JP2024044766A - buckling restraint brace - Google Patents
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Abstract
【課題】長手方向の端部領域における十分な剛性が担保されながら、当該端部領域における部品点数が低減されて取り回し性が良好であり、製作性が良好な座屈拘束ブレースを提供すること。【解決手段】座屈拘束ブレース100は、広幅面11の幅が全域において同じである芯材10と、芯材10の有する2つの広幅面11に対向するように配設されている角形鋼管からなる一対の拘束材30と、芯材10の長手方向の端部12に溶接接合されるエンドプレート17と、一対の拘束材30の両側面31に溶接接合されている一対の補剛材50とを有し、2つの広幅面11においてそれぞれの端部12から長手方向の所定範囲t2に亘って補強フィン15が溶接接合され、補剛材50の端部51から長手方向の所定範囲t4に亘って外側へ張り出した凸部52が設けられ、芯材10と凸部52の内側面との間に隙間Gが設けられている。【選択図】図4[Problem] To provide a buckling restrained brace that ensures sufficient rigidity in the end regions in the longitudinal direction while reducing the number of parts in the end regions, making it easy to handle and easy to manufacture. [Solution] A buckling restrained brace 100 has a core material 10 whose wide faces 11 have the same width over the entire area, a pair of restraining members 30 made of square steel pipes arranged to face the two wide faces 11 of the core material 10, end plates 17 welded to the longitudinal ends 12 of the core material 10, and a pair of stiffeners 50 welded to both side faces 31 of the pair of restraining members 30, with reinforcing fins 15 welded to the two wide faces 11 from the respective ends 12 over a predetermined longitudinal range t2, protrusions 52 projecting outward from the ends 51 of the stiffeners 50 over a predetermined longitudinal range t4, and a gap G between the core material 10 and the inner side of the protrusions 52. [Selected Figure] Figure 4
Description
本発明は、座屈拘束ブレースに関する。 The present invention relates to buckling restraint braces.
従来より、建物架構(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。 BACKGROUND ART Conventionally, buckling restraint braces with buckling prevention measures have been used as braces forming building frames (column/beam frames, roof frames, etc.). Buckling restraint braces are available in a form in which the periphery of a steel core material is reinforced with only a steel plate, a form in which the periphery of a steel core material is reinforced with RC (Reinforced Concrete), and a form in which the periphery of a steel core material is reinforced with RC (Reinforced Concrete). There are various types of reinforcement, including one in which the surrounding area is covered with steel and mortar.
ここで、特許文献1には、芯材が一対の角形鋼管により形成される拘束材にて拘束された座屈拘束ブレースに関し、芯材から押圧力を受けた拘束材に局部破壊を生じさせない座屈拘束ブレースが提案されている。具体的には、板状部の両端に他部材との接合のための接合部を有した芯材と、板状部の弱軸方向に直交する各面に対向して配置された拘束材とを備える座屈拘束ブレースである。 Here, Patent Document 1 relates to a buckling restraint brace in which the core material is restrained by a restraining material formed of a pair of square steel pipes, and a buckling restraint brace that does not cause local fracture in the restraining material subjected to pressing force from the core material. Flexible restraint braces have been proposed. Specifically, a core material having a joint part for joining with other members at both ends of the plate-like part, and a restraining material arranged opposite to each surface perpendicular to the weak axis direction of the plate-like part. It is a buckling restraint brace with.
この座屈拘束ブレースにおいて、芯材の端部には、板状部の幅方向の両端に対して一対のフランジが溶接接合され、一対のフランジの両端部に対して一対の補強板が溶接接合され、板状部と一対のフランジと補強板とにより包囲された2つの空間にそれぞれ、拘束材の端部を配置し、一対の拘束材の側面に対して、一対の補剛材が溶接接合されている。ここで、芯材は、中央領域よりも端部領域における広幅面の幅が相対的に広くなっており、中央領域と端部領域を繋ぐ遷移領域をくびれさせて芯材が形成されている。 In this buckling restraint brace, a pair of flanges are welded to both ends of the plate portion in the width direction at the end of the core material, and a pair of reinforcing plates are welded to both ends of the pair of flanges. The ends of the restraining materials are placed in the two spaces surrounded by the plate-shaped part, the pair of flanges, and the reinforcing plate, and the pair of stiffening materials are welded to the sides of the pair of restraining materials. has been done. Here, the width of the wide surface of the core material is relatively wider in the end regions than in the center region, and the core material is formed by constricting the transition region connecting the center region and the end regions.
