JP2024048018A - 座屈拘束ブレース - Google Patents

Abstract

【課題】アンボンド材を用いずに芯材と拘束材との間に所定のクリアランスを形成できるとともに、重量化や高コスト化を回避できる座屈拘束ブレースを提供する。【解決手段】座屈拘束ブレース１は、芯材２と、一対の拘束材３と、棒状スペーサ４と、を備える。棒状スペーサ４は、上記芯材２の上記板状体２１の長辺方向に直交する方向のうち上記芯材２の弱軸方向に隣り合って互いに溶接固定される２つの丸棒材４１からなる。各丸棒材４１の直径は、芯材２の弱軸方向の厚さの半分に片側の上記クリアランスを足した長さとされる。【選択図】図４

Description

この発明は、芯材の強軸方向の移動を規制する棒状スペーサを備える座屈拘束ブレースに関する。

特許文献１には、芯材を一対の拘束材によって拘束してな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、上記芯材が配置される側が開口した溝形鋼材と、この溝形鋼材内に充填したモルタルとを有する。そして、上記芯材が配置される高さ相当位置に、上記溝形鋼材の長さ方向に延びて芯材の強軸方向の端面に対向して当該芯材の移動を規制する棒状スペーサが溶接等により固定されている。また、上記座屈拘束ブレースにおいては、上記芯材の表面にアンボンド材が貼り付けられており、上記芯材と上記拘束材との間に所定のクリアランスが形成されるようになっている。

特開２０１３－３２７０１号

上記座屈拘束ブレースにおいては、上記アンボンド材の幅は芯材の幅と同幅とされており、上記芯材の幅が細かな変更幅で設計されることから、上記アンボンド材も上記芯材の幅設計に合わせた幅で作製することとしていた。このため、アンボンド材の加工手間が生じ、アンボンド材の納期遅延や歩留まりの低下を招来していた。一方、上記棒状スペーサは、上記芯材の板厚よりも小さい直径を有しており、上記芯材と上記拘束材との間に所定のクリアランスを形成するものではなかった。

ところで、図９に示すように、座屈拘束ブレース１００において、棒状スペーサ１０１として、芯材１０２の板厚よりも大きい直径を有する丸棒鋼を用い、上記芯材１０２と拘束材１０３との間に所定のクリアランスを形成することが考えられる。

しかしながら、このような構成では、座屈拘束ブレース１００の横幅が大きくなり、座屈拘束ブレース１００が重量化し、また、使用材料の増加で製品コストが高くなる問題を招来する。

この発明は、アンボンド材を用いずに芯材と拘束材との間に所定のクリアランスを形成できるとともに、重量化や高コスト化を回避できる座屈拘束ブレースを提供することを課題とする。

この発明の座屈拘束ブレースは、端部に接合部を有する芯材と、
上記芯材の弱軸方向に直交する各面に対向して配置される拘束材と、
上記芯材の強軸方向の端面と当該強軸方向の端面に対向する上記拘束材の立上部の内面との間に配置されて当該芯材の上記強軸方向の移動を規制する棒状スペーサと、を備える座屈拘束ブレースであって、
上記棒状スペーサは、上記芯材の長辺方向に直交する方向に隣り合う２以上の部材からなり、当該棒状スペーサにおける上記芯材の強軸方向に寸法が最大となる強軸方向最大長さ部分によって当該芯材の上記強軸方向の移動を規制する一方、当該棒状スペーサにおける上記芯材の弱軸方向に寸法が最大となる弱軸方向最大長さ部分が、上記の対向する各拘束材に接触し、当該弱軸方向最大長さ部分によって、上記芯材と上記拘束材との間に所定のクリアランスが形成されており、
上記強軸方向最大長さ部分の寸法は、上記弱軸方向最大長さ部分の寸法よりも小さいことを特徴とする。

上記の構成であれば、上記棒状スペーサの上記弱軸方向最大長さ部分が、各拘束材に接触することにより、上記芯材と上記拘束材との間に所定のクリアランスが形成される。これにより、アンボンド材が不要になり、このアンボンド材の加工手間に起因するアンボンド材の納期遅延等の問題を解消できる。さらに、上記強軸方向最大長さ部分の寸法は、上記弱軸方向最大長さ部分の寸法よりも小さくされるので、棒状スペーサとして大きい直径を有する１本の丸棒材を用いる構造における重量化や高コスト化の問題を回避することができる。

