JP5497696B2

JP5497696B2 - 鉄骨ブレース、およびこれと鉄骨柱及び鉄骨梁との接合構造

Info

Publication number: JP5497696B2
Application number: JP2011136592A
Authority: JP
Inventors: 榮一大畑; 大樹堀内; 浩一廣澤
Original assignee: ITEC Corp
Current assignee: ITEC Corp
Priority date: 2011-06-20
Filing date: 2011-06-20
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2031-06-20
Also published as: JP2013002210A

Description

本発明は、鉄骨ブレース、およびこれと鉄骨柱及び鉄骨梁との接合構造に関する。

従来の鉄骨ブレースでは、アングル型、H形、パイプ等の型鋼を使用する方法が知られている。鉄骨ブレース構造としては、これらの型鋼を使用すると柱・梁との接合部が複雑になってしまう。例えば、従来技術としては、特許文献1に示すような鉄筋コンクリートと鉄骨造との複合構造や、特許文献2の鉄筋コンクリート柱に仮設用の鉄骨柱を入れた方法、さらに、特許文献3の耐震補強方法等が多く知られている。いずれも、鉄骨の座屈や力の流れに対する偏芯対策において詳細が複雑化している現実がある。

特開２０１１−０３８３７４特開２０１０−２４２３９０特開２０１０−０９５９６３

従来の鉄骨ブレースは、ほとんどの場合で圧縮力と引張力に対応する材料を使用する。また、建物の規模、建物の用途によっては、鉄骨ブレースの配置が制約を受ける場合に、柱・梁のフレームとブレースのせん断負担比率の調整や基礎系の引抜き処理を含め最適解が得にくい。

前記設計上の観点からも、従来のブレースでは、建物規模、用途によってはサイズが大きくなり、詳細が複雑化することで鉄骨加工工数が増え、製作上の高度な技術が必要となり長時間を要する。特に、スパンが大きく、階高が高く、かつ重量が重い場合にこの傾向は大きく、製造上、輸送上においても不経済となる。

従来の鉄骨ブレースは、１ユニットは、１スパンと１層分の階高によって大きさが決まるが、トラックなどによる輸送上の関係で、積荷である鉄骨ブレースの寸法（スパン方向でも階高方向でもよい）が2.5ｍ以上の場合は、鉄骨ブレースを分割する必要がある。幅2.5ｍとは、通常のトラックの荷台の幅寸法である。

また、従来の鉄骨ブレースは、設計及び製作上での詳細が複雑であり、鉄骨建方に困難と時間を要することになり、次工程の仕上げ工事や設備工事に影響し、その結果、現場での施工性が悪くなるとか、工期が長期化するといった影響を与え競争力を失うことにもつながるという不具合がある。

さらに、従来の鉄骨ブレースは、鉄骨平鋼を縦向きに使用した場合、地震時に力が加わると面外方向に座屈するため仕上げ材等に悪影響をおよぼしてしまうという不具合がある。

本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、構造が簡単であり、且つ輸送し易く、現場での施工性が良い鉄骨ブレースを提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、鉄骨平鋼を横向きにしＸ型に交差させて配置し、中央の交差部を溶接でＸ型に一体化し、鉄骨柱及び当該鉄骨柱に結合された梁に取付けられたガセットプレートに、接合金物を介して結合固定される引張型鉄骨ブレースを要旨とする。

引張型の鉄骨ブレースにすることで座屈の問題が生じないので、材料強度と断面積を変化させることで、柱・梁のフレームとブレースのせん断負担比率や基礎系の引抜き処理、さらには建物固有周期等の調整が可能となり構造設計の自由度が増す。

本発明のブレースは、鉄骨平鋼を横向きで使用することで面外に強くなり、前記の問題は解決する。

本発明の鉄骨柱・梁と鉄骨ブレースの接合部は、4箇所の接合を簡易にするため接合金物を使用する。接合金物は、鉄骨平鋼をT型に組み合わせて構成した金物を2枚1組で使用して高力ボルトで固定する。

