JP2014214503A

JP2014214503A - 棒状構造体

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Publication number: JP2014214503A
Application number: JP2013092958A
Authority: JP
Inventors: 昌治大久保; Shoji Okubo
Original assignee: Sumikei Nikkei Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Engineering Co Ltd
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2014-11-17
Anticipated expiration: 2033-04-25
Also published as: JP6119023B2

Abstract

【課題】必要な補剛効果を確保しつつも小断面化や軽量化を図ることが可能な座屈拘束型の棒状構造体を提供することを課題とする。【解決手段】棒状構造体Ａは、構造物Ｂ１，Ｂ２に接合されるアルミニウム合金製の軸力部材１と、軸力部材１の座屈を防止する鋼製の座屈拘束部材２とを備えるものである。軸力部材１は、パイプ状の中空材１１と、中空材１１の両端部を閉塞するエンド材１２，１２とを利用して形成し、座屈拘束部材２は、中空材１１に挿通するとよい。【選択図】図２

Description

本発明は、ブレース、筋交い、トラス構造のラチスなどとして使用される棒状構造体に関する。

軸力を受ける棒状構造体として、柱梁架構等に配置される座屈拘束型の鋼製ブレースが知られている（例えば、特許文献１〜３参照。）。

座屈拘束型の鋼製ブレースは、架構に接合される鋼製のブレース本体（軸力材）と、ブレース本体のオイラー座屈（曲げ座屈、横座屈とも言う）を防止する鋼製の座屈拘束部材とを備えるものである。鋼製ブレースにおいては、ブレース本体および座屈拘束部材の少なくとも一方を中空状とし、一方に他方を挿通した構成を採用することが多い。

なお、座屈拘束型のブレースに関する既往の研究（非特許文献１，２参照）によれば、座屈拘束部材のオイラー座屈荷重Ｐ_e（＝π²ＥＩ／Ｌ² ；Ｅ…座屈拘束部材のヤング係数、Ｉ…座屈拘束部材の断面二次モーメント、Ｌ…座屈拘束部材の長さ）をブレース本体の降伏軸力Ｐ_yで除した値（＝Ｐ_e／Ｐ_y）が大きいほど、座屈拘束部材による補剛効果が大きいとされている。

特許第３７０２８１８号公報特許第４８３０４９８号公報特許第５０３４５７９号公報

村瀬亮、外２名、「鋼モルタル板を用いた座屈拘束ブレースの実験的研究」、日本建築学会構造系論文集、社団法人日本建築学会、2007年10月、第620号、p.117-124 田所敦志、外３名、「鋼モルタル板を用いた座屈拘束ブレースの実験的研究」、日本建築学会構造系論文集、社団法人日本建築学会、2009年7月、第74巻、第641号、p.1363-1369

座屈拘束部材による補剛効果を高めるためには、例えば、座屈拘束部材の断面二次モーメントを大きくすればよいが、このようにすると、座屈拘束部材の断面積も大きくなってしまうので、棒状構造体の大断面化を招き、ひいては、重量の増加を招く虞がある。

このような観点から、本発明は、必要な補剛効果を確保しつつも小断面化や軽量化を図ることが可能な座屈拘束型の棒状構造体を提供することを課題とする。

このような課題を解決する第一の発明に係る棒状構造体は、構造物に接合されるアルミニウム合金製の軸力部材と、前記軸力部材のオイラー座屈を防止する鋼製の座屈拘束部材とを備えることを特徴とする。

第一の発明に係る棒状構造体は、曲げよりも軸力を主体的に受けるブレース、筋交い、トラス構造のラチス（弦材）などとして使用されるものである。
第一の発明によれば、軸力部材をアルミニウム合金製としているので、棒状構造体の軽量化を図ることが可能になる。また、鋼のヤング係数は、アルミニウム合金のヤング係数の約３倍であることから、座屈拘束部材を鋼製とすれば、その断面二次モーメントの大きさをアルミニウム合金製の座屈拘束部材を用いた場合に必要となる断面二次モーメントの１／３にしても、必要なオイラー座屈荷重Ｐ_e（＝π²ＥＩ／Ｌ²）を得ることができる。つまり、本発明によれば、必要な補剛効果を確保しつつも小断面化を図ることが可能になる。

