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円形チューブトラスシステムの設計と構築のための中核的な考慮事項

長距離空間構造のコア形式として、丸いチューブトラス円形チューブトラスシステムには、設計と建設中の構造的安全性、機能要件、およびエンジニアリングの実現可能性に対するバランスの取れたアプローチが必要です。主要な考慮事項を以下に概説し、2つの主要なフェーズに分けられます：設計フェーズと構造フェーズ。

I.設計フェーズ：コア原則 - 「安全性、適応性、経済」

デザインは、円形のチューブトラスシステムの基礎として機能します。写真ブースの背景トラスは、設計の監視によって引き起こされる潜在的な安全上の危険または機能的障害を避けるために、負荷、材料、ジョイント、空間形式などの複数の要因を包括的に統合する必要があります。

1。荷重計算と構造力分析（最優先事項）

負荷は、構造設計の基本的な基盤です。省略または計算エラーを防ぐために、「永久荷重 +可変負荷 +偶発的な負荷」を完全にカバーする必要があります。

永久荷重：トラスの自己加重（円形鋼管と関節の重量）、屋根の仕上げ（防水層と熱断熱層など）、ステージ設計のための背景トラス、吊り下げられた天井と機器（例えば、ランプや空気ダクト）の重量を含めます。これらの負荷は、円形チューブ（直径と壁の厚さ）と鋼密度の仕様に基づいて正確に計算する必要があります。

可変負荷：

屋根のライブ荷重（たとえば、メンテナンス担当者の重量）、通常0.5〜1.0 kN/m²で評価される調整可能な背景トラス（特定の値はローカルコードに準拠する必要があります）。

風の荷重：建物の位置、トラスの高さ、形状係数の基本的な風の圧力に基づいて計算されます。長期構造の場合、共鳴を避けるために風振動係数を考慮する必要があります。

雪の荷重：寒い地域では、標準の雪の深さまたは雪の圧力値に従って計算された展示物の背景トラス。軽量の背景トラスシステムは、地元の雪の蓄積と過負荷を防ぐために、雪の分布に対する屋根の斜面の影響に特別な注意を払う必要があります。

偶発的な負荷：

地震荷重：地震強化ゾーンでは、丸いチューブトラスシステムの水平および垂直の地震アクションは、地震強度レベルに基づいて計算する必要があります。円形のチューブトラスは柔軟な構造であるため、関節の地震性能には焦点を合わせた検証が必要です。

温度負荷：長期の構造は、日中または季節の温度差のために拡大および収縮します。温度応力によって引き起こされるメンバーの割れを防ぐために、伸縮ジョイントまたはスライドジョイントを取り付ける必要があります。

2。材料の選択：一致する力の要件と環境

円形チューブトラスのコア材料は、スチールチューブとジョイントコネクタです。選択は、強度、腐食抵抗、丸いチューブトラス構造と経済のバランスをとる必要があります。

スチールチューブ材料：

Q235B（通常の負荷用）やQ345B（長期の重荷シナリオ用）などの低炭素鋼は、その安定した溶接と機械的特性のために好まれます。

沿岸または高腐食環境では、鉄鋼腐食を防ぎ、構造のサービス寿命を延長するために、亜鉛メッキ鋼管またはステンレス鋼管（304ステンレス鋼など）を使用する必要があります。

スチールチューブの仕様：

直径（一般的にφ50–φ300 mm）と壁の厚（一般に3〜12 mm）がメンバーが負担する力に基づいて選択されます。丸いチューブトラスフレームこれにより、「オーバーエンジニアリング」（コストの増加）または「エンジニアリング」（負荷を負担する容量が不十分）が回避されます。

処理の複雑さを減らすために、同じトラス内の鋼管仕様の均一性を確保する必要があります。

共同材料：

関節は、トラスの力伝達に重要です。

スチールプレート（例えば、厚いQ345Bスチールプレート）は、ガセットプレートに切り込みます。

完成した鋳鋼ジョイント（複雑なジョイントに適しています）。

関節の材料強度の丸いチューブトラス設計は、メンバーの故障前の関節の故障を防ぐために、スチールチューブのそれよりも低くなければなりません。

3。共同設計：「信頼できる力の伝達と合理的な構造」を確保する

関節は、円形のチューブトラスの弱いリンクです。設計は、「スチールチューブ接続」と「効果的な力伝達」に対処する必要があります。一般的なジョイントタイプには、溶接接合部（最も広く使用されている）およびボルト張りのジョイント（取り外し可能なシナリオ用）が含まれます。

溶接ジョイント：

スチールチューブとガセットプレート間の溶接品質を保証する必要があります。溶接の高さと長さは、力の計算によって決定する必要があります（通常、溶接の高さは鋼管の壁の厚さの0.8倍以上です）。

円形チューブをガセットプレートに接続する場合、完全な溶接浸透を確保し、「コールド溶接」（負荷下で溶接亀裂を引き起こす）を避けるために、チューブの端で「溝」を作成する必要があります。

ジョイントの鋼管間の直接接触は避ける必要があります。溶接操作を容易にするために、5〜10 mmのギャップを予約する必要があります。

ボルト張りのジョイント：

一時的な構造（例、ステージフレーム、一時的な展示ブース）に適しています。高強度ボルト（例えば、グレード8.8または10.9式型高強度ボルト）を使用する必要があります。ボルトの数と直径は、せん断および引張荷重含有能力に基づいて計算されます。

ガセットプレートのボルト穴は、スチールチューブとガセットプレートの間を密着させるために正確に配置する必要があり、ボルトの追加の曲げモーメントを防ぐ必要があります。

共同構造の詳細：

関節でのストレス集中は避ける必要があります。たとえば、スチールチューブの端は「丸みを帯びている」必要があり、ガセットプレートの端を面取りする必要があります。

複数の鋼管が単一のジョイントで満たされる場合、各チューブからの力が追加の力を生成せずに直接gussetプレートに送信するように、それらの角度を合理的に配置する必要があります。

4。空間形式とスパンの適応性

円形のチューブトラスの形式は、建物機能（屋根勾配、透明な高さなど）および構造力の特性と組み合わせて設計する必要があります。

スパンコントロール：

通常のQ235Bスチールチューブトラスの経済スパンは15〜30 mで、Q345Bスチールチューブトラスは30〜60 mに達することがあります。

60 mを超えるスパンの場合、「トラス +ブレース」コンポジットフォーム（例、カラムブレース、屋根の装具）またはより大きな仕様鋼管を採用する必要があります。

屋根の斜面：

勾配は、屋根に水の蓄積を避けるために、排水要件（通常は3％以上）に基づいて設計する必要があります（負荷が増加します）。

勾配設計は、トラスメンバーの角度と調整して、下部コード（張力）と上部コード（圧縮）の合理的な力分布を確保し、「圧縮メンバーの不安定性」を防ぐ必要があります（通常、圧縮メンバーの減少率は200を超えてはなりません）。

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