JP5579582B2 - 座屈補剛ブレースの接合方法及び座屈補剛ブレース - Google Patents

Description

本発明は、座屈補剛ブレースの接合方法及び座屈補剛ブレースに関する。

従来、ブレース材の両端部を架構に接合して構造物を補強する耐震技術が用いられている。この耐震技術の一例として、鋼管からなる補剛管をブレース材に外挿し摩擦抵抗なしの状態でブレース材を被覆補強して、ブレース材の座屈によるたわみ変形を防止する座屈補剛ブレースがある（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１の座屈補剛ブレースは、断面四角形の補剛管中にブレース材としての平鋼を挿入した構成となっており、構造物への座屈補剛ブレースの接合は、平鋼の両端部及び構造物の継手を断面Ｔ字形の２枚の継手板で挟み込んでボルト締結により行われる。

しかし、特許文献１の座屈補剛ブレースは、軸力に対する十分な耐力を得るために接合手段として断面Ｔ字形の継手板を２枚用いており、平鋼の両端部（接合部）が大型化してボルト締結箇所が増加し、接合作業が容易ではなかった。さらに、特許文献１の座屈補剛ブレースは、接合部の大きさに合わせて補剛管の大きさを決めているため、補剛管も大型化する必要があり、結果的に座屈補剛ブレース全体が大型化して小型化が困難であった。

一方、特許文献２の座屈補剛ブレースは、断面四角形の補剛管中にブレース材としての平鋼を挿入した構成となっており、平鋼の両端部両面には補強鋼板が接合されている。また、構造物への座屈補剛ブレースの接合は、平鋼の両端部及び補強鋼板を構造物の接合部にボルト締結することで行われる。

しかし、特許文献２の座屈補剛ブレースは、平鋼の両端部の厚さ方向の大型化は抑えられるものの高さ方向の面積を大きくしなくてはならず、また、平鋼の両端部に十字形にガセットプレートを接合する場合もあり、結果的に座屈補剛ブレース全体が大型化して小型化が困難であった。

特開平１１−５０５９４ 特開２０００−２７２９３

本発明は、座屈補剛ブレースの接合作業を容易に行うことができると共に座屈補剛ブレース全体が大型化するのを抑えることができる座屈補剛ブレースの接合方法及び座屈補剛ブレースを得ることを目的とする。

本発明の請求項１に係る座屈補剛ブレースの接合方法は、構面内に斜めに配置されるＩ形鋼又はＨ形鋼からなるブレース材と、前記ブレース材へ外挿される補剛筒体と、を有する座屈補剛ブレースを前記構面内に設けられた接合部に接合する座屈補剛ブレースの接合方法において、前記ブレース材の端部のフランジを切断する工程と、前記ブレース材の前記フランジが切断された側のウェブにプレートを溶接し、前記フランジの切断面と前記プレートの表面を揃える工程と、前記ブレース材のウェブと前記プレートにブレース側ボルト孔を形成する工程と、接合部側ボルト孔が形成された接合部に前記プレートを当てて、前記ブレース側ボルト孔及び前記接合部側ボルト孔へボルトを挿入して接合する工程と、を有する。

上記構成によれば、ブレース材のフランジを切断しているため、ブレース材の軸中心と接合部とが近づくことになる。これにより、構面内でのブレース材の偏心を防ぐと共に、ブレース材を構面の接合部に片面側から接合することができるので、座屈補剛ブレースの接合作業を容易に行うことができる。さらに、ブレース材のフランジとウェブで囲まれた領域内にプレートが溶接されるので、ブレース材の両端部を拡幅する必要がなくなる。このため、座屈補剛ブレース全体が大型化するのを抑えることができる。

本発明の請求項２に係る座屈補剛ブレースの接合方法は、前記接合部をＨ形鋼で形成し、前記プレートの表面を前記Ｈ形鋼のウェブに接触させる。この構成によれば、ブレース材の接合される部位が接合部のＨ形鋼に内包されるので、接合部の省スペース化が可能となる。