なお、第一の発明においては、座屈拘束部材を中空状とし、座屈拘束部材に軸力部材を挿通してもよいし、軸力部材を中空状とし、軸力部材に座屈拘束部材を挿通してもよい。

軸力部材を中空状とする場合には、パイプ状の中空材と、前記中空材の両端部を閉塞するエンド材とを利用して軸力部材を形成し、前記中空材に前記座屈拘束部材を挿通するとよい。
このようにすると、鋼製の座屈拘束部材の全体が軸力部材によって覆われるようになるので、座屈拘束部材への雨水等の付着を防ぐことができ、ひいては、座屈拘束部材の腐食を防ぐことが可能になる。

軸力部材の中空材に座屈拘束部材を挿通する場合には、前記中空材の内空断面形状と略同一の外形を有する鋼管を前記座屈拘束部材とし、前記中空材の内面と前記座屈拘束部材の外面との間にクリアランスを設けるとよい。
座屈拘束部材の外形を中空材の内空断面形状と略同一にすると、軸力部材の中空材が如何なる方向に曲がろうとしても、座屈拘束部材の外面が中空材の内面に速やかに接触するので、中空材にオイラー座屈が発生する荷重を大きくすることが可能になる。また、中空材の内面と座屈拘束部材の外面との間にクリアランスを設けておけば、中空材の内面と座屈防止部材の外面との間に摩擦力が発生し難くなる結果、座屈拘束部材への軸力伝達を抑制することが可能になり、ひいては、座屈拘束部材がオイラー座屈すること（すなわち、補剛効果が損なわれること）を防止することが可能になる。

また、軸力部材の中空材に座屈拘束部材を挿通する場合には、前記座屈拘束部材の開口端に当接する当接部材と、前記エンド材から前記当接部材に至る支持部材とを設けるとともに、前記当接部材および前記支持部材の少なくとも一方を、前記座屈拘束部材のオイラー座屈荷重よりも小さい荷重で塑性変形するように構成するとよい。
このようにすると、当接部材と支持部材とによって座屈拘束部材が中空材内部の所定位置に位置決めされることになるが、エンド材を介して当接部材および支持部材に大きな軸力が作用したときには、当接部材および支持部材の少なくとも一方に塑性変形が発生するようになる。すなわち、当接部材および支持部材の少なくとも一方が塑性変形するように構成しておけば、座屈拘束部材に軸力が伝わりに難くなるので、軸力部材に大きな軸力が作用したときでも、座屈拘束部材にオイラー座屈が発生することを抑制することが可能になり、したがって、座屈拘束部材の小断面化を図っても、軸力部材に対する必要な補剛効果を確保することが可能になる。

エンド材に雌ねじ孔を形成し、前記雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を支持部材に設けるとともに、支持部材から押抜力を受けて塑性変形するプレート材を当接部材とするとよい。
このようにすると、簡易な構成でありながらも、雄ねじ部のねじ込み操作によって当接部材の位置（すなわち、座屈拘束部材の位置）を調整することが可能になり、さらには、プレート材からなる当接部材が塑性変形することによって、座屈拘束部材への軸力伝達を抑制することが可能になる。

上記課題を解決する第二の発明に係る棒状構造体は、構造物に接合される中空の軸力部材と、前記軸力部材に収容された座屈拘束部材と、前記座屈拘束部材の端面に当接する当接部材と、前記軸力部材の端部から前記当接部材に至る支持部材とを備える棒状構造体であって、前記当接部材および前記支持部材の少なくとも一方は、前記座屈拘束部材のオイラー座屈荷重よりも小さい荷重で塑性変形する、ことを特徴とする。

