JP2015004173A - 座屈拘束ブレース - Google Patents

Abstract

【課題】互いに接合された二つの座屈拘束材が相対的に変位してしまうことを抑制し、ブレース心材に強い圧縮力が加わった場合における座屈を抑制することのできる座屈拘束ブレースを提供すること。【解決手段】この座屈拘束ブレース１００は、座屈拘束材として第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とを有しており、ブレース心材１１０を第一拘束材１５０と第二拘束材１７０との間に挟み込んだ状態で、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とが互いに溶接接合されている。第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とは、それぞれの表面の一部を互いに当接させた当接面１７３、１７４のうち、当該当接面１７３、１７４の外縁よりも中央寄りの部分において互いに溶接接合されている。【選択図】図３

Description

本発明は、柱と梁との間等に配置して、建物を補強するための座屈拘束ブレースに関する。

建物を補強することを目的として、例えば一端が柱に接続され、他端が梁に接続される棒状の補強部材（ブレース）を配置することがある。建物が変形しようとした際においては、補強部材にはその長手方向に沿って圧縮力又は引っ張り力のいずれかが加わることとなる。

補強部材は、その長手方向に沿って強い圧縮力を受けた際には座屈してしまう恐れがあり、その場合には建物を十分に補強することができない。そこで、圧縮力や引っ張り力を直接受ける部材であるブレース心材とは別に、ブレース心材の座屈を抑制するための部材である座屈拘束材を備えた構成の補強部材が提案され、実用化されている。座屈拘束材は、圧縮力を受けたブレース心材がその長手方向とは垂直な方向に変形しようとした際において、当該変形を抑制する方向に力が加わるように、ブレース心材の周囲に配置される部材である。このような座屈拘束材を備えた補強部材は、「座屈拘束ブレース」と称されている。尚、座屈拘束材からブレース心材に対して加わる上記のような力を、以下では「座屈拘束力」とも称する。

下記特許文献１には、それぞれ板状に形成された２枚の座屈拘束材の間にブレース心材を挟み込み、座屈拘束材同士を互いにボルト接合した構成の座屈拘束ブレースが記載されている。このような構成の座屈拘束ブレースは、ボルトを締結するという簡易な作業によって形成することが可能である。しかし、互いに接合された２枚の座屈拘束材は完全に一体となっているわけではない。このため、ブレース心材に加わる圧縮力の大きさによっては、２枚の座屈拘束材が互いに当接する面に沿って僅かにずれてしまう可能性がある。また、ボルトがその軸方向に沿って伸びるように変形してしまう可能性もある。このため、ブレース心材が圧縮力を受けて変形しようとした際においては、当該変形を抑制するために必要な大きさの座屈拘束力をブレース心材に加えることができず、座屈の抑制を十分に行えない場合がある。

これに対し、下記特許文献２には、２つの座屈拘束材を互いに溶接接合した構成の座屈拘束ブレースが記載されている。具体的には、２つの座屈拘束材のそれぞれの表面の一部を互いに当接させて、当該当接面の外縁の一部に沿って溶接した構成の座屈拘束ブレースが記載されている。このような構成においては、ボルト接合の場合に比べて座屈拘束材同士のずれ等は抑制されるため、比較的強い座屈拘束力がブレース心材に対して加えられる。換言すれば、比較的強い圧縮力がブレース心材に加わった場合であっても、ブレース心材の座屈を抑制することができる。

特開２０１２−９２５０５号公報 特開２０１２−２２９５７２号公報

上記特許文献２に記載の座屈拘束ブレースは、上記のように、二つの座屈拘束材を互いに当接させて、その当接面において両者を互いに溶接接合した構成となっている。しかし、接合されているのは当接面の外縁（の一部）のみであり、当接面の大部分は単に面接触しているだけである。このため、圧縮力を受けたブレース心材が変形しようとした際においては、二つの座屈拘束材が当接面の一部において離間してしまったり、当接面に沿ってずれてしまったりするようなことが依然として生じ得る。このように、二つの座屈拘束材が相対的に変位してしまうと、ブレース心材の変形が十分に抑制されず、座屈が生じてしまう恐れがある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、互いに接合された二つの座屈拘束材が相対的に変位してしまうことを抑制し、ブレース心材に強い圧縮力が加わった場合における座屈を抑制することのできる座屈拘束ブレースを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る座屈拘束ブレースは、両端部がそれぞれ柱又は梁に接続されるブレース心材と、前記ブレース心材の周囲を包囲し、前記ブレース心材の座屈を抑制する座屈拘束材と、を備えた座屈拘束ブレースであって、前記座屈拘束材は、第一拘束材と、第二拘束材とを有しており、前記ブレース心材を前記第一拘束材と前記第二拘束材との間に挟み込んだ状態で、前記第一拘束材と前記第二拘束材とが互いに溶接接合されてなるものであって、前記第一拘束材と前記第二拘束材とは、それぞれの表面の一部を互いに当接させた当接面のうち、当該当接面の外縁よりも中央寄りの部分において互いに溶接接合されていることを特徴としている。

