JP4879827B2 - 座屈拘束ブレース - Google Patents

Description

この発明は、構造物の骨組みに組み込まれ、地震等の際に振動エネルギーを吸収して振動を減衰させる座屈拘束ブレースに関する。

座屈拘束ブレースとしては、従来より、芯材の周囲を鋼板のみで補剛したもの、ＲＣで補剛したもの、鋼材とモルタルで被覆したもの等、様々な補剛形式が提案され、実用化されている。例えばその一例として、両フランジが不等辺となった溝形断面に鋼板を曲げ加工した溝形鋼材内に、モルタルまたはコンクリートを充填してなる一対の拘束材で、芯材を挟み付けた構成のものが知られている。

しかし、上記構成の座屈拘束ブレースでは、以下に挙げるような問題点がある。
・ 溝形鋼材内にモルタルまたはコンクリートを充填して拘束材を構成するので、拘束材の軽量化が容易でない。
・ 養生期間が必要で、製作工期が長くなるばかりか、鋼材加工とモルタル・コンクリート処理設備の両設備が必要であり製作設備コストが高くなる。
・ モルタルまたはコンクリートの天端レベル管理が容易でなく、芯材の座屈モードを拘束材でコントロールできない。

この発明の目的は、軽量化、製作期間の短縮化、および製作設備コストの低減が可能で、芯材の座屈モードをコントロールできる座屈拘束ブレースを提供することである。

この発明にかかる座屈拘束ブレースは、芯材と、この芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材とを有する座屈拘束ブレースにおいて、前記一対の拘束材が、それぞれ前記芯材側が開口した溝形鋼材と、この溝形鋼材内に挿入した鋼製のリブ部材とでなり、このリブ部材は、この拘束材の長さ方向に沿って延びる長さ方向リブと、この長さ方向リブに長さ方向に並んで取付けられて前記長さ方向リブの両側に延びる直交方向リブとでなり、前記直交方向リブを前記長さ方向リブよりも芯材側に突出させ、かつ両側の拘束材における直交方向リブの並び位置を交互にずらしたことを特徴とする。

この構成によれば、芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材が、溝形鋼材と、この溝形鋼材内に挿入した鋼製のリブ部材とで構成されるため、鋼材にモルタルやコンクリートを併用する従来例のものに比べて全体重量を軽量化することができる。また、モルタルやコンクリートを用いる場合のような養生期間が要らず、製作期間の短縮化が可能となる。製作設備は鋼材加工の設備だけで足りるため、製作設備コストの低減も可能となる。また、拘束材のリブ部材における直交方向リブを、長さ方向リブよりも芯材側に突出して芯材に当接させているので、直交方向リブで芯材の座屈を直接的に拘束でき、しかも両側の拘束材におけるリブ部材の直交方向リブの並び位置を交互にずらしているので、高次の座屈モードを強制的に作り出すことができる。その結果、軽量化、製作期間の短縮化、および製作設備コストの低減が可能で、芯材の座屈モードをコントロールできる座屈拘束ブレースとすることができる。

この発明において、前記溝形鋼材が、鋼板を溝形に折り曲げた曲げ加工品であり、前記リブ部材の長さ方向リブおよび直交方向リブが、それぞれ鋼板からなるものであっても良い。溝形鋼材および各リブが鋼板の曲げ加工や切断加工品であると、材料コストが低減される。

この発明にかかる座屈拘束ブレースは、芯材と、この芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材とを有する座屈拘束ブレースにおいて、前記一対の拘束材が、それぞれ前記芯材側が開口した溝形鋼材と、この溝形鋼材内に挿入した鋼製のリブ部材とでなり、このリブ部材は、この拘束材の長さ方向に沿って延びる長さ方向リブと、この長さ方向リブに長さ方向に並んで取付けられて前記長さ方向リブの両側に延びる直交方向リブとでなり、前記直交方向リブを前記長さ方向リブよりも芯材側に突出させ、かつ両側の拘束材における直交方向リブの並び位置を交互にずらしたため、軽量化、製作期間の短縮化、および製作設備コストの低減が可能で、芯材の座屈モードをコントロールできる。

この発明の一実施形態を図１ないし図５と共に説明する。図１（Ａ）はこの座屈拘束ブレースの平面図を、図１（Ｂ）は同側面図を示す。この座屈拘束ブレース１は、芯材２と、この芯材２の両面に沿って配置した一対の拘束材３とを有する。芯材２は、細長い平鋼板で、ＳＮ材（建築構造用圧延鋼材）やＬＹＰ材（極低降伏点鋼材）等の降伏点の低い鉄鋼材料からなる。芯材２の両端部２ａには、鋼板からなる補強リブ４ａを十字状に組み付けてなる接続用部材４がそれぞれ接合されている。接続用部材４の補強リブ４ａには、複数のボルト孔５が穿設されている。拘束材３は、芯材２の両端部２ａおよび接続用部材４の一部にかかり、芯材３の全体を覆うように配置されている。

