JP2014205969A - Buckling restraining brace - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、構造物の骨組みに組み込まれ、地震等の際に振動エネルギーを吸収して振動を減衰させる座屈拘束ブレースに関する。 The present invention relates to a buckling-restrained brace that is incorporated in a framework of a structure and absorbs vibration energy and attenuates vibration in the event of an earthquake or the like.
従来の座屈拘束ブレースの一例を図8に断面図で示す。この座屈拘束ブレースは、芯材22と、この芯材22の両面に沿って配置した拘束材23とで構成される。拘束材23にはコンクリート25を使用し、その外側に溝形鋼材24を設けることで、拘束力を高めている。芯材22の長手方向の中間部は、両側に切欠部22aを形成した狭幅部22Aとし、この狭幅部22Aに歪みが集中することで、地震時等の層間変位の早期の段階から降伏し、効果的にエネルギー吸収できるようにしている。特許文献1は、上記の切欠部22aを形成した提案例の一つである。
An example of a conventional buckling restrained brace is shown in a sectional view in FIG. This buckling restraint brace is composed of a
上記従来例では、芯材22に狭幅部22Aが設けられているため、効果的にエネルギー吸収できると言う利点がある。しかし、図8のように、拘束材23の厚みを薄くした座屈拘束ブレースの場合、前記狭幅部22Aとなる長手方向中間部において、拘束材23のコンクリート25のパンチング破壊によって溝形鋼材24のウェブ24a(図中のA部)が面外方向に押し抜かれることがある。これにより、拘束材23が破壊する。
また,このような形状の座屈拘束ブレースでは,一時的な耐力低下を呈することがある。これは、芯材22に前記狭幅部22Aがあるために、座屈拘束ブレースの軸方向と直交する断面において、面外方向に作用する力(図8中に矢印Fで示す)がコンクリート25を介して溝形鋼材24のフランジ24bに伝達できず、ウェブ24aに直接伝達され、そのため、ウェブ24aに局部的な力を受けることに起因すると考えられる。拘束材23のコンクリート25がパンチング破壊した場合、コンクリート25は拘束材23としての性能が損なわれる。拘束材23の厚み寸法を大きくするとパンチング破壊を防止できるが、それでは拘束材23の重量増と、材料使用量の増大によるコスト増を回避できない。
In the above conventional example, since the
Also, buckling-restrained braces having such a shape may exhibit a temporary decrease in yield strength. This is because the
上記課題を解決する対策として、本発明者等は、拘束材23のコンクリート25内にある程度の量(断面積)の異形鉄筋を配置して補強した座屈拘束ブレースを提案した(特願2012−162568)。しかし、その効果についてはいま一つ理論構築に懸念がある。
As measures for solving the above problems, the present inventors proposed a buckling-restrained brace in which a certain amount (cross-sectional area) of deformed reinforcing bars is arranged and reinforced in the
この発明の目的は、重量の増加を抑え、かつ拘束材の一時的な耐力低下を生じさせることなくエネルギーの吸収性を向上させることができる座屈拘束ブレースを提供することである。 An object of the present invention is to provide a buckling-restrained brace that can suppress an increase in weight and can improve energy absorption without causing a temporary decrease in yield strength of the restraining material.
この発明の座屈拘束ブレースは、帯板状の鋼材からなる芯材と、この芯材の両面に沿って配置された一対の拘束材とを備え、前記芯材は、前記拘束材で挟まれた長さ範囲の間に、他の部分よりも幅を狭めたエネルギー吸収部を有し、前記拘束材が前記芯材側に開口する溝形鋼材とこの溝形鋼材内に充填されたコンクリートまたはモルタルからなる座屈拘束ブレースにおいて、
前記拘束材の、前記芯材に前記エネルギー吸収部が設けられた長さ範囲を含む幅方向の両側縁に補強鋼材を設けて前記溝形鋼材に接合したことを特徴とする。
The buckling-restraining brace of the present invention includes a core material made of a strip-shaped steel material and a pair of constraint materials arranged along both surfaces of the core material, and the core material is sandwiched between the constraint materials. A grooved steel member having an energy absorbing portion with a width narrower than that of the other part, and the constraining material opening on the core member side, and concrete filled in the grooved steel member In buckling restrained braces made of mortar,
A reinforcing steel material is provided on both side edges in the width direction including the length range in which the energy absorbing portion is provided on the core material of the restraint material, and is joined to the channel steel material.