本発明は、鉄骨平鋼を引張ブレース本体とすること、鉄骨柱・梁との接合部を接合金物で結合することで、従来のブレース複雑さを克服することができ、設計の自由度や工場製作、現場施工性において単純化・簡素化及び施工時間の短縮化を可能としている。この施工時間の短縮化が、コストの低減や工期の短縮を実現し、競争力の向上につながる。

輸送上不可能な製品の材料を鉄骨平鋼とすることで板バネ効果が得られ、ブレース端部のボルト挿通孔を利用した拘束治具を使うことで輸送可能な幅にすることができる。

本発明の実施の形態に係る鉄骨ブレースと鉄骨柱及び鉄骨梁との接合構造を示す斜視図本発明の鉄骨ブレース本体を示す斜視図本発明のブレース本体を冶具拘束により輸送可能にした状態を示す斜視図本発明の接合金物の平面図本発明の接合金物の正面図本発明の接合金物の側面図（ブレース側）本発明の接合金物の側面図（ガセットプレート側）本発明の接合金物単体の斜視図本発明の接合金物２枚１組の斜視図本発明の柱・梁付ガセットプレートを示す斜視図本発明の接合構造を構成する各部材を示す斜視図

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図1は本発明の実施の形態に係る鉄骨ブレースと鉄骨柱及び鉄骨梁との接合構造を示す斜視図である。図１において、符号１は鉄骨ブレースである。この鉄骨ブレース1は、鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１に取り付けられたガセットプレート２１に接合金物３０を介して連結されることにより、鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１に接合されるものである。

図２は鉄骨ブレース1の斜視図である。この鉄骨ブレース１は、鉄骨平鋼を横向きにしＸ型に交差させて配置して成る。鉄骨ブレース１には、当該鉄骨ブレース１を接合金物３０と結合する締結部材（高力ボルトが好ましい）を挿通するための複数の挿通孔２を材料端部４箇所に設けている。鉄骨ブレース１の交差部は、一方のブレース材を２分割し、交差部３において他方のブレース材に突合せ溶接などのより接合することにより一体化している。

図３は鉄骨ブレース1を拘束部材により拘束することにより輸送可能にした状態の斜視図を示す。鉄骨ブレース1は鉄骨平鋼を横向きで使用しているため、平鋼の面に対して垂直な方向へ弾性的に撓み変形が可能である。したがって、Ｘ型に交差せしめられたブレース材の端部同士を自由な状態のときよりも近接するように撓み変形させ、このときの板バネ効果を利用して拘束部材４により輸送可能な幅（例えば、上述の２．５ｍ寸法）に拘束できる。これにより、トラックや貨物車などにより鉄骨ブレース１を円滑に運搬することができる。拘束部材４は鉄骨ブレース1のブレース材端部４箇所に設けている接合金物３０と固定する高力ボルト用の挿通孔２を使って拘束する。

図４〜図９は接合金物３０を説明するための図である。これらの図のうち、図４は接合金物３０単体の平面図、図５は接合金物３０単体の正面図、図６は接合金物３０単体の側面図（鉄骨ブレース1側）、図７は接合金物３０単体の他の側面図（ガセットプレート２１側）を示す。図８は接合金物３０単体の斜視図、図９は接合金物３０を２枚１組で使用した状態を示す斜視図である。

接合金物３０は、鉄骨平鋼の横板３２と、この横板３２の面上に立ち上がり状態で結合された縦板３１とから成り、縦板３１は、２枚が横板３２の面上に所定の寸法の隙間を開けて並行に設置され、溶接により横板３２と一体化されている。また、横板３２には接合金物３０が鉄骨ブレース1と接合するための高力ボルト用の挿通孔３３が設けられ、縦板３１には接合金物３０がガセットプレート２１と接合するための高力ボルト用の挿通孔３４が設けられている。さらに、横板３２の、ガセットプレート２１と交差する部分には、図４に示されているようにスリット３５が設けられている。スリット３５は上記隙間と同じ方向へ、しかし隙間よりは短い寸法だけ延びている。この実施の形態においては、接合金物３０は、鉄骨ブレース１に対して、ブレース材の表裏両面に接合金物３０の底面を対接させることにより、２枚１組で使用される。しかし、接合金物３０は、建物規模等により、接合金物３０単体をスリット３５或いは隙間に沿って切り離して２分割にし、且つ鉄骨ブレース１に対しては、ブレース材の表裏両面に切り離された接合金物の底面を対接させることにより、４枚１組で使用してもよい。または鉄骨アングル型鋼４枚組で使用することもできる。

