JP2001227192A - 軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構造物 - Google Patents
軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構造物Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 建築物及び鉄骨構造物における地震・風力等
の振動エネルギーを吸収する軸降伏型弾塑性履歴ブレー
ス及びそれを用いた制振鉄骨構造物に関する。 【解決手段】 本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレース
は、鋼部材６で補強された座屈拘束用コンクリート部材
２に鋼製中心軸力部材３が挿通され、鋼製中心軸力部材
と座屈拘束用コンクリート５との界面に付着防止皮膜４
が設けらた軸降伏型弾塑性履歴ブレース１において、付
着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性は、付着防止皮膜の圧
縮歪０％と圧縮歪５０％との２点間で０．１Ｎ／ｍｍ2
以上であり、圧縮歪５０％と圧縮歪７５％との２点間で
２１０００Ｎ／ｍｍ2 以下であり、且つ付着防止皮膜の
膜厚ｄt 、ｄw は、鋼製中心軸力部材の板厚ｔ及び板幅
ｗのそれぞれの０．５％以上１０％以下であることによ
って達成され、且つ軸降伏型弾塑性履歴ブレースの制振
鉄骨構造物への使用によって達成される。
の振動エネルギーを吸収する軸降伏型弾塑性履歴ブレー
ス及びそれを用いた制振鉄骨構造物に関する。 【解決手段】 本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレース
は、鋼部材６で補強された座屈拘束用コンクリート部材
２に鋼製中心軸力部材３が挿通され、鋼製中心軸力部材
と座屈拘束用コンクリート５との界面に付着防止皮膜４
が設けらた軸降伏型弾塑性履歴ブレース１において、付
着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性は、付着防止皮膜の圧
縮歪０％と圧縮歪５０％との２点間で０．１Ｎ／ｍｍ2
以上であり、圧縮歪５０％と圧縮歪７５％との２点間で
２１０００Ｎ／ｍｍ2 以下であり、且つ付着防止皮膜の
膜厚ｄt 、ｄw は、鋼製中心軸力部材の板厚ｔ及び板幅
ｗのそれぞれの０．５％以上１０％以下であることによ
って達成され、且つ軸降伏型弾塑性履歴ブレースの制振
鉄骨構造物への使用によって達成される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建築物及びその他
の鉄骨構造物において、地震及び風力等の振動エネルギ
ーを吸収し得る軸降伏型弾塑性履歴ブレースに関する。
の鉄骨構造物において、地震及び風力等の振動エネルギ
ーを吸収し得る軸降伏型弾塑性履歴ブレースに関する。
【０００２】
【従来の技術】実公平４−１９１２１号公報は、座屈拘
束筋違い部材が、中心軸力部材とコンクリート部材との
間に付着防止皮膜を設けることを開示する。実開平５−
３４０２号公報は、座屈拘束筋違い部材が、鋼製座屈拘
束部材に鋼製中心軸力部材を挿通し、中心軸力部材の表
面と座屈拘束部材との間に付着防止被膜を介在させるこ
とを開示する。実開平５−５７１１０号公報は、制振用
筋違い部材が、小断面中間部材の両端に大断面側方部材
の一端部を直列状態に一体に連接して鋼製中心部材を構
成し、その鋼製中心軸力部材が構成中空座屈拘束部材内
に嵌挿されることを記載する。実開平５−５７１１１号
公報は、実開平５−５７１１０号公報と同様の構成の制
振性及び耐久性並びに耐温度性に富んだ制振用筋違い部
材を開示する。特開平７−２２９２０４号公報は、座屈
拘束筋違い部材の剛性及び降伏応力を任意に設定できる
こと、且つ鋼製中心軸力部材の応力流れを良くすること
を記載する。R. Tremblay 等は、8th Canadian confere
nce on Earthquake Engineering において座屈拘束用部
材に関する実験結果を報告している（例えば、Seismic
Rehabilitation of a Four-storey Building with a St
iffened Bracing System, Published on, January 19,
1999) 。
束筋違い部材が、中心軸力部材とコンクリート部材との
間に付着防止皮膜を設けることを開示する。実開平５−
３４０２号公報は、座屈拘束筋違い部材が、鋼製座屈拘
束部材に鋼製中心軸力部材を挿通し、中心軸力部材の表
面と座屈拘束部材との間に付着防止被膜を介在させるこ
とを開示する。実開平５−５７１１０号公報は、制振用
筋違い部材が、小断面中間部材の両端に大断面側方部材
の一端部を直列状態に一体に連接して鋼製中心部材を構
成し、その鋼製中心軸力部材が構成中空座屈拘束部材内
に嵌挿されることを記載する。実開平５−５７１１１号
公報は、実開平５−５７１１０号公報と同様の構成の制
振性及び耐久性並びに耐温度性に富んだ制振用筋違い部
材を開示する。特開平７−２２９２０４号公報は、座屈
拘束筋違い部材の剛性及び降伏応力を任意に設定できる
こと、且つ鋼製中心軸力部材の応力流れを良くすること
を記載する。R. Tremblay 等は、8th Canadian confere
nce on Earthquake Engineering において座屈拘束用部
材に関する実験結果を報告している（例えば、Seismic
Rehabilitation of a Four-storey Building with a St
iffened Bracing System, Published on, January 19,
1999) 。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】鋼材で補強された座屈
拘束用コンクリート部材と鋼製中心軸力部材との間で、
鋼製中心軸力部材に座屈拘束用コンクリート部材のコン
クリートが付着することを防止するために、付着防止皮
膜が設けられる。この付着防止皮膜の膜厚が薄すぎる
と、鋼製中心軸力部材の軸変形にともなう板厚方向の膨
張を許容できなくなり、一方膜厚が厚すぎると鋼製中心
軸力部材の局部座屈を拘束することができなくなるとい
う問題がある。さらに、この付着防止皮膜の厚さ方向の
剛性が低すぎると、コンクリート打設時にコンクリート
の圧力により所定の膜厚を保持できなくなり、また、付
着防止皮膜の厚さ方向の剛性が高すぎると、鋼製中心軸
力部材が塑性化すなわち塑性変形したときのポアソン比
の影響により鋼製中心軸力部材の板厚方向の膨張を吸収
することができない等の問題がある。
拘束用コンクリート部材と鋼製中心軸力部材との間で、
鋼製中心軸力部材に座屈拘束用コンクリート部材のコン
クリートが付着することを防止するために、付着防止皮
膜が設けられる。この付着防止皮膜の膜厚が薄すぎる
と、鋼製中心軸力部材の軸変形にともなう板厚方向の膨
張を許容できなくなり、一方膜厚が厚すぎると鋼製中心
軸力部材の局部座屈を拘束することができなくなるとい
う問題がある。さらに、この付着防止皮膜の厚さ方向の
剛性が低すぎると、コンクリート打設時にコンクリート
の圧力により所定の膜厚を保持できなくなり、また、付
着防止皮膜の厚さ方向の剛性が高すぎると、鋼製中心軸
力部材が塑性化すなわち塑性変形したときのポアソン比
の影響により鋼製中心軸力部材の板厚方向の膨張を吸収
することができない等の問題がある。
【０００４】軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸
力部材に普通鋼（降伏応力σy ＝２３５Ｎ／ｍｍ2 ）を
使用した場合、小規模の地震の地動加速度（８０〜１０
０ｇａｌ）に対して、鋼製中心軸力部材が早期に降伏し
ないために、小規模の地震に対する履歴ダンパーとして
機能させることができないという問題がある。軸降伏型
弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸力部材の横断面積が、
その部材の一方の端部から中央部を通り他端部までが同
一の断面積であると、履歴ダンパーとして機能させると
きに、その部材の中央部とともに両端部も降伏により塑
性化（塑性変形）を起こし、それによって、軸降伏型弾
塑性履歴ブレースと、主柱及び梁の鉄骨構造物との接合
部で破断する問題がある。
力部材に普通鋼（降伏応力σy ＝２３５Ｎ／ｍｍ2 ）を
使用した場合、小規模の地震の地動加速度（８０〜１０
０ｇａｌ）に対して、鋼製中心軸力部材が早期に降伏し
ないために、小規模の地震に対する履歴ダンパーとして
機能させることができないという問題がある。軸降伏型
弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸力部材の横断面積が、
その部材の一方の端部から中央部を通り他端部までが同
一の断面積であると、履歴ダンパーとして機能させると
きに、その部材の中央部とともに両端部も降伏により塑
性化（塑性変形）を起こし、それによって、軸降伏型弾
塑性履歴ブレースと、主柱及び梁の鉄骨構造物との接合
部で破断する問題がある。
【０００５】鋼材で補強された軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ースの座屈拘束用コンクリート部材の製造過程におい
て、座屈拘束用コンクリート部材としての補強鋼材の端
部が開放されているとコンクリートの打設時にコンクリ
ートが凝固する以前にコンクリートが流出していまいコ
ンクリート打設に困難であり、また軸降伏型弾塑性履歴
ブレースの使用中にひび割れたコンクリートの落下等の
問題がある。さらに、鋼材で補強された軸降伏型弾塑性
履歴ブレースの座屈拘束用コンクリート部材と鋼製中心
軸力部材の間には、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの座屈
拘束用コンクリート部材とが互いに付着することを防止
する付着防止皮膜を介している。このために、鋼製中心
部材が地震及び風力などの振動に伴い軸変形をしたとき
に、座屈拘束用コンクリート部材は鋼製中心軸力部材の
二つのいずれの端部方向に移動するかが明確でなく、ま
た移動しはじめるといずれか一方の端部に偏ってしまう
問題がある。
ースの座屈拘束用コンクリート部材の製造過程におい
て、座屈拘束用コンクリート部材としての補強鋼材の端
部が開放されているとコンクリートの打設時にコンクリ
ートが凝固する以前にコンクリートが流出していまいコ
ンクリート打設に困難であり、また軸降伏型弾塑性履歴
ブレースの使用中にひび割れたコンクリートの落下等の
問題がある。さらに、鋼材で補強された軸降伏型弾塑性
履歴ブレースの座屈拘束用コンクリート部材と鋼製中心
軸力部材の間には、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの座屈
拘束用コンクリート部材とが互いに付着することを防止
する付着防止皮膜を介している。このために、鋼製中心
部材が地震及び風力などの振動に伴い軸変形をしたとき
に、座屈拘束用コンクリート部材は鋼製中心軸力部材の
二つのいずれの端部方向に移動するかが明確でなく、ま
た移動しはじめるといずれか一方の端部に偏ってしまう
問題がある。
【０００６】軸降伏型弾塑性履歴ブレースを制振鉄骨構
造物に装着する場合には一般的に高力ボルトで固定接合
される。この場合に鋼製中心軸力部材の軸力が大きくな
ると使用するボルト本数が非常に多くなり、軸降伏型弾
塑性履歴ブレースの両端部を極端に拡幅しなけらば固定
接合できない問題がある。また、軸降伏型弾塑性履歴ブ
レースの両端部の幅は、装着する制振鉄骨構造物の柱及
び梁の幅に制約されるため余り大きくすることができな
い。
造物に装着する場合には一般的に高力ボルトで固定接合
される。この場合に鋼製中心軸力部材の軸力が大きくな
ると使用するボルト本数が非常に多くなり、軸降伏型弾
