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King post - Wikipedia

以下、キング・ポストと呼ばれるものが列挙されています。色々なものがキング・ポストと呼ばれていることがわかります。

橋に使用されるキング・ポスト・トラスの変型版に多重キングポスト・トラスがありますが、 これはバー・トラスで使用されるので、 バー・トラスの訳注で説明をしています。

キング・ポスト (King post)

キング・ポスト (キング-ポスト (king-post), キングポスト (kingpost)) は建築や橋のデザインで使用される中央の垂直なポスト (post, 柱) であり、トラスの最上部から下の梁を伸張で支えるように動作する。 (一方クラウン・ポスト (crown post) は見かけ上は同じだが、下の梁で支える。)

航空機のデザインで、キング・ポストと呼ばれる支え (strut) は圧縮で動作し、 建築のクラウン・ポストに類似している。 機械装置と海洋工学 (marine engineering) における使用は再び異なる。 以下を参照。

  1. 建築
  2. キング・ポスト・トラス
  3. 歴史
  4. ノルマン・トラス
  5. 航空機
  6. 機械装置
  7. 海洋工学
  8. 訳注:ローマのトラス屋根
建築

キング・ポストは横断梁 (cross beam) (結合ビーム (tie beam)) から、 3 角形のトラスの頂点まで延びている。 キング・ポスト自身は伸長状態にあり、トラスの頂点と基底を接続し、 トラスの基底で梁 (これも伸長状態) を持ち上げている。 ポスト (柱) はキング・ロッド (king rod) (あるいはキング・ボルト (king bolt)) と呼ばれる鉄の棒で 交換することができる。 キング・ポスト・トラスは 「ラテン・トラス」 (Latin truss) とも呼ばれる。

伝統的な木骨建築では、クラウン・ポストはキング・ポストに類似しているが、 構造的には極めて異なっている: キング・ポストは伸長状態であって、通常はトラスとして結合ビーム (tie beam, beam = 梁) を支えているが、 クラウン・ポストは結合ビーム (tie beam) で支えられ、圧縮状態である。 クラウン・ポストはカラー・ビーム (collar beam) の真下のクラウン・プレート (crown plate) まで上昇して、これを支え、 キング・ポストのように頂点まで上昇していない。 歴史的にはクラウン・ポストはイングランドではキング・ポストと呼ばれたが、この用語は時代遅れのものである。

訳注
  1. 結合ビームは底辺の梁です。
  2. カラー・ビームは後のノルマン・トラスに説明があり、 「カラー・ビームとは 垂木 (たるき) の足よりも上の部分で垂木間にかかる梁のこと」 です。 そこの写真の中にカラー・ビームが見えています。

イングランド、ケント州のオールド・ロムニー村
の教会の会衆席 (nave) の屋根のクラウン・ポスト

別のトラス建築には 2 つのクイーン・ポスト (queen post, queen-post) を使用する。 2 つの垂直なポスト (柱) はトラスの底辺に沿って配置され、 トラスの傾いた要素 (side) により支えられ、これらの要素は頂点に達しない。 この進展では、クイーン・ポストの上にカラー・ビームが追加され、 カラー・ビームはクイーン・ストラット (qeen strut) と呼ばれる。 クイーン・ポストの結合ビーム (tie beam) を取り除くと、 ハンマービーム屋根となる。

キング・ポスト・トラス クイーン・ポスト・トラス
キング・ポスト・トラス

キング・ポスト・トラス (king post truss) は単純な屋根トラスと短い橋に使用される。 これはトラス要素 (木でもよいし金属でもよい) が最も少ないという意味で、 最も単純なトラスである。 トラスは 2 つの斜め要素から構成され、トラスの頂上で結合し、1 つの水平ビームが一番下で斜め要素を結合する役割をし、 これに加え下の水平ビームを頂点に接続するキング・ポストから構成されている。 屋根トラスの場合には斜め要素は 垂木 (rafter) と呼ばれ、水平要素は天井梁 (ceiling joist) としての役割を果たすことができる。 橋の場合には 2 つのキング・トラスが必要とされ、その間に車が通る面が置かれる。 屋根では通常、多くのトラスを並べて使用し、 構造の大きさにより数が変わる。

Pont-y-Cafnau 橋 -- 世界で最初の鉄製の鉄道橋 -- はキング・ポスト形式である。【訳注:これはトラムウェイの橋です、】

キング・ポスト・トラスの部品の図、
斜め:斜め要素 or 垂木、中央: キング・ポスト、
底辺:接続梁 or コード、青:圧縮状態、赤:伸長状態
キング・トラス橋
歴史

キング・ポストはローマ時代の木骨建設の屋根の建設に使用され、 中世には教区教会と 「10 分の 1 税の納屋」(tithe barn) などの建物に使用された。 世界で最も古い現存する屋根トラスは エジプトの 聖カタリナ修道院にあるキング・トラスで、 548 年から 565 年の間に建設されている。