この構成によると、芯材の長さ範囲の間に、他の部分よりも幅を狭めたエネルギー吸収部を有するため、このエネルギー吸収部に歪みが集中することで、地震時等の層間変位の早期の段階から降伏し、効果的なエネルギー吸収が行える。幅を狭めたエネルギー吸収部を有するが、拘束材の溝形鋼材における幅方向の両側縁に、芯材のエネルギー吸収部が設けられた長さ範囲を含んで長さ方向に延びる補強鋼材を接合したので、拘束材における破壊開始箇所が補強され、溝形鋼材ウェブ面の幅方向破壊長さを短小化することが出来る。このため、重量増を抑える目的で拘束材の断面を薄く設定しても、拘束材が座屈に十分抵抗し、パンチング耐力の増加および拘束力の増加が見込める。すなわち、重量の増加を抑え、かつ拘束材の一時的な耐力低下をより確実に解決でき、エネルギーの吸収性を向上させることができる。 According to this configuration, since the energy absorbing portion having a width narrower than other portions is provided between the length ranges of the core material, the strain is concentrated on the energy absorbing portion, so that the interlayer displacement during an earthquake or the like can be reduced. It yields from an early stage and can effectively absorb energy. Reinforced steel material that extends in the length direction including the length range in which the energy absorption portion of the core material is provided on both side edges in the width direction of the grooved steel material of the constraining material has an energy absorption portion with a narrow width. Therefore, the fracture start location in the restraint material is reinforced, and the fracture length in the width direction of the channel steel web surface can be shortened. For this reason, even if the cross section of the restraint material is set thin for the purpose of suppressing the increase in weight, the restraint material sufficiently resists buckling, and an increase in punching strength and an increase in restraint force can be expected. That is, an increase in weight can be suppressed, a temporary decrease in the yield strength of the restraint material can be more reliably solved, and the energy absorbability can be improved.
この発明において、前記補強鋼材が角パイプ形であって、前記溝形鋼材のフランジおよびウェブに溶接されていても良い。補強鋼材が角パイプ形であると、補強効果に優れ、また溝形鋼材のフランジおよびウェブの両方にこの角パイプ形の補強鋼材がが溶接されることで、より一層強固に補強される。
また、この発明の座屈拘束ブレースは、前記補強鋼材がアングル形であって、前記溝形鋼材のフランジおよびウェブに溶接されていてもよい。この構成の場合、補強のための鋼材使用量が少なくてすむ。
In the present invention, the reinforcing steel material may be a square pipe shape, and may be welded to a flange and a web of the channel steel material. When the reinforcing steel material is in the form of a square pipe, the reinforcing effect is excellent, and the reinforcing steel material in the form of a square pipe is welded to both the flange and the web of the groove-shaped steel material, whereby the reinforcing steel material is reinforced more firmly.
In the buckling restrained brace of the present invention, the reinforcing steel material may be an angle shape, and may be welded to a flange and a web of the channel steel material. In this configuration, the amount of steel used for reinforcement can be reduced.
この発明の座屈拘束ブレースは、帯板状の鋼材からなる芯材と、この芯材の両面に沿って配置された一対の拘束材とを備え、前記芯材は、前記拘束材で挟まれた長さ範囲の間に、他の部分よりも幅を狭めたエネルギー吸収部を有し、前記拘束材が前記芯材側に開口する溝形鋼材とこの溝形鋼材内に充填されたコンクリートまたはモルタルからなる座屈拘束ブレースにおいて、前記拘束材の、前記芯材に前記エネルギー吸収部が設けられた長さ範囲を含む幅方向の両側縁に補強鋼材を設けて前記溝形鋼材に接合したため、重量の増加を抑え、かつ拘束材の一時的な耐力低下をより確実に回避して、エネルギーの吸収性を向上させることができる。 The buckling-restraining brace of the present invention includes a core material made of a strip-shaped steel material and a pair of constraint materials arranged along both surfaces of the core material, and the core material is sandwiched between the constraint materials. A grooved steel member having an energy absorbing portion with a width narrower than that of the other part, and the constraining material opening on the core member side, and concrete filled in the grooved steel member In the buckling restrained brace made of mortar, since the reinforcing material is joined to the groove steel material by providing reinforcing steel materials on both side edges in the width direction including the length range in which the energy absorbing portion is provided in the core material, Energy absorption can be improved by suppressing an increase in weight and more reliably avoiding a temporary decline in the yield strength of the restraint material.
