JP6150869B2 - Brace material and method for assembling brace material - Google Patents
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Description
本発明は、地震発生時の地震エネルギーを吸収する軸力材と、これを補剛する補剛管とを具備するブレース材及びブレース材の組立方法に関する。 The present invention relates to a brace material including an axial force material that absorbs seismic energy when an earthquake occurs and a stiffening tube that stiffens the material, and a method for assembling the brace material.
従来、ブレース材は、地震エネルギーを吸収し、建築構造物の柱や梁などの主要構造部材の損傷を低減するための耐震、制振・耐震ダンパーとして建築構造物に設置される。座屈拘束ブレースは、一般的には軸力材、補剛管、及び主架構に接合するための接合部で構成される。地震による建築構造物の振動により、座屈拘束ブレースは軸方向に圧縮される。座屈拘束ブレースの軸方向の圧縮は、座屈拘束ブレースの軸力材が負担する。軸方向圧縮により軸力材が座屈することなくブレース軸方向に塑性変形するように、座屈拘束ブレースは、軸力材のたわみ及び座屈を補剛する補剛管を備えている。補剛管は、ブレースに入力された軸力を負担することなく、軸力材の座屈拘束材として軸力材の周囲を覆うよう設けられている。座屈拘束ブレースは、上記の構造により、圧縮軸力作用時にも軸力材の全体座屈の発生を防止ないしは発生時期を遅らせて、安定した軸方向変形を生じせしめて、地震エネルギーの吸収能力を大きくするようになっている。 Conventionally, brace materials are installed in building structures as earthquake-resistant, vibration-damping and earthquake-resistant dampers for absorbing earthquake energy and reducing damage to main structural members such as pillars and beams of building structures. The buckling restrained brace is generally composed of an axial force member, a stiffening tube, and a joint for joining to the main frame. The buckling restrained brace is compressed in the axial direction by the vibration of the building structure due to the earthquake. The axial force material of the buckling restraint brace bears the compression in the axial direction of the buckling restraint brace. The buckling-restrained brace includes a stiffening tube that stiffens the deflection and buckling of the axial force material so that the axial force material is plastically deformed in the axial direction of the brace without buckling due to axial compression. The stiffening tube is provided so as to cover the periphery of the axial force material as a buckling restraining material for the axial force material without bearing the axial force input to the brace. Due to the above structure, the buckling-restrained brace prevents the occurrence of overall buckling of the axial force material even when a compressive axial force is applied, or delays the generation time to cause stable axial deformation, thereby absorbing seismic energy. Is supposed to increase.
従来技術として、軸力材と補剛材とを所定の形態に配置するための溶接作業を排除して、容易に製造することができ、また、重量の増加を防止することができるブレース材が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 As a conventional technique, there is a brace material that can be easily manufactured by eliminating a welding operation for arranging an axial force member and a stiffener in a predetermined form, and can prevent an increase in weight. It is disclosed (for example, see Patent Document 1).
特許文献1に開示されているブレース材は、補剛管を貫通する棒鋼からなる軸力材の両端に、それぞれクレビスがねじ接続されている。そして、補剛管の一方の端部は、補剛管及び軸力材にそれぞれ螺合する止めリングを介して、軸力材の一方の端部にねじ固定されている。軸力材の他方の端部には、鋼管からなるスリーブがねじ固定され、スリーブは長手方向の略半分が補剛管内に貫入し、残りの略半分が補剛管から露出している。このとき、スリーブの外周と補剛管の内周との間に、所定の大きさの隙間が形成されている。したがって、かかるブレース材は、溶接作業をすることなく、軸力材を補剛管に対して所定の位置に配置することができる。
In the brace material disclosed in
しかしながら、スリーブの板厚は、補剛管の内径と軸力材の外径との差の半分よりも小さくする必要がある。また、補剛管の内面は、軸力材のたわみを小さくし十分な補剛性能を発揮するために、軸力材の外面に近い位置にあることが好ましい。このため、スリーブがとれる板厚には自ずと限界があり、かかる限界によって、スリーブの曲げ耐力が小さい場合には、スリーブの補剛管から露出している範囲に曲げによる降伏が生じるおそれがある。スリーブが固定されている側の補剛管の端面から、スリーブがある側の軸力材の端部に固定されたクレビスまでの間は、補剛管に軸力が伝わることなく軸方向に伸縮させる目的で設けられた、ブレースの縮み代として、軸力材の周囲を補剛管で覆っていない。また、補剛管の端面からクレビスまでの間の軸力材の周囲は、スリーブにより覆われているが、スリーブが降伏した場合は、ブレース両端はクレビスによってピン支持されているので構造全体が不安定となり、ブレースが全体座屈するおそれがあった。言うまでもなく、ブレースの縮み代部分における軸力材の折れ曲がりを防止し、補剛管の曲げ剛性ならびに降伏耐力を適性に確保し、製作時にブレースの縮み代を適性に管理して、補剛管に軸力が過大に作用させないようにしてブレースの全体座屈を防止させる必要がある。そのため、スリーブに代わる機構によって軸力材を適切に拘束し、軸力材が補剛管端部の補剛管に覆われていない部分で回転変形して塑性化することがない、曲げ耐力を高めた(耐力が大きい)ブレース材が要請されていた。 However, the plate thickness of the sleeve needs to be smaller than half the difference between the inner diameter of the stiffening tube and the outer diameter of the axial force member. Further, the inner surface of the stiffening tube is preferably located at a position close to the outer surface of the axial force member in order to reduce the deflection of the axial force member and to exhibit sufficient supplementary rigidity. For this reason, there is a limit to the plate thickness that the sleeve can take, and due to this limit, when the bending strength of the sleeve is small, there is a risk of yielding due to bending in the area exposed from the stiffening tube of the sleeve. Between the end face of the stiffening tube on the side where the sleeve is fixed and the clevis fixed on the end of the axial force member on the side where the sleeve is located, the axial force is not transmitted to the stiffening tube, but it expands and contracts in the axial direction. As an allowance for brace shrinkage provided for the purpose of this, the periphery of the axial force member is not covered with a stiffening tube. Also, the periphery of the axial force material between the end face of the stiffening tube and the clevis is covered with a sleeve, but when the sleeve yields, both ends of the brace are pin-supported by the clevis, so the entire structure is not satisfactory. There was a risk that the brace would buckle as a whole. Needless to say, bending of the axial force material at the shrinkage allowance part of the brace is prevented, the bending rigidity and yield strength of the stiffening pipe are ensured appropriately, and the shrinkage allowance of the brace is appropriately managed at the time of manufacture to make the stiffening pipe It is necessary to prevent the entire brace from buckling so that the axial force is not excessively applied. Therefore, the axial force material is appropriately restrained by a mechanism replacing the sleeve, and the axial force material does not rotate and deform at the portion not covered by the stiffening tube at the end of the stiffening tube. There was a demand for a brace material with increased (high yield strength).
