JP4591891B2

JP4591891B2 - 引張部材用固定具及び固定具付き引張部材

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Publication number: JP4591891B2
Application number: JP2006190693A
Authority: JP
Inventors: 徹岩川
Original assignee: 株式会社日本衛生センター
Priority date: 2006-07-11
Filing date: 2006-07-11
Publication date: 2010-12-01
Anticipated expiration: 2026-07-11
Also published as: JP2008019579A

Description

本発明は、引張部材用固定具、及び固定具付き引張部材に係り、特に、引張部材端部のソケットと支圧板との間に衝撃吸収板を設けた引張部材用固定具、及び固定具を装備した引張部材に関する。

建造物の構造体における構成部材として、或いは構造体相互の接続部材として引張材が用いられる。ここで、建造物とは、建築物、土木構造物、工作物、送電鉄塔等の構造体により骨組みが構成される対象を総称する。また、構造体とは、柱材、梁材、ブレース材、基礎コンクリート等の建造物の骨組みを構成する部材をいう。また、引張材とは、ケーブル材、鋼棒、フラットバー、丸形鋼管、角形鋼管、アングル材やチャンネル材等の形鋼等からなり、部材長さに対してその断面の幅が極めて小さい部材をいう。これらの引張材は、圧縮力や曲げモーメントは負担せず、引張力のみ負担する点が特徴である。

引張材は、部材長さに対してその断面の幅の比が極めて小さいという特性から、その中間部において曲がることが可能である。すなわち、引張材は、構造体の接続される２点間が直線的に結べない場合であっても、引張材を曲線状になじませて取り付けられる特性、すなわち可撓性を有する。例えば、ケーブル材の場合は、鋼線をより合わせて構成された部材であり、このより合わせにより、容易に曲がることを可能とした部材である。この、ケーブル材には、構造用ストランドロープ、構造用スパイラルロープ等が含まれる。一般にワイヤーロープと称されるものもケーブル材に含まれる。また、鋼棒は、中実の丸鋼をいい、ＰＣ鋼棒も含まれる。一般にロッドと称されるものも鋼棒に含まれる。

引張材は、その両端部に接続用のソケットが取り付けられる。引張材は、曲げモーメントを負担しないことから、断面内の曲げ剛性は問題とならず、コンパクトな断面とするのが一般的である。したがって、引張材を構造体に接続するには、その端部に接続用の部品が必要となる。例えば、ケーブル材では、ソケットの形状として、オープンソケット、クローズドソケット、前面支圧型式、ナット方式等が知られている。さらに、簡易なソケットとして、ネジエンド或いはアイ圧縮止めが知られている。本明細書では、ケーブル材だけではなく、総ての引張材について、その部材端部に取り付く接続用の部品を「ソケット」と総称する。

引張材を構造体における構成部材として用いる例として、構造体の剛性を高める構成部材として用いる場合がある。例えば、斜張橋、ブレース材である。また、空間を覆う構成部材として用いる場合がある。例えば、引張材と圧縮材とを組み合わせた梁材で屋根を架構するテンション構造、リング状の境界支持構造体に張られるケーブルネット構造である。このうち、構造体の剛性を高める構成部材として用いる場合には、引張材が地震動による衝撃を受けて抵抗する。一方、空間を覆う構成部材として用いる場合には、風圧力による振動が発生し、地震動による衝撃に対しては、構成部材全体で吸収する。

一方、引張材を構造体相互の接続部材として用いる例として、建造物の耐震補強用に柱材と基礎コンクリートを接合する場合や、既存の橋梁の桁同士を接続して地震動による脱落を防止する場合がある。引張材は、このような既存の建造物の耐震補強方法として、直線的に接続できない場合にも接続可能である点が評価され採用されている。例えば、耐震補強により柱材を基礎コンクリートに接合する場合には、柱材の外面と基礎の外面とは段差があるのが一般的であり、引張材の可撓性が有効となる。

