JP2001234643A - Ｘ形ブレース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造物が往復水平力によって剪断変形を繰り
返す過程で、とぎれることなくその水平力を負担し続け
ることができるＸ形ブレース装置を提供する。 【解決手段】 交差部に先行塑性変形体６が備えられ、
この先行塑性変形体６に端部を連結した４本のブレース
材７，７，８，８が四方に延ばされてＸ形ブレースを構
成している。そして、先行塑性変形体６は、傾斜する一
方の方向に存在する２本のブレース材７，７が引っ張ら
れることで、その傾斜方向には伸び、傾斜するもう一方
の方向には縮む塑性変形をし、傾斜するもう一方の方向
に存在する２本のブレース材８，８が引っ張られること
で、その傾斜方向には伸び、傾斜するもう一方の方向に
は縮む塑性変形をするものとなされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ形ブレース装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、図８（イ）に示すように、左右
の縦フレーム材５１，５１と上下の横フレーム材５２，
５２とを組んで形成された方形フレーム５３を備えた耐
力パネル５４では、これを水平力に耐えるようにするた
め、２本のブレース材５５，５６を用い、これらをＸ字
状に交差させ、方形フレーム５３の対角同士をつなぐこ
とが行われている。

【０００３】この耐力パネル５４では、図８（ロ）に示
すように、水平力Ｐが作用して方形フレーム５３がその
方向に剪断変形しようとすると、一方のブレース材５６
に引張り力が作用して、その剪断変形を阻止するように
働き、一方、図８（ハ）に示すように逆方向の水平力Ｐ
が作用して方形フレーム５３がその方向に剪断変形しよ
うとすると、もう一方のブレース材５５に引張り力が作
用して、その剪断変形を阻止するように働き、これによ
り、水平力に耐える構造となされている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
耐力パネル５４では、図９（イ）（ロ）に示すように、
水平力Ｐが作用して、方形フレーム５３がその方向に剪
断変形を起こすと、一方のブレース材５６は伸び、もう
一方のブレース材５５は緩んでしまうため、この状態か
ら、図９（ハ）に示すように、方形フレーム５３が逆方
向の水平力Ｐによって元の状態に戻る途中の過程では、
いずれのブレース材５５，５６も緩んで効かないという
問題がある。

【０００５】また、図１０（イ）に示すように、水平力
Ｐが作用して方形フレーム５３がその方向に剪断変形を
起こすと、一方のブレース材５６が伸びてしまい、更
に、この状態から、図１０（ロ）に示すように、方形フ
レーム５３に逆方向の水平力Ｐが作用して方形フレーム
５３が逆方向に剪断変形を起こすと、もう一方のブレー
ス材５５も伸びてしまい、その後は、図１０（ハ）に示
すように、いずれの方向の水平力に対してもブレース５
５，５６が効かなくなるという問題もある。

【０００６】本発明は、上記のような従来の問題点に鑑
み、構造物が往復水平力によって剪断変形を繰り返す過
程で、とぎれることなくその水平力を負担し続けること
ができるＸ形ブレース装置を提供することを課題とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、交差部に
先行塑性変形体が備えられ、この先行塑性変形体に端部
を連結した４本のブレース材が四方に延ばされてＸ形ブ
レースを構成し、前記先行塑性変形体は、傾斜する一方
の方向に存在する２本のブレース材が引っ張られること
で、その傾斜方向には伸び、傾斜するもう一方の方向に
は縮む塑性変形をし、傾斜するもう一方の方向に存在す
る２本のブレース材が引っ張られることで、その傾斜方
向には伸び、傾斜するもう一方の方向には縮む塑性変形
をするものとなされていることを特徴とするＸ形ブレー
ス装置によって解決される。

【０００８】このブレース構造では、構造物に水平力が
作用して剪断変形していく過程で、傾斜する一方の方向
に存在する２本のブレース材が引っ張られ、それによ
り、先行塑性変形体が、その傾斜方向には、伸びる塑性
変形をしていき、構造物のこの剪断変形を抑制するよう
に働く。一方、この先行塑性変形体は、同時に、傾斜す
るもう一方の方向には、縮む塑性変形をしていくため、
傾斜するもう一方の方向に存在する２本のブレース材に
生じる緩みはわずかであるか、あるいは、緩みを生じな
い。そのため、この状態から、構造物に逆方向の水平力
が作用して構造物が元の状態に戻ろうとする途中の過程
においても、傾斜するもう一方の方向に存在する２本の
ブレース材が引っ張られて、先行塑性変形体が、その傾
斜方向に伸びる塑性変形をしていき、構造物が元の状態
に戻ろうとするのを抑制するように働く。