本発明に係る座屈拘束ブレースは、ブレース心材と、座屈拘束材とを備えている。ブレース心材は、両端部がそれぞれ柱又は梁に接続される部材であって、建物が変形しようとした際において、その長手方向に沿って柱や梁等からの圧縮力又は引っ張り力を直接受けるための部材である。

座屈拘束材は、ブレース心材の周囲を包囲し、ブレース心材の座屈を抑制するための部材である。すなわち、柱や梁等からの圧縮力等を直接受けるための部材ではなく、ブレース心材が座屈する方向に変形しようとした際において、当該ブレース心材からの力を受けるための部材である。換言すれば、ブレース心材の周囲から、ブレース心材の長手方向に対して垂直な方向の力（座屈拘束力）を加えることで、ブレース心材の座屈を抑制するように配置された部材である。

座屈拘束材は、第一拘束材と第二拘束材とを有している。座屈拘束材は、ブレース心材を第一拘束材と第二拘束材との間に挟み込んだ状態で、第一拘束材と第二拘束材とが互いに溶接接合された構成となっている。

第一拘束材と第二拘束材とは、それぞれの表面の一部を互いに当接させた当接面のうち、当該当接面の外縁よりも中央寄りの部分において互いに溶接接合されている。すなわち、第一拘束材と第二拘束材との溶接箇所が、両者の当接面の外縁とは重なっておらず、溶接箇所の周囲全体が当接面に囲まれているような状態となっている。

このため、例えば当接面の外縁の一部のみを溶接したような場合と比べると、当接面のうち、互いに当接しているだけで一体とはなっていない領域（溶接箇所以外の領域）は比較的狭くする事ができる。その結果、第一拘束材と第二拘束材とが相対的に変位してしまうような変形の自由度は小さくなっており、第一拘束材と第二拘束材とが当接面に沿ってずれてしまうことや、当接面とは垂直な方向に変位（離間）することはいずれも抑制される。

このような構成であるから、ブレース心材に強い圧縮力が加わり、ブレース心材が座屈する方向に変形しようとした際においては、比較的強い座屈拘束力が座屈拘束材からブレース心材へと加えられる。その結果、ブレース心材の座屈を抑制することができる。

また、本発明に係る座屈拘束ブレースでは、前記当接面は、前記ブレース心材のうち、当該当接面に最も近接する表面に対して垂直であることも好ましい。

この好ましい態様では、第一拘束材と第二拘束材とが互いに当接している当接面は、ブレース心材のうち、当該当接面に最も近接する表面に対して垂直である。すなわち、ブレース心材の表面から外方に向けて突出するように配置されている。このため、第一拘束材と第二拘束材とを重ね合わせ、一方から他方に向けて溶接接合する際において、溶接熱が主に伝達される方向はブレース心材の表面に向かう方向とはならず、ブレース心材の表面に対して略平行な方向となる。その結果、ブレース心材に対する溶接熱の流入が抑制されるため、ブレース心材の温度が上昇し過ぎて心材が熱変形してしまうことや、金属の性質が劣化してしまうことがない。

また、本発明に係る座屈拘束ブレースでは、前記ブレース心材のうち、柱又は梁に接続される両端部以外の部分は、その長手方向に対して垂直な断面の形状が長方形となるような薄板であって、前記当接面は、前記長方形の長辺に沿った方向において、前記ブレース心材よりも外側となる位置に配置されていることも好ましい。

この好ましい態様では、ブレース心材のうち、柱又は梁に接続される両端部以外の部分は、その長手方向に対して垂直な断面の形状が長方形となるような薄板である。また、第一拘束材と第二拘束材とが互いに当接している当接面は、上記長方形の長辺に沿った方向において、ブレース心材よりも外側となる位置に配置されている。すなわち、薄板状のブレース心材を、その広い方の表面に対して垂直な方向から見た場合において、ブレース心材と重ならない位置に当接面が配置されており、当該当接面において第一拘束材と第二拘束材とが互いに溶接接合されている。

