JP2000144900A - 座屈拘束ブレース材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は軸材の両側端部と補剛管内の角部と
の隙間を大きくしても、座屈の補剛効果を充分に発揮で
きるブレース材を提供する。 【解決手段】 ブレース材１０ａは補剛管１１と、軸材
１２と、仕切り型ライナープレート１３から構成され、
仕切り型ライナープレート１３は、開口部１５を有する
対面部１３ａと、角部１４の両側の内壁１１ａと接触さ
せる側面部１３ｂと、それらにより形成される中空部１
３ｃとから構成されている。上記ブレース材１０ａによ
れば、仕切り型ライナープレート１３と角部１４及び両
側内壁１１ａとを擬似的に一体化させているので、軸材
１２に軸圧縮力が作用した場合、補剛管１１の拘束を受
けるとともに、軸材１２の両側端部１２ａの角と補剛管
１１内の角部１４及び両側内壁とが直接接触しないの
で、軸材１２の両側端部１２ａの角による擦合いが生じ
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は建築物等の鋼構造物
に用いられるブレース材に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブレース材は、平鋼による軸材を補剛管
に貫通支持させたブレース材がシンプルな構造で引張り
方向だけでなく、圧縮方向にも優れたエネルギー吸収能
力を有しているので、特に中、低層建築物に多く採用さ
れてきている。

【０００３】一例として特開平９−２２１８３０号公報
には図１４、図１５に示すブレース材が開示されてい
る。

【０００４】図１４は軸材を平鋼にして補剛材を角形管
としたブレース材の一例を示す断面図である。

【０００５】補剛管１は角形の鋼管から形成されてお
り、補剛管１の一つの相対する角部内に隙間α、βを設
けて平鋼による軸材（軸力材ともいう）２が貫通支持さ
れている。軸材２は補剛管１より長めに形成され、両端
部を接合部としてボルト等を用いて、柱又は梁に取付け
られる。

【０００６】上記ブレース材によれば、軸材２に圧縮力
が作用した時に、軸材２が材芯直角方向にたわみ座屈す
るのを補剛管１の角部で拘束するので、軸材２の座屈が
防止される。

【０００７】隙間α、βは軸材２である平鋼の板厚の１
／２０〜１／４０程度で、平鋼の側端部と補剛管１との
間が摺動可能で、組立て時には補剛管１が拘束しない程
度の隙間としている。

【０００８】図１５は軸材を平鋼にして補剛材を角形管
としたブレース材の他の例を示す断面図である。

【０００９】補剛管１は角形の鋼管から形成されてお
り、補剛管１の一つの相対する角部内に隙間α、βを設
けて平鋼による軸材２が貫通支持されている。軸材２に
はあらかじめ座屈止め３が溶接等によって取付けられて
いる。座屈止め３は軸材２と一体的に補剛管１内に挿入
支持されて、補剛管１の他の相対する角部内に隙間γ、
δを形成している。座屈止め３は鋼製のプレート等が用
いられ軸材２を補強している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た特開平９−２２１８３０号公報による図１５、図１６
に示す技術では、以下の問題がある。

【００１１】ブレース材の組立て作業では、軸材２の側
端部と補剛管１の隙間α、βの値が補剛効果に大きく影
響するので、補剛管１の寸法に合わせて軸材２の幅寸法
を決定し、軸材２である平鋼の板厚の１／２０〜１／４
０程度で、平鋼の側端部と補剛管１との間が摺動可能
で、組立て時に補剛管１が拘束しない程度の隙間α、β
に形成することが望ましいが、実用上、補剛管１、軸材
２には寸法による許容誤差があり、そのような望ましい
隙間を常に形成することは組立て作業上困難であり、一
般には隙間α、βは必要な値以上になり易い。また、隙
間αと隙間βを同じ程度に合わせることも時間を要し煩
雑である。