本発明は上記要請に応えるものであって、座屈拘束材(補剛管)端部において軸力材の回転変形を適切に拘束し、座屈拘束材(補剛管)に軸力が伝わることなく軸方向に伸縮するための縮み代を適正に確保できるブレース材及びそのブレース材の組立方法を提供することを目的とする。 The present invention responds to the above requirements, and appropriately restrains the rotational deformation of the axial force material at the end of the buckling restraint material (stiffening tube), and the axial force is transmitted to the buckling restraint material (stiffening tube). It is an object of the present invention to provide a brace material that can appropriately secure a shrinkage allowance for expanding and contracting in the axial direction and a method for assembling the brace material.
(1)本発明に係るブレース材は、棒状の軸力材と、前記軸力材が内部を貫通する補剛管と、前記補剛管の長手方向の一方の端部である固定側端部に接合され、かつ前記軸力材の長手方向の一方の端部に接合される固定側口金と、前記軸力材の長手方向の他方の端部に接合される摺動側口金と、前記補剛管長手方向の他方の端部である摺動側端部又は前記摺動側口金に着脱可能に接合されるソケット管と、を備え、前記固定側口金及び前記摺動側口金は、建築構造物に設置するための継手となる接合要素を備え、前記ソケット管は、前記摺動側端部の外周部及び前記摺動側口金の外周部を包囲することを特徴とする。 (1) A brace material according to the present invention includes a rod-shaped axial force material, a stiffening tube through which the axial force material penetrates, and a fixed-side end portion that is one end portion in the longitudinal direction of the stiffening tube. And a fixed side base joined to one end in the longitudinal direction of the axial force member, a sliding side base joined to the other end in the longitudinal direction of the axial force material, and the auxiliary A sliding side end that is the other end in the longitudinal direction of the rigid pipe, or a socket pipe that is detachably joined to the sliding side base, and the fixed side base and the sliding side base include a building structure. It has a joining element to be a joint for installation on an object, and the socket tube surrounds the outer peripheral portion of the sliding side end portion and the outer peripheral portion of the sliding side base.
(2)上記(1)のブレース材において、前記ソケット管と前記補剛管又は前記摺動側口金とは、ねじ接合されていることを特徴とする。
(3)上記(1)及び(2)のブレース材において、前記軸力材は、両側の端部に雄ネジを有し、前記固定側口金及び前記摺動側口金は、前記軸力材が挿入される孔を有し、該孔は、円筒部と、前記軸力材が挿入される方向から見て該円筒部の奥側に、前記軸力材が螺合する雌ネジと、を備え、前記軸力材と前記固定側口金及び前記摺動側口金は、前記雄ネジと前記雌ネジとの螺合により接合されることを特徴とする。
(4)上記(1)〜(3)のブレース材において、前記摺動側口金は、前記補剛管の前記摺動側端部の端面から当該端面と対向する前記摺動側口金の面までの間に隙間があるように前記軸力材に接合されることを特徴とする。
(5)上記(1)〜(4)のブレース材において、前記接合要素は、前記軸力材及び前記補剛管が接合されている側と反対の方向に突出し、前記固定側口金及び前記摺動側口金のそれぞれに接合されていることを特徴とする。
(6)さらに、上記(1)〜(5)のブレース材において、前記ソケット管の前記補剛管を包囲する範囲の内径は、長手方向で一定で、当該範囲の外径は、前記補剛管の長手方向の中央に近づくほど小さくなることを特徴とする。
(2) In the brace material according to (1), the socket tube and the stiffening tube or the sliding side base are screwed together.
(3) In the brace of the above (1) and (2), the axial force member has a Leone di on opposite ends, the stationary die and the slide side base, the axial force member There has a hole to be inserted, the hole includes a cylindrical portion, the back side of the cylindrical portion when viewed from a direction axial force member is inserted, a Mesune di said axial force member is screwed, wherein the axial force member and the fixed-side die and the sliding side base is characterized in that it is joined by screwing between the Leone di and the Mesune di.
(4) In the brace material of (1) to (3) above, the sliding base is from the end surface of the sliding side end of the stiffening tube to the surface of the sliding side cap facing the end surface. The axial force member is joined so that there is a gap between them.
(5) In the brace material of the above (1) to (4), the joining element protrudes in a direction opposite to the side where the axial force member and the stiffening tube are joined, and the fixed side cap and the slide It is characterized by being joined to each of the moving side caps.
(6) Further, in the brace material of the above (1) to (5), an inner diameter of a range surrounding the stiffening pipe of the socket pipe is constant in a longitudinal direction, and an outer diameter of the range is equal to the stiffening It is characterized by becoming smaller as it approaches the center in the longitudinal direction of the tube.
