JP2021042636A - Buckling restraint building material and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、構造物の主要骨組の層間に組み込まれ、層間変形が生じたときに塑性変形することでエネルギーを吸収して構造物の損傷を抑制する座屈拘束ブレースなどの座屈拘束建材、及び、座屈拘束建材の製造方法に関するものである。 The present invention is a buckling restraint building material such as a buckling restraint brace, which is incorporated between layers of a main frame of a structure and absorbs energy by plastically deforming when interlayer deformation occurs to suppress damage to the structure. It also relates to a method for manufacturing a buckling restraint building material.
この種の座屈拘束建材としては、従来、2つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んで構成される座屈拘束ブレースが知られている。例えば、特許文献1には、鋼板からなる枠板内にコンクリートを充填した2つの座屈拘束部材で、鋼材からなる芯材を挟み込んで、当該2つの座屈拘束部材の枠板同士を溶接して製造される座屈拘束ブレースが開示されている。この座屈拘束ブレースは、板状の芯材の長手方向中間部分に切欠部を設けて細幅部分を形成し、当該中間部分の幅を適宜設定することで、降伏耐力と軸剛性の調節が可能となっている。また、この切欠部によって生まれる空間には、荷重負担時に当該中間部分が幅方向へ動くのを抑制するためのスペーサが配置されている。
As a buckling restraint building material of this kind, a buckling restraint brace formed by sandwiching a core material between two buckling restraint members is conventionally known. For example, in
座屈拘束ブレースなどの座屈拘束建材においては、芯材を長手方向に圧縮させるような荷重が加わることがある。このような荷重時に芯材が座屈せずに適切な復元力を発揮することで、座屈拘束建材は耐震部材/制振部材としての機能も果たすことが可能となる。 In a buckling restraint building material such as a buckling restraint brace, a load that compresses the core material in the longitudinal direction may be applied. By exerting an appropriate restoring force without buckling of the core material under such a load, the buckling restraint building material can also function as a seismic-resistant member / vibration-damping member.
このように座屈拘束建材を耐震部材/制振部材として機能させるためには、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に、所定量の隙間を高精度に確保することが重要となる。詳しくは、この隙間が広すぎると、芯材の軸方向圧縮荷重時に、芯材が、2つの座屈拘束部材の対向方向(芯材の長手方向に直交する方向、かつ、2つの座屈拘束部材が対向する方向)において、局所的に塑性変形してしまう。逆に、この隙間が狭すぎると、芯材の軸方向圧縮荷重時に、芯材が2つの座屈拘束部材に規制されて2つの座屈拘束部材の対向方向へ十分に変形できなくなる。この場合、芯材の圧縮軸力が座屈拘束部材に流れてしまう。 In order for the buckling restraint building material to function as a seismic member / vibration damping member in this way, a predetermined amount of gap is ensured with high accuracy between the core material and the facing surfaces of the core materials of the two buckling restraint members. Is important. Specifically, if this gap is too wide, the core material will be in the opposite direction of the two buckling restraint members (the direction orthogonal to the longitudinal direction of the core material and the two buckling restraints when the core material is compressed in the axial direction). In the direction in which the members face each other), plastic deformation occurs locally. On the contrary, if this gap is too narrow, the core material is restricted by the two buckling restraint members and cannot be sufficiently deformed in the opposite direction of the two buckling restraint members when the core material is compressed in the axial direction. In this case, the compressive axial force of the core material flows to the buckling restraint member.
前記隙間を確保する方法としては、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に、ゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、その併合時に2つの座屈拘束部材の間に芯材と被挟込部材とを挟み込む際、その挟み込みによって被挟込部材が変形した後の被挟込部材の厚みを高精度にコントロールしなければ、所定量の隙間を確保することができない。加えて、併合後には、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に介在する被挟込部材が、芯材の軸方向圧縮荷重時における芯材の変形を妨げないような特性を発揮できなければならない。このように、前記の方法では、これらの条件を満たすような被挟込部材を必要とするため、高コストであるうえ、所定量の隙間を高精度に確保することが非常に困難である。 As a method of securing the gap, a method of sandwiching a sandwiched member such as rubber between the core material and the facing surfaces of the core materials of the two buckling restraint members and merging them is conceivable. However, in this method, when the core material and the sandwiched member are sandwiched between the two buckling restraint members at the time of merging, the thickness of the sandwiched member after the sandwiched member is deformed by the sandwiching is increased. Unless it is controlled with precision, a predetermined amount of gap cannot be secured. In addition, after merging, the sandwiched member interposed between the core material and the facing surfaces of the two buckling restraint members does not hinder the deformation of the core material under the axial compressive load of the core material. Must be able to demonstrate the characteristics. As described above, since the above-mentioned method requires an sandwiched member that satisfies these conditions, it is very costly and it is very difficult to secure a predetermined amount of gaps with high accuracy.
上述した課題を解決するために、本発明は、2つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材であって、前記芯材と前記2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記2つの座屈拘束部材の間に介在させたことを特徴とする。
本発明によれば、芯材の長手方向側方に配置される隙間保持部材を2つの座屈拘束部材の間に介在させることにより、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保する。これにより、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に被挟込部材のような特別な部材を配置することなく、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保することができる。
また、本発明の隙間保持部材は、芯材の長手方向側方に配置されるため、芯材の軸方向圧縮荷重時における芯材の変形(2つの座屈拘束部材の対向方向への変形)を妨げることがないので、当該隙間を確保できさえすれば、その材料には特に制限はない。したがって、安価な隙間保持部材を用いることができ、低コスト化を実現できる。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a buckling restraint building material in which a core material is sandwiched between two buckling restraint members, and the core material and the core material facing surfaces of the two buckling restraint members. A gap holding member for securing a predetermined amount of gap between the two is interposed between the two buckling restraining members on the side in the longitudinal direction of the core material.
