JP4624954B2

JP4624954B2 - 耐震ブレース

Info

Publication number: JP4624954B2
Application number: JP2006107920A
Authority: JP
Inventors: 康規渡邉
Original assignee: 有限会社渡辺鉄工所
Priority date: 2006-04-10
Filing date: 2006-04-10
Publication date: 2011-02-02
Anticipated expiration: 2026-04-10
Also published as: JP2007277995A

Description

本発明は、耐震強度を有し、かつ地震後の緊張補修を容易に行うことができる耐震ブレースに関する。

従来の耐震ブレース（brace）としては、例えば実用新案登録第３０４０６４９号の例がある。これは、建物に取付けたコーナ金物に連結用金物を設け、一対の連結用金物間に両端にネジを切ったロッド部材を架け渡し、該ロッド部材の両端ネジを両金物間でナット掛けして緊張するようにしたものである。

また、実用新案登録第３０８２３６１号公報には、ロッドの中間にターンバックルを備えた一般的なブレースに対し、羽子板部材に溶接止めに関して工夫した羽子板ブレースが示されている。

しかしながら、これらブレースは、いずれもロッド部材の両端ないし中間をナット掛けして緊張する構成であったため、地震のときの圧縮に弱く、繰り返しの圧縮荷重をロッド部材に与えてしまい、地震によって金属疲労を与えてしまうという問題点があった。また羽子板部材は、板材の側面にロッド部材の一端を溶接固定する構成であったため、強い力が加わると、溶接面とロッド芯がずれているので羽子板部材が変形し、その強度を低下してしまうという問題点があった。

特開２００１−１２３５２９号は、地震のときの圧縮荷重に対応するため、建築用筋交いのターンバックルに工夫を凝らし、ターンバックルの一方側にロッド挿通孔を設けてロッドヘッドを遊挿させる構造とし、地震の圧縮荷重をロッドヘッドの遊びで吸収するようにしたものである。これにより、地震のときの圧縮荷重を受けることがないので金属疲労せず、ロッド部材が有する最大強度の引張支持が可能となる。

しかしながら、特開２００１−１２３５２９号の建築用筋交いは、一般的なターンバックルに工夫を凝らしたものであるため、ターンバックル胴が壁面の中心に位置しており、地震後の締め直しを行うには壁面中央付近を破壊せねばならず、その緊締補修を行うのが難しかった。また、この建築用筋交いでは、一般的な羽子板を用いていたので、過大な引張荷重を受けた時、羽子板自身に曲がりを与えてしまう恐れがあった。さらに、圧縮荷重を受けた時、ターンバックル内でロッドヘッドを遊挿させて吸収させる構造であったため、微振動の折に高周波の音を発生させてしまうという問題があった。
実用新案登録第３０４０６４９号、第１頁、図１実用新案登録第３０８２３６１号、第１頁、図４特開２００１−１２３５２９号、第１頁、図１

上記従来技術に鑑みて、本発明は、耐震構造を有し、過大な引張荷重が加わっても羽子板部分で曲がりを生ずることがなく、さらに地震後の緊張補修を容易に行うことができる耐震ブレースを提供することを目的とする。

また、地震時、うなり音を生ぜず、かつ微振動によって生ずる金属音を極力減少することができる耐震ブレースを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため本願発明者は鋭意研究した結果、次の通りの耐震ブレースを発明した。

本願発明の耐震ブレースは、一対のブレースピースに固定される第１、第２の羽子板部材と、両羽子板部材の間に緊張支持されるロッド部材とを有して成り、
前記ロッド部材は、一端にはネジを、他端にはその外形がロッド径より大なるロッドヘッドを有し、
前記第１の羽子板部材は、前記ブレースピースへの固定部を残して板材の中間部を舟底形に曲げ込むと共に、先端部をさらに曲げて筒状に巻締めた形とし、さらに該筒状に巻締めて形成した部分に前記ネジと螺合可能なタップを設けてネジボスとし、
前記第２の羽子板部材は、前記ブレースピースへの固定部を残して板材の中間部を舟底形に曲げ込むと共に先端部をさらに曲げて、その内径が前記ロッドを挿通可能なスラストボスを形成し、この場合の舟底形は、前記ロッドヘッドを回転可能で、かつ該ロッドヘッドが前後に振動可能な長さとし、
前記第１の羽子板部材の前記タップに対して前記ロッド部材のネジを螺合し、前記第２の羽子板部材の前記スラストボスに前記ロッドを挿通して前記舟底内にロッドヘッドを収納し、該ロッドヘッドの回転によって前記ブレースピース間を緊締補強することを特徴とする。