図１（Ａ）のＩＣ−ＩＣ矢視断面を拡大して図１（Ｃ）に示す。同図に示すように、前記一対の拘束材３は、それぞれ前記芯材２側が開口した溝形鋼材６と、この溝形鋼材６内に挿入した鋼製のリブ部材７，７Ａとでなる。
図２（Ａ）は溝形鋼材６の平面図を示す。この溝形鋼材６は、図２（Ａ）のIIＣ−IIＣ矢視断面を拡大して示す図２（Ｂ）のように、両側のフランジ６ｂ，６ｃの長さが互いに異なるように、鋼板を不等辺の溝形に折り曲げた曲げ加工品である。また、ウエブ６ａの両端部には、図２（Ａ）のように前記接続用部材４の立向きの補強リブ４ａの一部が係合する切欠部８がそれぞれ形成されている。

図３（Ａ），（Ｂ）はリブ部材７，７Ａの平面図および正面図を示す。リブ部材７，７Ａのうち、一方のリブ部材７は、全体のリブ部材の主要部をなすものであって、拘束材３の長さ方向に沿って延びる長さ方向リブ７ａと、この長さ方向リブ７ａに長さ方向に並んで取付けられて長さ方向リブ７ａの両側に延びる直交方向リブ７ｂとでなる。他方のリブ部材７Ａは、前記長さ方向リブ７ａの両側に延びる２つの直交方向リブ７ｂからなり、前記主要部のリブ部材７の両端部にそれぞれ配置される。
図３（Ｂ）のＡ部を拡大して図３（Ｃ）に示す。同図のように、直交方向リブ７ｂは、長さ方向リブ７ａよりも芯材２側に突出して、芯材２に当接するようにされている。図４は、前記拘束材３を、前記リブ部材７，７Ａが挿入された前記溝形鋼材６の内面側から見た裏面図を示す。

芯材２を一対の拘束材３で挟み付けた図１（Ｂ）の状態で、拘束材３における主要部のリブ部材７の直交リブ７ｂの並び位置は、両側の拘束材３の間で交互にずらした位置とされている。図１（Ｂ）の状態で、両側の拘束材３の溝形鋼材６は、互いに長い方向のフランジ６ｂと短い方のフランジ６ｃとが対向し、長い方向のフランジ６ｂは対向する短い方のフランジ６ｃの外面に重ねられる。この重なり状態で両フランジ６ｂ，６ｃが互いに隅肉溶接等の溶接等で接合される。
また、芯材２の両側において、対向する拘束材３，３間に、平鋼材等からなるスペーサ１０が介在させられる。これらスペーサ１０により、対向する拘束材３，３間の間隔を保持し、拘束材３，３に対する芯材２の長さ方向の移動を許容させる。

この構成の座屈拘束ブレース１は、芯材２の両面に沿って配置した一対の拘束材３が、溝形鋼材６と、この溝形鋼材６内に挿入した鋼製のリブ部材７，７Ａとで構成されるため、鋼材にモルタルやコンクリートを併用する従来例のものに比べて全体重量を軽量化することができる。また、モルタルやコンクリートを用いる場合のような養生期間が要らず、製作期間の短縮化が可能となる。また、製作設備は鋼材加工の設備だけで足りるため、製作設備コストの低減も可能となる。さらに、拘束材３のリブ部材７における直交方向リブ７ｂを、長さ方向リブ７ａよりも芯材２側に突出して芯材２に当接させているので、直交方向リブ７ｂで芯材２の座屈を直接的に拘束でき、また座屈を誘発でき、しかも両側の拘束材３におけるリブ部材７の直交方向リブ７ｂの並び位置を交互にずらしているので、図５に示すように高次の座屈モードを強制的に作り出すことができる。

（Ａ）はこの発明の一実施形態にかかる座屈拘束ブレースの平面図、（Ｂ）はその側面図、（Ｃ）はＩＣ−ＩＣ矢視断面の拡大図である。 （Ａ）は同座屈拘束ブレースにおける溝形鋼材の平面図、（Ｂ）はIIＢ−IIＢ矢視断面の拡大図、（Ｃ）はIIＣ−IIＣ矢視断面の拡大図である。 （Ａ）は同座屈拘束ブレースにおけるリブ部材の平面図、（Ｂ）はその正面図、（Ｃ）は（Ｂ）におけるＡ部の拡大図である。 同座屈拘束ブレースにおける拘束材の裏面図である。 同座屈拘束ブレースの座屈拘束動作の説明図である。

符号の説明

１…座屈拘束ブレース
２…芯材
３…拘束材
６…溝形鋼材
７…リブ部材
７ａ…長さ方向リブ
７ｂ…直交方向リブ
９…芯材当接用鋼板

Claims (2)

1. 芯材と、この芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材とを有する座屈拘束ブレースにおいて、前記一対の拘束材が、それぞれ前記芯材側が開口した溝形鋼材と、この溝形鋼材内に挿入した鋼製のリブ部材とでなり、このリブ部材は、この拘束材の長さ方向に沿って延びる長さ方向リブと、この長さ方向リブに長さ方向に並んで取付けられて前記長さ方向リブの両側に延びる直交方向リブとでなり、前記直交方向リブを前記長さ方向リブよりも芯材側に突出させ、かつ両側の拘束材における直交方向リブの並び位置を交互にずらしたことを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. 請求項１において、前記溝形鋼材が、鋼板を溝形に折り曲げた曲げ加工品であり、前記リブ部材の長さ方向リブおよび直交方向リブが、それぞれ鋼板からなる座屈拘束ブレース。

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