上記２以上の部材の隣り合う方向が上記芯材の弱軸方向であり、少なくとも２つの上記部材の各々が上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、上記２以上の部材の全体で上記弱軸方向最大長さ部分をなしてもよい。これによれば、例えば、上記所定のクリアランスを１本で得る丸棒材の略半分の直径の丸棒材を２本用いる構成とすることができる。

上記２以上の部材の隣り合う方向が上記芯材の弱軸方向であり、１つの上記部材が上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、上記２以上の部材の全体で上記弱軸方向最大長さ部分をなしてもよい。これによれば、例えば、上記所定のクリアランスを１本で得る丸棒材の直径の半分よりも幾分大きい直径の丸棒材と、上記所定のクリアランスの形成に足らない距離分の長さを断面の４辺の長さとする角棒材を用いる構成とすることができる。

上記２以上の部材の隣り合う方向が上記芯材の強軸方向であり、上記２以上の部材の全体で上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、少なくとも１つの上記部材が上記弱軸方向最大長さ部分をなしてもよい。これによれば、例えば、１つの上記部材は、長方形断面を有し、その長辺の長さが上記所定のクリアランスを１本で得る丸棒材の直径に一致する一方、その短辺の長さは、上記芯材の上記強軸方向の移動を規制する長さに足らず、他の１つの上記部材が、上記の足らない長さの直径を有する丸棒材である構成とすることができる。

上記棒状スペーサを構成する上記部材として、上記芯材の長辺方向に分断されずに延びる部材と、上記芯材の長辺方向に分断された部材と、を備えてもよい。これによれば、上記部材が分断配置されることで、上記部材の使用量を少なくすることができる。

これらの座屈拘束ブレースにおいて、上記２以上の部材は、丸棒材と丸棒材または丸棒材と角棒材または角棒材と角棒材の組み合わせであってもよい。

本発明であれば、アンボンド材を用いずに芯材と拘束材との間に所定のクリアランスを形成できるとともに、棒状スペーサとして、芯材の板厚よりも大きい直径を有する１本の丸棒材を用いる構造における重量化や高コスト化を回避できるという効果を奏する。

実施形態の座屈拘束ブレースの外観を示した斜視図である。 図１の座屈拘束ブレースの概略の断面図である。 図１の座屈拘束ブレースの分解説明図である。 図２に示す実施形態の座屈拘束ブレースと棒状スペーサとして大きい直径を有する１本の丸棒材を用いる図９の想定構造とのサイズ対比を示した説明図である。 図２に示す実施形態の座屈拘束ブレースの変形例を示した概略の断面図である。 同図（Ａ）は、図２に示す実施形態の座屈拘束ブレースの棒状スペーサを示しており、同図（Ｂ）は、棒状スペーサの他の例を示した説明図である。 他の実施形態の座屈拘束ブレースの概略の断面図である。 他の実施形態の座屈拘束ブレースの概略の断面図である。 棒状スペーサとして大きい直径を有する１本の丸棒材を用いた場合の座屈拘束ブレースの概略の断面図である。

（実施形態１）
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１および図２に示すように、実施形態の座屈拘束ブレース１は、芯材２と、一対の拘束材３と、棒状スペーサ４と、を備える。

芯材２は、長方形状の鋼製の板状体２１と、この板状体２１の長辺方向の両端側に位置し、他部材との接合のための接合部２２と、を有しており、上記接合部２２に形成されているボルト挿通孔に通したボルトによって建物の躯体に固定される。上記接合部２２は、上記板状体２１の両端から延設された延設部分２２ａに対して直交配置で板片部２２ｂが溶接固定されることで断面略十字形をなしている。

拘束材３は、図３にも示すように、上記芯材２の上記板状体２１の弱軸方向に直交する各面（弱軸面）にそれぞれ対向して位置する。各拘束材３は、箱状部材３１と、硬化材３２と、を備える。

