JP3589279B2 - Brace material - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物等の鋼構造物のブレース材に関する。
【0002】
【従来の技術】
ブレース材は建築物等の鋼構造物に従来より数多く使用されており、座屈の防止に関する技術としては、例えば特開平7−324377号公報に開示された鋼管で補剛したアンボンド鉄骨ブレースの発明がある。
【0003】
図13は同公報に示されたアンボンド鉄骨ブレースの正面図を示し、図14は図13の断面図、図15は図13に示したブレースを建物の柱梁架構へ適用した例を示している。
このアンボンド鉄骨ブレースは軸力材としてH形鋼51を使用し、その外周に、座屈補剛材として円形鋼管52をほぼ外接する状態にゆるくかぶせてあり、円形鋼管52は長さ方向の略中央部位を、前記H形鋼管51のウェブを直角に貫通する向きのずれ止めボルト53でH形鋼管51に止着されている。
【0004】
上記のように鋼管で補剛したアンボンド鉄骨ブレースは、図15のように、鉄骨柱54と鉄骨梁55で形成された架構の面内にH形鋼51のフランジが曲げを負担する向き(強軸)の配置(梁鉄骨のウェブとH形鋼のウェブとが平行な向き)として、H形鋼51の両端が梁中央部の接合部材56及び架構内隅部の接合部材57と各々ウェブはボルト接合、フランジは溶接接合により組み入れて設置されている。
【0005】
図16、図17は同公報に開示された他のブレースの例を示したものである。図16は軸力材として十字状材61を使用し、補剛鋼管として円形鋼管52を使用した例であり、図17はは軸力材として十字状材61を使用し、補剛鋼管として角形鋼管62を使用した例である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来例においては軸力材がほぼ外接する補剛鋼管を用いたために補剛鋼管の径が小さくなり、補剛鋼管の断面2次モーメントが減少し、ブレース材の耐全体座屈性能が低下してしまった。このため、ブレース材の限界長さが短くなり、階高の高い架構や梁スパンの長い架構には使用できないという問題があった。
【0007】
本発明はかかる問題点を解決するためになされたもので、ブレース材の幅を可能な限り広げずに(幅を変えないで)補剛管の強度を上げて耐全体座屈性能を向上させ、階高の高い架構にも使用できるブレース材を得ることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るブレース材は、平鋼からなる軸力材と、該軸力材が対角配置で隙間を設けて挿入される角形の補剛管と、該補剛管の外周面に接合された前記補剛管の補剛用のアングル材とを備え、
前記軸力材は前記補剛管に座屈が阻まれることを特徴とするものである。
【0009】
また、前記アングル材の一辺が前記平鋼に直交するように前記補剛管の外周面に接合され、前記アングル材の前記平鋼に直交する側の辺を他の辺より長く設定したことを特徴とするものである。
【0010】
さらに、断面十字形の軸力材と、該軸力材が対角配置で隙間を設けて挿入される角形の補剛管と、該補剛管の外周面に接合された前記補剛管の補剛用のアングル材とを備え、
前記軸力材は前記補剛管に座屈が阻まれることを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
参考例.