ブレース心材の断面形状を長方形とすることにより、座屈拘束ブレースの厚さを薄くすることができる。また、その厚さ方向（長方形の短辺に沿った方向）に重ならない位置において、第一拘束材と第二拘束材とが互いに溶接接合されているため、座屈拘束ブレースの厚さを更に薄くすることができる。

また、本発明に係る座屈拘束ブレースでは、前記第一拘束材には、前記第二拘束材に向かって突出する突出部が形成されており、前記当接面は前記突出部の先端に形成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、第一拘束材には、第二拘束材に向かって突出する突出部が形成されており、当接面は当該突出部の先端に形成されている。このような構成とすることにより、第二拘束材の表面側から当接面までの距離を小さくすることができる。換言すれば、座屈拘束ブレースの表面から溶接個所までの深さを浅くすることができる。このため、座屈拘束ブレースを形成するための溶接作業を容易に行うことが可能となる。

また、本発明に係る座屈拘束ブレースでは、前記第一拘束材は、一部が前記ブレース心材に対向する平坦面を有しており、前記突出部は、前記平坦面のうち前記ブレース心材に対向しない部分に対して、板状体を溶接接合することにより形成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、第一拘束材は、一部がブレース心材に対向する平坦面を有している。また、突出部は、当該平坦面のうちブレース心材に対向しない部分に対して、板状体を溶接接合することにより形成されている。

複雑な形状の部材を用意する必要がなく、第一拘束材の平坦面に対して板状体を溶接接合するという簡単な方法により、第二拘束材に向かって突出する突出部を形成することができる。

また、本発明に係る座屈拘束ブレースでは、前記第一拘束材と前記第二拘束材とは、栓溶接、溝溶接、隅肉孔溶接、隅肉溝溶接のいずれかによって互いに溶接接合されていることも好ましい。

この好ましい態様では、第一拘束材と第二拘束材とは、栓溶接、溝溶接、隅肉孔溶接、隅肉溝溶接のいずれかによって互いに溶接接合されている。このため、第一拘束材と第二拘束材との当接面の外周部分を例えば隅肉溶接により接合する場合に比べて、溶接作業を容易に且つ短時間で行うことができる。

本発明によれば、互いに接合された二つの座屈拘束材が相対的に変位してしまうことを抑制し、ブレース心材に強い圧縮力が加わった場合における座屈を抑制することのできる座屈拘束ブレースを提供することができる。

本発明の実施形態に係る座屈拘束ブレースが、柱と梁との接続部に取り付けられた状態を示す図である。 図１に示した座屈拘束ブレースの分解組立図である。 図１に示した座屈拘束ブレースをその長手方向に対して垂直な面で切断した様子を示す断面図である。 本発明の比較例に係る座屈拘束ブレースにおいて、座屈拘束材が変形する様子を説明するための断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る座屈拘束ブレース１００が、柱２００と梁３００との接続部に取り付けられた状態を示す図である。図１においては、鉛直方向に沿って配置された柱２００と、水平方向に沿って配置された梁３００とが、複数のボルトＢＴ１によって締結固定されている。

柱２００は、内部に空間が形成された鋼製の角柱であって、ボルトＢＴ１を挿通するための複数の貫通孔２１０がその側面に形成されている。

梁３００は、互いに平行な一対のフランジ３１０、３２０と、これらを繋ぐウェブ３３０とを有するＨ形鋼である。梁３００の長手方向端部には、フランジ３１０、３２０、及びウェブ３３０のいずれに対しても垂直な固定フランジ３４０が溶接固定されている。また、固定フランジ３４０には、柱２００に形成された複数の貫通孔２１０にそれぞれ対応する位置において、複数の貫通孔３４１が形成されている。梁３００は、固定フランジ３４０を柱２００の側面に当接させた状態で、ボルトＢＴ１を貫通孔２１０及び貫通孔３４１に挿入して締結することにより、柱２００に対して固定されている。

図１に示したように、座屈拘束ブレース１００は、柱２００と梁３００との接続部において方杖として取り付けられことにより、当該接続部を補強するための部材である。座屈拘束ブレース１００は、その上端部を梁３００のフランジ３２０に対して下方側から当接させた状態で、ボルトＢＴ２により梁３００に締結固定されている。また、座屈拘束ブレース１００は、その下端部を柱２００の側面に対して当接させた状態で、ボルトＢＴ３により柱２００に締結固定されている。

図２は、座屈拘束ブレース１００の分解組立図である。図２に示したように、座屈拘束ブレース１００は、ブレース心材１１０と、ブレース心材１１０を間に挟み込むように配置される第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とを有している。

