JP2020066924A - 座屈拘束ブレース - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、軽量化することができ、木造構造物への適用にも適する座屈拘束ブレースを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の座屈拘束ブレースは、一方向Ｘに延びるブレース本体２と、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って延び、ブレース本体２の座屈を抑制するように、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直方向の両側に設けられる木製のブレース補剛部材３とを備える座屈拘束ブレース１であって、強化繊維５ａを含む繊維強化部材５が、ブレース本体２の座屈を抑制するようにブレース補剛部材３の表面に固定されることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、座屈拘束ブレースに関する。

従来、架構に組み込まれ、架構に生じる振動エネルギーを吸収するために、たとえば特許文献１に開示された座屈拘束ブレースが用いられている。特許文献１の座屈拘束ブレースは、鋼管と、鋼管の内部に配置された低降伏点鋼材とを備え、鋼管と低降伏点鋼材との間にコンクリートが充填されて、コンクリートにより低降伏点鋼材の座屈が抑制される。

特開平６−５７８２０号公報

しかし、特許文献１の座屈拘束ブレースは、鋼管とコンクリートにより構成されているために、非常に重く、施工現場への搬入や施工現場での取り扱いが困難であるという問題がある。また、特許文献１の座屈拘束ブレースは、鋼製であるために、木造構造物などに組み込まれる場合には、デザイン上、不釣り合いが生じるという問題がある。

本発明は、かかる問題に鑑みなされたもので、軽量化することができ、木造構造物への適用にも適する座屈拘束ブレースを提供することを目的とする。

本発明の座屈拘束ブレースは、一方向に延びるブレース本体と、前記ブレース本体の延びる方向に沿って延び、前記ブレース本体の座屈を抑制するように、前記ブレース本体の延びる方向に対して略垂直方向の両側に設けられる木製のブレース補剛部材とを備える座屈拘束ブレースであって、強化繊維を含む繊維強化部材が、前記ブレース本体の座屈を抑制するように前記ブレース補剛部材の表面に固定されることを特徴とする。

また、前記繊維強化部材が、少なくとも一方向に延びる強化繊維を含む繊維強化シートであり、前記繊維強化シートは、前記繊維強化シートの強化繊維の延びる方向が前記ブレース本体の延びる方向に対して交差するように、前記ブレース補剛部材の周囲に巻きつけられて固定されることが好ましい。

また、前記繊維強化部材が、少なくとも一方向に延びる強化繊維を含む繊維強化プレートであり、前記繊維強化プレートは、前記繊維強化プレートの強化繊維の延びる方向が前記ブレース本体の延びる方向に対して略平行になるように、前記ブレース補剛部材の表面に固定されることが好ましい。

また、前記座屈拘束ブレースがさらに、前記ブレース本体の延びる方向における前記ブレース本体の端部に接続され、前記ブレース本体の延びる方向に沿って延びる木製の延長部材を備えることが好ましい。

また、前記延長部材が、前記ブレース本体の端部に固定されたブレース本体側接続部材によって前記ブレース本体に接続され、前記ブレース本体側接続部材が、前記ブレース本体の延びる方向に対して略平行に延び、前記延長部材に固定される接続部と、前記ブレース本体の延びる方向に対して略垂直に拡張し、前記延長部材の端部に当接するフランジ部とを備えることが好ましい。

また、前記ブレース本体の延びる方向において、前記ブレース補剛部材と前記ブレース本体側接続部材の前記フランジ部との間に間隔が設けられ、前記間隔には、前記ブレース本体の延びる方向における前記間隔の伸縮に伴って伸縮可能な緩衝材が設けられることが好ましい。

また、前記ブレース補剛部材の端部に、前記ブレース本体側接続部材の前記フランジ部を収容可能なフランジ部収容部が設けられることが好ましい。

本発明によれば、軽量化することができ、木造構造物への適用にも適する座屈拘束ブレースを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る座屈拘束ブレースを示す図であり、（ａ）は、座屈拘束ブレースの正面図であり、（ｂ）は、座屈拘束ブレースの上面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 本発明の第２実施形態に係る座屈拘束ブレースを示す図であり、（ａ）は、座屈拘束ブレースの正面図であり、（ｂ）は、座屈拘束ブレースの上面図であり、（ｃ）は、（ａ）の部分拡大図である。 本発明の第３実施形態に係る座屈拘束ブレースを示す図であり、（ａ）は、座屈拘束ブレースの正面図であり、（ｂ）は、座屈拘束ブレースの上面図であり、（ｃ）は、（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態に係る座屈拘束ブレースを説明する。ただし、以下に示す実施形態のそれぞれはあくまで一例にすぎず、本発明の座屈拘束ブレースは以下の例に限定されることはない。