第二の発明によれば、軸力部材を介して当接部材および支持部材に大きな軸力が作用したときに、当接部材および支持部材の少なくとも一方に塑性変形が発生するようになる。すなわち、第二の発明によれば、座屈拘束部材に軸力が伝わりに難くなるので、軸力部材に大きな軸力が作用したときでも、座屈拘束部材にオイラー座屈が発生すること（すなわち、補剛効果が損なわれること）を抑制することが可能になり、したがって、座屈拘束部材の小断面化を図っても、軸力部材に対する必要な補剛効果を確保することが可能になる。

前記軸力部材が、パイプ状の中空材と、前記中空材の両端部を閉塞するエンド材とを具備している場合には、前記エンド材に、前記中空材の内部に通じる雌ねじ孔を形成するとともに、前記雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を前記支持部材に設け、前記支持部材から押抜力を受けて塑性変形するプレート材を前記当接部材とするとよい。
このようにすると、簡易な構成でありながらも、雄ねじ部のねじ込み操作によって当接部材の位置（座屈拘束部材の位置）を調整することが可能になり、さらには、プレート材からなる当接部材が塑性変形することによって、座屈拘束部材への軸力伝達を抑制することが可能になる。

本発明によれば、小径化や軽量化を図りつつも高い補剛効果を得ることが可能になる。

本発明の実施形態に係る棒状構造体の使用状態を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る棒状構造体の断面図である。軸力部材、当接部材および支持部材の分解斜視図である。当接部材に塑性変形が発生した状態を示す断面図である。実施例に係る棒状構造体の復元力特性を示すグラフである。比較例に係る棒状構造体の復元力特性を示グラフである。

本実施形態に係る棒状構造体Ａは、図１に示すように、構造物である枠状フレームＢに接合されたブレースであり、枠状フレームＢとともに後付けの補強架構を構成している。この補強架構は、既存の柱梁架構Ｃを耐震補強するものである。

棒状構造体Ａは、図２に示すように、中空の軸力部材１と、軸力部材１に収容された座屈拘束部材２と、座屈拘束部材２の端面に当接する当接部材３と、軸力部材１の端部から当接部材３に至る支持部材４とを備えている。

軸力部材１は、地震力に起因して枠状フレームＢ（図１参照）がせん断変形した際に軸力を受ける部材である。図１に示すように、軸力部材１の一方の端部は、枠状フレームＢの角部の接合部Ｂ１に接合されており、軸力部材１の他方の端部は、枠状フレームＢの辺部の接合部Ｂ２に接合されている。

本実施形態の軸力部材１は、図３に示すように、パイプ状の中空材１１と、中空材１１の両端部を閉塞するエンド材１２，１２とを備えている。

中空材１１は、アルミニウム合金製の押出形材からなる。中空材１１の外形および内空断面形状は、いずれも円形である。なお、中空材１１の外形および内空断面形状は、矩形、多角形、楕円形など円形以外の形状としても差し支えない。

本実施形態では、中空材１１の母材として、溶接により軟化することのないＡ５０８３−Ｏ合金（焼きなましをしたＡｌ−Ｍｇ系合金）を用いている。Ａ５０８３−Ｏ合金は、耐力は低いものの、母材の降伏により大きな塑性変形能力が得られるので、エネルギー吸収能力が高い靭性型の復元力特性を実現することが可能になる。

なお、中空材１１の母材としては、非熱処理型合金であるＪＩＳ規格の５０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ系合金）のほか、熱処理型合金であるＪＩＳ規格の６０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）やＪＩＳ規格の７０００系アルミニウム合金（Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金）を用いることができる。
６０００系アルミニウム合金を用いる場合には、高い耐力を有するＡ６０６１−Ｔ６合金（溶体化処理後に焼入れ処理をし、その後に人工時効処理をしたＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金）が好適である。
７０００系アルミニウム合金を用いる場合には、Ａ７００３−Ｔ５合金（常温まで冷却した後に人工時効処理をしたＡｌ−Ｚｎ−Ｍｇ系合金）が好適である。Ａ７００３−Ｔ５合金は、耐力が高くヤング係数が低いため、強度型の復元力特性を実現することが可能になる。