引張材には、一般的に初期張力を導入する。上述したように、引張材は、その中間部において曲がることが可能な可撓性を有する。したがって、接続される双方の構造体に取り付けただけでは、自重による撓みや接続するボルトのクリアランス等により弛みが発生する。この状態では、引張材に発生する地震動による衝撃に対して弛みが消滅するまで引張材として機能しないという問題が生じる。また、ケーブル材は、多数の素線をより合わせて構成されることから初期伸びが生じる。この初期伸びは、プレストレッチングをすることで除去される。そこで、一般的には、施工時において、引張材の取り付け後に初期張力を導入する。一般的な引張材への初期張力の導入方法には、ターンバックル等の長さ調節機構により初期張力を導入する方法と、油圧ジャッキにより張力を管理する方法とがある。また、引張材は、張力導入後に、時間の経過とともにクリープ歪やリラクゼーション（応力弛緩）により張力の一部が抜ける場合がある。

引張材は、通常、溶接が不要であることや経済性等の理由から引張強度の高い素材が用いられる。例えば、ケーブル材では、引張強さで１４７０Ｎ級から１７７０Ｎ級に至るまでの鋼種が使用される。これらの素材は、通常の構造体に用いられる鋼材（４００Ｎ級、４９０Ｎ級）と比べて著しく高い。また、棒鋼の一種であるＰＣ鋼棒では、引張強さで１７２０Ｎ級から１８６０Ｎ級に至るまでの鋼種が使用される。

ここで、粘弾性材とは、流体のような粘性とスプリングのような弾性を合わせもった力学的挙動をする高分子材料をいう。この粘弾性材に応力が加わった場合、その荷重履歴に伴う非線形な挙動により地震等の衝撃エネルギを吸収する。また、低降伏点鋼とは、降伏荷重が小さく変形能力に優れた超塑性合金からなる鋼材をいう。この低降伏点鋼に応力が加わった場合、その荷重履歴に伴う非線形な挙動により地震等の衝撃エネルギを吸収する。これらの粘弾性材及び低降伏点鋼は、建造物に免震ダンパーや制振ダンパーとして採用されている。

一方、特許文献１には、木造建築物における柱と土台の固定方法が開示されている。

特開２００１−２７９８３０号公報

引張材に地震動による衝撃が加わった場合、この衝撃により引張材に過大な応力が発生し、引張材の破断や接合部の破壊が発生する恐れがある。また、上述のように、引張材は高強度鋼を使用することから、脆性破壊や疲労破壊の恐れもある。すなわち、引張材を構造体の剛性を高める構成部材として用いる場合には、構造体の剛性の高い部位である引張材に地震による衝撃が過度に集中し易い。また、構造体相互の接続部材として用いる場合には、既存の構造体に付加される構造であり、応力の伝達や分担が不明確である。したがって、想定される以上の地震による衝撃が発生する可能性がある。

また、従来の引張材は、主として空間を覆う構成部材として用いられる。この場合には、構成部材の剛性は極めて低く、変形により地震動によるエネルギを吸収する。しかし、構造体の剛性を高める構成部材として用いる場合や構造体相互の接続部材として用いる場合には、引張材の剛性が高いにもかかわらず、地震動によるエネルギを吸収する機構を備えたものは少ない。

また、引張材の初期張力の導入の際、導入された張力を簡易に確認する方法はない。また、導入された張力がクリープ歪やリラクゼーション（応力弛緩）により一部が抜けた場合にも簡単に確認する方法はない。

本願の目的は、かかる課題を解決し、地震動により引張材に加わる衝撃を緩和し、衝撃エネルギを吸収し、簡易な張力導入の確認が可能な引張部材用固定具を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明に係る引張部材用固定具は、引張材とその両端のソケットからなる引張部材を、ソケットを掴むことで建造物の構造体に固定させる引張部材用固定具であって、構造体に固定されて取り付く固定板と、固定板に設けられ、衝撃吸収板の外周と接し、引張材が通過する開口を有する支圧板と、ソケットと、支圧板との間に設けられ、引張材に生じる応力により曲げ変形可能な衝撃吸収板と、を備え、衝撃吸収板と支圧板との間に、衝撃吸収板の曲げ変形が可能な空隙があることを特徴とする。

また、引張部材用固定具は、衝撃吸収板は、低降伏点鋼からなり、交換可能なことが好ましく、衝撃吸収板と、支圧板との間の空隙には粘弾性材が設けられ、引張材と支圧板との間の空隙には粘弾性材が設けられていることが好ましい。

