JP6050271B2 - 座屈拘束ブレースの接合構造 - Google Patents

Description

この発明は、２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造に関する。

従来の一般的な座屈拘束ブレースは、新築建物への取付を想定した一体の構造のものであった。ところが座屈拘束ブレースを、例えば建物内部の耐震改修に活用する場合があり、その場合に、耐震改修の箇所までクレーン等の重機を使わずエレベータなどで搬入できることが要求される。そのため、このような用途に適合する座屈拘束ブレースでは、運搬時の部材長さや重量の制約が大きい。

特許第３８７５９２４号公報

上記課題を解決するために、複数のブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースを構成するようにしたものが提案されている（例えば特許文献１）。この場合、複数のブレース分割体に分割して座屈拘束ブレースを現場まで搬入できるので、運搬時の部材長さや重量の制約を達成できる。しかし、上記提案例では、各ブレース分割体の両端部を断面十字状の接合部とし、これらの接合部を躯体への接合や、ブレース分割体同士の接合に用いているので、ブレース分割体同士の接合部の納まりが悪くコストも高くなるという問題点がある。

この発明の目的は、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合にも、運搬時の部材長さや重量の制約を達成でき、かつ納まり良くコストも低減できる座屈拘束ブレースの接合構造を提供することである。

この発明の座屈拘束ブレースの接合構造は、それぞれ平板状の芯材を拘束材で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造であって、
前記両座屈拘束ブレース分割体の互いの接合側の芯材の端部を、拘束材よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部とし、前記両芯材接合側突出部を互いに向き合わせ、かつ前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んでボルトにより接合し、前記芯材接合側突出部を、前記芯材の前記拘束材で挟まれた部分である座屈拘束部の芯材幅よりも両側へ広げ、この芯材幅よりも広がった部分で前記添え板と共に前記ボルトにより接合したことを特徴とする。

この構成によると、２本の座屈拘束ブレース分割体に分割し、これを接合する構成であるため、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合に、個々の座屈拘束ブレース分割体毎に運搬できて、運搬時の部材長さや重量の制約を達成できる。２本の座屈拘束ブレース分割体の芯材を相互に接合するが、平板状の芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んでボルトにより接合するため、十字状の芯材接合側突出部に比べて、座屈拘束ブレース分割体の相互の接合部分の断面寸法が小さく、そのため納まり良くコストも低減できる。２本の座屈拘束ブレース分割体同士の接合は、平板状の芯材同士の接合であるが、上記のように添え板で挟み込んでボルトにより接合する構成であるため、必要な接合の機能を確保できる。
また、座屈拘束部の芯材幅よりも両側へ広げ、その芯材幅よりも広がった部分で添え板による接合を行うため、芯材接合側突出部のボルト孔による断面欠損が補われて、芯材接合側突出部で座屈することが回避され、また圧縮力や引張力の伝達が良好に行える。

この発明において、前記添え板は長手方向に延びる補強リブが１箇所以上に設けられ、この補強リブと両側の前記座屈拘束ブレース分割体の前記拘束材との間に、前記芯材の厚み程度の隙間を設けても良い。
芯材接合側突出部は拘束材による座屈拘束機能は得られないが、添え板に補強リブを設けることで、芯材が芯材接合側突出部で座屈することが回避できる。補強リブと拘束材との間の隙間は、製造誤差などに対する施工性の向上に役立つ。

この発明において、前記補強リブの高さを前記拘束材の断面高さ以下としても良い。
補強リブの高さを前記拘束材の断面高さ以下とすることで、補強リブを設けながら、２本の座屈拘束ブレース分割体の接合部分の断面が他の部分よりも大きくなることを回避できて、納まりが良くなる。

この発明において、前記両座屈拘束ブレース分割体の躯体との接合側の芯材の端部を、前記拘束材よりも突出させた躯体接合側突出部とし、これら躯体接合側突出部の両面の中央に長手方向に沿う接合用リブを設け、これら躯体接合側突出部と接合用リブとで、前記躯体と接合する断面十字状の躯体継手部を形成しても良い。
座屈拘束ブレースの柱や梁等の躯体への接合箇所は、断面十字状の躯体継手部とすることで、躯体との接合が堅固に行える。躯体への接合箇所を断面十字状とした場合も、座屈拘束ブレース分割体同士の接合部は平板状とすることで、収まりが良くなる。