(7)また、本発明に係るブレース材の組立方法は、棒状の軸力材と、前記軸力材が内部を貫通する補剛管と、前記補剛管の長手方向の一方の端部である固定側端部に接合され、かつ前記軸力材の長手方向の一方の端部に接合される固定側口金と、前記軸力材の長手方向の他方の端部に接合される摺動側口金と、前記補剛管長手方向の他方の端部である摺動側端部又は前記摺動側口金に着脱可能に接合されるソケット管と、を備え、前記固定側口金及び前記摺動側口金は、建築構造物に設置するための継手となる接合要素を備え、 前記ソケット管は、前記摺動側端部の外周部及び前記摺動側口金の外周部を包囲するブレース材組立方法であって、前記固定側口金と前記軸力材とを接合する固定側口金接合工程と、前記固定側口金と前記補剛管とを接合する補剛管固定工程と、前記補剛管の前記摺動側端部の外周部に前記ソケット管を通すソケット管嵌合工程と、前記摺動側口金と前記軸力材とを接合する摺動側口金固定工程と、前記ソケット管を前記補剛管又は前記摺動側口金に接合するソケット管接合工程と、を有し、前記ソケット管接合工程は、前記固定側口金接合工程、前記補剛管固定工程、前記ソケット管嵌合工程、及び前記摺動側口金固定工程の後に実施されることを特徴とする。
(8)上記(7)のブレース材の組立方法において、前記摺動側口金固定工程は、前記固定側口金接合工程及び前記補剛管固定工程の後に実施され、前記補剛管の前記摺動側端部の端面から当該端面と対向する前記摺動側口金の面までの隙間調整工程を含むことを特徴とする。
(7) Further, the method for assembling the brace material according to the present invention includes a rod-shaped axial force member, a stiffening tube through which the axial force member passes, and one end portion in the longitudinal direction of the stiffening tube. A fixed side base joined to one fixed side end and joined to one end in the longitudinal direction of the axial force member, and a sliding side joined to the other end in the longitudinal direction of the axial force member And a socket tube detachably joined to the sliding side end or the sliding side base which is the other end in the longitudinal direction of the stiffening tube, and the fixed side base and the sliding side The base includes a joining element serving as a joint for installation in a building structure, and the socket tube is a brace material assembly method that surrounds the outer peripheral portion of the sliding side end portion and the outer peripheral portion of the sliding side base portion. A fixed-side base joining step for joining the fixed-side base and the axial force member; and the fixed-side base and the stiffening tube A stiffening tube fixing step for joining the socket tube, a socket tube fitting step for passing the socket tube through an outer peripheral portion of the sliding side end of the stiffening tube, a sliding side cap and the axial force member. A sliding side base fixing step for joining, and a socket pipe joining step for joining the socket pipe to the stiffening tube or the sliding side base, wherein the socket pipe joining step is the fixed side base joining step. It is performed after the stiffening tube fixing step, the socket tube fitting step, and the sliding side cap fixing step.
(8) In the method for assembling the brace material of (7), the sliding side base fixing step is performed after the fixed side base joining step and the stiffening tube fixing step, and the sliding of the stiffening tube is performed. It includes a gap adjustment step from the end surface of the side end portion to the surface of the sliding side base facing the end surface.
(i)本発明に係るブレース材は、補剛管の長手方向の一方の端部(固定側端部)が固定側口金に接合され、補剛管の長手方向の他方の端部(摺動側端部)の外周がソケット管によって包囲されている。すなわち、ソケット管は、補剛管の外周を包囲するもので、外径寸法及び板厚の制約が無く、大きくすることができるため、ソケット管の曲げ耐力及び剛性を高めることが可能になる。補剛管の摺動側端部と摺動側口金との間は、剛性の高いソケット管によって変形が拘束されており、補剛管の摺動側端部と摺動側口金との間の軸力材の座屈、曲げの発生が抑えられる。これにより、曲げ耐力が高く、座屈が生じ難いブレース材が得られる。 (I) In the brace material according to the present invention, one end portion (fixed side end portion) of the stiffening tube in the longitudinal direction is joined to the fixed base, and the other end portion (sliding in the longitudinal direction of the stiffening tube) The outer periphery of the side end portion is surrounded by the socket tube. In other words, the socket tube surrounds the outer periphery of the stiffening tube, and there is no restriction on the outer diameter and the plate thickness, and the socket tube can be increased in size, so that the bending strength and rigidity of the socket tube can be increased. Between the sliding side end of the stiffening tube and the sliding side base, deformation is constrained by a highly rigid socket tube, and between the sliding side end of the stiffening tube and the sliding side base. Occurrence of buckling and bending of the axial force material can be suppressed. As a result, a brace material having a high bending strength and hardly buckling can be obtained.
(ii)ソケット管と補剛管又は摺動側口金とは、着脱可能に接合されている。これにより、ブレース材の製造時に容易に組み立てが可能である。また、補剛管の摺動側端部と摺動側口金との間の寸法が視認可能になっており、製造時の当該寸法管理が容易であり、ひいてはブレース材の変形性能の管理が容易となり、信頼性の高いブレース材が得られる。また、ブレース材が建築構造物に取り付けられた状態では、地震等による建物の振動がブレース材に入力された後に、ソケット管を外し、補剛管の摺動側端部と摺動側口金との間から軸力材を目視確認する。これにより、軸力材の損傷状況を直接視認することが可能となる。
(iii)軸力材は、固定側口金及び摺動側口金に備えられた孔に挿入され、その孔の奥側にあるねじ部で螺合し接合される。この構成により、軸力材に設けられた雄ネジ部に曲げ変形が生じた場合であっても、軸力材の雄ネジ部周辺での曲げ変形を円筒部で拘束することができるため、軸力材の耐力を向上させることができる。
(iv)補剛管の摺動側端部の端面から当該端面と対向する摺動側口金の面までの間に隙間を持って摺動側口金が接合されている。これにより、ブレース材に建築構造物からの力が加わっても、補剛管の軸方向には力(軸力)が加わらない。この構造により、補剛管の強度を強くする必要がないため、補剛管のコストを低減できる。
(v)接合要素は、軸力材及び補剛管が接合されている側と反対の方向に突出し、固定側口金及び摺動側口金のそれぞれに接合されている。すなわち、接合要素を固定側口金及び摺動側口金とは別体にし、後から接合することにより、接合要素を共通化し、コストを下げることができる。また、各建築構造物に対応して、接合要素を取り替えることも可能となる。
(vi)ソケット管の補剛管を包囲する範囲の内径は、長手方向で一定で、当該範囲の外径は、前記補剛管の長手方向の中央に近づくほど小さくなる。すなわち、ソケット管の外径をテーパー形状にすることにより、長手方向の各位置における強度を確保した上で、軽量化の促進および意匠性の向上を図ることができる。
(Ii) The socket tube and the stiffening tube or the sliding side base are detachably joined. Thereby, an assembly is easily possible at the time of manufacture of a brace material. In addition, the dimension between the sliding side end of the stiffening tube and the sliding base is visible, making it easy to manage the dimensions during manufacturing, and in turn, managing the deformation performance of the brace material. Thus, a highly reliable brace material can be obtained. In addition, when the brace material is attached to the building structure, after the vibration of the building due to an earthquake or the like is input to the brace material, the socket tube is removed, and the sliding end of the stiffening tube and the sliding base Visually check the axial force material from between. Thereby, it becomes possible to visually recognize the damage state of the axial force member.
(Iii) The axial force member is inserted into a hole provided in the fixed side base and the sliding side base, and is screwed and joined by a screw portion on the back side of the hole. With this configuration, even when bending deformation occurs in the male thread portion provided on the axial force member, the bending deformation around the external thread portion of the axial force member can be constrained by the cylindrical portion. The strength of the strength material can be improved.