【００１２】しかし、隙間αと隙間βが必要な値以上に
なると、軸材２に軸圧縮力が作用した場合に、座屈の補
剛効果が小さく、本来の機能を充分に果すことができな
くなり、また、隙間αと隙間βの大きさが異なった場合
には、例えば小さい隙間α側では補剛管１内の角部内壁
と軸材２の側端部の角が接触し易くなり、摩擦音が発生
し易い。

【００１３】本発明は上記したような角形鋼管による補
剛管と、補剛管内の一つの相対する角部の間に貫通支持
された平鋼による軸材とからなるブレース材を対象とし
て、上記のような問題点の解決を図ったものであり、軸
材の両側端部と補剛管内の角部との隙間を大きくして
も、座屈の補剛効果を充分に発揮できるブレース材を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、角形鋼管
による補剛管と、該補剛管内の一つの相対する角部の間
に貫通支持された平鋼による軸材を有する座屈拘束ブレ
ース材であって、軸材の側端部が挿入される開口部を有
する対面部と、前記角部を形成する両壁と接触する側面
部と、該対面部と該側面部で形成される中空部とからな
る仕切り型ライナープレートを前記補剛管内の角部近く
の内壁に固定し、側端部に付着防止剤を塗布した軸材を
前記開口部に挿入し、前記中空部にモルタルを装填した
ことを特徴とする座屈拘束ブレース材である。

【００１５】第一の発明によれば、補剛管内の角部と軸
材の両側端部との隙間に、上記した仕切り型ライナープ
レートを挿入させているので、軸材に軸圧縮力が作用し
て、軸材が補剛管の拘束を受けた場合、軸材の両側端部
の角と補剛管内の角部内壁とが直接接触しないので、軸
材の両側端部の角による擦合いが生じない。

【００１６】それに代わって、軸材側端部が仕切り型ラ
イナープレート内に装填したモルタルと接触し優先的に
抵抗なく動くので、座屈の補剛効果を充分に発揮でき
る。

【００１７】第二の発明は、角形鋼管による補剛管と、
該補剛管内の一つの相対する角部の間に貫通支持された
平鋼による軸材を有する座屈拘束ブレース材であって、
前記補剛管内の角部と軸材の両側端部との隙間に、軸材
の側端部が挿入される凹部を有する対面部と、該対面部
の両側端部を前記凹部の底側に折曲げて形成した側面部
とからなる仕切り型ライナープレートを前記補剛管内の
角部近くの内壁に固定し、側端部に付着防止剤を塗布し
た軸材の該側端部を前記凹部に嵌合し、前記仕切り型ラ
イナープレーと前記角部との隙間にモルタルを装填した
ことを特徴とする座屈拘束ブレース材である。

【００１８】第二の発明によれば、補剛管内の角部と軸
材の両側端部との隙間に、上記した仕切り型ライナープ
レートを挿入させているので、軸材に軸圧縮力が作用し
て、軸材が補剛管の拘束を受けた場合、軸材の両側端部
の角と補剛管内の角部内壁とが直接接触しないので、軸
材の両側端部の角による擦合いが生じない。

【００１９】それに代わって、仕切り型ライナープレー
トの対面部に設けた凹部に、付着防止剤を塗布した軸材
端部を嵌合させ、仕切り型ライナープレーと補剛管内の
角部との隙間にモルタルを装填させているので、軸材側
端部が凹部に嵌合した状態で優先的に抵抗なく動くの
で、座屈の補剛効果を充分に発揮できる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図に
よって説明する。図１は本発明の一つの実施の形態を示
す側断面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線矢視による断
面図である。

【００２１】図１、図２に示すように、ブレース材１０
ａは角形鋼管による補剛管１１と、補剛管１１内の一つ
の相対する角部１４に隙間をおいて貫通支持された平鋼
による軸材１２と、仕切り型ライナープレート１３から
構成されている。