この発明の座屈拘束ブレースの接合構造は、それぞれ平板状の芯材を拘束材で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造であって、前記両座屈拘束ブレース分割体の互いの接合側の芯材の端部を、拘束材よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部とし、前記両芯材接合側突出部を互いに向き合わせ、かつ前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んでボルトにより接合し、座屈拘束部の芯材幅よりも両側へ広げ、その芯材幅よりも広がった部分で添え板と共に前記ボルトにより接合したため、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合にも、運搬時の部材長さや重量の制約を達成でき、かつ納まり良くコストも低減できる。

（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接合構造の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるＩB−ＩB矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＩC−ＩC矢視断面図である。 同接合構造における座屈拘束ブレース分割体の芯材接合側突出部を示す平面図である。 （Ａ）は同接合構造における添え板の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIIIB−IIIB矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIIIC−IIIC矢視平面図である。 （Ａ）は２本の座屈拘束ブレース分割体の接合前の状態を示す斜視図、（Ｂ）は同座屈拘束ブレース分割体の断面図である。 同座屈拘束ブレース分割体の分解斜視図である。 （Ａ）はこの発明の他の実施形態にかかる座屈拘束ブレースの接合構造の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIB −VIB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるVIC −VIC 矢視断面図である。 （Ａ）は同接合構造における添え板の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIIB−VIIB矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるVIIC−VIIC矢視平面図である。 （Ａ）はこの発明のさらに他の実施形態にかかる座屈拘束ブレースの接合構造の平面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるVIIIB −VIIIB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるVIIIC −VIIIC 矢視断面図である。 （Ａ）は同接合構造における添え板の正面図、（Ｂ）は（Ａ）におけるIXB −IXB 矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）におけるIXC −IXC 矢視平面図である。

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。この座屈拘束ブレースの接合構造は、図４（Ａ）に斜視図で示すように、それぞれ平板状の芯材２を一対の拘束材３，３で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体１Ａ，１Ａを直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとするものである。座屈拘束ブレース分割体１Ａは、図５に分解斜視図で示すように、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３，３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ＬＹ材（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の一端部は、座屈拘束ブレース分割体１Ａの建物躯体（柱や梁等の鉄骨材）との継手となる躯体接合側突出部２ａであり、前記拘束材３よりも突出させられている。この躯体接合側突出部２ａは、その両面の中央に長手方向に沿う接合用リブ２ｂを有し、これら躯体接合側突出部２ａと接合用リブ２ｂとで、前記躯体と接合する断面十字状の躯体継手部２Ａが形成されている。前記躯体接合側突出部２ａおよび接合用リブ２ｂには、複数のボルト孔９が穿設されている。両座屈拘束ブレース分割体１Ａの互いの接合側となる芯材２の他端部は、拘束材３よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部２ｃとされている。拘束材３は、芯材２の前記躯体継手部２Ａおよび芯材接合側突出部２ｃを除く芯材２の略全体を覆うように配置されている。

前記一対の拘束材３，３は、図５のように、それぞれ前記芯材２側が開口した溝形鋼材４と、この溝形鋼材４内に充填したモルタル５とを有する。モルタル５の代わりにコンクリートを充填しても良い。溝形鋼材４は、ウェブ４ａの両端から垂直に立ち上がる両フランジ４ｂが不等辺となった溝形断面に鋼板を折り曲げた曲げ加工品である。前記両フランジ４ｂのうち、幅寸法を長くした一方のフランジ４ｂの内面における芯材２の配置される高さ相当位置には、溝形鋼材４の長さ方向に延びて芯材２を幅方向に位置規制する棒状のスペーサ７が溶接等により固定されている。上記幅寸法を長くしたフランジ４ｂは、他方の拘束材３の溝形鋼材４における幅寸法の短い方のフランジ４ｂの外面に被さり、その被さり部分が互いに溶接等で接合されている。前記各溶接および後述の各溶接にはフレア溶接などが用いられる。