エンド材１２は、アルミニウム合金製の押出形材を切削して形成したものである。エンド材１２の母材は、Ａ７００３−Ｔ５合金である。

本実施形態のエンド材１２は、中空材１１の端部に接合される蓋部１ａと、蓋部１ａに立設された一対のフォーク１ｃ，１ｃとを備えている。蓋部１ａには、雌ねじ孔１ｂが形成されており、各フォーク部１ｃには、ピン孔１ｄが形成されている。

蓋部１ａは、中空材１１の内部に挿入される部分（小径部）と、中空材１１の端面に突き合わされる部分（大径部）とを備えていて、段付き円柱状を呈している。小径部の外径は中空材１１の内径以下であり、大径部の外径は、中空材１１の外径と等しい。蓋部１ａの大径部と中空材１１との突き合わせ部は、その全周に亘って接合されている。

雌ねじ孔１ｂは、蓋部１ａを貫通している。本実施形態の雌ねじ孔１ｂは、フォーク１ｃ，１ｃの間において蓋部１ａの外側の端面に開口するとともに、蓋部１ａの内側（中空材１１の内空側）の端面の中央に開口している。雌ねじ孔１ｂの孔壁には、雌ネジが螺刻されている。また、雌ねじ孔１ｂの中心軸は、中空材１１の中心軸と一致している。

フォーク１ｃ，１ｃは、互いに平行に設けられていて、図２に示すように、構造物の接合部Ｂ１，Ｂ２の厚さと同等の間隔をあけて対向している。

ピン孔１ｄは、フォーク１ｃを貫通している（図３参照）。ピン孔１ｄには、接合用のピンＤが挿入される。一方のピン孔１ｄの中心軸は、他方のピン孔１ｄの中心軸と同軸であり、かつ、中空材１１の中心軸に直交している。

座屈防止部材２は、軸力部材１のオイラー座屈（曲げ座屈）を防止する目的で配置された部材である。本実施形態の座屈防止部材２は、中空材１１よりも短尺の鋼管からなり、座屈防止部材２の全体が中空材１１に挿通されている。座屈防止部材２の母材は、ＳＴＫ４００（一般構造用炭素鋼）である。座屈防止部材２の外形は、中空材１１の内空断面形状と略同一であり、中空材１１の内面と座屈拘束部材２の外面との間には、クリアランス（隙間）が設けられている。本実施形態では、座屈防止部材２の全周に亘って１．５ｍｍのクリアランスを確保できるよう、座屈防止部材２の外径を中空材１１の内径よりも３ｍｍだけ小さくしている。なお、クリアランスの大きさは、中空材１１の内径や座屈拘束部材２の外径等に応じて適宜設定すればよい。

当接部材３は、座屈拘束部材２の内径よりも大きな直径を有する円板状のプレート材からなり（図３参照）、座屈拘束部材２の開口端に当接している。なお、本実施形態の当接部材３は、座屈拘束部材２の外径よりも若干大きな直径を有している。当接部材３は、支持部材４から受ける押抜力によって塑性変形するように形成されているが（図４参照）、地震力に起因した軸力が軸力部材１に作用しない通常時においては、支持部材４とともに座屈拘束部材２の位置決めとして機能する。なお、当接部材３の板厚は、座屈拘束部材２のオイラー座屈荷重よりも小さい荷重で塑性変形するような大きさに設定する。

