JP2996298B1

JP2996298B1 - ブレ―ス

Info

Publication number: JP2996298B1
Application number: JP2155799A
Authority: JP
Inventors: 弘之成原; 宏俊池田
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 1999-12-27
Anticipated expiration: 2019-01-29
Also published as: JP2000220211A

Abstract

【要約】【課題】鉄骨構造や鉄骨鉄筋コンクリート構造の骨組
を構成するブレースにおいて、その座屈強度を高めつ
つ、軽量化と生産性向上を図る。【解決手段】平板状鋼材からなる芯材１３の両側部
に、それぞれ角形鋼管１４を当該芯材１３の軸方向に移
動自在に対向配設する。これら角形鋼管１４同士をその
長さ方向に連続溶接して、ブレース１０を構成する。こ
れにより、ブレース１０に圧縮力が作用したとき、角形
鋼管１４によって芯材１３の面外変形が阻止される。ブ
レース１０の主要部材が鋼材のみによって構成されるた
め、ブレース１０の重量増加が抑制され、その組立作業
も簡便化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨構造や鉄骨鉄
筋コンクリート構造の骨組を構成するブレースに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄骨構造や鉄骨鉄筋コンクリー
ト構造においては、図３（ａ）に示すように、柱１１と
梁１２を四辺形に組み合わせ、耐震性を高めるべく２本
のブレース２を斜めに設けて軸組１を構成している。

【０００３】そして、図３（ｂ）に示すように、地震な
どに伴って軸組１に水平加重Ｆが作用した場合、軸組１
が菱形に変形し、一方のブレース２に引張力が働くと同
時に、他方のブレース２に圧縮力が働いて座屈しようと
する。したがって、軸組１の耐震性を高めるためには、
圧縮力を受けても座屈しにくいブレース２を採用して軸
組１の剛性を大きくする必要がある。特に、梁１２が弱
い場合には、図３（ｃ）に示すように、梁１２が水平加
重Ｆを受けて折れてしまうため、ブレース２に要求され
る座屈強度は一層高くなる。

【０００４】そこで、従来、図４に示すように、座屈強
度を高めた各種のブレース３、４が提案されている。

【０００５】例えば、図４（ａ）に示すブレース３は、
平板状鋼材からなる芯材５の表面にアンボンド処理を施
した後、芯材５を鋼管６によって取り囲み、芯材５と鋼
管６との間にモルタル７を充填して硬化させたものであ
る。このブレース３では、モルタル７および鋼管６によ
って芯材５を補強するとともに、アンボンド処理で芯材
５とモルタル７とを切り離すことにより、芯材５に作用
する軸力（圧縮力、引張力）がモルタル７や鋼管６に伝
わらないようにしたものである。

【０００６】また、図４（ｂ）に示すブレース４は、十
字断面形鋼材からなる芯材８の表面にアンボンド処理を
施した後、芯材８の回りを繊維補強コンクリート９で被
覆したものである。このブレース４では、繊維補強コン
クリート９によって芯材８を補強するとともに、アンボ
ンド処理で芯材８と繊維補強コンクリート９とを切り離
すことにより、芯材８に作用する軸力が繊維補強コンク
リート９に伝わらないようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の提案に係るブレース３、４においても、次のような
改善すべき問題点が残されている。

【０００８】第１に、芯材５、８の周囲に配置されるモ
ルタル７や繊維補強コンクリート９の重量が重く、ブレ
ース３、４自体の重量増加を招くとともに、これらのブ
レース３、４が組み込まれる軸組１の他の鋼材における
支持荷重が増加することから、軸組１全体の設計強度を
高めなければならない。

【０００９】第２に、芯材５、８へのアンボンド処理作
業に加えて、モルタル７や繊維補強コンクリート９の充
填作業を必要とするため、ブレース３、４の生産に手間
とコストがかかる。

【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、座屈強
度を高めつつ、軽量でかつ生産性に優れたブレースを提
供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
は、平板状鋼材からなる芯材を有し、この芯材の両側部
にそれぞれ角形鋼管を当該芯材の軸方向に移動自在に対
向配設し、これら角形鋼管同士をその長さ方向に溶接し
て連結するようにして構成される。

