木製屋根トラス
屋根を支えるために連結された2本のキングポストトラス。凡例：1： 棟梁、2： 垂木、3： 共通垂木。これは、主垂木と共通垂木を備えた「二重屋根」の例です。

木造屋根トラスは、屋根の上部空間を橋渡しし、屋根を支えるために設計された木材の構造骨組みです。トラスは通常、一定の間隔で配置され、垂木などの縦方向の木材で連結されています。各トラス間の空間はベイと呼ばれます。[ 1 ]

垂木は重力で平らになり、壁を外側に押し出す傾向があります。スパンが大きい場合や壁が薄い場合は、これによって壁が倒れることがあります。そのため、最初は対向する垂木を水平方向のタイビームで結び、連結垂木を形成しました。しかし、このような屋根は構造的に弱く、縦方向の支持がないため、水平方向の動きによって崩壊するラッキングが発生しやすかったです。木製の屋根トラスは後の中世に開発されました。[ 2 ]屋根トラスは、安定した剛性ユニットに交差ブレースで補強されます。理想的には、すべての横方向の力が互いにバランスし、支持壁に直接下向きの力しか加えません。実際には、横方向の力が生じることがあります。たとえば、風、トラスの過度の柔軟性、またはトラス端部の小さな横方向の動きに対応できない構造などが原因です。

歴史

木製屋根トラスの例

トラスの上部部材は一般的に上弦材、下部部材は下弦材、内部部材はウェブと呼ばれます。歴史的な大工仕事では、上弦材はしばしば垂木、下弦材はしばしばタイビームと呼ばれます。木製屋根トラスには主に2つの種類があります。下弦材が水平でトラスの下部にあるクローズドトラスと、下弦材を持ち上げて空間を広げたオープントラス（上げ下弦トラスとも呼ばれます）です。[ 3 ]

閉じたトラス

トラス屋根を説明する際に、閉じた/開いたという区別は 2 つの方法で使用されます。

閉じたトラス:

  1. タイビーム付きトラス、または
  2. 屋根の骨組みが天井に付いているので骨組みは見えません。

オープントラス:

  1. 中断されたタイビームまたはシザートラスを備えたトラスで、アーチ型の天井面積を可能にするもの。または
  2. 屋根の骨組みは天井に隠れておらず、見えるように開いている。[ 4 ]

キングポストトラス

キングポストトラス。凡例：1： キングポスト、2： タイビーム、3： 主垂木、4： 支柱。

キングポストトラスは、2本の主要な垂木、タイビーム、そして中央の垂直なキングポストから構成されます。[ 5 ] 最も単純なトラスで、通常は2本の角度のついた支柱と組み合わせて使用​​されます。

キングポストは通常​​張力を受けており、タイビームや主垂木との接合部は非常に複雑です。キングボルト（ロッド）トラスと呼ばれるバリエーションでは、キングポストの代わりに金属製のボルト（ロッド）が使用され、通常は錬鉄製です。

クイーンポストトラス

クイーンポストトラス。凡例：1： クイーンポスト、2： タイビーム、3： 張力ビーム、4： 主垂木。

クイーンポストトラスは、2本の主要な垂木と2本の垂直なクイーンポストから成ります。[ 5 ]クイーンポストトラスはスパンを延長し、長い方の部材の継ぎ接ぎと組み合わせることで、このタイプのトラスの有効スパンを延長します。キングポストと同様に、クイーンポストは鉄のロッドに置き換えることができるため、クイーンロッドトラスと呼ばれます。このトラスは、ルネッサンス建築家アンドレア・パラディオが頻繁に使用したため、イタリアではパラディアーナ（パラディオ様式のトラス）として知られています。[ 6 ] [ a ]パラディオトラスは、クイーンポストトラスとキングポストトラスが同じアセンブリにある複合トラスとして定義されることもあります。[ 7 ]

クイーンポストトラスとキングポストトラスは、クイーンポストトラスの張力梁を上部のキングポストトラスの結合梁として使用することで組み合わせることができます。[ 8 ]このような組み合わせは複合トラスとして知られています。

リージェンダー・シュトゥール

青で強調表示された、liegendem stuhl トラスを備えた垂木屋根のドイツ語の図。

リージェンダー・シュトゥール（Liegender Stuhl）はドイツ起源のトラスで、アメリカではドイツ語名が使われている。このトラスは、ドイツ人がアメリカに移住した18世紀および19世紀の建物に見られる。直訳すると「横たわる椅子」で、「横たわる」とは上弦材が斜めになっている、あるいは傾いていることを意味する（「椅子」は支柱、つまり柱やトラスを指す）。[ 9 ]オランダの大工もこのトラスを使用しており、liggende stoelと綴られる。[ 10 ]