ブレース心材１１０は、柱２００や梁３００よりも降伏点の低い鉄鋼材料で形成されており、薄板形状の軸部１１１と、軸部１１１の長手方向両端部にそれぞれ溶接固定されたフランジ部１２０、１３０とを有している。フランジ部１２０は、梁３００のフランジ３２０に対して下方から当接するフランジである。フランジ部１２０には複数の貫通孔１２１が形成されている。これら貫通孔１２１にボルトＢＴ２を挿通して締結することにより、ブレース心材１１０の上端部が梁３００に対して固定される。

フランジ部１３０は、柱２００の側面に対して当接するフランジである。フランジ部１３０には複数の貫通孔１３１が形成されている。これら貫通孔１３１にボルトＢＴ３を挿通して締結することにより、ブレース心材１１０の下端部が柱２００に対して固定される。

このように、ブレース心材１１０は一端が梁３００に対して固定され、他端が柱２００に対して固定される。このため、例えば柱２００と梁３００とのなす角度が変化するように建物が変形しようとした際においては、ブレース心材１１０の軸部１１１には、その長手方向に沿った圧縮力又は引っ張り力が加わる。換言すれば、ブレース心材１１０の軸部１１１は、柱２００と梁３００との接続部が変形してしまうことを抑制するように、上記の圧縮力又は引っ張り力に抗するような力を発生させるための部材であるということができる。

ところで、軸部１１１は長い板状の部材であるから、その長手方向に沿って上記のような圧縮力が加わると、当該圧縮力の大きさによっては軸部１１１が座屈してしまう可能性がある。具体的には、軸部１１１の表面に対して垂直な方向（図２において矢印ＡＲ１で示した方向）に沿って軸部１１１の中央部が変位するように、軸部１１１の全体が円弧状に変形してしまう可能性がある（全体座屈）。又は、軸部１１１の一部のみが矢印ＡＲ１で示した方向に変位するように、軸部１１１が局所的に変形してしまう可能性がある（局所座屈）。このような座屈が生じると、柱２００と梁３００との接続部を十分に補強することができない。ブレース心材１１０を間に挟み込むように配置される第一拘束材１５０及び第二拘束材１７０は、上記のような軸部１１１の座屈を抑制するための部材である。

以下の説明においては、軸部１１１の長手方向をｚ方向とする。また、ｚ方向に垂直な面で軸部１１１を切断した場合の断面形状は長方形となるが、当該長方形の長辺に沿った方向をｘ方向とする。更に、ｘ方向及びｚ方向のいずれに対しても垂直な方向をｙ方向とする。

第一拘束材１５０は鉄鋼材料によって形成されており、軸部１１１に略平行な平板部１５１と、平板部１５１から（図２における）上側に突出する一対の突出部１６１、１６５とを有している。突出部１６１、１６５は、いずれも断面が矩形の棒状体を、平板部１５１に対して溶接固定することによって形成されている。突出部１６１、１６５は、いずれもその長手方向がｚ方向に一致しており、両者は互いに平行である。突出部１６１と突出部１６５との間隔（ｘ方向に沿った間隔）は、ｘ方向に沿った軸部１１１の幅よりも僅かに広い。また、第一拘束材１５０のｚ方向長さは、軸部１１１の長さよりも僅かに短い。更に、突出部１６１、１６５の高さ（ｙ方向に沿った長さ）は互いに同一であって、いずれも軸部１１１の厚さよりも大きい。

第一拘束材１５０は、平板部１５１のうち突出部１６１、１６５が形成されている方の面１５２を軸部１１１側に向けて、突出部１６１と突出部１６５との間に軸部１１１を収納した状態となっている。換言すれば、面１５２のうち一部（ｘ方向に沿った略中央部）が軸部１１１に対向しており、面１５２のうち軸部１１１に対向しない部分において突出部１６１、１６５が形成されている。

第二拘束材１７０は、第一拘束材１５０と同一の鉄鋼材料によって形成された平板である。第二拘束材１７０は、第一拘束材１５０の平板部１５１と同一の形状であって、平板部１５１に対して平行である。第二拘束材１７０は、ｙ方向に沿って見た場合において平板部１５１と全体が重なるように配置されている。

第二拘束材１７０は、突出部１６１の上端面１６２、及び、突出部１６５の上端面１６６に対し、図２では下側となる面１７２の一部をそれぞれ当接させた状態で、第一拘束材１５０に対して溶接接合されている。このような構成により、ブレース心材１１０の軸部１１１は、ｙ方向に両側から第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とによって挟み込まれた状態となっている。