特許文献1に記載の座屈拘束ブレースによれば、既製の角形鋼管などの部材を拘束材として用いることが容易になり、高コスト化を招来することなく、芯材から押圧力を受けた拘束材の局部破壊を抑制することが可能になる。 According to the buckling restraint brace described in Patent Document 1, members such as ready-made square steel pipes can be easily used as restraint members, and the restraints subjected to pressing force from the core material can be easily used without increasing costs. It becomes possible to suppress local destruction of the material.
ところで、特許文献1に記載される座屈拘束ブレースが建物架構に組み込まれる際は、建物架構を構成する一対の柱の内側の側面に取り付けられている2つのブラケット等に対して、座屈拘束ブレースの長手方向の端部がボルト接合される。特許文献1には、芯材の長手方向の端部に設けられるエンドプレートの記載はないが、このように2つのブラケットに対して座屈拘束ブレースの端部がボルト接合される場合は、芯材の長手方向の端部に対してボルト孔を備えたエンドプレートが溶接接合され、エンドプレートとブラケットがボルト接合されることになる。尚、芯材は、長手方向の両端側にあって広幅面の幅が相対的に広い広幅部と、中央側にあって広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部とを備えており、この広幅部の長手方向の端部に上記エンドプレートが溶接接合される。 By the way, when the buckling restraint brace described in Patent Document 1 is incorporated into a building frame, the buckling restraint is applied to two brackets etc. attached to the inner side surfaces of a pair of columns that constitute the building frame. The longitudinal ends of the brace are bolted together. Patent Document 1 does not mention an end plate provided at the longitudinal end of the core material, but when the ends of the buckling restraint brace are bolted to two brackets in this way, the core material An end plate with bolt holes is welded to the longitudinal end of the material, and the end plate and the bracket are bolted together. In addition, the core material has a wide part located at both ends in the longitudinal direction and whose wide side is relatively wide, and a narrow part located at the center where the width of the wide side is relatively narrow. The end plate is welded to the longitudinal end of this wide portion.
特許文献1に記載の座屈拘束ブレースの長手方向の端部領域では、上記するエンドプレートをさらに含めた場合に、芯材の広幅部と溶接接合されるエンドプレート、一対のフランジ(接合板)、一対の補強板といった計5つの被溶接部材が存在することから、部品点数が多く、座屈拘束ブレースの取り回し性が低下し得ることから、芯材の端部領域に高い剛性が付与されながら、部品点数が少なく、取り回し性が良好な座屈拘束ブレースが望まれる。さらには、特許文献1に記載される芯材は、中央領域と端部領域を繋ぐ遷移領域をくびれさせていることから、このくびれ形状をレーザー加工等によって加工することに起因して芯材の製作歩留まりが低下し、このことが座屈拘束ブレースの製作性の低下に繋がり得る。 In the longitudinal end region of the buckling restraint brace described in Patent Document 1, when the above-mentioned end plate is further included, the end plate is welded to the wide part of the core material, and a pair of flanges (joining plates). Since there are a total of five members to be welded, such as a pair of reinforcing plates, the number of parts is large and the maneuverability of the buckling restraint brace may be reduced. A buckling restraint brace that has a small number of parts and is easy to handle is desired. Furthermore, since the core material described in Patent Document 1 has a constricted transition region connecting the central region and the end regions, the constricted shape is processed by laser processing etc. Manufacturing yields are reduced, which can lead to reduced manufacturability of the buckling restraint brace.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、座屈拘束ブレースの長手方向の端部領域における十分な剛性が担保されながら、当該端部領域における部品点数が低減されて取り回し性が良好であり、製作性が良好な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-mentioned problems, and while ensuring sufficient rigidity in the longitudinal end region of a buckling restraint brace, the number of parts in the end region is reduced and maneuverability is improved. The purpose is to provide a buckling restraint brace with good manufacturability.
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、
鋼製の板材からなり、広幅面の幅が全域において同じである、芯材と、
前記芯材の有する2つの前記広幅面に対向するように配設されている、角形鋼管からなる、一対の拘束材と、
前記芯材の長手方向の端部に溶接接合され、該長手方向に直交する方向に広がる、エンドプレートと、
前記芯材の側方において、前記一対の拘束材の両側面に溶接接合されている、一対の補剛材とを有し、
前記芯材の2つの広幅面において、それぞれの端部から該芯材の長手方向の所定範囲に亘り、該広幅面に直交する方向に延びる補強フィンが溶接接合されており、
前記補剛材の前記芯材に対応する位置において、該補剛材の端部からその長手方向の所定範囲に亘り、外側へ張り出した凸部が設けられ、該芯材と該凸部の内側面との間に、隙間が設けら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 to
A core material made of a steel plate, the width of the wide surface being the same throughout;
A pair of restraining members made of square steel pipes arranged to face the two wide surfaces of the core material;
an end plate welded to an end of the core material in a longitudinal direction and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
a pair of stiffeners welded to both side surfaces of the pair of restraint members on the sides of the core member;
A reinforcing fin is welded to each of the two wide surfaces of the core material so as to extend in a direction perpendicular to the wide surfaces from each end over a predetermined range in the longitudinal direction of the core material,
The stiffener has a protruding portion that protrudes outward from the end of the stiffener over a predetermined range in the longitudinal direction at a position of the stiffener corresponding to the core material, and a gap is provided between the core material and the inner surface of the protruding portion.