支持部材４は、段付きボルト４１と、段付きボルト４１の小径部に螺合されるナット４２とを備えている。

段付きボルト４１は、図２に示すように、エンド材１２の雌ねじ孔１ｂに螺合する第一雄ねじ部４ａと、当接部材３の貫通孔に挿入される第二雄ねじ部４ｂとを備えている。第一雄ねじ部４ａのフォーク１ｃ側の端面には、六角棒レンチ等の工具を係合するための六角穴（図示略）が凹設されており、座屈拘束部材２側の端面には、第二雄ねじ部４ｂが突設されている。第一雄ねじ部４ａの外径は、当接部材３の貫通孔の孔径よりも大きく、第一雄ねじ部４ａの端面は、当接部材３の貫通孔の開口縁部に係止される。第二雄ねじ部４ｂは、第一雄ねじ部４ａよりも小径であり、エンド材１２側から当接部材３の貫通孔に挿通される。貫通孔から突出した第二雄ねじ部４ｂには、ナット４２が螺合されている。すなわち、当接部材３は、ナット４２と第一雄ねじ部４ａの端面とによって挟持されている。

棒状構造体Ａを製造する手順の一例は、次のとおりである。
まず、中空材１１の一方の端部にエンド部材１２を接合する。具体的には、蓋部１ａの小径部を中空材１１の内部に挿入しつつ、蓋部１ａの大径部を中空材１１の端面に突き合わせ、蓋部１ａの大径部と中空材１１との突き合わせ部を全周に亘って溶接接合または摩擦攪拌接合を施せばよい。あるいは、中空材１１とエンド部材１２とを相対回転させつつ突き合わせて両者を摩擦圧接してもよい。なお、当接部材３および支持部材４は、エンド部材１２を中空材１１に接合する前にエンド部材１２に装着しておく。

次に、中空材１１の開口端から座屈拘束部材２を挿入し、その後、中空材１１の他方の端部（開口端）にエンド部材１２を接合する。

中空材１１の両端にエンド部材１２を接合したら、支持部材４をねじ込み、当接部材３を座屈拘束部材２の端面に当接させる。

本実施形態に係る棒状構造体Ａの作用効果は、次のとおりである。
棒状構造体Ａでは、軸力部材１をアルミニウム合金製としているので、棒状構造体Ａの軽量化を図ることが可能になる。

また、棒状構造体Ａでは、軸力部材１の内部に座屈拘束部材２を収容しているので、座屈拘束部材２の断面二次モーメントを無制限に大きくすることはできないが、アルミニウム合金よりもヤング係数の大きい鋼製の座屈拘束部材２を使用しているので、座屈拘束部材２をアルミニウム合金製とした場合よりも、座屈拘束部材２のオイラー座屈荷重Ｐ_e（＝π²ＥＩ／Ｌ² ；Ｅ…座屈拘束部材２のヤング係数、Ｉ…座屈拘束部材２の断面二次モーメント、Ｌ…座屈拘束部材２のピン間距離）は大きくなり、したがって、座屈拘束部材２による補剛効果が大きなものとなる。すなわち、鋼のヤング係数は、アルミニウム合金のヤング係数の約３倍であることから、座屈拘束部材２を鋼製とすれば、その断面二次モーメントの大きさをアルミニウム合金製の座屈拘束部材を用いた場合に必要となる断面二次モーメントの１／３にしても、必要なオイラー座屈荷重Ｐ_e（＝π²ＥＩ／Ｌ²）を得ることができる。このように、棒状構造体Ａによれば、必要な補剛効果を確保しつつも小断面化を図ることが可能になる。

棒状構造体Ａでは、中空材１１の両端の開口をエンド部材１２，１２で閉塞したので、軸力部材１は、密閉された容器となる。すなわち、棒状構造体Ａによれば、座屈拘束部材２の全体が軸力部材１によって覆われるようになるので、座屈拘束部材２への雨水等の付着を防ぐことができ、ひいては、座屈拘束部材２の腐食を防ぐことが可能になる。また、棒状構造体Ａでは、軸力部材Ａの内部に配置した当接部材３と支持部材４によって、座屈拘束部材２が保持されるので、座屈拘束部材２を所定位置に位置決めすることができる。

棒状構造体Ａでは、座屈拘束部材２の外形を中空材１１の内空断面形状と略同一にしているが、このようにすると、軸力部材１の中空材１１が如何なる方向に曲がろうとしても、座屈拘束部材２の外面が中空材１１の内面に速やかに接触するようになるので、中空材１１にオイラー座屈が発生する荷重を大きくすることが可能になる。

