JP2015172272A - 座屈拘束ブレースの接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 耐震改修等に座屈拘束ブレースを用いる時も、運搬時の部材長さや重量の制約を達成でき、かつ納まり良くコストも低減でき、さらにブレース全体の塑性化長さを確保し易い座屈拘束ブレースの接合構造を提供する。【解決手段】 平板状の芯材２を拘束材３で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体１Ａを直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする。両座屈拘束ブレース分割体１Ａの互いの接合側の芯材２の端部を、拘束材３よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部２ｃとする。芯材接合側突出部２ｃは、芯材２の拘束材３で挟まれた部分と同じ幅の拘束幅部２ｃａと、拘束幅部２ｃａから両側へ広げた一対の広がり部２ｃｂとでなり、拘束幅部２ｃａと広がり部２ｃｂとは一部を除いてスリット２ｃｃで互いに分断されている。両芯材接合側突出部２ｃは２枚の添え板１１で挟み込んで前記広がり部２ｃｂでボルト１２により接合する。【選択図】 図１

Description

この発明は、２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造に関する。

従来の一般的な座屈拘束ブレースは、新築建物への取付を想定した一体の構造のものであった。ところが、座屈拘束ブレースを例えば建物内部の耐震改修に活用する場合があり、その場合には、耐震改修の箇所までクレーン等の重機を使わずエレベータなどで搬入できることが要求される。そのため、このような用途に適合する座屈拘束ブレースでは、運搬時の部材長さや重量の制約が大きい。

上記課題を解決するために、複数のブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースを構成するようにしたものが提案されている（例えば特許文献１）。この場合、複数のブレース分割体に分割して座屈拘束ブレースを現場まで搬入できるので、運搬時の部材長さや重量の制約を達成できる。

特許第３８７５９２４号公報

特許文献１の上記提案例では、各ブレース分割体の両端部を断面十字状の接合部とし、これらの接合部を躯体への接合と、ブレース分割体同士の接合との両方に用いている。そのため、ブレース分割体同士の接合部の断面形状が大きくなって、この接合部の納まりが悪く、コストも高くなるという問題点がある。また、ブレース分割体同士の接合部では芯材の塑性化が得られず、ブレース全体の長さが短い場合に塑性化長さが不足し、座屈拘束ブレースの特長である地震時のエキルギー吸収が良好に行えないという問題点がある。

この発明の目的は、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合にも、運搬時の部材長さや重量の制約を達成でき、かつ納まり良くコストも低減できる座屈拘束ブレースの接合構造を提供することである。
この発明の他の目的は、ブレース全体の塑性化長さを確保し易くすることである。

この発明の座屈拘束ブレースの接合構造は、それぞれ平板状の芯材を拘束材で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造であって、
前記両座屈拘束ブレース分割体の互いの接合側の芯材の端部を、拘束材よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部とし、この芯材接合側突出部が、前記芯材の前記拘束材で挟まれた部分と同じ幅の拘束幅部と、この拘束幅部から両側へそれぞれ広げた一対の広がり部とでなり、これら拘束幅部と広がり部とは一部を除いてスリットにより互いに分断し、前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んで前記広がり部でボルトにより接合したことを特徴とする。

この構成によると、２本の座屈拘束ブレース分割体に分割し、これを接合する構成であるため、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合に、個々の座屈拘束ブレース分割体毎に運搬できて、運搬時の部材長さや重量の制約を達成できる。２本の座屈拘束ブレース分割体の芯材を接合するが、平板状の芯材接合側突出部を添え板で挟み込んでボルト接合するため、十字状の芯材接合側突出部に比べて、座屈拘束ブレース分割体の相互の接合部分の断面寸法が小さく、そのため納まりが良く、コストも低減できる。
特に、前記芯材接合側突出部は、芯材の前記拘束材で挟まれた部分と同じ幅の拘束幅部と、この拘束幅部から両側へそれぞれ広げた一対の広がり部とでなり、これら拘束幅部と広がり部とは一部を除いてスリットにより互いに分断し、前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んで前記広がり部でボルトにより接合したため、２本の座屈拘束ブレース分割体に分割しながら、その相互の接合部分において、芯材に座屈拘束ブレースの塑性化する芯材としての機能を持たせることができる。

