｅが形成されている。ボルト挿通孔２ｄは、一対のウェブ２２，２２の両方に形成されている。
【００５１】
ボルト挿通孔２ｄは、第一の接続プレート１６のボルト挿通孔１ｄ（図７参照）に対応するものである。接続プレート１６をラチス側ローレット部２ａ，２ａの間に挿入し、ウェブ２２，２２を接続プレート１６に重ね合わせると、接続プレート１６のボルト挿通孔１ｄとウェブ２２のボルト挿通孔２ｄとが連通するようになる。
【００５２】
切欠き２ｅは、フランジ２１の幅方向中央部の薄肉部分および仕切部２３を切除することにより形成したものである。切欠き２ｅ，２ｅを形成すると、第一の接続プレート１６（図６参照）をラチス側ローレット部２ａ，２ａの間に挿入できるようになる。
【００５３】
下横材３Ａは、図７に示すように、間隔をあけて対向する一対のフランジ３１，３１と、両フランジ３１，３１を繋ぐ一対のウェブ３２，３２とを備えている。なお、下横材３Ａは、アルミニウム合金製の押出形材からなる。
【００５４】
ウェブ３２，３２は、第二の接続プレート１７を挿入可能な間隔をあけて対向している。一方のウェブ３２の内側面および他方のウェブ３２の内側面には、ラチス側ローレット部３ａが形成されており、ラチス側ローレット部３ａには、複数の第二突条が並設されている。また、下横材３Ａの端部には、ボルト挿通孔３ｄと切欠き３ｅが形成されている。
【００５５】
なお、図示は省略するが、図１に示す上横材３Ｂは、下横材３Ａと同じ押出形材からなる。
【００５６】
次に、図７および図８を参照して、弦材とラチス材の接合部（節点）の構成を詳細に説明する。なお、図７および図８は、下弦材１Ａと下横材３Ａの接合部を示す図であるが、下弦材１Ａと斜材２の接合部、上弦材１Ｂと斜材２の接合部および上弦材１Ｂと上横材３Ｂの接合部についても同様である。
【００５７】
下弦材１Ａと下横材３Ａとの接合部では、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとが重ね合わされた状態となる。本実施形態では、下弦材１Ａの接続プレート１７が下横材３Ａのウェブ３２，３２で挟まれた状態となり（図８参照）、接続プレート１７の一方の弦側ローレット部１ａが一方のウェブ３２のラチス側ローレット部３ａと対向し、接続プレート１７の他方の弦側ローレット部１ａが他方のウェブ３２のラチス側ローレット部３ａと対向する。なお、下弦材１Ａの押出方向は、図７中のα方向であり、下横材３Ａの押出方向は、図７中のβ方向であるから、弦側ローレット部１ａの第一突条１ｂ，１ｂ，…（図４の（ｂ）参照）とラチス側ローレット部３ａの第二突条とは平行にならず、必ず交差することになる。
【００５８】
下弦材１Ａと下横材３Ａは、ボルトＢによって接合される。ボルトＢは、高力ボルトであり、弦側ローレット部１ａおよびラチス側ローレット部３ａを貫通するように配置される。すなわち、ボルトＢの軸部は、接続プレート１７のボルト挿通孔１ｄとウェブ２２のボルト挿通孔２ｄとに挿通される。
【００５９】
ボルトＢの軸部にナットＮを螺合して締め付けると、ボルトＢの締結力が弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとに作用し、弦側ローレット部１ａの第一突条とラチス側ローレット部３ａの第二突条との交差部において第一突条および第二突条が潰れるようになる。すなわち、両突条の交差部では、一方の突条が他方の突条に食い込んだ状態となる。なお、図８は、ボルトＢを締め付ける前の状態（突条が潰れていない状態）を示している。
【００６０】
本実施形態に係る骨組構造体Ｆによれば、下弦材１Ａもしくは上弦材１Ｂと斜材２との接合部では、弦側ローレット部１ａの第一突条１ｂとラチス側ローレット部２ａの第二突条２ｂとが斜めに交差し、当該交差部において両突条１ｂ，２ｂが潰れた状態となるので、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部２ａとの間の摩擦抵抗を高めることができる。同様に、下弦材１Ａと下横材３Ａとの接合部および上弦材１Ｂと上横材３Ｂとの接合部では、弦側ローレット部１ａの第一突条とラチス側ローレット部３ａの第二突条とが斜め又は垂直に交差し、当該交差部において両突条が潰れた状態となるので、弦側ローレット部１ａとラチス側ローレット部３ａとの間の摩擦抵抗を高めることができる。すなわち、本実施形態に係る骨組構造体Ｆによれば、剛接合に近い状態で斜材２および下横材３Ａを下弦材１Ａに接合することができ、剛接合に近い状態で斜材２および上横材３Ｂを上弦材１Ｂに接合することが可能になる。
【００６１】
しかも、各ローレット部１ａ，２ａ，３ａは、押出形材の押出成形時に形成されるので、ブラスト処理等の粗面処理を施す必要はない。
【００６２】
