JP2020183701A - Buckling restraint brace - Google Patents

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吉田 文久
Fumihisa Yoshida
文久 吉田
学 中川
Manabu Nakagawa
学 中川
拓馬 西
Takuma Nishi
拓馬 西
智裕 薮田
Tomohiro Yabuta
智裕 薮田
Original Assignee
大和ハウス工業株式会社
Daiwa House Industry Co Ltd
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Abstract

To provide a buckling restraint brace suitable to be used assembled into a frame of a wooden building and capable of solving the problem in which the frame deforms significantly for example in a large earthquake and a so-called additional flexure moment acts on a wooden restraint material and get broken.SOLUTION: The buckling restraint brace 100 having a core material 10 in steel and a wooden restraint material 20 formed by a pair of restraint plates 21 and a pair of side plates 22 made of wood is provided, the core material 10 has a narrow width part 13 and a wide width part 12 and has a gap G1 between a side surface of the wide width part 12 and the side plate 22, in the pair of the restraint plate 21 a first bolt hole 21a is drilled to form a first bolt hole unit, in the first bolt hole unit a first length bolt 31 is inserted and fastened by a nut, in the pair of the side plates 22 and the restraint plate 21, a second bolt hole 22a is drilled to form a second bolt hole unit and in the second bolt hole unit a second length bolt 41 is inserted and fastened by a nut.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、座屈拘束ブレースに関する。 The present invention relates to a buckling restraint brace.
従来より、建物の架構(柱・梁架構、屋根架構等)を形成するブレースとして、座屈防止措置が講じられた座屈拘束ブレースが適用されている。座屈拘束ブレースとしては、鋼製の芯材の周囲を鋼板のみで補剛した形態、鋼製の芯材の周囲をRC(Reinforced Concrete:鉄筋コンクリート)で補剛した形態、鋼製の芯材の周囲を鋼材とモルタルで被覆した形態など、多様な補剛形態が存在する。 Conventionally, a buckling restraint brace with buckling prevention measures has been applied as a brace for forming a building frame (column / beam frame, roof frame, etc.). The buckling restraint brace has a form in which the circumference of the steel core material is stiffened only with a steel plate, a form in which the circumference of the steel core material is stiffened with RC (Reinforced Concrete), and a steel core material. There are various stiffening forms such as a form in which the periphery is covered with steel and mortar.
ところで、昨今、木造建築物(木造住宅、木造の倉庫、木造の競技場など)の耐火性能や耐震性能の向上が図られている。木造住宅は本来的に、間取りやデザインの自由度の高さ、自然物の木材による癒し効果、木材の有する調湿効果、住宅などの建物用途によっては鉄骨造やRC造に比べて建設費用が一般に安価であるといった利点を備えているが、上記する耐火性や耐震性の向上が木造住宅をはじめとする木造建築物の注目度を高めている一つの要因である。このような木造住宅の架構内に上記する従来の座屈拘束ブレースを組み込む場合、木製の柱や梁と、金属製もしくはコンクリート製の補剛材を有する座屈拘束ブレースとが混在することになり、不釣合いな外観となることが否めない。 By the way, in recent years, the fire resistance and earthquake resistance of wooden buildings (wooden houses, wooden warehouses, wooden stadiums, etc.) have been improved. By nature, wooden houses have a high degree of freedom in layout and design, the healing effect of natural wood, the humidity control effect of wood, and depending on the building application such as housing, the construction cost is generally higher than that of steel or RC structures. Although it has the advantage of being inexpensive, the above-mentioned improvement in fire resistance and earthquake resistance is one of the factors that are increasing the attention of wooden buildings such as wooden houses. When the above-mentioned conventional buckling restraint brace is incorporated in the frame of such a wooden house, wooden columns and beams and a buckling restraint brace having a metal or concrete stiffener are mixed. It is undeniable that the appearance will be disproportionate.
そこで、座屈拘束ブレースの全体を木製もしくは紙製のパネル等で覆うことにより、金属製もしくはコンクリート製の補剛材を外部から視認できないようにする方策が考えられるが、この方策には多大な作業手間を要することから建設費の増加が懸念される。また、従来の座屈拘束ブレースは、金属やコンクリート、モルタル等が多用されていることから、重量が重くなる傾向にあり、木造住宅を構成する軽量な木製の梁や柱の中に重量のある座屈拘束ブレースを取り付けることは構造的にも不釣合いである。 Therefore, it is conceivable to cover the entire buckling restraint brace with a wooden or paper panel or the like so that the stiffener made of metal or concrete cannot be seen from the outside. There is concern that the construction cost will increase due to the labor required. In addition, conventional buckling restraint braces tend to be heavy because metal, concrete, mortar, etc. are often used, and they are heavy in the lightweight wooden beams and columns that make up a wooden house. Installing a buckling restraint brace is also structurally disproportionate.
そこで、木造住宅をはじめとする木造建築物の架構内に組み込んで使用するのに適した座屈拘束ブレースが提案されている。具体的には、芯材と、芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材とを有する座屈拘束ブレースであり、芯材を鋼材にて形成し、一対の拘束材を木材にて形成し、この拘束材に集成材を適用し、集成材は芯材と平行にラミナが積層されたものとした座屈拘束ブレースである(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, a buckling restraint brace suitable for use by incorporating it into the frame of a wooden building such as a wooden house has been proposed. Specifically, it is a buckling restraint brace having a core material and a pair of restraint materials arranged along both sides of the core material. The core material is formed of a steel material, and a pair of restraint materials are formed of wood. However, a buckling restraint brace is obtained by applying a laminated lumber to this restraining material and assuming that the laminated lumber is laminated with lamina in parallel with the core material (see, for example, Patent Document 1).
特許第4901491号公報Japanese Patent No. 4901491
鋼製の芯材が木製の拘束材にて包囲された座屈拘束ブレースに対して、例えば大地震時に架構が大きく変形した際に、この変形に起因する、所謂、付加曲げモーメント(あるいは、単に、付加曲げ)が拘束材に作用し得る。この付加曲げモーメントが木製の拘束材に作用することにより、拘束材が破損に至る可能性が生じる。そして、拘束材が破損することにより、拘束材による芯材の座屈拘束機能が低下し、芯材が座屈に至り得る。特許文献1には、このような所謂付加曲げモーメントが拘束材に作用することを防止する措置についての言及がない。 A buckling restraint brace in which a steel core is surrounded by a wooden restraint, for example, when the frame is significantly deformed during a large earthquake, the so-called additional bending moment (or simply) caused by this deformation. , Additional bending) can act on the restraint. When this additional bending moment acts on the wooden restraint, the restraint may be damaged. Then, when the restraining material is damaged, the buckling restraining function of the core material by the restraining material is lowered, and the core material may be buckled. Patent Document 1 does not mention measures for preventing such a so-called additional bending moment from acting on the restraining material.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、例えば大地震時に架構が大きく変形し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材に作用して破損することを解消できる座屈拘束ブレースを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and is suitable for use by incorporating it into a frame of a wooden building or the like. For example, the frame is greatly deformed during a large earthquake, and a so-called additional bending moment is a wooden restraint material. It is intended to provide a buckling restraint brace that can act on and eliminate damage.
前記目的を達成すべく、本発明による座屈拘束ブレースの一態様は、
鋼製でプレート状の芯材と、
前記芯材の有する二つの広幅面に対向するように配設されている木製で一対の拘束板と、前記芯材の有する二つの狭幅面に対向するように配設され、前記一対の拘束板に接続されている木製で一対の側板と、により形成される木製拘束材と、を備え、
前記一対の拘束板の対応する位置には第一ボルト孔が開設され、対応する該第一ボルト孔により第一ボルト孔ユニットが形成され、複数の該第一ボルト孔ユニットにそれぞれ第一長ボルトが挿通されてナット締めされており、
前記一対の側板と前記拘束板の対応する位置には第二ボルト孔が開設され、対応する該第二ボルト孔により第二ボルト孔ユニットが形成され、複数の該第二ボルト孔ユニットにそれぞれ第二長ボルトが挿通されてナット締めされていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is:
With a steel plate-shaped core material,
A pair of wooden restraint plates arranged so as to face the two wide surfaces of the core material, and the pair of restraint plates arranged so as to face the two narrow surfaces of the core material. With a pair of wooden side plates connected to, and a wooden restraint formed by,
A first bolt hole is formed at a corresponding position of the pair of restraint plates, a first bolt hole unit is formed by the corresponding first bolt hole, and a first long bolt is formed in each of the plurality of first bolt hole units. Is inserted and the nut is tightened,
A second bolt hole is formed at a position corresponding to the pair of side plates and the restraint plate, a second bolt hole unit is formed by the corresponding second bolt hole, and a second bolt hole unit is formed in each of the plurality of second bolt hole units. It is characterized in that a double bolt is inserted and a nut is tightened.
