JP2005023774A - Buckling restraint member for vibration control and its manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、建築物その他の構造物において、地震力や風力等の水平力等に抵抗させる構造要素として使用する制振用座屈拘束部材およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a vibration-damping buckling restraining member used as a structural element that resists horizontal force such as seismic force or wind force in a building or other structure, and a manufacturing method thereof.
従来、図4および図5に示すように、制振用座屈拘束部材1における外管2を構成する鋼管が一体のものであるため、鋼製中心軸力部材3の太さは前記外管2の内径寸法以下に限定されていた(例えば、特許文献1参照。)。また、鋼製中心軸力部材3における端部の取付け部側から外管2を外装するように配置していたので、外管2の内径寸法D1が前記取付け部の外径寸法D以上の内径寸法を必要としていた。鋼製中心軸力部材3の断面積の小さな中央部は、この部分を圧縮力を受けた場合等に塑性化させてエネルギを吸収する部分であるが、この部分の座屈を拘束させるために、従来のように内径寸法の大きい外管2は本来必要でなく、小型にすることが望まれていたが、前記のように製造上の制約があって、制振用座屈拘束部材1を製造する場合、その製造の自由度が低く大型なものであった。
Conventionally, as shown in FIGS. 4 and 5, since the steel pipe constituting the
また、従来、予めコンクリートを溝付鋼材に充填した一対の鋼材間にブレース芯材を挟むように構成した座屈拘束ブレースも知られている(特許文献2参照。) Conventionally, a buckling-restrained brace is also known in which a brace core material is sandwiched between a pair of steel materials in which concrete is preliminarily filled in a grooved steel material (see Patent Document 2).
このように、予めコンクリートを溝付鋼材に充填・固化させたプレキャスト製の鋼・コンクリート部材の複合鋼材間にブレース芯材を配置する場合は、前記コンクリートの表面平滑度あるいはコンクリート上のグラウトの表面平滑度を高めるために高い精度が要求され高度の熟練が必要であると共に、ブレース芯材上のアンボンド剤からなる付着防止被膜を介したブレース芯材と前記コンクリートとが密着することが難しいという問題がある。
本発明は、従来のように、部材寸法に制約される製造上の制約を受けることなく、またプレキャスト製の鋼・コンクリート部材のようにコンクリート表面に高い平滑度を要求されることのない製造が容易で安価で小型の制振用座屈拘束部材およびその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention is not subject to manufacturing restrictions limited by member dimensions as in the prior art, and manufacturing without requiring high smoothness on the concrete surface, such as precast steel / concrete members. An object of the present invention is to provide an easy, inexpensive and small buckling restraining member for vibration suppression and a method for manufacturing the same.
前記の従来の問題点を有利に解決するために、本発明は次のように構成する。 In order to advantageously solve the above-described conventional problems, the present invention is configured as follows.
第1発明は、座屈拘束部材における外管を分割して、複数の半筒状分割体とし、鋼製中心軸力部材を半筒状分割体に通した後、前記複数の半筒状分割体を接合して外管を構成し、その外管内に経時固化性充填材料を充填することを特徴とする。 1st invention divides | segments the outer tube | pipe in a buckling restraining member, it is set as a some semi-cylinder division body, and after passing a steel center axial force member through a semi-cylindrical division body, these some semi-cylinder division | segmentation A body is joined to form an outer tube, and the outer tube is filled with a solidifying filling material over time.
第2発明は、第1発明において、複数の半筒状分割体を接合された外管の外径寸法が、鋼製中心軸力部材の両端部の取り付け部の外径寸法よりも小さくされていることを特徴とする。 According to a second invention, in the first invention, the outer diameter of the outer tube joined with the plurality of semi-cylindrical divided bodies is made smaller than the outer diameter of the attachment portions at both ends of the steel central axial force member. It is characterized by being.
第3発明は、第1または第2発明において、前記経時固化性充填材料が、モルタル又はコンクリートであることをことを特徴とする。 A third invention is characterized in that, in the first or second invention, the temporally solidifying filling material is mortar or concrete.