各箱状部材３１は、一対の対向面部と当該対向面部を繋ぐ繋ぎ面部とを有する溝形鋼状に折り曲げ加工された鋼板からなり、上記芯材２側に開口が位置している。上記箱状部材３１における上記対向面部の一方側は、他方側よりも高さが高くされている。そして、一方の箱状部材３１における高い側の対向面部である立上部３１１は、他方の箱状部材３１における低い側の対向面部の外側に重なっており、この重なりの箇所が溶接されることで、上記一対の拘束材３が互いに固定される。

上記箱状部材３１の長辺方向の両端箇所には、当該箱状部材３１の端部を形成する壁部３１ａが溶接固定されている。上記壁部３１ａの高さは、箱状部材３１の低い側の対向面部の高さと同じである。上記壁部３１ａの中央には、上記接合部２２の板片部２２ｂにおける上記の高さが低くされた基部側との干渉を避けるように当該基部側を収容する収容凹部３１ｂが形成されている。

硬化材３２は、箱状部材３１内に充填されて硬化したものであり、例えば、モルタルまたはコンクリートである。

上記棒状スペーサ４は、箱状部材３１の長手方向に長い形状を有しており、各箱状部材３１の立上部３１１の内面における芯材２の配置される高さ相当位置において当該箱状部材３１に溶接等により固定されている。

上記棒状スペーサ４は、上記のように、拘束材３に固定されることで、芯材２の強軸方向の端面と当該強軸方向の端面に対向する箱状部材３１の立上部３１１の内面との間に位置し、芯材２の強軸方向の移動（変形）を規制する。すなわち、芯材２の強軸方向の移動を、上記棒状スペーサ４および当該棒状スペーサ４が位置する箇所の立上部３１１で受け止める。

また、上記棒状スペーサ４は、各拘束材３にも接触し、芯材２と拘束材３との間に所定のクリアランスを形成する。このクリアランスにより、板状体２１が圧縮力を受けたときに波状の変形が生じる。

この実施形態では、棒状スペーサ４は、上記芯材２の上記板状体２１の長辺方向に直交する方向のうち上記芯材２の弱軸方向に隣り合う２つの丸棒材４１からなる。各丸棒材４１の直径は、芯材２の弱軸方向の厚さの半分に片側の上記クリアランスを足した長さとされる。上記２つの丸棒材４１はそれぞれが別個に箱状部材３１に溶接されてもよいし、予め互いに溶接された２つの丸棒材４１を箱状部材３１に溶接してもよい。なお、各丸棒材４１を芯材２の強軸面に溶接することも可能であり、このような構成では、各丸棒材４１の全長に渡って均一に芯材２の強軸面に溶接するのがよい。

そして、棒状スペーサ４は、当該棒状スペーサ４における上記芯材２の強軸方向に最大となる強軸方向最大長さ部分によって当該芯材２の上記強軸方向の移動を規制する。この移動規制では、２つの丸棒材４１がそれぞれ芯材２の強軸面に線接触するので、当該芯材２と棒状スペーサ４との間の摩擦が軽減され、座屈拘束ブレース１の性能が確保される。一方、当該棒状スペーサ４における上記芯材２の弱軸方向に最大となる弱軸方向最大長さ部分が上記の対向する各拘束材３に接触し、当該弱軸方向最大長さ部分よって、上記芯材２と各拘束材３との間に上記所定のクリアランスが形成される。

棒状スペーサ４の上記強軸方向最大長さ部分は、各丸棒材４１の直径に一致する一方、棒状スペーサ４の上記弱軸方向最大長さ部分の寸法は、丸棒材４１の直径の２倍となる。換言すれば、上記２つの丸棒材４１の各々が上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、上記２つの丸棒材４１の全体で上記弱軸方向最大長さ部分を得ている。上記強軸方向最大長さ部分の寸法は、上記弱軸方向最大長さ部分の寸法よりも小さくなる。

図４に、座屈拘束ブレース１と図９に示した座屈拘束ブレース１００のサイズの相違を示す。なお、両座屈拘束ブレースにおいて、芯材２の幅（強軸方向長さ）および厚さ（弱軸方向長さ）は同じである。

上記の構成であれば、棒状スペーサ４の上記弱軸方向最大長さ部分が、各拘束材３に接触することにより、芯材２と各拘束材３との間に所定のクリアランスが形成される。これにより、アンボンド材が不要になり、このアンボンド材の加工手間に起因するアンボンド材の納期遅延等の問題を解消できる。さらに、上記強軸方向最大長さ部分の寸法は、上記弱軸方向最大長さ部分の寸法よりも小さくされるので、図４に示したように、棒状スペーサとして大きい直径を有する１本の丸棒材（１０１）を用いる構造における重量化や高コスト化の問題を回避することができる。