(Iv) The sliding base is joined with a gap between the end face of the sliding side end of the stiffening tube and the surface of the sliding base facing the end face. Thereby, even if the force from the building structure is applied to the brace material, no force (axial force) is applied in the axial direction of the stiffening tube. With this structure, it is not necessary to increase the strength of the stiffening tube, so the cost of the stiffening tube can be reduced.
(V) The joining element protrudes in a direction opposite to the side where the axial force member and the stiffening tube are joined, and is joined to each of the fixed side base and the sliding side base. That is, by separating the joining element from the fixed side base and the sliding side base and joining them later, the joining elements can be made common and the cost can be reduced. Moreover, it becomes possible to replace a joining element corresponding to each building structure.
(Vi) The inner diameter of the range surrounding the stiffening tube of the socket tube is constant in the longitudinal direction, and the outer diameter of the range becomes smaller as it approaches the center in the longitudinal direction of the stiffening tube. That is, by making the outer diameter of the socket tube into a tapered shape, it is possible to promote weight reduction and improve design properties while ensuring strength at each position in the longitudinal direction.
(vii)ソケット管接合工程は、固定側口金接合工程、補剛管固定工程、ソケット管嵌合工程、及び摺動側口金固定工程の後に実施されることにより、上述の補剛管の摺動側端部と摺動側口金との間の寸法を視認しながらブレース材を組み立てることができる。
(viii)摺動側口金固定工程は、補剛管の摺動側端部の端面から当該端面と対向する摺動側口金の面までの隙間調整工程を含むことにより、補剛管の摺動側端部と摺動側口金との間の寸法が視認可能であり、さらに精度の良い寸法管理が可能となる。
(Vii) The socket tube joining step is performed after the fixed side cap joining step, the stiffening tube fixing step, the socket tube fitting step, and the sliding side cap fixing step, thereby sliding the stiffening tube described above. The brace material can be assembled while visually recognizing the dimension between the side end and the sliding base.
(Viii) The sliding side cap fixing step includes a gap adjusting step from the end surface of the sliding side end of the stiffening tube to the surface of the sliding side cap facing the end surface, thereby sliding the stiffening tube. The dimension between the side end portion and the sliding side base can be visually recognized, and more accurate dimension management is possible.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施の形態によって本発明が限定されるものではない。各図は模式的に示すものであって、各部材の相対的な大きさや板厚等は図示する寸法に限定されるものではない。また、以下の図面では各構成部材の大きさの関係が実際のものとは異なる場合がある。また、図において各部分に付された符号について、添え字(a、b等)を付していない場合は、添え字が付された符号を総称しているものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiments described below. Each figure is shown schematically, and the relative size and thickness of each member are not limited to the illustrated dimensions. Moreover, in the following drawings, the relationship of the size of each component may be different from the actual one. In addition, in the figure, when the reference numerals attached to the respective parts are not attached with subscripts (a, b, etc.), the reference numerals attached with subscripts are collectively referred to.
[実施の形態1]
図1は、本発明の実施の形態1に係るブレース材の側面図である。図2は、図1のブレース材の中心軸を通る断面を示した図である。また、図1及び図2において、ブレース材の長手方向は、省略して示してある。なお、図1及び図2における左側を「長手方向の一方」と、右側を「長手方向の他方」と称する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a side view of a brace material according to