本発明の請求項３に係る座屈補剛ブレースは、Ｉ形鋼又はＨ形鋼からなり、構面内に設けられた接合部に接合される側のフランジが切断されたブレース材と、前記ブレース材へ外挿される補剛筒体と、前記ブレース材の前記フランジが切断された側のウェブに溶接され、表面が前記フランジの切断面と揃えられたプレートと、前記ブレース材のウェブ及び前記プレートに形成されボルトが挿入されるボルト孔と、を有する。

座屈補剛ブレースの加工方法としては、まず、ブレース材の接合部に接合される側のフランジをブレース材の長さ方向に沿って切断する。続いて、プレートをブレース材のウェブに溶接すると共に、フランジの切断面とプレートの接合される側の表面とを揃える。続いて、ブレース材のウェブ及びプレートにボルト孔を形成し、ブレース材に補剛筒体を外挿する。このようにして、座屈補剛ブレースが形成される。形成された座屈補剛ブレースは、予めボルト孔が形成された接合部にプレートを当てた状態で、ボルト孔へボルトを挿入することにより接合部に接合される。

ここで、上記構成によれば、座屈補剛ブレースは、接合部に接合される側のフランジが切断されているのでブレース材の軸中心と接合部とが近づく。これにより、構面内でのブレース材の過大な偏心を防ぐと共に、ブレース材を構面の接合部に片面側から接合することができるので、座屈補剛ブレースの接合作業を容易に行うことができる。さらに、ブレース材のフランジとウェブで囲まれた領域内にプレートが溶接されるので、ブレース材の両端部を拡幅する必要がなくなる。このため、座屈補剛ブレース全体が大型化するのを抑えることができる。

本発明の請求項４に係る座屈補剛ブレースは、前記ボルト孔が形成された前記プレートの断面積に前記プレートの強度を乗じて得られる耐力が、前記フランジの切断片の断面積に前記ブレース材の強度を乗じて得られる耐力以上の大きさである。この構成によれば、ブレース材ではフランジの切断及びボルト孔の形成によってブレース材の断面積が減少することになるが、欠損した断面積に相当する耐力と同一又はそれ以上の耐力を有するプレートを設けているので、接合部におけるブレース材の耐力が低下するのを抑えることができる。

本発明の請求項５に係る座屈補剛ブレースは、前記プレートは、前記ブレース材の前記ウェブの平坦面に溶接されている。この構成によれば、フランジとウェブの接合部に形成されたＲ部または溶接の余盛部を避けてブレース材のウェブの平坦面にプレートが溶接されるので、ウェブとプレートの間に隙間ができにくくなり、プレートの表面とフランジの切断面を揃え易くなる。

本発明の請求項６に係る座屈補剛ブレースは、前記プレートの端部が前記補剛筒体内に配置されている。この構成によれば、構面に外力が作用してブレース材が変形するとき、補剛筒体の外側のブレース材に形成される塑性ヒンジの箇所にプレートの端部が位置することがないので、塑性ヒンジの箇所におけるブレース材の過度の変形を抑えることができる。

本発明は、上記構成としたので、座屈補剛ブレースの接合作業を容易に行うことができると共に座屈補剛ブレース全体が大型化するのを抑えることができる。

本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレースの取り付け状態を示す立面図である。 （ａ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレース全体の軸方向の平断面図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレース全体の軸方向の立断面図である。 （ａ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレース端部の軸方向の平断面図である。（ｂ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレース端部の軸方向の立断面図である。 （ａ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレース中央部における軸方向と直交する方向の平断面図（図３（ａ）の断面Ａ−Ａ’）である。（ｂ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレース端部における軸方向と直交する方向の立断面図（図３（ａ）の断面Ｂ−Ｂ’）である。 本発明の実施形態に係るブレース材のフランジの切断状態を示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）本発明の実施形態に係る座屈補剛ブレースの接合方法の手順を示す工程図である。 本発明の実施形態の他の実施例に係る座屈補剛ブレース全体の軸方向の平断面図である。