本態様によれば、広幅面の幅が全域において同じである芯材が適用されることにより、くびれ形状をレーザー加工等によって加工する必要がなくなることから、芯材の製作歩留まりが向上し、座屈拘束ブレースの製作性を向上させることができる。また、芯材の2つの広幅面においてそれぞれの端部から芯材の長手方向の所定範囲に亘る補強フィンを設けた上で、端部領域におけるフランジや補強板が廃されていることにより、当該端部領域における部品点数が低減されて取り回し性が良好な座屈拘束ブレースとなる。 According to this aspect, by applying a core material whose wide side width is the same throughout the entire area, there is no need to process the constriction shape by laser processing, etc., so the production yield of the core material is improved, and the seat Manufacturability of the bending restraint brace can be improved. In addition, reinforcing fins are provided on the two wide sides of the core material from each end to a predetermined range in the longitudinal direction of the core material, and flanges and reinforcing plates in the end regions are eliminated. The number of parts in the end region is reduced, resulting in a buckling restraint brace with good maneuverability.
さらに、芯材の側方において一対の拘束材の両側面に溶接接合されている一対の補剛材に関し、その芯材に対応する位置において、その端部から長手方向の所定範囲に亘って外側へ張り出した凸部が設けられ、芯材と凸部の内側面との間に隙間が設けられていることにより、大地震時において建物架構が変形し、建物架構に対して芯材の広幅面が構面に平行となるように組み込まれている座屈拘束ブレースの芯材が構面内で変形した際に、芯材と補剛材との間の干渉を凸部の内側の隙間にて吸収し、芯材が補剛材を押圧して補剛材が損傷することを防止できる。 Furthermore, regarding a pair of stiffeners that are welded to both sides of a pair of restraint members on the sides of the core member, at a position corresponding to the core member, the outer side extends over a predetermined range in the longitudinal direction from the end of the stiffener member. Because a protrusion is provided that protrudes out, and a gap is provided between the core material and the inner surface of the protrusion, the building frame deforms in the event of a major earthquake, and the wide surface of the core material When the core material of the buckling restraint brace, which is incorporated so that it is parallel to the structural surface, deforms within the structural surface, the interference between the core material and the stiffening material is prevented by the gap inside the convex part. This can prevent the core material from pressing against the stiffener and damaging the stiffener.
ここで、補強フィンが「芯材の端部から芯材の長手方向の所定範囲に亘る」とは、例えば、大地震の際に芯材の端部の剛性を担保できる範囲を所定範囲に設定し、この範囲に補強フィンを設けることを意味している。また、「補剛材の端部からその長手方向の所定範囲に亘り、外側へ張り出した凸部が設けられる」とは、例えば、大地震の際の芯材の端部の構面内における変形モードに基づき、変形した芯材が補剛材に接触し得る範囲を所定範囲に設定し、この範囲に凸部を設けることを意味している。 Here, the phrase "the reinforcing fins extend over a predetermined range in the longitudinal direction of the core material from the end of the core material" means, for example, that the reinforcing fins are set within a predetermined range that can ensure the rigidity of the end of the core material in the event of a major earthquake. This means that reinforcing fins are provided in this range. Furthermore, "a convex portion extending outward over a predetermined range in the longitudinal direction from the end of the stiffener is provided" means, for example, deformation within the structural plane of the end of the core material during a major earthquake. This means that the range in which the deformed core material can come into contact with the stiffening material is set to a predetermined range based on the mode, and the convex portion is provided in this range.
芯材と拘束材の間には、アンボンド材が介在する形態と、アンボンド材が介在しない、アンボンド材レスの形態がある。アンボンド材が介在する形態において、アンボンド材は、ブチルゴム等の変形性能を有する弾性材により形成される。このアンボンド材が芯材の広幅面と拘束材の間に介在することで、アンボンド材の厚みをクリアランスとして、芯材が圧縮力を受けた際にこのクリアランス内で高次モードの座屈を生じさせることが可能になる。一方、アンボンド材レスの形態では、芯材と拘束材の間に空隙を設け、空隙にて芯材の高次モードの座屈を吸収することが可能になる。 There are two types: one in which an unbond material is present between the core material and the restraint material, and the other in which an unbond material is not present. In the case where an unbond material is present, the unbond material is formed of an elastic material having deformability such as butyl rubber. Because this unbonded material is interposed between the wide surface of the core material and the restraining material, higher-order mode buckling occurs within this clearance when the core material is subjected to compressive force using the thickness of the unbonded material as a clearance. It becomes possible to do so. On the other hand, in the unbonded material-less configuration, a gap is provided between the core material and the restraint material, and it becomes possible to absorb higher-order mode buckling of the core material in the gap.
