JP3639552B2 - ラーメン架構用制振構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄骨製柱と梁を備えたラーメン架構のための制振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アンボンドブレースをはじめ、ブレース、間柱、壁タイプの制振部材が数多く開発されている。これらはバランスを考え配置しなければならないため、平面計画上支障を及ぼすことも少なくない。また将来の模様替え等の自由度を制約することも考えられる。
【０００３】
そのような平面計画上の理由から純ラーメン架構が多く採用されているが、純ラーメン架構での制振工法であればこれらの制約を受けることなく構造計画が可能となり、意匠・構造の両者にとって計画上のメリットが得られる。
【０００４】
特開平１０−３７３０１号公報により、梁よりも降伏点の小さな材料からなるエネルギー吸収部材を梁端部に接合・分離可能に接合することが知られている。この場合、低降伏点のエネルギー吸収部材を正しく機能させるには、エネルギー吸収部材の降伏点を、梁の降伏点よりもかなり低く設定する必要があり、その結果エネルギー吸収が少なく、制震効果が少ないという欠点がある。更に、このエネルギー吸収部材は梁と柱の間の隅部に三角形状に形成配置されているので、柱または梁から出張るため、邪魔になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の課題は、低降伏点の補強材を用いることなく、梁の補強が可能である、ラーメン架構用制振構造を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この課題は、柱の近くの梁部分に板状の梁と同一の降伏点を有する補強材を備え、この補強材の一端が柱に固定連結され、他端が柱から離れたところで梁に固定連結されていることと、補強材の両端の間の中間範囲が梁の長手方向において梁によって拘束されないで、梁の水平方向および上下方向において拘束されていることと、補強材が梁の長手方向における所定以上の梁の変形を防止することによって解決される。
【０００７】
地震時に梁に曲げ応力が生じると、先ず最初に柱寄りの梁の端部分が降伏してエネルギー吸収を行う。このとき、補強材の中間範囲は梁の長手方向において梁によって拘束されていないので、ほとんど変形しない。よって、補強材はそれ以上の梁の変形を防止し、建物の過大な変形を抑止する。
【０００８】
補強材の両端の間の中間範囲を梁の長手方向で拘束されないようにかつ梁の長手方向に対して横方向および垂直方向で拘束されるように梁に保持するために、補強材または梁に多数の長手方向ルーズホールが形成され、このルーズホールに座屈補剛ボルトが挿入されていると有利である。
【０００９】
更に、梁がＨ形鋼であり、補強材がこのＨ形鋼のフランジの側面または内側に取付けられていると、補強材が梁から出張らず、邪魔になることがない。
【００１０】
更に、補強材の端部は溶接によってまたはボルトによって梁または柱に固定連結可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、図を参照して本発明の実施の形態を詳しく説明する。図１，２，３は、本発明によるラーメン架構の制振構造の第１の実施の形態を示している。ラーメン架構は柱１と、この柱１に例えばシェアプレート２によって連結された鉄骨製の梁３とからなっている。梁３はＨ形鋼からなり、水平な２つのフランジ３ａと、このフランジの間に位置する垂直なウェブプレート３ｂとを有する。柱１の近くにおいて梁３は、上下のフランジ３ａの外側に板状の補強材４を備えている。この補強材４は一端４ａが柱１に溶接され、他端４ｂが柱１から離れたところで梁３のフランジ３ａに溶接されている。
【００１２】
補強材４は両端４ａ，４ｂの間の中間範囲において、中ボルトからなる多数の座屈補剛ボルト５によって梁３のフランジ３ａに保持されている。この座屈補剛ボルト５は補強材４に形成されたルーズホール６と、フランジ３ａに形成された図示していない穴に挿通され、ナットで止められている。フランジ３ａに接触する補強材４の面は滑らかに形成され、小さな摩擦係数を有する。補強材４の中間範囲は座屈補剛ボルト５によって梁の長手方向に対して横方向（水平方向）および垂直方向（上下方向）では拘束されるがしかし、ルーズホール６と補強材４の滑らかな面により、梁の長手方向では拘束されない。