【０００９】そして、こうして元の状態に戻った構造物
が、逆方向の水平力によって今度は逆方向に剪断変形し
ていく過程では、傾斜するもう一方の方向に存在する２
本のブレース材が引っ張られ、それにより、先行塑性変
形体が、その傾斜方向に、伸びる塑性変形をしていき、
構造物のこの方向の剪断変形を抑制するように働く。一
方、この先行塑性変形体は、同時に、傾斜する一方の方
向には、縮む塑性変形をしていくため、傾斜する一方の
方向に存在する２本のブレース材に生じる緩みはわずか
であるか、あるいは、緩みを生じない。そのため、この
状態から、構造物に逆方向の水平力が作用して構造物が
元の状態に戻ろうとする途中の過程においても、傾斜す
る一方の方向に存在する２本のブレース材が引っ張られ
て、先行塑性変形体が、その傾斜方向に、伸びる塑性変
形をしていき、構造物が元の状態に戻ろうとするのを抑
制するように働く。

【００１０】本発明のＸ形ブレース装置によれば、これ
が繰り返されていく。従って、構造物が往復水平力によ
って剪断変形を繰り返す過程で、とぎれることなくその
水平力を負担し続けることができ、構造物の水平振動も
減衰されていく。

【００１１】上記のＸ形ブレース装置において、ブレー
ス材が、圧縮力を受けて緩む性質のものからなり、先行
塑性変形体が、面内方向に塑性変形する環状の金属プレ
ートからなるのもよい。この場合は、先行塑性変形体が
プレート状のものであるから、厚さ方向にコンパクトに
構成することができ、しかも、先行塑性変形体を容易に
かつコスト的に有利に製作することができる。加えて、
水平力が作用すると、先行塑性変形体には引張り力しか
作用しないが、先行塑性変形体は、面内方向に塑性変形
する環状の金属プレートからなるので、傾斜する一方の
方向に引っ張られて伸びると、傾斜するもう一方の方向
には自ら縮んで、その方向におけるブレース材の緩みの
発生をうまい具合に防ぐことができる。

【００１２】また、先行塑性変形体が金属プレートから
なり、この金属プレートに性能調整用の切込みが入れら
れている場合は、プレートのみでは望むように伸び、縮
みを行いにくいような場合でも、これをうまい具合に伸
び、縮みするようにすることができる。のみならず、こ
の切込みの入れ方をうまく設定するだけで金属プレート
の性能を調整することができて、望む性能を容易に引き
出すことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１４】図１に示す第１実施形態において、１は耐
力パネルであり、２はその方形フレームであり、方形フ
レーム２は、鋼製で、上下の横材３，３と左右の縦材
４，４とを組んで構成されている。この方形フレーム２
内に本発明のＸ形ブレース装置５が組み込まれている。

【００１５】即ち、方形フレーム２の面内中央部分に、
先行塑性変形体６が配設され、この先行塑性変形体６に
は、４本のブレース材７，７，８，８の各端部が連結さ
れている。そして、各ブレース材７，７，８，８のもう
一方の端部が、方形フレーム２の各隅部に連結され、こ
れにより、これら４本のブレース材７，７，８，８と先
行塑性変形体６とで、Ｘ形ブレース装置５が構成されて
いる。

【００１６】先行塑性変形体６は、図２（イ）に示すよ
うに、口の字状をした方形環状の金属プレートからな
り、角部を上下左右に向け、ブレース材７，７，８，８
の端部をその四隅部において連結している。これによ
り、傾斜する一方の方向の２つのブレース材７，７は同
一直線上から幾分外れるように延ばされ、傾斜するもう
一方の方向の２つのブレース材８，８も同様である。そ
して、先行塑性変形体６において、連結部間には、切込
みとしてのスリット９…が入れられ、方形フレーム２が
水平力によって剪断変形をした際に、先行塑性変形体６
がその面内でうまい具合に塑性変形しうるように形成さ
れている。先行塑性変形体６は、その形状やサイズ、ス
リット９…の本数やサイズ、形状を変化させることで、
性能をコントロールすることができる。