ここで、座屈拘束ブレースがアンボンド材を有する場合に、アンボンド材と拘束材の間に、内挿板が介在している形態であってもよい。この形態によれば、アンボンド材と拘束材の間に例えば鋼製の内挿板が介在していることにより、芯材の弱軸方向への高次モードの座屈による押圧力が拘束材に直接作用して、拘束材が局部破壊することを効果的に抑制することができる。 Here, when the buckling restraint brace has an unbonded material, an insert plate may be interposed between the unbonded material and the restraining material. In this configuration, by interposing an insert plate, for example made of steel, between the unbonded material and the restraining material, the pressing force due to higher-order mode buckling in the weak axis direction of the core material acts directly on the restraining material, effectively preventing localized failure of the restraining material.
また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、
鋼製の板材からなり、広幅面の幅が全域において同じである、芯材と、
前記芯材の有する2つの前記広幅面に対向するように配設されている、角形鋼管からなる、一対の拘束材と、
前記芯材の長手方向の端部に溶接接合され、該長手方向に直交する方向に広がる、エンドプレートと、
前記芯材の側方において、前記一対の拘束材の両側面に溶接接合されている、一対の補剛材とを有し、
前記芯材の2つの広幅面において、それぞれの端部から該芯材の長手方向の所定範囲に亘り、該広幅面に直交する方向に延びる補強フィンが設けられており、
前記補剛材の前記芯材に対応する位置において、該補剛材の端部からその長手方向の所定範囲に亘って第1スリットが設けられ、該第1スリットを包囲するカバー材が該補剛材の外側面に接合され、該芯材と、該カバー材の内側面及び該第1スリットとの間に、隙間が設けられていることを特徴とする。
Further, other aspects of the buckling restraint brace according to the present invention include:
A core material made of a steel plate material, the width of the wide side being the same throughout the entire area;
a pair of restraining members made of square steel pipes, arranged so as to face the two wide surfaces of the core material;
an end plate welded to the longitudinal end of the core material and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
a pair of stiffeners welded to both sides of the pair of restraint members on the sides of the core material,
Reinforcing fins are provided on the two wide surfaces of the core material, extending from each end over a predetermined range in the longitudinal direction of the core material in a direction perpendicular to the wide surfaces,
A first slit is provided at a position of the stiffening material corresponding to the core material, extending from an end of the stiffening material to a predetermined range in the longitudinal direction, and a cover material surrounding the first slit is provided with a first slit in a position corresponding to the core material. The core material is joined to the outer surface of the rigid material, and a gap is provided between the core material, the inner surface of the cover material, and the first slit.
本態様によれば、芯材の側方において一対の拘束材の両側面に溶接接合されている一対の補剛材に関し、その芯材に対応する位置において、その端部から長手方向の所定範囲に亘って第1スリットが設けられ、第1スリットを包囲するカバー材が補剛材の外側面に接合され、芯材とカバー材の内側面及び第1スリットとの間に隙間が設けられていることにより、大地震時において建物架構が変形し、建物架構に対して芯材の広幅面が構面に平行となるように組み込まれている座屈拘束ブレースの芯材が構面内で変形した際に、芯材と補剛材との間の干渉を補剛材に設けられている第1スリットとこれを包囲するカバー材の内側の隙間にて吸収し、芯材が補剛材を押圧して補剛材が損傷することを防止できる。すなわち、本態様は、変形した芯材と補剛材との干渉防止機構として、補剛材に凸部が設けられている形態に代わり、補剛材に第1スリットが設けられ、この第1スリットがカバー材にて包囲されている形態である。 According to this aspect, a pair of stiffeners welded to both sides of a pair of restraining members on the side of the core member have a first slit at a position corresponding to the core member over a predetermined range in the longitudinal direction from the end of the core member, a cover material surrounding the first slit is joined to the outer surface of the stiffener member, and a gap is provided between the core member, the inner surface of the cover material, and the first slit. When the building frame is deformed during a large earthquake and the core member of the buckling restraint brace, which is incorporated so that the wide surface of the core member is parallel to the structural surface of the building frame, is deformed within the structural surface, interference between the core member and the stiffener member is absorbed by the first slit provided in the stiffener member and the inner gap of the cover material surrounding it, and the core member can be prevented from pressing the stiffener member and damaging the stiffener member. In other words, in this aspect, instead of a form in which a protrusion is provided in the stiffener member as an interference prevention mechanism between the deformed core member and the stiffener member, a first slit is provided in the stiffener member and this first slit is surrounded by the cover material.