この発明の第1の実施形態を図1および図2と共に説明する。図1はこの座屈拘束ブレースの断面図を、図2(A),(B)はその部分破断平面図および部分破断側面図をそれぞれ示す。この座屈拘束ブレース1は、芯材2と、この芯材2の両面に沿って配置した一対の拘束材3,3とを有する。芯材2は、図2のように細長い平鋼板からなり、その長さ方向中間部は、長さ方向に沿う切欠部2aを両側に有する狭幅部となったエネルギー吸収部2Aとされている。芯材2の拘束材3,3間に介在した部分は、前記エネルギー吸収部2Aと、その両側に拘束材3と略同一幅で長さ方向に延びる幅広部2Cとでなる。芯材2の拘束材3よりも突出した両端部2Bは、柱や梁等の鉄骨材との継手となる部分であり、その両面の幅方向中央位置からそれぞれ垂直に突出するリブ2bを有する断面十字状とされている。芯材2の両端部2Bには図示しない複数のボルト孔が穿設されている。拘束材3は、芯材2の両端部2Bの先端部分を除く略全体を覆うように配置されている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a sectional view of the buckling restrained brace, and FIGS. 2A and 2B are a partially broken plan view and a partially broken side view, respectively. The
図1のように、前記一対の拘束材3,3は、それぞれ前記芯材2側が開口した溝形鋼材4と、この溝形鋼材4内に充填したコンクリートまたはモルタル5とで構成される。芯材2と拘束材3との間には粘弾性体からなるアンボンド材7が介在させてある。一対の拘束材3,3には、芯材2の前記エネルギー吸収部2Aが設けられた長さ範囲における幅方向の両側縁に、それぞれ補強鋼材6が設けられ、これらの補強鋼材6が溝形鋼材4に接合されている。この例では、補強鋼材6は角パイプ形、すなわち1本の断面正方形の角パイプからなり、溝形鋼材4のフランジ4bおよびウェブ4aに溶接されている。この角パイプからなる補強鋼材6は、その断面の1辺の長さが拘束材3のコンクリートまたはモルタル5の厚み寸法に等しく、かつ芯材2における切欠部2aの幅寸法内に略収まる寸法に設定されている。コンクリートまたはモルタル5の厚み寸法をhc、芯材2における前記エネルギー吸収部2Aの長さをLとすると、この例での補強鋼材6の長さは、L+2hcに設定され、補強鋼材6の長さ方向両端部が、それぞれ芯材3の切欠部2aから長さ方向にhcだけそれぞれはみ出すように配置されている。なお、図2ではコンクリートまたはモルタル5を省略して図示している。
As shown in FIG. 1, the pair of restraining
上記構成の座屈拘束ブレース1によると、芯材2の長さ方向中間部が、両側に長さ方向に沿う切欠部2aを有して狭幅部となったエネルギー吸収部2Aとされているため、このエネルギー吸収部2Aに歪みが集中することで、地震時等の層間変位の早期の段階から降伏し、効果的なエネルギー吸収が行える。切欠部2aの形成により狭幅部となったエネルギー吸収部2Aを有するが、拘束材3の溝形鋼材4における幅方向の両側縁には、芯材2のエネルギー吸収部2Aが設けられた長さ範囲に渡って長さ方向に延びる補強鋼材6を接合しているので、拘束材3における破壊開始箇所が補強され、コンクリートまたはモルタル5と溝形鋼材4の剥離が防止される。このため、重量増大を抑える目的で、図1のように拘束材3の断面を薄く設定しても、拘束材3が座屈に十分抵抗し、パンチング耐力の増加および拘束力の増加が見込める。
According to the buckling restrained
このように、上記構成の座屈拘束ブレース1によると、重量の増加を抑え、かつ拘束材3を耐力低下させることなくエネルギーの吸収性を向上させることができる。また、断面正方形の角パイプ形とされた補強鋼材6は、溝形鋼材4内にコンクリートまたはモルタル5を充填するときに、溝形鋼材4に溶接された補強鋼材6の高さを目安として、コンクリートまたはモルタル5を適正に充填できる。
Thus, according to the buckling
図3は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態の座屈拘束ブレース1は、図1および図2に示した実施形態において、前記補強鋼材6として断面正方形の角パイプ形のものに代えて、断面長方形の角パイプからなるものを、その長方形断面の長辺側が溝形鋼材4のウェブ4aに接するように配置している。補強鋼材6の長方形断面の短辺寸法は、溝形鋼材4内のコンクリートまたはモルタル5の厚み寸法よりも短く、長方形断面の長辺寸法は芯材2における切欠部2aの幅寸法内に略収まる寸法に設定されている。その他の構成および作用効果は先の実施形態の場合と同様である。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the buckling-restraining
図4は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の座屈拘束ブレース1は、図1および図2に示した実施形態において、前記補強鋼材6として断面正方形の角パイプ形のものに代えて断面長方形の角パイプからなるものを2本、それらの断面長辺側が重なった状態で、各断面短辺側が溝形鋼材4のフランジ4bに、断面長辺側が溝形鋼材4のウェブ4aにそれぞれ接するように配置している。重ねられた2本の補強鋼材6の長方形断面の短辺寸法の合計は、拘束材3のコンクリートまたはモルタル5の厚み寸法に等しく、かつ長方形断面の長辺寸法は芯材2における切欠部2aの幅寸法内に略収まる寸法に設定されている。この例の場合、補強鋼材6が2本重ねて設けられているため、補強効果がより高く得られる。その他の構成および作用効果は図1および図2に示す実施形態の場合と同様である。
FIG. 4 shows still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the buckling-restraining
図5は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の座屈拘束ブレース1は、図1および図2に示した実施形態において、補強鋼材6として断面正方形の角パイプ形のものに代えて断面長方形の角パイプからなるものを2本、それらの断面長辺側が重なった状態で、各断面短辺側が溝形鋼材4のウェブ4aに、断面長辺側が溝形鋼4のフランジ4bにそれぞれ接するように配置している。重ねられた2本の補強鋼材6の長方形断面の長辺寸法は、拘束材3のコンクリートまたはモルタル5の厚み寸法に等しく、かつ長方形断面の短辺寸法の合計は芯材2における切欠部2aの幅寸法内に略収まる寸法に設定されている。この例の場合も、補強鋼材6が2本重ねて設けられているため、補強効果がより高く得られる。その他の構成および作用効果は図1および図2に示す実施形態の場合と同様である。