塑性履歴ブレースの両端部を極端に拡幅しなけらば固定
接合できない問題がある。また、軸降伏型弾塑性履歴ブ
レースの両端部の幅は、装着する制振鉄骨構造物の柱及
び梁の幅に制約されるため余り大きくすることができな
い。
【０００７】軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸
力部材が降伏しないような小規模地震及び風力などの極
微小振動に対しては、鋼製中心軸力部材が振動エネルギ
ーを吸収する履歴ダンパーとして機能させることができ
ないという問題がある。鉄骨構造物が大規模な地震を受
けたとき、鉄骨構造物の柱、梁及び筋違いの一部は塑性
化する。鉄骨構造物の柱、梁及び筋違いの部材が塑性化
しても、十分な塑性変形性能と疲労性能を備えていれば
これらの鉄骨構造物の崩壊は免れる。しかし、現場施工
された接合部や溶接部分は工場制作されたものに比べ品
質低下を招き、場合によっては十分な塑性変形機能を発
揮する前に破断することもある。これらの柱、梁及び筋
違いの部材が塑性化すると鉄骨構造物は変形し、地震後
にこれらの鉄骨構造物を継続使用するには大規模な補修
が必要となる問題がある。
力部材が降伏しないような小規模地震及び風力などの極
微小振動に対しては、鋼製中心軸力部材が振動エネルギ
ーを吸収する履歴ダンパーとして機能させることができ
ないという問題がある。鉄骨構造物が大規模な地震を受
けたとき、鉄骨構造物の柱、梁及び筋違いの一部は塑性
化する。鉄骨構造物の柱、梁及び筋違いの部材が塑性化
しても、十分な塑性変形性能と疲労性能を備えていれば
これらの鉄骨構造物の崩壊は免れる。しかし、現場施工
された接合部や溶接部分は工場制作されたものに比べ品
質低下を招き、場合によっては十分な塑性変形機能を発
揮する前に破断することもある。これらの柱、梁及び筋
違いの部材が塑性化すると鉄骨構造物は変形し、地震後
にこれらの鉄骨構造物を継続使用するには大規模な補修
が必要となる問題がある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
めに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースにおいて
は、鋼部材６で補強された座屈拘束用コンクリート部材
２に鋼製中心軸力部材３が挿通され、鋼製中心軸力部材
３と座屈拘束用コンクリート５との界面に付着防止皮膜
４が設けられた軸降伏型弾塑性履歴ブレース１におい
て、付着防止皮膜４の膜厚方向の割線剛性は、付着防止
皮膜４の圧縮歪０％と圧縮歪５０％との２点間において
は０．１Ｎ／ｍｍ2 以上であり、圧縮歪５０％と圧縮歪
７５％との２点間においては２１０００Ｎ／ｍｍ2 以下
であり、且つ鋼製中心軸力部材３の板厚ｔ及び板幅ｗの
それぞれの方向における付着防止皮膜４の膜厚ｄt 、ｄ
w は、鋼製中心軸力部材３の板厚ｔ及び板幅ｗのそれぞ
れの０．５％以上１０％以下であることによって達成さ
れる。特に、軸降伏型弾塑性履歴部レース１の製作時に
おける座屈拘束用コンクリート５の打設による圧力を考
慮すると、付着防止皮膜４の膜厚比は、１．２％以上１
０％以下が望ましい。
めに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースにおいて
は、鋼部材６で補強された座屈拘束用コンクリート部材
２に鋼製中心軸力部材３が挿通され、鋼製中心軸力部材
３と座屈拘束用コンクリート５との界面に付着防止皮膜
４が設けられた軸降伏型弾塑性履歴ブレース１におい
て、付着防止皮膜４の膜厚方向の割線剛性は、付着防止
皮膜４の圧縮歪０％と圧縮歪５０％との２点間において
は０．１Ｎ／ｍｍ2 以上であり、圧縮歪５０％と圧縮歪
７５％との２点間においては２１０００Ｎ／ｍｍ2 以下
であり、且つ鋼製中心軸力部材３の板厚ｔ及び板幅ｗの
それぞれの方向における付着防止皮膜４の膜厚ｄt 、ｄ
w は、鋼製中心軸力部材３の板厚ｔ及び板幅ｗのそれぞ
れの０．５％以上１０％以下であることによって達成さ
れる。特に、軸降伏型弾塑性履歴部レース１の製作時に
おける座屈拘束用コンクリート５の打設による圧力を考
慮すると、付着防止皮膜４の膜厚比は、１．２％以上１
０％以下が望ましい。
【０００９】また、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレー
ス１においては、鋼製中心軸力部材３は、０．２％耐力
または降伏点応力が１３０Ｎ／ｍｍ2 以下の鋼材である
ことを特徴とする。また、本発明の軸降伏型弾塑性履歴
ブレース１においては、鋼製中心軸力部材３は、０．２
％耐力または降伏点応力が１３０〜２４５Ｎ／ｍｍ2 の
鋼材であることを特徴とする。
ス１においては、鋼製中心軸力部材３は、０．２％耐力
または降伏点応力が１３０Ｎ／ｍｍ2 以下の鋼材である
ことを特徴とする。また、本発明の軸降伏型弾塑性履歴
ブレース１においては、鋼製中心軸力部材３は、０．２
％耐力または降伏点応力が１３０〜２４５Ｎ／ｍｍ2 の
鋼材であることを特徴とする。
【００１０】さらに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース１においては、鋼製中心軸力部材３の横断面が、全
長に対する長さの比率が限定された長手方向中央部２１
において最小断面積であり且つ長手方向中央部２１に連
設する長手方向両端部２２、２３において長手方向中央
部２１の最小断面積よりも大きい横断面積であることを
特徴とする。さらに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース１においては、鋼製中心軸力部材３は、一方の端部
から長手方向中央部２１を通り、他方の端部まで同一横
断面積である鋼製中心軸力部材３の軸剛性に対して１．
５倍以上の軸剛性を有することを特徴とする。
ース１においては、鋼製中心軸力部材３の横断面が、全
長に対する長さの比率が限定された長手方向中央部２１
において最小断面積であり且つ長手方向中央部２１に連
設する長手方向両端部２２、２３において長手方向中央
部２１の最小断面積よりも大きい横断面積であることを
特徴とする。さらに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース１においては、鋼製中心軸力部材３は、一方の端部
から長手方向中央部２１を通り、他方の端部まで同一横
断面積である鋼製中心軸力部材３の軸剛性に対して１．
５倍以上の軸剛性を有することを特徴とする。
【００１１】さらに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース１においては、ボルト挿通用透孔２６の透孔欠損面
積を除いた鋼製中心軸力部材３の長手方向両端部２２、
２３の横断面積２２−１、２３−１が、鋼製中心軸力部
材３の長手方向中央部２１の横断面積２１ー１の１．２
倍以上となっていることを特徴とする。さらに、本発明
の軸降伏型弾塑性履歴ブレース１においては、鋼部材
（６）は、鉄筋（６−１）であることを特徴とする。さ
らに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレース１において
は、座屈拘束用コンクリート部材２の少なくとも一方の
端部に蓋２４を固定したことを特徴とする。
ース１においては、ボルト挿通用透孔２６の透孔欠損面
積を除いた鋼製中心軸力部材３の長手方向両端部２２、
２３の横断面積２２−１、２３−１が、鋼製中心軸力部
材３の長手方向中央部２１の横断面積２１ー１の１．２
倍以上となっていることを特徴とする。さらに、本発明
の軸降伏型弾塑性履歴ブレース１においては、鋼部材
（６）は、鉄筋（６−１）であることを特徴とする。さ
らに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレース１において
は、座屈拘束用コンクリート部材２の少なくとも一方の
端部に蓋２４を固定したことを特徴とする。
【００１２】さらに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース１においては、鋼製中心軸力部材３の中央にズレ止
め２５を設けたことを特徴とする。さらに、本発明の軸
降伏型弾塑性履歴ブレース１においては、両端部２２、
２３にボルト挿通用透孔２６を設けた鋼製中心軸力部材
３を備えた軸降伏型弾塑性履歴ブレース１と、鋼製継手
板２７との高力ボルトにより締付られる摩擦接合におい
て、高力ボルトで締付けて摩擦接合する鋼製中心軸力部
材３の両端部２２、２３と鋼製継手板２７との互いに重
ね合わさる摩擦面側のいずれか一方の摩擦面側の表面硬
さ及び表面粗さを、もう一方の摩擦面側の表面硬さ及び
表面粗さより大きくして高力ボルトで締付接合したこと
を特徴とする。
ース１においては、鋼製中心軸力部材３の中央にズレ止
め２５を設けたことを特徴とする。さらに、本発明の軸
降伏型弾塑性履歴ブレース１においては、両端部２２、
２３にボルト挿通用透孔２６を設けた鋼製中心軸力部材
３を備えた軸降伏型弾塑性履歴ブレース１と、鋼製継手
板２７との高力ボルトにより締付られる摩擦接合におい
て、高力ボルトで締付けて摩擦接合する鋼製中心軸力部
材３の両端部２２、２３と鋼製継手板２７との互いに重
ね合わさる摩擦面側のいずれか一方の摩擦面側の表面硬
さ及び表面粗さを、もう一方の摩擦面側の表面硬さ及び
表面粗さより大きくして高力ボルトで締付接合したこと
を特徴とする。
【００１３】さらに、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース１においては、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の座
屈拘束用コンクリート部材２のそれぞれ側面に、Ｃ形断
面内側鋼板２９と、粘弾性体シート３０と、Ｃ形断面外
側鋼板３１とを含む３層状に形成された組が、少なくと
も一組以上固着され、Ｃ形断面内側鋼板２９の一方の端
部３２が軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の一方の端部３
４に固着され、座屈拘束用コンクリート部材２の一方の
端部３４と反対方向において、Ｃ形断面外側鋼板３１の
側端部３３が、前記軸降伏型弾塑性履歴ブレース１のも
う一方の端部（３５）に固着されたことを特徴とする。
ース１においては、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の座
屈拘束用コンクリート部材２のそれぞれ側面に、Ｃ形断
面内側鋼板２９と、粘弾性体シート３０と、Ｃ形断面外
側鋼板３１とを含む３層状に形成された組が、少なくと
も一組以上固着され、Ｃ形断面内側鋼板２９の一方の端
部３２が軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の一方の端部３
４に固着され、座屈拘束用コンクリート部材２の一方の
端部３４と反対方向において、Ｃ形断面外側鋼板３１の
側端部３３が、前記軸降伏型弾塑性履歴ブレース１のも
う一方の端部（３５）に固着されたことを特徴とする。
【００１４】さらに、前述の課題を解決するために、本
発明の制振鉄骨構造物においては、本発明の上記軸降伏
型弾塑性履歴ブレース１の鋼製中心軸力部材３の降伏点
応力より高い降伏点応力の鋼材で作られた柱と梁との鉄
骨構造物３６、３７に、軸降伏型弾塑性履歴ブレースを
設置した制振鉄骨構造物３８において、振動作用下によ
り制振鉄骨構造物が振動する際に、前記軸降伏型弾塑性
履歴ブレース（１）が弾性及び塑性の双方の挙動をする
ことにより、前記柱と梁との鉄骨構造物（３６、３７）
が弾性挙動することを特徴とする。
発明の制振鉄骨構造物においては、本発明の上記軸降伏
型弾塑性履歴ブレース１の鋼製中心軸力部材３の降伏点
応力より高い降伏点応力の鋼材で作られた柱と梁との鉄
骨構造物３６、３７に、軸降伏型弾塑性履歴ブレースを
設置した制振鉄骨構造物３８において、振動作用下によ
り制振鉄骨構造物が振動する際に、前記軸降伏型弾塑性