本発明の座屈補剛ブレースの接合方法及び座屈補剛ブレースの実施形態を図面に基づき説明する。図１に示すように、構造物としての建物２０では、Ｈ形鋼製の梁部材１２及び柱部材１４により架構１６が形成されている。また、架構１６の一つの構面１８では、上部左側の隅部に１箇所、上部右側の隅部に１箇所、及び下部中央に２箇所の合計４箇所に接合部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄが設けられている。

接合部２２Ａと接合部２２Ｂ、接合部２２Ｃと接合部２２Ｄは、それぞれ同様の構成となっており、いずれもウェブ２３Ａと、ウェブ２３Ａの上端から張り出した上フランジ２３Ｂと、ウェブ２３Ａの下端から張り出した下フランジ２３ＣとからなるＨ形鋼で構成されている。ここで、接合部２２Ａと接合部２２Ｃ、接合部２２Ｂと接合部２２Ｄは、それぞれ斜め方向に対向して配置されている。なお、梁部材１２における接合部２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄの上フランジ２３Ｂ又は下フランジ２３Ｃから力が伝わる部分には、必要に応じて補強用の金属板２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ、２４Ｄ、及び２４Ｅが溶接によって取り付けられている。

ここで、接合部２２Ａ、２２Ｃには座屈補剛ブレース１０Ａの長さ方向（軸方向）の両端部が接合されており、接合部２２Ｂ、２２Ｄには座屈補剛ブレース１０Ｂの軸方向の両端部が接合されている。なお、座屈補剛ブレース１０Ａ、１０Ｂは同様の構成であるため、以後の説明では座屈補剛ブレース１０としてＡ、Ｂの符号を省略し、必要に応じてＡ、Ｂの符号を付与して説明する。

図２（ａ）には、座屈補剛ブレース１０全体の軸方向（矢印Ｘ方向）の平断面図が示されており、図２（ｂ）には、座屈補剛ブレース１０全体の軸方向の立断面図が示されている。座屈補剛ブレース１０は、心材となる直線状のブレース材２６と、ブレース材２６に外挿される鋼管２８と、ブレース材２６に溶接された補強プレート３０と、ブレース材２６及び補強プレート３０に形成された複数のボルト孔３２Ａ、３２Ｂとを有している。

ブレース材２６は、一例としてＩ形鋼であり、高さ方向（矢印Ｚ方向）に配置されるウェブ２６Ａと、ウェブ２６Ａの上端、下端からそれぞれ幅方向（矢印Ｙ方向）両側に張り出した上フランジ２６Ｂ、下フランジ２６Ｃとを有している。ブレース材２６の軸方向（矢印Ｘ方向）の長さはＬ１となっており、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃの幅がＷ１、上フランジ２６Ｂの上面から下フランジ２６Ｃの下面までの高さがＨ１となっている。なお、本実施形態ではブレース材２６をＩ形鋼としているが、これに限るものではなく、接合部２２Ａ〜２２Ｄの大きさに合わせてＨ形鋼としてもよい。

ここで、ブレース材２６を、軸方向において、鋼管２８内に配置される長さＬ２の中央部Ｂ１と、鋼管２８の両外側に配置される各長さＬ３の端部Ｂ２、Ｂ３とに区分して説明する。なお、端部Ｂ２、Ｂ３は同様の構成となっているため、以後の説明では端部Ｂ３について説明し、端部Ｂ２の説明を省略する。

図３（ａ）に示すように、ブレース材２６の端部Ｂ３では、接合部２２Ｃ（又は２２Ｄ）のウェブ２３Ａに接合される側の上フランジ２３Ｂ及び下フランジ２３Ｃが、端面から幅Ｗ２、長さＬ３で切断され、切欠部３９が形成されている。また、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、ブレース材２６のウェブ２６Ａにおいて、ウェブ２３Ａに接合される側の平面には補強プレート３０が設けられている。