【００１２】請求項２に記載の本発明は、十字断面形鋼
材からなる芯材を有し、この芯材の各隅部にそれぞれ角
形鋼管を当該芯材の軸方向に移動自在に対向配設し、こ
れら角形鋼管のうち互いに隣接する角形鋼管同士をその
長さ方向に溶接して連結するようにして構成される。

【００１３】こうした構成を採用することにより、ブレ
ースに圧縮力が作用したとき、角形鋼管によって芯材の
面外変形が阻止される。また、芯材と各角形鋼管とが軸
方向に移動可能であるため、これらの角形鋼管に芯材の
軸力が伝播しなくなる。さらに、ブレースの主要部材が
鋼材のみによって構成されるため、ブレースの重量増加
が抑制されるとともに、その組立作業が簡便化する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１５】＜第１の実施形態＞図１は本発明に係るブ
レースの第１の実施形態を示す図であり、（ａ）はその
正面図、（ｂ）はその側面図、（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ
線による断面図である。

【００１６】このブレース１０は、図１に示すように、
平板状鋼材からなる芯材１３を有しており、芯材１３の
両端部にはそれぞれ多数のボルト挿通孔１３ａが形成さ
れている。また、芯材１３の両端部にはそれぞれプレー
ト１５が十文字に交差するように溶着されており、各プ
レート１５には多数のボルト挿通孔１５ａが形成されて
いる。一方、芯材１３の両側部には一対（２本）の長方
形断面の角形鋼管１４が対向配設されて、芯材１３に対
してその軸方向に移動しうるようにボルト接合されてお
り、これら角形鋼管１４は互いにその長さ方向に連続溶
接されている。

【００１７】すなわち、各角形鋼管１４には、図１
（ａ）に示すように、その一端部に丸孔１４ａが形成さ
れているとともに、その他端部に長穴１４ｂが角形鋼管
１４の長さ方向に沿って形成されており、これら丸孔１
４ａ、長穴１４ｂには、一対の角形鋼管１４によって挟
まれた芯材１３を貫通する形でそれぞれボルト（図示せ
ず）が挿通されている。そして、これら角形鋼管１４同
士は、図１（ｂ）、（ｃ）に示すように、芯材１３の外
側の２箇所で角形鋼管１４の長さ方向に連続溶接されて
剛に連結されており、各角形鋼管１４と芯材１３との間
には所定の隙間（芯材１３に圧縮力が作用してその厚み
が僅かに増加しても、この芯材１３と各角形鋼管１４と
の間に摩擦力が生じない程度の隙間）が形成されている
ため、両角形鋼管１４は芯材１３から切り離された状態
となっている。したがって、各角形鋼管１４の一端部は
芯材１３にその軸方向の移動を拘束されてピン結合で固
定されるが、各角形鋼管１４の他端部は芯材１３にその
軸方向の移動を許容される形で固定された状態となって
おり、これら角形鋼管１４は芯材１３に対して軸方向に
移動可能となっている。

【００１８】ところで、このブレース１０を組み立てる
には、芯材１３の両側部にそれぞれ角形鋼管１４を配置
し、これら角形鋼管１４を芯材１３にボルト接合し、次
いで、両角形鋼管１４を相互に溶接する。このように、
ブレース１０の組立はボルト接合や溶接といった簡便な
作業で完了し、乾式工法となるので、アンボンド処理や
モルタルまたは繊維補強コンクリートの充填作業等のよ
うに流動物を取り扱う従来の湿式工法と違って、工事現
場を汚染することもない。

【００１９】また、こうして組み立てられたブレース１
０は、柱や梁と組み合わされて軸組を構成することにな
るが、この軸組に水平加重が作用してブレース１０に圧
縮力が働いても、その芯材１３は両角形鋼管１４に挟ま
れて面外変形できないので、ブレース１０が座屈するこ
とはない。そのため、ブレース１０を使った軸組の剛性
が大きくなり、耐震性が高まる。この際、上述したとお
り、各角形鋼管１４は芯材１３に対してその軸方向に移
動可能な状態となっているので、芯材１３に作用する軸
力が各角形鋼管１４に伝わることはなく、これら角形鋼
管１４本来の強度を確保することができる。