図２に示したように、第二拘束材１７０の面１７２のうち上端面１６２と当接する領域（以下、「当接面１７３」とも表記する）には、複数の貫通孔１７５が形成されている。また、第二拘束材１７０の面１７２のうち上端面１６６と当接する領域（以下、「当接面１７４」とも表記する）には、複数の貫通孔１７７が形成されている。

全ての貫通孔１７５は、いずれも、当接面１７３の外縁よりも中央側となる位置に形成されている。すなわち、貫通孔１７５の（図２における）下側の縁全体が当接面１７３の外縁とは重なっておらず、当接面１７３の外縁に囲まれている状態となっている。

全ての貫通孔１７７についても同様である。全ての貫通孔１７７は、いずれも、当接面１７４の外縁よりも中央側となる位置に形成されている。すなわち、貫通孔１７７の（図２における）下側の縁全体が当接面１７４の外縁とは重なっておらず、当接面１７４の外縁に囲まれている状態となっている。

後に説明するように、第二拘束材１７０と突出部１６１とは、全ての貫通孔１７５において栓溶接により接合されている。また、第二拘束材１７０と突出部１６５とは、全ての貫通孔１７７において栓溶接により接合されている。

軸部１１１の長手方向（ｚ方向）に沿って圧縮力が加わり、軸部１１１が座屈するように変形しようとした際においては、軸部１１１の表面（ｙ方向に対して垂直な表面）の一部が第一拘束材１５０又は第二拘束材１７０に対して内側から当接し、上記変形を抑制するような力を受けることとなる。その結果、軸部１１１の座屈が抑制されるため、柱２００と梁３００との接続部が十分な強度で補強される。

このように、第一拘束材１５０及び第二拘束材１７０は、軸部１１１の周囲を包囲した状態で配置されることにより、軸部１１１の座屈を抑制する。すなわち、これらは柱２００や梁３００からの圧縮力等を直接受けるための部材ではなく、軸部１１１が座屈する方向に変形しようとした際において、軸部１１１からの力を受けるための部材である。換言すれば、軸部１１１の周囲から、軸部１１１の長手方向（ｚ方向）に対して垂直な方向（ｙ方向）の座屈拘束力を加えることで、軸部１１１の座屈を抑制するように配置された部材である。

続いて、図３を参照しながら、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０との溶接接合について説明する。図３は、座屈拘束ブレース１００をその長手方向（ｚ方向）に対して垂直な面で切断した様子を示す断面図である。

図３に示したように、第二拘束材１７０に形成された複数の貫通孔１７５は、いずれも、当接面１７３のうちｘ方向に中央となる位置に形成されている。突出部１６１の上端面１６２に対して第二拘束材１７０の当接面１７３を当接させた状態で、貫通孔１７５の内部を溶接金属ＢＤ１で埋めることにより、第二拘束材１７０と突出部１６１とが溶接接合されている。すなわち、第二拘束材１７０と突出部１６１（第一拘束材１５０）とは栓溶接によって接合されている。尚、図３においては、貫通孔１７５の内部全体が溶接金属ＢＤ１で埋められているが、必ずしもこのような態様とする必要は無い。例えば、貫通孔１７５の中央部分には溶接金属ＢＤ１が存在しないような態様であってもよい。

第二拘束材１７０に形成された複数の貫通孔１７７は、いずれも、当接面１７４のうちｘ方向に中央となる位置に形成されている。突出部１６５の上端面１６６に対して第二拘束材１７０の当接面１７４を当接させた状態で、貫通孔１７７の内部を溶接金属ＢＤ２で埋めることにより、第二拘束材１７０と突出部１６５とが溶接接合されている。すなわち、第二拘束材１７０と突出部１６５（第一拘束材１５０）とは栓溶接によって接合されている。

尚、本実施形態においては、平板部１５１と突出部１６１との溶接接合、及び、平板部１５１と突出部１６５との溶接接合についても、以上に説明したような、第二拘束材１７０と突出部１６１等との溶接接合と同様の構成により行われている。

平板部１５１は、突出部１６１の下端面１６３、及び、突出部１６５の下端面１６７に対し、その（図３における）上側の面１５２の一部をそれぞれ当接させた状態で、突出部１６１及び突出部１６５に対して溶接接合されている。平板部１５１のうち下端面１６３と当接する領域（以下、「当接面１５３」とも表記する）には、複数の貫通孔１５５が形成されている。また、平板部１５１のうち下端面１６７と当接する領域（以下、「当接面１５４」とも表記する）には、複数の貫通孔１５７が形成されている。