ブレース材100は、棒状の軸力材10と、軸力材10の外周を覆う円筒形状の補剛管20を有する。中心軸101は、ブレース材100の中心軸であり、軸力材10の中心軸と同じである。補剛管20の中心も中心軸101と同じ位置になるように配置されている。つまり、軸力材10は、円筒形状の補剛管20の内部の中心を長手方向に貫通するものである。軸力材10は、補剛管20により外周を包囲され、変形が拘束される。軸力材10の長手方向の一方の端部11aは、固定側口金30に接合されている。また、補剛管20の長手方向の一方の端部である固定側端部21aも、固定側口金30に接合されている。
The
軸力材10の長手方向の他方の端部11bは、摺動側口金60に接合されている。補剛管20の長手方向の他方の端部である摺動側端部21bは、摺動側口金60から距離Aをおいて配置されている。つまり、補剛管20の摺動側端部21bの端面から、その端面と対向する摺動側口金60の面までの間に隙間を設けている。補剛管20の摺動側端部21bは、内部が円筒形状であるソケット管50により外周を包囲されている。ソケット管50の摺動側口金60側の端部は、摺動側口金60に着脱可能に接合されている。
The
固定側口金30及び摺動側口金60は、軸力材10が接合されている側と反対方向に突出するクレビス40が接合されている。クレビス40は、本発明の「接合要素」に相当するものである。クレビス40は、固定側口金30に接合されている方をクレビス40a、摺動側口金60に接合されている方をクレビス40bと称する。なお、クレビス40aを、本発明の「第1接合要素」と称し、クレビス40bを、「第2接合要素」と称する。クレビス40は、ブレース材100を建築構造物(図示しない)に設置するための継手となる。
The fixed
図3は、図1のブレース材の固定側口金30側の断面の拡大図である。図4は、図1のブレース材の摺動側口金60側の断面の拡大図である。以下、図3及び図4に基づき、各部品の詳細について説明する。
FIG. 3 is an enlarged view of a cross section of the brace material of FIG. 1 on the fixed
(軸力材)
軸力材10は、長尺材であって、断面円形の棒鋼である。実施の形態1においては、断面円形の鉄鋼製の棒材である軸力材10が示されているが、軸力材10は、鋼管又は平板を断面十字に接合したものであってもよく、ブレース材100の中心軸101に対し垂直な面で切った断面形状は限定されるものではない。軸力材10の長手方向の一方の端部11aには、雄ネジ12aが形成されている。また、軸力材10の長手方向の他方の端部11bには、雄ネジ12bが形成されている。なお、軸力材10は、塑性変形可能な材料によって形成すると、軸力材10が塑性変形する際にブレース材100に入力されたエネルギーを吸収し、より高い耐震、制振ダンパーとしての効果が得られる。また、軸力材10の外周面と補剛管20の内周面とが摺動する際の異音を防止するため、及び軸力材10と補剛管20との摩擦による軸力の過大な上昇を防止するため、軸力材10の外周面に例えば合成樹脂製のライナー材を設置してもよい。
(Axial force material)
The
(補剛管)
補剛管20は、断面円形の鋼管であり、管内部に軸力材10が貫通可能になっている。なお、補剛管20は、円筒形状に限られない。軸力材10が軸力によりたわんだ際に、軸力材10が座屈しないようそのたわみを拘束できれば、例えば、断面が四角形の筒であってもよい。
(Stiffening tube)
The stiffening
補剛管20の長手方向寸法は、軸力材10の端部11a及び補剛管20の固定側端部21aが固定側口金30に固定された際に、補剛管20の摺動側端部21bから軸力材10の他方の端部11bが突出するように構成されている。実施の形態1においては、補剛管20は、軸力材10よりも短い。また、補剛管20の固定側端部21aには、外周側に雄ネジ22aが形成されている。雄ネジ22aは、固定側口金30に形成された補剛管螺合雌ネジ部34と螺合し、補剛管20と軸力材10とが長手方向に相対的に動かないように固定される。
The longitudinal dimension of the stiffening
図4に示されるように、補剛管20の摺動側端部21bの端面から、軸力材10の端部11bに接合されている摺動側口金60の端面までは、距離Aがとられている。距離Aが取られていることにより、実施の形態1のブレース材100においては、補剛管20には、軸力(ブレース材100の中心軸101方向に働く力)が入力されないという前提で設計することができる。補剛管20に軸力が入力されない前提で設計すると、補剛管20は、軸力が作用する場合と比較して、板厚を薄く、また外径をより小さくすることができる。これにより、補剛管20を大きくする必要がなく、ブレース材100のコスト及び重量を抑えることができる。したがって、補剛管20に軸力が伝わらないよう、距離Aを適切に管理することがブレースの変形性能を担保するうえで重要となる。なお、距離Aは、ブレース材100のサイズ、材料、適用される建築構造物により適宜決められる。
As shown in FIG. 4, the distance A is from the end surface of the sliding
(固定側口金)
固定側口金30は、円柱形状であり、円柱形状の一方の端部から中心に孔31が空けられている。孔31の奥側は、雌ネジ33が形成されている。軸力材10は、雄ネジ12aが孔31に挿入され孔31の奥側に形成されている雌ネジ33と螺合し、固定側口金30と接合される。孔31は、固定側口金30を貫通していても、袋穴になっていてもよい。一方から軸力材10が挿入可能になっており、雌ネジ33よりも手前側に軸力材10が変形した際に当接する支持部32を備えることにより、軸力材10が軸力を受けた場合の雄ネジ12aでの変形を抑えることができる。
(Fixed side cap)
The fixed
実施の形態1において、軸力材10の雄ネジ12aは、相手部品である固定側口金30と螺合するが、ブレース材100が完成した状態において雌ネジ33の口元部で雌ネジと螺合しない雄ネジ部13aが生じる場合がある。その雄ネジ部13aは、具体的には雄ネジ12aの不完全ネジ部であるか、軸力材10や固定側口金30の寸法誤差により雌ネジ33より雄ネジ12aが長いために螺合しない部分である。
In the first embodiment, the
軸力材10は、建築構造物の振動により軸力を受けて変形し、その際に曲げ方向に変形を生じる場合がある。螺合しない雄ネジ部13aは、ネジ山が切ってあり軸力材10の他の円柱形状部分と比較して断面積が小さいため強度及び剛性が低く、またネジの谷形状により応力集中しやすい形状になっている。よって、軸力材10が変形する場合、螺合しない雄ネジ部13aから変形し、軸力材10の破損の起点となってしまう可能性が高い。そこで、軸力材10が変形した場合に、軸力材10を支持部32で当接させて螺合しない雄ネジ部13a周辺の変形を抑えることにより、軸力材10の耐力を向上させることができる。
The
なお、支持部32の内径と軸力材10の外径との間には隙間が必要であるが、その隙間はできるだけ小さい方が望ましい。また、支持部32の中心軸101方向の寸法は、長い方が螺合しない雄ネジ部13a周辺の軸力材10の変形をより抑えることができる。
Note that a gap is required between the inner diameter of the
また、孔31の口元側には、固定側口金の端面から所定の深さの円筒形状の凹みが設けられており、その円筒形状の内周部には補剛管螺合雌ネジ部34が設けられている。補剛管螺合雌ネジ部34は、孔31と同心に設けられている。補剛管20は、補剛管螺合雌ネジ部34に螺合され、ブレース材100の中心軸101の平行方向に、軸力材10と相対的に動かないように接合される。
Further, a cylindrical recess having a predetermined depth from the end face of the fixed base is provided on the mouth side of the