According to the present invention, by interposing a gap holding member arranged laterally in the longitudinal direction of the core material between the two buckling restraint members, the core material and the two buckling restraint members face each other with the core material facing surfaces. A predetermined amount of gap is secured between the two. As a result, the core material and the two buckling restraint members face each other without arranging a special member such as a sandwiched member between the core material and the two buckling restraint members facing each other. A predetermined amount of gap can be secured between the surface and the surface.
Further, since the gap holding member of the present invention is arranged laterally in the longitudinal direction of the core material, the core material is deformed when the core material is subjected to an axial compressive load (deformation of the two buckling restraint members in the opposite direction). As long as the gap can be secured, the material is not particularly limited. Therefore, an inexpensive gap holding member can be used, and cost reduction can be realized.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記芯材は、該芯材の長手方向に直交する断面で、前記2つの座屈拘束部材の対向方向における長さが、前記2つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における長さよりも短い形状であることを特徴とする。
本発明によれば、芯材の軸方向圧縮荷重時に、芯材を、2つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向よりも、当該対向方向へ優先的に変形させることができるので、芯材の変形、座屈を、2つの座屈拘束部材によって適切に抑制、拘束することができる。
Further, in the present invention, in the buckling restraint building material, the core material has a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the core material, and the length of the two buckling restraint members in the opposite direction is the buckling of the two. The shape is shorter than the length in the direction orthogonal to the facing direction of the restraint member.
According to the present invention, when an axial compressive load of the core material is applied, the core material can be deformed preferentially in the opposite direction of the two buckling restraint members rather than in the direction orthogonal to the opposite direction. , Deformation and buckling of the core material can be appropriately suppressed and restrained by the two buckling restraining members.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記芯材の長手方向側方には、該芯材の側方への変位を抑制する変位抑制部材が配置されており、前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材を含むことを特徴とする。
芯材の長手方向側方に変位抑制部材を配置して、芯材の側方への変位を抑制することで、芯材の軸方向圧縮荷重時に、2つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における芯材の変形、座屈を、変位抑制部材によって適切に抑制、拘束することができる。本発明によれば、この変位抑制部材を利用して隙間保持部材を得ることができるので、変位抑制部材とは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。
Further, in the present invention, in the buckling restraint building material, a displacement suppressing member for suppressing the lateral displacement of the core material is arranged on the side in the longitudinal direction of the core material, and the gap holding member is , The displacement suppressing member is included.
By arranging the displacement suppressing member laterally in the longitudinal direction of the core material and suppressing the lateral displacement of the core material, the buckling restraining member is opposed to the opposite direction at the time of the axial compressive load of the core material. Deformation and buckling of the core material in the directions orthogonal to each other can be appropriately suppressed and restrained by the displacement suppressing member. According to the present invention, since the gap holding member can be obtained by using this displacement suppressing member, the configuration can be simplified, the weight can be reduced, etc., as compared with the case where the gap holding member is provided separately from the displacement suppressing member. It becomes possible to plan.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記芯材の長手方向側方には、前記芯材の側面と前記2つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間を調整するための隙間調整部材が配置されており、前記隙間保持部材は、前記隙間調整部材を含むことを特徴とする。
芯材の長手方向側方に隙間調整部材を配置して、芯材の側面と2つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間を調整することで、芯材の軸方向圧縮荷重時に、2つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における芯材の変形、座屈を、2つの座屈拘束部材の芯材側方対向面によって適切に抑制、拘束することができる。本発明によれば、この隙間調整部材を利用して隙間保持部材を得ることができるので、隙間調整部材とは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。
Further, in the buckling restraint building material, the present invention relates to the core material on the longitudinal side of the core material between the side surface of the core material and the side facing surfaces of the two buckling restraint members. A gap adjusting member for adjusting the lateral gap is arranged, and the gap holding member includes the gap adjusting member.
By arranging a gap adjusting member on the side in the longitudinal direction of the core material and adjusting the side gap of the core material between the side surface of the core material and the side facing surfaces of the two buckling restraint members on the side of the core material, the core Deformation and buckling of the core material in the direction orthogonal to the facing direction of the two buckling restraint members are appropriately suppressed by the side facing surfaces of the core materials of the two buckling restraint members when the material is subjected to an axial compressive load. , Can be restrained. According to the present invention, since the gap holding member can be obtained by using this gap adjusting member, the configuration can be simplified, the weight can be reduced, etc., as compared with the case where the gap holding member is provided separately from the gap adjusting member. It becomes possible to plan.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材又は前記隙間調整部材と、前記2つの座屈拘束部材のうちの少なくとも一方の隙間保持部材対向面と該変位抑制部材又は該隙間調整部材との間に介在する隙間調整材とから構成されることを特徴とする。
本発明によれば、既存の変位抑制部材又は隙間調整部材に隙間調整材を付加するだけで、隙間保持部材を得ることができる。
Further, according to the present invention, in the buckling restraint building material, the gap holding member is the displacement suppressing member or the gap adjusting member, and at least one of the two buckling restraint members facing the gap holding member. It is characterized in that it is composed of a displacement suppressing member or a gap adjusting material interposed between the displacement suppressing member and the gap adjusting member.