補強プレート３０は、一例として、縦の長さＨ２（＜Ｈ１）、横の長さＬ４（＞Ｌ３）、厚さＴの矩形状の鋼板が用いられている。また、図４（ｂ）に示すように、補強プレート３０の一方の面は、ブレース材２６のウェブ２６Ａにおける上下のフィレット（面取り）部２６Ｄを除いた平面部２６Ｅに接触して配置されており、周縁部が溶接部２７で溶接されている。なお、補強プレート３０の他方の面は、接合部２２Ｃ（又は２２Ｄ）のウェブ２３Ａにおける一方の平面部２９と接触しているが、溶接はされていない。

図３（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ブレース材２６の端部Ｂ３におけるウェブ２６Ａには、一例として、長さ方向に５箇所で高さ方向に２段の合計１０箇所に貫通したボルト孔３２Ａが形成されている。また、補強プレート３０には、一例として、ブレース材２６の各ボルト孔３２Ａと連通する位置にボルト孔３２Ａと同径で貫通した１０箇所のボルト孔３２Ｂが形成されている。

さらに、接合部２２Ｃ（２２Ｄ）のウェブ２３Ａには、ボルト孔３２Ａ、３２Ｂと連通する位置にボルト孔３２Ａ、３２Ｂと同径で貫通した１０箇所のボルト孔３２Ｃが形成されている。ここで、ボルト孔３２Ａ、３２Ｂ、及び３２Ｃに高力ボルト３４が挿通されてナット３６により締結されている。

図２（ａ）、（ｂ）、及び図４（ａ）に示すように、鋼管２８は、略四角筒状に形成され長さ方向（矢印Ｘ方向）の長さがＬ２の鋼材であり、内側にブレース材２６の中央部Ｂ１が挿入及び配置されている。なお、図示を省略するが、鋼管２８の一方端の開口部には外側に向けて突出した鍔（ツバ）が設けられており、座屈補剛ブレース１０を斜め方向に配置したときに、ブレース材２６の端部Ｂ３に取付けられたストッパー部材に鍔が当接して、鋼管２８がブレース材２６の一端部に片寄らないようになっている。

一方、鋼管２８の内側において、ブレース材２６の中央部Ｂ１には、軸方向中央に１箇所、両端に３箇所ずつの合計７箇所で軸方向を面外方向として、リブプレート３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、及び３８Ｄが溶接により取り付けられている。リブプレート３８Ａは、ブレース材２６の上フランジ２６Ｂの上面に立設されており、リブプレート３８Ｄは、下フランジ２６Ｃの下面に立設されている。また、リブプレート３８Ｂ、３８Ｃは、ウェブ２６Ａの両側に配置されており、ウェブ２６Ａ、上フランジ２６Ｂ、及び下フランジ２６Ｃに固定されている。

また、リブプレート３８Ａ、３８Ｂ、３８Ｃ、及び３８Ｄは、鋼管２８内壁との上下方向のクリアランス（Ｃ１とする（図示省略））及び左右方向のクリアランス（Ｃ２とする（図示省略））が所定値となるように、予め設定された寸法で加工されている。クリアランスＣ１及びクリアランスＣ２は、使用するブレース材２６及び鋼管２８の大きさや材質で異なるが、本実施形態では一例として、数ミリメータの値としている。

次に、ブレース材２６の上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃの幅方向の切断長さＷ２の設定方法について説明する。

図５には、ブレース材２６の軸方向に見て、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃの一方を幅方向の端面からそれぞれ切断長さＷ２で切断したときのブレース材２６の断面図が示されている。ここで、ブレース材２６における上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃの２箇所の切断片２６Ｆについて、幅方向の合計の断面積をＳ１とする。また、ブレース材２６では、２箇所のボルト孔３２Ａが形成されることにより断面積が欠損しており、この２箇所の欠損部分の合計の断面積をＳ３とする。