また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、
前記拘束材のうち、前記補強フィンに対応する位置には、該補強フィンとの干渉を防止する第2スリットが、該補強フィンとの間に隙間を備えた状態で設けられていることを特徴とする。
Further, other aspects of the buckling restraint brace according to the present invention include:
A second slit for preventing interference with the reinforcing fin is provided at a position corresponding to the reinforcing fin in the restraining material, with a gap provided between the second slit and the reinforcing fin. shall be.
本態様によれば、拘束材のうち、補強フィンに対応する位置に補強フィンとの干渉を防止する第2スリットが補強フィンとの間に隙間を備えた状態で設けられていることにより、補強フィンの長さが長く、補強フィンと拘束材の端部領域とが干渉し得る場合において、双方の干渉が効果的に防止される。ここで、補強フィンと第2スリットの端面との間の隙間は、例えば大地震時に芯材が変形した際に、補強フィンと第2スリットが接触しない幅に設定される。 According to this aspect, the second slit that prevents interference with the reinforcing fin is provided at a position corresponding to the reinforcing fin in the restraining material, with a gap provided between the second slit and the reinforcing fin. In the case where the length of the fin is long and the reinforcing fin and the end region of the restraint material may interfere with each other, interference between the two is effectively prevented. Here, the gap between the reinforcing fin and the end face of the second slit is set to a width that prevents the reinforcing fin and the second slit from coming into contact, for example, when the core material is deformed during a major earthquake.
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、座屈拘束ブレースの長手方向の端部領域における十分な剛性が担保されながら、当該端部領域における部品点数が低減されて取り回し性が良好であり、製作性が良好な座屈拘束ブレースを提供できる。 As can be understood from the above description, according to the buckling restraint brace of the present invention, the number of parts in the longitudinal end region of the buckling restraint brace is reduced while ensuring sufficient rigidity in the end region in the longitudinal direction. It is possible to provide a buckling restraint brace that is easy to handle and manufacturable.
以下、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。 The buckling restraint brace according to the embodiment will be described below with reference to the attached drawings. Note that in this specification and the drawings, substantially identical components may be designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
[実施形態に係る座屈拘束ブレース]
図1乃至図4を参照して、実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例をその製作方法とともに説明する。ここで、図1は、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の斜視図である。また、図2乃至図4は順に、座屈拘束ブレースの製作方法の一例の工程図であり、図4はさらに、実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例をともに示す図である。
[Buckling restraint brace according to embodiment]
With reference to FIGS. 1 to 4, an example of the buckling restraint brace according to the embodiment will be described along with a manufacturing method thereof. Here, FIG. 1 is a perspective view of an example of a core material forming a buckling restraint brace according to an embodiment. Further, FIGS. 2 to 4 are process diagrams of an example of a method for manufacturing a buckling restraint brace, and FIG. 4 is a diagram further showing an example of a buckling restraint brace according to an embodiment.