固定側口金30の補剛管螺合雌ネジ部34が設けられている側の端面と反対側の端面には、端面から所定の深さの円筒形状の凹みが設けられており、その円筒形状の内周部にはクレビス螺合雌ネジ部37が設けられている。クレビス螺合雌ネジ部37には、クレビス40aに設けられた雄ネジが接合される。
A cylindrical recess having a predetermined depth from the end surface is provided on the end surface of the fixed-
固定側口金30の端面と外周との間の稜線には、それぞれの端面に向かって外径が小さくなるテーパー部35及び面取部36が形成されている。これにより、固定側口金30の長手方向の各位置における強度を確保した上で、軽量化の促進および意匠性の向上を図ることができる。テーパー部35及び面取部36は、適宜寸法を変更することができ、強度又は意匠性により、テーパー部35を面取に変更しても良いし、面取部36をテーパー形状に変更しても良い。
A
(摺動側口金)
摺動側口金60は、円柱形状であり、円柱形状の一方の端部から中心に孔61が空けられている。孔61の奥側は、雌ネジ63が形成されている。軸力材10は、孔61に挿入され、孔61の奥側に形成されている雌ネジ63と螺合し、摺動側口金60と接合される。孔61は、摺動側口金60を貫通していても、袋穴になっていてもよい。固定側口金30の孔31と同様に、摺動側口金60の孔61においても、一方から軸力材10が挿入可能になっている。孔61は、雌ネジ63よりも軸力材10の挿入方向の手前側に軸力材10が変形した際に当接する支持部62を備えることにより、軸力材10が軸力を受けた場合の雄ネジ12bでの変形を抑えることができる。軸力材10が変形する場合、螺合していない雄ネジ部13bから変形し、軸力材10の破損の起点となってしまう可能性が高い。しかし、軸力材10を支持部62で当接させて螺合しない雄ネジ部13b周辺の変形を抑えることにより、軸力材10の耐力を向上させることができる。
(Sliding side cap)
The sliding
なお、固定側口金30の孔31と同様に、支持部62の内径と軸力材10の外径との間には隙間が必要であるが、その隙間はできるだけ小さい方が望ましい。また、支持部62の中心軸101方向の寸法は長い方が望ましく、螺合しない雄ネジ部13b周辺の軸力材10の変形をより抑えることができる。
In addition, like the
また、摺動側口金60の軸力材10が挿入される側の端面の外周には段差が形成されており、摺動側口金60の中央部は、摺動側口金60の外周よりも径の小さい円柱が端面側に凸している形になっている。当該円柱の外周は、ソケット管50がネジ接合するソケット管螺合雄ネジ部64となっている。
Further, a step is formed on the outer periphery of the end face of the sliding
摺動側口金60のソケット管螺合雄ネジ部64が設けられている側の端面と反対側の端面には、端面から所定の深さの円筒形状の凹みが設けられており、その円筒形状の内周部にはクレビス螺合雌ネジ部67が設けられている。クレビス螺合雌ネジ部67には、クレビス40bに設けられた雄ネジが接合される。
A cylindrical recess having a predetermined depth from the end surface is provided on the end surface of the sliding
摺動側口金60のクレビス40bが接合される側の端面と外周との間の稜線には面取部66が形成されている。これにより、摺動側口金60は、安全性、耐久性を確保し、軽量化の促進、意匠性の向上を図ることができる。面取部66は、適宜寸法を変更することができ、強度又は意匠性によりテーパー形状に変更しても良い。
A chamfered
(クレビス)
クレビス40は、建築構造物(図示しない)に設置するための継手として機能するものであって、円盤状部分41と、円盤状部分41の一方の端面に設置された板状部分42と、板状部分42を貫通する取付用孔44と、円盤状部分41の外周に形成された雄ネジ43とを有している。このとき、取付用孔44の中心線と雄ネジ43の中心線とは直角に交差している。ただし、交差とは、幾何学的に正確に交差する意味ではなく、工業的な誤差は許容するものである。クレビス40は、固定側口金30及び摺動側口金60にそれぞれネジ接合される。クレビス40aとクレビス40bとは、同一形状であればブレース材100全体のコストを抑えることができるが、ブレース材100が適用される建築構造物に応じて異なる形状のものにしても良い。
(Clevis)
The
なお、実施の形態1において、固定側口金30及び摺動側口金60とクレビス40とはそれぞれ別個に製造され、両者がネジ接続によって一体化しているが、本発明はこれに限定するものではない。固定側口金30及び摺動側口金60とクレビス40とが、焼き嵌め等の機械的な接合や溶接等の冶金的な接合によって一体化されてもよく、又は、鋳造等によって当初から一体的に製造されてもよい。
In the first embodiment, the fixed
(ソケット管)
ソケット管50は、内部の長手方向に貫通穴51が設けられ、外周側にテーパー部52と円筒部55とを有する。ソケット管50は、円筒部55の内側に摺動側口金螺合雌ネジ54が形成されている。摺動側口金螺合雌ネジ54には摺動側口金60のソケット管螺合雄ネジ部64が螺合し、ソケット管50と摺動側口金60とが接合される。貫通穴51は、補剛管20の摺動側端部21bを包囲している。貫通穴51の内側面と補剛管20の外周面とは、隙間を持って配置されている。貫通穴51の内側面と補剛管20の外周面との隙間B、及び貫通穴51が補剛管20の摺動側端部21bを包囲している長手方向の長さCは、ブレース材100の組み立て精度、補剛管20、固定側口金30、軸力材10、摺動側口金60、及びソケット管50の各部の精度、軸力材10のたわみの許容量等に応じて適宜決められる。
(Socket tube)
The
ブレース材100が建築構造物の振動により軸力を受けた場合に、軸力材10がたわむ。軸力材10の補剛管20に覆われている部分は、補剛管20によりたわみが拘束されるが、補剛管20の摺動側端部21bから摺動側口金60までの間は距離Aがあり、軸力材10はこの区間においてはたわみが拘束されない。よって、軸力材10のたわみが拘束されない区間(距離Aの区間)において許容される軸力材10の変形量の範囲内で、隙間B及び長さCは設定されればよい。
When the
また、テーパー部52は、外径が先端57に近づくほど小さくなる。このため、補剛管20を補強しつつ、摺動側口金60から補剛管20までの外観面を滑らかに接続しているため、強度を確保しながら意匠性を向上させている。なお、テーパー部52は、通常の円筒形状としても良い。
Further, the tapered
(ブレース材100の組立方法)
ブレース材100は、上記で説明した構造を備えるが、その組立方法を以下に説明する。まず、固定側口金30の雌ネジ33と軸力材10の雄ネジ12aとをネジ接合する。この工程は、本発明の「固定側口金接合工程」に相当する。そして、固定側口金30の補剛管螺合雌ネジ部34と補剛管20の雄ネジ22aとをネジ接合する。この工程は、本発明の「補剛管固定工程」に相当する。その後、補剛管20の摺動側端部21bをソケット管50の貫通穴51に通す。この工程は、本発明の「ソケット管嵌合工程」に相当する。これらの3工程は、製造時の都合により、順序を適宜決定することができる。
(Assembly method of brace material 100)
The