図1は、本発明の実施の形態にかかるブレース材の参考例における軸方向に垂直な断面図である。図において、1は平鋼からなる軸力材、3は軸力材1が挿通された内側補剛管、5は内側補剛管3が挿通された外側補剛管である。
軸力材1は断面矩形状の平板からなる。また、内側補剛管3は断面がほぼ正方形からなり、内側補剛管3の内側に軸力材1が対角配置されている。
軸力材1と内側補剛管3との間には小さな隙間が設けられており、軸力材1の側部は内側補剛管3によって拘束されないようになっている。
【0012】
外側補剛管5は断面が内側補剛管3と同様のほぼ正方形からなり、内側補剛管3に対して45度だけ回転させた状態で配置されている。したがって、内側補剛管3の四隅の頂点が外側補剛管5の各辺の中間に位置している。
【0013】
図2は、図1のA−A断面図である。図2に示すように、軸力材1は内側・外側補剛管3,5より長めに形成されており、両端部には図示しない柱または梁に取付けるためのボルト孔(図示せず)が設けられている。
なお、ブレース材の両端部においては、軸力材1と内側補剛管3及び内側補剛管3と外側補剛管5の間にそれぞれがずれるのを防止するためのスポット溶接7が行われている。ただし、スポット溶接7に代えて他の手段、例えばクリップのようなもので止めるようにしてもよい。
【0014】
図3は、参考例のブレース材を、柱と梁で構成される架構部に取り付けた状態を示した斜視図である。なお、説明を容易にするために、図中右側のブレース材は補剛管を省略してある。
図において、9,11は柱、13,15は柱9,11間に設置された梁である。17,19は架構の隅に設置されたガセットプレート、21は上側の梁の下部中央部に設置されたガセットプレートである。25は軸力材1の端部に設置された十字状の接続部材である。軸力材1は幅方向が架構の面に平行になるように設置されている(図中右側のブレース参照)。このような向きに設置することによって、軸力材、ガットプレート及び梁のウェブの向きが一致し、力の伝達がスムーズに行われる。
軸力材1を上記のような向きに設置すると、外側補剛管5の側面が架構の壁面方向と一致することになり、壁材の収まりがよくなる。
【0015】
以上のように構成されたブレース材は、地震時においては軸方向の力を受けて降伏する。このとき、軸力材1は架構の面外方向に撓んで座屈しようとするが、内側補剛管3及び外側補剛管5に座屈が阻まれて軸方向の降伏を行うのでエネルギーを充分吸収することができる。しかも、外側補剛管5の外径は内側補剛管3の21/2 倍(ルート2倍)になり、曲げ剛性が約4倍と高くなるので、ブレース材の耐全体座屈性能が非常に向上する。その一方、壁方向の厚みは外側補剛管5の厚み分しか大きくならないので、壁材の収まりも非常によい。
【0016】
なお、上記の説明では外側補剛管5と内側補剛管3との位置ズレを防止するために、端部にスポット溶接をする例を示したが、図4に示すように、外側補剛管5と内側補剛管3との間に回転防止用のプレート30を設置するようにしてもよい。
【0017】
この参考例については、軸力材、内側補剛管3及び外側補剛管5について種々の態様が考えられる。図5〜図8はこれら他の態様の説明図である。以下、図5〜図8に基づいて他の態様を説明する。図5に示したものは、図1に示したものにおける断面正方形の外側補剛管5を断面が円形のものにしたものである。また、図6に示したものは、図1における平鋼の軸力材1を十字状にしたものである。
【0018】
さらに、図7に示したものは、図6における断面正方形の外側補剛管5を断面が円形のものにしたものである。また、図8に示したものは、図6における断面正方形の内側補剛管3を断面が円形のものにしたものである。
【0019】
参考例.
図9は本発明の参考例の説明図であり、ブレース材の軸線に垂直な断面図である。本参考例においては、前述の参考例における外側補剛管5に代えて、チャンネル材を補剛管の外面に接合したものである。
図9において、31,33は補剛管3(前述の参考例における内側補剛管に相当する。)の外周面に溶接により接合されたチャンネル材である。チャンネル材31,33は補剛管3の角部を跨ぐようにして設置されている。なお、チャンネル材は軸力材の両面に対向するように設置される。軸力材1が撓んだ際に、該軸力材1の応力によって曲がろうとする補剛管3を補剛するためには、かかる位置に設ける必要があるからである。
【0020】
この参考例によれば、前述の参考例の場合には内側補剛管3と外側補剛管5の精度管理が必要であったのに比較して、ほとんどその必要がないので、製作が簡易となる。
【0021】
実施の形態.