具体的には、上記構成において、前記両芯材接合側突出部における前記拘束幅部同士を互いに直接に突き合わせ、前記広がり部同士の間には隙間を設けることが好ましい。
このように、芯材接合側突出部における拘束幅部同士を突き合わせ、広がり部同士の間には隙間を設けることで、圧縮力は拘束幅部で伝えられ、芯材は拘束幅部でも塑性化できる。引張力は広がり部を接合する添え板を介して伝えられる。そのため、２本の座屈拘束ブレース分割体同士の接合部においても、芯材の塑性化が行え、座屈拘束ブレースの全体の長さが短い場合にも、分割構造としながら、塑性化長さを確保でき、座屈拘束ブレースの特長である地震時のエキルギー吸収を良好に行うことができる。

この発明において、前記添え板は長手方向に延びる補強リブが１箇所以上に設けられていても良い。添え板に補強リブが設けられていると、添え板の剛性が高められ、芯材接合側突出部が塑性化した場合の座屈拘束の作用が添え板で良好に得られる。

この発明において、前記添え板と前記両芯材接合側突出部の拘束幅部との間にアンボンド材を介在させても良い。このように添え板との間にアンボンド材を介在させることで、両芯材接合側突出部の添え板に対する伸び縮みの良好に許容され、芯材接合側突出部の塑性化による地震時のエキルギー吸収がより良好に行える。

この発明において、前記補強リブの高さを前記拘束材の断面高さ以下としても良い。補強リブの高さを拘束材から突出しない高さに制限することで、両側の座屈拘束ブレース分割体の接合部での納まりをより良くすることができる。

この発明の座屈拘束ブレースの接合構造は、それぞれ平板状の芯材を拘束材で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造であって、前記両座屈拘束ブレース分割体の互いの接合側の芯材の端部を、拘束材よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部とし、前記両芯材接合側突出部を互いに突き合わせ、かつ前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んでボルトにより接合したため、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合にも、運搬時の部材長さや重量の制約を達成でき、かつ納まり良くコストも低減できる。
前記両芯材接合側突出部における前記拘束幅部同士を互いに直接に突き合わせ、前記広がり部同士の間に隙間を設けた場合は、芯材接合側突出部を塑性化できて、ブレース全体の塑性化長さが確保し易くなる。

（Ａ）はこの発明の第１の実施形態にかかる座屈拘束ブレースの接合構造の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩB −IB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIC−IC矢視断面図である。 同接合構造における座屈拘束ブレース分割体の芯材接合側突出部を示す平面図である。 （Ａ）は同接合構造における添え板の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIIIB−IIIB矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIIIC−IIIC矢視平面図である。 （Ａ）は２本の座屈拘束ブレース分割体の接合前の状態を示す斜視図、（Ｂ）は同座屈拘束ブレース分割体の断面図である。 同座屈拘束ブレース分割体の分解斜視図である。 （Ａ）はこの発明の他の実施形態にかかる座屈拘束ブレースの接合構造の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIB −VIB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるVIC −VIC 矢視断面図である。 （Ａ）は同接合構造における添え板の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIIB−VIIB矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるVIIC−VIIC矢視平面図である。 （Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかかる座屈拘束ブレースの接合構造の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIIIB −VIIIB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるVIIIC −VIIIC 矢視断面図である。 （Ａ）は同接合構造における添え板の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIXB −IXB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIXC −IXC 矢視平面図である。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図５と共に説明する。この座屈拘束ブレースの接合構造は、図４（Ａ）に斜視図で示すように、それぞれ平板状の芯材２を一対の拘束材３，３で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａを直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとするものである。座屈拘束ブレース分割体１Ａは、図５に分解斜視図で示すように、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、細長い平鋼板で、ＳＮ材（建築構造用圧延鋼材）やＬＹ材（低降伏点鋼材）等の降伏点の低い鉄鋼材料からなる。芯材２の一端部は、座屈拘束ブレース分割体１Ａの建物躯体（柱や梁等の鉄骨材）との継手となる躯体接合側突出部２ａであり、前記拘束材３よりも突出させられている。この躯体接合側突出部２ａは、その両面の中央に長手方向に沿う接合用リブ２ｂを有し、これら躯体接合側突出部２ａと接合用リブ２ｂとで、前記躯体と接合する断面十字状の躯体継手部２Ａが形成されている。前記躯体接合側突出部２ａおよび接合用リブ２ｂには、複数のボルト孔９が穿設されている。両座屈拘束ブレース分割体１Ａの互いの接合側となる芯材２の他端部は、拘束材３よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部２ｃとされている。拘束材３は、芯材２の前記躯体継手部２Ａおよび芯材接合側突出部２ｃを除く芯材２の略全体を覆うように配置されている。