以上の工程が完了後、摺動側口金60の孔61に軸力材10を通し、雌ネジ63に軸力材10の雄ネジ12bとを接合する。この工程は、本発明の「摺動側口金固定工程」に相当する。この工程が完了すると、補剛管20の摺動側端部21bの端面から、軸力材10の端部11bに接合されている摺動側口金60の端面までの距離Aが決まる。この工程には、更に補剛管20の摺動側端部21bの端面から当該端面と対向する摺動側口金60の面までの寸法を確認し、必要に応じて距離Aを調整する工程を含ませることができる。この工程は、本発明の「隙間調整工程」に相当する。摺動側口金固定工程と隙間調整工程により、ブレース材100の変形性能を設計通りに管理できる。
After the above steps are completed, the
その後、ソケット管50の摺動側口金螺合雌ネジ54を摺動側口金60のソケット管螺合雄ネジ部64にネジ接合する。この工程は、本発明の「ソケット管接合工程」に相当する。なお、クレビス40aを固定側口金30に取り付ける工程、及びクレビス40bを摺動側口金60に取り付ける工程については、上記のブレース材100の組立工程前に予め実施しても良いし、上記のブレース材100の組立工程が完了してから実施しても良い。また、クレビス40が固定側口金30及び摺動側口金60と予め一体成形されている場合には、クレビス40の組立工程も不要となる。
Thereafter, the sliding side cap screwed
(比較例)
図5は、比較例である従来のブレース材900の構造を説明する図である。従来技術のブレース材900は、一体型クレビス960から補剛管920の端部までの間に距離A2がある。実施の形態1のブレース材100と同様に、ブレース材100が軸力を受けた場合、この距離A2の部分の軸力材910は、たわんで変形することになる。そのため、従来のブレース材900では、スリーブ970を補剛管920と軸力材910の間に配置し、一体型クレビス960から補剛管920までの間の軸力材910の外周を包囲している。この構造により、軸力材910のたわんで変形しやすい部位の曲げ耐力を向上させている。しかし、従来技術においては、構造上、スリーブ970の厚さは制限されるため、曲げ耐力が十分確保できない場合があった。
(Comparative example)
FIG. 5 is a diagram for explaining the structure of a
(実施の形態1のブレース材100の作用効果)
実施の形態1のブレース材100は、補剛管20の長手方向の一方の端部である、固定側端部21aが固定側口金30に接合され、補剛管20の長手方向の他方の端部である、摺動側端部21bから所定の範囲が、ソケット管50の貫通穴51によって包囲されている。すなわち、ソケット管50は、補剛管20の外周を包囲するもので、その厚さが制限されるものでないから、従来技術のブレース材900のスリーブ970に比較して、外径及び板厚を大きくすることができる。そうすると、補剛管20の摺動側端部21bと摺動側口金60との間は、剛性の高いソケット管50によって軸力材10の変形が拘束されており、補剛管20の摺動側端部21bと摺動側口金60との間の軸力材10の座屈、曲げの発生が抑えられる。これにより、曲げ耐力の高いブレース材100が得られる。
(Operational effect of the
In the
また、ソケット管50と摺動側口金60とは、着脱可能に接合されている。これにより、ブレース材100の製造時に容易に組み立てが可能である。また、補剛管20の摺動側端部21bと摺動側口金60との間の寸法が視認可能になっており、製造時の当該寸法管理が容易であり、ひいてはブレース材100の変形性能の管理が容易となる。また、ブレース材100が建築構造物に取り付けられた状態では、地震等による建物の振動がブレース材100に入力された後に、ソケット管50を外し、補剛管20の摺動側端部21bと摺動側口金60との間から軸力材10を目視確認することができる。これにより、軸力材10の損傷状況を直接視認することが可能となる。
Further, the
また、軸力材10の両端はそれぞれ固定側口金30及び摺動側口金60にネジにより接合されているから、それぞれのネジを逆方向にする(例えば、雄ネジ12aおよび雌ネジ33を右ネジにして、雄ネジ12bおよび雌ネジ63を左ネジにする)ことによって、ブレース材100の両端にある、取付用孔44aと取付用孔44bとの距離を調整することができるから、ブレース材100の建築構造物への設置が容易になる。
Further, since both ends of the
軸力材10は、固定側口金30及び摺動側口金60に備えられた孔31及び孔61に挿入され、孔31及び孔61の奥側にある雌ネジ33及び雌ネジ63で螺合し接合される。この構成により、軸力材10に設けられた雄ネジ11周辺に曲げ変形が生じた場合であっても、軸力材10の雄ネジ11周辺での曲げ変形を支持部32及び支持部62で拘束することができるため、軸力材10の耐力を向上させることができる。
The
補剛管20の摺動側端部21bの端面から当該端面と対向する摺動側口金60の面までの間に距離Aを持って摺動側口金60が接合されている。これにより、ブレース材100に建築構造物からの力が加わっても、補剛管20の軸方向には力(軸力)が加わらない。この構造により、補剛管20の強度を強くする必要がないため、補剛管20のコストを低減できる。
The sliding
クレビス40(本発明の「接合要素」に相当する。)は、軸力材10及び補剛管20が接合されている側と反対の方向に突出し、固定側口金30及び摺動側口金60のそれぞれに接合されている。すなわち、クレビス40を固定側口金30及び摺動側口金60とは別体にし、後から接合することにより、クレビス40を共通化し、コストを下げることができる。また、各建築構造物に対応して、接合要素を取り替えることも可能となる。
The clevis 40 (corresponding to the “joining element” of the present invention) protrudes in the direction opposite to the side where the
ソケット管50の外径は長手方向の一方の端面50a(先端)に向かって(補剛管20の長手方向の中央に近づくほど)、小さくなるから、長手方向の各位置における強度を確保した上で、軽量化の促進および意匠性の向上を図ることができる。
Since the outer diameter of the
また、ブレース材100の組立においては、ソケット管接合工程は、固定側口金接合工程、補剛管固定工程、ソケット管嵌合工程、及び摺動側口金固定工程の後に実施されることにより、上述の補剛管20の摺動側端部21bと摺動側口金60との間の寸法を視認しながらブレース材100を組み立てることができる。さらに、摺動側口金固定工程は、補剛管20の摺動側端部21bの端面から当該端面と対向する摺動側口金60の面までの隙間調整工程を含むことにより、補剛管20の摺動側端部21bと摺動側口金60との間の寸法(距離A)が視認可能である。そのため、さらに精度の良い距離Aの寸法管理が可能となり、ブレース材100の変形性能を設計通りに管理できる。
Further, in the assembly of the
なお、実施の形態1において、ブレース材100の各接合部は、ネジによる接合とされているが、ネジだけでなく他の手段により接合しても良い。ただし、ソケット管50と摺動側口金60との接合部は、ブレース材100が完成した後でも着脱可能な接合方法により接合する必要がある。例えば、側面から止めネジを用いてソケット管50を固定しても良い。
In the first embodiment, each joint portion of the
(試験体)
図6は、本発明の実施の形態1に係るブレース材100の性能を確認するための載荷試験に供する試験体を説明するものであって、各部の長さを定義する側面視の断面図である。なお、一部の符号の記載を省略している。また、表1に試験体(No1、No2)の各部の寸法等を示している。
(Test specimen)