図1に示すように、座屈拘束ブレースの備える芯材10は、細長で鋼製の板材により形成され、広幅面11の幅t1が長手方向の全域において同じである。
As shown in FIG. 1, the
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、これらの材料からなる芯材10を適用することにより、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
芯材10が、その広幅面11の幅t1が長手方向の全域において同じである、平面視細長の矩形を呈していることにより、特許文献1に示すように、中央の狭幅部と両端の広幅部を有して、それらの間のくびれた遷移部をレーザー加工等する際の加工手間を解消でき、芯材10の製作歩留まりが向上し、芯材10を構成要素とする座屈拘束ブレースの製作性を向上させることができる。
Since the
芯材10の2つの広幅面11の幅方向の中央位置において、それぞれの長手方向の端部12から芯材10の長手方向の所定範囲t2に亘り、広幅面11に直交する方向に延びる鋼板からなる補強フィン15が溶接接合されている。図示例の補強フィン15は、途中で幅が段状に変化する平面視形状を呈しているが、幅が異ならずに一定幅の形態や、幅が2段以上に変化する形態であってもよい。
At the center position in the width direction of the two
実施形態に係る座屈拘束ブレース100(図4参照)は、特許文献1に記載される座屈拘束ブレースのように、長手方向の端部において、一対のフランジやフランジ同士を繋ぐ一対の補強板を廃し、その代わりに、芯材10の端部の2つの広幅面11に補強フィン15を設けて端部を十字状とすることにより、芯材10の長手方向の端部の剛性(特に弱軸方向の剛性)を確保している。そのため、補強フィン15の長さ(所定範囲t2)は、芯材10が大地震時に変形した際に、芯材10の端部に生じる断面力に抗し得る所要の耐力(曲げ剛性やせん断剛性)を付与する長さに設定される。
The buckling
図1に示す芯材10の長手方向の端部12には、図2に示すようにエンドプレート17が溶接接合されるようになっている。ここで、本明細書における「溶接」には、開先溶接(完全溶け込み溶接、部分溶け込み溶接)や隅肉溶接、レーザー溶接等、接合部に要求される強度や接合態様に応じて適宜の溶接が選択される。
As shown in FIG. 2, an
芯材10の広幅面11のうち、長手方向の中央位置には、鋼製で円柱状の突起14が張り出している。突起14は、広幅面11に対して溶接等により接合される。
A
図2に示すように、座屈拘束ブレースの製作に際して、芯材10の長手方向の端部12に対して、長手方向に直交する方向に広がる鋼製のエンドプレート17を溶接接合する。エンドプレート17は、座屈拘束ブレースが不図示の建物架構に組み込まれた際に、建物架構を形成する柱の側面に取り付けられている不図示のブラケット等に対してボルト接合される際にボルトが挿通される、複数(図示例は2つ)のボルト孔17aを備えている。
As shown in FIG. 2, when manufacturing the buckling restraint brace, a
次に、図3に示すように、芯材10の有する2つの広幅面11に対してそれぞれ不図示のアンボンド材を配設し、さらに、各広幅面11とアンボンド材に対向するように、角形鋼管からなる一対の拘束材30を配設する。
Next, as shown in FIG. 3, an unbonded material (not shown) is placed on each of the two
ここで、不図示のアンボンド材は、その厚みをクリアランスとして、建物架構の変形の際に芯材10に圧縮力が作用して面外方向(弱軸方向)の高次モードの座屈(波状の変形)が生じるようになっている。
Here, the unbonded material (not shown) has a thickness that acts as a clearance so that when the building frame deforms, a compressive force acts on the
アンボンド材としては、例えばブチルゴム等の弾性材が適用される。また、アンボンド材の長手方向の中央位置には、芯材10の突起14が嵌まり込む突起孔が設けられている。
As the unbond material, for example, an elastic material such as butyl rubber is used. In addition, a projection hole into which the
一方、拘束材30は、断面視矩形の角形鋼管により形成されており、矩形の長辺に対応する側面がアンボンド材に当接している。拘束材30のうち、アンボンド材に当接する側面にも、芯材10の突起14が嵌まり込む不図示の突起孔が設けられている。ここで、アンボンド材と拘束材30の間に、内挿板が介在する形態であってもよい。
On the other hand, the restraining
拘束材30のうち、芯材10に取り付けられている補強フィン15に対応する位置には、拘束材30の組み付けに際して補強フィン15との干渉を防止するための第2スリット33が、端部32から所定長さt3の範囲に設けられている。
At a position of the restraining
また、第2スリット33と補強フィン15の端面との間には、所定幅の隙間G1が設けられている。
Furthermore, a gap G1 having a predetermined width is provided between the
この隙間G1の幅は、例えば大地震時に芯材10が強軸方向に変形した際に、補強フィン15と第2スリット33の端面が接触しない幅に設定され、このことにより、大地震時に補強フィン15が第2スリット33の端面を押圧して拘束材30の端部が破損することを防止できる。
The width of this gap G1 is set so that the reinforcing
さらに、第2スリット33の長さt3は、例えば大地震時に芯材10が圧縮力を受けて長手方向に縮んだ際に、補強フィン15の先端が第2スリット33に接触しない長さに設定されている。このことによっても、大地震時に補強フィン15が第2スリット33の端面を押圧して拘束材30の端部が破損することを防止できる。
Furthermore, the length t3 of the
次に、図4に示すように、芯材10の側方において、一対の拘束材30の両側面31に対して、鋼板からなる一対の補剛材50を溶接接合することにより、一対の拘束材30が一対の補剛材50にて一体とされ、芯材10の周囲が一対の拘束材30と一対の補剛材50にて包囲された座屈拘束ブレース100が製作される。ここで、図示例の補剛材50は、拘束材30と同程度の長さを有する1枚の鋼板により形成されているが、芯材10の長手方向の長さが長くなる場合は、2つの補剛材が適用され、芯材の長手方向の中央位置の左右に各補剛材が配設されてもよい。
Next, as shown in FIG. 4, a pair of