その反対は「Stehender Stuhl」で、これは一般的な屋根トラスのタイプで、画像内のより複雑なサポート構造 (青で強調表示) の代わりに単純な垂直の支柱が使用されています。

オープントラス

アーチブレ​​ーストラス

単一のアーチブレ​​ーストラス。凡例: 1: 主垂木、2: 躯体梁、3: アーチブレ​​ース。

タイビームがない[ 11 ]アーチブレ​​ース（アーチブレ​​ース）[ 12 ]トラスは、屋根の内側に開放的な印象を与えます。主垂木は、一対のアーチブレ​​ースで支えられたカラービームで連結されており、アーチブレ​​ースは構造を強化し、屋根の重量を主垂木を通して支持壁に伝達するのに役立ちます。二重アーチブレ​​ーストラス[ 12 ]には、垂木からブロックまたは内側の敷居まで、さらに下部に2組目のアーチブレ​​ースがあります。この形式は、円筒形の外観から、ワゴン屋根、クレードル屋根、バレル屋根、またはトンネル屋根と呼ばれます。[ 13 ]

ハンマービームトラス

チェンバーズ 1908 シングルハンマービームトラス

ハンマービーム屋根は、アーチブレ​​ーストラスの発展の集大成であり、より広い空間へのスパンを可能にしました。ロンドンのウェストミンスター・ホールのハンマービーム屋根は、ヒュー・ハーランドによって設計され、1395年から1399年にかけて設置されました。そのスパンは20メートル（66フィート）強で、中世ヨーロッパ最大の木造屋根空間でした。[ 14 ]これは、イングランドにおけるハンマービームトラスの最も優れた例と考えられています。[ 15 ]

ハンマービームトラスは、単一のハンマービームまたは複数のハンマービームから構成されます。偽ハンマービーム屋根（トラス）には2つの定義があります。1) ハンマービームにハンマーポストが存在しない（アーチブレ​​ーストラスの一種に見られる）[16 ] [ 17 ]場合と、2) ハンマーポストがハンマービームに接する代わりに、ハンマービームがハンマーポストに接合される場合です。[ 19 ]

シザートラス

シザートラス

シザートラスは、鋏（はさみ）のような形状をしていることからその名が付けられました。シザートラスの特徴的な特徴は2つあります。1) 下弦材が通る接合部（ハサミのヒンジ部分）がしっかりと接合されていること、2) 垂木（上弦材）の脚が下弦材に接地していることです。下弦材が上弦材の下側に接合されている場合、その構造はシザートラスではなく「シザーブレース」 [ 20 ]と呼ばれます。

ブレース

恒久的なブレース設計は、特にJ弦材において、屋根トラスの横方向の安定性を向上させることが証明されています。連続した横方向ブレースは、弦材を斜めに補強することで横力による悪影響を防ぎます。しかし、弦材の長さによってブレースの設置箇所が決まることから、恒久的なブレースがトラスウェブに与える影響は様々です。[ 21 ]

プレハブ木製トラス

屋根に設置されたトラス
トレーラーに積まれたトラス

プレハブ木製トラスは、機械加工による精度の高さから建築建設において優位性があり、木材使用量も少なくて済む傾向がある。[ 22 ]しかし、これは現場固有の設計変更によってトラスの設計がカスタマイズされることを考慮していない。こうした制約があるにもかかわらず、米国における熟練労働者不足によって、このような工業化された部材の導入が加速している。この傾向は、住宅建設分野において屋根トラスの製造が工場へ移行していることに明確に表れている。この移行は主に、精密に切断されたアングル材を必要とするためであり、この専門技能は現在、建設労働者の間で不足している。[ 23 ]

歴史的な木製トラス

木製トラスの維持管理における課題は、新しい建築プロジェクトに限ったものではありません。視覚的なグレーディングは、歴史的なトラスの状態評価に活用できます。これは、耐荷重試験と併せて、古いトラスシステムの修復に最適な解決策を決定するために活用できます。金属板や適切な時代の材料を用いて修復することも可能ですが、木製トラスが劣化している場合は、材料を完全に回復させることは難しい場合があります。MPC （金属板接合）木製トラスは、通常、木材（丸太の柱）ではなく、仕上げ材（製材）で作られています。[ 24 ]

バートラムズ ガーデンの納屋の内部。木製のトラスが見える。

木製トラスの接合部

初期の木製トラスの接合部はほぞ継ぎで構成されており、柱と同時に建設現場で作られていた可能性が高い。初期のトラスのほとんどは乾燥していない柱から作られていたため、その後の収縮によってほぞ継ぎにひび割れが生じていた。さらに、古いトラスのほぞ継ぎは柱の最も弱い部分に位置していたため、破損が早まっていた。初期のトラス接合部の設計の多くは、荷重を受けた際の構造挙動を想定していた。そのため、穴はわずかに中心からずれて掘削され、杭が重力によって柱を自然に引き寄せるように設計されていた。[ 25 ]