According to the present invention, a gap holding member can be obtained only by adding a gap adjusting material to an existing displacement suppressing member or gap adjusting member.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記隙間保持部材は、前記隙間調整材を前記変位抑制部材又は前記隙間調整部材に固定する固定手段を有することを特徴とする。
隙間調整材が変位抑制部材や隙間調整部材に固定されていないと、使用時の振動などによって隙間調整材が移動するおそれがある。この場合、例えば、移動した隙間調整材が、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間の隙間に入り込んでしまったり、芯材の側面と2つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間に入り込んでしまったりすると、芯材の適切な変形を阻害し、本来の機能を発揮できなくなるという不具合が発生する。
本発明によれば、隙間調整材が固定手段によって変位抑制部材や隙間調整部材に固定されているので、使用時の振動などによって隙間調整材が移動することがなく、上述した不具合の発生が阻止できる。
Further, the present invention is characterized in that, in the buckling restraint building material, the gap holding member has a fixing means for fixing the gap adjusting material to the displacement suppressing member or the gap adjusting member.
If the gap adjusting material is not fixed to the displacement suppressing member or the gap adjusting member, the gap adjusting material may move due to vibration during use. In this case, for example, the moved gap adjusting material may enter the gap between the core material and the facing surfaces of the two buckling restraint members, or the side surface of the core material and the core of the two buckling restraint members. If it gets into the side gap of the core material between it and the side facing surface of the material, it hinders proper deformation of the core material and causes a problem that the original function cannot be exhibited.
According to the present invention, since the gap adjusting material is fixed to the displacement suppressing member or the gap adjusting member by the fixing means, the gap adjusting material does not move due to vibration during use, and the above-mentioned problems are prevented from occurring. it can.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記隙間調整材は、前記芯材よりも強度の低い低強度部材であることを特徴とする。
本発明によれば、使用時の振動などによって隙間調整材が芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間の隙間に入り込んでしまったり、芯材の側面と2つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間に入り込んでしまったりしたとしても、隙間調整材が芯材よりも強度の低い低強度部材であるため、芯材の適切な変形を阻害しにくく、本来の機能を発揮できなくなるという不具合の発生を抑制できる。しかも、上述した固定手段を設ける必要がないので、構成が簡素である。
Further, the present invention is characterized in that, in the buckling restraint building material, the gap adjusting material is a low-strength member having a lower strength than the core material.
According to the present invention, the gap adjusting material may enter the gap between the core material and the facing surfaces of the core materials of the two buckling restraining members due to vibration during use, or the side surface of the core material and the two bucklings. Even if the restraint member gets into the side gap of the core material between the side facing surface of the core material, the gap adjusting material is a low-strength member with lower strength than the core material, so the core material is appropriate. It is difficult to inhibit deformation, and it is possible to suppress the occurrence of a problem that the original function cannot be exhibited. Moreover, since it is not necessary to provide the fixing means described above, the configuration is simple.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記座屈拘束部材は、枠板内にコンクリート又はモルタルを充填したものであることを特徴とする。
本発明によれば、比較的軽量で高性能な座屈拘束建材を実現することができる。
Further, the present invention is characterized in that, in the buckling restraint building material, the buckling restraint member is a frame plate filled with concrete or mortar.
According to the present invention, a relatively lightweight and high-performance buckling restraint building material can be realized.
また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記2つの座屈拘束部材は、前記隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面が平滑化処理され、前記芯材対向面が平滑化処理されていないことを特徴とする。
芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間にゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する従来の方法では、芯材と対向する芯材対向面全体の広範囲にわたって平滑化処理を施し、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に確保すべき隙間の精度を高める必要があった。
本発明によれば、確保すべき隙間の精度を高めるにあたり、芯材の長手方向側方に配置される隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面という比較的狭い範囲だけ平滑化処理を施せばよいので、平滑化処理の作業負担を軽減できる。
Further, in the buckling restraint building material of the present invention, in the two buckling restraint members, the gap holding member facing surface facing the gap holding member is smoothed, and the core material facing surface is smoothed. It is characterized by not having.
In the conventional method of sandwiching and merging a sandwiched member such as rubber between the core material and the core material facing surfaces of the two buckling restraint members, the entire core material facing surface facing the core material is smoothed over a wide range. It was necessary to perform the treatment to improve the accuracy of the gap to be secured between the core material and the facing surfaces of the core materials of the two buckling restraint members.
According to the present invention, in order to improve the accuracy of the gap to be secured, if the smoothing treatment is performed only in a relatively narrow range of the gap holding member facing surface facing the gap holding member arranged on the side in the longitudinal direction of the core material. Therefore, the work load of the smoothing process can be reduced.
また、本発明は、2つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材の製造方法であって、前記芯材と前記2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記2つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、前記2つの座屈拘束部材を互いに固定する工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、芯材の長手方向側方に配置される隙間保持部材を2つの座屈拘束部材の間に介在させることにより、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保する。これにより、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に被挟込部材のような特別な部材を配置することなく、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保することができる。
また、本発明の隙間保持部材は、芯材の長手方向側方に配置されるため、芯材の軸方向圧縮荷重時における芯材の変形(2つの座屈拘束部材の対向方向への変形)を妨げることがないので、当該隙間を確保できさえすれば、その材料には特に制限はない。したがって、安価な隙間保持部材を用いることができ、低コスト化を実現できる。
Further, the present invention is a method for manufacturing a buckling restraint building material in which a core material is sandwiched between two buckling restraint members, and is located between the core material and the surface facing the core material of the two buckling restraint members. A step of interposing a gap holding member for securing a fixed amount of gap between the two buckling restraint members on the longitudinal side of the core material, and a step of fixing the two buckling restraint members to each other. It is characterized by having.
According to the present invention, by interposing a gap holding member arranged laterally in the longitudinal direction of the core material between the two buckling restraint members, the core material and the two buckling restraint members face each other with the core material facing surfaces. A predetermined amount of gap is secured between the two. As a result, the core material and the two buckling restraint members face each other without arranging a special member such as a sandwiched member between the core material and the two buckling restraint members facing each other. A predetermined amount of gap can be secured between the surface and the surface.
