JP3392027B2 - ブレース - Google Patents

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構造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４（ａ）に示すように、四辺形に
組まれた軸組１に、型鋼や鋼棒等からなるブレース２を
対角線状に設けておき、風や地震等に起因して、上記軸
組１に、図中に矢印（イ）で示すような外力が作用した
場合に、上記ブレース２に生じる引っ張り力や圧縮力と
いった軸力を上記外力に抵抗させることにより、上記軸
組１が菱形に変形することを防止するようにしている。

【０００３】一方、上記ブレース２に作用する圧縮力が
大きくなると、図４（ｂ）や（ｃ）に示すように、圧縮
力を受けるブレース２が座屈してしまい、上記軸組１の
剛性が低下してしまうことから、従来では、図５や図６
に示すような、座屈強度を高めたブレース３・４が提案
されている。

【０００４】図５に示すブレース３は、図５の（ａ）・
（ｂ）に示すように、平板状の鋼材からなるブレース芯
材５を鋼管６によって取り囲むとともに、これらのブレ
ース芯材５と鋼管６との間にモルタル７を充填し、か
つ、図５の（ｃ）に示すように、上記ブレース芯材５の
表面にアンボンド処理（Ａ）を施して、このブレース芯
材５とモルタル７とを切り離すことにより、上記鋼管６
およびモルタル７と上記ブレース芯材５とを軸方向に相
対移動自在としたものであり、また、図６に示すブレー
ス４は、図６の（ｃ）に示すように、断面形状が十字状
のブレース芯材８の表面にアンボンド処理（Ａ）を施し
た後に、図６の（ａ）・（ｂ）に示すように、このブレ
ース芯材８の回りをファイバーコンクリート９によって
覆うことにより、このファイバーコンクリート９によっ
て上記ブレース芯材８を取り囲むとともに、両者を軸方
向へ相対移動自在としたものである。

【０００５】そして、これらの各ブレース３・４は、そ
の周囲に配設されたモルタル７やファイバーコンクリー
ト９によって、上記ブレース芯材５・８が面外に変形し
てしまうことを防止してその座屈を防止し、また、ブレ
ース芯材５・８とモルタル７やファイバーコンクリート
９とを切り離した状態とすることにより、上記ブレース
芯材５・８に作用する圧縮力が、モルタル７やファイバ
ーコンクリート９あるいは鋼管６に圧縮力として作用す
ることを回避してその強度を確保し、これらの相乗作用
により、ブレース全体としての座屈強度を高めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の提案に係るブレース３・４においても、なお、つ
ぎのような改善すべき問題点が残されている。すなわ
ち、ブレース芯材５・８の周囲に配置されるモルタル７
やファイバーコンクリート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
ければならないといった問題点である。また、上記ブレ
ース芯材５・８へのアンボンド処理作業を必要とし、さ
らに、モルタル７やファイバーコンクリート９の充填作
業を必要とすることから、製作作業が煩雑であるといっ
た問題点も有している。

【０００７】本発明は、このような従来のブレースが有
する課題を有効に解決すべくなされたもので、座屈強度
を高めつつ、軽量でかつ製作性の良好なブレースを提供
することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のブレー
スは、十字型鋼材からなるブレース芯材の各隅部のそれ
ぞれに、角型鋼管を互いの表面が相対移動可能な状態で
対向配設し、隣接する上記角型鋼管を、その長さ方向に
間隔をおいた複数箇所において連結プレートを介して相
互に連結したことを特徴とするものである。

【０００９】ここで、請求項２に記載のブレースは、上
記各角形鋼管の一端部と上記ブレース芯材との間に、両
者の相対移動を拘束する第１の係止手段を設け、かつ上
記各角型鋼管の他端部と上記ブレース芯材との間に、両
者の軸方向の相対移動を許容しつつ両者を連結する第２
の係止手段を設けたことを特徴とするものである。