第4発明は、第1または第2発明において、前記経時固化性充填材料が、モルタル又はコンクリートに合成樹脂系の断熱軽量骨材を混合してなる軽量モルタル又は軽量コンクリートであることを特徴とする。 A fourth invention is characterized in that, in the first or second invention, the temporally solidifying filling material is lightweight mortar or lightweight concrete obtained by mixing mortar or concrete with a heat insulating lightweight aggregate of synthetic resin. .
第5発明は、第4発明において、前記合成樹脂系の断熱軽量骨材が発砲ポリスチレンであることを特徴とする。 A fifth invention is characterized in that, in the fourth invention, the synthetic resin-based heat insulating lightweight aggregate is foamed polystyrene.
第6発明は、第1〜第5発明において、流動状の前記経時固化性充填材料を、半筒状分割体を接合した前記外管内の空間に充填して固化させることを特徴とする。 A sixth invention is characterized in that, in the first to fifth inventions, the fluidized solidifying filling material in a fluid state is filled into a space in the outer tube joined with a semi-cylindrical divided body and solidified.
第7発明は、第1〜第5発明において、流動状の前記経時固化性充填材料を2つの半筒状分割体の凹部に充填して固化させた後、両半筒状分割体の間に鋼製軸力部材を挟み、両半筒状分割体を溶接または接合金具により一体化することを特徴とする。 A seventh invention is the first to fifth inventions, in which the fluidized solidifying filling material with time is filled in the recesses of the two semi-cylindrical divided bodies and solidified, and then between the semi-cylindrical divided bodies. The steel axial force member is sandwiched, and both the semi-cylindrical divided bodies are integrated by welding or a joint fitting.
第8発明は、第1〜第7発明において、予め鋼製中心軸力部材に付着防止被膜が設けられていることを特徴とする。 An eighth invention is characterized in that, in the first to seventh inventions, a steel central axial force member is previously provided with an adhesion preventing coating.
第9発明は、付着防止被膜が設けられている鋼製中心軸力部材の中間部外側に、複数の半筒状分割体を配置すると共に接合して構成された外管が配置され、かつ前記外管の半径方向の外径寸法が、鋼製中心軸力部材の両端部における取り付け部の外径寸法よりも小さく設定され、その外管内にモルタル又はコンクリートからなる経時固化性充填材料が充填・固化されて構成されていることを特徴とする。 According to a ninth aspect of the invention, an outer tube configured by arranging and joining a plurality of semi-cylindrical divided bodies is arranged outside the intermediate portion of the steel central axial force member provided with the adhesion preventing coating, and The outer diameter in the radial direction of the outer tube is set to be smaller than the outer diameter of the mounting portion at both ends of the steel central axial force member, and the outer tube is filled with a solidifying filling material made of mortar or concrete. It is characterized by being solidified.
第10発明は、付着防止被膜が設けられている鋼製中心軸力部材の中間部外側に、複数の半筒状分割体を配置すると共に接合して構成された外管が配置され、かつ前記外管の半径方向の外径寸法が、鋼製中心軸力部材の両端部における取り付け部の外径寸法よりも小さく設定され、その外管内に、モルタル又はコンクリートに合成樹脂系の断熱軽量骨材を混合してなる軽量モルタル又は軽量コンクリートからなる経時固化性充填材料が充填・固化されて構成されていることを特徴とする。 According to a tenth aspect of the present invention, an outer tube configured by arranging and joining a plurality of semi-cylindrical divided bodies is disposed outside an intermediate portion of a steel central axial force member provided with an adhesion preventing coating, and The outer diameter of the outer pipe in the radial direction is set smaller than the outer diameter of the mounting portion at both ends of the steel central axial force member, and in the outer pipe, mortar or concrete is a synthetic resin-based lightweight lightweight aggregate. It is characterized in that it is configured by filling and solidifying a temporally solidifying filling material made of a light weight mortar or light weight concrete.