【００２０】さらに、ブレース１０を構成する主要部材
はすべて鋼材であり、これらの鋼材は一般的な素材であ
ることから、モルタルや繊維補強コンクリートを用いる
従来のブレースに比べて軽量かつ安価となる。その結
果、軸組への取付作業が容易になると同時に、軸組を構
成する柱や梁の支持荷重が減少し、これらの柱、梁への
要求強度が軽減される。

【００２１】なお、上述の実施形態においては、平板状
鋼材からなる芯材１３を用いたブレース１０について説
明したが、図２に示すように、十字断面形鋼材からなる
芯材３１を代用することもできる。以下、このような十
字形鋼材からなる芯材３１を有するブレース３０につい
て説明する。

【００２２】＜第２の実施形態＞図２は本発明に係るブ
レースの第２の実施形態を示す図であり、（ａ）はその
正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図であ
る。

【００２３】このブレース３０は、図２に示すように、
十字断面形鋼材からなる芯材３１を有しており、芯材３
１の両端部にはそれぞれ多数のボルト挿通孔３１ａが形
成されている。一方、芯材３１の４箇所の隅部には４本
の正方形断面の角形鋼管３２が対向配設されて、芯材３
１に対してその軸方向に移動しうるようにボルト接合さ
れており、これら角形鋼管３２は互いにその長さ方向に
連続溶接されている。

【００２４】すなわち、各角形鋼管３２には、図２
（ａ）に示すように、その一端部に丸孔３２ａが形成さ
れているとともに、その他端部に長穴３２ｂが角形鋼管
３２の長さ方向に沿って形成されており、これら丸孔３
２ａ、長穴３２ｂには、芯材３１を貫通する形でそれぞ
れボルト（図示せず）が挿通されている。そして、これ
ら角形鋼管３２のうち互いに隣接する角形鋼管３２同士
は、図２（ｂ）に示すように、芯材３１の外側の４箇所
で角形鋼管３２の長さ方向に連続溶接されて剛に連結さ
れており、各角形鋼管３２と芯材３１との間には所定の
隙間（芯材３１に圧縮力が作用してその厚みが僅かに増
加しても、この芯材３１と各角形鋼管３２との間に摩擦
力が生じない程度の隙間）が形成されているため、すべ
ての角形鋼管３２は芯材３１から切り離された状態とな
っている。したがって、各角形鋼管３２の一端部は芯材
３１にその軸方向の移動を拘束されてピン結合で固定さ
れるが、各角形鋼管３２の他端部は芯材３１にその軸方
向の移動を許容される形で固定された状態となってお
り、これら角形鋼管３２は芯材３１に対して軸方向に移
動可能となっている。

【００２５】ところで、このブレース３０を組み立てる
には、芯材３１の各隅部にそれぞれ角形鋼管３２を配置
し、これら角形鋼管３２を芯材３１にボルト接合し、次
いで、全角形鋼管３２を相互に溶接する。このように、
ブレース３０の組立はボルト接合や溶接といった簡便な
作業で完了し、乾式工法となるので、アンボンド処理や
モルタルまたは繊維補強コンクリートの充填作業等のよ
うに流動物を取り扱う従来の湿式工法と違って、工事現
場を汚染することもない。

【００２６】また、こうして組み立てられたブレース３
０は、柱や梁と組み合わされて軸組を構成することにな
るが、この軸組に水平加重が作用してブレース３０に圧
縮力が働いても、その芯材１３は４本の角形鋼管３２に
挟まれて面外変形できないので、ブレース３０が座屈す
ることはない。しかも、これらの角形鋼管３２は芯材３
１の周囲四方に配置しているので、ブレース３０のあら
ゆる径方向において安定した面外変形抑制機能を得るこ
とができる。そのため、ブレース３０を使った軸組の剛
性が大きくなり、耐震性が高まる。この際、上述したと
おり、角形鋼管３２はいずれも芯材３１に対してその軸
方向に移動可能な状態となっているので、芯材３１に作
用する軸力が各角形鋼管３２に伝わることはなく、これ
ら角形鋼管３２本来の強度を確保することができる。