図１０は鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１に取り付けられたガセットプレート２１の取り付け状態を示す斜視図である。ガセットプレート２１は、鉄骨ブレース１が取り付けられる鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１（この実施の形態ではＨ形鋼から成る）の結合部に設けられている。すなわち、ガセットプレート２１は、鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１に鉄骨平鋼を、当該鉄骨平鋼の端面（エッジ部分）が鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１フランジ部外面に突き当たるように縦に取り付けて成り、またガセットプレート２１には接合金物３０と接合するための高力ボルト用の挿通孔２２が設けられている。

図１１は鉄骨ブレース１と鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１との接合構造の詳細を示す斜視図である。図１１に示されているように、鉄骨ブレース１はその端部において、接合金物３０の横板３２に表裏からサンドイッチ状に挟まれた状態で当該横板３２に高力ボルトにより結合される。また、接合金物３０は、そのスリット３５或いは隙間部分にガセットプレート２１を受け入れ、縦板３１がガセットプレート２１に高力ボルトにより結合される。これにより、接合構造は、鉄骨ブレース1と鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１に取り付けられたガセットプレート２１とを接合金物３０で高力ボルトにより接合して構成される。鉄骨ブレース1の断面に作用する力（鉄骨ブレース１の面方向、或いは長手方向に加わる力）は先ず接合金物３０の横板３２に伝達される。この横板３２に伝達された力は、接合金物３０の縦板３１（垂直となっている）を介して鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１に取り付けられたガセットプレート２１（垂直となっている）に伝達される。これにより鉄骨ブレース１に加わった水平方向の力が接合金物３０及びガセットプレート２１によって垂直方向へ変換され、鉄骨柱１０及び鉄骨梁１１により強固に支持される。

鉄骨平鋼を横向きにしＸ型に交差させて配置し、中央の交差部を溶接でＸ型に一体化し、鉄骨柱及び当該鉄骨柱に結合された梁に取付けられたガセットプレートに、接合金物を介して結合固定して鉄骨ブレースを実現する。これにより、座屈の問題が生じず、材料強度と断面積を変化させることで、柱・梁のフレームとブレースのせん断負担比率や基礎系の引抜き処理、さらには建物固有周期等の調整が可能となり構造設計の自由度が増すという有用性がある。

１鉄骨ブレース
２接合金物側高力ボルト挿通孔
３交差部（溶接部）
４拘束部材
１０鉄骨柱
１１鉄骨梁
２１ガセットプレート
２２接合金物側高力ボルト挿通孔
３０接合金物
３１縦板
３２横板
３３ガセットプレート側高力ボルト挿通孔
３４鉄骨ブレース側高力ボルト挿通孔
３５ガセットプレート側交差部スリット

Claims

鉄骨平鋼を横向きにしＸ型に交差させて配置し、中央の交差部を溶接でＸ型に一体化し、鉄骨柱及び当該鉄骨柱に結合された梁に取付けられたガセットプレートに、接合金物を介して結合固定される鉄骨ブレース。
前記接合金物は、鉄骨平鋼を横板に対して縦板２枚を溶接でT型に一体化して、2枚 1組の組み合わせで構成し、
横板はブレースと固定する高力ボルト用の挿通孔を有し、鉄骨柱・梁に取付けたガセットプレートとの交差部は、スリットを設け、
縦板は鉄骨柱及び梁に取付けたガセットプレートと固定する高力ボルト用の挿通孔を有することを特徴とする請求項１記載の鉄骨ブレース。
Ｘ型に交差せしめられた鉄骨ブレースのブレース材の端部同士を、自由な状態のときよりも近接するように撓み変形させ、このときの板バネ効果を利用して所定の幅寸法に拘束する拘束部材が設けられていることを特徴とする請求項２記載の鉄骨ブレース。