前記一対の拘束材３，３は、図５のように、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内に充填したモルタル５とを有する。モルタル５の代わりにコンクリートを充填しても良い。溝形鋼材４は、ウェブ４ａの両端から垂直に立ち上がる両フランジ４ｂが不等辺となった溝形断面に鋼板を折り曲げた曲げ加工品である。前記両フランジ４ｂのうち、幅寸法を長くした一方のフランジ４ｂの内面における芯材２の配置される高さ相当位置には、溝形鋼材４の長さ方向に延びて芯材２を幅方向に位置規制する棒状のスペーサ７が溶接等により固定されている。上記幅寸法を長くしたフランジ４ｂは、他方の拘束材３の溝形鋼材４における幅寸法の短い方のフランジ４ｂの外面に被さり、その被さり部分が互いに溶接等で接合されている。上記各溶接および後述の各溶接にはフレア溶接等が用いられる。

溝形鋼材４の両端部には、それらの端部開口を閉塞する蓋片４ｃがそれぞれ設けられ、これら両蓋片４ｃと、前記ウェブ４ａおよび両フランジ４ｂにより、溝形鋼材４内が方形箱状に囲まれている。これにより、溝形鋼材４の長さ方向に延びて芯材２を幅方向に位置規制する棒状の前記スペーサ７（図５）は、芯材２の芯材接合側突出部２ｃ側に向く端部が前記蓋片４ｃよりも若干内側に位置させてある。前記両蓋片４ｃのうち、前記芯材２の躯体継手部２Ａ側に向く蓋片４ｃには、溝形鋼材４内側に延びて芯材２の躯体継手部２Ａの接合用リブ２ｂの一部が係合する凹部４ｃａが形成されている。また、芯材２のモルタル５と対向する表面、またはモルタル５の芯材２と対向する表面には、アンボンド材８（図２のハッチングを付した部分）が貼り付けられる。アンボンド材８は、例えば板状ないしシート状のブチルゴム等からなる。図４（Ｂ）には、前記座屈拘束ブレース分割体１Ａの断面図を示す。

前記両座屈拘束ブレース分割体１Ａの芯材２の芯材接合側突出部２ｃは、図２のように、芯材２の前記拘束材３で挟まれた部分と同じ幅の拘束幅部２ｃａと、この拘束幅部２ｃａから両側へそれぞれ広げた一対の広がり部２ｃｂ，２ｃｂとでなる。これら拘束幅部２ｃａと広がり部２ｃｂとは、一部を除いて芯材２の長さ方向に延びるスリット２ｃｃにより互いに分断されている。両広がり部２ｃｂには複数のボルト孔１３が穿設されている。拘束幅部２ｃａの両表面には、アンボンド材１８が貼り付けられている。

