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吊り構造とは?1分でわかる意味、メリット、仕組み、張力構造との違い

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吊り構造とは、ケーブルという引張力のみ作用する部材で、屋根や建物の重量を支える構造です。引張力のみ作用するため、座屈が起きず、部材を細くすることが可能です。斜張橋や吊り橋などは吊り構造です。吊り構造は大スパン構造にできるので、競技場の屋根としても採用されます。今回は、吊り構造の意味、メリット、仕組み、張力構造との違いについて説明します。

ケーブルの設計法、計算は下記が参考になります。

ケーブル構造の設計方法について

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吊り構造とは?

吊り構造とは、屋根や建物の重量を、引張力しか作用しないケーブルで支える構造です。吊り橋や斜張橋が、代表的な吊り構造ですね。建築物では、代々木競技場があります。下図を見てください。これが吊り橋です。

吊橋

吊り構造は、ケーブルに引張力のみ作用します。座屈などの不安定現象の心配が無いので、部材を細くしたり、大スパン構造にできます。


ケーブルに自重のみ作用するときの曲線を、「カテナリー」といいます。カテナリーについては下記の記事が参考になります。

アーチの構造と仕組み


なお、吊り構造の他に、ラーメン構造やアーチ構造などがあります。下記が参考になります。

ラーメン構造とは?1分でわかる意味、特徴、由来、メリットとデメリット

アーチの構造と仕組み

吊り構造の仕組み

下図を見てください。吊り橋には、床版の重量、人や車の重量が作用します。この重量を支えるのが、ケーブルです。荷重は、ケーブルに引張力として伝達します。ケーブルは、引張力に対して問題ないか確認すればよいですね。

吊橋

ただし、ケーブルを支える柱に注意してください。ケーブルに生じる引張力が柱に作用すると、柱には圧縮力や曲げモーメントが生じます。この力の処理が、吊り構造では重要です(アーチでも同様のことがいえます)。


ケーブルの計算方法は、下記が参考になります。

ケーブル構造の設計方法について

吊り構造のメリット

吊り構造のメリットを下記に整理しました。


・大スパン構造にできる

・無柱空間にできる

・ケーブルには引張力のみ作用するので、合理的な断面にできる

吊り構造と張力構造の違い

吊り構造と、張力構造は似た用語です。同じ意味と考えてよいです。また、他にも「ケーブル構造」という言い方もあります。


要するに、「引張力のみ作用する部材で、荷重を負担する構造形式」を意味します。

まとめ

今回は吊り構造について説明しました。意味が理解頂けたと思います。吊り構造は、引張力のみ作用するケーブルで、屋根や建物の重量を支える構造形式です。ケーブルには引張力しか作用しないので、大スパン構造にできます。代表的な吊り構造には、代々木競技場があります。下記の記事も併せて参考にしてくださいね。

ケーブル構造の設計方法について

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