溝形鋼材４の両端部には、それらの端部開口を閉塞する蓋片４ｃがそれぞれ設けられ、これら両蓋片４ｃと、前記ウェブ４ａおよび両フランジ４ｂにより、溝形鋼材４内が方形箱状に囲まれている。これにより、溝形鋼材４の長さ方向に延びて芯材２を幅方向に位置規制する棒状の前記スペーサ７（図５）は、芯材２の芯材接合側突出部２ｃ側に向く端部が前記蓋片４ｃよりも若干内側に位置させてある。前記両蓋片４ｃのうち、前記芯材２の躯体継手部２Ａ側に向く蓋片４ｃには、溝形鋼材４内側に延びて芯材２の躯体継手部２Ａの接合用リブ２ｂの一部が係合する凹部４ｃａが形成されている。また、芯材２のモルタル５と対向する表面、またはモルタル５の芯材２と対向する表面には、アンボンド材８が貼り付けられる。アンボンド材８は、例えば板状ないしシート状のブチルゴム等からなる。図４（Ｂ）には、前記座屈拘束ブレース分割体１Ａの断面図を示す。

この座屈拘束ブレースの接合構造では、図２のように、前記両座屈拘束ブレース分割体１Ａの芯材２の芯材接合側突出部２ｃ同士を互いに向き合わせ、かつこれら両芯材接合側突出部２ｃを、図１のように、２枚の添え板１１，１１で挟み込んでボルト１２により接合している。ボルト１２には、例えば高力ボルトが用いられる。両芯材接合側突出部２ｃの端面間には若干の隙間を設けているが、互いに突き合わせても良い。
図３（Ａ）〜（Ｃ）には、前記添え板１１の正面図、側面図、および裏面図を示す。具体的には、前記芯材２における芯材接合側突出部２ｃは、図２のように、芯材２における両拘束材３，３で挟まれた部分である座屈拘束部の芯材幅よりも両側へ広げられており、その広げられた部分にボルト孔１３が設けられている。また、図３（Ｃ）のように、添え板１１にも、前記芯材接合側突出部２ｃのボルト孔１３に対応する位置にボルト孔１４が設けられていて、互いに突き合わせた芯材接合側突出部２ｃ同士を、芯材２の座屈拘束部の芯材幅よりも広がった部分で前記添え板１１と共に前記ボルト１２により接合している。すなわち、前記ボルト１２の接合位置は、前記座屈拘束部の芯材幅よりも外側に設定されている。これにより、座屈拘束ブレースに加わる引っ張り力および圧縮力は添え板１１を介して両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａに伝達される。芯材接合側突出部２ｃは平板状であるため、相応の縮み代を簡便に設置することができ、トータルコストが削減される。

この実施形態では、図１のように、前記添え板１１に、座屈拘束ブレースの長手方向に延びる１本の補強リブ１５が、添え板１１の幅方向中央位置に溶接等により設けられている。補強リブ１５が設けられることにより、添え板１１の曲げ剛性が高められ、芯材２が拘束材３から突出して座屈拘束されていない箇所で座屈することが回避される。また、前記補強リブ１５の両端と、両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの拘束材３との間には、芯材２の厚み程度の隙間ｔｃが設けられている。この隙間ｔｃおよび前記芯材接合側突出部２ｃ同士の間の隙間は、製造誤差等に対応する施工性の向上を目的とした隙間である。前記補強リブ１５の高さは、拘束材３の断面高さ以下としている。これにより、両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの接合部での納まりがより良くなる。また、両添え板１１のうち、一方の添え板１１の下面の両側縁には、図３のように、座屈拘束ブレースの長手方向に沿って延びる丸鋼などからなる棒状の補強スペーサ１６が溶接等により設けられている。この補強スペーサ１６により、添え板１１の補強が図られると共に、芯材２の前記芯材接合側突出部２ｃに対する添え板１１の幅方向への位置規制が図られる。この補強スペーサ１６は、場合によっては省略しても良い。また、芯材２の芯材接合側突出部２ｃの断面積は、芯材２の拘束材部の芯材の断面積よりも大きくされていて、芯材として十分に機能するようにされている。