従って、地震のときの振動はスラストボスを介してのロッドヘッドの遊動で吸収できるので、ロッド部材が圧縮荷重を受けることがなく、金属疲労せず、高強度の引張支持が可能となる。また、第１、第２の羽子板部材の形状を舟底形としたので高強度でロッド支持を行うことができ、強い引張荷重を受けても羽子板部材が変形することはなく、金属疲労しない。さらに、地震後の緊張補修を第２の羽子板部材が位置する壁面端部で行うことができるので、壁面の中心部を破壊することなく、容易に緊張補修できる。

前記第１又は第２の羽子板部材において、前記ネジボス及びスラストボスの中心線を、前記ブレースピースの取付け面を通る直線と一致させたことを特徴とする。従って、ロッド引張り方向とブレースピースの取付け面が一致するので、羽子板部材は高強度であることに加えて捩れの力を受けることがなく、さらに高強度の対応が可能となる。

さらに、前記第２の羽子板部材の前記スラストボスと前記ロッドヘッドとの間には、スラストリング又は座金等の当金を介してスプリングを介在させたことを特徴とする。従って、地震発生時の微動によってロッドヘッドが遊動するとき、ロッドヘッドとスラストボスの衝撃的な衝突が緩和されて音の発生が少なくなる。

本発明の耐震ブレースによれば、地震のときの振動はスラストボスを介してのロッドヘッドの遊動で吸収できるので、ロッド部材が圧縮荷重を受けることがなく、金属疲労を生ぜず、高強度の引張支持が可能となる。また、第１、第２の羽子板部材の形状を舟底型としたので高強度のロッド支持を行うことができ、強い引張荷重を受けても羽子板部材が変形することがない。さらに、地震後の緊張補修を第２の羽子板部材が位置する壁面端部で行うことができるので、壁面の中心部を破壊することなく、容易に緊張補修できる。

第１、第２の羽子板部材において、ネジボス及びスラストボスの中心線を、ブレースピースの取付け面を通る直線と一致させたので、元々高強度の羽子板部材に捩れの力を与えることがなく、より高強度の対応が可能となる。

さらに、スラストボスとロッドヘッドとの間にスプリングを介在させるので、地震発生時の微動によってロッドヘッドが遊動するとき、ロッドヘッドとスラストボスの衝撃的な衝突が緩和され、地震のときの音の発生が少なくなる。

以下添付図面を参照しつつ本発明を実施するための最適の形態を説明する。図１（ａ）は本発明の一実施形態に係る耐震ブレースの縦断面説明図である。（ｂ）図はその組立て方を示す。（ｃ）図は（ａ）図のＦｃ−Ｆｃ線に沿った断面図を示す。図２、３、４は羽子板部材の拡大説明図である。

図１に示すように、本発明の耐震ブレース１は、一対のブレースピース２、３に固定される第１、第２の羽子板部材４、５と、両羽子板部材４、５の間に緊張支持されるロッド部材６とを有して成る。

前記ロッド部材６は、一端には雄ネジ７を、他端にはその外形がロッド径Ａより大なるロッドヘッド８を有している。このロッドヘッド８は図示しないラチェットで回転させるため、その側面には回転手掛かり９が固定されている。ロッドヘッド８及び回転手掛かり９は一体的に形成することができ、これはロッド部材６の一端に切ったネジに螺合することでも対応できる。図には、ロッドヘッド８及び回転手掛かり９をロッド部材の一端に固定した例で示す。

前記第１の羽子板部材４は、前記ブレースピース２への固定部２ａを残して板材の中間部２ｂを舟底形に曲げ込むと共に、先端部２ｃをさらに曲げて筒状に巻締めた形とし、該筒状に巻締めて形成した部分に前記ネジ７と螺合可能なタップを設けてネジボス１０を形成している。

図２に拡大して示すように、第１の羽子板部材４は、ブレースピース２への固定用のボルト挿通穴１１の明けられた板材を曲げ加工して作ることができる。ネジボス１０は、巻締め部分を溶接して止め、その内部にタップ１２を切って作る。ネジボス１０はナット部材の溶接により作ることもできるが、コスト的に不利である。舟底部ＳＢ−１の長さはロッド６に設けたネジ７を誘い込むことのできる長さＬ１（Ｍ１６ネジの例では７〜１５ｃｍ）とする。前記ネジボスの中心線１３を、前記ブレースピース２の取付け面を通る直線と一致させている。従って、ロッド６の張力は、ブレースピース２に対して直線的に与えられる。

一方、前記第２の羽子板部材５は、前記ブレースピース３への固定部３ａを残して板材の中間部３ｂを舟底形に曲げ込むと共に先端部３ｃをさらに曲げて、その内径が前記ロッド６を挿通可能なスラストボス１４を形成している。スラストボス１４の断面形状は（ｃ）図の通り楕円形とされる。これは、ロッドヘッド８をロッド部材６と一体的に形成しているため、ロッド部材６を雄ネジ７側から挿通するため、（ａ）図において下方側の面を傾斜面としたためである。これにより、（ｂ）図に示すように、ロッド部材６をネジ７側から挿入し、ロッドヘッド８を舟底内に配置することができる。図（ｃ）において、ロッド部材６がＭ１６の場合、転造材料の直径は１４．５５ｍｍであるので、幅Ｄは１６．２〜１６．５ｍｍに形成する。