＜第１実施形態＞
図１（ａ）〜（ｃ）は、第１実施形態の座屈拘束ブレース１を示す。座屈拘束ブレース１は、図示されるように、一方向Ｘに延びるブレース本体２と、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って延びる木製のブレース補剛部材３とを備えている。座屈拘束ブレース１は、たとえば、図示しない架構に接続されて、地震動や風などの外乱を受けることにより架構に生じる振動エネルギーを吸収するためや、架構から受ける外力に抵抗して架構の強度を向上し、または架構の変形を抑制するために用いられる。座屈拘束ブレース１は、用いられる用語に限定されることはなく、ブレースや方杖などとして架構に対して斜め方向に接続されるだけでなく、鉛直や水平方向に接続されて使用することもできる。

ブレース本体２は、架構に生じる振動エネルギーの少なくとも一部を吸収する、および／または架構から受ける外力に抵抗する部材である。ブレース本体２は、たとえば、ブレース本体２の延びる方向Ｘに所定以上の引張応力または圧縮応力を受けたときに降伏（塑性変形）することにより、架構に生じる振動エネルギーの少なくとも一部を吸収する。ブレース本体２は、後述するようにブレース補剛部材３によって座屈が抑制されているので、安定的に塑性変形を繰り返して、比較的大きな振動エネルギーを吸収することができる。また、ブレース本体２は、たとえば、ブレース本体２の延びる方向Ｘに所定以下の引張応力または圧縮応力を受けたときに、弾性変形範囲内で形状を維持することにより、架構から受ける外力に抵抗する。ブレース本体２は、ブレース補剛部材３によって座屈が抑制されているので、ブレース本体２の延びる方向Ｘの強度を維持して、比較的大きな外力に抵抗することができる。

ブレース本体２は、本実施形態では、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ブレース補剛部材３に対して、少なくともブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って相対移動が許容されるように取り付けられる。ブレース本体２は、本実施形態では、図１（ｃ）においてよく見られるように、ブレース補剛部材３を構成する一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂに挟持されて、ブレース補剛部材３に取り付けられる。ブレース本体２とブレース補剛部材３との間にフェノール系樹脂やテフロン（登録商標）などの公知のアンボンド材４が設けられてもよい。アンボンド材４が設けられることで、ブレース本体２がブレース補剛部材３に対して相対移動し易くなる。

ブレース本体２の延びる方向Ｘにおけるブレース本体２の両端は、図示しない架構に離間して設けられた２つの構成部材（たとえば、柱や梁）のそれぞれに直接または間接的に接続される。本実施形態では、ブレース本体２の両端は、後述するブレース本体側接続部材７、延長部材６、延長部材側接続部材８を介して間接的に架構の構成部材に接続される。ただし、ブレース本体２の両端は、本実施形態に限定されることはなく、直接、架構の構成部材に接続されてもよい。

ブレース本体２は、本実施形態では、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、略矩形の板状で、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直方向に板表面が面するように形成されている。ブレース本体２は、板状に形成されることで、板表面が面する方向の曲げ剛性が他の方向の曲げ剛性に比べて相対的に小さく、板表面が面する方向に優先的に座屈し易くなっている。また、ブレース本体２は、ブレース本体２の延びる方向Ｘではブレース補剛部材３よりも長くブレース補剛部材３の端部から突出し、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直方向ではブレース補剛部材３より短くブレース補剛部材３内に収まる大きさに形成されている。ただし、ブレース本体２は、一方向Ｘに延びるように形成されていれば、特に限定されることはなく、たとえば角柱状や円柱状に形成されるなど、他の形状や大きさに形成されていてもよい。

