JP3663491B2 - 座屈拘束ブレース - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、構造物の主要骨組の層間に組込まれ、大きな層間変形が生じたときに鋼板のブレース芯材が塑性変形することでエネルギーを吸収し、構造物の揺れを減少させる座屈拘束ブレースに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材をブレース芯材として用いる場合、圧縮荷重負担時の座屈を防止する必要から、ブレース芯材は両端部を除き実公平４−１３１２１号に示すように、内在するコンクリート（モルタル）及びコンクリートを外包する鋼材により拘束される構成となっている。
【０００３】
このような、座屈拘束ブレースは、鋼の筒状で体内にブレース芯材を一方端の開口部から挿入し、その両端から座屈拘束ブレースの両端部を出しながら、鋼性の筒状体内にコンクリートを注入せしめて、そして乾燥させて製造していた。
【０００４】
しかしながら、前述した従来の座屈拘束ブレースは、内部に注入されるコンクリートが均一に内在しているものなのかの目視が出来ず、内部のコンクリートの品質の管理が出来ない欠点があった。そのため、出願人はこれらの欠点を排除すべく特許２０００−３６２８５０号に示す例を提案した。
【０００５】
即ち、出願に係る発明の座屈拘束ブレースは、コンクリートを入れた凹みを有する鋼を２つ製造し、それからこの２つのコンクリートを入れた凹みを有する鋼間に、ブレース芯材を挟みこむと共に、両凹みを有する鋼の接合側を覆うように接続プレートを両側に配し、そして、接続プレートと凹みを有する鋼を溶接して製造している。したがって、拘束部材となる凹みを有する鋼内へコンクリートの挿入は、上面が開口しているためにきわめて容易であると共に、コンクリート品質を目視にて確認でき、品質の均一化を可能とすることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接続プレートと凹みを有する鋼との溶接は接続プレートの両側で２箇所の２つの接続プレートを有しているため、合計で４箇所の溶接部分を有していることになっている。即ち、溶接箇所が多く製造コストが高い欠点を有していた。
【０００７】
そこで、この発明は、凹みを有する鋼の接合側との接続を行うが、今までよりも半分の接続加工数となると共に、接続プレートを排除した座屈拘束ブレースを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明に係る座屈拘束ブレースは、コンクリートを入れた２つの凹みを有する鋼と、
この２つのコンクリートを入れた凹みを有する鋼のコンクリートが向き合う側に挾まれ、長手方向両端に連結部を持つブレース芯材と、
前記２つの凹みを有する鋼を接続するための接続手段とより成る座屈拘束ブレースにおいて、
前記２つの凹みを有する鋼は、底面とその端に立設の２つの立設面を持ち、前記一方の鋼の底面寸法の拡大を図り、両凹みを有する鋼を嵌合させるようにしたことにある（請求項１）。
【０００９】
したがって、２つの凹みを有する鋼は、その開口側が向き合うように嵌合して接続され、各立設面同志の接続箇所は２箇所で良い利点を持っている。しかも、直接接続されるから、接続プレートも不要とし、該接続プレートが不要となることから見栄えが良い。
【００１０】
また、この発明に係る座屈拘束ブレースは、コンクリートを入れた２つの凹みを有する鋼と、
この２つのコンクリートを入れた凹みを有する鋼のコンクリートが向き合う側に挾まれ、長手方向両端に連結部を持つブレース芯材と、
前記２つの凹みを有する鋼を接続するための接続手段とより成る座屈拘束ブレースにおいて、
前記２つの凹みを有する鋼は、底面とその端に立設の２つの立設面を持ち、この２つの立設面の立設寸法に差を持たせ、両凹みを有する鋼を接合させるようにしたことにある（請求項２）。
【００１１】
したがって、前述の請求項１と同様な作用効果を得ると共に、凹みを有する鋼は、一対の立設面の立設寸法に差を持たせた一本の鋼を中程から切断して作り出すことができる。
【００１２】
前記ブレース芯材とコンクリート間には、グラウト材が配されたことにある（請求項３）。これによって、ブレース芯材とコンクリート間の不規則な初期不整がある場合にも修正可能で、一様な厚さにできる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１４】
図１乃至図３において、第１の座屈拘束ブレース１が示され、該座屈拘束ブレース１は、鋼板から成るブレース芯材２と、このブレース芯材２を挟む２つのコンクリートを入れた凹みを有する鋼４，５より構成されている。
【００１５】
前記ブレース芯材２は、平板状の鋼板６より成り、その両端に連結部８，８を有しており、その連結部８，８はリブ７にて十字形に形成されている。この連結部８，８には、柱、梁のフレームに連結ボルト孔９が穿設されている。この連結部８，８は、従来の鋼管を用いるに比して、鋼管の径に制限を受けず、自由に設計が可能となる。即ち、リブ７の巾方向寸法や芯材の巾方向寸法が凹みを有する鋼４の巾よりも大きく出来る利点を持たせることができ、連結部８，８の強度の向上が図られる。このようなブレース芯材２には、コンクリートやグラウト材に接着を防ぐ１〜２ｍ位のアンボンド剤１０が塗布されている。