履歴ブレース（１）が弾性及び塑性の双方の挙動をする
ことにより、前記柱と梁との鉄骨構造物（３６、３７）
が弾性挙動することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明者は、例えば、大規模な地
震の際の建物の層間変形角が１／１００のときに（図２
の（ａ）及び（ｂ）を参照）、鋼製中心軸力部材に想定
される最大軸歪ε1 ＝１．０％（＝Δεa ／２）に対し
て、付着防止皮膜の膜厚と鋼製中心軸力部材の板厚と板
幅とのそれぞれの比、すなわち付着防止皮膜比を０．５
％以上にし、且つ鋼製中心軸力部材の局部座屈を拘束す
るために付着防止皮膜比を１０％以下にすることで、鋼
製中心軸力部材の軸方向塑性変形を可能にするとともに
局部座屈を防止することができることを解明した。な
お、以下の解析および説明では、付着防止皮膜の膜厚に
関しては、鋼製中心軸部材の板厚方向を基に解析する
が、当然のことであるが板幅方向についても同様の結果
を得ることができる。
震の際の建物の層間変形角が１／１００のときに（図２
の（ａ）及び（ｂ）を参照）、鋼製中心軸力部材に想定
される最大軸歪ε1 ＝１．０％（＝Δεa ／２）に対し
て、付着防止皮膜の膜厚と鋼製中心軸力部材の板厚と板
幅とのそれぞれの比、すなわち付着防止皮膜比を０．５
％以上にし、且つ鋼製中心軸力部材の局部座屈を拘束す
るために付着防止皮膜比を１０％以下にすることで、鋼
製中心軸力部材の軸方向塑性変形を可能にするとともに
局部座屈を防止することができることを解明した。な
お、以下の解析および説明では、付着防止皮膜の膜厚に
関しては、鋼製中心軸部材の板厚方向を基に解析する
が、当然のことであるが板幅方向についても同様の結果
を得ることができる。
【００１６】この付着防止皮膜比は次のように求めるこ
とができる。付着防止皮膜比の最小値は、鋼製中心軸力
部材が軸方向に変形したときのポアソン比による板厚方
向の変形により、外周を取り巻く座屈拘束用コンクリー
ト部材と接触しない条件より求められる。図１（ａ）及
び図１（ｂ）に示す軸降伏型弾塑性履歴ブレース１で
は、鋼製中心軸力部材３の軸歪ε1 が１．０％で且つ塑
性変形時のポアソン比が０．５であるとき、鋼製中心軸
力部材３の塑性変形部における板厚方向歪εz は εz ＝νε1 ＝０．５×１．０％＝０．５％ （１） である。したがって、最低でも付着防止皮膜４の膜厚ｄ
t は、鋼製中心軸力部材の板厚ｔに対して安全率ｓ＝２
を考慮すると、 ｄt ／ｔ＝Ｓεz ／２＝２×０．５％／２＝０．５％ 程度であればよい。さらに、座屈拘束用コンクリート部
材２のコンクリート５を上記部材２内に打設するとき
に、コンクリート５の圧力が付着防止皮膜４に作用し
て、この付着防止皮膜４が、付着防止皮膜４の膜厚方向
に圧縮されることを考慮する必要がある。したがって、
コンクリート５を打設する前の、付着防止皮膜４と鋼製
中心軸力部材３との推奨される最小膜厚比ｄt(min)／ｔ
は、鋼製中心軸力部材３の板厚ｔ（または、板幅ｗ）の
少なくとも１．２％程度にするのが望ましい。この推奨
される最小膜厚比ｄt(min)／ｔは、次式（Ａ）によって
求めることができる。次式（２）は、コンクリート５を
打設する際に、付着防止皮膜４の膜厚方向の圧縮歪εz
が約５０％生じるものと見積もり、コンクリート打設
後、圧縮歪εz により圧縮されて、付着防止皮膜４を保
持すると言う条件を基にする。コンクリートを打設した
後、最小膜厚比ｄt ／ｔが、０．５％と規定する場合、
次式が成立する。 ｄt ／ｔ＝｛〔ｄt(min)−（μ・Ｖ）〕／ｔ｝・１００＝０．５％ （２） ここで、ｄt(min)は付着防止皮膜の推奨される最小膜厚
であり、Ｖはコンクリート５を鋼部材６内に打設した後
の付着防止皮膜の圧縮変形値であり、μは変形割増し係
数である。付着防止膜４の膜厚方向の圧縮歪がεZ ＝Ｖ
／ｄt(min)＝５０％であるため、Ｖ＝０．５ｄt(min)で
あり、μ＝１．２とすると、 ｛〔ｄt(min)−（１．２×０．５ｄt(min)）〕／ｔ｝・
１００＝０．５％ （０．４ｄt(min)／ｔ｝×１００＝０．５％ （ｄt(min)／ｔ｝×１００＝１．２５％ すなわち、コンクリート５を打設する前は、付着防止皮
膜４と鋼製中心軸力部材３との推奨される最小膜厚比ｄ
t(min)／ｔは、鋼製中心軸力部材の板厚ｔ（または、板
幅ｗ）の少なくとも１．２％程度にするのが望ましい。
とができる。付着防止皮膜比の最小値は、鋼製中心軸力
部材が軸方向に変形したときのポアソン比による板厚方
向の変形により、外周を取り巻く座屈拘束用コンクリー
ト部材と接触しない条件より求められる。図１（ａ）及
び図１（ｂ）に示す軸降伏型弾塑性履歴ブレース１で
は、鋼製中心軸力部材３の軸歪ε1 が１．０％で且つ塑
性変形時のポアソン比が０．５であるとき、鋼製中心軸
力部材３の塑性変形部における板厚方向歪εz は εz ＝νε1 ＝０．５×１．０％＝０．５％ （１） である。したがって、最低でも付着防止皮膜４の膜厚ｄ
t は、鋼製中心軸力部材の板厚ｔに対して安全率ｓ＝２
を考慮すると、 ｄt ／ｔ＝Ｓεz ／２＝２×０．５％／２＝０．５％ 程度であればよい。さらに、座屈拘束用コンクリート部
材２のコンクリート５を上記部材２内に打設するとき
に、コンクリート５の圧力が付着防止皮膜４に作用し
て、この付着防止皮膜４が、付着防止皮膜４の膜厚方向
に圧縮されることを考慮する必要がある。したがって、
コンクリート５を打設する前の、付着防止皮膜４と鋼製
中心軸力部材３との推奨される最小膜厚比ｄt(min)／ｔ
は、鋼製中心軸力部材３の板厚ｔ（または、板幅ｗ）の
少なくとも１．２％程度にするのが望ましい。この推奨
される最小膜厚比ｄt(min)／ｔは、次式（Ａ）によって
求めることができる。次式（２）は、コンクリート５を
打設する際に、付着防止皮膜４の膜厚方向の圧縮歪εz
が約５０％生じるものと見積もり、コンクリート打設
後、圧縮歪εz により圧縮されて、付着防止皮膜４を保
持すると言う条件を基にする。コンクリートを打設した
後、最小膜厚比ｄt ／ｔが、０．５％と規定する場合、
次式が成立する。 ｄt ／ｔ＝｛〔ｄt(min)−（μ・Ｖ）〕／ｔ｝・１００＝０．５％ （２） ここで、ｄt(min)は付着防止皮膜の推奨される最小膜厚
であり、Ｖはコンクリート５を鋼部材６内に打設した後
の付着防止皮膜の圧縮変形値であり、μは変形割増し係
数である。付着防止膜４の膜厚方向の圧縮歪がεZ ＝Ｖ
／ｄt(min)＝５０％であるため、Ｖ＝０．５ｄt(min)で
あり、μ＝１．２とすると、 ｛〔ｄt(min)−（１．２×０．５ｄt(min)）〕／ｔ｝・
１００＝０．５％ （０．４ｄt(min)／ｔ｝×１００＝０．５％ （ｄt(min)／ｔ｝×１００＝１．２５％ すなわち、コンクリート５を打設する前は、付着防止皮
膜４と鋼製中心軸力部材３との推奨される最小膜厚比ｄ
t(min)／ｔは、鋼製中心軸力部材の板厚ｔ（または、板
幅ｗ）の少なくとも１．２％程度にするのが望ましい。
【００１７】一方、付着防止皮膜比の最大値は、鋼製中
心軸力部材の局部座屈が軸降伏型弾塑性履歴ブレースの
荷重−変形関係や疲労性能に悪影響を及ぼさない条件よ
り求めることができる。図２０の（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に示す解析モデルにより非線形解析を行い、図２
１の（ａ）及び図２１の（ｂ）が、付着防止皮膜比ｄt
／ｔが１．４％と１１．１％の場合の荷重−変形関係の
解析結果である。図２１の（ａ）については安定した挙
動を示すが、図２１の（ｂ）では変位増分の過程で荷重
の急減する現象が見られ、不安定挙動を示している。こ
れは付着防止皮膜厚が厚すぎるため鋼製中心軸力部材が
座屈拘束用コンクリート部材内部で局部座屈したためで
ある。鋼製中心軸力部材３の局部座屈を防止するために
は、付着防止皮膜比が１０％以下であればよい。
心軸力部材の局部座屈が軸降伏型弾塑性履歴ブレースの
荷重−変形関係や疲労性能に悪影響を及ぼさない条件よ
り求めることができる。図２０の（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に示す解析モデルにより非線形解析を行い、図２
１の（ａ）及び図２１の（ｂ）が、付着防止皮膜比ｄt
／ｔが１．４％と１１．１％の場合の荷重−変形関係の
解析結果である。図２１の（ａ）については安定した挙
動を示すが、図２１の（ｂ）では変位増分の過程で荷重
の急減する現象が見られ、不安定挙動を示している。こ
れは付着防止皮膜厚が厚すぎるため鋼製中心軸力部材が
座屈拘束用コンクリート部材内部で局部座屈したためで
ある。鋼製中心軸力部材３の局部座屈を防止するために
は、付着防止皮膜比が１０％以下であればよい。
【００１８】すなわち、付着防止皮膜比の膜厚は鋼製中
心軸力部材の板厚及び板幅に対して０．５％以上１０％
以下であればよい。次に、付着防止皮膜４の割線剛性は
二つの理由で規定される。第１の理由は、（１）軸降伏
型弾塑性履歴ブレースの座屈拘束用コンクリート部材に
コンクリートを打設した後に、付着防止皮膜に要求され
る膜厚を充分に確保できることである。
心軸力部材の板厚及び板幅に対して０．５％以上１０％
以下であればよい。次に、付着防止皮膜４の割線剛性は
二つの理由で規定される。第１の理由は、（１）軸降伏
型弾塑性履歴ブレースの座屈拘束用コンクリート部材に
コンクリートを打設した後に、付着防止皮膜に要求され
る膜厚を充分に確保できることである。
【００１９】コンクリート打設時には、最もコンクリー
ト圧力の高くなる軸降伏型弾塑性履歴ブレースの最下位
点での付着防止皮膜の膜厚方向の歪εZ が５０％以下と
なるような剛性を必要とする。これにより、コンクリー
ト打設最下位点において、付着防止皮膜の膜厚は半分に
なるが、膜厚の最小値条件の計算における安全率ｓ＝２
によって考慮されて、全体的には充分な膜厚を確保でき
る。付着防止皮膜の剛性（割線剛性）は次のようにして
求められる。軸降伏型弾塑性履歴ブレースの座屈拘束用
コンクリート部材のコンクリートの単位体積重量ｗを
２．４ｔｆ／ｍ3とし、コンクリート打設高さｈを２ｍ
とすると、コンクリート打設圧力ｐは、 ｐ＝ｗｈ＝２．４×２＝０．４８ｔｆ／ｍ2 ＝０．４８ｋｇｆ／ｃｍ2 （３） となり、膜厚方向の歪εZ が５０％のときの剛性は、 Ｅmin ＝ｐ／εZ ＝０．４８／０．５≒１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （４） である。よって、膜厚方向の歪εZ すなわちコンクリー
ト打設最高位点の圧縮歪０％と最下位点の圧縮歪５０％
との２点間では、付着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性
は、１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （０．１Ｎ／ｍｍ2 ）以上を
必要とする。
ト圧力の高くなる軸降伏型弾塑性履歴ブレースの最下位
点での付着防止皮膜の膜厚方向の歪εZ が５０％以下と
なるような剛性を必要とする。これにより、コンクリー
ト打設最下位点において、付着防止皮膜の膜厚は半分に
なるが、膜厚の最小値条件の計算における安全率ｓ＝２
によって考慮されて、全体的には充分な膜厚を確保でき
る。付着防止皮膜の剛性（割線剛性）は次のようにして
求められる。軸降伏型弾塑性履歴ブレースの座屈拘束用
コンクリート部材のコンクリートの単位体積重量ｗを
２．４ｔｆ／ｍ3とし、コンクリート打設高さｈを２ｍ
とすると、コンクリート打設圧力ｐは、 ｐ＝ｗｈ＝２．４×２＝０．４８ｔｆ／ｍ2 ＝０．４８ｋｇｆ／ｃｍ2 （３） となり、膜厚方向の歪εZ が５０％のときの剛性は、 Ｅmin ＝ｐ／εZ ＝０．４８／０．５≒１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （４） である。よって、膜厚方向の歪εZ すなわちコンクリー
ト打設最高位点の圧縮歪０％と最下位点の圧縮歪５０％