【００２２】ここではブレース材１０ａの隙間の基準と
して、角部１４内側と軸材１２の側端間の距離ｍ、ｎで
表示する。

【００２３】軸材１２の両端部にはスチフナ６が取付け
られている。符号５はボルト孔で、ブレース材１０ａが
図示しない鋼構造物等の取付部にスプライスプレート等
を介してボルトナットで締結する場合に用いられる。

【００２４】仕切り型ライナープレート１３は、軸材１
２の側端部１２ａを挿入させる開口部１５を有する対面
部１３ａと、角部１４を形成する両壁１１ａと接触させ
る側面部１３ｂと、対面部１３ａと側面部１３ｂにより
形成される空間部１３ｃとから構成されている。一般
に、仕切り型ライナープレート１３は、鋼板等の金属板
を加工したものが用いられる。

【００２５】仕切り型ライナープレート１３は、開口部
１５を介して軸材１２の側端部１２ａが中空部１３ｃ内
に挿入できるようにしている。

【００２６】本発明では、仕切り型ライナープレート１
３を補剛管１１内の角部１４と軸材１２の両側端部１２
ａとの隙間に挿入させて固定し、軸材１２の付着防止剤
１６を塗布した側端部１２ａが挿入されている中空部１
３ｃにモルタル１７を装填させる。

【００２７】仕切り型ライナープレート１３を用いた理
由を以下に述べる。座屈拘束ブレース材１０ａでは、軸
材１２の側端部１２ａと補剛管１１の隙間ｍ、ｎの値が
補剛効果に大きく影響するので、補剛管１１の寸法に合
わせて軸材１２の幅寸法を決定している。

【００２８】隙間ｍ、ｎの値は、軸材１２に軸圧縮力が
作用した場合に、座屈の補剛効果を大きくするために、
一般に軸材１２である平鋼の板厚の１／２０〜１／４０
程度であり、更に、隙間ｍ、ｎの値を偏らないようにし
て、軸材１２の側端部１２ｂと補剛管１１との隙間が摺
動可能で、組立て時に補剛管１１が拘束しない程度に形
成することが望ましい。

【００２９】しかし、実用上、補剛管１１、軸材１２に
は寸法による許容誤差があり、そのような望ましい隙間
を常に形成することは組立て作業上困難である。

【００３０】即ち、隙間ｍ、ｎは必要な値以上になり易
い。また、隙間ｍと隙間ｎを同じ程度に合わせることも
時間を要し煩雑である。

【００３１】隙間ｍと隙間ｎが必要な値以上になると、
軸材１２に軸圧縮力が作用した場合に、座屈の補剛効果
が小さく、本来の機能を充分に果すことができなくな
り、また、隙間ｍと隙間ｎの大きさが異なった場合に
は、例えば小さい隙間ｍ側では補剛管１１内の角部１４
及び両側内壁１１ａと軸材１２の側端部１２ａの角が接
触し易くなり、摩擦音が発生し易い。

【００３２】本発明によれば、仕切り型ライナープレー
ト１３を補剛管１１内の角部１４と軸材１２の両側端部
１２ａとの隙間に挿入して固定する場合、側端部１２ａ
を補剛管１１内の角部１４と両側の内壁１１ａに合うよ
うにして、仕切り型ライナープレート１３と角部１４及
び両側の内壁１１ａとを擬似的に一体化させている。そ
のために、隙間ｍ、ｎが必要な値以上になっても、軸材
１２に軸圧縮力が作用した場合に、適正な隙間を維持し
た場合と同様の座屈の補剛効果を挙げることができる。

【００３３】この場合、補剛管１１内の角部１４と軸材
１２の両側端部１２ａとの隙間に挿入して固定した仕切
り型ライナープレート１３の中空部１３ｃに、軸材１２
の付着防止剤１６を塗布した側端部１２ａが挿入され、
更に中空部１３ｃの空隙にモルタル１７が装填されるこ
とが必要である。