【００１６】
前記凹みを有する鋼４，５は、１つの実施の形態として底面４ａ，５ａとその両端から立ち上る立面４ｂ，４ｂ又は５ｂ，５ｂとより成る細長い断面コ字状で、その両端に一対の当て金１１，１１を有しており、内部には、開口側からコンクリート１２が詰められている。このコンクリート（モルタル）１２は、当然ながら固化前に打ち込まれているが、固化されたブロック状のものを入れても良い。凹みを有する鋼４，５は、開口側を対向させて嵌め合せることから、底面５ａの寸法が底面４ａよりも下記するように若干広くなっている。なお、斜溝１５は前記したブレース芯材２の連結部８のリブ７が挿入される逃げである。また、凹みを有する鋼４，５の開口側のコンクリート１２の面の平坦度を出すために、グラウト材１６が必要により付着される。
【００１７】
次に、この第１の座屈拘束ブレースの製造方法について、図１乃至図３を用いて説明する。
【００１８】
まず、図に示す凹みを有する鋼４，５を製造する。即ち底面４ａ，５ａの両端に立面４ｂ，４ｂ又は５ａ，５ｂを折り曲げて形成すると共に、長手方向両端に、当て金１１，１１を溶着している。当然ながら、凹みを有する鋼５の底面５ａの寸法は、凹みを有する鋼４の底面４ａの寸法に両立面４ｂ，４ｂの厚みを加えた寸法となっていて、両凹みを有する鋼４，５が嵌め合い結合ができるようになっている。
【００１９】
このような構造の凹みを有する鋼４内にコンクリート１２を立面４ｂ，４ｂの高さまで打ち込み固化させる。そして、コンクリート１２の表面が不均一の場合には、グラウト材１６を付着させて均一化する。そして、その際、斜溝１５を形成する。次に、凹みを有する鋼５内にコンクリート１２を立面５ｂ，５ｂの半分より多めに打ち込み固化させる。そしてコンクリート１２の表面が不均一の場合には、同様にクラウト材１６を付着させて均一化する。そして、その際、斜溝１５を形成する。
【００２０】
それから、図３に示すような、ブレース芯材２を用意し、アンボンド剤を塗布する。その後、このブレース芯材２を下方の凹みを有する鋼４上に載置する。そして、その上から反転した凹みを有する鋼５を嵌合して挟みこむ。この際に、上方の凹みを有する鋼４，５に再度付着させた固化前のグラウト材１６をブレース芯材２の周囲にまわり込み一体化させる。そして、図示しないがジグにて固定する。さらに、図１に示すように、凹みを有する鋼４，５の立面４ｂと５ｂ及び４ｂ，５ｂ同志を溶接する。これにより、２箇所の溶接部２０，２０を有する座屈拘束ブレース１が製造される。なお、この実施の形態で用いられるコンクリートにスチールファイバーを混ぜたり、鉄筋を入れて強度を増加させることもできる。
【００２１】
また、図４，図５において、第２の座屈拘束ブレース１が示され、凹みを有する鋼４，５を前記実施例のコ字形の溝形鋼の形態と異なり、径が等しい半円形状にしたもので、接合側端面が突き当てられ、この部分が溶接２０，２０されて、円筒状の座屈拘束ブレース１を製造することができる。そして、当て金１１は前記実施の形態と異なり、一体の半円形とし、切り溝１８が形成される。なお、その他の部分は、前記実施の形態と同一のため、同一の部分は同一番号を付して説明を省略した。 この実施の形態でも、溶接箇所は２箇所で良く、溶接作業を少なくすることができる。
【００２２】
図６乃至図１０において、第３の座屈拘束ブレース１が示され、凹みを有する鋼４，５を前記した第１の実施の形態よりも製造しやすくしている。即ち第１の実施の形態では、凹みを有する鋼４，５の底面４ａ，５ａの寸法を異ならしめ、一方の底面１ａを他方の底面４ａの寸法に両立面４ｂ，４ｂの厚み寸法を加えている。このように底面寸法の異なる凹みを有する鋼４，５をそれぞれ製造しなければならなかった。
【００２３】
第３の座屈拘束ブレース１は、凹みを有する鋼４，５を図１０に示す一本の鋼２２を製造し、それを中央にて切断し、同じ形状の凹みを有する鋼４，５を作り出している。前記一本の鋼２２は、底面２２ａとその両端に立設の立面２２ｂ，２２ｃを有し、立面２２ｂの高さが、立面２２ｃの高さよりも半分程の低い変形のＬ形鋼である。
【００２４】
この一本の鋼２２の切断で得られる凹みを有する鋼４，５は、同一形状のものとなっている。即ち、底面４ａ，５ａと立面４ｂ，５ｂ，４ｃ，５ｃを有し、立面４ｂ，５ｂ寸法が小さく、立面４ｃ，５ｃ寸法が大きい。
【００２５】
したがって、凹みを有する鋼４の上に凹みを有する鋼５を反転して図７に示すように配することで、第３の座屈拘束ブレース１を製造することができる。座屈拘束ブレース１の製造方法は、第１の座屈拘束ブレース１の製造方法と同じで、凹みを有する鋼４，５内にコンクリート１２を低い方の立面４ｂ，５ｂの高さまで打ち込み固化させる。そして、コンクリート１２の表面が不均一の場合には、グラウト材１６を付着させて均一化する。その際に、斜溝１５を形成する。
【００２６】