上記の例では、棒状スペーサ４は２つの丸棒材４１からなるが、これに限らない。図５に示すように、上記芯材２の弱軸方向に丸棒材４１と角棒材４２を隣り合わせた構成とすることもできる。角棒材４２の断面は正方形であり、その対角線の長さは丸棒材４１の直径に一致する。角棒材４２は、上記対角線の方向を上記芯材２の上記弱軸方向および強軸方向に一致させて丸棒材４１に固定されている。なお、角棒材４２を２本用いて棒状スペーサ４を構成することも可能である。

また、例示した棒状スペーサ４は２つの丸棒材４１からなるが、これに限らず、３個の丸棒材４１からなる棒状スペーサ４とすることも可能である。

また、上記の例では、図６（Ａ）に示すように、棒状スペーサ４を構成する２つの丸棒材４１は、ともに拘束材３の長辺方向の略全長に渡る長さであったが、これに限らない。図６（Ｂ）に示すように、棒状スペーサ４において、１つの丸棒材４１は、拘束材３の長辺方向の略全長に渡る長さを有してその全体が芯材２の強軸方向に対する補剛を担う一方、他の１つの丸棒材４１は、分断配置され、不存在箇所では上記補剛は担えないが、存在箇所では芯材２の弱軸方向に対する上記クリアランスの形成を担うようにしてもよい。これによれば、他の１つの丸棒材４１が分断配置されることで、棒材の全体使用量を少なくすることができる。なお、図５の構成において角棒材４２が分断される態様とすることもできる。

また、図６（Ｂ）に示す構成では、上記全長に渡る長さの１つの丸棒材４１に対する、上記分断配置される他の１つの丸棒材４１の相互溶接を、当該他の１つの丸棒材４１の各小口（端面）を利用することで、相互固定の溶接が容易になる。また、このような２つの丸棒材４１を箱状部材３１に溶接する作業も、上記小口を用いることで容易になる。また、上記全長に渡る長さの１つの丸棒材４１を先に箱状部材３１に溶接し、その後に、この全長に渡る長さの１つの丸棒材４１に対して上記分断配置される他の１つの丸棒材４１の各小口を溶接していくこともできる。

（実施形態２）
以下、この発明の他の実施の形態を説明する。なお、実施形態１で示した部材と同様の部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。

図７に示すように、この実施形態の座屈拘束ブレース１は、棒状スペーサ４Ａを備える。棒状スペーサ４Ａは、上記所定のクリアランスを１本で得ることができる丸棒材（１０１）の直径の半分よりも幾分大きい直径を有する丸棒材４３と、上記所定のクリアランスの形成に足らない距離分の長さを断面の４辺の長さとする角棒材４４とからなる。丸棒材４３と角棒材４４の隣り合う方向は、芯材２の弱軸方向である。そして、上記丸棒材４３で上記強軸方向最大長さ部分をなすとともに、上記丸棒材４３と角棒材４４の全体で上記弱軸方向最大長さ部分をなしている。上記角棒材４４は、芯材２の強軸方向に対する補剛を担わず、芯材２の弱軸方向に対する上記クリアランスの形成に寄与するものとなる。また、角棒材４４が分断されて断続的に配置されてもよい。

（実施形態３）
以下、この発明の他の実施の形態を説明する。なお、実施形態１で示した部材と同様の部材には、同一の符号を付記してその説明を省略する。

図８に示すように、この実施形態の座屈拘束ブレース１は、棒状スペーサ４Ｂを備える。棒状スペーサ４Ｂは、長方形断面を有し、その長辺の長さが上記所定のクリアランスを１本で得る丸棒材（１０１）の直径に一致する一方、その短辺の長さは、芯材２の上記強軸方向の移動を規制する長さに足らない角棒材４５と、上記の足らない長さの直径を有する丸棒材４６とからなる。角棒材４５と丸棒材４６の隣り合う方向は芯材２の強軸方向である。そして、角棒材４５と丸棒材４６の全体で上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、角棒材４５が上記弱軸方向最大長さ部分をなしている。なお、例えば、丸棒材４６よりも小径の丸棒材を角棒材４５の両側に配置し、３部材の全体で上記強軸方向最大長さ部分をなす構造としてもよい。