一方、補強プレート３０は、前述のように幅方向の長さ（厚さ）がＴで高さがＨ２の矩形状断面となっている。ここで、補強プレート３０において、幅方向全体の断面積から幅方向に貫通した上下２段のボルト孔３２Ｂに相当する断面積を除いた断面積をＳ２とする。なお、ブレース材２６の切断面をＣとする。

ブレース材２６では、２つの切断片２６Ｆが切断されることにより、ブレース材２６の軸中心ＢＯ（図４（ｂ）参照）と接合部２２Ｃ又は２２Ｄのウェブ２３Ａ（図４（ｂ）参照）との距離を近づけることができるが、断面積が減少して耐力が減少することになる。しかし、ブレース材２６の断面積に補強プレート３０の断面積Ｓ２が追加されるので、ブレース材２６では、耐力の減少を抑えられる。

ここで、補強プレート３０の断面積Ｓ２を、２つの切断片２６Ｆの合計の断面積Ｓ１とボルト孔３２Ａによる欠損部分の断面積Ｓ３との合計以上の大きさに設定すると、補強プレート３０を含むブレース材２６の全体断面積が元の断面積以上となる。そして、各部材の耐力Ｆ（Ｎ）＝断面積Ｓ（ｍｍ^２）×強度Ｋ（Ｎ／ｍｍ^２）で求められるため、補強プレート３０の断面積Ｓ２に補強プレート３０の強度Ｋ１を乗じた耐力Ｆ１が、２つの切断片２６Ｆの合計の断面積（Ｓ１）とボルト孔３２Ａによる欠損部分の断面積Ｓ３との合計の断面積にブレース材２６の強度Ｋ２を乗じた耐力Ｆ２以上となれば、ブレース材２６の耐力を維持又は増加させることができる。このとき、補強プレート３０の耐力Ｆ１が、元のブレース材２６の欠損部分の耐力Ｆ２と同等以上となる条件式（これを条件式Ａとする）は、Ｆ１≧Ｆ２、即ち、Ｋ１×Ｓ２≧Ｋ２×（Ｓ１＋Ｓ３）と表せる。

この条件式Ａにおいて、補強プレート３０の強度Ｋ１、ブレース材２６の強度Ｋ２は予め設定されているので、後は条件式Ａを成立させるように各断面積Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を設定して、補強プレート３０の厚さＴ及び切断長さＷ２等を求めればよい。なお、ボルト孔３２Ａによるブレース材２６の欠損部分の断面積Ｓ３は、ブレース材２６で必要最小限の耐力が得られればよい場合は条件式Ａから除いてもよい。つまり、ボルト孔３２Ｂが形成された補強プレート３０の断面積Ｓ２に強度Ｋ１を乗じた値が２箇所の切断片２６Ｆの断面積Ｓ１に強度Ｋ２を乗じた値以上の大きさであれば、必要最小限の耐力が得られる。

なお、ブレース材２６の切断した側のウェブ２６Ａに溶接された補強プレート３０の表面３０Ａは、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃの切断面Ｃと揃えられ、同一平面（平面Ｍとする）上に配置されることになる。

次に、座屈補剛ブレース１０の製作手順及び接合手順について説明する。

図１に示すように、建物２０の架構１６の寸法に合わせてＩ形鋼からなるブレース材２６を製作する。なお、ブレース材２６の軸方向の長さはＬ１、幅方向の長さはＷ１となっており、ウェブ２６Ａ表面から一方の上フランジ２６Ｂの端面又は下フランジ２６Ｃの端面までの長さは別途設定されている。一方、ブレース材２６の外形寸法よりも大きい内形寸法を有する四角筒状の鋼管２８を製作する。このとき、ブレース材２６と鋼管２８とのクリアランスは考慮しなくてもよい。