全ての貫通孔１５５は、いずれも、当接面１５３の外縁よりも中央側となる位置に形成されている。すなわち、貫通孔１５５の当接面１５３と接する縁（図３における上側の縁）全体が当接面１５３の外縁とは重なっておらず、当接面１５３の外縁に囲まれている状態となっている。

全ての貫通孔１５７についても同様である。全ての貫通孔１５７は、いずれも、当接面１５４の外縁よりも中央側となる位置に形成されている。すなわち、貫通孔１５７の当接面１５４と接する縁（図３における上側の縁）全体が当接面１５４の外縁とは重なっておらず、当接面１５４の外縁に囲まれている状態となっている。

図３に示したように、平板部１５１に形成された複数の貫通孔１５５は、いずれも、当接面１５３のうちｘ方向に中央となる位置に形成されている。突出部１６１の下端面１６３に対して第一拘束材１５０の当接面１５３を当接させた状態で、貫通孔１５５の内部を溶接金属ＢＤ３で埋めることにより、平板部１５１と突出部１６１とが溶接接合されている。すなわち、平板部１５１と突出部１６１とは栓溶接によって接合されている。

平板部１５１に形成された複数の貫通孔１５７は、いずれも、当接面１５４のうちｘ方向に中央となる位置に形成されている。突出部１６５の下端面１６７に対して平板部１５１の当接面１５４を当接させた状態で、貫通孔１５７の内部を溶接金属ＢＤ４で埋めることにより、第二拘束材１７０と突出部１６５とが溶接接合されている。すなわち、第一拘束材１５０と突出部１６５とは栓溶接によって接合されている。

以上に説明したように、本実施形態に係る座屈拘束ブレース１００では、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とは、それぞれの表面の一部を互いに当接させた当接面１７３、１７４のうち、当該当接面１７３、１７４の外縁よりも中央寄りの部分において互いに溶接接合されている。すなわち、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０との溶接箇所が、両者の当接面の外縁とは重なっておらず、溶接箇所の周囲全体（ＢＤ１、ＢＤ２それぞれの全体）が当接面１７３、１７４に囲まれている状態となっている。

このため、例えば当接面１７３、１７４の外縁の一部のみを溶接したような場合と比べると、当接面１７３、１７４のうち、互いに当接しているだけで一体とはなっていない領域（溶接箇所以外の領域）は比較的狭い。その結果、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とが相対的に変位しまうような変形の自由度は小さくなっており、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とが当接面１７３、１７４に沿って（例えばｘ方向に沿って）ずれてしまうことや、当接面とは垂直な方向（ｙ方向）に変位して互いに離間してしまうことはいずれも抑制される。

このような構成であるから、ブレース心材１１０に強い圧縮力が加わり、ブレース心材１１０が座屈する方向（例えば図２において矢印ＡＲ１で示した方向）に変形しようとした際においては、比較的強い座屈拘束力が第一拘束材１５０又は第二拘束材１７０からブレース心材１１０へと加えられる。その結果、ブレース心材１１０の座屈が抑制される。

図４は、本発明の比較例に係る座屈拘束ブレース１００ａにおいて、座屈拘束材（第一拘束材１５０ａ、第二拘束材１７０ａ）が変形する様子を説明するための断面図である。座屈拘束ブレース１００ａは、第一拘束材１５０ａと第二拘束材１７０ａとを接合する際の溶接箇所、及び、第一拘束材１５０ａのうち平板部１５１ａと突出部１６１ａ、１６５ａとを接合する際の溶接箇所についてのみ、座屈拘束ブレース１００と異なっており、他の構成については座屈拘束ブレース１００と同一である。図４においては、ブレース心材１１０ａの断面の図示を省略している。

図４（Ａ）に示したように、座屈拘束ブレース１００ａにおいては、当接面１７３ａのうち図４（Ａ）における左側の外縁のみにおいて、突出部１６１ａと第二拘束材１７０ａとが溶接接合されている（符号ＢＤ５で示した）。当接面１７３ａのうち他の部分については、突出部１６１ａと第二拘束材１７０ａとは互いに当接しているだけであり、一体とはなっていない。突出部１６５ａと第二拘束材１７０ａとの溶接接合についても同様であって、当接面１７４ａのうち図４（Ａ）における右側の外縁のみにおいて、突出部１６５ａと第二拘束材１７０ａとが溶接接合されている（符号ＢＤ６で示した）。