本態様によれば、一対の拘束板が複数の第一長ボルトをナット締めすることにより接合され、一対の側板がその間にある拘束板とともに複数の第二長ボルトをナット締めすることにより接合されていることから、一対の拘束板と一対の側板の拘束性の高い木製拘束材を形成することができる。このことにより、作用し得る付加曲げモーメントに対して破損の生じ難い、高剛性の木製拘束材を有する座屈拘束ブレースを形成することができる。 According to this aspect, a pair of restraint plates are joined by nut-tightening a plurality of first length bolts, and a pair of side plates are joined by nut-tightening a plurality of second length bolts together with a restraint plate in between. Therefore, it is possible to form a wooden restraint material having a high restraint between the pair of restraint plates and the pair of side plates. This makes it possible to form a buckling restraint brace having a highly rigid wooden restraint that is less likely to be damaged by the applied bending moment.
また、本態様においては、一対の拘束板同士は一対の側板にて接続されて、四つの面材による閉合構造を有する木製拘束材が形成され、鋼製の芯材が木製拘束材にて包囲されている。この構成により、本態様の座屈拘束ブレースを木造建築物の架構に適用した場合でも、架構構成部材と不釣合いな外観を与える恐れはない。ここで、木製の拘束材と側板は、無垢材により形成されてもよいし、ラミナが積層された集成材により形成されてもよい。 Further, in this embodiment, the pair of restraint plates are connected to each other by a pair of side plates to form a wooden restraint material having a closed structure with four face materials, and the steel core material is surrounded by the wooden restraint material. Has been done. With this configuration, even when the buckling restraint brace of this embodiment is applied to the frame of a wooden building, there is no risk of giving an appearance disproportionate to the frame components. Here, the wooden restraint material and the side plate may be formed of solid wood or laminated wood in which lamina is laminated.
さらに、本態様においては、木製拘束材が、一対の拘束板に対して一対の側板が接続される構成を有していることから、木製拘束材の加工が容易となる。例えば、特許文献1に記載の座屈拘束ブレースは、集成材を加工して断面L型の2つの拘束材を製作し、これらを相互に逆さまにして、芯材を挟んだ状態で接続する加工を要する。これに対して、本態様の座屈拘束ブレースは、一対の拘束板に対して一対の側板を接続して木製拘束材を製作し、例えばこの木製拘束材の有する中空に芯材を挿通することにより座屈拘束ブレースを製作することができる。そのため、座屈拘束ブレースの製作がより一層容易になる。 Further, in this embodiment, since the wooden restraint has a structure in which the pair of side plates are connected to the pair of restraint plates, the wooden restraint can be easily processed. For example, in the buckling restraint brace described in Patent Document 1, two restraining materials having an L-shaped cross section are produced by processing laminated wood, and these are turned upside down and connected with a core material sandwiched between them. Needs. On the other hand, in the buckling restraint brace of this embodiment, a pair of side plates are connected to the pair of restraint plates to manufacture a wooden restraint material, and for example, a core material is inserted into the hollow of the wooden restraint material. The buckling restraint brace can be manufactured. Therefore, the buckling restraint brace can be manufactured more easily.
また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記拘束板と前記側板の当接面が接着剤により接合され、前記第二長ボルトにより締付けられていることを特徴とする。 Another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized in that the contact surface between the restraint plate and the side plate is joined by an adhesive and fastened by the second long bolt.
本態様によれば、拘束板と側板の当接面が接着剤により接合され、さらに第二長ボルトにより締付けられていることにより、拘束板と側板の当接面である接着面が第二長ボルトにて圧着され、拘束板と側板の接続強度がより一層高い木製拘束材を有する座屈拘束ブレースを形成することができる。 According to this aspect, the contact surface between the restraint plate and the side plate is joined by an adhesive and further tightened by a second long bolt, so that the adhesive surface which is the contact surface between the restraint plate and the side plate has a second length. It is possible to form a buckling restraint brace having a wooden restraint that is crimped with bolts and has a higher connection strength between the restraint plate and the side plate.
また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記芯材の長手方向の端部の前記広幅面には、該広幅面に直交する補強リブが接合されて断面十字状を呈しており、
前記木製拘束材のうち、前記補強リブに対応する位置には該補強リブに干渉しないスリットが設けられていることを特徴とする。
Further, in another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention, a reinforcing rib orthogonal to the wide surface is joined to the wide surface at the longitudinal end of the core material to form a cross section. ,
The wooden restraining material is characterized in that a slit that does not interfere with the reinforcing rib is provided at a position corresponding to the reinforcing rib.
本態様によれば、芯材の長手方向の端部においては、芯材の広幅面に直交する補強リブが接合されることにより断面十字状を呈していることから、芯材の広幅面が建物の構面に平行に配設されるようにして座屈拘束ブレースがガセットプレートに取り付けられる場合、芯材が構面に平行な広幅面に直交する補強リブを有することにより、芯材の端部において構面外方向の剛性を高めることができる。このように断面十字状の芯材が取り付けられる構面のガセットプレートにおいては、ガセットプレートに対してフィンスチフナが取り付けられ、座屈拘束ブレースの芯材とガセットプレート、補強リブとフィンスチフナがそれぞれスプライスプレートを介してハイテンションボルト等により接合される。本態様においては、木製拘束材の補強リブに対応する位置においてスリットが設けられ、このスリットにより木製拘束材と補強リブが干渉しないように構成されている。 According to this aspect, at the end portion in the longitudinal direction of the core material, the wide surface of the core material is a building because the reinforcing ribs orthogonal to the wide surface of the core material are joined to form a cross section. When the buckling restraint brace is attached to the gusset plate so that it is arranged parallel to the construction surface, the core material has reinforcing ribs orthogonal to the wide surface parallel to the construction surface, so that the end portion of the core material In, the rigidity in the out-of-structure direction can be increased. In the gusset plate of the structure to which the cross-section core material is attached in this way, the fin stiffener is attached to the gusset plate, and the core material and gusset plate of the buckling restraint brace, the reinforcing rib and the fin stiffener are spliced respectively. It is joined with a high tension bolt or the like via a plate. In this embodiment, a slit is provided at a position corresponding to the reinforcing rib of the wooden restraint material, and the slit is configured so that the wooden restraint material and the reinforcing rib do not interfere with each other.
また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、平面視において、前記スリットと前記補強リブとの間に隙間を有していることを特徴とする。 In addition, another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized in that a gap is provided between the slit and the reinforcing rib in a plan view.
本態様によれば、スリットと補強リブとの間に隙間が存在することにより、構面の変形に応じて芯材が伸縮した際に、この芯材の伸縮を隙間が吸収することができ、伸縮する芯材がスリットの壁面に接触して木製拘束材が破損に至るといった課題を解消することができる。ここで、この隙間の設定も設計者の裁量に委ねられ、設定された層間変形角に基づいて芯材の伸縮量が算定され、例えば隙間が芯材の伸縮量以上に設定される。尚、ここでの「隙間」は、スリットの長手方向の端部と補強リブの間の隙間の他、スリットの側面と補強リブの間の隙間が含まれ、スリットの側面と補強リブの間の隙間としては、上記する芯材の広幅部の側面と側板の間の隙間と同じ隙間が設定できる。 According to this aspect, since there is a gap between the slit and the reinforcing rib, when the core material expands and contracts according to the deformation of the structure surface, the gap can absorb the expansion and contraction of the core material. It is possible to solve the problem that the stretchable core material comes into contact with the wall surface of the slit and the wooden restraint material is damaged. Here, the setting of this gap is also left to the discretion of the designer, and the expansion / contraction amount of the core material is calculated based on the set interlayer deformation angle. For example, the gap is set to be equal to or larger than the expansion / contraction amount of the core material. The "gap" here includes the gap between the longitudinal end of the slit and the reinforcing rib, as well as the gap between the side surface of the slit and the reinforcing rib, and is between the side surface of the slit and the reinforcing rib. As the gap, the same gap as the gap between the side surface of the wide portion of the core material and the side plate can be set.