また、各箱状部材３１の一対の対向面部における高さが短い側の対向面部の縁面に接触する角棒材４５の縁面に、当該角棒材４５の延設方向に繰り返す凹凸を形成しておくことで、上記高さが短い側の対向面部の縁面に角棒材４５が略点接触する構造とすることが可能である。また、上記凹凸の凹側を溶接個所とすることで、角棒材４５を箱状部材３１に溶接することが容易になる。

また、以上の実施形態では、棒状スペーサ４等は、丸棒材４１等の複数の部材が互いに溶接固定されたが、溶接に限らず、接着や金物を用いて複数の部材が固定されたものでもよい。上記金物としては、複数本の鉄筋を相互に留めるクリップ等を用いることができる。なお、丸棒材４１等の表面に溝を形成しておいて、この溝に上記クリップ等を埋めることにより、丸棒材４１等の表面を芯材２等に接触させることが可能となる。

以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。

１ ：座屈拘束ブレース
２ ：芯材
３ ：拘束材
４ ：棒状スペーサ
４Ａ ：棒状スペーサ
４Ｂ ：棒状スペーサ
２１ ：板状体
２２ ：接合部
２２ａ ：延設部分
２２ｂ ：板片部
３１ ：箱状部材
３１ａ ：壁部
３１ｂ ：収容凹部
３２ ：硬化材
４１ ：丸棒材
４２ ：角棒材
４３ ：丸棒材
４４ ：角棒材
４５ ：角棒材
４６ ：丸棒材
１００ ：座屈拘束ブレース
１０１ ：棒状スペーサ
１０２ ：芯材
１０３ ：拘束材
３１１ ：立上部

Claims (6)

1. 端部に接合部を有する芯材と、
   上記芯材の弱軸方向に直交する各面に対向して配置される拘束材と、
   上記芯材の強軸方向の端面と当該強軸方向の端面に対向する上記拘束材の立上部の内面との間に配置されて当該芯材の上記強軸方向の移動を規制する棒状スペーサと、を備える座屈拘束ブレースであって、
   上記棒状スペーサは、上記芯材の長辺方向に直交する方向に隣り合う２以上の部材からなり、当該棒状スペーサにおける上記芯材の強軸方向に寸法が最大となる強軸方向最大長さ部分によって当該芯材の上記強軸方向の移動を規制する一方、当該棒状スペーサにおける上記芯材の弱軸方向に寸法が最大となる弱軸方向最大長さ部分が、上記の対向する各拘束材に接触し、当該弱軸方向最大長さ部分によって、上記芯材と上記拘束材との間に所定のクリアランスが形成されており、
   上記強軸方向最大長さ部分の寸法は、上記弱軸方向最大長さ部分の寸法よりも小さいことを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. 請求項１に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記２以上の部材の隣り合う方向が上記芯材の弱軸方向であり、少なくとも２つの上記部材の各々が上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、上記２以上の部材の全体で上記弱軸方向最大長さ部分をなすことを特徴とする座屈拘束ブレース。
3. 請求項１に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記２以上の部材の隣り合う方向が上記芯材の弱軸方向であり、１つの上記部材が上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、上記２以上の部材の全体で上記弱軸方向最大長さ部分をなすことを特徴とする座屈拘束ブレース。
4. 請求項１に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記２以上の部材の隣り合う方向が上記芯材の強軸方向であり、上記２以上の部材の全体で上記強軸方向最大長さ部分をなす一方、少なくとも１つの上記部材が上記弱軸方向最大長さ部分をなすことを特徴とする座屈拘束ブレース。
5. 請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記棒状スペーサを構成する上記部材として、上記芯材の長辺方向に分断されずに延びる部材と、上記芯材の長辺方向に分断された部材と、を備えることを特徴とする座屈拘束ブレース。
6. 請求項１～請求項４のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記２以上の部材は、丸棒材と丸棒材または丸棒材と角棒材または角棒材と角棒材の組み合わせであることを特徴とする座屈拘束ブレース。

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