ブレース本体２は、たとえば、ブレース本体２の延びる方向Ｘに所定以上の引張応力または圧縮応力を受けたときに、同じ応力を受けた他の部材よりも優先的に降伏するように構成することができる。その目的のために、ブレース本体２は、たとえば、低降伏点鋼により形成することができる。低降伏点鋼とは、普通鋼と比べて、炭素含有量が少なく、降伏点が低い鋼材のことであり、たとえば、降伏点２２５Ｎ／ｍｍ²以下の強度で、延性が極めて高い鋼材のことを指している。ただし、ブレース本体２は、上記目的のために、座屈拘束ブレース１の他の構成部材や接続される架構の構成部材よりも優先的に降伏する材料により形成されていれば、特に限定されることはなく、たとえばアルミニウムや鉛などによって形成されてもよい。

また、ブレース本体２は、たとえば、ブレース本体２の延びる方向Ｘに所定以下の引張応力または圧縮応力を受けたときに、弾性変形範囲内で形状を維持することができるように構成することができる。その目的のために、ブレース本体２は、たとえば、普通鋼により形成することができる。ただし、ブレース本体２は、上記目的のために、要求される強度に応じて適宜構成材料を選択することができ、たとえば高張力鋼などのより高強度の材料により形成されてもよい。

ブレース補剛部材３は、ブレース本体２の座屈を抑制する部材である。ブレース補剛部材３は、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、ブレース本体２の座屈を抑制するように、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直方向の両側に設けられる。本実施形態では、ブレース補剛部材３は、ブレース本体２の相対的に曲げ剛性の小さい弱軸方向の両側（すなわち、板状に形成されたブレース本体２の板表面の両側）に配置される一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを備え、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂがブレース本体２を弱軸方向の両側から挟持することにより、ブレース本体２の弱軸方向の座屈を抑制する。ブレース補剛部材３は、少なくともブレース本体２の弱軸方向の両側に設けられていればよく、ブレース本体２の形状に応じて適宜構成および配置を変更することができる。

本実施形態では、ブレース補剛部材３を構成する一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂはそれぞれ、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って延びる略矩形断面の柱状に形成されている。一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂは、それぞれの表面がブレース本体２の板表面に直接または間接的に面接触するように配置されている。ただし、ブレース補剛部材３は、ブレース本体２の座屈を抑制するように構成されていれば、その形状や配置は特に限定されることはなく、たとえば一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂのそれぞれが半円柱状に形成されていてもよいし、別体として構成される一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂが一体として形成されてもよい。

ブレース補剛部材３は、ブレース本体２の座屈を抑制することができる強度を有する木製材料により形成されている。ブレース補剛部材３は、木製材料により形成されていれば、特に限定されることはなく、たとえば複数の板を接着剤で積層した集成材や、単一の無垢材により形成することができる。座屈拘束ブレース１は、ブレース本体２の座屈を抑制する部材として木製のブレース補剛部材３を用いているので、軽量化することができ、取り扱いが容易であるとともに、木造構造物への適用にも適している。

座屈拘束ブレース１はさらに、図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、強化繊維５ａを含む繊維強化部材５を備えている。強化繊維５ａを含む繊維強化部材５は、ブレース本体２の座屈を抑制するようにブレース補剛部材３の表面に固定されている。繊維強化部材５は、ブレース補剛部材３の表面に固定されることで、ブレース補剛部材３によるブレース本体２の座屈に対する抑制力を強化する。本実施形態では、繊維強化部材５は、少なくとも一方向に延びる強化繊維５ａを含む繊維強化シート５である。繊維強化シート５は、繊維強化シート５の強化繊維５ａの延びる方向がブレース本体２の延びる方向Ｘに対して交差（図示された例では略直交）するように、ブレース補剛部材３の周囲に巻きつけられて固定される。繊維強化シート５は、強化繊維５ａの延びる方向に非常に大きな引張強度を有しているために、強化繊維５ａの延びる方向がブレース本体２の延びる方向Ｘに対して交差すようにブレース補剛部材３に巻き付けられて固定されることで、ブレース本体２を挟持する一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを互いに対してより強固に固定することができるとともに、ブレース本体２が座屈しようとしたときに一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの変形を抑制することができるので、ブレース補剛部材３によるブレース本体２の座屈に対する抑制力を強化することができる。したがって、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂにブレース本体２の座屈抑制のための強度を持たせるために一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを大型化する必要がないだけでなく、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを互いに対して固定するためのボルトおよびナットなどの固定手段を省略でき、固定手段を設けるために一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを大型化する必要がないので、ブレース補剛部材３を小型化でき、それによって座屈拘束ブレース１をより小型化・軽量化することができる。ただし、繊維強化部材は、ブレース本体２の座屈を抑制するようにブレース補剛部材３の表面に固定されていれば、本実施形態に限定されることはない。繊維強化部材は、たとえば、以下で説明する第３実施形態の座屈拘束ブレース２００でも示されるような構成を有していてもよいし、本実施形態における構成と第３実施形態における構成とを組み合わせた構成を有していてもよい。