また、本態様による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記芯材の前記広幅面と前記拘束板の間に内挿板が介在していることを特徴とする。 In addition, another aspect of the buckling restraint brace according to this aspect is characterized in that an interpolation plate is interposed between the wide surface of the core material and the restraint plate.
本態様によれば、芯材の高次の座屈変形により、芯材から拘束板に局所的に圧縮力等が作用し、この局所的な力に起因して拘束板が破損することを抑制することができる。芯材の広幅面と拘束板の間に内挿板を介在させることにより、芯材の高次の座屈変形の凸部から作用する力は内挿板にまず伝達され、伝達された力は内挿板内に広がり、内挿板内に拡散された力が木製の拘束板に作用することになる。このことにより、芯材から作用する複数の局所的な力による木製の拘束板の破損が効果的に抑制される。 According to this aspect, a compressive force or the like is locally applied from the core material to the restraint plate due to the higher-order buckling deformation of the core material, and the restraint plate is prevented from being damaged due to this local force. can do. By interpolating the interpolation plate between the wide surface of the core material and the restraining plate, the force acting from the convex portion of the higher-order buckling deformation of the core material is first transmitted to the interpolation plate, and the transmitted force is interpolated. The force that spreads in the board and diffuses in the interpolation board acts on the wooden restraint board. As a result, damage to the wooden restraint plate due to a plurality of local forces acting from the core material is effectively suppressed.
以上の説明から理解できるように、本発明の座屈拘束ブレースによれば、木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、例えば大地震時に架構が大きく変形し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材に作用して破損することを解消できる。 As can be understood from the above description, the buckling restraint brace of the present invention is suitable for use by incorporating it into a frame of a wooden building or the like. For example, the frame is greatly deformed during a large earthquake, so-called addition. It is possible to eliminate the bending moment acting on the wooden restraint and damaging it.
第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the core material which forms the buckling restraint brace which concerns on 1st Embodiment together with a spacer. 第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例の斜視図である。It is a perspective view of an example of the wooden restraint material which forms the buckling restraint brace which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の斜視図である。It is a perspective view of an example of a buckling restraint brace according to 1st Embodiment. 図3のIV方向矢視図である。FIG. 3 is an arrow view in the IV direction of FIG. 図3のV方向矢視図である。It is a V-direction arrow view of FIG. 図3のVI−VI矢視図である。It is a VI-VI arrow view of FIG. 第1実施形態に係る座屈拘束ブレースが木造建物等の架構に組み込まれた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the buckling restraint brace which concerns on 1st Embodiment is incorporated in the frame of a wooden building or the like. 大地震時における架構の変形態様と、架構の変形に起因する座屈拘束ブレース接合部における付加曲げモーメントを説明する図である。It is a figure explaining the deformation mode of the frame at the time of a big earthquake, and the additional bending moment at the buckling restraint brace joint due to the deformation of the frame. 第2実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the core material which forms the buckling restraint brace which concerns on 2nd Embodiment together with a spacer. 第2実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の縦断面図である。It is a vertical sectional view of an example of a buckling restraint brace which concerns on 2nd Embodiment. 図10のXI部の拡大図であって、芯材の表面の凸部から局所的に作用する力が内挿板を介して拡散されて拘束板に伝達されることを説明する図である。It is an enlarged view of the XI part of FIG. 10, and is the figure explaining that the force acting locally from the convex part of the surface of a core material is diffused through an interpolation plate and is transmitted to a restraint plate. 座屈拘束ブレースの全体座屈曲線を示す図である。It is a figure which shows the whole buckling bending line of a buckling restraint brace.
以下、各実施形態に係る座屈拘束ブレースについて添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 Hereinafter, the buckling restraint brace according to each embodiment will be described with reference to the attached drawings. In the present specification and the drawings, substantially the same components may be designated by the same reference numerals to omit duplicate explanations.
[第1実施形態に係る座屈拘束ブレース]
<芯材>
はじめに、図1を参照して、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例について説明する。ここで、図1は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。
[Buckling restraint brace according to the first embodiment]
<Core material>
First, an example of a core material forming a buckling restraint brace according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a perspective view showing an example of a core material forming a buckling restraint brace according to the first embodiment together with a spacer.
芯材10は、細長でプレート状の平鋼により形成されており、その長手方向の中央側において広幅面11aの幅が相対的に狭い狭幅部13を有し、その長手方向の端部側において広幅面11aの幅が相対的に広い広幅部12を有している。また、芯材10の長手方向の端部の広幅面11aには、広幅面11aに直交する補強リブ14が溶接にて接合されて断面十字状を呈している。 The core material 10 is formed of elongated, plate-shaped flat steel, and has a narrow portion 13 having a relatively narrow width of the wide surface 11a on the central side in the longitudinal direction thereof, and the end side in the longitudinal direction thereof. Has a wide portion 12 in which the width of the wide surface 11a is relatively wide. Further, a reinforcing rib 14 orthogonal to the wide surface 11a is joined by welding to the wide surface 11a at the end portion of the core member 10 in the longitudinal direction to form a cross section.
芯材10がその長手方向の中央側に狭幅部13を有し、長手方向の端部側に広幅部12を有することにより、中央側の狭幅部13を塑性化し易い領域とすることができ、さらに、塑性化領域を中央側の狭幅部13に限定させることができる。 The core material 10 has a narrow portion 13 on the central side in the longitudinal direction and a wide portion 12 on the end side in the longitudinal direction, so that the narrow portion 13 on the central side can be easily plasticized. Further, the plasticized region can be limited to the narrow portion 13 on the central side.
また、広幅部12と補強リブ14にはそれぞれ、以下で説明するように、構面に設けられているガセットプレートやガセットプレートに取り付けられているフィンスチフナ(図7参照)にスプライスプレートを介してボルト接合されるためのボルト孔12a、14aが開設されている。芯材10の広幅面11aが建物の構面に平行に配設されるようにして座屈拘束ブレース100がガセットプレートに取り付けられる場合、芯材10が構面に平行な広幅面11aに直交する補強リブ14を有することにより、芯材10の端部において構面外方向の剛性を高めることができる。 Further, as described below, the wide portion 12 and the reinforcing rib 14 are connected to a gusset plate provided on the structure surface and a fin stiffener (see FIG. 7) attached to the gusset plate via a splice plate, respectively. Bolt holes 12a and 14a for bolting are provided. When the buckling restraint brace 100 is attached to the gusset plate so that the wide surface 11a of the core material 10 is arranged parallel to the structure surface of the building, the core material 10 is orthogonal to the wide surface 11a parallel to the structure surface. By having the reinforcing rib 14, it is possible to increase the rigidity in the out-of-structure direction at the end portion of the core material 10.
芯材10は、SN材(建築構造用圧延鋼材)や、LYP材(極低降伏点鋼材)等の降伏点の低い鋼材にて形成されているのが好ましく、芯材10の降伏による地震エネルギー吸収性が良好になる。 The core material 10 is preferably formed of a steel material having a low yield point such as an SN material (rolled steel material for building structure) or a LYP material (ultra-low yield point steel material), and the seismic energy due to the yield of the core material 10 Good absorbency.