また、引張部材用固定具は、衝撃吸収板は、ソケット側に起立していることが好ましく、衝撃吸収板は、引張材への初期張力導入により略平板となるように起立していることが好ましい。

また、引張部材用固定具は、支圧板は、その衝撃吸収板と対向する面が筒状の凹面であることが好ましく、支圧板は、その衝撃吸収板と対向する面が球状の凹面であることが好ましい。

さらに、本発明に係る引張部材は、上記引張部材用固定具が装着されている。

上記構成により、引張部材用固定具は、引張部材のソケットと支圧板との間に衝撃吸収板が設けられる。この衝撃吸収板は、地震時の衝撃に対し曲げ変形することで、この衝撃を吸収し、緩衝材としての役割を果たす。これにより、構造体の剛性の高い部位である引張材に地震による衝撃が過度に集中することを避けることが可能となる。また、設計上想定されていない過大な衝撃に対し、衝撃吸収板の変形により構造体全体の応力の再分配を促す。その結果、衝撃を構造体全体で吸収し、局所的な応力集中を緩和することが可能となる。

また、引張部材用固定具は、衝撃吸収板自体を低降伏点鋼とすることで、地震時の荷重履歴に伴う非線形な挙動により、地震動の衝撃エネルギの吸収を可能とする。さらに、支圧板と衝撃吸収板との空隙に粘弾性材を設けること及び引張材と支圧板との空隙に粘弾性材を設けることで、荷重履歴に伴う非線形な挙動により、地震動の衝撃エネルギの吸収を可能とする。これら低降伏点鋼および粘弾性材に地震動の衝撃エネルギを集中させることで、建造物の構造体の揺れや振動を減少させ、構造体の損傷を低減させることが可能となる。

また、引張部材用固定具は、衝撃吸収板が、引張材への初期張力導入により略平板となるように起立している。つまり、あらかじめ初期張力の導入による衝撃吸収板の曲げ変形量を算出し、それと略同一の値になるように衝撃吸収板をソケット側に起立させる。これにより、衝撃吸収板が略平板となっているか否かを目視することで容易に張力確認が可能となる。導入された初期張力がクリープ歪やリラクゼーション（応力弛緩）により抜けた場合にも、同様に張力確認が可能となる。

以上のように、本発明に係る引張部材用固定具によれば、地震動により引張材に加わる衝撃を緩和し、衝撃エネルギを吸収し、簡易な張力導入の確認が可能となる。

以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。

図１に本発明に係る引張部材用固定具の一つの実施の形態の概略の構成を示す。図１（ａ）は引張部材用固定具１の正面図であり、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ方向から見た側面図であり、図１（ｃ）は、Ｂ−Ｂ方向から見た底面図である。本実施の形態では、引張材としてケーブル材２を用いる。引張部材用固定具１は、固定板４、支圧板５、衝撃吸収板６から構成され、端部にソケット３が取り付いたケーブル材２を、ボルト７により構造体９に固定する。また、支圧板５と衝撃吸収板６との間の空隙には、板状粘弾性材８ａが装着され、ケーブル材２と支圧板５との空隙には、筒状粘弾性材８ｂが装着される。なお、この引張部材用固定具１と、ソケット３が取り付いたケーブル材２とを一体として引張部材１０と称す。

固定板４は、本実施の形態では矩形の板材である。また、固定板４には支圧板５が取り付けられ、ボルト７により構造体９に固定される。固定板４は、支圧板５とボルト７とが装着可能な形状であれば、矩形以外の形状、例えば円形や多角形であっても良い。構造体９の種別としては、木材、鉄骨、基礎コンクリート等があるが、本実施形態では、その種別の如何は問わない。このボルト７は、構造体９が木材である場合には、例えば、ラグスクリューボルトであり、構造体９が鉄骨である場合には、例えば、高力ボルトであり、構造体９が基礎コンクリートである場合には、アンカーボルトである。