繊維強化シート５は、強化が必要な少なくとも一方向に延びる強化繊維５ａを含んでいればよく、他の方向に延びる強化繊維を含んでいなくてもよいし、含んでいてもよい。また、繊維強化シート５は、シート状に形成され、後述のようにプレート状に形成される場合と比べて、相対的に薄くて柔軟性が高く、ブレース補剛部材３の周囲に巻き付けることができるような柔軟性を有している。

繊維強化シート５に含まれる強化繊維５ａとしては、たとえば炭素繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ボロン繊維、アゾール繊維、アルミナ繊維などを用いることができるが、比強度と比弾性に優れる炭素繊維またはアラミド繊維を用いることが好ましく、炭素繊維を用いることがさらに好ましい。

繊維強化シート５は、たとえば接着剤によりブレース補剛部材３に固定することができる。接着剤としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、メタクリル（ＭＭＡ）樹脂などの公知の接着剤を用いることができ、その中でもエポキシ樹脂が好適に用いられる。ただし、繊維強化シート５は、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂに対して互いに離間する方向に力が加わったときに、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂに対する固定状態を維持することができれば、特に限定されることはなく、他の固定手段により固定されてもよい。

繊維強化シート５は、本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおける一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの両端側に２つ設けられている。しかし、繊維強化シート５は、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを互いに対して固定し、ブレース本体２の座屈を抑制することができれば、特に限定されることはなく、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおける一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの全体を１つで巻き付けられるようなサイズであってもよいし、３つ以上で巻き付けられるようなサイズであってもよい。また、繊維強化シート５は、本実施形態では、図１（ｃ）に示されるように、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの全周に巻き付けられるが、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを互いに対して固定し、ブレース本体２の座屈を抑制することができれば、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの一部に巻き付けられてもよい。

本実施形態では、座屈拘束ブレース１はさらに、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおけるブレース本体２の端部に接続され、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って延びる木製の延長部材６を備えている。延長部材６は、ブレース本体２を延長することなく、座屈拘束ブレース１の長さを延長するための部材である。延長部材６は、一方の端部がブレース本体２の端部に接続され、他方の端部が架構の構成部材に接続されて、ブレース本体２と架構の構成部材とを接続する。座屈拘束ブレース１は、木製の延長部材６によってその全体長さを長くすることができるので、接続される架構の２つの構成部材間の距離が大きい場合であっても、ブレース本体２を長くする必要がなく、全体として軽量化することができる。ブレース本体２を長くすると、より大きな補剛性能が要求されてブレース補剛部材３を大断面化する必要があるので、座屈拘束ブレース１全体の重量が増加してしまう。しかし、本実施形態では、木製の延長部材６によって、ブレース本体２を長くすることなく、座屈拘束ブレース１の全体長さを長くすることができるので、ブレース本体２を長くする場合と比べて、ブレース補剛部材３を大断面化する必要がないので、座屈拘束ブレース１全体を軽量化することができる。さらに、延長部材６は、本実施形態では、後述するように、ブレース本体２とは別体として取り扱うことができ、施工現場でもブレース本体２に接続できるように構成されているので、座屈拘束ブレース１の施工現場への搬入や取り扱いが容易である。なお、延長部材６は、本実施形態ではブレース本体２の両方の端部に接続されているが、ブレース本体２の一方の端部だけに接続されていてもよい。

延長部材６は、本実施形態では、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って延びる略矩形断面の柱状に形成され、ブレース補剛部材３と略同一の大きさの断面に形成されている。ただし、延長部材６は、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿って延びるように形成されていれば、その形状は特に限定されることはなく、座屈拘束ブレース１が設置される架構の形状に応じて適宜変更が可能である。延長部材６は、木製であり、加工が容易であるので、本実施形態の座屈拘束ブレース１は、さまざまな形状の架構に容易に適合させることができる。