補剛材50の芯材10に対応する位置には、補剛材50の端部51からその長手方向の所定範囲t4に亘り、外側へ張り出した凸部52が設けられている。そして、芯材10の端面と凸部52の内側面との間に隙間G2が設けられている。
At a position of the
これら所定範囲t4の長さや隙間G2の幅は、例えば大地震時に芯材10が強軸方向に変形した際に、芯材10の端面と凸部52の内側面が接触しない長さや幅に設定され、このことにより、大地震時に芯材10の端面が凸部52の内側面を押圧して補剛材50の端部が破損することを防止できる。
The length of the predetermined range t4 and the width of the gap G2 are set to such a length and width that the end surface of the
座屈拘束ブレース100によれば、広幅面11の幅t1が全域において同じである芯材10が適用されることにより、くびれ形状をレーザー加工等によって加工する必要がなくなることから、芯材10の製作歩留まりが向上し、座屈拘束ブレース100の製作性を向上させることができる。また、芯材10の2つの広幅面11においてそれぞれの端部12から芯材10の長手方向の所定範囲t2に亘る補強フィン15を設けた上で、端部領域におけるフランジや補強板が廃されていることにより、当該端部領域における部品点数が低減されて取り回し性が良好な座屈拘束ブレース100となる。
According to the buckling
一方、図5には、実施形態に係る座屈拘束ブレースの他の例を示している。ここで、図5は、図3に続いて、座屈拘束ブレースの製作方法の他の例の工程図であって、実施形態に係る座屈拘束ブレースの他の例をともに示す図である。 On the other hand, FIG. 5 shows another example of the buckling restraint brace according to the embodiment. Here, FIG. 5 is a process diagram of another example of the method for manufacturing the buckling restraint brace following FIG. 3, and is a diagram showing together another example of the buckling restraint brace according to the embodiment.
図示する座屈拘束ブレース100Aは、端部に凸部が設けられている補剛材に代わり、補剛材50Aの芯材10に対応する位置において、その端部51から長手方向の所定範囲t4に亘って第1スリット53が設けられ、第1スリット53を包囲する鋼板からなるカバー材55が外側面に接合されている補剛材50Aを備えている点において、座屈拘束ブレース100と相違する。
The illustrated buckling
芯材10の端部と、カバー材55の内側面や第1スリット53との間には、隙間G3が設けられている。ここで、これら所定範囲t4の長さや隙間G3の幅も、例えば大地震時に芯材10が強軸方向に変形した際に、芯材10の端面とカバー材55の内側面や第1スリット53の壁面が接触しない長さや幅に設定され、このことにより、大地震時に芯材10の端面がカバー材55の内側面や第1スリット53の壁面を押圧して補剛材50Aの端部が破損することを防止できる。
A gap G3 is provided between the end of the
座屈拘束ブレース100Aによっても、広幅面11の幅t1が全域において同じである芯材10が適用されることにより、くびれ形状をレーザー加工等によって加工する必要がなくなることから、芯材10の製作歩留まりが向上し、座屈拘束ブレース100の製作性を向上させることができる。また、芯材10の2つの広幅面11においてそれぞれの端部12から芯材10の長手方向の所定範囲t2に亘る補強フィン15を設けた上で、端部領域におけるフランジや補強板が廃されていることにより、当該端部領域における部品点数が低減されて取り回し性が良好な座屈拘束ブレース100Aとなる。
Also in the buckling
次に、図6Aと図6Bを参照して、芯材10の弱軸方向に生じる高次モードの座屈について説明する。ここで、図6Aと図6Bはそれぞれ、芯材から拘束材に対して、高次モードの座屈の際の押圧力が作用している状態を説明する、座屈拘束ブレースの軸直交方向の縦断面模式図と軸方向の縦断面模式図である。
Next, with reference to Figures 6A and 6B, we will explain the higher-order mode buckling that occurs in the weak axis direction of the
図6Aには、芯材10と拘束材30との間に介在する、アンボンド材20を図示している。座屈拘束ブレース100は、その両端部が建物架構の隅角部等に設けられているブラケット等の接続治具に対してボルト接合等されることにより、建物架構に組み込まれる。そして、建物架構が地震時に変形した際には、地震時の水平力等の外力が接続治具を介して座屈拘束ブレース100の端部に入り、芯材10の端部からその全域に外力が圧縮力Nとして伝達されることにより、芯材10の全域が塑性変形することで地震時のエネルギー吸収性能が発揮されることになる。言い換えると、芯材10に圧縮力Nが作用した際に芯材10の全域でその弱軸方向に高次モードの座屈(波状の変形)が生じることにより、芯材10の全体を可及的均等に座屈させることで座屈拘束ブレース100の全体の塑性変形性能を発揮することができる。
FIG. 6A shows the
図6Aと図6Bに示すように、芯材10に作用する圧縮力Nによって高次モードの座屈が生じ、座屈による波状の変形の山が拘束材30に当接し、拘束材30に対して押圧力Qを付与することになる。そのため、拘束材30は、局所的に作用する押圧力Qに対して局部破壊を生じないように、その局部降伏耐力が設定される。
As shown in Figures 6A and 6B, a compressive force N acting on the
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 other embodiments may be adopted in which other components are combined with the configurations listed in the above embodiments, and the present invention is not limited to the configurations shown here. In this regard, changes can be made without departing from the spirit of the present invention, and can be appropriately determined depending on the application form.