との２点間では、付着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性
は、１．０ｋｇｆ／ｃｍ2 （０．１Ｎ／ｍｍ2 ）以上を
必要とする。
【００２０】付着防止皮膜の割線剛性を規定する第２の
理由は、（２）軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心
軸力部材が塑性変形するときに、鋼製中心軸力部材が座
屈することなく面外方向の膨張を、付着防止皮膜が充分
に吸収できることである。コンクリート打設最下位点の
付着防止皮膜の膜厚方向歪εZ は５０％であり、地震の
際の建物の傾きから想定される付着防止皮膜の最大膜厚
方向の歪εZ は７５％と規定される。また、一般的には
地震の際などの振動により鋼製中心軸力部材が塑性変形
を生じ、圧縮変形するときに座屈が生じ且つ引張り変形
のときには座屈を生じない。したがって、圧縮変形のみ
を考慮した膜厚方向歪εZ が５０％と７５％との２点間
では、鋼製中心軸力部材が塑性変形するとき、座屈しな
いように鋼製中心軸力部材の面外方向の膨張を吸収する
ことができる程度の剛性を、付着防止皮膜が必要とす
る。付着防止皮膜の割線剛性は、座屈拘束用コンクリー
ト部材の弾性係数以下であることが必要である。すなわ
ち、膜厚方向歪εZ が５０％と７５％との２点間では、
付着防止皮膜の割線剛性Ｅmax は、２．１×１０ 5 ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 （２１０００Ｎ／ｍｍ2 ）以下とする。
理由は、（２）軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心
軸力部材が塑性変形するときに、鋼製中心軸力部材が座
屈することなく面外方向の膨張を、付着防止皮膜が充分
に吸収できることである。コンクリート打設最下位点の
付着防止皮膜の膜厚方向歪εZ は５０％であり、地震の
際の建物の傾きから想定される付着防止皮膜の最大膜厚
方向の歪εZ は７５％と規定される。また、一般的には
地震の際などの振動により鋼製中心軸力部材が塑性変形
を生じ、圧縮変形するときに座屈が生じ且つ引張り変形
のときには座屈を生じない。したがって、圧縮変形のみ
を考慮した膜厚方向歪εZ が５０％と７５％との２点間
では、鋼製中心軸力部材が塑性変形するとき、座屈しな
いように鋼製中心軸力部材の面外方向の膨張を吸収する
ことができる程度の剛性を、付着防止皮膜が必要とす
る。付着防止皮膜の割線剛性は、座屈拘束用コンクリー
ト部材の弾性係数以下であることが必要である。すなわ
ち、膜厚方向歪εZ が５０％と７５％との２点間では、
付着防止皮膜の割線剛性Ｅmax は、２．１×１０ 5 ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 （２１０００Ｎ／ｍｍ2 ）以下とする。
【００２１】次に、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製
中心軸力部材が、小規模の地震に対する履歴ダンパーと
して機能させるには、０．２％耐力または降伏点が１３
０Ｎ／ｍｍ2 以下の鋼材を鋼製中心軸力部材に使用す
る。これによって、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレー
スの固有周期Ｔと最大応答層間変形角ｒａｄとの関係の
図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、地動加速度が８
０〜１００ｇａｌの小規模の地震に対しても、鋼製中心
軸力部材が早期に降伏して、軸降伏型弾塑性履歴ブレー
スの鋼製中心軸力部材を履歴ダンパーとして機能させる
ことができる。図３の（ｂ）に示すように、建物に水平
力３９が作用すると、柱３６、梁３７架構は、水平変形
（δ1 、δ2 、δ3 ）する。このときの層間変形角はＲ
1 ＝δ1 ／ｈ1 、Ｒ2 ＝δ2 ／ｈ2 、Ｒ3 ＝δ3 ／ｈ3
として求められる。ここでＲ1 は１階の層間変形角、Ｒ
2 は２階の層間変形角、Ｒ3 は３階の層間変形角であ
る。
中心軸力部材が、小規模の地震に対する履歴ダンパーと
して機能させるには、０．２％耐力または降伏点が１３
０Ｎ／ｍｍ2 以下の鋼材を鋼製中心軸力部材に使用す
る。これによって、本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレー
スの固有周期Ｔと最大応答層間変形角ｒａｄとの関係の
図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、地動加速度が８
０〜１００ｇａｌの小規模の地震に対しても、鋼製中心
軸力部材が早期に降伏して、軸降伏型弾塑性履歴ブレー
スの鋼製中心軸力部材を履歴ダンパーとして機能させる
ことができる。図３の（ｂ）に示すように、建物に水平
力３９が作用すると、柱３６、梁３７架構は、水平変形
（δ1 、δ2 、δ3 ）する。このときの層間変形角はＲ
1 ＝δ1 ／ｈ1 、Ｒ2 ＝δ2 ／ｈ2 、Ｒ3 ＝δ3 ／ｈ3
として求められる。ここでＲ1 は１階の層間変形角、Ｒ
2 は２階の層間変形角、Ｒ3 は３階の層間変形角であ
る。
【００２２】さらに、図４の（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）、及び図５の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すよ
うに、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の鋼製中心軸力部
材３の横断面積が、全長に対する長さの比率が限定され
た長手方向中央部２１において最小断面積として、長手
方向中央部２１に連設する長手方向両端部２２、２３に
おいて長手方向中央部の最小断面積よりも大きい横断面
積とすることにより、中央部２１を履歴ダンパーとして
機能させることができる。その部材の両端部２２、２３
では弾性状態を維持することができ、軸降伏型弾塑性履
歴ブレース１と主柱及び梁の鉄骨構造物との接合部で破
断することを防止できる。
（ｃ）、及び図５の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示すよ
うに、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の鋼製中心軸力部
材３の横断面積が、全長に対する長さの比率が限定され
た長手方向中央部２１において最小断面積として、長手
方向中央部２１に連設する長手方向両端部２２、２３に
おいて長手方向中央部の最小断面積よりも大きい横断面
積とすることにより、中央部２１を履歴ダンパーとして
機能させることができる。その部材の両端部２２、２３
では弾性状態を維持することができ、軸降伏型弾塑性履
歴ブレース１と主柱及び梁の鉄骨構造物との接合部で破
断することを防止できる。
【００２３】さらに、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１に
２４５Ｎ／ｍｍ2 の高降伏点の鋼材を鋼製中心軸力部材
３に使用することを可能にできる。図６の（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）に示すように、鋼製中心軸力部材３の
最小横断面積である全長に対する長さの比率が限定され
た長手方向中央部２１の長さαＬB と、これより大きな
断面積を有する長手方向の両端部２２、２３との双方の
長さ（１−α）ＬB ／２をそれぞれ変化させて、鋼製中
心軸力部材３の軸剛性を高めることにより、一方の端部
から長手方向の中央部（２１）を通り、他方の端部まで
同一断面積である前記鋼製中心軸力部材の軸剛性に対し
て１．５倍以上の軸剛性を有することができ、見せ掛け
の降伏点を１３０Ｎ／ｍｍ2 以下とすることができる。
例えば、図６の（ｃ）に示すように３分割した軸降伏型
弾塑性履歴ブレース１において（長手方向中央部２１の
長さαＬB にわたる横断面積がＡであり、且つ長手方向
の両端部２２、２３の長さ即ちそれぞれの長さ（１−
α）ＬB ／２にわたる横断面積がβＡである鋼製中心軸
力部材３の軸剛性をｋ1 とする。また、長手方向中央部
２１から両端部２２、２３にわたって同一の横断面積Ａ
である鋼製中心軸力部材３の軸剛性をｋ0 とする。）、
軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の両端部２２、２３の横
断面積を中央部の２．５倍すなわちβとすることで、同
一断面積の軸剛性に対して、剛性が１．８倍となり、見
かけの降伏点を１／１．８とすることができる。すなわ
ち、同一断面積の軸剛性ｋ0 は、 ｋ0 ＝ＥＡ／ＬB （５） ここで例えば、α＝０．２５、β＝２．５のとき k1=k0/｛α+(1-α) ・1/β｝=k0/｛0.25+(1-0.25) ・1/2.5 ｝=1.8k0（６） となり、３分割した軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の両
端部２２、２３の横断面積を中央部の２．５倍とする
と、元々の軸剛性の１．８倍となる。したがって、軸降
伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸力部材は、１．８
分の１の変位で降伏するので、２２５Ｎ／ｍｍ2 の高降
伏点の鋼材を鋼製中心軸力部材に使用しても、見掛けの
上の降伏点が１３０Ｎ／ｍｍ2 以下となり、地動加速度
が８０〜１００ｇａｌの小規模の地震に対して履歴ダン
パーとしての機能を充分に果たす。
２４５Ｎ／ｍｍ2 の高降伏点の鋼材を鋼製中心軸力部材
３に使用することを可能にできる。図６の（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）に示すように、鋼製中心軸力部材３の
最小横断面積である全長に対する長さの比率が限定され
た長手方向中央部２１の長さαＬB と、これより大きな
断面積を有する長手方向の両端部２２、２３との双方の
長さ（１−α）ＬB ／２をそれぞれ変化させて、鋼製中
心軸力部材３の軸剛性を高めることにより、一方の端部
から長手方向の中央部（２１）を通り、他方の端部まで
同一断面積である前記鋼製中心軸力部材の軸剛性に対し
て１．５倍以上の軸剛性を有することができ、見せ掛け
の降伏点を１３０Ｎ／ｍｍ2 以下とすることができる。
例えば、図６の（ｃ）に示すように３分割した軸降伏型
弾塑性履歴ブレース１において（長手方向中央部２１の
長さαＬB にわたる横断面積がＡであり、且つ長手方向
の両端部２２、２３の長さ即ちそれぞれの長さ（１−
α）ＬB ／２にわたる横断面積がβＡである鋼製中心軸
力部材３の軸剛性をｋ1 とする。また、長手方向中央部
２１から両端部２２、２３にわたって同一の横断面積Ａ
である鋼製中心軸力部材３の軸剛性をｋ0 とする。）、
軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の両端部２２、２３の横
断面積を中央部の２．５倍すなわちβとすることで、同
一断面積の軸剛性に対して、剛性が１．８倍となり、見
かけの降伏点を１／１．８とすることができる。すなわ
ち、同一断面積の軸剛性ｋ0 は、 ｋ0 ＝ＥＡ／ＬB （５） ここで例えば、α＝０．２５、β＝２．５のとき k1=k0/｛α+(1-α) ・1/β｝=k0/｛0.25+(1-0.25) ・1/2.5 ｝=1.8k0（６） となり、３分割した軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の両
端部２２、２３の横断面積を中央部の２．５倍とする
と、元々の軸剛性の１．８倍となる。したがって、軸降
伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸力部材は、１．８
分の１の変位で降伏するので、２２５Ｎ／ｍｍ2 の高降
伏点の鋼材を鋼製中心軸力部材に使用しても、見掛けの