このように、この座屈拘束ブレースの接合構造によると、両座屈拘束ブレース分割体１Ａの互いの接合側の芯材２の端部を、拘束材３よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部２ｃとし、これら両芯材接合側突出部２ｃを互いに突き合わせ、かつ両芯材接合側突出部２ｃを２枚の添え板１１で挟み込んでボルト１２により接合したので、耐震改修等の用途に座屈拘束ブレースを用いる場合にも、運搬時の部材長さや重量の制約を達成でき、かつ納まり良くコストも低減できる。

図６および図７は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、先の実施形態の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板１１に、座屈拘束ブレースの長手方向に延びる３本の補強リブ１５が、添え板１１の幅方向中央位置とその中央位置から幅方向に等距離振り分けた位置とにそれぞれ設けられている。これにより、補強リブ１５による補強効果が増大するため、添え板１１の曲げ剛性をさらに高めることができる。その他の構成および作用効果は先の実施形態の場合と同様である。図６は両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの接合部の平面図および各断面を示し、図７は添え板１１の正面図、断面図、および裏面図をそれぞれ示す。

図８および図９は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図１〜図５に示す先の実施形態の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板１１に、座屈拘束ブレースの長手方向に延びる断面Ｔ字状の１本の補強リブ１５Ａが、添え板１１の幅方向中央位置に設けられている。この場合、補強リブ１５Ａは１本であるが断面Ｔ字状であるため、図１〜図５に示した実施形態の場合の単調な断面形状の補強リブ１５に比べて補強効果が増大することとなり、添え板１１の曲げ剛性をさらに高めることができる。その他の構成および作用効果は図１〜図５に示した先の実施形態の場合と同様である。図８は両側の座屈拘束ブレース分割体１Ａの接合部の平面図および各断面を示し、図９は添え板１１の正面図、断面図、および裏面図をそれぞれ示す。

１Ａ…座屈拘束ブレース分割体
２…芯材
２ａ…躯体接合側突出部
２ｂ…接合用リブ
２ｃ…芯材接合側突出部
２Ａ…躯体継手部
３…拘束材
１１…添え板
１２…ボルト
１５，１５Ａ…補強リブ
ｔｃ…隙間

Claims (4)

1. それぞれ平板状の芯材を拘束材で挟み付けた２本の座屈拘束ブレース分割体を直列に接合して１本の座屈拘束ブレースとする座屈拘束ブレースの接合構造であって、
   前記両座屈拘束ブレース分割体の互いの接合側の芯材の端部を、拘束材よりも突出させた平板状の芯材接合側突出部とし、前記両芯材接合側突出部を互いに向き合わせ、かつ前記両芯材接合側突出部を２枚の添え板で挟み込んでボルトにより接合し、
   前記芯材接合側突出部を、前記芯材の前記拘束材で挟まれた部分である座屈拘束部の芯材幅よりも両側へ広げ、この芯材幅よりも広がった部分で前記添え板と共に前記ボルトにより接合したことを特徴とする座屈拘束ブレースの接合構造。
2. 請求項１に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記添え板は長手方向に延びる補強リブが１箇所以上に設けられ、この補強リブと両側の前記座屈拘束ブレース分割体の前記拘束材との間に、前記芯材の厚み程度の隙間を設けた座屈拘束ブレースの接合構造。
3. 請求項１または請求項２に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記補強リブの高さを前記拘束材の断面高さ以下とした座屈拘束ブレースの接合構造。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレースの接合構造において、前記両座屈拘束ブレース分割体の躯体との接合側の芯材の端部を、前記拘束材よりも突出させた躯体接合側突出部とし、これら躯体接合側突出部の両面の中央に長手方向に沿う接合用リブを設け、これら躯体接合側突出部と接合用リブとで、前記躯体と接合する断面十字状の躯体継手部を形成した座屈拘束ブレースの接合構造。

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