延長部材６は、座屈拘束ブレース１が外力を受けたときに、ブレース本体２と架構の構成部材との接続状態を維持する強度を有していればよく、構成する材料は特に限定されることはない。延長部材６は、たとえば、ブレース補剛部材３と同じ木製材料により形成されていてもよいし、異なる木製材料により形成されていてもよい。

延長部材６のブレース本体２への接続方法は、座屈拘束ブレース１が外力を受けたときに、延長部材６とブレース本体２との接続状態を維持することができればよく、特に限定されることはない。本実施形態では、延長部材６は、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブレース本体２の端部に固定されたブレース本体側接続部材７によってブレース本体２に接続される。また、延長部材６の架構の構成部材への接続方法も、座屈拘束ブレース１が外力を受けたときに、延長部材６と架構の構成部材との接続状態を維持することができればよく、特に限定されることはない。本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、延長部材６の端部を架構の構成部材に接続するために、延長部材６の端部に延長部材側接続部材８が設けられている。

ブレース本体側接続部材７は、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行に延び、延長部材６に固定される接続部７ａと、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直に拡張し、延長部材６の端部に当接するフランジ部７ｂとを備えている。ブレース本体側接続部材７は、接続部７ａ側が延長部材６の端部に固定され、フランジ部７ｂ側がブレース本体２の端部に固定される。ブレース本体側接続部材７のブレース本体２への固定は、溶接などの公知の固定手段により、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂとブレース本体２の端部とを固定することにより行なわれる。ブレース本体側接続部材７の延長部材６への固定は、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂが延長部材６の端部に当接するまで、ブレース本体側接続部材７の接続部７ａが延長部材６の内部に挿入され、接続部７ａが公知のボルト９ａおよびナット９ｂなどの固定手段９によって延長部材６に固定されることにより行なわれる。ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂが延長部材６の端部に当接した状態で接続部７ａが延長部材６に固定されることで、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して垂直方向へブレース本体側接続部材７が湾曲するのが抑制されるので、ブレース本体側接続部材７を延長部材６に対してより強固に固定することができる。また、延長部材６が、ボルト９ａおよびナット９ｂなどの固定手段９を用いてブレース本体側接続部材７を介してブレース本体２に接続できるので、施工現場において容易に座屈拘束ブレース１を組み立てることができる。さらに、延長部材６を、ブレース本体２やブレース補剛部材３とは別体として施工現場に搬入できるので、座屈拘束ブレース１の施工現場への搬入作業も容易である。なお、ブレース本体側接続部材７の接続部７ａは、本実施形態では略矩形の板状に形成されているが、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行に延びるように形成されていればよく、たとえば略円柱状や略角柱状であってもよい。また、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂは、本実施形態では、略矩形の板状で、ブレース補剛部材３および延長部材６の断面と略同一の大きさに形成されているが、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直に拡張するように形成されていればよく、たとえばブレース補剛部材３および延長部材６の断面よりも大きいか、または小さく形成されていてもよい。

ブレース本体側接続部材７は、座屈拘束ブレース１が外力を受けたときに、ブレース本体２と延長部材６との接続状態を維持できる強度を有していればよく、構成される材料は特に限定されない。ブレース本体側接続部材７は、たとえば、座屈拘束ブレース１が外力を受けたときに、ブレース本体２が塑性変形する前に塑性変形しないような材料、より具体的には、ブレース本体２よりも降伏点の高い材料により形成することができる。ブレース本体側接続部材７は、たとえば、ブレース本体２が低降伏点鋼により形成されている場合には、低降伏点鋼より降伏点の高い普通鋼により形成することができる。また、ブレース本体側接続部材７は、たとえば、ブレース本体２の延びる方向Ｘに所定以下の引張応力または圧縮応力を受けたときに、弾性変形内で形状を維持する強度を有する材料により形成することができる。ブレース本体側接続部材７は、たとえば、ブレース本体２が普通鋼により形成されている場合には、同程度の強度を有する普通鋼や、それ以上の強度を有する高張力鋼などにより形成することができる。