第11発明は、付着防止被膜が設けられている鋼製中心軸力部材の中間部外側に、複数の半筒状分割体を配置すると共に接合して構成された外管が配置され、かつ前記外管の半径方向の外径寸法が、鋼製中心軸力部材の両端部における取り付け部の外径寸法よりも小さく設定され、その外管内に、モルタル又はコンクリート発砲ポリスチレン等の合成樹脂を混合してなる軽量モルタル又は軽量コンクリートが充填されていることを特徴とする。 According to an eleventh aspect of the invention, an outer tube configured by arranging and joining a plurality of semi-cylindrical divided bodies is disposed outside the intermediate portion of the steel central axial force member provided with the adhesion preventing coating, and The outer diameter in the radial direction of the outer tube is set to be smaller than the outer diameter of the mounting portion at both ends of the steel central axial force member, and a synthetic resin such as mortar or concrete foam polystyrene is mixed in the outer tube. It is characterized by being filled with lightweight mortar or lightweight concrete.
本発明によると、従来のように、部材寸法に制約される製造上の制約を受けることなく、またプレキャスト製の鋼・コンクリートのようにコンクリート表面に高い平滑度を要求されることのない制振用座屈拘束部材の製造を容易に安価に製造でき、また小型にすることができる。 According to the present invention, the vibration control is not subject to manufacturing restrictions that are limited by member dimensions as in the prior art, and high smoothness is not required for the concrete surface like precast steel and concrete. The buckling restraining member can be easily manufactured at a low cost and can be reduced in size.
外管の断面寸法を合理的に小さくでき、また付着防止被膜を介して鋼製中心軸力部材と経時固化性充填材料を充分に密着させることが容易に実現することができ、また、付着防止被膜の膜厚管理が容易である。また、前記のように小型の制振用座屈拘束部材となると、建築物や構造物の柱間あるいは梁間の収まりがよく、本発明のブレースを入れる建物の壁厚寸法を小さくすることができ、デッドスペースを少なくして室内空間を大きくすることができる。 The cross-sectional dimensions of the outer tube can be made reasonably small, and it is possible to easily achieve a sufficient contact between the steel central axial force member and the solidifying filling material over time through the anti-adhesion coating. It is easy to control the film thickness. In addition, as described above, when it becomes a small vibration-damping buckling restraining member, it is possible to reduce the wall thickness dimension of the building in which the brace of the present invention is inserted, because the space between the pillars or beams of the building or structure is good. The dead space can be reduced and the indoor space can be increased.
経時固化性充填材料を、軽量コンクリート、またはコンクリートに合成樹脂系の断熱軽量骨材を混合してなる軽量充填材で構成することにより、制振用座屈拘束部材を軽量化し、施工の際の取扱いが容易になって施工性が向上すると共に、構造物躯体の軽量化に寄与するものである。 By configuring the solidifying filler material over time with lightweight concrete or lightweight filler made by mixing synthetic resin-based heat insulating lightweight aggregate with concrete, the buckling restraining member for vibration damping is reduced in weight, This facilitates handling and improves workability, and contributes to weight reduction of the structural frame.
次に、この発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in detail based on the illustrated embodiment.