【００３４】モルタル１７は建築用に用いられるセメン
ト、砂、水を混合させたものが用いられる。しかし、こ
れに限定されるものではない。

【００３５】ここでは、仕切り型ライナープレート１３
に中空部１３ｃを形成して、ブレース材１０ａの組立て
作業時に、図８で後述するように、幅を短くした軸材１
２に中空部１３ｃを利用して仕切り型ライナープレート
１３を軸材１２の側端部に寄せて補剛管１１内への挿入
を容易にしている。軸材１２は、仕切り型ライナープレ
ート１３により調整されて座屈の補剛効果が補完される
ので、軸材１２に軸圧縮力が作用した場合に、座屈の補
剛効果を維持できる最小幅まで短くできる。

【００３６】仕切り型ライナープレート１３は補剛管１
１内に挿入貫通された後に、図９で後述するように、中
空部１３ｃを利用して補剛管１１内の角部１４に移動さ
せて、所定の位置で固定する。中空部１３ｃの空隙には
モルタル１７が装填される。

【００３７】モルタル１７の装填によって、軸材１２が
隙間ｍと隙間ｎの大きさを同じ程度に調整されて所定の
位置で固定される。

【００３８】以上の実施の形態に示す様に、本発明によ
れば、補剛管１１内の角部１４と軸材１２の両側端部１
２ａとの隙間に、仕切り型ライナープレート１３を挿入
させて、仕切り型ライナープレート１３と角部１４及び
両側の内壁１１ａとを擬似的に一体化させているので、
軸材１２に軸圧縮力が作用した場合、補剛管１１の拘束
を受けるとともに、軸材１２の両側端部１２ａの角と補
剛管１１内の角部１４及び両側内壁とが直接接触しない
ので、軸材１２の両側端部１２ａの角による擦合いが生
じない。

【００３９】即ち、軸材１２の側端部１２ａが仕切り型
ライナープレート１３内に装填したモルタル１７と接触
し優先的に抵抗なく動くために擦合いが生じない。

【００４０】そのために、軸材１２は隙間ｍ、ｎを必要
な値以上にすることができるので、ブレース材１０ａの
製作の際に、組立て作業が簡単で、熟練度を必要とせ
ず、従来に比べて時間が非常に短縮できるので、作業効
率が高い。

【００４１】次に、図３〜図１１を用いて、本発明のブ
レース材の組立て作業について詳述する。図１、図２と
共通する個所は同じ符号を用いて、説明を省略した。

【００４２】図３は本発明に用いる軸材に付着防止剤を
塗布した状態を示す側面図であり、図４は図３のＢ−Ｂ
線矢視による断面図である。

【００４３】図３、図４において、平鋼による軸材１２
が、図示しない仕切り型ライナープレート内に挿入され
る両側端部１２ａに付着防止剤１６が塗布される。

【００４４】付着防止剤１６は、軸材１２に軸圧縮力が
作用した場合に、図示しないモルタルに付着することな
く摺動可能で摩擦音の発生を防止する。また、後述する
図１２に示すように、鋼等の金属板による仕切り型ライ
ナープレートにも摺動可能なものである。一般にゴム状
の粘性体が用いられる。

【００４５】図５は本発明に用いる軸材に仕切り型ライ
ナープレートを取付ける状態を示す側面図であり、図６
は図５のＣ−Ｃ線矢視による断面図である。

【００４６】図５、図６において、両側端部１２ａに付
着防止剤１６が塗布された軸材１２は、仕切り型ライナ
ープレート１３の開口部１５から中空部１３ｃに挿入さ
れ、平底部１３ｄに接触されている。平底部１３ｄに接
触させたのは、次の補剛管への工程を容易にするためで
ある。符号１３ｂは側面部である。

【００４７】図７は本発明に用いる軸材に仕切り型ライ
ナープレートを取付け、補剛管に挿入貫通させた状態を
示す側面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線矢視による断
面図である。