【００１０】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２に記載の上記ブレース芯材と各角型鋼管
との間に、両者間の摩擦力を軽減する摩擦軽減材を介装
したことを特徴とするものである。

【００１１】請求項１〜請求項３に記載の発明によれ
ば、ブレース芯材の側部に角型鋼管を互いの表面が相対
移動可能な状態で配設し、これらの角型鋼管を連結プレ
ートによって複数箇所において連結したことにより、上
記ブレース芯材に圧縮力が作用した際に、上記ブレース
芯材の面外変形を上記角型鋼管によって拘束して、上記
ブレース芯材の座屈強度を高めることができる。

【００１２】ここで、上記ブレース芯材と各角型鋼管と
を互いの表面が相対移動可能な状態に保持することによ
り、これらの角型鋼管に圧縮力が作用することを回避
し、この結果上記角型鋼管により上記ブレース芯材に対
する面外変形抑制作用を高めることができる。また、ブ
レースの構成部材の殆どを鋼材によって構成して、その
重量増加を抑制するとともにその組立作業を簡便化し、
さらに、上記構成部材に一般的な素材を用いることを可
能として製造コストを低減することができる。

【００１３】そして、請求項２に記載の発明のように、
上記各角型鋼管の一端部とブレース芯材との間に、両者
の相対移動を拘束する第１の係止手段を設けることによ
り、上記ブレース芯材に対する各角型鋼管の軸方向にお
ける相対的な位置関係を一定にして、ブレース芯材に対
する面外変形抑制作用を安定させることができる。加え
て、上記各角型鋼管の他端部とブレース芯材との間に、
両者の軸方向の相対移動を許容しつつ両者を連結する第
２の係止手段を設けることにより、上記各角型鋼管へ圧
縮力が作用することを回避しつつ、これらの角型鋼管を
両端支持として、上記ブレース芯材の幅方向における位
置関係をも一定にして、より一層上記ブレース芯材に対
する面外変形抑制作用を安定させることができる。

【００１４】さらに、請求項３に記載の発明のように、
上記ブレース芯材と各角型鋼管との間に、両者間の摩擦
力を軽減する摩擦軽減材を介装することにより、ブレー
スと各角型鋼管との相対移動を円滑にして、上記圧縮力
がブレース芯材を介して上記各角型鋼管に作用すること
を防止し、これらの角型鋼管による上記ブレース芯材の
面外変形力に対する拘束力を確保することができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明のブレース
の一実施形態を示すもので、これらの図において符号３
０で示す本実施形態に係るブレースは、鉄骨構造の軸組
を構成する柱と梁とで形成される四辺形の内部に対角線
状に介装されて、これらの柱と梁が菱形に変形すること
を防止するようにしたものである。 本実施形態に係るブ
レース３０は、図１の（ｂ）に示すように、十字型鋼か
らなるブレース芯材３１の各隅部に、断面が正方形状の
角型鋼管３２を互いの表面が相対移動可能な状態で対向
配設し、図１の（ａ）に示すように、隣接する上記角型
鋼管３２を、その長さ方向に間隔をおいた複数箇所にお
いて連結プレート３３を介して相互に連結した構成とな
っている。

【００１６】 ここで、上記連結プレート３３は、各角型
鋼管３２に溶接によって固定されており、これらの各角
型鋼管３２が相互に連結された状態において、上記ブレ
ース芯材３１と各角型鋼管３２との間、および、ブレー
ス芯材３１と各連結プレート３３との間に隙間ｇおよび
隙間ｓが形成されるように各構成部材の寸法や相対位置
関係が設定されている。

【００１７】 上記ブレース芯材３１と各角型鋼管３２と
の間に形成される隙間ｇは、以下の点を考慮して設定さ
れる。すなわち、上記ブレース芯材３１に圧縮力が作用
すると、このブレース芯材３１の厚みが僅かに増加する
が、この厚みが増加した状態において、このブレース芯
材３１と上記各角型鋼管３２との間に摩擦力を生じさせ
ない程度に設定される。 さらに、図２および図３に示す
ように、上記各角型鋼管３２の一端部とブレース芯材３
１との間、および、各角型鋼管３２の他端部とブレース
芯材３１との間には、第１の係止手段１６および第２の
係止手段１７が設けられて、両者間の軸方向の相対移動
を許容した状態で、これらを相互に連結するようになっ
ている。