【００１３】
補強材４とフランジ３ａの間の摩擦係数を更に小さくするために、フランジ３ａ側の補強材４の面を、その一部だけがフランジ３ａに接触するように形成することができる。これは例えばフランジ３ａ側の補強材４の面に窪みを形成することによって行われる。更に、補強材の面を滑らかに形成する代わりに、アンボンド材をフランジ３ａと補強材４の中間範囲の間に配置してもよい。
【００１４】
例えば地震時に梁３に曲げ応力が生じると、先ず最初に柱寄りの梁３の端部分が降伏してエネルギー吸収を行う。このとき、補強材４の中間範囲は梁の長手方向において梁３によって拘束されていないので、ほとんど変形しない。よって、補強材はそれ以上の梁の変形を防止し、建物の過大な変形を抑止する。
【００１５】
図４，５，６は、本発明によるラーメン架構の制振構造の第２の実施の形態を示している。この実施の形態は、補強材４の端部が溶接されないで、高力ボルト７によって梁３に剛接されている点が前述の第１の実施の形態と異なっている。そのほかは第１の実施の形態と同じである。
【００１６】
図７，８，９は、本発明によるラーメン架構の制振構造の第３の実施の形態を示している。この実施の形態では、補強材４が梁３のフランジ３ａの側面に取付けられ、座屈補剛ボルトの代わりに座屈補剛用ガセットまたは座屈補剛用アングルが設けられている。
【００１７】
図１０，１１，１２は、本発明によるラーメン架構の制振構造の第４の実施の形態を示している。この実施の形態では、補強材４が梁３のフランジ３ａの内面に取付けられ、座屈補剛ボルトの代わりに座屈補剛用ガセットまたは座屈補剛用アングルが設けられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態によるラーメン架構用制振構造の正面図である。
【図２】 図１のラーメン架構用制振構造の右側面図である。
【図３】 図１のラーメン架構用制振構造の平面図である。
【図４】 本発明の第２の実施の形態によるラーメン架構用制振構造の正面図である。
【図５】 図４のラーメン架構用制振構造の右側面図である。
【図６】 図４のラーメン架構用制振構造の平面図である。
【図７】 本発明の第３の実施の形態によるラーメン架構用制振構造の正面図である。
【図８】 図７のラーメン架構用制振構造の右側面図である。
【図９】 図７のラーメン架構用制振構造の平面図である。
【図１０】 本発明の第４の実施の形態によるラーメン架構用制振構造の正面図である。
【図１１】 図１０のラーメン架構用制振構造の右側面図である。
【図１２】 図１０のラーメン架構用制振構造の平面図である。
【符号の説明】
１ 柱
２ シェアプレート
３ 梁
３ａ フランジ
３ｂ ウェブプレート
４ 補強材
４ａ，４ｂ 補強材の端部
５ 座屈補剛ボルト
６ ルーズホール
７ 高力ボルト
８ 座屈補剛用ガセット
９ 座屈補剛用アングル

Claims (4)

1. 鉄骨製柱と梁を備えたラーメン架構のための制振構造において、柱の近くの梁部分に板状の補強材を備え、この補強材の一端が柱に固定連結され、他端が柱から離れたところで梁に固定連結されていることと、補強材の両端の間の中間範囲が梁の長手方向において梁によって拘束されないで、梁の水平方向および上下方向において拘束されていることと、補強材が梁の長手方向における所定以上の梁の変形を防止することを特徴とするラーメン架構のための制振構造。
2. 補強材または梁に多数の長手方向ルーズホールが形成され、このルーズホールに挿入された座屈補剛ボルトによって、補強材が梁に保持されていることを特徴とする、請求項１記載のラーメン架構のための制振構造。
3. 梁がＨ形鋼であり、補強材がこのＨ形鋼のフランジの外側または内側に取付けられている、請求項１または２記載のラーメン架構のための制振構造。
4. 補強材の端部が溶接またはボルトによって梁または柱に固定連結されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載のラーメン架構のための制振構造。

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