図10は本発明の実施の形態にかかるブレース材の説明図である。この例は、図9に示したチャンネル材31,33に代えて、アングル材35〜38を補剛管3の外周面に接合したものである。この場合にはさらに、精度管理が不要となる。
【0022】
なお、図10においては、アングル材35〜38は両辺が同じ長さのものを使用した例を示したが、図11に示すように、軸力材1の撓む方向における補剛管3の曲げ剛性が高くなるように、アングル材の辺の長さを変えるようにしてもよい。このようにすることで、材料を節約した効率的な補剛が可能となる。
【0023】
図12はさらに別の態様の説明図である。この例は、図10に示した平鋼の軸力材1に代えて十字状の軸力材1を用いたものである。
【0024】
【発明の効果】
本発明によれば以下の効果が得られる。
平鋼からなる軸力材と、該軸力材が対角配置で隙間を設けて挿入される角形の補剛管と、該補剛管の外周面に接合された前記補剛管の補剛用のアングル材とを備え、前記軸力材は前記補剛管に座屈が阻まれることを特徴とするから、ブレース部材の幅を可能な限り広げずに(幅を変えないで)補剛管の強度を上げて耐全体座屈性能を向上でき、階高の高い架構にも使用できるブレース材を得ることができ、さらに、精度が要求されず製作が容易になる。
【0025】
さらに、前記アングル材の一辺が前記平鋼に直交するように前記補剛管の外周面に接合され、前記アングル材の前記平鋼に直交する側の辺を他の辺より長く設定したことにより、必要な補剛を少ない材料で実現できる。
【0026】
また、断面十字形の軸力材と、該軸力材が対角配置で隙間を設けて挿入される角形の補剛管と、該補剛管の外周面に接合された前記補剛管の補剛用のアングル材とを備え、前記軸力材は前記補剛管に座屈が阻まれることを特徴とするから、上記と同様の効果が得られる。
【0027】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかるブレース材の参考例における軸方向に垂直な断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】参考例のブレース材を、柱と梁で構成される架構部に取り付けた状態を示した斜視図である。
【図4】参考例の他の態様の説明図である。
【図5】参考例の他の態様の説明図である。
【図6】参考例の他の態様の説明図である。
【図7】参考例の他の態様の説明図である。
【図8】参考例の他の態様の説明図である。
【図9】参考例の他の態様の説明図である。
【図10】本発明の実施の形態にかかるブレース材の説明図である。
【図11】実施の形態の他の態様の説明図である。
【図12】実施の形態の他の態様の説明図である。
【図13】従来のブレース材の正面図である。
【図14】図13の軸方向に垂直な断面図である。
【図15】従来のブレース材の取付状態の説明図である。
【図16】従来のブレース材の他の例の説明図である。
【図17】従来のブレース材の他の例の説明図である。
【符号の説明】
1 軸力材
3 内側補剛管
5 外側補剛管[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a bracing material for a steel structure such as a building.
[0002]
[Prior art]
A large number of brace materials have been used for steel structures such as buildings, and techniques for preventing buckling include, for example, the invention of an unbonded steel frame brace stiffened with a steel pipe disclosed in JP-A-7-324377. There is.
[0003]
FIG. 13 shows a front view of an unbonded steel brace shown in the publication, FIG. 14 shows a cross-sectional view of FIG. 13, and FIG. 15 shows an example in which the brace shown in FIG. 13 is applied to a beam-column frame of a building. .
The unbonded steel frame brace uses an H-
[0004]
As shown in FIG. 15, the unbonded steel frame brace stiffened by the steel pipe as described above has a direction in which the flange of the H-
[0005]
16 and 17 show examples of other braces disclosed in the publication. FIG. 16 shows an example in which a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional example, the diameter of the stiffened steel pipe is reduced due to the use of the stiffened steel pipe in which the axial force material is almost circumscribed, the second moment of area of the stiffened steel pipe is reduced, and the overall buckling resistance of the brace material is reduced. It has dropped. For this reason, the limit length of a brace material became short, and there was a problem that it could not be used for a frame with a high floor height or a frame with a long beam span.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and increases the strength of a stiffening tube without increasing the width of a brace material as much as possible (without changing the width) to improve the overall buckling resistance. It is an object of the present invention to obtain a brace material which can be used for a frame having a high floor.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The brace material according to the present invention is an axial force member made of flat steel, a square stiffening tube in which the axial force member is inserted with a gap in a diagonal arrangement, and joined to an outer peripheral surface of the stiffening tube. And an angle material for stiffening the stiffening tube,
The axial force member is characterized in that buckling is prevented by the stiffening tube.
[0009]
Further, one side of the angle material is joined to the outer peripheral surface of the stiffening tube so as to be orthogonal to the flat steel, and a side of the angle material orthogonal to the flat steel is set to be longer than other sides. It is a feature .
[0010]
Further, an axial force member having a cross-shaped cross section, a rectangular stiffening tube into which the axial force member is inserted with a gap provided in a diagonal arrangement, and the stiffening tube joined to the outer peripheral surface of the stiffening tube With stiffening angle material,
The axial force member is characterized in that buckling is prevented by the stiffening tube.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Reference example.