支圧板５は、本実施の形態では、溶接用厚板鋼板を機械加工し、固定板４に溶接接合したものである。この支圧板５は、固定板４と一体として、例えば、鋳造や機械加工により製作しても良い。この支圧板５には、ケーブル材２が通過するケーブル開口部１５が設けられる。また、支圧板５は、ケーブル材２のソケット３に対して衝撃吸収板６を介して前面（ケーブル材２側）から支圧する。すなわち、ケーブル材２の定着方式としては、前面支圧方式である。また、支圧板５の衝撃吸収板６に対向する面は、衝撃吸収板６の曲げ変形を可能とするために、筒状の凹面となっている。また、支圧板５は、衝撃吸収板６の外周と接する支圧面１６を、筒状の凹面の左右２箇所に有する。

図２に支圧板５の他の実施の形態の概略の構成を示す。図２（ａ）は、支圧板５をプレートの溶接により組み立てた場合の正面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ断面図である。支圧板５は、天板５ａ、側板５ｂ、補強板５ｃ、底板５ｄ（図２（ｂ）参照）、曲面板５ｅから構成され、それぞれ溶接されて組み立てられる。また、筒状粘弾性材８ｂを装着するための筒状板５ｆを取り付けても良い。補強板５ｃは、衝撃吸収板６の支持点Ｐを固定端とするため、側板５ｂの拘束材として取り付けられる。支圧板５は、ケーブル材２を通過させるため、側板５ｂにケーブル開口部１５ａを、曲面板５ｅにケーブル開口部１５ｂを有する。曲面板５ｅは、衝撃吸収板６の変形が可能となる空隙を設けるためアーチ状となっている。曲面板５ｅの両端には、側板５ｂの一部が支圧面１６となり、衝撃吸収板６の外周と接する。

衝撃吸収板６は、本実施の形態では、通常の構造体に用いられる鋼材（４００Ｎ級、４９０Ｎ級）からなる平板である。図３に衝撃吸収板６の概略の構成を示す。図３は、図２（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ａ）に本実施の形態での衝撃吸収板６を示す。図中斜線で示したのが、衝撃吸収板６の範囲である。図３（ａ）の実施例では、衝撃吸収板６は、ケーブル開口部１５の縁Ｒが切断された矩形の板である。破線３は、ソケット３が衝撃吸収板６に接触する範囲を示す。図中Ｐで示す線が、補強板５ｃにより側板５ｂの変形を拘束する支持線である。図中Ｑで示す線が、天板５ａ及び底板５ｄにより側板５ｂの変形を拘束する支持線である。したがって、衝撃吸収板６は、図中の線Ｐ及び線Ｑを固定端とし、ケーブル開口部１５の縁Ｒを自由端とする平板となる。

また、図３（ｂ）に衝撃吸収板６の他の実施例を示す。図中斜線で示したのが、衝撃吸収板６の範囲である。この実施例では、衝撃吸収板６は、ケーブル開口部１５の縁Ｒをそれぞれ有するブロックに分離された２つ矩形の板からなる。破線３は、ソケット３が衝撃吸収板６に接触する範囲を示す。図中Ｐで示す線が、補強板５ｃにより側板５ｂの変形を拘束する支持線である。図中Ｑで示す線が、天板５ａ及び底板５ｄにより側板５ｂの変形を拘束する支持線である。したがって、衝撃吸収板６は、図中の線Ｐ及び線Ｑを固定端とし、ケーブル開口部１５の縁Ｒを自由端とする２つの平板となる。

ケーブル材２が地震動により引張力を受けると、ソケット３が衝撃吸収板６を押す。このとき、衝撃吸収板６は、破線３に囲まれたソケット３の端部から圧縮力を受けて変形する。この衝撃吸収板６の変形の形状は、図３（ａ）及び（ｂ）それぞれにつき、上記の境界条件の下での平板曲げによる変形曲線となる。