この座屈拘束ブレースの接合構造では、前記両座屈拘束ブレース分割体１Ａの芯材接合側突出部２ｃ．２ｃを、図１のように、２枚の添え板１１，１１で挟み込んで前記広がり部２ｃｂでボルト１２により接合している。ボルト１２には高力ボルト等が用いられる。なお、上記の「ボルト１２」は、ボルトとナットとのセットである。図３（Ａ）〜（Ｃ）には、前記添え板１１の正面図、側面図、および裏面図を示す。図３（Ｃ）のように、添え板１１にも、前記両芯材接合側突出部２ｃのボルト孔１３に対応する位置に複数のボルト孔１４が穿設されていて、互いに突き合わせた芯材接合側突出部同士２ｃ，２ｃを、前記広がり部２ｃｂで前記添え板１１と共に前記ボルト１２により接合している。

図２のように、この接合状態で、前記両芯材接合側突出部２ｃにおける前記拘束幅部同士２ｃａ，２ｃａは互いに直接に突き合わせられており、前記広がり部同士２ｃｂ，２ｃｂの間には隙間ｔｃが設けられている。また、添え板１１と両芯材接合側突出部２ｃの拘束幅部２ｃａとの間には前記アンボンド材１８が介在する。
これにより、座屈拘束ブレースに加わる圧縮力は芯材接合側突出部２ｃの拘束幅部２ｃａで伝達され、芯材２は芯材接合側突出部２ｃの拘束幅部２ｃａの部分でも塑性化される。引張力は添え板１１を介して伝達される。

また、前記両芯材接合側突出部２ｃにおける広がり部同士２ｃａ，２ｃａの間に隙間ｔｃを設けていることからも、前記接合部に相応の縮み代を付与することができる。また、図１のように、前記両芯材接合側突出部２ｃにおける互いに突き合わされる両広がり部２ｃｂとこれらを挟む添え板１１との間に平板２０を介在させることで、両芯材接合側突出部２ｃにおける互いに直接に突き合わされる両拘束幅部２ｃａと添え板１１との間に前記平板２０相当分の隙間を設けている。前記平板２０は例えば摩擦係数の小さいステンレス板等からなる。前記両広がり部２ｃｂにおける添え板１１を挟んでのボルト接合は支圧接合となり、平板２０に設けるボルト孔のクリアランスで施工誤差の吸収も可能となる。

また、前記添え板１１には、座屈拘束ブレースの長手方向に延びる１本の補強リブ１５が、添え板１１の幅方向中央位置に溶接等により設けられている。また、前記補強リブ１３の高さは、拘束材３の断面高さ以下としている。これにより、両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの接合部での納まりがより良くなる。また、両添え板１１のうち、一方の添え板１１の下面の両側縁には、図３のように、座屈拘束ブレースの長手方向に沿って延びる丸鋼などからなる棒状の補強スペーサ１６が溶接等により設けられている。この補強スペーサ１６により、添え板１１の補強が図られると共に、芯材２の前記芯材接合側突出部２ｃに対する添え板１１の幅方向への位置規制が図られる。この補強スペーサ１６は、場合によっては省略しても良い。また、図１（Ａ）におけるｃ−ｃ矢視断面での芯材２の芯材接合側突出部２ｃの断面積は、芯材２の拘束材部の芯材の断面積よりも大きくされていて、芯材として十分に機能するようにされている。先述したように、互いに突き合わせた両側の芯材２の芯材接合側突出部同士２ｃ，２ｃを、芯材２の座屈拘束部の芯材幅よりも広がった部分である広がり部２ｃｂで添え板１１と共に前記ボルト１２により接合していることから、すなわちボルト１２の接合位置を座屈拘束部の芯材幅よりも外側に設定していることから、上記したように芯材２の芯材接合側突出部２ｃの断面積は、芯材２の拘束材部の芯材の断面積よりも大きくすることができる。