Further, since the gap holding member of the present invention is arranged laterally in the longitudinal direction of the core material, the core material is deformed when the core material is subjected to an axial compressive load (deformation of the two buckling restraint members in the opposite direction). As long as the gap can be secured, the material is not particularly limited. Therefore, an inexpensive gap holding member can be used, and cost reduction can be realized.
また、本発明は、前記製造方法において、前記隙間保持部材を除去する工程を有することを特徴とする。
本発明において、2つの座屈拘束部材を互いに固定することで、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間の隙間が固定されるので、その後は、隙間保持部材が無くても、隙間保持部材によって得られた所定量の隙間が維持される。本発明によれば、隙間保持部材を除去する工程を有するため、座屈拘束建材内に隙間保持部材を残存させることなく、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間が確保された座屈拘束建材を得ることができる。これにより、使用時の振動などによって座屈拘束建材が移動して、芯材の適切な変形を阻害するなどの不具合の発生を防止することができる。
Further, the present invention is characterized in that the manufacturing method includes a step of removing the gap holding member.
In the present invention, by fixing the two buckling restraint members to each other, the gap between the core material and the facing surface of the core material of the two buckling restraint members is fixed, so that there is no gap holding member thereafter. However, a predetermined amount of gap obtained by the gap holding member is maintained. According to the present invention, since the step of removing the gap holding member is provided, the gap holding member is not left in the buckling restraint building material, and the core material and the two core material facing surfaces of the buckling restraint member are separated from each other. It is possible to obtain a buckling restraint building material in which a predetermined amount of gap is secured. As a result, it is possible to prevent the buckling restraint building material from moving due to vibration during use, and to prevent the occurrence of problems such as hindering proper deformation of the core material.
本発明によれば、低コストで、芯材と2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を高精度に確保することができる。 According to the present invention, a predetermined amount of gap can be secured with high accuracy between the core material and the facing surfaces of the core materials of the two buckling restraint members at low cost.
以下、本発明を、座屈拘束建材としての座屈拘束ブレースに適用した一実施形態について説明する。
なお、本発明に係る座屈拘束建材は、ブレース(筋交い)としての用途に限らず、例えば梁、柱、土台などの用途にも利用可能であり、以下に述べる本実施形態の座屈拘束ブレースを梁、柱、土台などに用いることも可能である。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a buckling restraint brace as a buckling restraint building material will be described.
The buckling restraint building material according to the present invention can be used not only as a brace (bracing) but also as a beam, a column, a base, etc., and the buckling restraint brace of the present embodiment described below can be used. Can also be used for beams, columns, foundations, etc.
図1は、本実施形態における座屈拘束ブレースの斜視図である。
図2は、本実施形態における座屈拘束ブレースの分解斜視図である。
図3は、本実施形態における座屈拘束ブレースの内部構造を示す縦断面図である。
図4は、本実施形態における座屈拘束ブレースの内部構造を示す横断面図である。
FIG. 1 is a perspective view of a buckling restraint brace in the present embodiment.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the buckling restraint brace in the present embodiment.
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the internal structure of the buckling restraint brace in the present embodiment.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal structure of the buckling restraint brace in the present embodiment.
本実施形態の座屈拘束ブレース10は、鋼板からなる芯材2と、この芯材2を挟む2つの座屈拘束部材1,1とから構成されている。2つの座屈拘束部材1,1は、同じ構造のものである。本実施形態における座屈拘束部材1,1は、枠板4,4内にコンクリート又はモルタル(以下の説明では、モルタルを用いた例で説明する。)3,3を充填したものである。
The buckling
本実施形態の芯材2は、平板形状であり、より詳しくは、芯材2の長手方向に直交する横断面(図4に示す断面)において、2つの座屈拘束部材1,1の対向方向(図4中上下方向)における長さが、2つの座屈拘束部材1,1の対向方向に対して直交する方向(図4中左右方向)における長さよりも短い形状である。なお、芯材2の横断面形状は、これに限らず、例えば、円形状、楕円形状、十字形状などであってもよい。
The