また、本実施形態では、上弦材１Ａおよび下弦材１Ｂにおいては、接続プレート１６の両側面のそれぞれに弦側ローレット部１ａを形成しており、斜材２においては、一方のウェブ２２の内側面および他方のウェブ２２の内側面のそれぞれにラチス側ローレット部２ａを形成しているので、接続プレート１６の一方の側面のみに弦側ローレット部１ａを形成した場合（あるいは、一方のウェブ２２のみにラチス側ローレット部２ａを形成した場合）に比べて、両者の接触面積が増大し、ひいては、両者の接合状態を剛接合に近づけることが可能となる。同様に、接続プレート１７の両側面のそれぞれに弦側ローレット部１ａを形成しており、下横材３Ａおよび上横材３Ｂにおいては、一方のウェブ３２の内側面および他方のウェブ３２の内側面のそれぞれにラチス側ローレット部３ａを形成しているので、接続プレート１７の一方の側面のみに弦側ローレット部１ａを形成した場合（あるいは、一方のウェブ３２のみにラチス側ローレット部２ａを形成した場合）に比べて、両者の接触面積が増大し、ひいては、両者の接合状態を剛接合に近づけることが可能となる。
【００６３】
表１のＮｏ．１〜４の供試体を二つずつ用意し、各供試体について引張試験を行い、すべり係数を求めたところ、図９のような結果となった。ここで、Ｎｏ．１は、ローレット部を具備しないケース（比較例）である。Ｎｏ．２〜４では、接続プレートの両側面に弦側ローレット部を形成するとともに、一対のウェブのそれぞれの内側面にラチス側ローレット部を形成し、弦側ローレット部の第一突条とラチス側ローレット部の第二突条とを直交させた。なお、図９のグラフには、接合部における変位が０．５ｍｍとなった時点におけるすべり係数をプロットしている。なお、弦材とラチス材の材質は Ｔ５処理を施したＪＩＳＡ６Ｎ０１合金である。また、ボルトの径はＭ１２であり、ボルトの材質はＦ８Ｔである。ボルトに加えた張力は５０．４ｋＮである。
【００６４】
【表１】
【００６５】
図９から分かるように、実施例（Ｎｏ．２〜４）のすべり係数は、比較例（Ｎｏ．１）のすべり係数よりも大きくなっている。Ｎｏ．２〜４の中では、Ｎｏ．２のすべり係数が最も高く、比較例の約２倍のすべり係数となった。
【００６６】
なお、本実施形態では、平板状を呈するダブルレイヤー型（複層タイプ）の骨組構造体Ｆを例示したが、本発明に係る骨組構造体の適用範囲を限定する趣旨ではない。図示は省略するが、シェル、ヴォールト、ドームなどの形態としても差し支えないし、シングルレイヤー型（単層タイプ）としても勿論差し支えない。また、本実施形態では、立体的なトラスが形成される場合を例示したが、平面的なトラスであっても差し支えないし、トラス以外の形態（例えば、梯子状や格子状）となるように弦材とラチス材を組み合わせてもよい。
【００６７】
本実施形態では、ホロー形材で弦材１Ａ，１Ｂを形成する場合を例示したが、セミホロー形材やソリッド形材で弦材を形成しても勿論差し支えない。
【００６８】
本実施形態では、放射状に広がる四つの接続プレート１６，１７を具備した弦材１Ａ，１Ｂを例示したが、接続プレートの数、位置、向き等を限定する趣旨ではない。接続プレートの数等は、弦材に接続されるラチス材の本数や向きに応じて適宜設定すればよい。
【００６９】
本実施形態では、一対のウェブ２２，２２を具備するラチス材２を例示したが、ウェブの枚数を限定する趣旨ではない。一枚のウェブを具備するラチス材を使用してもよいし、三枚以上のウェブを有するラチス材を使用してもよい。また、本実施形態では、ホロー形材でラチス材２，３Ａ，３Ｂを形成する場合を例示したが、セミホロー形材やソリッド形材でラチス材を形成しても勿論差し支えない。
【００７０】
本実施形態では、接続プレート１６の両側面に弦側ローレット面１ａを形成するとともに、一方のウェブ２２の内側面および他方のウェブ２２の内側面のそれぞれに、ラチス側ローレット部２ａを形成した場合を例示したが、接続プレート１６の一方の側面のみに弦側ローレット面１ａを形成し、一方のウェブ２２のみにラチス側ローレット部２ａを形成してもよい。
【００７１】
本実施形態では、一対のウェブの間に接続プレートを挿入する場合を例示したが、弦材に一対の接続プレートを並設し、一対の接続プレートの間にラチス材のウェブを挿入してもよい。
【符号の説明】
【００７２】
Ｆ 骨組構造体
１Ａ 下弦材（弦材）
１Ｂ 上弦材（弦材）
１ａ 弦側ローレット部
１ｂ 突条
１０ 弦材用の押出形材
１６，１７ 接続プレート
２ 斜材（ラチス材）
２ａ ラチス側ローレット部
２ｂ 突条
２０ 斜材用の押出形材
２２ ウェブ
３Ａ 下横材（ラチス材）
３Ｂ 上横材（ラチス材）
３２ ウェブ
３ａ ラチス側ローレット部
Ｂ ボルト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金製の弦材およびラチス材を組み合わせて構成した骨組構造体であって、