また、座屈拘束ブレース１００ａにおいては、突出部１６１ａの下端面１６３ａのうち図４（Ａ）における左側の外縁のみにおいて、突出部１６１ａと平板部１５１ａとが溶接接合されている（符号ＢＤ７で示した）。下端面１６３ａのうち他の部分については、突出部１６１ａと平板部１５１ａとは互いに当接しているだけであり、一体とはなっていない。突出部１６５ａ平板部１５１ａとの溶接接合についても同様であって、下端面１６７ａのうち図４（Ａ）における右側の外縁のみにおいて、突出部１６５ａと平板部１５１ａとが溶接接合されている（符号ＢＤ８で示した）。

ブレース心材１１０ａに対し、その長手方向に沿った方向の圧縮力が加わると、当該圧縮力によってブレース心材１１０ａの軸部１１１ａは変形する。具体的には、薄板形状であるブレース心材１１０ａの軸部１１１ａが、その厚さ方向に沿って一部が変位するように変形する。当該変形により、ブレース心材１１０ａの一部が平板部１５１ａの面１５２ａに当たり、平板部１５１を僅かに変形させる。また、ブレース心材１１０ａの他の一部が第二拘束材１７０ａの面１７２に当たり、第二拘束材１７０ａを僅かに変形させる。

図４（Ｂ）は、説明の便宜上、これらの変形を誇張して描いたものである。図４（Ｂ）に示したように、第二拘束材１７０ａはｘ方向に沿った中央部において図４（Ｂ）における上向きの力を受けることにより、上側に向かって凸となるように湾曲した形状となる。第二拘束材１７０ａは、当接面１７３ａのうち図４（Ｂ）における左側の外縁（ＢＤ５）、及び、当接面１７４ａのうち図４（Ｂ）における右側の外縁（ＢＤ６）のみにおいてのみ、第一拘束材１５０ａに溶接接合されている。このため、第二拘束材１７０ａの変形を拘束する力は比較的弱く、当接面１７３ａと上端面１６２ａとの間等が離間していることからも容易に理解できるように、座屈拘束ブレース１００の場合に比べて第二拘束材１７０ａの変形は大きくなっている。

また、圧縮力が加わったブレース心材１１０ａの変形の仕方によっては、当接面１７３ａと上端面１６２ａとの間が離間するのではなく、第二拘束材１７０ａが当接面１７３ａに沿ってスライドするように、座屈拘束ブレース１００ａの全体が変形してしまうような場合も生じ得る。この場合も、当接面１７４ａと上端面１６２ａとの大部分が互いに当接しているだけで一体となっていないこと等に起因して、第二拘束材１７０ａの変形を拘束する力は比較的弱い。その結果、座屈拘束ブレース１００の場合に比べて、やはり第二拘束材１７０ａの変形は大きくなる。

これに対し、図３等に示した座屈拘束ブレース１００では、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とは、それぞれの表面の一部を互いに当接させた当接面１７３、１７４のうち、当該当接面１７３、１７４の外縁よりも中央寄りの部分において互いに溶接接合されている。このため、当接面１７３と上端面１６２との間が離間するように第二拘束材１７０が変形したり、当接面１７３に沿って第二拘束材１７０がスライドするように座屈拘束ブレース１００ａの全体が変形したりしてしまうことが抑制される。その結果、比較的強い座屈拘束力が第一拘束材１５０又は第二拘束材１７０からブレース心材１１０へと加えられ、これによりブレース心材１１０の座屈が抑制される。

また、座屈拘束ブレース１００では、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とが互いに当接している当接面１７３は、ブレース心材１１０のうち、当該当接面１７３に最も近接する表面（図３に示す小口面１１２）に対して垂直である。また、当接面１７４は、ブレース心材１１０のうち、当該当接面１７４に最も近接する表面（図３に示す小口面１１３）に対して垂直である。

このような構成においては、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０とを溶接接合する際、ガスの噴射方向がｙ方向に略一致することとなるため、溶接熱が主に伝達される方向はブレース心材の小口面１１２、１１３に向かう方向とはならず、小口面１１２、１１３に対して略平行な方向（ｙ方向）となる。その結果、ブレース心材１１０に対する溶接熱の流入が抑制されるため、ブレース心材１１０の温度が上昇し過ぎてしまうことがない。