参照

参考文献

注記

  1. ^パラディアーナはパラディオの時代以前からイタリアで使用されていましたが、彼が設計した建物で広く使用されていたため、彼の名前が付けられました。 [ 6 ]

引用

  1. ^カール、ジェームズ・スティーブンス（2006年）、「トラス」、建築と景観建築辞典（オンライン版）、オックスフォード大学出版局、ISBN 978-0-19-860678-9、 2012年12月1日閲覧（サブスクリプションが必要です）
  2. ^ Steane (1984)、196ページ
  3. ^ジャン・ルワンドスキー、ジャック・ソボン、ケネス・ロウアー共著『アメリカの歴史的屋根トラス』ベケット（マサチューセッツ州）: Timber Framers Guild、2006年、48ページ、 ISBN 0970664346
  4. ^ Domestic Buildings Research Group（サリー、イギリス）、 http://www.dbrg.org.uk/GLOSSARY/Open%20truss.html
  5. ^ a bオーストラリア建築用語集 – 第3版（NCRB）
  6. ^ a bヴァレリアーニ、シモーナ（2006年8月）「レンとジョーンズの屋根：17世紀におけるイタリアからイギリスへの技術的知識の移行」証拠の性質に関するワーキングペーパー：『事実』はどれほど広く伝わるのか？（PDF）ロンドン・スクール・オブ・エコノミクス経済史学科、 2012年12月22日閲覧
  7. ^第 3 回建設史年次会議議事録、2009 年 5 月。図 1. Sachero, C.、1864 年に基づく: Sulla Stabilità delle armature dei tetti。 Giornale del Genio Militare 2. 250. http://www.bma.arch.unige.it/PDF/CONSTRUCTION_HISTORY_2009/VOL3/TURRI-Zamperin_Cappelletti_1_paper-revized_layouted.pdf 2012 年 12 月 24 日にアクセス
  8. ^ヨーマンズ（2003）、42ページ
  9. ^アンデレッグ、ジーン.ホルツバウクンスト: Fachwerk、Dachgerüst、Zimmermannswerkzeug : systematisches Fachwörterbuch = Architecture en bois : construction en pan de bois, charpente de toit, outils du charpentier : dictionnaire spécialisé et systématique = 木造建築 : 木枠構造、屋根枠、大工道具 : 専門的かつ体系的 辞書。ミュンヘン: KG Saur、1997. : 65. ISBN 3598104618
  10. ^ Herman Janse、Houten kappen in Nederland 1000-1940.デルフト大学ペルス、デルフト / 記念館見学施設、ザイスト 1989。
  11. ^ハリス（2003）、75～77頁
  12. ^ a bチャペル、スティーブ.木造建築工房：伝統的な木造建築の組み立て、設計、施工. メイン州ブラウンフィールド：フォックス・メープル・プレス、1998年。115ページ。印刷。
  13. ^ウィリアム・ヒューウェル、F・デ・ラソー著『ドイツの教会建築に関するノート。ピカルディとノルマンディーの建築旅行中に書かれたノートを含む。』第3版。ケンブリッジ：J・J・デイトン、J・J・デイトン他、1842年。44ページ。印刷。
  14. ^ステイン (1984)、196–97 ページ
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  19. ^ウッド、マーガレット『イングリッシュ中世の家』ロンドン：ファーンデール・エディションズ、1980年、1965年、319ページ。
  20. ^ジャン・ルワンドスキー、ジャック・ソボン、ケネス・ロウアー共著『アメリカの歴史的屋根トラス』ベケット（マサチューセッツ州）：ティンバーフレーマーズギルド、2006年、 ISBN 7. 0970664346
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  23. ^ Mari, Francesca (2024年6月8日). 「アメリカンドリームの住宅がスウェーデンで実現した経緯」 .ニューヨーク・タイムズ.
  24. ^歴史的な木製カラー屋根トラス2基の非破壊検査、実大荷重試験、および現地での対策。エンジニアリングストラクチャーズ、140ページ。
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参考文献

  • ハリス、リチャード（2003）『木造建築の発見』シャイア出版、ISBN 978-0-7478-0215-0
  • スティーン、ジョン（1984）、中世イングランドとウェールズの考古学、クルームヘルム、ISBN 978-0-7099-2385-5
  • ヨーマンズ、デイビッド・T.（2003）『歴史的木造建築物の修復』トーマス・テルフォード、ISBN 978-0-7277-3213-2
  • ホフサマー、パトリック編（2009年）『11世紀から19世紀の屋根架構：北フランスとベルギーにおける類型と発展』Brepols、ISBN 978-2-503-52987-5
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