前記弦材は、複数の第一突条を並設してなる弦側ローレット部を有し、
前記弦側ローレット部は、前記弦材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、
前記ラチス材は、複数の第二突条を並設してなるラチス側ローレット部を有し、
前記ラチス側ローレット部は、前記ラチス材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、
前記弦材と前記ラチス材との接合部では、前記弦側ローレット部と前記ラチス側ローレット部とが重ね合わされており、
前記弦側ローレット部および前記ラチス側ローレット部を貫通するボルトの締結力により、前記第一突条と前記第二突条との交差部において前記第一突条および前記第二突条が潰れていることを特徴とする骨組構造体。
【請求項２】
前記弦材は、前記ラチス材が接続される接続プレートを有し、
前記接続プレートの両側面のそれぞれに、前記弦側ローレット部が形成されており、
前記ラチス材は、前記接続プレートを挿入可能な間隔をあけて対向する一対のウェブを有し、
一方の前記ウェブの内側面および他方の前記ウェブの内側面のそれぞれに、前記ラチス側ローレット部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の骨組構造体。
【請求項３】
前記第一突条および前記第二突条の高さが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の骨組構造体。
【請求項４】
前記第一突条および前記第二突条の高さが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の骨組構造体。
【請求項１】
アルミニウム合金製の弦材およびラチス材を組み合わせて構成した骨組構造体であって、
前記弦材は、複数の第一突条を並設してなる弦側ローレット部を有し、
前記弦側ローレット部は、前記弦材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、
前記ラチス材は、複数の第二突条を並設してなるラチス側ローレット部を有し、
前記ラチス側ローレット部は、前記ラチス材の素となる押出形材の押出成形時に形成されたものであり、
前記弦材と前記ラチス材との接合部では、前記弦側ローレット部と前記ラチス側ローレット部とが重ね合わされており、
前記弦側ローレット部および前記ラチス側ローレット部を貫通するボルトの締結力により、前記第一突条と前記第二突条との交差部において前記第一突条および前記第二突条が潰れていることを特徴とする骨組構造体。
【請求項２】
前記弦材は、前記ラチス材が接続される接続プレートを有し、
前記接続プレートの両側面のそれぞれに、前記弦側ローレット部が形成されており、
前記ラチス材は、前記接続プレートを挿入可能な間隔をあけて対向する一対のウェブを有し、
一方の前記ウェブの内側面および他方の前記ウェブの内側面のそれぞれに、前記ラチス側ローレット部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の骨組構造体。
【請求項３】
前記第一突条および前記第二突条の高さが１．０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の骨組構造体。
【請求項４】
前記第一突条および前記第二突条の高さが０．２ｍｍ以上０．５ｍｍ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の骨組構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２０２１７５（Ｐ２０１２−２０２１７５Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６９９３６（Ｐ２０１１−６９９３６）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（５００５３８７１５）株式会社住軽日軽エンジニアリング (58)
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山株式会社 (529)
【出願人】（５０４１４５３４２）国立大学法人九州大学 (960)
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（５００５３８７１５）株式会社住軽日軽エンジニアリング (58)
【出願人】（０００１７５５６０）三協立山株式会社 (529)
【出願人】（５０４１４５３４２）国立大学法人九州大学 (960)
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