キング・ポストは ゴシック・リバイバル建築やクイーン・アン建築 (Queen Anne architecture)、 そして時には現代的な建築にも登場する。 キング・トラスは木造や金属製の橋の構造要素としても使用される。

カール・ブレッヘン (Karl Blechen) による 1833 年頃の絵画で、 シェレネン峡谷 (Schöllenen Gorge) の 2 番目の悪魔の橋 (トイフェルブリュッケ、Teufelbrücke) の建設を描いたものには、石造のアーチ橋を作るための フォールスワークの頂点から、 複数のキング・トラスが吊り下げられているのが見える。 この実例では、圧縮状態にある梁は頂点から数フィート下にある各キング・ポストによって支えられ、 キング・ポストの底辺は明らかに支えがないことがわかる。


2 番目の悪魔の橋の建築
カール・ブレッヘン作、1833 年頃
ノルマン・トラス

ルイジアナ州の建築史家達は、傾きのきつい屋根を表すのに 「ノルマン屋根」 の用語を使用しており、 これは彼らが 「ノルマン・トラス」 と呼ぶもので支えられ、このトラスはキング・ポスト・トラスと類似なものである。 これは母屋 (もや、purlin) を通り抜けるトラスで、結合梁と 2 つのトラス要素から構成され、中央のキング・ポストが 屋根の端を支えている。 名前の由来は建築方法が北米に導入されたのは北フランスのノルマンジーの移民によっていると考えたからであるが、 命名は間違っており、この建築方法はノルマンジーよりもずっと広く使用されていた。 ノルマン・トラスとキング・ポスト・トラスの違いは、 ノルマン・トラスの結合梁は技術的にはカラー・ビーム (collar beam) だからである。 (カラー・ビームとは垂木の足よりも上の部分で垂木間にかかる梁のことである。) 一方、キング・ポスト・トラスでは結合梁の端では垂木と接している。


ミズーリ州、セント・ジェネビーフ (Ste. Genevieve)
18 世紀のボルダック・ハウスのいわゆるノルマン・トラス
【訳注:この写真の横方向の梁がカラー・ビーム (襟梁)】
航空機

キング・ポストはワイヤーで支えたある種の航空機の建造にも使用され、 キング・ポストは翼を支えるトップ・ケーブルあるいは 「地上ワイヤー」 を支えている。 このワイヤーは地上ではキング・ポストから伸張状態になっているが、空中で浮いている時には負荷が働いていない。


DFE アセンダー III-C 超軽量飛行機
のキング・ポストが翼の上に見える。
機械装置

バックホー (backhoe) のブーム (boom, 腕) と車体を接続する頑丈な蝶番 (ちょうつがい) は、 自動車のキング・ピンに機能と外見が似ているが、キング・ポストと呼ばれる。

海洋工学

貨物船とタンカーでは、キング・ポストは貨物処理装置や燃料処理装置がついた直立材のことである。 貨物船ではキング・ポストは貨物処理用にデザインされ、 従ってハッチ (hatch、船倉への開口部) の前か後ろにある。

タンカーでは燃料転送パイプの上にある。


艦隊給油船 USNS ララミー (Laramie)
のキング・ポストが給油装置を支えている。
訳注
USNS = US Navy Ship = 米国海軍艦船
訳注:ローマのトラス屋根

英語版の Wikipedia に

List of ancient Greek and Roman roofs

の項目があり、古代ギリシャと古代ローマの屋根の一覧があります。この表の部分は長すぎるので、 最初の説明の部分のみ翻訳します。少し参考になります。 なお、横木とあるものは最初は木でできていますが、そのうち石になります。 またトラス屋根は木造と思われます。

このページは古代ギリシャと古代ローマの建築における屋根を 長さの順に並べている。 古代のギリシャの建物は伝統的な 「柱と横木」(prop-and-lintel) で建設され、これでは、しばしば内部に柱廊 (colonnades) を含む必要があった。 シチリアではトラス屋根は恐らくは早くも紀元前 550 年に登場した。 トラス屋根の可能性はローマ時代に完全に理解され、 ローマでは 30m より広い公共の建物の長方形の空間を張り渡した。 このような建物には神殿 (temple)、バジリカ (会堂、聖堂、basilica)、後には教会があった。 このような張り渡し (span) は最も広い 「柱と横木」 の屋根の 3 倍もの長さがあり、 これを越えるものはローマの最も大きなドームのみであった。

ローマの 4 世紀の 「昔のサン・ピエトロ大聖堂」
のトラス屋根。主会衆席 (main nave) の梁の大半
は自分で支えている。というのは力は垂直に作用
するのではなく梁に沿って伝えられるからである。

この絵のトラスはキング・トラスの変型版のようです。 ローマのトラス屋根が 30m あったとしていますが、 後世の英国のハンマービーム屋根の最も大きなものが 20m ぐらいなので、 随分大きいことがわかります。