上の降伏点が１３０Ｎ／ｍｍ2 以下となり、地動加速度
が８０〜１００ｇａｌの小規模の地震に対して履歴ダン
パーとしての機能を充分に果たす。
【００２４】さらに、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼
製中心軸力部材の長手方向両端部の横断面を中央部の横
断面より大きくしても、歪硬化の大きな鋼材において
は、鋼製中心軸力部材の両端部の弾性状態を維持できな
い。鋼材の歪硬化割合（引張り強さ／降伏点）は、１．
２倍以上である場合は（図９に示す）、図７の（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）、及び図８の（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に示すように鋼製中心軸力部材の中央部断面積を
Ａとすると、鋼製中心軸力部材の端部では降伏応力σ y
の１．２Ａ倍以上の軸力が発生することになる。したが
って、鋼製中心軸力部材の端部の横断面積を中央部の横
断面積の１．２倍以上にすることで、鋼製中心軸力部材
の端部の塑性変形を回避することができる。さらに、座
屈拘束用コンクリート部材２の鋼部材６に鉄筋６−１を
使用した例を図１０の（ａ）と（ｂ）、及び図１１の
（ａ）と（ｂ）に示す。軸降伏型弾塑性履歴ブレース１
の軸方向に沿って主筋６−２を、または軸降伏型弾塑性
履歴ブレース１の周方向にフープ筋６−３を配筋するこ
とで座屈拘束用コンクリート部材２の曲げ剛性や拘束効
果を高めることができる。さらに、座屈拘束用コンクリ
ート部材の鋼部材は、座屈拘束用コンクリート部材２の
曲げ剛性向上や座屈拘束効果を備えることが可能である
ならば、全面が連続した一体型の鋼部材、一部表面にに
開口部が存在する鋼部材および螺旋状の鋼部材等の連続
及び不連続のいずれの形状の鋼部材も用いることができ
る。
製中心軸力部材の長手方向両端部の横断面を中央部の横
断面より大きくしても、歪硬化の大きな鋼材において
は、鋼製中心軸力部材の両端部の弾性状態を維持できな
い。鋼材の歪硬化割合（引張り強さ／降伏点）は、１．
２倍以上である場合は（図９に示す）、図７の（ａ）、
（ｂ）及び（ｃ）、及び図８の（ａ）、（ｂ）及び
（ｃ）に示すように鋼製中心軸力部材の中央部断面積を
Ａとすると、鋼製中心軸力部材の端部では降伏応力σ y
の１．２Ａ倍以上の軸力が発生することになる。したが
って、鋼製中心軸力部材の端部の横断面積を中央部の横
断面積の１．２倍以上にすることで、鋼製中心軸力部材
の端部の塑性変形を回避することができる。さらに、座
屈拘束用コンクリート部材２の鋼部材６に鉄筋６−１を
使用した例を図１０の（ａ）と（ｂ）、及び図１１の
（ａ）と（ｂ）に示す。軸降伏型弾塑性履歴ブレース１
の軸方向に沿って主筋６−２を、または軸降伏型弾塑性
履歴ブレース１の周方向にフープ筋６−３を配筋するこ
とで座屈拘束用コンクリート部材２の曲げ剛性や拘束効
果を高めることができる。さらに、座屈拘束用コンクリ
ート部材の鋼部材は、座屈拘束用コンクリート部材２の
曲げ剛性向上や座屈拘束効果を備えることが可能である
ならば、全面が連続した一体型の鋼部材、一部表面にに
開口部が存在する鋼部材および螺旋状の鋼部材等の連続
及び不連続のいずれの形状の鋼部材も用いることができ
る。
【００２５】さらに、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの座
屈拘束用コンクリート部材のコンクリートを、適切に所
定の位置に打設するためには、図１２の（ａ）及び
（ｂ）及び図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、座
屈拘束用コンクリート部材２の一方の端部に蓋２４を取
り付けることで解決でき、またひび割れたコンクリート
の落下を防止することができる。蓋２４を座屈拘束用コ
ンクリート部材２の両端部に取り付けるとさらに効果的
である。鋼製中心部材が地震及び風力などの振動に伴い
軸変形をしたときに、座屈拘束用コンクリート部材は鋼
製中心軸力部材の移動を防止するためには、図１４の
（ａ）及び（ｂ）及び図１５の（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、鋼製中心軸力部材に突起状のズレ止め２５を設
けることで、鋼製中心軸力部材が軸変形したときに座屈
拘束用コンクリート部材を鋼製中心軸力部材の中央部に
固定しておくことができる。
屈拘束用コンクリート部材のコンクリートを、適切に所
定の位置に打設するためには、図１２の（ａ）及び
（ｂ）及び図１３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、座
屈拘束用コンクリート部材２の一方の端部に蓋２４を取
り付けることで解決でき、またひび割れたコンクリート
の落下を防止することができる。蓋２４を座屈拘束用コ
ンクリート部材２の両端部に取り付けるとさらに効果的
である。鋼製中心部材が地震及び風力などの振動に伴い
軸変形をしたときに、座屈拘束用コンクリート部材は鋼
製中心軸力部材の移動を防止するためには、図１４の
（ａ）及び（ｂ）及び図１５の（ａ）及び（ｂ）に示す
ように、鋼製中心軸力部材に突起状のズレ止め２５を設
けることで、鋼製中心軸力部材が軸変形したときに座屈
拘束用コンクリート部材を鋼製中心軸力部材の中央部に
固定しておくことができる。
【００２６】軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構
造物とを高力ボルトで固定接合する場合、鋼製中心軸力
部材の両端面２２、２３または鋼製継手板２７のいずれ
かの摩擦面側の表面硬さ及び表面粗さを、図２２の
（ａ）及び（ｂ）、または図２１の（ａ）及び（ｂ）に
示すように、もう一方の摩擦面側の表面硬さ及び表面粗
さより大きくする。高力ボルト１本当りの摩擦接合耐力
が２倍以上であることから必要ボルト本数が通常より半
分以下となり、鋼製中心軸力部材の両端面を極端に拡幅
することなく、軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨
構造物とを高力ボルトで固定接合することができる。
造物とを高力ボルトで固定接合する場合、鋼製中心軸力
部材の両端面２２、２３または鋼製継手板２７のいずれ
かの摩擦面側の表面硬さ及び表面粗さを、図２２の
（ａ）及び（ｂ）、または図２１の（ａ）及び（ｂ）に
示すように、もう一方の摩擦面側の表面硬さ及び表面粗
さより大きくする。高力ボルト１本当りの摩擦接合耐力
が２倍以上であることから必要ボルト本数が通常より半
分以下となり、鋼製中心軸力部材の両端面を極端に拡幅
することなく、軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨
構造物とを高力ボルトで固定接合することができる。
【００２７】軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中心軸
力部材が降伏しないような小規模地震及び風力などの極
微小振動を吸収するために、図１８の（ａ）及び（ｂ）
に示すように、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の座屈拘
束用コンクリート部材２のそれぞれ側面に、３層状に形
成されたＣ形断面内側鋼板２９と、粘弾性体シート３０
と、Ｃ形断面外側鋼板３１とを含む組が少なくとも一組
以上固着される。軸降伏型弾塑性履歴ブレース１と粘弾
性体シート３０を組み合わせることで、軸降伏型弾塑性
履歴ブレースの鋼製中心軸力部材が降伏しないような極
微小な振動に対して粘弾性体シートが作用して、その剪
断変形により振動エネルギーが吸収される。しかし、比
較的大きな地震及び風力による振動が作用したときに
は、鋼製中心軸力部材が降伏して履歴ダンパーとして機
能し、鋼製中心軸力部材の塑性化（塑性変形）によるエ
ネルギー吸収能力と粘弾性体シートによるエネルギー吸
収能力の和で、地震及び風力による振動エネルギーを吸
収能力が得られる。
力部材が降伏しないような小規模地震及び風力などの極
微小振動を吸収するために、図１８の（ａ）及び（ｂ）
に示すように、軸降伏型弾塑性履歴ブレース１の座屈拘
束用コンクリート部材２のそれぞれ側面に、３層状に形
成されたＣ形断面内側鋼板２９と、粘弾性体シート３０
と、Ｃ形断面外側鋼板３１とを含む組が少なくとも一組
以上固着される。軸降伏型弾塑性履歴ブレース１と粘弾
性体シート３０を組み合わせることで、軸降伏型弾塑性
履歴ブレースの鋼製中心軸力部材が降伏しないような極
微小な振動に対して粘弾性体シートが作用して、その剪
断変形により振動エネルギーが吸収される。しかし、比
較的大きな地震及び風力による振動が作用したときに
は、鋼製中心軸力部材が降伏して履歴ダンパーとして機
能し、鋼製中心軸力部材の塑性化（塑性変形）によるエ
ネルギー吸収能力と粘弾性体シートによるエネルギー吸
収能力の和で、地震及び風力による振動エネルギーを吸
収能力が得られる。
【００２８】図１９の（ａ）及び（ｂ）に示すように、
鉄骨構造物３８及び建物のブレースに軸降伏型弾塑性履
歴ブレース１を使用し、地震が作用したとき、軸降伏型
弾塑性履歴ブレース１のみを塑性化させることにより、
鉄骨構造物３８及び建物の柱３６及び梁３７の主体構造
物は弾性状態を保持するように設計する（制振鉄骨構造
物）。これによって、確認された塑性変形性能及び疲労
性能を備えた軸降伏型弾塑性履歴ブレースに塑性変形部
位が特定されるため、鉄骨構造物及び建物の構造性能が
明確になり、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの破断や建物
の崩壊を回避することができる。また、主体構造は常に
弾性状態であるので地震後は元の位置に復帰し、塑性化
した軸降伏型弾塑性履歴ブレースのみを交換すること
で、容易に鉄骨構造物及び建物の継続使用が可能であ
る。
鉄骨構造物３８及び建物のブレースに軸降伏型弾塑性履
歴ブレース１を使用し、地震が作用したとき、軸降伏型
弾塑性履歴ブレース１のみを塑性化させることにより、
鉄骨構造物３８及び建物の柱３６及び梁３７の主体構造
物は弾性状態を保持するように設計する（制振鉄骨構造
物）。これによって、確認された塑性変形性能及び疲労
性能を備えた軸降伏型弾塑性履歴ブレースに塑性変形部
位が特定されるため、鉄骨構造物及び建物の構造性能が
明確になり、軸降伏型弾塑性履歴ブレースの破断や建物
の崩壊を回避することができる。また、主体構造は常に
弾性状態であるので地震後は元の位置に復帰し、塑性化
した軸降伏型弾塑性履歴ブレースのみを交換すること
で、容易に鉄骨構造物及び建物の継続使用が可能であ
る。
【００２９】
【実施例】実施例１ 座屈拘束用コンクリート部材と鋼製中心軸力部材との間
に、鋼製中心軸力部材の板厚及び板幅に対して付着防止
皮膜比が０．５％以上１０％以下である付着防止被膜を
設けた。軸降伏型弾塑性履歴ブレース１を製造するにお
いてコンクリート５の打設のための圧力を考慮すると、
付着防止皮膜４と鋼製中心軸力部材３との推奨される最
小膜厚比ｄt(min)／ｔは、約１．２％程度にするのが望
ましい。付着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性は、付着防
止皮膜の圧縮歪０％と５０％との２点間においては０．
１Ｎ／ｍｍ2 以上であり、圧縮歪５０％と７５％との２
点間においては２１０００Ｎ／ｍｍ2 以下であった。本
実施例では付着防止皮膜比４％の軸降伏型弾塑性履歴ブ
レースに最大４％の軸歪振幅Δεa を引張り圧縮試験機
により付加した。この時鋼製中心軸力部材は図２の
（ｂ）に示すような引張り圧縮履歴ループを示し、圧縮
応力側でも座屈することなく降伏変形することが示され
た。当然のことであるが、地震または風力に原因する建
物の傾き、すなわち鋼製中心軸力部材の軸歪振幅Δεa
は、さらに少ない軸歪振幅である場合が殆どである。し
たがって、鋼製中心軸力部材の軸歪振幅Δεa がさらに