芯材10の狭幅部13の中央位置において、狭幅部13の左右の側面(狭幅部13の周面の一例)から鋼製で円柱状の突起15が張り出している。突起15は、狭幅部13の側面に対して溶接等により接合されている。この突起15は、以下で説明する木製拘束材(図2参照)に開設されている係合孔に係合する。尚、突起15が狭幅部13の上下の平面から張り出している形態であってもよく、この場合は、木製拘束材(図2参照)において拘束板21の対応する位置に係合孔が開設され、ここに突起15が係合する。 At the center position of the narrow width portion 13 of the core material 10, a columnar protrusion 15 made of steel projects from the left and right side surfaces of the narrow width portion 13 (an example of the peripheral surface of the narrow width portion 13). The protrusion 15 is joined to the side surface of the narrow portion 13 by welding or the like. The protrusion 15 engages with an engagement hole provided in a wooden restraint (see FIG. 2) described below. The protrusion 15 may project from the upper and lower planes of the narrow portion 13, and in this case, an engaging hole is opened at a corresponding position of the restraint plate 21 in the wooden restraint material (see FIG. 2). The protrusion 15 is engaged with the protrusion 15.
狭幅部13の左右の側方に対して、細長の四角柱状のスペーサー16がX1方向に配設され、狭幅部13の左右の側方にスペーサー16が配設された状態で芯材10が以下に示す木製拘束材の内部に収容される。スペーサー16は、鋼製部材と木製部材のいずれであってもよい。また、スペーサー16は、円柱状等、図示例以外の形態であってもよい。尚、スペーサー16には、以下に示す第一長ボルトが挿通される複数(図示例は三つ)のボルト孔16aが、その長手方向に間隔を置いて開設されている。 The core material 10 is provided with elongated square columnar spacers 16 arranged in the X1 direction with respect to the left and right sides of the narrow width portion 13, and spacers 16 are arranged on the left and right sides of the narrow width portion 13. Is housed inside the wooden restraint shown below. The spacer 16 may be either a steel member or a wooden member. Further, the spacer 16 may have a form other than the illustrated example, such as a columnar shape. A plurality of bolt holes 16a (three in the illustrated example) through which the first long bolts shown below are inserted are provided in the spacer 16 at intervals in the longitudinal direction thereof.
<木製拘束材>
次に、図2を参照して、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例について説明する。ここで、図2は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例の斜視図である。
<Wooden restraint>
Next, an example of the wooden restraint material forming the buckling restraint brace according to the first embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 2 is a perspective view of an example of a wooden restraint material forming the buckling restraint brace according to the first embodiment.
木製拘束材20は、一対の拘束板21と、一対の拘束板21を繋ぐ一対の側板22とを有し、一対の拘束板21の間の隙間25に芯材10が配設されるようになっている。木製で一対の拘束板21は、芯材10の有する二つの広幅面11a(図1参照)に対向するように配設されており、一対の拘束板21に接続されている木製で一対の側板22は、芯材10の有する二つの狭幅面11b(図1参照)に対向するように配設されている。 The wooden restraint 20 has a pair of restraint plates 21 and a pair of side plates 22 connecting the pair of restraint plates 21, so that the core material 10 is arranged in the gap 25 between the pair of restraint plates 21. It has become. The pair of wooden restraint plates 21 are arranged so as to face the two wide surfaces 11a (see FIG. 1) of the core material 10, and the pair of wooden restraint plates 21 are connected to the pair of restraint plates 21. The 22 is arranged so as to face the two narrow surfaces 11b (see FIG. 1) of the core material 10.
一対の拘束板21の対応する位置には、それぞれ座ぐりを有する第一ボルト孔21aが開設されており、対応する二つの第一ボルト孔21aにより第一ボルト孔ユニット21bが形成されている。図示例では、第一ボルト孔ユニット21bは、拘束板21の幅方向に二つ設けられ、拘束板21の長手方向に六つ設けられて、総計十二の第一ボルト孔ユニット21bがある。 First bolt holes 21a having counterbore are formed at corresponding positions of the pair of restraint plates 21, and the first bolt hole unit 21b is formed by the two corresponding first bolt holes 21a. In the illustrated example, two first bolt hole units 21b are provided in the width direction of the restraint plate 21, and six are provided in the longitudinal direction of the restraint plate 21, so that there are a total of twelve first bolt hole units 21b.
そして、一対の拘束板21の間の隙間25に芯材10が配設された際に、スペーサー16に開設されている各ボルト孔16aが各第一ボルト孔ユニット21bに対応する位置に位置決めされており、このボルト孔16aも第一ボルト孔ユニット21bを形成する。第一ボルト孔ユニット21bに対して第一長ボルト31が挿通され、ナット33にて締付けられるようになっている。より具体的には、第一ボルト孔ユニット21bを形成する一方の第一ボルト孔21aの座ぐりに座金32が配設され、座金32を介して第一長ボルト31が第一ボルト孔ユニット21bに挿通され、他方の第一ボルト孔21aの座ぐりに座金34が配設され、座金34から外側に張り出した第一長ボルト31の先端の螺子溝にナット33が締付けられるようになっている。 Then, when the core material 10 is arranged in the gap 25 between the pair of restraint plates 21, each bolt hole 16a provided in the spacer 16 is positioned at a position corresponding to each first bolt hole unit 21b. The bolt hole 16a also forms the first bolt hole unit 21b. The first long bolt 31 is inserted into the first bolt hole unit 21b and tightened with a nut 33. More specifically, a washer 32 is arranged in the counterbore of one of the first bolt holes 21a forming the first bolt hole unit 21b, and the first long bolt 31 is transferred to the first bolt hole unit 21b via the washer 32. A washer 34 is arranged in the counterbore of the other first bolt hole 21a, and the nut 33 is tightened in the screw groove at the tip of the first long bolt 31 protruding outward from the washer 34. ..
一方、一対の側板22と拘束板21の対応する位置には、それぞれ第二ボルト孔22a、21cが開設されており、対応する第二ボルト孔22a、21cにより第二ボルト孔ユニット22bが形成されている。第二ボルト孔ユニット22bは、第一ボルト孔ユニット21bと干渉しない位置に設けられており、図示例では、側板22の幅方向に二つ設けられ、側板22の長手方向に七つ設けられて、総計十四の第二ボルト孔ユニット21bがある。 On the other hand, second bolt holes 22a and 21c are formed at corresponding positions of the pair of side plates 22 and the restraint plate 21, respectively, and the second bolt hole unit 22b is formed by the corresponding second bolt holes 22a and 21c. ing. The second bolt hole unit 22b is provided at a position that does not interfere with the first bolt hole unit 21b. In the illustrated example, two are provided in the width direction of the side plate 22, and seven are provided in the longitudinal direction of the side plate 22. , There are a total of 14 second bolt hole units 21b.
そして、各第二ボルト孔ユニット22bに第二長ボルト41が挿通され、ナット43にて締付けられるようになっている。より具体的には、第二ボルト孔ユニット22bを形成する一方の第二ボルト孔22aの座ぐりに座金42が配設され、座金42を介して第二長ボルト41が第二ボルト孔ユニット22bに挿通され、他方の第二ボルト孔22aの座ぐりに座金44が配設され、座金44から外側に張り出した第二長ボルト41の先端の螺子溝にナット43が締付けられる。 Then, a second long bolt 41 is inserted into each second bolt hole unit 22b and tightened with a nut 43. More specifically, a washer 42 is arranged in the counterbore of one of the second bolt holes 22a forming the second bolt hole unit 22b, and the second long bolt 41 is transferred to the second bolt hole unit 22b via the washer 42. A washer 44 is arranged in the counterbore of the other second bolt hole 22a, and the nut 43 is tightened in the screw groove at the tip of the second long bolt 41 protruding outward from the washer 44.
また、第二長ボルト41をナット43にて締め付けるに当たり、拘束板21と側板22の当接面には、接着剤が塗布され、接着剤が硬化する前に第二長ボルト41をナット43にて締め付ける加工が行われる。 Further, when the second long bolt 41 is tightened with the nut 43, an adhesive is applied to the contact surface between the restraint plate 21 and the side plate 22, and the second long bolt 41 is attached to the nut 43 before the adhesive is cured. The process of tightening is performed.