本実施形態の芯材2は、図5及び図6に示すように、平板状の芯材中間部6と、その両端に設けられる連結部8,8とからなる鋼板の一枚板構造である。なお、連結部8,8は、芯材中間部6から延びる鋼板(芯材2の基材)の上下面に、補強用の補強板が接着されたものであってもよい。この補強板によって、連結部8,8の強度は、芯材中間部6の強度よりも増強される。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
また、芯材2の連結部8,8にはリブ13,13が接合されており、横断面形状が十字形状となるように構成されている。また、連結部8,8には、当該座屈拘束ブレース10を建物に設置する場合になどに用いられる設置用のボルト穴14が形成されている。
Further,
芯材2の芯材中間部6は、芯材2の基材をなす鋼板の両側部に芯材2の長手方向に長尺な切欠部16,16を形成することで、芯材中間部6の幅(図5中上下方向長さ)が連結部8,8の幅に対して狭いものとなっている。芯材中間部6の強度は、切欠部16,16の幅や長手方向長さの寸法を変えることで適宜調整することが可能である。よって、芯材中間部6の切欠部16,16の寸法を適宜選択することで、芯材2の軸剛性や降伏耐力を所望の値に設定することができる。
The core material
また、本実施形態において、芯材中間部6の切欠部16,16によって生じた芯材2の長手方向側方のスペース(切欠部16,16の内部スペース)には、スペーサ18a,18aが配置される。このスペーサ18a,18aは、芯材2の長手方向側方(図5中上下方向)への変位を抑制する変位抑制部材として機能する。すなわち、このスペーサ18a,18aが配置されていない場合、芯材2の芯材中間部6は、座屈拘束部材1の内側壁19に接触するまで(すなわち切欠部16の幅分だけ)変位可能となるが、スペーサ18a,18aが配置されることで、スペーサ18a,18aに接触するまでしか変位できなくなり、スペーサ18a,18aの幅分だけ芯材2(芯材中間部6)の長手方向側方への変位が抑制される。
Further, in the present embodiment,
このようなスペーサ18a,18aを芯材2の長手方向側方に変位抑制部材を配置することで、芯材2と座屈拘束部材1の内側壁19との隙間(芯材2の側方スペース)が広すぎる場合でも、芯材2の長手方向側方への変位可能量を調整でき、芯材2の軸方向圧縮荷重時における芯材2の変形、座屈を適切にコントロールすることが可能となる。特に、本実施形態のように芯材中間部6の強度を調整するために切欠部16,16を設けた構成においては、スペーサ18a,18aを配置することで、芯材中間部6の強度の適正化と、芯材2の長手方向側方への変位可能量の適正化との両立が容易になる。
By arranging the displacement suppressing members of the
スペーサ18a,18aの長手方向の寸法は、切欠部16,16の長手方向の寸法よりも若干小さく設定されている。これにより、スペーサ18a,18aの長手方向端部と連結部8,8の長手方向内側端面との間に隙間が形成され、芯材2の軸方向圧縮荷重時に芯材2の連結部8,8の長手方向内側端面がスペーサ18a,18aに突き当たることがなくなる。したがって、スペーサ18a,18aを配置しても降伏耐力を変化させることはない。なお、スペーサ18a,18aは、切欠部16,16を切削加工したときの端材を利用しても良いし、丸棒などの別部材を用いても良い。
The longitudinal dimensions of the
本実施形態の座屈拘束部材1,1を構成するモルタル材3,3は、枠板4,4とは別の場所で製造されたモルタル製ブロックである。モルタル材3,3の両端部分3b,3bには、図2や図7に示すように、芯材2の連結部8,8上に設けられるリブ13,13が挿入される斜溝20,20を設けている。
The
本実施形態の座屈拘束部材1,1を構成する枠板4,4は、鋼板によって形成され、図4に示すように、底面4aと、その幅方向(図4中左右方向)両端から立ち上る立面4b,4cとからなり、横断面形状がコの字形状となるように構成されている。なお、立面4b,4cの底面4aからの高さは、図4に示すように、一方の立面4cよりも他方の立面4bの方が高くなっている。
The
また、枠板4,4の長手方向両端部には、図2に示すように、連結部8,8上に設けられるリブ13,13が挿入される間隔をあけて、一対の当て金24,24が設けられている。各枠板4,4の内部には、その開口側からモルタル製ブロックからなるモルタル材3,3が挿入される。
Further, as shown in FIG. 2, the
次に、本発明の特徴部分である、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d(モルタル材3,3の芯材対向面3d)との間に所定量の隙間Δtを確保する方法について説明する。
芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3dとの隙間Δtは、特に本座屈拘束ブレース10を耐震部材/制振部材として機能させる場合には、高精度に設定することが要求される。すなわち、この隙間Δtが広すぎると、芯材2の軸方向圧縮荷重時に、芯材2の芯材中間部6が、2つの座屈拘束部材1,1の対向方向(図4中上下方向)において局所的に塑性変形してしまう。逆に、この隙間Δtが狭すぎると、芯材2の軸方向圧縮荷重時に、芯材2が2つの座屈拘束部材1,1に規制されて当該対向方向(図4中上下方向)へ十分な変形(歪み)ができなくなる。この場合、芯材2の圧縮軸力が座屈拘束部材1,1へ流れてしまう。
Next, a predetermined amount of the
The gap Δt between the
この隙間Δtを確保する方法としては、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d,3dとの間に、ゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、上述したように、併合時に2つの座屈拘束部材1,1の間に芯材2と被挟込部材とを挟み込む際、その挟み込みによって被挟込部材が変形した後の被挟込部材の厚みを高精度にコントロールしなければ、所定量の隙間Δtを確保することができない。加えて、併合後には、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d,3dとの間に介在する被挟込部材が、芯材2の軸方向圧縮荷重時における芯材2の変形(歪み)を阻害しないような特性を発揮できなければならない。このように、前記の方法では、これらの条件を満たすような被挟込部材を必要とするため、高コストであるうえ、所定量の隙間Δtを高精度に確保することが非常に困難である。
As a method of securing this gap Δt, a method of sandwiching and merging a sandwiched member such as rubber between the
そこで、本実施形態においては、図4に示すように、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3dとの間に所定量の隙間Δtを確保するために、芯材2の長手方向側方における2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d,3dの間に、隙間保持部材18,18を設けている。このような隙間保持部材18,18を芯材対向面3d,3dの間に配置して隙間Δtを得る方法であれば、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d,3dとの間に被挟込部材のような特別な部材を配置することなく、所定量の隙間Δtを確保することができる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, in order to secure a predetermined amount of gap Δt between the
しかも、本実施形態のように、隙間保持部材18を芯材2の長手方向側方に配置することで、隙間Δtを確保するための隙間保持部材18によって芯材2の軸方向圧縮荷重時における芯材2の変形(歪み)が妨げられることはない。したがって、隙間保持部材18は、隙間Δtを確保する機能さえ得られれば、芯材2の軸方向圧縮荷重時における芯材2の変形(歪み)を阻害しない機能を必要としないので、材料の選択肢が広く、安価な隙間保持部材18を用いることができる。例えば、木材、プラスチック材、硬化ゴムなどの比較的安価な材料を用いることができる。
Moreover, as in the present embodiment, by arranging the