延長部材側接続部材８は、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行に延びる接続部８ａと、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略垂直に拡張するフランジ部８ｂと、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行に延びる接続端部８ｃとを備えている。延長部材側接続部材８は、接続部８ａ側が延長部材６の端部に固定され、接続端部８ｃ側が架構の構成部材に固定される。延長部材側接続部材８の延長部材６への固定は、上述したブレース本体側接続部材７の延長部材６への固定と同様の方法で行なわれ、延長部材側接続部材８の架構の構成部材への固定は、ボルトおよびナットなどの公知の固定手段により接続端部８ｃを架構の構成部材に固定することにより行なわれる。延長部材側接続部材８は、接続端部８ｃを除いて、上述したブレース本体側接続部材７と同様の構成とすることができる。延長部材側接続部材８の接続端部８ｃは、本実施形態では略板状に形成されているが、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行に延びるように構成されていればよく、たとえば略円柱状や略角柱状であってもよい。

延長部材側接続部材８は、座屈拘束ブレース１が外力を受けたときに、延長部材６と架構の構成部材との接続状態を維持できる強度を有していればよく、構成される材料は特に限定されない。延長部材側接続部材８は、ブレース本体側接続部材７と同じ材料により形成されてもよいし、ブレース本体側接続部材７とは異なる材料により形成されてもよい。

本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおいて、ブレース補剛部材３とブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂとの間に間隔Ｓが設けられている。したがって、座屈拘束ブレース１が、ブレース本体２の延びる方向Ｘに振動する外力を受けたときに、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂがブレース補剛部材３に対して相対移動可能であるので、フランジ部７ｂに固定されたブレース本体２が、ブレース補剛部材３に対して相対移動可能で、塑性変形を繰り返して振動エネルギーを吸収することができる。間隔Ｓは、ブレース本体２の延びる方向Ｘに沿ってブレース本体２が所定以上の圧縮応力を受けたときにブレース補剛部材３内で塑性変形するように、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂがブレース補剛部材３に対して相対移動できる大きさであれば、特に限定されることはないが、間隔Ｓ内においてブレース本体２の座屈が生じるのが抑制される大きさであることが好ましい。

間隔Ｓには、本実施形態では、図１（ａ）、（ｂ）に示されるように、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおける間隔Ｓの伸縮に伴って伸縮可能な緩衝材１０が設けられている。緩衝材１０は、座屈拘束ブレース１が外力を受けておらず、間隔Ｓが元の状態を維持している場合には、ブレース補剛部材３とブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂとの間の元の間隔Ｓの大きさで維持され、座屈拘束ブレース１が外力を受けて、間隔Ｓが伸縮する場合には、間隔Ｓの伸縮に伴って伸縮するように構成されている。緩衝材１０は、たとえば公知のシーリング材などを用いて形成することができる。間隔Ｓに緩衝材１０が設けられることにより、座屈拘束ブレース１に想定以上の外力が加わっても、緩衝材１０の両側にある部材同士が衝突して損傷することを抑制することができる。ただし、間隔Ｓは、緩衝材１０が設けられることなく、後述する第２実施形態の座屈拘束ブレース１００のように、空間として形成されていてもよい。

＜第２実施形態＞
図２（ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態の座屈拘束ブレース１００を示す。図２（ａ）〜（ｃ）では、第１実施形態の座屈拘束ブレース１の構成要素と同じ、または対応する構成要素には同じ符号が付されている。以下では、第１実施形態の座屈拘束ブレース１と異なる構成についてのみ説明する。

第２実施形態の座屈拘束ブレース１００は、基本的には第１実施形態の座屈拘束ブレース１の構成と類似の構成を有しているが、図２（ｃ）においてよく見られるように、間隔Ｓ周辺の構成が第１実施形態の座屈拘束ブレース１の構成と異なっている。本実施形態では、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂが、ブレース補剛部材３および延長部材６の断面よりも小さい大きさの断面に形成されており、ブレース補剛部材３の端部に、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂを収容可能なフランジ部収容部３ｃが設けられている。フランジ部収容部３ｃは、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおけるブレース補剛部材３の端部から内部側に凹んだ凹部として形成されている。フランジ部収容部３ｃは、フランジ部７ｂに対応する大きさ、またはフランジ部７ｂよりもわずかに大きい大きさに形成される。本実施形態では、間隔Ｓは、ブレース本体側接続部材７のフランジ部７ｂと、ブレース補剛部材３のフランジ部収容部３ｃの底面との間の空間として構成される。ブレース補剛部材３がフランジ部収容部３ｃを備えることにより、延長部材６およびブレース本体側延長部材７がブレース本体２およびブレース補剛部材３の側に移動したときに、フランジ部７ｂがブランジ部収容部３ｃに収容されるので、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して垂直方向へフランジ部７ｂが移動するのが抑制されて、ブレース本体２が座屈されるのをより抑制することができる。なお、間隔Ｓは、本実施形態では空間として構成されているが、第１実施形態の座屈拘束ブレース１のように、緩衝材が設けられてもよい。