ここで、接着剤には、ウレタン系接着剤とエポキシ系接着剤等があるが、拘束板21と側板22の当接面に接着剤を塗布した後、接着剤が硬化する前に第二長ボルト41をナット43にて締め付ける加工を行うことを可能とするべく、硬化までにある程度の時間を要する(例えば24時間程度)ウレタン系接着剤を適用するのが好ましい。接着剤が硬化することにより形成される接着面は、第二長ボルト41がナット43にて締め付けられる締付け力により強固に圧着される。 Here, the adhesive includes a urethane-based adhesive, an epoxy-based adhesive, and the like. After applying the adhesive to the contact surfaces of the restraint plate 21 and the side plate 22, the second length is before the adhesive is cured. It is preferable to apply a urethane-based adhesive that requires a certain amount of time to cure (for example, about 24 hours) so that the bolt 41 can be tightened with the nut 43. The adhesive surface formed by curing the adhesive is firmly crimped by the tightening force of the second long bolt 41 tightened by the nut 43.
このように、一対の拘束板21同士が、複数の第一長ボルト31をナット33にて締付けることにより拘束され、一対の側板22と拘束板21が、接着面を介して第二長ボルト41をナット43にて締付けることにより拘束されることにより、拘束板21と側板22が強固に接合された閉合構造の木製拘束材20が形成される。 In this way, the pair of restraint plates 21 are restrained by tightening the plurality of first length bolts 31 with the nuts 33, and the pair of side plates 22 and the restraint plate 21 are restrained via the adhesive surface of the second length bolt 41. By tightening with a nut 43, a wooden restraining member 20 having a closed structure is formed in which the restraining plate 21 and the side plate 22 are firmly joined.
左右の側板22には、その長手方向の中央位置において、芯材10の有する突起15が係合する係合孔22cが開設されている。芯材10の有する突起15が木製拘束材20に開設されている係合孔22cに係合することにより、木製拘束材20の内部に差し込まれている芯材10が木製拘束材20の一方の端部に偏ることを防止できる。そのため、このように芯材10が木製拘束材20の一方の端部に偏った際に、芯材10が存在しない木製拘束材20の他方の端部が強度上の弱部になるといった課題は生じない。 The left and right side plates 22 are provided with engaging holes 22c at which the protrusions 15 of the core member 10 are engaged at the central positions in the longitudinal direction thereof. When the protrusion 15 of the core material 10 engages with the engaging hole 22c provided in the wooden restraint material 20, the core material 10 inserted into the wooden restraint material 20 is one of the wooden restraint materials 20. It is possible to prevent bias toward the end. Therefore, when the core material 10 is biased to one end of the wooden restraint 20 in this way, there is a problem that the other end of the wooden restraint 20 in which the core 10 does not exist becomes a weak part in terms of strength. Does not occur.
さらに、スペーサー16が第一ボルト孔ユニット21bを構成するボルト孔16aを有し、このボルト孔16aにも第一長ボルト31が挿通されていることにより、スペーサー16が芯材10の長手方向に移動することが抑止される。以下、図7を参照して説明するように、一般に、座屈拘束ブレースは構面に斜め方向に配設されるため、スペーサー16は斜め下方に移動し易く、このスペーサー16の移動によって斜め上方にはスペーサー16の端部と芯材10の広幅部12の間に大きな隙間が生じ易くなる。そのため、座屈拘束ブレースのうち、スペーサー16の存在しない斜め上方の領域が強度上の弱部となり易いが、図示するようにスペーサー16のボルト孔16aに第一長ボルト31が挿通されることにより、このようなスペーサー16の移動が解消され、スペーサー16の移動に起因した強度上の弱部は生じない。 Further, the spacer 16 has a bolt hole 16a constituting the first bolt hole unit 21b, and the first long bolt 31 is also inserted through the bolt hole 16a, so that the spacer 16 is oriented in the longitudinal direction of the core material 10. Movement is deterred. Hereinafter, as will be described with reference to FIG. 7, since the buckling restraint brace is generally arranged diagonally on the structure surface, the spacer 16 can easily move diagonally downward, and the movement of the spacer 16 causes the spacer 16 to move diagonally upward. A large gap is likely to occur between the end of the spacer 16 and the wide portion 12 of the core material 10. Therefore, in the buckling restraint brace, the diagonally upper region where the spacer 16 does not exist tends to be a weak part in terms of strength, but as shown in the figure, the first long bolt 31 is inserted into the bolt hole 16a of the spacer 16. , Such movement of the spacer 16 is eliminated, and a weak part in strength due to the movement of the spacer 16 does not occur.
拘束板21と側板22は、無垢材、又は、ラミナが積層された集成材を含む木質材料のいずれにより形成されてもよい。以下で詳説するように、座屈拘束ブレースの全体座屈を防止できるように、木製拘束材20の断面積や断面剛性、ヤング係数等が設定される。そして、このヤング係数は木材の材質により決定される。木材の材質としては、ヒノキやアカマツ、カラマツ、モミ、エゾマツ等が挙げられる。 The restraint plate 21 and the side plate 22 may be formed of either a solid wood or a wood-based material including laminated wood in which lamina is laminated. As will be described in detail below, the cross-sectional area, cross-sectional rigidity, Young's modulus, etc. of the wooden restraint member 20 are set so as to prevent the entire buckling restraint brace from buckling. And this Young's modulus is determined by the material of wood. Examples of the material of wood include cypress, Japanese red pine, larch, fir, spruce and the like.
拘束板21の端部のうち、隙間25に芯材10が収容された際に補強リブ14に対応する位置には、補強リブ14に干渉しないスリット24が設けられている。 A slit 24 that does not interfere with the reinforcing rib 14 is provided at a position corresponding to the reinforcing rib 14 when the core material 10 is accommodated in the gap 25 in the end portion of the restraining plate 21.
<座屈拘束ブレース>
次に、図3乃至図6を参照して、これまでに説明した芯材10と木製拘束材20にて形成される、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例について説明する。ここで、図3は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の斜視図であり、図4、図5、及び図6はそれぞれ、図3のIV方向矢視図、V方向矢視図、及びVI−VI矢視図である。
<Buckling restraint brace>
Next, with reference to FIGS. 3 to 6, an example of a buckling restraint brace according to the first embodiment, which is formed of the core member 10 and the wooden restraint member 20 described so far, will be described. Here, FIG. 3 is a perspective view of an example of the buckling restraint brace according to the first embodiment, and FIGS. 4, 5, and 6 are an arrow view in the IV direction and an arrow view in the V direction of FIG. 3, respectively. It is a figure and a VI-VI arrow view.
座屈拘束ブレース100は、芯材10の狭幅部13と広幅部12の一部を包囲するように木製拘束材20が配設され、広幅部12の端部の十字状の部分が木製拘束材20の端部から張出すようにしてその全体が構成されており、外側に張り出している広幅部12と補強リブ14の有するボルト孔12a、14aが外部に臨んでいる。 In the buckling restraint brace 100, a wooden restraint 20 is arranged so as to surround a part of the narrow portion 13 and the wide portion 12 of the core material 10, and the cross-shaped portion at the end of the wide portion 12 is a wooden restraint. The whole is configured so as to project from the end portion of the material 20, and the bolt holes 12a and 14a of the wide portion 12 projecting outward and the reinforcing rib 14 face the outside.
一対の拘束板21の間の隙間25に芯材10が配設され、一対の拘束板21とスペーサー16に対して複数の第一長ボルト31が挿通されてナット33にて締付けられ、一対の側板22と拘束板21に対して第二長ボルト41が挿通されてナット43にて締付けられることにより、座屈拘束ブレース100が形成される。図示するように、第一長ボルト31の延設方向は芯材10の弱軸方向となり、第二長ボルト41の延設方向は芯材10の強軸方向となる。 The core material 10 is arranged in the gap 25 between the pair of restraint plates 21, and a plurality of first length bolts 31 are inserted through the pair of restraint plates 21 and the spacer 16 and tightened by the nuts 33. The buckling restraint brace 100 is formed by inserting the second long bolt 41 through the side plate 22 and the restraint plate 21 and tightening them with the nut 43. As shown in the figure, the extension direction of the first long bolt 31 is the weak axis direction of the core material 10, and the extension direction of the second long bolt 41 is the strong axis direction of the core material 10.