少ない軸歪振幅であるとして見積もられる場合は、付着
防止皮膜厚比は小さくすることができる。本実施例に使
用した付着防止皮膜は、ブチルゴムを使用したが、弾性
材料及び粘弾性材料で本発明で規定した割線剛性を備え
る材料であるならばいずれの材料も使用することができ
る。付着防止皮膜材料としては具体的には、プラスチッ
ク、天然ゴム、ポリイソプン、ポリブタジエン、スチレ
ンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリクロ
ロプレン、ポリイソブチレン、アスファルト、ペイント
およびそれらの混合物を使用することができる。
に、鋼製中心軸力部材の板厚及び板幅に対して付着防止
皮膜比が０．５％以上１０％以下である付着防止被膜を
設けた。軸降伏型弾塑性履歴ブレース１を製造するにお
いてコンクリート５の打設のための圧力を考慮すると、
付着防止皮膜４と鋼製中心軸力部材３との推奨される最
小膜厚比ｄt(min)／ｔは、約１．２％程度にするのが望
ましい。付着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性は、付着防
止皮膜の圧縮歪０％と５０％との２点間においては０．
１Ｎ／ｍｍ2 以上であり、圧縮歪５０％と７５％との２
点間においては２１０００Ｎ／ｍｍ2 以下であった。本
実施例では付着防止皮膜比４％の軸降伏型弾塑性履歴ブ
レースに最大４％の軸歪振幅Δεa を引張り圧縮試験機
により付加した。この時鋼製中心軸力部材は図２の
（ｂ）に示すような引張り圧縮履歴ループを示し、圧縮
応力側でも座屈することなく降伏変形することが示され
た。当然のことであるが、地震または風力に原因する建
物の傾き、すなわち鋼製中心軸力部材の軸歪振幅Δεa
は、さらに少ない軸歪振幅である場合が殆どである。し
たがって、鋼製中心軸力部材の軸歪振幅Δεa がさらに
少ない軸歪振幅であるとして見積もられる場合は、付着
防止皮膜厚比は小さくすることができる。本実施例に使
用した付着防止皮膜は、ブチルゴムを使用したが、弾性
材料及び粘弾性材料で本発明で規定した割線剛性を備え
る材料であるならばいずれの材料も使用することができ
る。付着防止皮膜材料としては具体的には、プラスチッ
ク、天然ゴム、ポリイソプン、ポリブタジエン、スチレ
ンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリクロ
ロプレン、ポリイソブチレン、アスファルト、ペイント
およびそれらの混合物を使用することができる。
【００３０】実施例２ 軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構造物とを高力
ボルトを用いて締付結合した。図１６の（ａ）及び
（ｂ）及び図１７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本
実施例においては、鋼製中心軸力部材の両端部２２、２
３の表面硬さ（ビッカース硬さ）及び表面粗さ（十点平
均粗さ）より、表面硬さ及び表面粗さを１．３倍以上に
粗くした鋼製継手板２７を使用した。あるいは、前記高
力ボルト摩擦接合において、一つの摩擦接合面を構成す
る鋼製中心軸力部材の両端部２２、２３と鋼製継手板２
７のうち、一方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さと
他方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さとの比が２．
５以上であって、表層部の硬さが大なる層の深さを０．
２ｍｍ以上とし、さらに前記両摩擦面の表層部のうち、
図２２及び図２３に示すような表層部の硬さが大なる側
の表面に沿って三角形の波形状あるいは角錐状の複数の
突起を設け、且つ該突起の高さは０．２〜１．０ｍｍと
し、また表層部の硬さが小なる側の表面の最大表面粗さ
を該突起の高さよりも十分に小さくして締付結合した。
これにより、ボルト１本当りの摩擦接合耐力が通常ボル
トより２倍以上あることから通常の摩擦接合高力ボルト
を使用すると必要ボルト本数が１２本であるところを、
本接合方法を使用することによりボルト本数は６本にす
ることができた。また、鋼製中心軸力部材の両端部と鋼
製継手板との板幅は、ボルト本数が減ったことにより座
屈拘束用コンクリート部材２の幅とほぼ同等以下にする
ことができた。上記の鋼製継手板を使用ないで軸降伏型
弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構造物とを重ね継手とす
る場合は、鋼製中心軸力部材の両端部と制振鉄骨構造物
の接合部のいずれか一方の摩擦面側の表面硬さ及び表面
粗さを他方の摩擦面側より大きくすればよい。
ボルトを用いて締付結合した。図１６の（ａ）及び
（ｂ）及び図１７の（ａ）及び（ｂ）に示すように、本
実施例においては、鋼製中心軸力部材の両端部２２、２
３の表面硬さ（ビッカース硬さ）及び表面粗さ（十点平
均粗さ）より、表面硬さ及び表面粗さを１．３倍以上に
粗くした鋼製継手板２７を使用した。あるいは、前記高
力ボルト摩擦接合において、一つの摩擦接合面を構成す
る鋼製中心軸力部材の両端部２２、２３と鋼製継手板２
７のうち、一方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さと
他方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さとの比が２．
５以上であって、表層部の硬さが大なる層の深さを０．
２ｍｍ以上とし、さらに前記両摩擦面の表層部のうち、
図２２及び図２３に示すような表層部の硬さが大なる側
の表面に沿って三角形の波形状あるいは角錐状の複数の
突起を設け、且つ該突起の高さは０．２〜１．０ｍｍと
し、また表層部の硬さが小なる側の表面の最大表面粗さ
を該突起の高さよりも十分に小さくして締付結合した。
これにより、ボルト１本当りの摩擦接合耐力が通常ボル
トより２倍以上あることから通常の摩擦接合高力ボルト
を使用すると必要ボルト本数が１２本であるところを、
本接合方法を使用することによりボルト本数は６本にす
ることができた。また、鋼製中心軸力部材の両端部と鋼
製継手板との板幅は、ボルト本数が減ったことにより座
屈拘束用コンクリート部材２の幅とほぼ同等以下にする
ことができた。上記の鋼製継手板を使用ないで軸降伏型
弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構造物とを重ね継手とす
る場合は、鋼製中心軸力部材の両端部と制振鉄骨構造物
の接合部のいずれか一方の摩擦面側の表面硬さ及び表面
粗さを他方の摩擦面側より大きくすればよい。
【００３１】
【発明の効果】座屈拘束用コンクリート部材と鋼製中心
軸力部材との間の付着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性及
び付着防止皮膜比を規定することによって、コンクリー
ト打設時において付着防止被膜に要求される膜厚を充分
に確保できる。さらに、鋼製中心軸力部材が降伏して塑
性変形するときに面外方向の膨張を充分に吸収でき鋼製
中心軸力部材の局部座屈を防止できる。
軸力部材との間の付着防止皮膜の膜厚方向の割線剛性及
び付着防止皮膜比を規定することによって、コンクリー
ト打設時において付着防止被膜に要求される膜厚を充分
に確保できる。さらに、鋼製中心軸力部材が降伏して塑
性変形するときに面外方向の膨張を充分に吸収でき鋼製
中心軸力部材の局部座屈を防止できる。
【００３２】鋼製中心軸力部材に使用される鋼材の塑性
化部位を規定することによって、小規模の地震に対して
も履歴ダンパーとして機能させることができる。鋼製中
心軸力部材の端部の横断面積を中央部の横断面積の１．
２倍以上にすることで、歪み硬化による鋼製中心軸力部
材の端部の塑性変形を回避することができる。鋼製中心
軸力部材の長手方向中央部を最小断面積とすることによ
って、中央部を履歴ダンパーとして機能させることがで
きる。その部材の両端部では弾性状態を維持することが
でき、軸降伏型弾塑性履歴ブレースと主柱及び梁の鉄骨
構造物との接合部で破断することを防止できる。鋼部材
に鉄筋を使用することで、座屈拘束用コンクリート部材
の曲げ剛性及び拘束効果を高めることができる。
化部位を規定することによって、小規模の地震に対して
も履歴ダンパーとして機能させることができる。鋼製中
心軸力部材の端部の横断面積を中央部の横断面積の１．
２倍以上にすることで、歪み硬化による鋼製中心軸力部
材の端部の塑性変形を回避することができる。鋼製中心
軸力部材の長手方向中央部を最小断面積とすることによ
って、中央部を履歴ダンパーとして機能させることがで
きる。その部材の両端部では弾性状態を維持することが
でき、軸降伏型弾塑性履歴ブレースと主柱及び梁の鉄骨
構造物との接合部で破断することを防止できる。鋼部材
に鉄筋を使用することで、座屈拘束用コンクリート部材
の曲げ剛性及び拘束効果を高めることができる。
【００３３】鋼製中心軸力部材に蓋を設けることによ
り、コンクリートの打設が容易になり、ひび割れたコン
クリートの落下を防止することができる。鋼製中心軸力
部材にズレ止めを設けることにより、座屈防止用コンク
リート部材を鋼製中心軸力部材の中央部に固定でき、鋼
製中心軸力部材の長手方向両端部の拡幅部分とのクリア
ランスも明確になり設計が容易になり、重力による座屈
防止用コンクリート部材のずれ落ちも防止することがで
きる。
り、コンクリートの打設が容易になり、ひび割れたコン
クリートの落下を防止することができる。鋼製中心軸力
部材にズレ止めを設けることにより、座屈防止用コンク
リート部材を鋼製中心軸力部材の中央部に固定でき、鋼
製中心軸力部材の長手方向両端部の拡幅部分とのクリア
ランスも明確になり設計が容易になり、重力による座屈
防止用コンクリート部材のずれ落ちも防止することがで
きる。
【００３４】摩擦接合耐力を通常のボルト接合より２倍
以上にすることができ、これにより、ボルト本数を半分
以下になり、且つ鋼製中心軸力部材の両端部を極端に拡
幅することなく、軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄
骨構造物とを高力ボルトで固定接合することができる。
大規模及び小規模の地震エネルギーを吸収するために、
軸降伏型弾塑性履歴ブレースに粘弾性体シートを並列に
組み合わせることで、加振される振動振幅の大きさに依
存せずに常時振動エネルギーを吸収することができ、且
つ吸収能力を軸降伏型弾塑性履歴ブレース単体より大き
くすることができる。
以上にすることができ、これにより、ボルト本数を半分
以下になり、且つ鋼製中心軸力部材の両端部を極端に拡
幅することなく、軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄
骨構造物とを高力ボルトで固定接合することができる。
大規模及び小規模の地震エネルギーを吸収するために、
軸降伏型弾塑性履歴ブレースに粘弾性体シートを並列に
組み合わせることで、加振される振動振幅の大きさに依
存せずに常時振動エネルギーを吸収することができ、且
つ吸収能力を軸降伏型弾塑性履歴ブレース単体より大き
くすることができる。
【００３５】鉄骨構造物及び建物のブレースに軸降伏型
弾塑性履歴ブレースを使用し、大規模の地震が作用した
とき、主体構造は常に弾性状態であるので地震後は元の
位置に復帰し、塑性化した軸降伏型弾塑性履歴ブレース
のみを交換することで、容易に鉄骨構造物及び建物の継
続使用が可能である。
弾塑性履歴ブレースを使用し、大規模の地震が作用した
とき、主体構造は常に弾性状態であるので地震後は元の
位置に復帰し、塑性化した軸降伏型弾塑性履歴ブレース
のみを交換することで、容易に鉄骨構造物及び建物の継
続使用が可能である。
【図１】本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図
を図１の（ｂ）に示し、図１の（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う