FIG. 5 shows still another embodiment of the present invention. The buckling-restraining
図6は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の座屈拘束ブレース1は、図1および図2に示した実施形態において、補強鋼材6として断面正方形の角パイプ形のものを1本用いるのに代えて、それよりも小さい断面正方形の角パイプからなるものを3本、断面概形がL字状となるように配列し、そのL字状の角部が溝形鋼材4の角部に重なるように配置している。重ねられた補強鋼材6の2辺分の長さ寸法は、拘束材3のコンクリートまたはモルタル5の厚み寸法に等しく、かつ芯材2における切欠部2aの幅寸法内に略収まる寸法に設定されている。この例の場合は、補強鋼材6が3本重ねて設けられているため、補強効果がより高く得られる。その他の構成および作用効果は図1および図2に示す実施形態の場合と同様である。
FIG. 6 shows still another embodiment of the present invention. In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the buckling-restraining
図7は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態の座屈拘束ブレース1は、図1および図2に示した実施形態において、補強鋼材6として角パイプ形のものに代えて1本のアングル材を、その角部が内側に向き一辺が溝形鋼材4のフランジ4bと平行で他の一辺が溝形鋼材4のウェブ4aと平行となるように溝形鋼材4の角部に配置している。前記アングル材の1辺の長さ寸法は、拘束材3のコンクリートまたはモルタル5の厚み寸法に等しく、かつ芯材2における切欠部2aの幅寸法内に略収まる寸法に設定されている。この例の場合、アングル材を用いたため、角パイプを用いる場合に比べて鋼材使用量が少なくて済む。その他の構成および作用効果は図1および図2に示す実施形態と同様である。
FIG. 7 shows still another embodiment of the present invention. The buckling
1…座屈拘束ブレース
2…芯材
2A…エネルギー吸収部
2a…切欠部
3…拘束材
4…溝形鋼材
4a…ウェブ
4b…フランジ
5…コンクリートまたはモルタル
6…補強鋼材
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記拘束材の、前記芯材に前記エネルギー吸収部が設けられた長さ範囲を含む幅方向の両側縁に補強鋼材を設けて前記溝形鋼材に接合したことを特徴とする座屈拘束ブレース。 A core material made of a strip-shaped steel material, and a pair of restraint materials arranged along both sides of the core material, the core material being placed between the length ranges sandwiched between the restraint materials In a buckling restrained brace made of a grooved steel material in which the width of the energy absorbing part is narrower than that of the part, and the constraining material is open to the core material side and concrete or mortar filled in the grooved steel material,
A buckling-restraining brace characterized in that a reinforcing steel material is provided on both side edges in the width direction including the length range in which the energy absorbing portion is provided on the core material, and is joined to the channel steel material.
Priority Applications (1)
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JP2013082884A JP2014205969A (en) | 2013-04-11 | 2013-04-11 | Buckling restraining brace |
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Publications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106907040A (en) * | 2017-03-24 | 2017-06-30 | 上海大学 | A kind of stiffness variable buckling restrained brace of leaded core material |
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2013
- 2013-04-11 JP JP2013082884A patent/JP2014205969A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN106907040A (en) * | 2017-03-24 | 2017-06-30 | 上海大学 | A kind of stiffness variable buckling restrained brace of leaded core material |
CN106907040B (en) * | 2017-03-24 | 2023-11-17 | 上海大学 | Variable-rigidity buckling restrained brace made of lead-containing core material |
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