【００１７】各ブレース材７，７，８，８は、方形フレ
ーム２の剪断変形の際にかかる圧縮によっては座屈しな
い剛性の高い、図２（ロ）に示すような、例えばリップ
溝形鋼１０からなる。ブレース材７，７，８，８と先行
塑性変形体６とは、リップ溝形鋼１０の端部に切込みを
入れ、この切込みに先行塑性変形体６を嵌め込んで、両
者を溶接等で接合することにより連結されている。ある
いは、ブレース材７，７，８，８を、図２（ハ）に示す
ように、対のリップ溝形鋼１０，１０で構成し、その中
央辺部の背面側で先行塑性変形体６を両側から挟み込む
ようにして連結するようにしてもよい。

【００１８】上記の耐力パネル１では、図３（イ）に示
すように、これに水平力Ｐが作用して、方形フレーム２
がその方向に剪断変形していく過程で、傾斜する一方の
方向に存在する２本のブレース材８，８が引っ張られ、
それにより、先行塑性変形体６は、その傾斜方向には、
伸びる塑性変形をしていき、方形フレーム２のこの剪断
変形を抑制するように働く。

【００１９】一方、この先行塑性変形体６は、同時に、
傾斜するもう一方の方向には、上記のブレース材８，８
による引張り作用と、そして、もう一方のプレース材
７，７による圧縮作用とで、縮む塑性変形をしていく。
そのため、傾斜するもう一方の方向に存在する２本のブ
レース材７，７に、緩みを生じない。

【００２０】従って、上記の剪断変形後に、図３（ロ）
に示すように、方形フレーム２に逆方向の水平力Ｐが作
用して方形フレーム２が元の状態に戻ろうとする途中の
過程においても、傾斜するもう一方の方向に存在する２
本のブレース材７，７が引っ張られて、先行塑性変形体
６が、その傾斜方向に伸びる塑性変形をしていき、これ
により、方形フレーム２が元の状態に戻ろうとするのを
抑制するように働く。

【００２１】そして、こうして元の状態に戻った方形フ
レーム２が、図４（イ）に示すように、今度は逆方向に
剪断変形していく過程では、傾斜する一方の方向に存在
する２本のブレース材７，７が引っ張られ、それによ
り、先行塑性変形体６が、その傾斜方向に、伸びる塑性
変形をしていき、方形フレーム２のこの方向の剪断変形
を抑制するように働く。

【００２２】一方、この先行塑性変形体６は、同時に、
傾斜するもう一方の方向には、縮む塑性変形をしていく
ため、傾斜するもう一方の方向に存在する２本のブレー
ス材８，８に緩みは生じない。

【００２３】従って、この塑性変形後に、図４（ロ）に
示すように、方形フレーム２に逆方向の水平力Ｐが作用
して方形フレーム２が元の状態に戻ろうとする途中の過
程においても、傾斜する一方の方向に存在する２本のブ
レース材８，８が引っ張られて、先行塑性変形体６が、
その傾斜方向に、伸びる塑性変形をしていき、方形フレ
ーム２が元の状態に戻ろうとするのを抑制するように働
く。

【００２４】以上の動作が繰り返され、こうして、方形
フレーム２が往復水平力によって剪断変形を繰り返して
いく過程で、上記のＸ形ブレース装置５が、とぎれるこ
となくその水平力を負担し続ける。それによってまた、
Ｘ形ブレース装置５が方形フレーム２の水平振動を効果
的に減衰していく。

【００２５】図５に示す第２実施形態では、先行塑性変
形体６が同じく口の字状をした円形環状の金属プレート
からなっており、このプレートにブレース材７，７，
８，８の端部が連結されている。傾斜する一方の方向の
２つのブレース材７，７は同一直線上にあり、傾斜する
もう一方の方向の２つのブレース材８，８も同様であ
る。このＸ形ブレース装置５によっても、図６（イ）
（ロ）及び図７（イ）（ロ）に示すように、方形フレー
ム２が往復水平力によって剪断変形を繰り返していく過
程で、このＸ形ブレース装置５が、とぎれることなくそ
の水平力を負担し続けるよう働く。