【００４８】図７、図８において、仕切り型ライナープ
レート１３を取付けた軸材１２は、補剛管１１に挿入貫
通される。軸材１２は、仕切り型ライナープレート１３
の開口部１５から中空部１３ｃに挿入される。軸材１２
は平底部１３ｄに接触させて、仕切り型ライナープレー
ト１３を軸材１２側に寄せているので、補剛管１１への
挿入作業が容易であり、熟練度を必要としない。

【００４９】図９は図７の仕切り型ライナープレートを
軸材の両側端から補剛管内の角部側に移動させた状態を
示す断面図である。

【００５０】図９において、補剛管１１に挿入貫通され
た軸材１２は、補剛管１１内の角部１４側に移動させ
て、位置決めする。この場合、仕切り型ライナープレー
１３のの側面部１３ｂは、補剛管１１の角部１４の両側
の内壁１１ａと接触させることが必要である。側面部１
３ｂを補剛管１１内の角部１４の両側の内壁１１ａと合
致させて、仕切り型ライナープレート１３と角部１４の
両側の内壁１３ｂとを擬似的に一体化させて、軸材１２
に軸圧縮力が作用した場合に、適正な隙間ｍと隙間ｎを
維持した場合と同様の座屈の補剛効果を挙げさせる。

【００５１】図１０は補剛管内に挿入された仕切り型ラ
イナープレートの中空部の空隙にモルタルを装填する状
態を示す一部切欠けを有する側面図である。

【００５２】補剛管１１内に位置決めされた仕切り型ラ
イナープレー１３は、一端側に蓋１８をして、中空部１
３ｃの空隙に矢印に示すようにモルタル１７を装填し、
仕切り型ライナープレー１３の中空部１３ｃ（影で見え
ない）に挿入された軸材１２を固定する。蓋１８は軸材
をモルタル１７で固定した後に取外してもよいし、ま
た、そのまま取付けていてもよい。

【００５３】以上の組立て工程によって、本発明のブレ
ース材１０ａが製作される。図１１、図１２、図１３は
本発明の他の実施の形態を示す断面図である。

【００５４】図１、図２と共通する個所は同じ符号を用
い、説明を省略した。図１１において、ブレース材１０
ｂは仕切り型ライナープレート１９の側面部１９ｂの形
状を補剛管１１の角部１４の形状も含めて合致させて、
仕切り型ライナープレート１９と角部１４の内壁１１ａ
とを擬似的に一体化させて、軸材１２に軸圧縮力が作用
した場合に、適正な隙間ｍと隙間ｎを維持した場合と同
様の座屈の補剛効果を一層挙げることができるようにし
たものである。符号１９ａは対面部である。

【００５５】図１２において、仕切り型ライナープレー
ト２０は、軸材１２の側端側１２ａの対面部２０ａに凹
部２１を有し、対面部２０ａの両側端部を角部１４側に
折曲げて、角部１４の両側の内壁１１ａと接触させる側
面部２０ｂを具えている。

【００５６】ブレース材１０ｃは仕切り型ライナープレ
ート２０の対面部２０ａに設けた凹部２１に、軸材１２
の側端部１２ａを嵌合させ、仕切り型ライナープレーと
角部１４との隙間にモルタル１７を装填させて構成され
ている。軸材１２の両側端部１２ａには摺動可能に付着
防止剤１６を塗布している。

【００５７】ここでは、仕切り型ライナープレート２０
の折曲げて形成した側面部２０ｂが補剛管１１の角部１
４を形成する両側の内壁１１ａと擬似的に一体化して、
軸材１２に軸圧縮力が作用した場合に、適正な隙間ｍと
隙間ｎを維持した場合と同様の座屈の補剛効果を一層挙
げることができるようにしたものである。

【００５８】図１３において、ブレース材１０ｄは図１
２に示したブレース材１０ｃの軸材１２に座屈止め２２
を溶接等により取付け、断面十字型にしたものである。
図１２と共通する個所は同じ符号を付けて、説明を省略
した。座屈止め２２の取付けにより、一層の補剛効果を
図ることができる。