このように、この座屈拘束ブレースの接合構造では、２本の座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａに分割し、これを接合する構成であるため、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合に、個々の座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａ毎に運搬できて、運搬時の部材長さや重量の制約を達成できる。２本の座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａの芯材２を接合するが、平板状の芯材接合側突出部２ｃを添え板１１で挟み込んでボルト接合するため、従来の十字状の芯材接合側突出部に比べて、座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａの相互の接合部分の断面寸法が小さく、そのため納まりが良く、コストも低減できる。
特に、芯材接合側突出部２ｃは、芯材２の前記拘束材３で挟まれた部分と同じ幅の拘束幅部２ｃａと、この拘束幅部２ｃａから両側へそれぞれ広げた一対の広がり部２ｃｂ，２ｃｂとで構成し、これら拘束幅部２ｃａと広がり部２ｃｂとは一部を除いてスリット２ｃｃにより分断している。そして、これら両拘束幅部２ｃａは突き合わせ、芯材接合側突出部２ｃは２枚の添え板１１で挟み込んで前記広がり部２ｃｂでボルト１２により接合している。そのため、圧縮力は拘束幅部２ｃａで伝えられ、芯材２は拘束幅部でも塑性化できる。引張力は広がり部２ｃｂを接合する添え板１１を介して伝えられる。そのため、２本の座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａ同士の接合部においても、芯材２の塑性化が行え、座屈拘束ブレースの全体の長さが短い場合にも、分割構造としながら、塑性化長さを確保でき、座屈拘束ブレースの特長である地震時のエキルギー吸収を良好に行うことができる。

図６および図７は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、先の実施形態の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板１１に、座屈拘束ブレースの長手方向に延びる３本の補強リブ１５が、添え板１１の幅方向中央位置とその中央位置から幅方向に等距離振り分けた位置とにそれぞれ設けられている。これにより、補強リブ１５による補強効果が増大するため、添え板１１の強度をさらに高めることができる。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。図６は両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの接合部の平面図および各断面を示し、図７は添え板１１の正面図、断面図、および裏面図をそれぞれ示す。

図８および図９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図１〜図５に示す先の実施形態の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板１１に、座屈拘束ブレースの長手方向に延びる断面Ｔ字状の１本の補強リブ１５Ａが、添え板１１の幅方向中央位置に設けられている。この場合、補強リブ１５Ａは１本であるが断面Ｔ字状であるため、図１〜図５に示した実施形態の場合の単調な断面形状の補強リブ１５に比べて補強効果が増大することとなり、添え板１１の剛性をさらに高めることができる。その他の構成および作用効果は図１〜図５に示した先の実施形態の場合と同様である。図８は両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの接合部の平面図および各断面を示し、図９は添え板１１の正面図、断面図、および裏面図をそれぞれ示す。

１Ａ…座屈拘束ブレース分割体
２…芯材
２ｃ…芯材接合側突出部
２ｃａ…拘束幅部
２ｃｂ…広がり部
２ｃｃ…スリット
３…拘束材
１１…添え板
１２…ボルト
１５，１５Ａ…補強リブ
１８…アンボンド材
ｔｃ…隙間

Claims (5)

1. それぞれ平板状の芯材を拘束材で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造であって、
   前記両座屈拘束ブレース分割体の互いの接合側の芯材の端部を、拘束材よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部とし、この芯材接合側突出部が、前記芯材の前記拘束材で挟まれた部分と同じ幅の拘束幅部と、この拘束幅部から両側へそれぞれ広げた一対の広がり部とでなり、これら拘束幅部と広がり部とは一部を除いてスリットにより互いに分断し、前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んで前記広がり部でボルトにより接合したことを特徴とする座屈拘束ブレースの接合構造。
2. 請求項１に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記両芯材接合側突出部における前記拘束幅部同士は互いに直接に突き合わせ、前記広がり部同士の間には隙間を設けた座屈拘束ブレースの接合構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板は長手方向に延びる補強リブが１箇所以上に設けられた座屈拘束ブレースの接合構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板と前記両芯材接合側突出部の拘束幅部との間にアンボンド材を介在させた座屈拘束ブレースの接合構造。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記補強リブの高さを前記拘束材の断面高さ以下とした座屈拘束ブレースの接合構造。

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