続いて、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、鋼管２８の内壁とのクリアランスが数ミリメータとなるように寸法を設定したリブプレート３８Ａ〜３８Ｄを、一例として、ブレース材２６の軸方向中央に１箇所、両端に３箇所ずつの合計７箇所で、軸方向を面外方向として、それぞれ鋼管２８の内壁へ向けて上下左右に溶接により固定する。

続いて、図２（ａ）及び図６（ａ）に示すように、ブレース材２６のそれぞれの端部Ｂ３において、接合される側の上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃを各切断片２６Ｆの合計の断面積がＳ１となるように、軸方向の長さＬ３、幅方向の長さＷ２（図５参照）で切断して切欠部３９を形成する。このとき、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃにおける切断部分のウェブ２６Ａ表面から切断面Ｃまでの長さはＴとなる。なお、ブレース材２６の端部Ｂ２についても端部Ｂ３と同様の手順で接合が行われるため、端部Ｂ２についての説明は省略する。

続いて、図２（ｂ）及び図６（ｂ）に示すように、ブレース材２６の上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃが切断された側のウェブ２６Ａに、厚さＴ（図５参照）の補強プレート３０の縦の長さＨ２、横の長さＬ４の表面を接触させると共に、該補強プレート３０の周縁部を溶接して固定する。溶接された補強プレート３０は、上端面から上フランジ２６Ｂの下面までの長さと、下端面から下フランジ２６Ｃの上面までの長さが等しくなっており、対称配置となっている。

ここで、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃにおける切断部分のウェブ２６Ａ表面から切断面Ｃまでの長さがＴであり、補強プレート３０の厚さがＴとなっているため、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃの切断面Ｃと、補強プレート３０の表面３０Ａとが同一平面Ｍ上に配置され揃えられる。なお、図５に示すように、補強プレート３０は、ブレース材２６の上フランジ２６Ｂ、下フランジ２６Ｃとウェブ２６Ａとの接合部に形成されたフィレット部２６Ｄを除いた平面部２６Ｅに溶接されるので、ウェブ２６Ａと補強プレート３０の間に隙間ができにくくなり、補強プレート３０の表面３０Ａと上フランジ２６Ｂ、下フランジ２６Ｃの切断面Ｃとを揃え易くなっている。

続いて、図６（ｃ）に示すように、ブレース材２６のウェブ２６Ａ及び補強プレート３０に図示しないドリル等を用いて、ブレース側ボルト孔としての連通したボルト孔３２Ａ、３２Ｂを形成する。ここで、ボルト孔３２Ａ、３２Ｂは、ブレース材２６の端部Ｂ３において、それぞれ高さ方向に２段、軸方向に５箇所の合計１０箇所形成される。

続いて、図２（ａ）に示すように、鋼管２８内にブレース材２６を挿通し、ブレース材２６の端部Ｂ２、Ｂ３が、それぞれ鋼管２８の両端面から外側へ長さＬ３で突出するように配置する。なお、図示を省略するが、鋼管２８へのブレース材２６の挿通後、鋼管２８の一方端の開口部に鍔（ツバ）を設け、ブレース材２６の端部Ｂ３にストッパー部材を設けて、鋼管２８内でのブレース材２６の偏りを防止する。

続いて、図６（ｄ）に示すように、予めボルト孔３２Ａ、３２Ｂに合わせてボルト孔３２Ｃが形成されると共に架構１６（図１参照）に設けられた接合部２２Ｃ、２２Ｄのウェブ２３Ａの一方の面に対して、補強プレート３０の表面３０Ａを当てて、ボルト孔３２Ａ、３２Ｂ、及びボルト孔３２Ｃへ高力ボルト３４を挿入してナット３６を締結し、ブレース材２６の一方の端部Ｂ３をそれぞれ接合する。同様にして、ブレース材２６の他方の端部Ｂ２をそれぞれ接合部２２Ａ、２２Ｂに接合する。このようにして、図１に示すように、架構１６の構面１８内に２つの座屈補剛ブレース１０が接合される。