また、本実施形態の隙間保持部材18は、上述したスペーサ18aと、そのスペーサ18aの上下面に配置される隙間調整材18bとから構成されている。隙間調整材18b,18bは、座屈拘束部材1,1の隙間保持部材対向面3e,3e(モルタル材3の隙間保持部材対向面3e,3e)とスペーサ18aの上下面との間に介在するように配置される。このように、スペーサ18aを利用して隙間保持部材18を得ることができるので、スペーサ18aとは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。
Further, the
なお、スペーサ18aの厚みを厚くした隙間保持部材として用いてよい。すなわち、スペーサ18aとしても機能する単一部材の隙間保持部材を用いてもよい。ただし、この場合、スペーサ18aとしても機能する必要があるために隙間保持部材の材料選択肢が狭まることに加え、芯材2の切欠部16,16を切削加工したときの端材をスペーサ18aとして利用することができなくなり、コスト増を招くデメリットがある。
It should be noted that the
また、本実施形態の隙間調整材18bとしては、芯材2よりも強度の低い低強度部材であるのが好ましい。隙間調整材18bの強度は、後述する製造工程において、枠板4,4を隅肉溶接4dによって接合するまでの間、所望量の隙間Δtを確保できる程度の強度であればよく、芯材2ほどの強度は必要ない。
Further, the
加えて、本実施形態のように隙間調整材18bがスペーサ18aに固定されていない場合や、弱い固定力で固定されている場合には、本座屈拘束ブレース10の使用時に加わる振動などによって隙間調整材18bが移動してしまうおそれがある。この場合、例えば、移動した隙間調整材18bが、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d,3dとの隙間Δtに入り込んでしまったり、芯材2の側面とスペーサ18aの芯材側方対向面との間の芯材側方隙間ΔWに入り込んでしまったりすると、芯材2の軸方向圧縮荷重時に芯材2の適切な変形が阻害され、本座屈拘束ブレース10が本来の機能を発揮できなくなるという不具合が発生するおそれがある。本実施形態のように、隙間調整材18bが芯材2よりも強度の低い低強度部材であれば、仮にこのような入り込みが発生した場合でも、芯材2の適切な変形が阻害されにくく、本座屈拘束ブレース10が本来の機能を発揮できなくなるという不具合の発生を抑制できる。
In addition, when the
もちろん、本実施形態の隙間調整材18bとしては、芯材2と同じ強度または高い強度をもつ部材を用いてもよい。ただし、この場合には、上述した隙間調整材18bの入り込みが発生しないように、隙間調整材18bをスペーサ18aに固定する固定手段を設けるのが好ましい。この固定手段は、隙間調整材18bをスペーサ18aに接着や溶接などによって固定する手段に限らず、例えば、スペーサ18a上で隙間調整材18bが幅方向(図4中の左右方向)への変位を規制するストッパによる手段であってもよい。
Of course, as the
本実施形態において、隙間Δt(芯材2を一方の芯材対向面3dへ片寄せしたときの隙間)の下限値は、ポアソン比が0.5であるとすると、芯材2の芯材中間部6における厚みtに対する塑性歪みaを用いて、Δt≧t×a/100×0.5で表すことができる。一例として、芯材2の芯材中間部6における厚みtが40mmであり、芯材2の塑性歪みaが最大3%程度であるとき、隙間Δtの下限値は0.6mm程度となる。なお、隙間Δtの上限値は、上述したように、芯材2の軸方向圧縮荷重時に芯材2の芯材中間部6が局所的に塑性変形してしまうことが防止できる範囲に適宜設定されるが、あまり大きな値に設定することができないため、隙間Δtの設定可能範囲が狭く、隙間Δtの高精度な管理が求められる。
In the present embodiment, the lower limit of the gap Δt (the gap when the
なお、本実施形態では、芯材2の芯材中間部6と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3dとの隙間Δtと同様、芯材2の芯材中間部6の側面とスペーサ18a,18aとの隙間ΔW(芯材2及びスペーサ18a,18aを座屈拘束部材1の一方の内側壁19へ片寄せしたときの隙間)も、隙間Δtほどではないものの、比較的高い精度が求められる。例えば、前記の例においては、芯材2の芯材中間部6における幅が400mmである場合、芯材2の塑性歪みaが最大3%程度であるときには、隙間ΔWの下限値は6mm程度となる。この隙間ΔWの上限値も、上述したように、芯材2の軸方向圧縮荷重時に芯材2の芯材中間部6が局所的に塑性変形してしまうことが防止できる範囲に適宜設定されるが、あまり大きな値に設定することができないため、隙間ΔWの設定可能範囲が狭く、隙間ΔWも相応の高精度な管理が求められる。
In the present embodiment, the side surface of the core material
次に、本実施形態における座屈拘束ブレース10の製造方法について、説明する。
まず、枠板4,4を製造する。具体的には、平板状の鋼板を折り曲げて底面4a及び立面4b、4cを形成した後、別の鋼板からなる一対の当て金24,24を溶接により取り付ける。その後、この枠板4,4内に、別途作製しておいたモルタル製ブロックからなるモルタル材3,3を収納する。
Next, a method of manufacturing the buckling
First, the
また、鋼板を加工、溶接して作製した芯材2を用意し、この芯材2を一方の枠板4内のモルタル材3上に載置する。そして、芯材2の切欠部16,16内に、2つの隙間調整材18b,18bに挟み込まれた状態のスペーサ18aを配置する。その後、残りの枠板4を図2に示すように併合して、各枠板4,4間における立面4bと立面4cとを図4に示すように隅肉溶接4dによって接合する。これにより、座屈拘束ブレース10が製造される。
Further, a
ここで、隙間調整材18b,18bが対向する座屈拘束部材1,1の隙間保持部材対向面3e,3eは、モルタル材3,3の面であるため、そのままでは、表面が粗く平滑性に欠け、平面性も低いものとなっている。この場合、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d(モルタル材3,3の芯材対向面3d)との間に所定量の隙間Δtを確保することが難しい。そのため、本実施形態においては、座屈拘束部材1,1の隙間保持部材対向面3e,3eに平滑化処理を施している。平滑化処理は、表面の粗さをとり、平面性を向上させる処理であれば特に制限はなく、研磨処理であってもよいし、コーティング処理であってもよい。
Here, since the gap holding
一方、芯材2と対向する芯材対向面3d,3dの部分については、このような平滑化処理が不要であるので、本実施形態の芯材対向面3d,3dは粗面のままである。このように平滑化処理を施す部分がモルタル材3,3の面の一部分だけで済むので、平滑化処理の作業負担は軽減される。
On the other hand, since such smoothing treatment is not required for the portions of the core
しかも、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d,3dとの間にゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する従来の方法では、被挟込部材によって所定量の隙間Δtを確保するためには、芯材対向面3d,3dに対して平滑化処理を施す必要がある。本実施形態における平滑化処理の対象である隙間保持部材対向面3e,3eは、芯材対向面3d,3dよりも面積が少ないので、本実施形態によれば、従来の方法よりも平滑化処理を施す作業の負担を軽減できるというメリットがある。
Moreover, in the conventional method of sandwiching and merging a sandwiched member such as rubber between the
また、本実施形態の座屈拘束ブレース10において、隙間調整材18bは所望量の隙間Δtを確保するためのものであるため、枠板4,4を隅肉溶接4dによって接合して隙間Δtが固定された後は、隙間調整材18bが座屈拘束ブレース10内に残っている必要はない。よって、枠板4,4の接合後に、隙間調整材18bを除去する工程を実施してもよい。このように隙間調整材18bを除去すれば、その分だけ座屈拘束ブレースの軽量化を図ることができる。また、隙間調整材18bを除去すれば、その座屈拘束ブレースの使用中に隙間調整材18bが隙間Δtや隙間ΔWに入り込む事態を確実に防止できるので、隙間調整材18bが芯材2の適切な変形を阻害して本座屈拘束ブレース10が本来の機能を発揮できなくなるという不具合の発生を確実に防止できる。