Figure 1 is a vertical sectional view definitive axially Reference Example brace member according to the embodiment of the present invention. In the drawing,
The
A small gap is provided between the
[0012]
The outer
[0013]
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 2, the
At both ends of the brace material,
[0014]
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the brace material of the reference example is attached to a frame portion composed of columns and beams. For the sake of simplicity, the brace material on the right side of the figure omits the stiffening tube.
In the figure, 9 and 11 are columns, and 13 and 15 are beams installed between the
When the
[0015]
The brace material configured as described above yields by receiving an axial force during an earthquake. At this time, the
[0016]
In the above description, an example is shown in which spot welding is performed on the ends in order to prevent positional deviation between the
[0017]
Regarding this reference example , various modes can be considered for the axial force member, the
[0018]
Further, what is shown in FIG. 7 is a cross-section of the
[0019]
Reference example.
FIG. 9 is an explanatory view of the reference example of the present invention, and is a cross-sectional view perpendicular to the axis of the brace material. In this embodiment, a channel material is joined to the outer surface of the stiffening tube in place of the
In FIG. 9,
[0020]
According to this reference example , since the precision control of the
[0021]
Embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of the brace material according to the embodiment of the present invention . In this example,
[0022]
10 shows an example in which the
[0023]
FIG. 12 is an explanatory diagram of still another mode. In this example, a cross-shaped
[0024]
【The invention's effect】
According to the present invention, the following effects can be obtained.
An axial force member made of flat steel, a square stiffening tube into which the axial force member is inserted with a gap in a diagonal arrangement, and stiffening of the stiffening tube joined to an outer peripheral surface of the stiffening tube And the axial force member is characterized in that the stiffening tube is prevented from buckling, so that the brace member is stiffened without widening as much as possible (without changing the width). By increasing the strength of the pipe, the overall buckling resistance can be improved, and a brace material that can be used in a frame with a high floor can be obtained. Further, the precision is not required, and the production is easy.
[0025]
Further, by joining one side of the angle material to the outer peripheral surface of the stiffening tube so as to be orthogonal to the flat steel, by setting a side of the angle material orthogonal to the flat steel to be longer than other sides. The necessary stiffening can be realized with a small amount of material.
[0026]
Further, an axial force member having a cross-shaped cross section, a square stiffening tube in which the axial force member is inserted with a gap in a diagonal arrangement, and the stiffening tube joined to the outer peripheral surface of the stiffening tube An angle member for stiffening is provided, and the axial force member is characterized in that buckling is prevented by the stiffening tube, so that the same effect as described above can be obtained.
[0027]
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view perpendicular to the axial direction in a reference example of a brace material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the brace material of the reference example is attached to a frame portion composed of columns and beams.
FIG. 4 is an explanatory diagram of another embodiment of the reference example.
FIG. 5 is an explanatory diagram of another embodiment of the reference example.
FIG. 6 is an explanatory diagram of another embodiment of the reference example.
FIG. 7 is an explanatory diagram of another embodiment of the reference example.
FIG. 8 is an explanatory diagram of another embodiment of the reference example.
FIG. 9 is an explanatory diagram of another embodiment of the reference example.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a brace material according to an embodiment of the present invention.
FIG. 11 is an explanatory diagram of another mode of the embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram of another mode of the embodiment.
FIG. 13 is a front view of a conventional brace material.
14 is a sectional view perpendicular to the axial direction of FIG.
FIG. 15 is an explanatory view of a state of attachment of a conventional brace material.
FIG. 16 is an explanatory view of another example of a conventional brace material.
FIG. 17 is an explanatory view of another example of a conventional brace material.
[Explanation of symbols]
1
Claims (3)
前記軸力材は前記補剛管に座屈が阻まれることを特徴とするブレース材。An axial force member made of flat steel, a square stiffening tube into which the axial force member is inserted with a gap in a diagonal arrangement, and stiffening of the stiffening tube joined to an outer peripheral surface of the stiffening tube Angle material for
A brace member, wherein the axial force member prevents buckling of the stiffening tube .
前記軸力材は前記補剛管に座屈が阻まれることを特徴とするブレース材。 A brace member, wherein the axial force member prevents buckling of the stiffening tube.
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