10:芯材
12:端部
14:突起
15:補強フィン
17:エンドプレート
17a:ボルト孔
20:アンボンド材
30:拘束材(角形鋼管)
31:側面
32:端部
33:第2スリット
50,50A:補剛材
51:端部
52:凸部
53:第1スリット
55:カバー材
100,100A:座屈拘束ブレース
G1,G2,G3:隙間
N:軸力(圧縮力)
Q:押圧力
10: Core material 12: End portion 14: Protrusion 15: Reinforcing fin 17:
31: Side 32: End 33: Second slit 50, 50A: Stiffener 51: End 52: Convex 53: First slit 55:
Q: Pressing force
Claims (3)
前記芯材の有する2つの前記広幅面に対向するように配設されている、角形鋼管からなる、一対の拘束材と、
前記芯材の長手方向の端部に溶接接合され、該長手方向に直交する方向に広がる、エンドプレートと、
前記芯材の側方において、前記一対の拘束材の両側面に溶接接合されている、一対の補剛材とを有し、
前記芯材の2つの広幅面において、それぞれの端部から該芯材の長手方向の所定範囲に亘り、該広幅面に直交する方向に延びる補強フィンが溶接接合されており、
前記補剛材の前記芯材に対応する位置において、該補剛材の端部からその長手方向の所定範囲に亘り、外側へ張り出した凸部が設けられ、該芯材と該凸部の内側面との間に、隙間が設けられていることを特徴とする、座屈拘束ブレース。 A core material made of a steel plate material, the width of the wide side being the same throughout the entire area;
a pair of restraining members made of square steel pipes, arranged so as to face the two wide surfaces of the core material;
an end plate welded to the longitudinal end of the core material and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
a pair of stiffeners welded to both sides of the pair of restraint members on the sides of the core material,
Reinforcing fins extending in a direction perpendicular to the wide surfaces from each end over a predetermined range in the longitudinal direction of the core material are welded to the two wide surfaces of the core material,
At a position of the stiffening material corresponding to the core material, a convex portion extending outward from the end of the stiffening material over a predetermined range in the longitudinal direction is provided, and the core material and the inner part of the convex portion A buckling restraint brace characterized by having a gap between it and the side surface.
前記芯材の有する2つの前記広幅面に対向するように配設されている、角形鋼管からなる、一対の拘束材と、
前記芯材の長手方向の端部に溶接接合され、該長手方向に直交する方向に広がる、エンドプレートと、
前記芯材の側方において、前記一対の拘束材の両側面に溶接接合されている、一対の補剛材とを有し、
前記芯材の2つの広幅面において、それぞれの端部から該芯材の長手方向の所定範囲に亘り、該広幅面に直交する方向に延びる補強フィンが設けられており、
前記補剛材の前記芯材に対応する位置において、該補剛材の端部からその長手方向の所定範囲に亘って第1スリットが設けられ、該第1スリットを包囲するカバー材が該補剛材の外側面に接合され、該芯材と、該カバー材の内側面及び該第1スリットとの間に、隙間が設けられていることを特徴とする、座屈拘束ブレース。 A core material made of a steel plate material, the width of the wide side being the same throughout the entire area;
a pair of restraining members made of square steel pipes, arranged so as to face the two wide surfaces of the core material;
an end plate welded to the longitudinal end of the core material and extending in a direction perpendicular to the longitudinal direction;
a pair of stiffeners welded to both sides of the pair of restraint members on the sides of the core material,
Reinforcing fins are provided on the two wide surfaces of the core material, extending from each end over a predetermined range in the longitudinal direction of the core material in a direction perpendicular to the wide surfaces,
A first slit is provided at a position of the stiffening material corresponding to the core material, extending from an end of the stiffening material to a predetermined range in the longitudinal direction, and a cover material surrounding the first slit is provided with a first slit in a position corresponding to the core material. A buckling restraining brace joined to an outer surface of a rigid material, characterized in that a gap is provided between the core material, the inner surface of the cover material, and the first slit.
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