Further, in the buckling
ただし、隙間調整材18bを座屈拘束ブレース10内に残しておいても問題ない場合には、製造工程の簡素化のために除去工程を実施しないようにしてもよい。
However, if there is no problem in leaving the
〔変形例〕
次に、本実施形態における座屈拘束ブレース10の一変形例について説明する。
図8は、本変形例における座屈拘束ブレースの分解斜視図である。
図9は、本変形例における座屈拘束ブレースの内部構造を示す横断面図である。
本変形例では、上述した実施形態の座屈拘束ブレースの構成を簡素化して、実用に適したものとした。
[Modification example]
Next, a modified example of the buckling
FIG. 8 is an exploded perspective view of the buckling restraint brace in this modified example.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the buckling restraint brace in this modified example.
In this modification, the configuration of the buckling restraint brace of the above-described embodiment is simplified to be suitable for practical use.
具体的には、本変形例の芯材2には、切欠部16,16が形成されていないストレート型のものであり(上述した実施形態の芯材2はしぼり型である。)、矩形平板状の鋼板にリブ13,13を設けて連結部8,8を形成したという簡易な構成である。そのため、芯材2の製造コストを低コスト化できる。なお、座屈拘束部材1,1の構成は、上述した実施形態のものと同じである。
Specifically, the
また、本変形例の隙間保持部材17,17は、芯材2と2つの座屈拘束部材1,1の芯材対向面3d(モルタル材3,3の芯材対向面3d)との間に所定量の隙間Δtを確保することのできる直径をもった断面円形状の丸棒部材(丸鋼)である。上述した実施形態の隙間保持部材18は、スペーサ18aと隙間調整材18bという複数部材から構成されているが、本変形例の隙間保持部材17,17は単一部材で構成されているため、その組み立て工数が少なく製造工程の簡素化を図ることができる。
Further, the
なお、本変形例の隙間保持部材17,17は、断面円形状の丸棒部材(丸鋼)の例であるが、これに限られず、例えば、図10に示すように、断面矩形状の角棒部材(角鋼)であってもよい。
The
また、本変形例の隙間保持部材17,17は、芯材2の側面と2つの座屈拘束部材1,1の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間ΔWを調整するための隙間調整部材としても機能している。そのため、隙間保持部材17,17は、連結部8,8の長手方向側方にも存在するように構成されている。
Further, the
このような隙間調整部材は、芯材2に求められる機能を実現するために必要な芯材2の幅と、座屈拘束部材1に求められる機能を実現するために必要な座屈拘束部材1の幅との関係で、芯材2の側面と座屈拘束部材1,1の内側壁19,19との隙間を所望量に設定できない場合に用いられる。本変形例の隙間保持部材17は、このような隙間調整部材としても機能するため、隙間調整部材とは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。
Such a gap adjusting member includes the width of the
もちろん、本変形例の隙間保持部材17も、図11に示すように、隙間調整部材17aと、その隙間調整部材17aの上下面に配置される隙間調整材17bとから構成されてもよい。本変形例の隙間保持部材17が図10に示すような角棒部材からなる場合には、図12に示すような構成となる。
Of course, as shown in FIG. 11, the
本変形例の隙間保持部材17,17は、芯材2の長手方向側方への変位を抑制する変位抑制部材としても機能している。
The
なお、隙間調整部材は、上述した実施形態の座屈拘束ブレースに追加で設けてもよい。すなわち、しぼり型の芯材2の切欠部16,16内にスペーサ18a,18aを配置しただけでは、芯材2の芯材中間部6の側面とスペーサ18a,18aとの隙間ΔWを所望量に設定できない場合、スペーサ18a,18aと座屈拘束部材1の内側壁19との隙間に隙間調整部材を配置して、所望量の隙間ΔWを得る。このときの隙間保持部材は、隙間調整部材を利用して設けてもよいし、スペーサ18a,18aを利用して設けてもよい。
The gap adjusting member may be additionally provided in the buckling restraint brace of the above-described embodiment. That is, simply by arranging the
また、上述した実施形態や変形例では、隙間調整材18b,17bをスペーサ18aや隙間調整部材17aの上下面両方に配置した例であるが、上面又は下面のいずれか一方のみに配置する例であってもよい。
Further, in the above-described embodiment and modification, the
1 :座屈拘束部材
2 :芯材
3 :モルタル材
3d :芯材対向面
3e :隙間保持部材対向面
4 :枠板
4a :底面
4b,4c:立面
6 :芯材中間部
8 :連結部
10 :座屈拘束ブレース
13 :リブ
16 :切欠部
17,18:隙間保持部材
17a :隙間調整部材
17b,18b:隙間調整材
18a :スペーサ
Δt :隙間
ΔW :芯材側方隙間
1: Buckling restraint member 2: Core material 3:
Claims (11)
前記芯材と前記2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記2つの座屈拘束部材の間に介在させたことを特徴とする座屈拘束建材。 A buckling restraint building material in which a core material is sandwiched between two buckling restraint members.
The two buckling restraining members on the longitudinal side of the core material are provided with a gap holding member for securing a predetermined amount of gap between the core material and the facing surfaces of the two buckling restraining members. A buckling restraint building material characterized by being intervened between.
前記芯材は、該芯材の長手方向に直交する断面で、前記2つの座屈拘束部材の対向方向における長さが、前記2つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における長さよりも短い形状であることを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to claim 1,
The core material has a cross section orthogonal to the longitudinal direction of the core material, and the length of the two buckling restraint members in the opposite direction is the length in the direction orthogonal to the opposite direction of the two buckling restraint members. A buckling restraint building material characterized by a shorter shape.
前記芯材の長手方向側方には、該芯材の側方への変位を抑制する変位抑制部材が配置されており、