＜第３実施形態＞
図３（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態の座屈拘束ブレース２００を示す。図３（ａ）〜（ｃ）では、第１実施形態の座屈拘束ブレース１の構成要素と同じ、または対応する構成要素には同じ符号が付されている。以下では、第１実施形態の座屈拘束ブレース１とは異なる構成についてのみ説明する。

第３実施形態の座屈拘束ブレース２００は、基本的には第１実施形態の座屈拘束ブレース１の構成と類似の構成を有しているが、図３（ａ）〜（ｃ）においてよく見られるように、主に、繊維強化部材として繊維強化プレート１１が用いられている点で、第１実施形態の座屈拘束ブレース１の構成と異なっている。

本実施形態では、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂが、ボルト１２ａおよびナット１２ｂなどの固定手段１２により互いに対して固定されるとともに、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの表面に繊維強化部材１１が固定されることにより、ブレース本体２の座屈が抑制されている。本実施形態では、繊維強化部材１１は、少なくとも一方向に延びる強化繊維１１ａを含む繊維強化プレート１１である。繊維強化プレート１１は、繊維強化プレート１１の強化繊維１１ａの延びる方向がブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行になるように、ブレース補剛部材３（一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂ）の表面に固定されている。繊維強化プレート１１は、ブレース補剛部材３の曲げ剛性を強化し、ブレース補剛部材３が有するブレース本体２の座屈に対する抑制力を強化する。繊維強化プレート１１は、強化繊維１１ａの延びる方向に非常に大きな引張強度を有しているために、強化繊維１１ａの延びる方向がブレース本体２の延びる方向Ｘに対して略平行になるように一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの表面に固定されることで、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂがブレース本体２の延びる方向Ｘに対して垂直方向に（図３（ｂ）中、上下方向に）湾曲しようとしたときに、湾曲しようとする部分の外側の表面に固定された繊維強化プレート１１がその湾曲を抑制するので、ブレース本体２の延びる方向Ｘに対して垂直方向における一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの曲げ剛性を強化することができる。一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂに繊維強化プレート１１を固定して一体化することで、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの曲げ剛性を強化することができるので、曲げ剛性を上げるために一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを大断面化する必要がなく、むしろ一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂを小型化することができ、座屈拘束ブレース１をより小型化・軽量化することができる。なお、繊維強化プレート１１は、本実施形態ではブレース本体２の板表面が面する方向におけるブレース補剛部材３の両側に固定されているが、ブレース本体２の座屈を抑制するようにブレース補剛部材３の表面に固定されていれば、特に限定されることはなく、ブレース本体２の形状に応じて適宜構成および配置を変更することができる。

繊維強化プレート１１は、強化が必要な少なくとも一方向に延びる強化繊維１１ａを含んでいればよく、他の方向に延びる強化繊維を含んでいなくてもよいし、含んでいてもよい。また、繊維強化プレート１１は、たとえば熱硬化性樹脂を含んでプレート状に形成され、上述したようなシート状に形成される場合と比べて、相対的に厚くて剛性が高い。繊維強化プレート１１は、製造工場などで予め高い密度の強化繊維を熱硬化性樹脂で硬化させることによりプレート状に成形されることで、高い剛性と、高密度の強化繊維による高い引張強度とを実現することができる。

繊維強化プレート１１に含まれる強化繊維１１ａとしては、たとえば炭素繊維、パラ系アラミド繊維、メタ系アラミド繊維、ガラス繊維、ポリエステル繊維、ポリオレフィン繊維、ボロン繊維、アゾール繊維、アルミナ繊維などを用いることができるが、比強度と比弾性に優れる炭素繊維またはアラミド繊維を用いることが好ましく、炭素繊維を用いることがさらに好ましい。

繊維強化プレート１１に含まれる熱硬化性樹脂としては、たとえばエポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、メタクリル（ＭＭＡ）樹脂などを用いることができるが、その中でもエポキシ樹脂が好適に用いられる。