図３、図４に示すように、舟底部ＳＢ−２は、前記ロッドヘッド８を回転可能で、かつ該ロッドヘッド８が前後に振動可能な長さＬ２とする。舟底部ＳＢ−２の内Ｒは、第１の羽子板ブレース４のものより僅かに大径で、長さＬ２は少し短くする。Ｍは溶接部を示す。ブレースピース３に固定するためにボルト挿通穴１５を設けている。スラストボス１４の中心線１６は、ブレースピース３の取付け面を通る直線と一致させている。

再度図１（ａ）において、前記第２の羽子板部材５の前記スラストボス１４と前記ロッドヘッド８との間には、スラストリング１７及び２〜３枚の座金１８を介してスプリング１９を介在させている。このスプリング１９は、緊張時圧縮させた状態にあり、微振動によってロッドヘッド８がスラストボス１４に対して離反し再度衝突するとき、その衝撃を緩和して金属音が発生するのを防止するためのものである。バネ強度は、十分な反発力を与えることができればよく、締付荷重の数分の１で圧縮できる強度で十分である。

以上の構成により、前記第２の羽子板部材５の前記スラストボス１４に前記ロッド部材６を挿通して前記舟底部ＳＢ−２内にロッドヘッド８を収納し、前記第１の羽子板部材４の前記タップ１２に対して前記ロッド部材６のネジ７を螺合し、前記ロッドヘッド８の図示しないラチェットによる回転によって前記ブレースピース２、３間を緊張することができる。

図５に具体的な適用例を示した。鋼製柱２０間にリップ溝形鋼２１を構架した形の構造物において、各コーナ部にブレースピース２、３を設け、このブレースピース２、３間に２本の耐震ブレース１をクロスさせて緊張したものである。フローリング２２のコーナには小さな窓２３を設けている。従って、窓２３を介して第２の羽子板部材５のロッドヘッド８を回転させることができ、壁面全体にボードを張った後であっても緊張処理できる。２３Ｓは蓋固定用のネジ穴を示す。ブレースピース２、３の構造物への取付けは、例えばＨ形鋼材の中間に板状のブレースピース２、３を溶接する等通常手法で対応できる。これらについては通常のターンバックルの取付け方式と同様である。

図５の状態において、本発明の耐震ブレース１の作用を説明する。まず、取付けは、図１（ａ）の状態に予め組立てた耐震ブレース１をブレースピース２、３間に架け渡しボルトを用いて両端固定し、次いで図示しないラチェットを用いて回転手掛かり９を回し、緊張調整することができる。回転手掛かり９を例えば右回しすると、ネジ７がネジボス１０に螺入され、スプリング１９が圧縮された状態となる。これで取付作業は終了する。

次に永年経過し、地震が発生したとする。このとき、圧縮荷重を受けないので横ぶれ及びうなりを生ぜず引張荷重でのみの耐応となる。引張り荷重はロッド部材６の耐久強度、例えばＭ１６で８トンまで耐えることができる。羽子板部材４、５は舟底型に形成しているので高強度であり、かつロッド部材の中心線１３、１６をブレースピース２、３の取付け面に合わせているので、羽子板部材４、５を捩らせる力は働かない。振動は、ロッドヘッド８の舟底部ＳＢ−２内での遊動により吸収されるので、ロッド部材６に圧縮荷重が加わらず、金属疲労を生じない。スプリング１９を設けているので微振動によりロッドヘッド８又はスラストリング１７がスラストボス１４に当たって生ずる衝撃音を吸収でき、その音の発生を最小限に抑えることができる。

衝撃試験による試験結果を表１に示す。比較例としては、従来のターンバックル式のものを採用した。実施例ではＭ１０、Ｍ１２とも７５０回で破断しなかった。振動時横ぶれしないので金属疲労せず、音の発生も少ない。一方で比較例は１サイズ大きいＭ１２、Ｍ１６で試験を行ったが、それぞれ平均でＭ１２で僅か４６回、Ｍ１６サイズでも２２２回で破断した。比較例のものは圧縮荷重に対して耐久性は小さく、容易に座屈している。これらの結果から、本発明の耐震ブレース１は衝撃荷重の影響を受けず、高度の耐震性を有し、高強度対応可能であることがわかる。