座屈拘束ブレース100によれば、一対の拘束板21と一対の側板22が複数の第一長ボルト31と第二長ボルト41をナット締めすることによって強固に閉合されてなる木製拘束材20により、芯材10が包囲されている構成を有することから、座屈強度の高い座屈拘束ブレースとなる。さらに、鋼製の芯材10が木製拘束材20にて包囲されていることにより、座屈拘束ブレース100を木造建築物の架構に適用した場合でも、架構構成部材と不釣合いな外観を与えない。 According to the buckling restraint brace 100, a pair of restraint plates 21 and a pair of side plates 22 are tightly closed by a wooden restraint member 20 formed by tightening a plurality of first length bolts 31 and second length bolts 41 with nuts. Since the core material 10 is surrounded, the buckling restraint brace has high buckling strength. Further, since the steel core material 10 is surrounded by the wooden restraint material 20, even when the buckling restraint brace 100 is applied to the frame of a wooden building, it does not give an appearance disproportionate to the frame components. ..
図示する座屈拘束ブレース100において、木製拘束材20の隙間25内には、狭幅部13の左右の側方にスペーサー16が配設された状態で芯材10が収容され、狭幅部13の側面から側方に張り出す突起15が係合孔22cに係合されている。 In the buckling restraint brace 100 shown in the figure, the core material 10 is housed in the gap 25 of the wooden restraint member 20 with spacers 16 arranged on the left and right sides of the narrow width portion 13, and the narrow width portion 13 is accommodated. A protrusion 15 projecting laterally from the side surface is engaged with the engagement hole 22c.
芯材10の広幅部12の側面と木製拘束材20の側板22の間には、幅t1の隙間G1が設けられている。さらに、補強リブ14と木製拘束材20の拘束板21の有するスリット24の間には、補強リブ14の長手方向に幅t2であり、補強リブ14の側方に幅t1の隙間G2が設けられている。このように、広幅部12の側面と木製拘束材20の側板22の間に隙間G1を有していることにより、座屈拘束ブレース10が取り付けられている構面が大きく変形した場合に、この隙間G1にて芯材10の変形を吸収し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材20に作用することを解消できる。一方、スリット24と補強リブ14との間に隙間G2が存在することにより、構面の変形に応じて芯材10が伸縮した際に、この芯材10の伸縮を隙間G2が吸収することができ、伸縮する芯材10がスリット24の壁面に接触して木製拘束材20が破損に至るといった課題を解消できる。 A gap G1 having a width t1 is provided between the side surface of the wide portion 12 of the core material 10 and the side plate 22 of the wooden restraining material 20. Further, between the reinforcing rib 14 and the slit 24 of the restraining plate 21 of the wooden restraining material 20, a gap G2 having a width t2 in the longitudinal direction of the reinforcing rib 14 and a width t1 is provided on the side of the reinforcing rib 14. ing. In this way, when the structure surface to which the buckling restraint brace 10 is attached is greatly deformed by having a gap G1 between the side surface of the wide portion 12 and the side plate 22 of the wooden restraint member 20, this It is possible to absorb the deformation of the core material 10 in the gap G1 and eliminate the so-called additional bending moment acting on the wooden restraint material 20. On the other hand, since the gap G2 exists between the slit 24 and the reinforcing rib 14, when the core material 10 expands and contracts according to the deformation of the structure surface, the gap G2 absorbs the expansion and contraction of the core material 10. It is possible to solve the problem that the stretchable core material 10 comes into contact with the wall surface of the slit 24 and the wooden restraining material 20 is damaged.
また、図6に示すように、広幅部12と狭幅部13の境界領域Aは芯材10の平面積及び断面積が変化する変化領域であることから、芯材10に作用する付加曲げモーメントをこの変化領域にて吸収することができる付加曲げ吸収エリアとなっている。このように、芯材10に作用する付加曲げモーメントを芯材10の広幅部12と狭幅部13の境界領域Aにて効果的に吸収し、芯材10と木製拘束材20の側板22の間に設けられた隙間G1により、芯材10に作用する付加曲げモーメントを木製拘束材20の側板22に作用させないようにすることができる。 Further, as shown in FIG. 6, since the boundary region A between the wide portion 12 and the narrow portion 13 is a changing region in which the flat area and the cross-sectional area of the core material 10 change, the additional bending moment acting on the core material 10 Is an additional bending absorption area that can absorb in this change area. In this way, the additional bending moment acting on the core material 10 is effectively absorbed in the boundary region A between the wide portion 12 and the narrow width portion 13 of the core material 10, and the side plate 22 of the core material 10 and the wooden restraining material 20 The gap G1 provided between them can prevent the additional bending moment acting on the core material 10 from acting on the side plate 22 of the wooden restraining material 20.
さらに、芯材10の中央側に狭幅部13を設けたことにより、狭幅部13と側板22の間に存在する比較的大きな隙間G3(芯材10の端部側の広幅部12と側板22の間の隙間G1よりも大きな隙間)に対して、この隙間G3にスペーサー16を介在させて隙間G3を閉塞することにより、芯材10の強軸方向(芯材10の広幅面11aに平行な方向)の座屈を防止することができる。そのため、座屈拘束ブレース100の全体座屈が抑制され、座屈拘束ブレース100の圧縮耐力が向上することにより、座屈拘束ブレース100が組み込まれた架構とこの架構を含む建築物に対して優れた耐震補強効果を付与できる。 Further, by providing the narrow width portion 13 on the central side of the core material 10, a relatively large gap G3 existing between the narrow width portion 13 and the side plate 22 (the wide portion 12 and the side plate on the end side of the core material 10) A spacer 16 is interposed in the gap G3 to close the gap G3 with respect to the gap G1 between 22), thereby closing the gap G3 in the strong axial direction of the core material 10 (parallel to the wide surface 11a of the core material 10). Buckling in any direction) can be prevented. Therefore, the overall buckling of the buckling restraint brace 100 is suppressed, and the compressive strength of the buckling restraint brace 100 is improved, which is excellent for the frame in which the buckling restraint brace 100 is incorporated and the building including this frame. It can give a seismic reinforcement effect.
<架構への座屈拘束ブレースの適用例>
次に、図7及び図8を参照して、架構への座屈拘束ブレースの適用例について説明する。ここで、図7は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースが木造建物等の架構に組み込まれた状態を示す図である。また、図8は、大地震時における架構の変形態様と、架構の変形に起因する座屈拘束ブレース接合部における付加曲げモーメントを説明する図である。尚、図示例の座屈拘束ブレースは、木造建物の架構以外にも、S造(S:Steel)建物の架構、RC造建物の架構、SRC造(SRC:Steel Reinforced Concrete)建物の架構に組み込まれてもよい。
<Example of application of buckling restraint brace to frame>
Next, an example of applying the buckling restraint brace to the frame will be described with reference to FIGS. 7 and 8. Here, FIG. 7 is a diagram showing a state in which the buckling restraint brace according to the first embodiment is incorporated in a frame such as a wooden building. Further, FIG. 8 is a diagram for explaining the deformation mode of the frame at the time of a large earthquake and the additional bending moment at the buckling restraint brace joint due to the deformation of the frame. The buckling restraint brace in the illustrated example is incorporated into the frame of an S (S: Steel) building, the frame of an RC building, and the frame of an SRC (SRC: Steel Reinforced Concrete) building in addition to the frame of a wooden building. It may be.
図7に示す架構Sは、木造建築物等を構成する木製の柱Cと梁Bにより形成されている。対角線位置にある2つの隅角部には、平鋼により形成されるガセットプレートGPが取付けられている。ガセットプレートGPの表面には、該表面に直交するようにフィンスチフナFSが溶接にて接合されている。柱Cの柱芯L1と梁Bの梁芯L2の交点Oに対して、フィンスチフナFSの芯L3が交差するようにしてフィンスチフナFSがガセットプレートGPに接合される。そして、座屈拘束ブレース100も、対角位置にある双方の交点Oを通る線状に配設される。 The frame S shown in FIG. 7 is formed by wooden columns C and beams B constituting a wooden building or the like. Gusset plate GP made of flat steel is attached to the two corners at diagonal positions. Finstifuna FS is welded to the surface of the gusset plate GP so as to be orthogonal to the surface. The fin stiffener FS is joined to the gusset plate GP so that the core L3 of the fin stiffener FS intersects the intersection O of the column core L1 of the column C and the beam core L2 of the beam B. Then, the buckling restraint brace 100 is also arranged in a linear shape passing through both intersections O at diagonal positions.