次に、本発明の実施形態の作用について説明する。

図４（ｂ）に示すように、座屈補剛ブレース１０では、ブレース材２６の上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃを切断しているため、上フランジ２６Ｂ及び下フランジ２６Ｃを切断せずに接合する場合に比べて、ブレース材２６の軸中心（ＢＯ）と接合部２２Ａ〜２２Ｄとが近づくことになる。これにより、構面１８（図１参照）内でのブレース材２６の偏心を防ぐことができる。

また、座屈補剛ブレース１０では、ブレース材２６を接合部２２Ａ〜２２Ｄに片面側から接合することができるので、接合作業時にブレース材２６の両面側で作業する必要が無く、２枚のガセットプレートでブレース材及び接合部を挟んで接合するものに比べて、座屈補剛ブレース１０の接合作業を容易に行うことができる。さらに、補強プレート３０によってブレース材２６の断面積の欠損が補われるので、溶接接合方式に比べて断面の欠損が多くなるボルト接合方式を積極的に用いることができる。これにより、ブレース材２６の接合作業において溶接を行わなくて済み、座屈補剛ブレース１０の接合作業を容易に行うことができる。

さらに、座屈補剛ブレース１０では、ブレース材２６のウェブ２６Ａ、上フランジ２６Ｂ、及び下フランジ２６Ｃで囲まれた領域内に補強プレート３０が溶接されるので、補強プレート３０の大きさに合わせてブレース材２６の両端部を拡幅する必要はない。このため、座屈補剛ブレース１０全体が大型化するのを抑えることができる。また、ブレース材２６の接合される部位が、接合部２２Ａ〜２２Ｄのウェブ２３Ａ、上フランジ２３Ｂ、及び下フランジ２３Ｃで囲まれた領域に内包されるので、接合部２２Ａ〜２２Ｄの省スペース化も可能となる。

また、図５及び前述の条件式Ａに示すように、座屈補剛ブレース１０は、ボルト孔３２Ｂが形成された補強プレート３０の断面積Ｓ２に補強プレート３０の強度Ｋ１を乗じた値が、切断片２６Ｆの合計の断面積Ｓ１とボルト孔３２Ａによる欠損部の合計の断面積Ｓ３との合計にブレース材２６の強度Ｋ２を乗じた値以上の大きさとなっている。即ち、条件式Ａとなっているので、座屈補剛ブレース１０では、補強プレート３０で補強した後のブレース材２６全体の耐力が、元のブレース材２６の耐力以上となり、接合部２２Ａ〜２２Ｄにおけるブレース材２６の耐力が低下するのを抑えることができる。

次に、架構１６に接合された座屈補剛ブレース１０の変形について説明する。

図１において、地震により建物２０の架構１６が変形し、座屈補剛ブレース１０に対して引張力が働いた場合は、ブレース材２６の引張耐力によって架構１６の変形が抑えられる。一方、座屈補剛ブレース１０に対して圧縮力が働いた場合は、ブレース材２６が座屈変形しようとするが、鋼管２８がブレース材２６の座屈変形を抑制する。そして、ブレース材２６の圧縮耐力によって架構１６の変形が抑えられる。このように、座屈補剛ブレース１０は、引張力及び圧縮力に耐力を持っている。

図３（ｂ）に示すように、座屈補剛ブレース１０では、補強プレート３０の長さＬ４がブレース材２６の端部Ｂ２、Ｂ３の長さＬ３よりも長いため、軸方向（矢印Ｘ方向）における補強プレート３０の端部は鋼管２８内に配置されている。ここで、構面１８（図１参照）に外力が作用してブレース材２６が変形するとき、鋼管２８の外側のブレース材２６、即ちブレース材２６の端部Ｂ２、Ｂ３に形成される塑性ヒンジの箇所には、補強プレート３０の端部が位置しない。これにより、塑性ヒンジの箇所におけるブレース材２６の過度の変形を抑えることができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されない。