【００１８】 上記ブレース芯材３１の両端部には、図１
に示すように、ブレース３０を上記柱あるいは梁に取り
付けるためのボルトが挿通されるボルト挿通孔が多数形
成されているとともに、これらのボルト挿通孔よりも、
上記ブレース芯材３１の長さ方向の内側寄りに、図２お
よび図３に示すように、上記第１の係止手段１６および
第２の係止手段１７を構成する後述する係止ボルト１８
・１９が挿通される係止孔１３ｂ・１３ｃが形成されて
おり、これらの係止孔１３ｂ・１３ｃはその内径が、上
記係止ボルト１８・１９の外径とほぼ同等となされてい
る。

【００１９】また、上記各角型鋼管３２の一端部には、
上記ブレース芯材３１の一方の係止孔１３ｂと同軸状に
位置させられ、上記係止ボルト１８の外径とほぼ同等の
内径を有する貫通孔１４ａが、図２に示すように形成さ
れ、また、他端部には、上記ブレース芯材３１の他方の
係止孔１３ｃへ重畳させられ、上記係止ボルト１９の外
径とほぼ同等の幅を有する軸方向に沿った長穴１４ｂ
が、図３に示すように形成されている。

【００２０】 これらの貫通孔１４ａおよび長穴１４ｂの
それぞれには、上記各係止ボルト１８・１９が挿通さ
れ、これらの係止ボルト１８・１９にナット２０・２１
が螺着されることにより、上記ブレース芯材３１と各角
型鋼管３２とが連結されており、上記一方の係止孔１３
ｂ、貫通孔１４ａ、係止ボルト１８、および、ナット２
０とによって上記第１の係止手段１６が構成され、ま
た、上記他方の係止孔１３ｃ、長穴１４ｂ、係止ボルト
１９、および、ナット２１とによって上記第２の係止手
段１７が構成されている。

【００２１】 そして、上記第１の係止手段１６は、上記
係止ボルト１８が、その外径と略同一内径を有する上記
係止孔１３ｂと貫通孔１４ａに挿通されることによっ
て、上記各角型鋼管３２とブレース芯材３１とをその一
端部においてピン結合して、両者の軸方向への相対移動
を拘束するようになっており、上記第２の係止手段１７
は、上記係止ボルト１９が、その外径と略同一内径を有
する上記他方の係止孔１３ｃに挿通されて上記ブレース
芯材３１との相対位置が規制され、また、この係止ボル
ト１９に、上記各角型鋼管３２の軸方向の長穴１４ｂが
嵌合させられることによって、上記ブレース芯材３１と
各角型鋼管３２との、上記第１の係止手段１６を中心と
した回動を拘束しつつ、上記長穴１４ｂの長さ分、上記
角型鋼管３ ２に対する上記ブレース芯材３１の相対移動
（伸縮）を許容するようになっている。

【００２２】以上の構成からなる本実施形態に係るブレ
ース３０は、たとえば、ブレース芯材３１の四角隅部に
角型鋼管３２をそれぞれ対向させ、これらの角型鋼管３
２とブレース芯材３１を第１の係止手段１６および第２
の係止手段１７によって仮止めし、ついで、上記隣接す
る角型鋼管３２の側面間に、長さ方向に所定の間隔をお
いて連結プレート３３を掛け渡し、これらの連結プレー
ト３３を上記各角型鋼管３２の側面に溶接することによ
って上記両角型鋼管３２を相互に連結した後に、上記各
係止手段１６・１７の締結力を調整することにより組み
上げられる。