また、棒状構造体Ａでは、中空材１１の内面と座屈拘束部材２の外面との間にクリアランスを設けているが、このようにすると、中空材１１の内面と座屈防止部材２の外面との間に摩擦力が発生し難くなる結果、座屈拘束部材２への軸力伝達を抑制することが可能になり、ひいては、座屈拘束部材２がオイラー座屈することを防止することが可能になる。

地震力に起因して枠状フレームＢ（図１参照）にせん断変形が生じ、軸力部材１に圧縮力が作用すると、当接部材３および支持部材４を介して座屈防止部材２にも圧縮力が作用することになるが、当接部材３が支持部材４から受ける押抜力が大きくなると、図４に示すように、当接部材３に円錐状の塑性曲げ変形が発生するようになるので、座屈拘束部材２に大きな圧縮力が作用することを防ぐことができる。なお、当接部材３は、座屈拘束部材２に接合されていないので、座屈拘束部材２に引張力が伝わることはない。このように、棒状構造体Ａによれば、座屈拘束部材２に軸力が伝わりに難くなるので、軸力部材１に大きな軸力が作用したときでも、座屈拘束部材２にオイラー座屈が発生することを抑制することが可能になり、したがって、座屈拘束部材２の小断面化を図っても、軸力部材１に対する必要な補剛効果を確保することが可能になる。

なお、本実施形態では、当接部材３を座屈拘束部材２に固定せずに支持部材４に固定した場合を例示したが、当接部材３を溶接等によって座屈拘束部材２に固定し、当接部材３を支持部材４に固定しない構造としてもよい。また、一方の当接部材３を溶接等によって座屈拘束部材２に固定し、他方の当接部材３のみを座屈拘束部材２に固定しない構造としてもよい。また、本実施形態では、当接部材３に塑性変形が発生する場合を例示したが、細径の支持部材４を用いるなどして、支持部材４に塑性変形が発生するように構成してもよい。

また、本実施形態では、座屈防止部材２の外形を中空材１１の内空断面形状と略同一としたが、適宜変更してもよい。例えば、図示は省略するが、円筒形の中空材１１に対して、角筒形、Ｈ形、Ｉ形、溝形、山形、十字形の座屈防止部材２を用いてもよい。

また、本実施形態では、座屈拘束部材２の外側に中空状の軸力部材１を配置した場合を例示したが、軸力部材の外側に中空状の座屈拘束部材を配置してもよい。

棒状構造体Ａの作用効果を確認する試験を実施した。
実施例においても、軸力部材１はアルミニウム合金製（中空材１１：Ａ５０８３−Ｏ合金、エンド材１２：Ａ７００３−Ｔ５合金）であり、座屈拘束部材２は鋼製（ＳＴＫ４００）である。また、当接部材３および支持部材４はオーステナイト系のステンレス鋼製（ＳＵＳ３０４）である。棒状構造体Ａの諸元は、表１に示すとおりである。

比較例１，２に係る棒状構造体は、アルミニウム合金製の軸力部材１のみからなり、座屈拘束部材２、当接部材３および支持部材４を備えていない。
なお、比較例１に係る棒状構造体では、軸力部材１の中空材１１をＡ５０８３−Ｏ合金、エンド材１２をＡ７００３−Ｔ５合金とし、比較例２に係る棒状構造体では、軸力部材１の中空材１１をＡ７００３−Ｔ５合金、エンド材１２をＡ７００３−Ｔ５合金としている。
比較例１，２における軸力部材１の諸元は、表１に示すものと同じである。

実施例に係る棒状構造体Ａおよび比較例に係る棒状構造体のそれぞれに対して繰り返し載荷試験（正負交番で軸力を付与する試験）を行い、図５および図６に示す復元力特性を得た。横軸は、軸歪み（＝軸方向の変形量δ／ピン間距離Ｌ×１００（％））であり、縦軸は、中空材１１に作用する応力（＝軸力／中空材１１の断面積）である。