ガセットプレートGPと芯材10の広幅部12は、スプライスプレートSPを介してハイテンションボルトにより接合され、フィンスチフナFSと補強リブ14は、スプライスプレートSPを介してハイテンションボルトにより接合される。 The gusset plate GP and the wide portion 12 of the core material 10 are joined by high tension bolts via the splice plate SP, and the feasibility study FS and the reinforcing rib 14 are joined by high tension bolts via the splice plate SP.
図8に示すように、大地震時において構面が変形することにより、座屈拘束ブレース接合部においては、接合部を剛と見なした場合に、以下の式(1)に示す付加曲げモーメントが作用し得る。 As shown in FIG. 8, in the buckling restraint brace joint due to the deformation of the structural surface during a large earthquake, when the joint is regarded as rigid, the additional bending moment shown in the following equation (1) Can work.
座屈拘束ブレース100によれば、芯材10の広幅部12の側面と木製拘束材20の側板22の間に幅t1の隙間G1が設けられていることにより、座屈拘束ブレース100が取り付けられている構面が大きく変形した場合に、この隙間G1にて芯材10の変形を吸収し、付加曲げモーメントが木製拘束材20に作用することを解消できる。また、補強リブ14と木製拘束材20の拘束板21の有するスリット24の間において、補強リブ14の長手方向に幅t2であり、補強リブ14の側方に幅t1の隙間G2が設けられていることにより、構面の変形に応じて芯材10が伸縮した際に、この芯材10の伸縮を隙間G2が吸収することができ、伸縮する芯材10がスリット24の壁面に接触して木製拘束材20が破損に至るといった課題を解消できる。 According to the buckling restraint brace 100, the buckling restraint brace 100 is attached by providing a gap G1 having a width t1 between the side surface of the wide portion 12 of the core material 10 and the side plate 22 of the wooden restraint material 20. When the structural surface is significantly deformed, the gap G1 can absorb the deformation of the core material 10 and eliminate the effect of the additional bending moment on the wooden restraining material 20. Further, between the reinforcing rib 14 and the slit 24 of the restraining plate 21 of the wooden restraining material 20, a gap G2 having a width t2 in the longitudinal direction of the reinforcing rib 14 and a width t1 is provided on the side of the reinforcing rib 14. As a result, when the core material 10 expands and contracts in response to the deformation of the structure surface, the expansion and contraction of the core material 10 can be absorbed by the gap G2, and the expandable and contracting core material 10 comes into contact with the wall surface of the slit 24. The problem that the wooden restraint 20 is damaged can be solved.
[第2実施形態に係る座屈拘束ブレース]
次に、図9乃至図11を参照して、第2実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例について説明する。ここで、図9は、第2実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図であり、図10は、第2実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の縦断面図である。また、図11は、図10のXI部の拡大図であって、芯材の表面の凸部から局所的に作用する力が内挿板を介して拡散されて拘束板に伝達されることを説明する図である。
[Buckling restraint brace according to the second embodiment]
Next, an example of the core material forming the buckling restraint brace according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. Here, FIG. 9 is a perspective view showing an example of the core material forming the buckling restraint brace according to the second embodiment together with the spacer, and FIG. 10 is an example of the buckling restraint brace according to the second embodiment. It is a vertical sectional view. Further, FIG. 11 is an enlarged view of the XI portion of FIG. 10, showing that the force acting locally from the convex portion on the surface of the core material is diffused through the interpolation plate and transmitted to the restraint plate. It is a figure explaining.
座屈拘束ブレース100Aは、芯材10の広幅面11aと拘束板21の間に内挿板17が介在している点において、座屈拘束ブレース100と相違している。内挿材17としては、鋼製プレート、木製プレートのいずれを適用してもよく、木製プレートとしては、例えばLVL(Laminated Veneer Lumber:単板積層材)が適用できる。尚、本実施形態においても、突起15が狭幅部13の上下の平面から張り出している形態であってもよい。 The buckling restraint brace 100A is different from the buckling restraint brace 100 in that the interpolation plate 17 is interposed between the wide surface 11a of the core material 10 and the restraint plate 21. As the interpolation material 17, either a steel plate or a wooden plate may be applied, and as the wooden plate, for example, LVL (Laminated Veneer Lumber: single plate laminated material) can be applied. In this embodiment as well, the protrusions 15 may project from the upper and lower planes of the narrow portion 13.
内挿材17の広幅面において、その長手方向の端部には、芯材10の有する補強リブ14と対応する位置において、補強リブ14と干渉しないようにスリット18が開設されている。また、内挿材17には、スペーサー16に開設されているボルト孔16aに対応する位置にボルト孔17aが開設されており、図2に示す第一長ボルト31が挿通されるようになっている。 On the wide surface of the interpolation material 17, a slit 18 is provided at an end portion in the longitudinal direction thereof at a position corresponding to the reinforcing rib 14 of the core material 10 so as not to interfere with the reinforcing rib 14. Further, the interpolation material 17 is provided with a bolt hole 17a at a position corresponding to the bolt hole 16a provided in the spacer 16, and the first long bolt 31 shown in FIG. 2 is inserted therethrough. There is.
座屈拘束ブレース100Aによれば、芯材10の高次の座屈変形により、図11に示すように、芯材10から拘束板21に局所的に圧縮力Pが作用し、この局所的な力に起因して拘束板21が破損することが抑制できる。このように局所的な力Pが作用することにより、木製の拘束板21が破損に至り得る。そこで、芯材10の広幅面11aと拘束板21の間に内挿板17を介在させることにより、芯材10の高次の座屈変形の凸部10aから作用する力Pは内挿板17にまず伝達され、伝達された力Pは内挿板17内に広がり、内挿板17内に拡散された力が木製の拘束板21に分散力qとして作用することになる。このことにより、芯材10から作用する複数の局所的な力Pによる木製の拘束板21の破損が効果的に抑制される。 According to the buckling restraint brace 100A, due to the higher-order buckling deformation of the core material 10, a compressive force P acts locally from the core material 10 to the restraint plate 21 as shown in FIG. 11, and this local compression force P acts. It is possible to prevent the restraint plate 21 from being damaged due to the force. The action of the local force P in this way can lead to damage to the wooden restraint plate 21. Therefore, by interpolating the interpolation plate 17 between the wide surface 11a of the core material 10 and the restraining plate 21, the force P acting from the convex portion 10a of the higher-order buckling deformation of the core material 10 is the interpolation plate 17. First, the transmitted force P spreads in the interpolation plate 17, and the force diffused in the interpolation plate 17 acts as a dispersion force q on the wooden restraint plate 21. As a result, damage to the wooden restraint plate 21 due to the plurality of local forces P acting on the core material 10 is effectively suppressed.
[全体座屈の検討]
次に、座屈拘束ブレースの全体座屈を防止するための設計方法について説明する。
[Examination of overall buckling]
Next, a design method for preventing overall buckling of the buckling restraint brace will be described.
座屈拘束ブレースの設計においては、以下の式(2)を満足して座屈拘束ブレースの全体座屈が生じないように設計する。 In the design of the buckling restraint brace, the following equation (2) is satisfied and the buckling restraint brace is designed so that the entire buckling does not occur.
ここで、拘束板の中央に作用する曲げモーメントは、以下の式(3)で示すことができる。 Here, the bending moment acting on the center of the restraint plate can be expressed by the following equation (3).
木製拘束材の全体座屈を防止する条件は、以下の式(4)を満足することとなる。 The condition for preventing the overall buckling of the wooden restraint material satisfies the following equation (4).
式(4)を座屈拘束ブレースの全体座屈曲線として図12に示す。図12において、全体座屈曲線の上側は安全域であり、下側は危険域であり、安全域に入るように木製拘束材の設計用軸力、オイラー荷重、芯材の一般部の長さ、及び木製拘束材の降伏曲げ耐力が設定される。尚、図12に示す座屈拘束ブレースの全体座屈曲線は、芯材の弱軸方向の全体座屈、強軸方向の全体座屈の双方に妥当する。 Equation (4) is shown in FIG. 12 as the entire buckling flexion line of the buckling restraint brace. In FIG. 12, the upper side of the entire seat bending line is the safety zone, and the lower side is the danger zone. , And the yield bending strength of the wooden restraint is set. The overall buckling bending line of the buckling restraint brace shown in FIG. 12 is applicable to both the overall buckling of the core material in the weak axial direction and the overall buckling in the strong axial direction.