【００２７】さらに、ブレース３０を構成する主要部材
はすべて鋼材であり、これらの鋼材は一般的な素材であ
ることから、モルタルや繊維補強コンクリートを用いる
従来のブレースに比べて軽量かつ安価となる。その結
果、軸組への取付作業が容易になると同時に、軸組を構
成する柱や梁の支持荷重が減少し、これらの柱、梁への
要求強度が軽減される。

【００２８】なお、上述した各実施形態においては、芯
材１３、３１と各角形鋼管１４、３２との間に隙間を設
けることにより、芯材１３、３１の軸力が角形鋼管１
４、３２に伝播する事態を避ける場合について説明した
が、各角形鋼管１４、３２が芯材１３、３１に対して移
動自在な状態を確保できる限り、どのような手法を採用
してもよい。例えば、紙、合成樹脂、テープ等の摩擦軽
減材を芯材１３、３１と各角形鋼管１４、３２との間に
介装することも可能である。

【００２９】また、上述した各実施形態においては、角
形鋼管１４、３２を互いにその長さ方向に連続溶接した
ブレース１０、３０について説明したが、角形鋼管１
４、３２同士の溶接方法としては、この連続溶接のほか
断続溶接を用いることもできる。

【００３０】さらに、ブレース１０、３０の両端部（角
形鋼管１４、３２が添設されない部分）の形状は本発明
において重要ではない。すなわち、上述した第１の実施
形態では、芯材１３の両端部にプレート１５を取り付け
てブレース１０の両端部を十字断面形としたが、このプ
レート１５を省いてブレース１０の両端部を平板状とし
てもよい。また、上述した第２の実施形態では、ブレー
ス３０の両端部が中央部と同じく十字断面形であった
が、ブレース３０の両端部を平板状としても構わない。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
本発明によれば、ブレースに圧縮力が作用したとき、角
形鋼管によって芯材の面外変形が阻止されるので、ブレ
ースの座屈強度を高めることができる。また、芯材と各
角形鋼管とが軸方向に移動可能であるため、これらの角
形鋼管に芯材の軸力が伝播しなくなることから、角形鋼
管の強度を確保することが可能となる。さらに、ブレー
スの主要部材が鋼材のみによって構成されるため、ブレ
ースの重量増加が抑制されるとともに、その組立作業が
簡便化することから、ブレースの軽量化と生産性向上を
図ることができる。

【００３２】また、請求項２に記載の本発明によれば、
上述した作用効果に加えて、角形鋼管が芯材の周囲四方
に配置していることから、ブレースの面外変形抑制機能
がすべての径方向において発現し、そのためブレースの
座屈強度を一層増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るブレースの第１の実施形態を示す
図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその側面図、
（ｃ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。

【図２】本発明に係るブレースの第２の実施形態を示す
図であり、（ａ）はその正面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ線による断面図である。

【図３】鉄骨構造の一例を示す概略図であり、（ａ）は
通常時の状態図、（ｂ）および（ｃ）は水平加重を受け
たときの変形状態図である。

【図４】従来のブレースの二例を示す断面図である。

【符号の説明】

１０、３０……ブレース１３、３１……芯材１４、３２……角形鋼管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) E04B 1/24 E04B 1/58 E04C 3/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状鋼材からなる芯材を有し、この芯
材の両側部にそれぞれ角形鋼管を当該芯材の軸方向に移
動自在に対向配設し、これら角形鋼管同士をその長さ方
向に溶接して連結したことを特徴とするブレース。
【請求項２】十字断面形鋼材からなる芯材を有し、こ
の芯材の各隅部にそれぞれ角形鋼管を当該芯材の軸方向
に移動自在に対向配設し、これら角形鋼管のうち互いに
隣接する角形鋼管同士をその長さ方向に溶接して連結し
たことを特徴とするブレース。