衝撃吸収板６の他の実施の形態は、低降伏点鋼からなる平板を用いた場合である。低降伏点鋼は、極軟鋼とも称され、添加元素を極力低減した純鉄に近いものであり、圧延後に軟化焼鈍等の熱処理により降伏点を下げた鋼種である。低降伏点鋼には、降伏点が２３５Ｎ級の低降伏点鋼と１００Ｎ級の極低降伏点鋼とがあるが、いずれであっても良い。この低降伏点鋼を用いた衝撃吸収板６は、地震時にケーブル材２に発生する引張力により曲げ変形するが、変形により他の部材より早期に降伏し、繰り返し荷重履歴により地震の入力エネルギを吸収する。すなわち、地震時の揺れや変形を低減させるダンパーとして機能する。特に、引張材を構造体相互の接続部材とし、建造物の耐震補強用に柱材１１と基礎コンクリート１２を接合する場合には、この衝撃吸収板６に集中的に地震の入力エネルギを集中させることで、建造物の構造体の地震による損傷を低減することが可能となる。

但し、衝撃吸収板６は、地震動により塑性化した場合には交換する必要がある。本実施の形態では、後述するラムチェアー等の冶具を用いてケーブル材２の張力を解除し、この衝撃吸収板６を交換する。すなわち、衝撃吸収板６は、支圧板５に固定せず、初期張力の導入による摩擦力によりその位置を固定する。この衝撃吸収板６の位置を機械的に固定するために、支圧板５又は衝撃吸収板６の一方の表面に「臍」を設け、他方に「臍孔」を設け差し込んでも良い。あるいは、支圧板５又は衝撃吸収板６の双方の対向する表面に「臍孔」を設け、そこに棒材を挿入しても良い。これらの手段により、支圧板５と衝撃吸収板６とのずれを防止することが可能となる。

ケーブル材２は、本実施の形態では、構造用ストランドロープを用いる。ストランドロープは、７本から４１本の素線をより合わせたストランドを、更により合わせてロープ状にしたものをいう。一般的には、心の周囲に６本の側ストランドをより合わせる。構造用ストランドロープは、より線を更によることから、柔軟性に富み可撓性が大きいことを特徴とする。素線は、高炭素鋼線からなり、引張強さは、主として１４７０Ｎ級、１６７０Ｎ級、１７７０Ｎ級等が用いられる。この素線は、冷間加工後に亜鉛めっきが施される。このケーブル材２は、構造用スパイラルロープ、或いは他の形式のケーブル材料であっても良い。さらに、ＰＣ鋼棒を含む鋼棒、フラットバー、丸形鋼管、角形鋼管、アングル材やチャンネル材等の形鋼等であっても良い。このケーブル材２の両端にはソケット３が取り付く。

ソケット３は、ケーブル材２の端部を定着する円柱形の定着部品である。このソケット３の断面形状は、円柱形に限らず、例えば、多角柱、円錐形であっても良い。ケーブル材２のソケット３は、一般的に、ソケット３の円錐内部にワイヤーロープの素線を茶せん状（箒状）にばらし、亜鉛−銅合金を鋳込む方式と、ケーブル材２にソケット３を装着し、プレス、ロータリースウェージ等でソケット３を圧着する方式とがある。前者は、素線と亜鉛−銅合金とは付着により、亜鉛−銅合金とソケット３の円錐内部とは面圧と摩擦力により定着力を得る機構である。一方、後者は、圧着時に生じるソケット３の内面とケーブル材２の表面との食い込みにより定着力を得る機構である。本実施の形態では、構造用ストランドロープに後者の方式によりソケット３を定着するが、前者の方式であっても良い。

ソケット３は、引張材が鋼棒の場合には、内面がネジ加工された円筒状のナットである。この場合、鋼棒の端部に切られたネジにより鋼棒と係合する。したがって、本実施の形態にそのまま適用可能である。また、引張材が、フラットバー、丸形鋼管、角形鋼管、アングル材やチャンネル材等の形鋼等であっても、それらの端部に溶接接合、ねじ止め、或いは、ソケット３を貫通させてエンドプレートにより止める等の方法により、本実施の形態にそのまま適用可能である。