上記する木製拘束材の降伏曲げ耐力と作用する曲げモーメントとの関係を照査することの他にも、短期の木製拘束材の許容曲げ耐力が芯材降伏時に作用する曲げモーメントよりも大きくなることも合せて照査するのがよい(数式は省略)。 In addition to examining the relationship between the yield bending strength of the wooden restraint and the bending moment acting, the allowable bending strength of the short-term wooden restraint may be larger than the bending moment acting during the yielding of the core material. It is better to check it together (formula omitted).
<木製拘束材のめり込み破壊の検討>
次に、木製拘束材のめり込み破壊の検討方法について説明する。芯材が木製拘束材に対してめり込むことにより、木製拘束材が破壊することを防止するには、以下の式(5)を満足することを検証する。
<Examination of sunk destruction of wooden restraint material>
Next, a method for examining the sinking fracture of the wooden restraint material will be described. In order to prevent the wooden restraining material from breaking due to the core material sinking into the wooden restraining material, it is verified that the following equation (5) is satisfied.
尚、上記する拘束板のめり込み耐力と作用する補剛力との関係を照査することの他にも、短期の拘束板の許容めり込み耐力が芯材降伏時に作用する補剛力よりも大きくなることも合せて照査するのがよい(数式は省略)。 In addition to checking the relationship between the proof stress of the restraint plate and the stiffening force acting on it, the allowable proof stress of the restraint plate for a short period of time is larger than the proof stress acting when the core material yields. It is good to check (formula omitted).
<第一長ボルト(弱軸方向ボルト)と、第二長ボルト(強軸方向ボルト)の仕様検討>
次に、第一長ボルト(弱軸方向ボルト)と、第二長ボルト(強軸方向ボルト)の仕様の設定方法について説明する。
<Examination of specifications of the first long bolt (weak axial bolt) and the second long bolt (strong axial bolt)>
Next, a method of setting the specifications of the first long bolt (weak axial direction bolt) and the second long bolt (strong axial direction bolt) will be described.
第一長ボルト(弱軸方向ボルト)と第二長ボルト(強軸方向ボルト)の仕様の設定に際しては、各長ボルトの降伏耐力の総和が、木製拘束材に作用する補剛力の総和以上となるように設定するものとし、以下の式(6)を満足するように各長ボルトの仕様(第一長ボルトや第二長ボルトの降伏応力度や本数、有効断面積(一本当たりの有効断面積と本数による総有効断面積)等)を決定する。 When setting the specifications for the first long bolt (weak axial bolt) and the second long bolt (strong axial bolt), the total yield strength of each long bolt should be greater than or equal to the total stiffening force acting on the wooden restraint. The specifications of each long bolt (yield stress degree and number of first long bolt and second long bolt, effective cross-sectional area (effective per bolt) are set so as to satisfy the following formula (6). Determine the total effective cross-sectional area), etc. based on the cross-sectional area and the number of bolts.
尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 It should be noted that the configuration or the like described in the above embodiment may be another embodiment in which other components are combined, and the present invention is not limited to the configuration shown here. This point can be changed without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined according to the application form thereof.
10:芯材、11a:広幅面、11b:狭幅面、12:広幅部、12a:ボルト孔、13:狭幅部、14:補強リブ、14a:ボルト孔、15:突起、16:スペーサー、16a:ボルト孔、17:内挿板、17a:ボルト孔、20:木製拘束材、21:拘束板、21a:第一ボルト孔、21b:第一ボルト孔ユニット、21c:第二ボルト孔、22:側板、22a:第二ボルト孔、22b:第二ボルト孔ユニット、22c:係合孔、24:スリット、25:隙間、31:第一長ボルト、32:座金、33:ナット、34:座金、41:第二長ボルト、42:座金、43:ナット、44:座金、100,100A:座屈拘束ブレース、G1,G2、G3:隙間、A:付加曲げ吸収エリア(境界領域)、S:架構(構面)、C:柱、B:梁、GP:ガセットプレート、FS:フィンスチフナ、SP:スプライスプレート 10: Core material, 11a: Wide surface, 11b: Narrow surface, 12: Wide part, 12a: Bolt hole, 13: Narrow part, 14: Reinforcing rib, 14a: Bolt hole, 15: Protrusion, 16: Spacer, 16a : Bolt hole, 17: Insert plate, 17a: Bolt hole, 20: Wooden restraint, 21: Restraint plate, 21a: First bolt hole, 21b: First bolt hole unit, 21c: Second bolt hole, 22: Side plate, 22a: 2nd bolt hole, 22b: 2nd bolt hole unit, 22c: Engagement hole, 24: Slit, 25: Gap, 31: First long bolt, 32: Washer, 33: Nut, 34: Washer, 41: Second long bolt, 42: Washer, 43: Nut, 44: Washer, 100, 100A: Buckling restraint brace, G1, G2, G3: Gap, A: Additional bending absorption area (boundary area), S: Frame (Structure surface), C: Pillar, B: Beam, GP: Gusset plate, FS: Finstifuna, SP: Splice plate

Claims (5)

  1. 鋼製でプレート状の芯材と、
    前記芯材の有する二つの広幅面に対向するように配設されている木製で一対の拘束板と、前記芯材の有する二つの狭幅面に対向するように配設され、前記一対の拘束板に接続されている木製で一対の側板と、により形成される木製拘束材と、を備え、
    前記一対の拘束板の対応する位置には第一ボルト孔が開設され、対応する該第一ボルト孔により第一ボルト孔ユニットが形成され、複数の該第一ボルト孔ユニットにそれぞれ第一長ボルトが挿通されてナット締めされており、
    前記一対の側板と前記拘束板の対応する位置には第二ボルト孔が開設され、対応する該第二ボルト孔により第二ボルト孔ユニットが形成され、複数の該第二ボルト孔ユニットにそれぞれ第二長ボルトが挿通されてナット締めされていることを特徴とする、座屈拘束ブレース。
    With a steel plate-shaped core material,
    A pair of wooden restraint plates arranged so as to face the two wide surfaces of the core material, and the pair of restraint plates arranged so as to face the two narrow surfaces of the core material. With a pair of wooden side plates connected to, and a wooden restraint formed by,
    A first bolt hole is formed at a corresponding position of the pair of restraint plates, a first bolt hole unit is formed by the corresponding first bolt hole, and a first long bolt is formed in each of the plurality of first bolt hole units. Is inserted and the nut is tightened,
    A second bolt hole is formed at a position corresponding to the pair of side plates and the restraint plate, a second bolt hole unit is formed by the corresponding second bolt hole, and a second bolt hole unit is formed in each of the plurality of second bolt hole units. A buckling restraint brace characterized by a double bolt inserted and nut-tightened.
  2. 前記拘束板と前記側板の当接面が接着剤により接合され、前記第二長ボルトにより締付けられてい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。 The buckling restraint brace according to claim 1, wherein the contact surface between the restraint plate and the side plate is joined by an adhesive and tightened by the second long bolt.
  3. 前記芯材の長手方向の端部の前記広幅面には、該広幅面に直交する補強リブが接合されて断面十字状を呈しており、
    前記木製拘束材のうち、前記補強リブに対応する位置には該補強リブに干渉しないスリットが設けられていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の座屈拘束ブレース。
    Reinforcing ribs orthogonal to the wide surface are joined to the wide surface at the end portion in the longitudinal direction of the core material to form a cross section.
    The buckling restraint brace according to claim 1 or 2, wherein a slit that does not interfere with the reinforcing rib is provided at a position corresponding to the reinforcing rib in the wooden restraint material.
  4. 平面視において、前記スリットと前記補強リブとの間に隙間を有し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。 The buckling restraint brace according to claim 3, wherein a gap is provided between the slit and the reinforcing rib in a plan view.
  5. 前記芯材の前記広幅面と前記拘束板の間に内挿板が介在していることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。 The buckling restraint brace according to any one of claims 1 to 4, wherein an interpolation plate is interposed between the wide surface of the core material and the restraint plate.
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