繊維強化プレート１１は、たとえば接着剤によりブレース補剛部材３に固定することができる。接着剤としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ビニルエステル樹脂、メタクリル（ＭＭＡ）樹脂などの公知の接着剤を用いることができ、その中でもエポキシ樹脂が好適に用いられる。ただし、繊維強化プレート１１は、ブレース補剛部材３に曲げ応力が加わったときに、ブレース補剛部材３への固定状態を維持することができれば、特に限定されることはなく、他の固定手段により固定されてもよい。

繊維強化プレート１１は、本実施形態では、図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの外側の表面に固定されている。しかし、繊維強化プレート１１は、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの曲げ剛性を強化し、ブレース本体２の座屈に対する抑制力を強化することができれば、本実施形態に限定されることはなく、たとえば、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの内側（ブレース本体２側）の表面に固定されてもよい。また、繊維強化プレート１１の、ブレース本体２の延びる方向Ｘにおける長さは特に限定されないが、長い定着長を確保して、ブレース本体２の座屈をより抑制するために、図示されるように、一対のブレース補剛部材３ａ、３ｂの全長に亘る長さであることが好ましい。

１、１００、２００ 座屈拘束ブレース
２ ブレース本体
３ ブレース補剛部材
３ａ、３ｂ 一対のブレース補剛部材
３ｃ フランジ部収容部
４ アンボンド材
５ 繊維強化部材（繊維強化シート）
５ａ 強化繊維
６ 延長部材
７ ブレース本体側接続部材
７ａ 接続部
７ｂ フランジ部
８ 延長部材側接続部材
８ａ 接続部
８ｂ フランジ部
８ｃ 接続端部
９ 固定手段
９ａ ボルト
９ｂ ナット
１０ 緩衝材
１１ 繊維強化部材（繊維強化プレート）
１１ａ 強化繊維
１２ 固定手段
１２ａ ボルト
１２ｂ ナット
Ｓ 間隔
Ｘ ブレース本体の延びる方向

Claims (7)

1. 一方向に延びるブレース本体と、
   前記ブレース本体の延びる方向に沿って延び、前記ブレース本体の座屈を抑制するように、前記ブレース本体の延びる方向に対して略垂直方向の両側に設けられる木製のブレース補剛部材と
   を備える座屈拘束ブレースであって、
   強化繊維を含む繊維強化部材が、前記ブレース本体の座屈を抑制するように前記ブレース補剛部材の表面に固定されることを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. 前記繊維強化部材が、少なくとも一方向に延びる強化繊維を含む繊維強化シートであり、
   前記繊維強化シートは、前記繊維強化シートの強化繊維の延びる方向が前記ブレース本体の延びる方向に対して交差するように、前記ブレース補剛部材の周囲に巻きつけられて固定されることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
3. 前記繊維強化部材が、少なくとも一方向に延びる強化繊維を含む繊維強化プレートであり、
   前記繊維強化プレートは、前記繊維強化プレートの強化繊維の延びる方向が前記ブレース本体の延びる方向に対して略平行になるように、前記ブレース補剛部材の表面に固定されることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
4. 前記座屈拘束ブレースがさらに、前記ブレース本体の延びる方向における前記ブレース本体の端部に接続され、前記ブレース本体の延びる方向に沿って延びる木製の延長部材を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレース。
5. 前記延長部材が、前記ブレース本体の端部に固定されたブレース本体側接続部材によって前記ブレース本体に接続され、
   前記ブレース本体側接続部材が、前記ブレース本体の延びる方向に対して略平行に延び、前記延長部材に固定される接続部と、前記ブレース本体の延びる方向に対して略垂直に拡張し、前記延長部材の端部に当接するフランジ部とを備えることを特徴とする請求項４記載の座屈拘束ブレース。
6. 前記ブレース本体の延びる方向において、前記ブレース補剛部材と前記ブレース本体側接続部材の前記フランジ部との間に間隔が設けられ、
   前記間隔には、前記ブレース本体の延びる方向における前記間隔の伸縮に伴って伸縮可能な緩衝材が設けられることを特徴とする請求項５記載の座屈拘束ブレース。
7. 前記ブレース補剛部材の端部に、前記ブレース本体側接続部材の前記フランジ部を収容可能なフランジ部収容部が設けられることを特徴とする請求項５または６記載の座屈拘束ブレース。

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