図1および図2は本発明の制振用座屈拘束部材の製造手順を示し、図3は製造された制振用座屈拘束部材1を示すものであって、先ず図1に示すように、断面角溝状(図示の場合)あるいは断面半円状等の一対の半筒状分割体4を組み合わせて制振用座屈拘束部材1における外管2を構成するようにされている。前記の半筒状分割体4は、溝形断面の鋼材を使用してもよく、矩形あるいは円形断面等の鋼管を切断して構成したものであってもよい。
1 and 2 show the manufacturing procedure of the vibration-damping buckling restraining member of the present invention, and FIG. 3 shows the manufactured vibration-damping buckling restraining member 1, which is first shown in FIG. The
前記のように、制振用座屈拘束部材1における外管2を分割して、両側板5とこれらを接続する接続板6とを備えた複数の半筒状分割体4により構成し、鋼製中心軸力部材3を半筒状分割体4に通し、半筒状分割体4を中心軸力部材3の軸方向中間部に位置させた後、図2に示すように、対向する前記複数の半筒状分割体4における側板5先端相互を溶接W(図示の場合)等により接合して外管2を構成するか、適宜接合プレートを介して接合して外管2を構成し、適宜外管2の下端部には図示省略の分割型の蓋を配置して、その外管2内に経時固化性充填材料7を充填すると共に硬化し、前記分割型の蓋を必要に応じ外して、図3に示すように、制振用座屈拘束部材1を製造する。
As described above, the
前記鋼製中心軸力部材1の中間部の塑性化させる部分には、予め鋼製中心軸力部材1との密着製を低下させる付着防止被膜8が設けられているのが好ましいが、この場合は、経時固化性充填材料7を充填する前に、鋼製中心軸力部材3の中間部に付着防止被膜8が塗布形成されていることが必要である。前記の付着防止被膜8を形成する材料としては、経時固化性充填材料7の種類に応じて、例えば、ゴムアスファルト、ブチルゴム、ウレタン樹脂等その他の材料を使用することができる。
In the case where the intermediate portion of the steel central axial force member 1 is plasticized, it is preferable that an
経時固化性充填材料7は、モルタル、コンクリート、モルタル又はコンクリートに合成樹脂系の断熱軽量骨材を混合してなる軽量モルタル又は軽量コンクリートで構成することができる。
The temporal
経時固化性充填材料7のうちモルタル、コンクリートは一般の材料である。また、軽量コンクリートにおいて、モルタル又はコンクリートに混合する軽量骨材としては、表面を特殊加工して、モルタル、セメントミルクとの良好な混練性を有した合成樹脂系の断熱軽量軽量粒子がある。軽量粒子の具体例としては、図3(c)に示すように、複数の内部発砲ポリスチレンセル10を4層コート11で被覆してなる発砲ポリスチレンビーズ12からなり、ビーズ12の表面には、セメントミルクとの親和性・減水性を付与する目的で表面処理層13が施されたものがある。この軽量粒子(ビーズ12)は、例えば、粒径:0.5mmφ〜2.8mmφ(92%以上)、吸水率:0、熱伝導率:0.03kcal/mh°Cの特性を有しており、軽量性、断熱性、非吸水性、施工性等に優れている。
Of the solidifying filling
前記軽量充填材の特性は、(1)軽量粒子は独立気泡であり、それにより断熱性に優れ、品質が安定(比重、強度、断熱性)している。(2)非吸水性であり、それにより品質(比重、強度、断熱性)が安定している、超軽量コンクリートが可能、ポンプ打設性に優れる、品質の材令変化が少ない、収縮クラック、耐凍結融解性にすぐれる、などの特性がある。(3)弾性体(圧縮破壊しない)ので、品質が安定(比重、強度、断熱性)し、ポンプ打設性に優れる、などの特性があり、他の軽量コンクリートに較べて格段に現場施工管理、品質管理が容易である。 The characteristics of the lightweight filler are as follows: (1) The lightweight particles are closed cells, thereby being excellent in thermal insulation and stable in quality (specific gravity, strength, thermal insulation). (2) Non-water-absorbing, thereby stable quality (specific gravity, strength, heat insulation), ultra-lightweight concrete is possible, pumping property is excellent, quality material age change is small, shrinkage cracks, It has characteristics such as excellent freeze-thaw resistance. (3) Since it is an elastic body (it does not compress and break), it has characteristics such as stable quality (specific gravity, strength, heat insulation) and excellent pumping characteristics, and it is much more on-site construction management than other lightweight concrete. Easy quality control.