図４に、衝撃吸収板６の他の実施の形態の概略の正面図を示す。衝撃吸収板６は、ケーブル材２への初期張力の導入により略平板となるようにソケット３側に起立している。すなわち、ケーブル材２には、初期張力Ｆ_０が導入され、衝撃吸収板６はこの初期張力Ｆ_０により変形する。その変形曲線は、簡単な力学モデルによる計算又は実験等により、あらかじめ予測が可能である。衝撃吸収板６にこの変形曲線とは逆向きのむくりＤを与えておくことで、変形後には略平板となる。このむくりＤの形状は、本実施の形態では、筒状であるが、起立する形状であれば、例えば、球面上、円弧状、楕円状、折れ線状であっても良い。また、必ずしも衝撃吸収板６の変形曲線と同様な逆変形のむくりＤでなくても良い。すなわち、図４のむくり量ｄを、初期張力Ｆ_０による衝撃吸収板６の最大変形量と略同一に設定すれば良い。さらに、本実施の形態では、このむくりＤは図４に示すように衝撃吸収板６の一部に設けている。このむくりＤは、衝撃吸収板６の支圧面１６と接する部分以外の設けても良い。このむくりＤを設けることで、初期張力Ｆ_０の導入の際に、衝撃吸収板６が略平板となっているか否かを目視することで容易に張力確認が可能となる。同様に、導入された初期張力Ｆ_０がクリープ歪やリラクゼーション（応力弛緩）により抜けた場合にも張力確認が可能となる。

図５に、支圧板５の他の実施の形態の概略の構成を図示する。図５（ａ）は、図１（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ断面図である。本実施の形態は、支圧板５の衝撃吸収板６と対向する面が球状の凹面の場合である。すなわち、支圧板５と衝撃吸収板６との間の空隙１８が球体の一部を切断した形状の場合である。図５（ｂ）に示すように、この実施の形態では、支圧板５は衝撃吸収板６の全外周と接する。また、図中Ｐで示す線が、支圧板５により衝撃吸収板６の変形を拘束する固定端となる。したがって、衝撃吸収板６は、Ｐで示す線を固定端とし、ケーブル開口部１５の縁Ｒを自由端とする矩形の平板となる。この支圧板５の実施の形態では、板状粘弾性材８ａは、支圧板５と衝撃吸収板６との間の空隙１８に閉鎖され外部に露出しない。

図６に、粘弾性材８の概略の構成の説明図を示す。図６は、斜視図であり、支圧板５を破線とし、粘弾性材８に関連した部分を、分かりやすく実線で示した図である。粘弾性材８には、板状粘弾性材８ａ及び筒状粘弾性材８ｂがある。上述した引張部材用固定具１の各実施の形態では、支圧板５と衝撃吸収板６との間の空隙１８に板状粘弾性材８ａが挿入され、ケーブル材２と支圧板５との間の空隙１９に筒状粘弾性材８ｂが挿入される。これらの粘弾性材８は、どちらか一方に取り付けられていても良く、両方に取り付けられていても良い。

板状粘弾性材８ａは、衝撃吸収板６が引張力Ｆにより強制変形することで、圧縮応力Ｃを受ける。上述したように、この板状粘弾性材８ａに応力が加わった場合、その荷重履歴に伴う非線形な挙動により地震等の衝撃エネルギを吸収する。すなわち、ケーブル材２に張力が加わった場合、支圧板５はほとんど変形しないのに対して、衝撃吸収板６は曲げ変形し、その空隙１８の体積は減少する。この体積の減少により、板状粘弾性材８ａは、圧縮応力Ｃを受け塑性変形する。さらに、地震動による繰り返し荷重が作用することで、板状粘弾性材８ａは、地震によりケーブル材２に発生する衝撃エネルギを吸収し、構造体の揺れや変形を減少させ、構造体の損傷を低減させる。支圧板５と衝撃吸収板６との間の空隙１８は、衝撃吸収板６の変形が可能なスペースがあれば良い。また、板状粘弾性材８ａは、長さに対して厚さの薄い板状であり、圧縮応力Ｃにより端部にはみ出す量は少ない。したがって、圧縮変形により地震動のエネルギを吸収することが可能となる。