図５において、地震発生後、柱２０のバランスが崩れ、耐震ブレース１に緩みが生じ得る。このような場合、本発明の耐震ブレース１では、緊張操作を第２の羽子板部材５に対して容易に行うことができる。小窓２３を介して壁面全体を破壊することなく容易に緊張補修でき、構造物のバランスを修正することができる。地震によって破断せず、壁面を破壊せず、建物をそのまま維持できるので、経済的に多大のメリットがある。

図６は、本発明の耐震ブレース１を木造土壁に適用した例を示す。例えば、木製の柱２４間に竹を布設した後（又は前）、耐震ブレース１を張り、その上に赤土を塗り土壁を構成している。地震時、図５で示したと同様に耐震強度を保ち、ロッド部材６に圧縮荷重を与えず金属疲労しない。また、スプリング１９を設けているので、ロッドヘッド８の振動による金属音の発生が抑制できる。さらに、小窓２３を形成しているので、地震の後での緊張補修を容易にできる。本発明の耐震ブレース１は、地震に対して横ぶれせず破損しないので、耐震ブレース１を壁内に塗り込むことができる。耐震ブレース１を壁面内に塗り込む場合は、ロッド部材６に防錆用の塗料を施しておくか筒状のカバーを被せておくことが好ましい。図には参照例として一方の耐震ブレース１のロッド部材６に塩化ビニールパイプＶＰを被せて示す。

上記実施の形態では、第１の羽子板部材４を上側、第２の羽子板部材５を下側にして使用する例を示したが、逆も可能である。この場合、小窓２３は上側の第２の羽子板部材５に対して設けられる。また、この小窓２３は本発明において必須のものではなく、例えば土壁のような場合、第２の羽子板部材５の配置部分を部分的に破壊しても緊張補修可能である。

さらに、上記の実施形態では、耐震ブレース１をクロス架けした使用例を示したが、垂直又は水平の並行架けにも利用可能である。また、本発明外の一般的なブレースと併用することも可能である。さらに、建物以外の各種構造物の緊張支持に利用できる。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計的変更を行うことができ、各種態様で実施できる。

本発明の一実施形態に係る耐震ブレースの縦断面図である。（ａ）図は全体を、（ｂ）図は組立て方を、（ｃ）図は（ａ）図のＦｃ−Ｆｃ線に沿った断面図を示す。第１の羽子板部材の縦断面図である。第２の羽子板部材の縦断面図である。図２のＦ４−Ｆ４線に沿って示す横断面図である。鉄骨構造のボード張り壁面への適用例を示す正面図である。木造土壁壁面への適用例を示す正面図である。

符号の説明

１耐震ブレース
ブレースピース
４第１の羽子板部材
５第２の羽子板部材
６ロッド部材
７雄ネジ
８ロッドヘッド
９回転手掛かり
１０ネジボス
１１、１５ボルト挿通穴
１２タップ
１３、１６中心線
１４スラストボス
１７スラストリング
１８座金
１９スプリング
２０鋼製柱
２１リップ溝形鋼
２２フローリング
２３小窓
２４木製柱
ＳＢ−１、ＳＢ−２舟底部
Ｌ１、Ｌ２舟底部の長さ
Ｍ溶接部
Ｒ第２の羽子板部材の舟底部の内アール
Ａロッド直径
ＶＰビニールパイプ

Claims

一対のブレースピースに固定される第１、第２の羽子板部材と、両羽子板部材の間に緊張支持されるロッド部材とを有して成り、
前記ロッド部材は、一端にはネジを、他端にはその外形がロッド径より大なるロッドヘッドを有し、
前記第１の羽子板部材は、前記ブレースピースへの固定部を残して板材の中間部を舟底形に曲げ込むと共に、先端部をさらに曲げて筒状に巻締めた形とし、さらに該筒状に巻締めて形成した部分に前記ネジと螺合可能なタップを設けてネジボスとし、
前記第２の羽子板部材は、前記ブレースピースへの固定部を残して板材の中間部を舟底形に曲げ込むと共に先端部をさらに曲げて、その内径が前記ロッドを挿通可能なスラストボスを形成し、この場合の舟底形は、前記ロッドヘッドを回転可能で、かつ該ロッドヘッドが前後に振動可能な長さとし、
前記第１の羽子板部材の前記タップに対して前記ロッド部材のネジを螺合し、前記第２の羽子板部材の前記スラストボスに前記ロッドを挿通して前記舟底内にロッドヘッドを収納し、該ロッドヘッドの回転によって前記ブレースピース間を緊張補強することを特徴とする耐震ブレース。
前記第１又は第２の羽子板部材において、前記ネジボス及びスラストボスの中心線を、前記ブレースピースの取付け面を通る直線と一致させたことを特徴とする請求項１記載の耐震ブレース。
前記第２の羽子板部材の前記スラストボスと前記ロッドヘッドとの間には、スラストリング又は座金等の当金を介してスプリングを介在させたことを特徴とする請求項１記載の耐震ブレース。