横断面を図１の（ａ）に示す。
を図１の（ｂ）に示し、図１の（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿う
横断面を図１の（ａ）に示す。
【図２】本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの疲労曲
線を図２の（ａ）に示し、図２の（ｂ）に疲労繰り返し
試験における歪ε−応力σ履歴ループの概略図を示す。
線を図２の（ａ）に示し、図２の（ｂ）に疲労繰り返し
試験における歪ε−応力σ履歴ループの概略図を示す。
【図３】本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースを取り付
けた建物の固有周期Ｔと最大応答層間変形角ｒａｄとの
関係を図３の（ａ）に示し、図３の（ｂ）に水平変形と
層間変形角を示す。
けた建物の固有周期Ｔと最大応答層間変形角ｒａｄとの
関係を図３の（ａ）に示し、図３の（ｂ）に水平変形と
層間変形角を示す。
【図４】本発明の鋼製中心軸力部材の中央部断面積を小
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図４の
（ａ）に示し、図４の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図４の（ｂ）に示し、且つ図４の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図４の（ｃ）に示す。
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図４の
（ａ）に示し、図４の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図４の（ｂ）に示し、且つ図４の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図４の（ｃ）に示す。
【図５】本発明の鋼製中心軸力部材の中央部断面積を小
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図５の
（ａ）に示し、図５の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図５の（ｂ）に示し、且つ図５の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図５の（ｃ）に示す。
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図５の
（ａ）に示し、図５の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図５の（ｂ）に示し、且つ図５の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図５の（ｃ）に示す。
【図６】柱と梁との鉄骨構造物に軸降伏型弾塑性履歴ブ
レースを設置した制振構造物の模式図を図６の（ａ）に
示し、図６の（ａ）にＹで示す部分の拡大図を図６の
（ｂ）に示し、且つ本発明の鋼製中心軸力部材の中央部
断面積を小さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面
図を図６の（ｃ）に示す。
レースを設置した制振構造物の模式図を図６の（ａ）に
示し、図６の（ａ）にＹで示す部分の拡大図を図６の
（ｂ）に示し、且つ本発明の鋼製中心軸力部材の中央部
断面積を小さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面
図を図６の（ｃ）に示す。
【図７】本発明の鋼製中心軸力部材の中央部断面積を小
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図７の
（ａ）に示し、図７の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図７の（ｂ）に示し、且つ図７の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図７の（ｃ）に示す。
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図７の
（ａ）に示し、図７の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図７の（ｂ）に示し、且つ図７の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図７の（ｃ）に示す。
【図８】本発明の鋼製中心軸力部材の中央部断面積を小
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図８の
（ａ）に示し、図８の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図８の（ｂ）に示し、且つ図８の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図８の（ｃ）に示す。
さくした軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図８の
（ａ）に示し、図８の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を
図８の（ｂ）に示し、且つ図８の（ａ）のＹ−Ｙ線に沿
う横断面を図８の（ｃ）に示す。
【図９】本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの鋼製中
心軸力部材の鋼材として使用される鋼の応力歪み曲線を
図９に示す。
心軸力部材の鋼材として使用される鋼の応力歪み曲線を
図９に示す。
【図１０】座屈拘束用コンクリート部材の鋼部材に鉄筋
を使用した軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図１
０の（ａ）に示し、図１０の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横
断面を図１０の（ｂ）に示す。
を使用した軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図１
０の（ａ）に示し、図１０の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横
断面を図１０の（ｂ）に示す。
【図１１】座屈拘束用コンクリート部材の鋼部材に鉄筋
を使用した軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図１
１の（ａ）に示し、図１１の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横
断面を図１１の（ｂ）に示す。
を使用した軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図１
１の（ａ）に示し、図１１の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横
断面を図１１の（ｂ）に示す。
【図１２】座屈拘束用コンクリート部材の一端部に蓋を
設けた本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を
図１２の（ａ）に示し、図１２の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿
う横断面を図１２の（ｂ）に示す。
設けた本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を
図１２の（ａ）に示し、図１２の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿
う横断面を図１２の（ｂ）に示す。
【図１３】座屈拘束用コンクリート部材の一端部に蓋を
設けたる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図
を図１２の（ａ）に示し、図１２の（ａ）のＸ−Ｘ線に
沿う横断面を図１１の（ｂ）に示す。
設けたる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図
を図１２の（ａ）に示し、図１２の（ａ）のＸ−Ｘ線に
沿う横断面を図１１の（ｂ）に示す。
【図１４】鋼製中心軸力部材の中央部にズレ止めを設け
たる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図
１２の（ａ）に示し、図１２の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う
横断面を図１２の（ｂ）に示す。
たる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図
１２の（ａ）に示し、図１２の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う
横断面を図１２の（ｂ）に示す。
【図１５】鋼製中心軸力部材の中央部にズレ止めを設け
たる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図
１５の（ａ）に示し、図１５の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う
横断面を図１５の（ｂ）に示す。
たる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面図を図
１５の（ａ）に示し、図１５の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う
横断面を図１５の（ｂ）に示す。
【図１６】鋼製中心軸力部材の両端部にボルト挿通透孔
を設けたる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面
図を図１６の（ａ）に示し、図１６の（ａ）のＸ−Ｘ線
に沿う横断面を図１６の（ｂ）に示す。
を設けたる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面
図を図１６の（ａ）に示し、図１６の（ａ）のＸ−Ｘ線
に沿う横断面を図１６の（ｂ）に示す。
【図１７】鋼製中心軸力部材の両端部にボルト挿通透孔
を設けたる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面
図を図１７の（ａ）に示し、図１７の（ａ）のＸ−Ｘ線
に沿う横断面を図１７の（ｂ）に示す。
を設けたる本発明の軸降伏型弾塑性履歴ブレースの平面
図を図１７の（ａ）に示し、図１７の（ａ）のＸ−Ｘ線
に沿う横断面を図１７の（ｂ）に示す。
【図１８】極微小振動に対応できる本発明の軸降伏型弾
塑性履歴ブレースの平面図を図１８の（ａ）に示し、図
１８の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を図１８の（ｂ）
に示す。
塑性履歴ブレースの平面図を図１８の（ａ）に示し、図
１８の（ａ）のＸ−Ｘ線に沿う横断面を図１８の（ｂ）
に示す。
【図１９】柱と梁との鉄骨構造物に軸降伏型弾塑性履歴
ブレースを設置した制振鉄骨構造物の模式図を図１９の
（ａ）に示し、図１９の（ａ）にＹで示す部分の拡大図
を図１９の（ｂ）に示す。
ブレースを設置した制振鉄骨構造物の模式図を図１９の
（ａ）に示し、図１９の（ａ）にＹで示す部分の拡大図
を図１９の（ｂ）に示す。
【図２０】軸降伏型弾塑性履歴ブレースを非線形解析す
るための解析モデルを図２０の（ａ）及び図２０の
（ｂ）に示し、図２０の（ｃ）に鋼製中心軸力部材の模
式図を示す。
るための解析モデルを図２０の（ａ）及び図２０の
（ｂ）に示し、図２０の（ｃ）に鋼製中心軸力部材の模