【００２６】この場合のブレース材７，７，８，８は、
第１実施形態の場合と同じようにプッシュ・プルタイプ
のものであってもよいが、圧縮力によって緩むプルタイ
プのものであるのもよい。第１実施形態の場合について
も、プルタイプとするのもよい。即ち、プルタイプのブ
レース材７，７，８，８を用いることとの組み合わせに
おいて、金属プレートによる先行塑性変態体６を用いる
ことにより、プルタイプのブレース材７，７，８，８で
あっても先行塑性変形体６をうまい具合に伸び、縮みの
塑性変形させることができる。即ち、先行塑性変形体６
がブレースによって圧縮力を受けなくとも、先行塑性変
形体６はブレースによって引張られるだけで、自らうま
く縮む塑性変形をすることができる。特に、金属プレー
トを環状にしたり、プレートの面内にスリットなどの切
込みを入れるようにすることで、それをより一層うまく
実現することが可能となる。

【００２７】以上に、本発明の実施形態を示したが、本
発明はこれに限られるものではなく、発明思想を逸脱し
ない範囲で、各種の変更が可能である。例えば、上記の
実施形態では、本発明のＸ形ブレース装置を耐力パネル
１の方形フレーム２に組み込むかたちで用いた場合を示
しているが、その他、例えば、左右の柱と、上下の梁と
で囲まれた空間部内などに組み込んで用いられてもよ
い。また、先行塑性変形体として各種形態、各種材質の
ものが用いられてよいし、ブレース材についても各種タ
イプのブレース材が用いられてもよいことはいうまでも
ない。

【００２８】

【発明の効果】上述の次第で、本発明のＸ形ブレース装
置は、以上のとおりのものであるから、構造物が往復水
平力によって剪断変形を繰り返す過程で、とぎれること
なくその水平力を負担し続けることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】耐力パネルに組み込まれた第１実施形態のＸ形
ブレース装置を示す正面図である。

【図２】図（イ）は図１の要部拡大図、図（ロ）はブレ
ース材と先行塑性変形体との接合構造を示す断面図、図
（ハ）は接合構造の他の例を示す断面図である。

【図３】図（イ）（ロ）は作動状態を示す正面図であ
る。

【図４】図（イ）（ロ）は同じく作動状態を示す正面図
である。

【図５】耐力パネルに組み込まれた第２実施形態のＸ形
ブレース装置を示す正面図である。

【図６】図（イ）（ロ）は作動状態を示す正面図であ
る。

【図７】図（イ）（ロ）は同じく作動状態を示す正面図
である。

【図８】図（イ）は従来のブレース構造を示す正面図、
図（ロ）（ハ）はその作動状態を示す正面図である。

【図９】図（イ）乃至図（ハ）は同じく作動状態を示す
正面図である。

【図１０】図（イ）乃至図（ハ）は同じく作動状態を示
す正面図である。

【符号の説明】

１…耐力パネル ２…方形フレーム ５…Ｘ形ブレース装置 ６…先行塑性変形体 ７，８…ブレース材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交差部に先行塑性変形体が備えられ、こ
   の先行塑性変形体に端部を連結した４本のブレース材が
   四方に延ばされてＸ形ブレースを構成し、 前記先行塑性変形体は、傾斜する一方の方向に存在する
   ２本のブレース材が引っ張られることで、その傾斜方向
   には伸び、傾斜するもう一方の方向には縮む塑性変形を
   し、傾斜するもう一方の方向に存在する２本のブレース
   材が引っ張られることで、その傾斜方向には伸び、傾斜
   するもう一方の方向には縮む塑性変形をするものとなさ
   れていることを特徴とするＸ形ブレース装置。
2. 【請求項２】 前記ブレース材は、圧縮力を受けて緩む
   性質のものからなり、前記先行塑性変形体は、面内方向
   に塑性変形する環状の金属プレートからなる請求項１に
   記載のＸ形ブレース装置。
3. 【請求項３】 前記先行塑性変形体が金属プレートから
   なり、この金属プレートに性能調整用の切込みが入れら
   れている請求項１又は２に記載のＸ形ブレース装置。