それから、図７に示すようなブレース芯材２を用意し、アンボンド剤を塗布する。その後、このブレース芯材２を下方の凹みを有する鋼４上に載置する。そして、その上から反転した凹みを有する鋼５を載設する。即ち、長い立面４ｃが短い立面５ｂの外側に、長い立面５ｃが短い立面４ｂの外側から添着され、長い立面４ｃと短い立面５ｂがまた長い立面５ｃと短い端面４ｂがそれぞれ、溶接される。これにより、２箇所の溶接部２０，２０を有する座屈拘束ブレース１が製造される。なお、第１の実施の形態と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略している。
【００２７】
また、凹みを有する鋼４と凹みを有する鋼５との接続を、溶接でなく、図９に示すように、ドリルねじにより行われるようにしても良い。即ち、金属部材による機械的結合となっている。
【００２８】
図１１において、第４の座屈拘束ブレース１が示され、前記第３の座屈拘束ブレース１に用いられたクラウト材１６を使用しない例も考えられる。その場合ブレース芯材２の巾方向の両側面で凹みを有する鋼４，５までの間に空間が生じるが、この空間には位置移動防止材２５を入れて、ブレース芯材２が左右方向（巾方向）へ動くことを規制することが必要である。この位置移動防止材２５は、断面矩形の角鋼やモルタル板がさらには丸鋼が用いられる。なお、第１の実施の形態と同一の部分は同一の番号を付して説明を省略している。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、この発明が座屈拘束ブレースを２つの凹みを有する鋼の開口側が対向するように嵌合接続して構成されているから、各立設面同志の接続箇所は２箇所で良くなり、接続作業がへらされ、製造コストが低減できる。当然ながら、接続プレートを不要とする。また、凹みを有する鋼内のコンクリートの状態を製造前に目視でき、コンクリートの品質の管理が可能となり、均一の商品を提供できる。
【００３０】
さらに、ブレース芯材を２つの凹みを有する鋼で挟んで製造するため、ブレース芯材の位置が正確に配置できる。さらにまた凹みを有する鋼内にコンクリートを入れる（詰める）作業は、一面が開口しているのでやりやすいし、また、乾式工法を用いることも可能とし、コンクリート系工場内での作業と鉄筋製作工場とに分けて作業が出来る利点を有している。
【００３１】
グラウト材を用いることで、コンクリート表面の初期不整がある場合も修正が可能となるし、このグラウト材によるブレース芯材の位置の調整をも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に係る第１の座屈拘束ブレースの斜視図である。
【図２】 同上の拡大横断面図である。
【図３】 同上の分解斜視図である。
【図４】 この発明の第２の座屈拘束ブレースの実施の形態を示す斜視図である。
【図５】 同上の拡大横断面図である。
【図６】 この発明の第３の座屈拘束ブレースの実施の形態を示す斜視図である。
【図７】 同上の分解斜視図である。
【図８】 同上の拡大横断面図である。
【図９】 同上の拡大横断面図であるが、凹みを有する鋼をドリルねじにて結合した例を示したものである。
【図１０】 凹みを有する鋼を中程から切断して製造するための一本の鋼を示した斜視図である。
【図１１】 この発明の第４の座屈拘束ブレースの実施の形態を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 座屈拘束ブレース
２ ブレース芯材
４ 凹みを有する鋼（溝形鋼、半円形鋼、変形のＬ形鋼）
８ 連結部
１１ 当て金
１２ コンクリート
１６ グラウト材
２５ 位置移動防止材

Claims (3)

1. コンクリートを入れた２つの凹みを有する鋼と、
   この２つのコンクリートを入れた凹みを有する鋼のコンクリートが向き合う側に挾まれ、長手方向両端に連結部を持つブレース芯材と、
   前記２つの凹みを有する鋼を接続するための接続手段とより成る座屈拘束ブレースにおいて、
   前記２つの凹みを有する鋼は、底面とその端に立設の２つの立設面を持ち、前記一方の鋼の底面寸法の拡大を図り、両凹みを有する鋼を嵌合させるようにしたことを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. コンクリートを入れた２つの凹みを有する鋼と、
   この２つのコンクリートを入れた凹みを有する鋼のコンクリートが向き合う側に挾まれ、長手方向両端に連結部を持つブレース芯材と、
   前記２つの凹みを有する鋼を接続するための接続手段とより成る座屈拘束ブレースにおいて、
   前記２つの凹みを有する鋼は、底面とその端に立設の２つの立設面を持ち、この２つの立設面の立設寸法に差を持たせ、両凹みを有する鋼を接合させるようにしたことを特徴とする座屈拘束ブレース。
3. ブレース芯材とコンクリート間には、グラウト材が配されたことを特徴とする請求項１又は２記載の座屈拘束ブレース。

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