式図を示す。
【図２１】軸降伏型弾塑性履歴ブレースの軸力−軸方向
変位の関係を示し、付着防止皮膜比ｄt ／ｔが１．４％
の場合を図２１の（ａ）に示し、１１．１％の場合を図
２１の（ｂ）に示す。
変位の関係を示し、付着防止皮膜比ｄt ／ｔが１．４％
の場合を図２１の（ａ）に示し、１１．１％の場合を図
２１の（ｂ）に示す。
【図２２】摩擦接合面の突起形状を図２２の（ａ）に示
し、図２２の（ｂ）に突起拡大図を示す。
し、図２２の（ｂ）に突起拡大図を示す。
【図２３】摩擦接合面の突起形状を図２３の（ａ）に示
し、図２３の（ｂ）に突起拡大図を示す。
し、図２３の（ｂ）に突起拡大図を示す。
１…軸降伏型弾塑性履歴ブレースまたは座屈拘束筋違い
部材 ２…座屈拘束用コンクリート部材 ３…鋼製中心軸力部材 ４…付着防止皮膜 ５…コンクリート ６…鋼部材または角鋼管 ６−１…鉄筋 ６−２…主筋 ６−３…フープ筋 ７…変形吸収用弾性材 ２１…鋼製中心軸力部材の長手方向中央部 ２２…鋼製中心軸力部材の長手方向端部 ２３…鋼製中心軸力部材の長手方向端部 ２１−１…鋼製中心軸力部材の長手方向中央部の横断面
積 ２２−１…鋼製中心軸力部材の長手方向端部の横断面積 ２３−１…鋼製中心軸力部材の長手方向端部の横断面積 ２４…蓋 ２５…ズレ止め ２６…ボルト挿通用透孔 ２７…鋼製継手板 ２９…Ｃ形断面内側鋼板 ３０…粘弾性体シート ３１…Ｃ形断面外側鋼板 ３２…Ｃ形断面内側鋼板の一方の端部 ３３…Ｃ形断面外側鋼板の端部 ３４…座屈拘束用コンクリート部材の端部 ３５…座屈拘束用コンクリート部材の端部 ３６…柱の鉄骨構造物及び柱 １７…梁の鉄骨構造物及び梁 ３８…制振鉄骨構造物 ３９…振動の方向及び水平力 ｄt …鋼製中心軸力部材の板厚方向における付着防止皮
膜の膜厚 ｄw …鋼製中心軸力部材の板幅方向における付着防止皮
膜の膜厚 ｄt(min)／ｔ…推奨される最小膜厚比 ｔ…鋼製中心軸力部材の板厚 ｗ…鋼製中心軸力部材の板幅
部材 ２…座屈拘束用コンクリート部材 ３…鋼製中心軸力部材 ４…付着防止皮膜 ５…コンクリート ６…鋼部材または角鋼管 ６−１…鉄筋 ６−２…主筋 ６−３…フープ筋 ７…変形吸収用弾性材 ２１…鋼製中心軸力部材の長手方向中央部 ２２…鋼製中心軸力部材の長手方向端部 ２３…鋼製中心軸力部材の長手方向端部 ２１−１…鋼製中心軸力部材の長手方向中央部の横断面
積 ２２−１…鋼製中心軸力部材の長手方向端部の横断面積 ２３−１…鋼製中心軸力部材の長手方向端部の横断面積 ２４…蓋 ２５…ズレ止め ２６…ボルト挿通用透孔 ２７…鋼製継手板 ２９…Ｃ形断面内側鋼板 ３０…粘弾性体シート ３１…Ｃ形断面外側鋼板 ３２…Ｃ形断面内側鋼板の一方の端部 ３３…Ｃ形断面外側鋼板の端部 ３４…座屈拘束用コンクリート部材の端部 ３５…座屈拘束用コンクリート部材の端部 ３６…柱の鉄骨構造物及び柱 １７…梁の鉄骨構造物及び梁 ３８…制振鉄骨構造物 ３９…振動の方向及び水平力 ｄt …鋼製中心軸力部材の板厚方向における付着防止皮
膜の膜厚 ｄw …鋼製中心軸力部材の板幅方向における付着防止皮
膜の膜厚 ｄt(min)／ｔ…推奨される最小膜厚比 ｔ…鋼製中心軸力部材の板厚 ｗ…鋼製中心軸力部材の板幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 功 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 長谷川 久巳 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 佐伯 英一郎 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 (72)発明者 渡辺 厚 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 2E002 FA02 FA04 LA03 LB09 LB13 LC01 MA11 MA12 MA13 2E163 FA01 FD03 FD42 FD44 FF13 FF17 FF25 FF35 3J048 AA04 AB01 BC08 DA03 EA38
Claims (12)
- 【請求項１】 鋼部材（６）で補強された座屈拘束用コ
ンクリート部材（２）に鋼製中心軸力部材（３）が挿通
され、前記鋼製中心軸力部材（３）と前記座屈拘束用コ
ンクリート（５）との界面に付着防止皮膜（４）が設け
られた軸降伏型弾塑性履歴ブレース（１）において、 前記付着防止皮膜（４）の膜厚方向の割線剛性は、前記
付着防止皮膜（４）の圧縮歪０％と圧縮歪５０％との２
点間においては０．１Ｎ／ｍｍ2 以上であり、圧縮歪５
０％と圧縮歪７５％との２点間においては２１０００Ｎ
／ｍｍ2 以下であり、且つ前記鋼製中心軸力部材（３）
の板厚（ｔ）及び板幅（ｗ）のそれぞれの方向における
前記付着防止皮膜（４）の膜厚（ｄt 、ｄw ）は、前記
鋼製中心軸力部材（３）の板厚（ｔ）及び板幅（ｗ）の
それぞれの０．５％以上１０％以下であることを特徴と
する軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項２】 前記鋼製中心軸力部材（３）は、０．２
％耐力または降伏点応力が１３０Ｎ／ｍｍ2 以下の鋼材
であることを特徴とする請求項１記載の軸降伏型弾塑性
履歴ブレース。 - 【請求項３】 前記鋼製中心軸力部材（３）は、０．２
％耐力または降伏点応力が１３０〜２４５Ｎ／ｍｍ2 の
鋼材であることを特徴とする請求項１記載の軸降伏型弾
塑性履歴ブレース。 - 【請求項４】 前記鋼製中心軸力部材（３）の横断面
が、全長に対する長さの比率が限定された長手方向中央
部（２１）において最小断面積であり且つ前記長手方向
中央部（２１）に連設する長手方向両端部（２２、２
３）において前記長手方向中央部（２１）の最小断面積
よりも大きい横断面積であることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１項に記載の軸降伏型弾塑性履歴ブレー
ス。 - 【請求項５】 前記鋼製中心軸力部材（３）は、一方の
端部から長手方向中央部（２１）を通り、他方の端部ま
で同一横断面積である前記鋼製中心軸力部材（３）の軸
剛性に対して１．５倍以上の軸剛性を有することを特徴
とする請求項４記載の軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項６】 ボルト挿通用透孔（２６）の透孔欠損面
積を除いた前記鋼製中心軸力部材（３）の前記長手方向
両端部（２２、２３）の横断面積（２２−１、２３−
１）が、前記鋼製中心軸力部材（３）の長手方向中央部
（２１）の横断面積（２１ー１）の１．２倍以上となっ
ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に
記載の軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項７】 前記鋼部材（６）は、鉄筋（６−１）で
あることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記
載の軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項８】 前記座屈拘束用コンクリート部材（２）
の少なくとも一方の端部に蓋（２４）を固定したことを
特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の軸降伏
型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項９】 前記鋼製中心軸力部材（３）の中央にズ
レ止め（２５）を設けたことを特徴とする請求項１〜８
のいずれか１項に記載の軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項１０】 両端部（２２、２３）にボルト挿通用
透孔（２６）を設けた前記鋼製中心軸力部材（３）を備
えた前記軸降伏型弾塑性履歴ブレース（１）と、鋼製継
手板（２７）との高力ボルトにより締付られる摩擦接合
において、 高力ボルトで締付けて摩擦接合する前記鋼製中心軸力部
材（３）の両端部（２２、２３）と前記鋼製継手板（２
７）との互いに重ね合わさる摩擦面側のいずれか一方の
摩擦面側の表面硬さ及び表面粗さを、もう一方の摩擦面
側の表面硬さ及び表面粗さより大きくして高力ボルトで
締付接合したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか
１項に記載の軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項１１】 前記軸降伏型弾塑性履歴ブレース
（１）の前記座屈拘束用コンクリート部材（２）のそれ
ぞれ側面に、Ｃ形断面内側鋼板（２９）と、粘弾性体シ
ート（３０）と、Ｃ形断面外側鋼板（３１）とを含む３
層状に形成された組が、少なくとも一組以上固着され、 前記Ｃ形断面内側鋼板（２９）の一方の端部（３２）が
前記軸降伏型弾塑性履歴ブレース（１）の一方の端部
（３４）に固着され、 前記座屈拘束用コンクリート部材（２）の一方の端部
（３４）と反対方向において、前記Ｃ形断面外側鋼板
（３１）の端部（３３）が前記軸降伏型弾塑性履歴ブレ
ース（１）のもう一方の端部（３５）に固着された、こ
とを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
軸降伏型弾塑性履歴ブレース。 - 【請求項１２】 請求項１〜１１記載の軸降伏型弾塑性
履歴ブレース（１）の鋼製中心軸力部材（３）の降伏点
応力より高い降伏点応力の鋼材で作られた柱と梁との鉄
骨構造物（３６、３７）に、前記軸降伏型弾塑性履歴ブ
レース（１）を設置した制振鉄骨構造物（３８）におい
て、 振動作用下により前記制振鉄骨構造物（３８）が振動す
る際に、前記軸降伏型弾塑性履歴ブレース（１）が弾性
及び塑性の双方の挙動をすることにより、前記柱と梁と
の鉄骨構造物（３６、３７）が弾性挙動することを特徴
とする制振鉄骨構造物。
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|---|---|---|---|
| JP2000191718A JP3586416B2 (ja) | 1999-06-30 | 2000-06-26 | 軸降伏型弾塑性履歴ブレースと制振鉄骨構造物 |
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| US09/735,252 US6826874B2 (en) | 1999-06-30 | 2000-12-12 | Buckling restrained braces and damping steel structures |
| US10/961,007 US7231743B2 (en) | 1999-06-30 | 2004-10-07 | Buckling restrained braces and damping steel structures |
| US11/598,262 US20070056225A1 (en) | 1999-06-30 | 2006-11-08 | Buckling restrained braces and damping steel structures |
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|---|---|---|---|
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| JP11-349175 | 1999-12-08 | ||
| JP34917599 | 1999-12-08 | ||
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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