前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材を含むことを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to claim 1 or 2.
A displacement suppressing member that suppresses the lateral displacement of the core material is arranged on the side in the longitudinal direction of the core material.
The gap holding member is a buckling restraint building material including the displacement suppressing member.
前記芯材の長手方向側方には、前記芯材の側面と前記2つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間を調整するための隙間調整部材が配置されており、
前記隙間保持部材は、前記隙間調整部材を含むことを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to any one of claims 1 to 3.
On the side in the longitudinal direction of the core material, a gap adjusting member for adjusting the side gap of the core material between the side surface of the core material and the side facing surface of the two buckling restraint members is arranged. Has been
The gap holding member is a buckling restraint building material including the gap adjusting member.
前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材又は前記隙間調整部材と、前記2つの座屈拘束部材のうちの少なくとも一方の隙間保持部材対向面と該変位抑制部材又は該隙間調整部材との間に介在する隙間調整材とから構成されることを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to claim 3 or 4.
The gap holding member is interposed between the displacement suppressing member or the gap adjusting member, at least one of the two buckling restraining members facing the gap holding member, and the displacement suppressing member or the gap adjusting member. A buckling restraint building material characterized by being composed of a clearance adjusting material.
前記隙間保持部材は、前記隙間調整材を前記変位抑制部材又は前記隙間調整部材に固定する固定手段を有することを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to claim 5.
The gap holding member is a buckling restraint building material having a fixing means for fixing the gap adjusting member to the displacement suppressing member or the gap adjusting member.
前記隙間調整材は、前記芯材よりも強度の低い低強度部材であることを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to claim 5.
The gap adjusting material is a buckling restraint building material characterized by being a low-strength member having a strength lower than that of the core material.
前記座屈拘束部材は、枠板内にコンクリート又はモルタルを充填したものであることを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to any one of claims 1 to 7.
The buckling restraint member is a buckling restraint building material characterized in that a frame plate is filled with concrete or mortar.
前記2つの座屈拘束部材は、前記隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面が平滑化処理され、前記芯材対向面が平滑化処理されていないことを特徴とする座屈拘束建材。 In the buckling restraint building material according to any one of claims 1 to 8.
The two buckling restraint building materials are characterized in that the surface facing the gap holding member facing the gap holding member is smoothed and the surface facing the core material is not smoothed.
前記芯材と前記2つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記2つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、
前記2つの座屈拘束部材を互いに固定する工程とを有することを特徴とする座屈拘束建材の製造方法。 It is a method of manufacturing a buckling restraint building material in which a core material is sandwiched between two buckling restraint members.
The two buckling restraining members on the longitudinal side of the core material are provided with a gap holding member for securing a predetermined amount of gap between the core material and the facing surfaces of the two buckling restraining members. And the process of intervening between
A method for manufacturing a buckling restraint building material, which comprises a step of fixing the two buckling restraint members to each other.
前記隙間保持部材を除去する工程を有することを特徴とする座屈拘束建材の製造方法。 In the method for manufacturing a buckling restraint building material according to claim 10.
A method for producing a buckling restraint building material, which comprises a step of removing the gap holding member.
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