図５に示すように、実施例に係る棒状構造体Ａでは、中空材１１に作用する圧縮応力が３００（Ｎ／ｍｍ²）まで達してもオイラー座屈が発生せず、引張と圧縮とで履歴特性が同等となった。つまり、実施例に係る棒状構造体Ａによれば、軸力部材１にオイラー座屈が生じ難くなる結果、地震エネルギーを効果的に吸収し得る紡錘形の復元力特性が得られるので、構造物に対して制震性能を付与することも可能となる。なお、試験後の棒状構造体Ａを確認したところ、当接部材３に塑性変形（図４参照）が発生していたものの、座屈防止部材２は健全な状態（オイラー座屈が発生しない状態）であった。

これに対し、比較例１に係る棒状構造体では、母材の降伏により大きな塑性変形能力が得られるＡ５０８３−Ｏ合金を用いて中空材を形成しているので、図６に示すように、地震エネルギーをある程度は吸収できるものの、その量は、実施例に係る棒状構造体Ａに比べると小さい。
また、比較例２に係る棒状構造体では、耐力が高くヤング係数が低いＡ７００３−Ｔ５合金を用いて中空材を形成しているので、比較例１よりも大きな軸力まで耐えることができるが、中空材に作用する圧縮応力が２５０（Ｎ／ｍｍ²）となった時点で中空材にオイラー座屈が発生してしまい、その後は耐力が低下してしまったので、地震エネルギーの吸収量は、実施例に係る棒状構造体Ａに比べて大幅に小さくなった。

Ａ棒状構造体
Ｂ枠状フレーム（構造物）
１軸力部材
１１中空材
１２エンド材
１ｂ雌ねじ孔
２座屈拘束部材
３当接部材
４支持部材
４１段付きボルト
４ａ第一雄ねじ部
４ｂ第二雄ねじ部

Claims

構造物に接合されるアルミニウム合金製の軸力部材と、
前記軸力部材の座屈を防止する鋼製の座屈拘束部材とを備えることを特徴とする棒状構造体。
前記軸力部材は、パイプ状の中空材と、前記中空材の両端部を閉塞するエンド材とを有し、
前記座屈拘束部材は、前記中空材に挿通されている、ことを特徴とする請求項１に記載の棒状構造体。
前記座屈拘束部材は、前記中空材の内空断面形状と略同一の外形を有する鋼管からなり、
前記中空材の内面と前記座屈拘束部材の外面との間にクリアランスが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の棒状構造体。
前記座屈拘束部材の開口端に当接する当接部材と、
前記エンド材から前記当接部材に至る支持部材とを備えており、
前記当接部材および前記支持部材の少なくとも一方は、前記座屈拘束部材のオイラー座屈荷重よりも小さい荷重で塑性変形する、ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の棒状構造体。
前記エンド材には、前記中空材の内部に通じる雌ねじ孔が形成されており、
前記支持部材は、前記雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を有し、
前記当接部材は、前記支持部材から押抜力を受けて塑性変形するプレート材からなる、ことを特徴とする請求項４に記載の棒状構造体。
構造物に接合される中空の軸力部材と、
前記軸力部材に収容された座屈拘束部材と、
前記座屈拘束部材の端面に当接する当接部材と、
前記軸力部材の端部から前記当接部材に至る支持部材とを備える棒状構造体であって、
前記当接部材および前記支持部材の少なくとも一方は、前記座屈拘束部材のオイラー座屈荷重よりも小さい荷重で塑性変形する、ことを特徴とする棒状構造体。
前記軸力部材は、パイプ状の中空材と、前記中空材の両端部を閉塞するエンド材とを有し、
前記エンド材には、前記中空材の内部に通じる雌ねじ孔が形成されており、
前記支持部材は、前記雌ねじ孔に螺合する雄ねじ部を有し、
前記当接部材は、前記支持部材から押抜力を受けて塑性変形するプレート材からなる、ことを特徴とする請求項６に記載の棒状構造体。