筒状粘弾性材８ｂは、ケーブル材２と支圧板５との相対的なずれによりせん断応力Ｓを受ける。すなわち、ケーブル材２は支圧板５に対して、衝撃吸収板６の変形によるずれと、引張力Ｆによるケーブル材２自体の伸びによるずれとが発生する。支圧板５は固定されているため、筒状粘弾性材８ｂにはせん断力Ｓが発生する。上述したように、この筒状粘弾性材８ｂに応力が加わった場合、その荷重履歴に伴う非線形な挙動により地震等の衝撃エネルギを吸収する。地震動による繰り返し荷重が作用することで、筒状粘弾性材８ｂは、地震によりケーブル材２に発生する衝撃エネルギを吸収し、構造体の揺れや変形を減少させ、構造体の損傷を低減させる。ケーブル材２と支圧板５との間の空隙１９とは、ケーブル材２を支圧板５のケーブル開口部１５に通過されるためのクリアランスである。このクリアランスは、ケーブル材２が地震時や強風時に、ソケット３と衝撃吸収板６との接点を支点としたケーブル材２の回転移動を吸収する。したがって、ケーブル材２に発生する回転によるずれせん断応力Ｓが発生する場合もある。

図７に、本発明に係る引張部材用固定具付き引張部材２０の一つの実施の形態の概略の構成を示す。図７（ａ）は、正面図であり、図７（ｂ）は、Ａ−Ａ方向から見た側面図である。本実施形態では、引張部材用固定具付き引張部材２０は、木造の柱材１１と基礎コンクリート１２とを接続する引張部材用固定具付きケーブル材２である。

木造の柱材１１と基礎コンクリート１２は、図７（ｂ）に示すように、一般的には、段差がある。この柱材１１と基礎コンクリート１２を接続する補強材として、ケーブル材２の可撓性を利用した引張部材用固定具付き引張部材２０を用いる。本実施の形態では、基礎コンクリート１２への固定手段として引張部材用固定具１を用いる。引張部材用固定具１は、柱材１１への固定手段に用いても良く、柱材１１及び基礎コンクリート１２の双方への固定手段として用いても良い。

引張部材用固定具付き引張部材２０は、木造の建造物の耐震補強として、柱材１１と基礎コンクリート１２とを接続し、地震時における柱材１１の引抜を防止するものである。柱材１１側は、ケーブル材２の端部のソケット３を、直接固定板１４に取り付け、固定板１４は柱材１１にボルト１７により固定される。ソケット３の素材は、溶接用鋼材（低炭素鋼）で固定板１４に溶接接合される。ソケット３の素材が、亜鉛−銅合金等で溶接が難しい場合には、引張部材用固定具１であっても良い。ケーブル材２は、柱材１１と基礎コンクリート１２との段差を吸収して基礎コンクリート１２側の引張部材用固定具１により基礎コンクリート１２に固定される。

本実施の形態での引張部材用固定具付き引張部材２０の取り付け方法について説明する。まず、ソケット１３及びソケット３を取り付けたケーブル材２を用意する。ケーブル材２は、構造用ストランドロープをあらかじめ所定の長さに切断し、両端にソケット３，１３を取り付けたものである。次に、ソケット１３側に固定板１４を取り付け、ソケット３側に引張部材用固定具１を取り付け、引張部材用固定具付き引張部材２０とする。次に、ソケット１３が取り付いた固定板１４を、ボルト１７により所定の位置の柱材１１に固定する。次に、ソケット３が取り付いた固定板４を、初期張力の導入を考慮した所定の位置にボルト７により固定する。その際に、衝撃吸収板６は、張力導入の際に所定の位置に差し込むため、外しておく。さらに、ラムチェアー等の冶具を用いて、ケーブル材２に初期張力を導入する。ケーブル材２が細径の場合には、ボルト７を固定する段階で固定板４を下方に引張り、ケーブル材２に初期張力をかけて柱材１１に固定しても良い。

図８に、本実施の形態での固定具付き引張部材への初期張力の導入方法の一例を図示する。張力導入用の冶具として、ラムチェアー２１、ネジが切られたテンションバー２２及びテンションバー２２と係合するナット２３が用いられる。ラムチェアー２１は、支圧板５の一部に取り付けられる反力台である。ソケット３の端部にテンションバー取付口２５が設けられ、テンションバー２２の一端がソケット３に取り付けられる。テンションバー２２の他端はラムチェアー２１を貫通してナット２３と係合する。初期張力は、ラムチェアー２１から反力をとりながらナット２３を回転し、ソケット３をテンションバー２２により引き込むことで導入する。導入される初期張力は、ナット２３の回転数により管理することが可能である。また、初期張力の管理は、上述した、衝撃吸収板６のむくみ量ｄを目視する方法であっても良い。すなわち、ナット２３の回転により初期張力が導入され、衝撃吸収板６が略平板となることで所定の初期張力が導入されたことを確認する方法である。ナット２３の回転により、支圧板５とソケット３との間に間隙が生じ、その間隙に衝撃吸収板６を挿入する。この間隙が、衝撃吸収板６の板厚以上である場合には、シムプレート２４を支圧板５と衝撃吸収板６との間に差し込み間隔を調整する。