【００２３】ここで、ブレース３０の組立を、鋼材のボ
ルトとナットによる締結、また、連結プレート３３の溶
接といった簡便な作業で行なえるとともに、従来必要と
されていたアンボンド処理や、モルタルあるいはファイ
バーコンクリートの充填作業等のように流動物を取り扱
う作業を不用にすることができるので、この点からも作
業を簡素化することができ、また、工事現場を汚染する
こともなく、さらに、上記鋼材に一般的な素材を使用す
ることができるので、安価に製造することができる。ま
た、組み上げられた上記ブレース３０は、その構成部位
の全てが鋼材によって構成されていることから、モルタ
ルやファイバーコンクリートを用いる従来のブレースに
比して軽量であり、この結果、上記軸組への取り付け作
業が容易となり、さらに、軸組を構成する柱や梁の支持
荷重の増加を抑制して、これらの柱やや梁への要求強度
を軽減することができる。

【００２４】そして、前述のように組み上げられたブレ
ース３０は、一対の柱と一対の梁とによって構成されて
いる軸組の内側にＶ字状に配設されるとともに、各ブレ
ース３０の各端部を、上記両柱と上方の梁との連結部に
設けられたガセットプレートと、下方の梁の長さ方向の
中間部に設けられたガセットプレートのそれぞれに、多
数のボルトを用いて接続することにより、上記軸組に組
み込まれる。

【００２５】このように軸組中に組み込まれたブレース
３０は、上記軸組に、この軸組を菱形に変形させるよう
な外力が作用した際に、引っ張り力や圧縮力を受けて上
記軸組の変形を防止する。そして、圧縮力を受けるブレ
ース３０においては、その圧縮力がブレース芯材３１に
作用するが、このブレース芯材３１の四角隅部にそれぞ
れ角型鋼管３２を配置するとともに、これらの角型鋼管
３２を相互に剛に連結してあるから、これらの角型鋼管
３２によって上記ブレース芯材３１の面外変形を拘束す
ることができ、これによって、ブレース３０の座屈を防
止することができる。

【００２６】 また、上記角型鋼管３２を上記ブレース芯
材３１に対して互いの表面が相対移動可能な状態に保持
したことにより、上記ブレース芯材３１に作用する圧縮
力が上記各角型鋼管３２に伝播することを防止すること
ができ、上記各角型鋼管３２に座屈荷重が作用すること
を回避して上記ブレース芯材３１に対する面外変形抑制
作用を高めることができる。

【００２７】 さらに、 第１の係止手段１６および第２の
係止手段１７とによって上記角型鋼管３２とブレース芯
材３１との相対位置を一定に保持するようにしたから、
各角型鋼管３２の上記ブレース芯材３１に対する面外変
形抑制作用を安定して得ることができる。しかも、上記
第２の係止手段１７は、ブレース芯材３１と角型鋼管３
２との軸方向の相対移動を許容する構成としたから、上
記角型鋼管３２へ座屈荷重が作用することを回避する機
能が損なわれることはない。

【００２８】そして、本実施形態においては、各角型鋼
管３２をブレース芯材３１の周囲に固定した状態におい
て、ブレース３０の断面形状が、ブレース芯材３１の中
心を中心として点対称となることにより、ブレース３０
の径方向全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。