外管2内へ軽量モルタル又は軽量コンクリートを充填する他の手段として、2つの半筒状分割体4を接合する前に、各半筒状分割体4の端部を蓋板(図示省略)で閉じてその内側に凹部を形成し、この各半筒状分割体4の内側の凹部に、流動状の軽量モルタル又は軽量コンクリートウレタンを溜めて、硬化させて成形する。その後、この軽量モルタル又は軽量コンクリートが充填された2つの半筒状分割体4の間に鋼製中心軸力部材3を挟み、半筒状分割体4の先端相互を溶接Wにて接合して外管2を構成してもよい。この場合、2つの半筒状分割体4の間は溶接Wに代えて、締結バンドその他の接合金具にて接合一体化してもよい。
As another means for filling the
軽量モルタル又は軽量コンクリートの経時固化性充填材7も前記と同様に行うことができる。すなわち、2つの半筒状分割体4を接合してなる外管2内の空間へ流動状の軽量モルタル又は軽量コンクリートを充填・固化させ、または、2つの半筒状分割体4の凹部に流動状の軽量モルタル又は軽量コンクリートを充填・固化させたうえ、鋼製中心軸力部材3を挟み、半筒状分割体4の先端相互を任意の接合手段により接合一体化してもよい。
A lightweight mortar or lightweight
鋼製中心軸力部材3に設ける付着防止被膜8の膜厚は、経時固化性充填材料7を充填するときに、付着防止被膜の材料により異なるるが、減少する厚さ分を見込んで、予め厚めに塗布すればよいため、付着防止被膜8の膜厚の管理も容易で、付着防止被膜8と経時固化性充填材料7の密着も高く、付着防止被膜8を介した経時固化性充填材料7と鋼製中心軸力部材3との密着も高くすることができる。
The film thickness of the
本発明を実施する場合、複数の半筒状分割体4を接合された外管2の外径寸法d3が、鋼製中心軸力部材3の両端部におけるボルト孔等を備えた取り付け部9の外径寸法D3よりも小さく設定されていると、制振用座屈拘束部材1の中間部の断面外径寸法を小さくすることができ、制振用座屈拘束部材1を小型にして安価な制振用座屈拘束部材1とすることができるので好ましい。例えば、図3(b)において、半筒状分割体4相互を接合した外管断面の上下方向の寸法および左右方向の外径寸法を小さくしてもよく、上下方向の寸法または左右方向の寸法のうち、一方の寸法のみを、鋼製中心軸力部材1の両端部の取り付け部9の外径寸法D3よりも小さくするようにしてもよい。
When carrying out the present invention, the outer diameter d3 of the
図3に示す実施形態のように、付着防止被膜8が設けられている鋼製中心軸力部材3の中間部外側に、複数の半筒状分割体4を配置すると共に接合して構成された外管2が配置され、かつ前記外管2の半径方向の外径寸法d3が、鋼製中心軸力部材3の両端部における取り付け部9の外径寸法D3よりも小さく設定され、その外管2内に経時固化性充填材料7が充填・固化されて構成された制振用座屈拘束部材1とすると、制振用座屈拘束部材1の中間部における断面寸法d3が、両端部の取付け部9の外径寸法D3よりも合理的に小さくなり、外管2の断面寸法が小さくなり、材料が少なくて済むと共に、充填・固化する経時固化性充填材料7の充填量も少なくなり、小型にして安価な制振用座屈拘束部材1とすることができる。
As shown in the embodiment shown in FIG. 3, a plurality of semi-cylindrical divided
前記実施形態のように、本発明では、外管2を2つ割にすることで、鋼製中心軸力部材3の柱・梁への取り付け部9が大きい寸法になっても、外管2の断面サイズを大きくする必要がなく、専ら鋼製中心軸力部材3の断面寸法により適宜に設定することができる。また製造手順としては、鋼製中心軸力部材3を2つ割の半筒状分割体4に通した後に半筒状分割体4同士を接合し、経時固化性充填材料7を充填するため、鋼製中心軸力部材3と経時固化性充填材料7は付着防止被膜8を介して充分に密着させることが容易に可能である。
As in the above-described embodiment, in the present invention, the
また、前記のように小型の制振用座屈拘束部材1となると、建築物や構造物の柱間あるいは梁間の収まりがよく、壁厚寸法を小さくすることができ、デッドスペースを少なくして室内空間を大きくすることができる。
Further, when the buckling restraining member 1 for vibration suppression is small as described above, it can fit between the columns or beams of the building or structure, can reduce the wall thickness dimension, and can reduce the dead space. The indoor space can be enlarged.
1 制振用座屈拘束部材
2 外管
3 鋼製中心軸力部材
4 半筒状分割体
5 側板
6 接続板
7 経時固化性充填材料
8 付着防止被膜
9 取付け部
10 スチレンセル
11 4層コート
12 発砲ポリスチレンビーズ
13 表面処理層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Buckling restraining
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