キングポストトラスとは？計算・応力・部材名称

この記事の要点

キングポストトラスとは、トラス構造の形状の１つです。

山形のトラスで束材が入ったものです。

この記事では、キングポストトラスとは何か、応力はどう計算するのか、部材名称と構成を整理します。

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キングポストトラスとは、トラス構造の形状の１つです。

山形のトラスで束材が入ったものです。

束材が無いものを、クイーンポストトラスといいます。

今回はキングポストトラスの意味、計算、応力、部材の名称と特徴について説明します。

トラス構造の特徴、ハウトラス、プラットトラスの意味は、下記が参考になります。

ハウトラスとは？1分でわかる意味、計算、鉛直材の役割

プラットトラスとは？1分でわかる意味、特徴、計算、ハウトラスとの違い

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キングポストトラスとは？

キングポストトラスとは、トラス構造の形状の１つです。下図をみてください。これがキングポストトラスです。

キングポストトラス

キングポストトラスは、山形で束材が入った形状です。束材が無いものを、クイーンポストトラスといいます。

キングポストトラスは、山形トラスの１つです。山形トラスの詳細は、下記が参考になります。

山形トラスとは？種類・部材の役割と屋根構造への応用

その他、トラス構造にはハウトラス、プラットトラスなどがあります。詳細は、下記が参考になります。

ハウトラスとは？1分でわかる意味、計算、鉛直材の役割

プラットトラスとは？1分でわかる意味、特徴、計算、ハウトラスとの違い

キングポストトラスの特徴と部材の名称

キングポストトラスは、山形で束材がある構造です。下図をみてください。キングポストトラスの部材名称を示しました。

キングポストトラスと部材の名称

束材

弦材

斜材

で構成されます。各部材の詳細は、下記が参考になります。

束材とは？読み方・鉄骨束材・トラスとの関係

弦材とは？1分でわかる意味、読み方、上弦材、下弦材、腹材、トラス

斜材（しゃざい）とは？読み方・ブレース・筋交いとの関係・軸力計算を解説

キングポストトラスの計算と応力

キングポストトラスの応力を計算しましょう。下図をみてください。三角形の底辺の各部材長さはLです。三角形の角度は30度です。支点の中央にある束材の軸力を求めてください。

キングポストトラスの計算と応力

まず支点反力は、

R＝(2+1*2)/2＝2

です。

中央の束材の応力を求めるためには、まず上弦材の軸力を求めます。

断面法を用いて、下側中央を起点にモーメントのつり合いを考えます。

弦材の軸力をN1とします。

弦材が斜めであるため、モーメントは軸力N1に「上図の赤点線」の距離を掛けます。

モーメントは、力の作用線と起点が垂直の関係でしたね。

モーメントの求め方は、下記が参考になります。

力のモーメントとは？意味・計算方法と建築構造への応用

力のモーメントの腕の長さとは？どこか・求め方・作用点との違い

よって、モーメントの力のつり合いより

N1×L+2P×2L－P×L=0

N1+4PL－PL＝0

N1＝－3PL

です。－の符号が付いたので、圧縮応力が作用する部材です。力「2」が作用する点周りの軸力、外力を整理して未知数を求めます。束材の軸力をN2とします。

2－3/2×2+N2=0

N2＝1

よって、束材は引張力が生じます。何となく圧縮力が作用しそうな束材ですが、勘違いしないよう注意しましょう。トラスの部材力の計算は、下記が参考になります。

断面法とは？リッター法・クルマン法の計算手順と節点法との違い（例題付き）

節点法とは？トラスの軸力の求め方と計算手順

混同しやすい用語

応力度

応力度は単位面積あたりの応力の大きさ（σ=P/A）で、応力は断面全体に作用する力（N、kNなど）です。

両者は意味が異なります。

ラーメン構造

ラーメン構造は柱・梁の剛接合により曲げモーメントで荷重を伝達します。

トラスは軸力のみで伝達する点が大きく異なります。

キングポストトラスを整理した表を示します。

項目	内容	備考
キングポストトラス	山形トラスで束材が入ったもの	束材・弦材・斜材で構成
クイーンポストトラスとの違い	束材が無い山形トラス	同じ山形トラスの仲間
束材の応力	引張力が生じる（圧縮ではない）	断面法・節点法で計算