【００２９】なお、上記各実施形態においてはブレース
芯材３１と各角型鋼管３２との間に隙間ｇを設けて、こ
れらを直に対向させた例について示したが、上記ブレー
ス芯材３１と各角型鋼管３２との間に摩擦軽減材（たと
えば、紙、プラスチック、テープ等）を介装することも
可能である。このような構成とすることにより、ブレー
ス芯材３１と角型鋼管３２との相対移動を円滑にして、
上記ブレース材３１に作用する圧縮力が角型鋼管３２へ
伝播されることを有効に回避することができる。また、
上記角型鋼管３２の断面寸法や連結プレート３３による
連結間隔等を調整することにより、上記ブレース芯材３
１として、超低降伏点鋼を用いることも可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
３の何れかに記載の発明によれば、ブレース芯材の面外
変形を、その両側部に配設された角型鋼管によって拘束
することができるので、上記ブレース芯材の座屈を防止
して座屈強度の高いブレースを得ることができ、また、
一般的な素材を用いた構成とすることができることによ
り、安価でかつ軽量であるとともに、組立作業が簡便な
ブレースを得ることができる。また、角型鋼管を上記ブ
レース芯材に対して互いの表面が相対移動可能な状態に
保持することにより、上記ブレース芯材に作用する圧縮
力が上記各角型鋼管に伝播することを防止することがで
き、これによって、上記各角型鋼管に圧縮力すなわち座
屈荷重が作用することを回避して上記ブレース芯材に対
する面外変形抑制作用を高めることができる。

【００３１】そして、請求項２に記載の発明のように、
ブレース芯材の一端部と角型鋼管との間に第１の係止手
段を設けて、上記ブレース芯材と角型鋼管との軸方向の
相対移動を拘束することにより、ブレース芯材に対する
角型鋼管の位置関係を一定に保持して、この角型鋼管に
よるブレース芯材に対する面外変形抑制作用を安定化す
ることができ、加えてブレース芯材の他端部と角型鋼管
との間に第２の係止手段を設けて、ブレース芯材と角型
鋼管との連結位置を２点としているので、これらの位置
ずれをさらに確実に防止して、前述したブレース芯材に
対する面外変形抑制作用を一層安定化させることができ
る。しかも、上記第２の係止手段において、ブレース芯
材と角型鋼管との軸方向に沿う相対移動を許容するよう
にしたから、角型鋼管に座屈荷重が作用することを回避
する機能を確保することができる。

【００３２】さらに、請求項３に記載の発明のように、
ブレース芯材と角型鋼管との間に摩擦軽減材を介装する
ことにより、ブレース芯材と角型鋼管との滑りを円滑に
して、角型鋼管へ座屈荷重が作用することを、より一層
確実に回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレースの一実施形態を示すもので、
（ａ）は正面図、（ｂ）は、拡大縦断面図である。

【図２】第１の係止手段を示す縦断面図である。

【図３】第２の係止手段を示す縦断面図である。

【図４】一般的な鉄骨構造示す概略図であり、（ａ）は
通常時の状態を示し、（ｂ）は横荷重を受けた場合にお
ける軸組の変形状態を示し、（ｃ）は、梁が弱い場合に
おける軸組の変形状態を示す。

【図５】従来のブレースの一例を示すもので、（ａ）は
縦断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）はブレース芯材の
正面図である。

【図６】従来のブレースの他の例を示すもので、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）はブレース芯材
の正面図である。

【符号の説明】３０ ブレース３１ ブレース芯材３２ 角型鋼管３３ 連結プレート １６ 第１の係止手段 １７ 第２の係止手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６５１ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６５１Ａ ６５１Ｄ ６５１Ｌ ６５１Ｓ ６５２ ６５２Ｊ Ｅ０４Ｃ 3/04 Ｅ０４Ｃ 3/04

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 十字型鋼材からなるブレース芯材の各隅
   部のそれぞれに、角型鋼管を互いの表面が相対移動可能
   な状態で対向配設し、隣接する上記角型鋼管を、その長
   さ方向に間隔をおいた複数箇所において連結プレートを
   介して相互に連結したことを特徴とするブレース。
2. 【請求項２】 上記各角形鋼管の一端部と上記ブレース
   芯材との間に、両者の相対移動を拘束する第１の係止手
   段を設け、かつ上記各角型鋼管の他端部と上記ブレース
   芯材との間に、両者の軸方向の相対移動を許容しつつ両
   者を連結する第２の係止手段を設けたことを特徴とする
   請求項１に記載のブレース。
3. 【請求項３】 上記ブレース芯材と各角型鋼管との間
   に、両者間の摩擦力を軽減する摩擦軽減材を介装したこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載のブレース。