構面１８内に接合する座屈補剛ブレース１０の数は、１つであってもよく、２つ以上の複数であってもよい。また、ブレース材２６の切断片２６Ｆの形状は、長方形に限定されるものではなく、曲線部分を有する形状であってもよい。さらに、ブレース材２６の端部Ｂ２、Ｂ３に形成されるボルト孔３２Ａは、１０箇所に限定されるものではなく、２箇所以上の複数箇所で設定されていてもよい。

鋼管２８は、四角形の筒体以外に丸形や多角形の断面を有するものであってもよい。また、ブレース材２６の軸方向におけるリブプレート３８Ａ〜３８Ｄを設ける位置は、７箇所に限定されるものではなく、ブレース材２６の中央と両端部の３箇所以上の複数箇所で設定してもよい。さらに、図７に示すように、ブレース材２６は、端部Ｂ２、Ｂ３が平面視で左右逆対称に形成されているものであってもよい。

１０ 座屈補剛ブレース（座屈補剛ブレース）
１８ 構面（構面）
２２Ａ 接合部（接合部）
２２Ｂ 接合部（接合部）
２２Ｃ 接合部（接合部）
２２Ｄ 接合部（接合部）
２６ ブレース材（ブレース材）
２６Ａ ウェブ（ウェブ）
２６Ｂ 上フランジ（フランジ）
２６Ｃ 下フランジ（フランジ）
２６Ｅ 平面部（平坦面）
２６Ｆ 切断片
２８ 鋼管（補剛筒体）
３０ 補強プレート（プレート）
３２Ａ ボルト孔（ブレース側ボルト孔、ボルト孔）
３２Ｂ ボルト孔（ブレース側ボルト孔、ボルト孔）
３２Ｃ ボルト孔（接合部側ボルト孔）
３４ 高力ボルト（ボルト）
Ｃ 切断面（切断面）

Claims (6)

1. 構面内に斜めに配置されるＩ形鋼又はＨ形鋼からなるブレース材と、前記ブレース材へ外挿される補剛筒体と、を有する座屈補剛ブレースを前記構面内に設けられた接合部に接合する座屈補剛ブレースの接合方法において、
   前記ブレース材の端部のフランジを切断する工程と、
   前記ブレース材の前記フランジが切断された側のウェブにプレートを溶接し、前記フランジの切断面と前記プレートの表面を揃える工程と、
   前記ブレース材のウェブと前記プレートにブレース側ボルト孔を形成する工程と、
   接合部側ボルト孔が形成された接合部に前記プレートを当てて、前記ブレース側ボルト孔及び前記接合部側ボルト孔へボルトを挿入して接合する工程と、
   を有する座屈補剛ブレースの接合方法。
2. 前記接合部をＨ形鋼で形成し、
   前記プレートの表面を前記Ｈ形鋼のウェブに接触させる請求項１に記載の座屈補剛ブレースの接合方法。
3. Ｉ形鋼又はＨ形鋼からなり、構面内に設けられた接合部に接合される側のフランジが切断されたブレース材と、
   前記ブレース材へ外挿される補剛筒体と、
   前記ブレース材の前記フランジが切断された側のウェブに溶接され、表面が前記フランジの切断面と揃えられたプレートと、
   前記ブレース材のウェブ及び前記プレートに形成されボルトが挿入されるボルト孔と、
   を有する座屈補剛ブレース。
4. 前記ボルト孔が形成された前記プレートの断面積に前記プレートの強度を乗じて得られる耐力が、前記フランジの切断片の断面積に前記ブレース材の強度を乗じて得られる耐力以上の大きさである請求項３に記載の座屈補剛ブレース。
5. 前記プレートは、前記ブレース材の前記ウェブの平坦面に溶接されている請求項３又は請求項４に記載の座屈補剛ブレース。
6. 前記プレートの端部が前記補剛筒体内に配置されている請求項３から請求項５のいずれか１項に記載の座屈補剛ブレース。

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