【００５９】

【発明の効果】以上のように、本発明は、角形鋼管によ
る補剛管と、補剛管内の一つの相対する角部の間に貫通
支持された平鋼による軸材とからなるブレース材を対象
として、軸材の両側端部と補剛管内の角部との隙間を大
きくしても、座屈の補剛効果を充分に発揮できる。本発
明によるブレース材は、ブレース材の組立て作業を簡単
にし、熟練度に関係なく、且つ短時間で製作することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態を示す側断面図であ
る。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視による断面図である。

【図３】本発明に用いる軸材に付着防止剤を塗布した状
態を示す側面図である。

【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視による断面図である。

【図５】本発明に用いる軸材に仕切り型ライナープレー
トを取付ける状態を示す側面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視による断面図である。

【図７】本発明に用いる軸材に仕切り型ライナープレー
トを取付け、補剛管に挿入貫通させた状態を示す側面図
である。

【図８】図７のＤ−Ｄ線矢視による断面図である。

【図９】図７の仕切り型ライナープレートを軸材の両側
端から補剛管内の角部側に移動させた状態を示す断面図
である。

【図１０】本発明による補剛管内に挿入された仕切り型
ライナープレートの中空部の空隙にモルタルを装填する
状態を示す一部切欠けを有する側面図である。

【図１１】本発明の本発明の他の実施の形態を示す断面
図である。

【図１２】本発明の本発明の他の実施の形態を示す断面
図である。

【図１３】本発明の本発明の他の実施の形態を示す断面
図である。

【図１４】従来の軸材を平鋼にして補剛材を角形管とし
たブレース材の一例を示す断面図である。

【図１５】従来の軸材を平鋼にして補剛材を角形管とし
たブレース材の他の例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ ブレース材 １１ 補剛管 １１ａ 内壁 １２ 軸材 １２ａ 側端部 １３、１９、２０ 仕切り型ライナープレート １３ａ、１９ａ、２０ａ 対面部 １３ｂ、１９ｂ、２０ｂ 側面部 １３ｃ、１９ｃ 中空部 １４ 角部 １５ 開口部 １６ 付着防止剤 １７ モルタル １８ 蓋 ２１ 凹部 ２２ 座屈止め

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加村 久哉 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 中村 信行 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2E125 AA33 AA64 AB08 AB16 AC11 AC16 AE13 AF02 AG07 AG12 AG23 AG32 AG45 BB03 BB08 BB16 BB22 BB25 BB35 BD01 BE10 CA73 CA78 CA82 DA03 EA01 2E163 FB07 FB09 FF01 FF13

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 角形鋼管による補剛管と、該補剛管内の
   一つの相対する角部の間に貫通支持された平鋼による軸
   材を有する座屈拘束ブレース材であって、軸材の側端部
   が挿入される開口部を有する対面部と、前記角部を形成
   する両壁と接触する側面部と、該対面部と該側面部で形
   成される中空部とからなる仕切り型ライナープレートを
   前記補剛管内の角部近くの内壁に固定し、側端部に付着
   防止剤を塗布した軸材を前記開口部に挿入し、前記中空
   部にモルタルを装填したことを特徴とする座屈拘束ブレ
   ース材。
2. 【請求項２】 角形鋼管による補剛管と、該補剛管内の
   一つの相対する角部の間に貫通支持された平鋼による軸
   材を有する座屈拘束ブレース材であって、前記補剛管内
   の角部と軸材の両側端部との隙間に、軸材の側端部が挿
   入される凹部を有する対面部と、該対面部の両側端部を
   前記凹部の底側に折曲げて形成した側面部とからなる仕
   切り型ライナープレートを前記補剛管内の角部近くの内
   壁に固定し、側端部に付着防止剤を塗布した軸材の該側
   端部を前記凹部に嵌合し、前記仕切り型ライナープレー
   と前記角部との隙間にモルタルを装填したことを特徴と
   する座屈拘束ブレース材。