引張部材用固定具付き引張部材２０の初期張力の導入方法は、本実施の形態では、ナット２３を回転させてソケット３を引き込む方法であるが、他の方法であっても良い。例えば、センタホールジャッキを用いて油圧により張力を管理する方法等である。また、簡易な引張部材用固定具付き引張部材２０の場合には、人力により初期張力を導入しても良い。

本発明に係る引張部材用固定具の一つの実施の形態の概略の構成を示す正面図、側面図及び底面図である。支圧板の他の実施の形態の概略の構成を示す正面図及び断面図である。衝撃吸収板の実施の形態の概略の構成を示す断面図である。衝撃吸収板の他の実施の形態の概略の構成を示す正面図である。支圧板の他の実施の形態の概略の構成を示す断面図である。粘弾性材の概略の構成を説明した斜視図である。本発明に係る引張部材用固定具付き引張部材の一つの実施の形態の概略の構成を示す正面図及び側面図である。固定具付き引張部材の初期張力の導入方法の一例の概略の構成を示す正面図である。

符号の説明

１引張部材用固定具、２ケーブル材、３，１３ソケット、４，１４固定板、５支圧板、５ａ天板、５ｂ側板、５ｃ補強板、５ｄ底板、５ｅ曲面板、５ｆ筒状板、６衝撃吸収板、７，１７ボルト、８粘弾性材、８ａ板状粘弾性材、８ｂ筒状粘弾性材、９構造体、１０引張部材、１１柱材、１２基礎コンクリート、１５支圧板のケーブル開口部、１５ａ側板のケーブル開口部、１５ｂ曲面板のケーブル開口部、１６支圧面、１８支圧板と衝撃吸収板との間の空隙、１９ケーブル材と支圧板との間の空隙、２０引張部材用固定具付き引張部材、２１ラムチェアー、２２テンションバー、２３ナット、２４シムプレート、２５テンションバー取付口、Ｆ引張力、Ｆ_０初期張力、Ｃ圧縮応力、Ｐ，Ｑ支持線、Ｒ縁、Ｄむくり、ｄむくり量、Ｓせん断応力。

Claims

引張材とその両端のソケットからなる引張部材を、ソケットを掴むことで建造物の構造体に固定させる引張部材用固定具であって、
構造体に固定されて取り付く固定板と、
固定板に設けられ、衝撃吸収板の外周と接し、引張材が通過する開口を有する支圧板と、
ソケットと、支圧板との間に設けられ、引張材に生じる応力により曲げ変形可能な衝撃吸収板と、を備え、
衝撃吸収板と支圧板との間に、衝撃吸収板の曲げ変形が可能な空隙があることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１に記載の引張部材用固定具において、衝撃吸収板は、低降伏点鋼からなり、交換可能なことを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１又は２に記載の引張部材用固定具において、衝撃吸収板と、支圧板との間の空隙には、粘弾性材が設けられていることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１又は３に記載の引張部材用固定具において、引張材と、支圧板との間の空隙には、粘弾性材が設けられていることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１乃至４のいずれか１に記載の引張部材用固定具において、衝撃吸収板は、ソケット側に起立していることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項５に記載の引張部材用固定具において、衝撃吸収板は、引張材への初期張力導入により略平板となるように起立していることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１乃至６のいずれか１に記載の引張部材用固定具において、支圧板は、その衝撃吸収板と対向する面が筒状の凹面であることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１乃至６のいずれか１に記載の引張部材用固定具において、支圧板は、その衝撃吸収板と対向する面が球状の凹面であることを特徴とする引張部材用固定具。
請求項１乃至８のいずれか１に記載の引張部材用固定具が装着された引張部材。