ブレース心材１１０は、その長手方向（ｚ方向）に沿って切断した断面が長方形状となっているため、座屈拘束ブレース１００の全体は、そのｙ方向に沿った寸法が小さくなっている。本実施形態では、ｙ方向に沿って見た場合において、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０との溶接箇所である当接面１７３、１７４が、いずれもブレース心材１１０と重ならない位置に配置されている。このため、溶接箇所を配置することによって座屈拘束ブレース１００の厚さ（ｙ方向に沿った寸法）は大きくなっておらず、座屈拘束ブレース１００の全体が薄型化されている。

本実施形態では、第一拘束材１５０にのみ突出部１６１、１６５を形成し、それぞれの上端面１６２、１６６と第二拘束材１７０とを溶接接合した構成としたが、本発明の実施形態としてはこのような態様に限られない。例えば、第二拘束材１７０にも突出部を形成して、第一拘束材１５０の突出部１６１（１６５）の先端と第二拘束材１７０の突出部の先端とをを突き合わせた状態で、これらを互いに溶接接合する態様としてもよい。但し、この場合には、溶接箇所がｙ方向に沿った深い位置となってしまうため、溶接の作業性に鑑みれば本実施形態の方が望ましい。また、ブレース心材１１０の断面形状は矩形に限られず、円形であってもよい。

第一拘束材１５０と第二拘束材１７０との溶接は、円形の貫通孔１７５等の内部を溶接金属で埋める態様としたが、貫通孔１７５等の形状を円形ではなく溝形状としてもよい。すなわち、栓溶接ではなく溝溶接により、第一拘束材１５０と第二拘束材１７０との溶接接合を行ってもよい。また、隅肉孔溶接や隅肉溝溶接によって溶接接合を行ってもよい。

以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

１００，１００ａ：座屈拘束ブレース
１１０，１１０ａ：ブレース心材
１１１，１１１ａ：軸部
１１２，１１３：小口面
１２０，１３０：フランジ部
１２１，１３１：貫通孔
１５０，１５０ａ：第一拘束材
１５１，１５１ａ：平板部
１５２，１５２ａ：面
１５３，１５３ａ，１５４，１５４ａ：当接面
１５５，１５７：貫通孔
１６１，１６１ａ，１６５，１６５ａ：突出部
１６２，１６２ａ，１６６，１６６ａ：上端面
１６３，１６３ａ，１６７，１６７ａ：下端面
１７０，１７０ａ：第二拘束材
１７２，１７２ａ：面
１７３，１７３ａ，１７４，１７４ａ：当接面
１７５，１７７：貫通孔
２００：柱
２１０：貫通孔
３００：梁
３１０，３２０：フランジ
３３０：ウェブ
３４０：固定フランジ
３４１：貫通孔
ＢＴ１，ＢＴ２，ＢＴ３：ボルト

Claims (6)

1. 両端部がそれぞれ柱又は梁に接続されるブレース心材と、
   前記ブレース心材の周囲を包囲し、前記ブレース心材の座屈を抑制する座屈拘束材と、を備えた座屈拘束ブレースであって、
   前記座屈拘束材は、
   第一拘束材と、第二拘束材とを有しており、
   前記ブレース心材を前記第一拘束材と前記第二拘束材との間に挟み込んだ状態で、前記第一拘束材と前記第二拘束材とが互いに溶接接合されてなるものであって、
   前記第一拘束材と前記第二拘束材とは、それぞれの表面の一部を互いに当接させた当接面のうち、当該当接面の外縁よりも中央寄りの部分において互いに溶接接合されていることを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. 前記当接面は、
   前記ブレース心材のうち、当該当接面に最も近接する表面に対して垂直であることを特徴とする、請求項１に記載の座屈拘束ブレース。
3. 前記ブレース心材のうち、柱又は梁に接続される両端部以外の部分は、その長手方向に対して垂直な断面の形状が長方形となるような薄板であって、
   前記当接面は、
   前記長方形の長辺に沿った方向において、前記ブレース心材よりも外側となる位置に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の座屈拘束ブレース。
4. 前記第一拘束材には、前記第二拘束材に向かって突出する突出部が形成されており、前記当接面は前記突出部の先端に形成されていることを特徴とする、請求項３に記載の座屈拘束ブレース。
5. 前記第一拘束材は、一部が前記ブレース心材に対向する平坦面を有しており、前記突出部は、前記平坦面のうち前記ブレース心材に対向しない部分に対して、板状体を溶接接合することにより形成されていることを特徴とする、請求項４に記載の座屈拘束ブレース。
6. 前記第一拘束材と前記第二拘束材とは、栓溶接、溝溶接、隅肉孔溶接、隅肉溝溶接のいずれかによって互いに溶接接合されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。

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