FIG. 6 is a cross-sectional view in side view that defines the length of each part for explaining a test body to be subjected to a loading test for confirming the performance of the
図6において、試験体No.1および試験体No.2について、軸力材10の外径を「DS」と称す。なお、軸力材10の降伏点を「σy」、軸力材10の断面積と降伏点σyとの積は「Ny」と称す。補剛管20の外径を「DB」、板厚を「tB」、クレビス40の一部とソケット管50との長さのうち、補剛管20の長手方向の他方の端面20bからクレビス40bの取付用孔44bの中心までの距離を「lc(エルシー)」、 補剛管20の長手方向の他方の端面20bからソケット管50の長手方向の一方の端面50aまでの距離を「lk(エルケー)」と称す。また、クレビス40aの取付用孔44aの中心から固定側口金30の他方の端面30bまでの距離を「FlJ(エフエルジェイ)」、固定側口金30の他方の端面30bからソケット管50の一方の端面50aまでの距離を「lB(エルビー)」、ソケット管50の一方の端面50aからクレビス40bの取付用孔44bまでの距離を「MlJ(エムエルジェイ)」と、それぞれ称す。
In FIG. 1 and Specimen No. 1 2, the outer diameter of the
また、クレビス40aの取付用孔44aの中心からクレビス40bの取付用孔44bの中心までの距離を「l(エル)」と称す。さらに、軸力材10の外径と補剛管20の内径との差を「eS(イーエス)」、補剛管20の外径とソケット管50との内径との差を「ek(イーケー)」と称する。図6中においては、軸力材10の外周面と補剛管20の内周面との隙間「eS/2」及び補剛管20の外周面とソケット管50の内周面との隙間「eS/2」が図示されている。さらに、ソケット管50の長手方向の一方の端面50a(先端)における板厚を「tK(ティーケー)」と称す。
The distance from the center of the mounting
(比較材)
以下に比較材としての従来のブレース材の性能を確認するための載荷試験に供する試験体を説明する。試験体は、図5に示されている従来のブレース材900であり、各部の長さを定義する側面視の断面図である。また、表2に、比較材(No.3)の各部の寸法等を示している。
(Comparison material)
Below, the test body used for the loading test for confirming the performance of the conventional brace material as a comparison material is demonstrated. The test body is the
図5において、比較材(No.3)であるブレース材900について、軸力材910の外径を「DS」と、補剛管920の外径を「DB」、板厚を「tB」と、それぞれ称す。そして、軸力材910の降伏点を「σy」、軸力材10の断面積と降伏点σyとの積は「Ny」と称す。なお、軸力材910の端部911a、911b(雄ネジ912a、912bが形成されている)には、一体型クレビス940、960(雌ネジ941、961が形成されている)が設置され、一方の一体型クレビス940の接続用孔944の中心と、他方の一体型クレビス960の接続用孔966の中心との距離を「l(エル)」と称する。さらに、軸力材910の一方の端部911a(雄ネジ912aが形成されている)と補剛管920の一方の端部921a(雌ネジ922aが形成されている)とは、口金930(雌ネジ931、雄ネジ932が形成されている)によって接続されている。さらに、軸力材910の他方の端部911bに近い位置に、筒状のスリーブ970が設置され、スリーブ970は補剛管920の他方の端面920bから距離「L(エル)」だけ補剛管920内に侵入している。このとき、スリーブ970の外径と補剛管920の他方の端部921bにおける内面922bとの差を「eS/2(イーエス/2)」と称す。
In FIG. 5, regarding the
(断面二次モーメント)
以上より、試験体No.2におけるソケット管50の内径は、補剛管20の外径DBに補剛管20の外径とソケット管50との内径との差ekから求められ、表1中の値から、「114.3+4.0=118.3(mm)」となる。ソケット管50の外径は、最も小さい部分でソケット管50の内径とソケット管50の端面50aでの板厚tKとから求められ、表1中の値から、「118.3+2×12=142.3(mm)」になる。よって、ソケット管50の断面二次モーメントは、最も小さい箇所で少なくとも「1.0×107(mm4)」以上になる。
(Secondary moment of section)
From the above, the test specimen No. The inner diameter of the
一方、比較材である試験体No.3におけるスリーブ970は、表2中の値から、内径が「46.0(mm)」で、外径が最大で「114.3−2×25=64.3(mm)」になる。スリーブ970の断面二次モーメントは、最大でも「0.062×107(mm4)」以下である。
On the other hand, test specimen No. which is a comparative material. 3, the
すなわち、実施の形態1のソケット管50の断面二次モーメントは、比較材である従来のスリーブ970の断面二次モーメントの約17倍の高い(大きな)値を有している。つまり、実施の形態1のブレース材100は、ブレース材900に備えられているスリーブ970よりも高剛性のソケット管50により軸力材10の変形を抑えていることになる。
That is, the cross-sectional secondary moment of the
(載荷試験)
図7は、本発明の実施の形態1に係るブレース材100の性能を確認するための載荷試験の結果を示す荷重−歪線図であって、(a)は試験体No.1の結果、(b)は試験体No.2の結果である。載荷試験は、ブレース材100の圧縮および引っ張りを交互に繰り返し付与する両振り載荷である。
(Load test)
7 is a load-strain diagram showing the results of a loading test for confirming the performance of the
図7の(a)において、まず、ブレース材100を0.25%だけ圧縮する。つまり、クレビス40aの取付用孔44aの中心とクレビス40bの取付用孔44bの中心との距離l(エル)を6.25mmだけ縮める。このとき、圧縮荷重および圧縮歪は、図7(a)のグラフの第1象限に示されている。次に、軸力材10を0.25%だけ引っ張る。つまり、距離l(エル)を6.25mmだけ伸ばす。このとき、引張荷重および引張歪は、図7(a)のグラフの第3象限に示されている。
In FIG. 7A, first, the
さらに、ブレース材100を0.5%だけ圧縮し(距離l(エル)を12.5mmだけ縮め)、次に、ブレース材100を0.5%だけ引っ張る(距離l(エル)を12.5mmだけ伸ばす)。さらに、ブレース材100を1.0%だけ圧縮し(距離l(エル)を25mmだけ縮め)、次に、ブレース材100を1.0%だけ引っ張る(距離l(エル)を25mmだけ伸ばす)載荷を1サイクルとして、これを5回繰り返す。
Further, the
そして、最終サイクルとして、ブレース材100を2.0%だけ圧縮し(距離l(エル)を50mmだけ縮め)、次に、ブレース材100を2.0%だけ引っ張る(距離l(エル)を50mmだけ伸ばす)載荷を1サイクルとして、これをブレース材100が座屈または破断するまで繰り返す。
Then, as a final cycle, the
上記のサイクルにて載荷試験を実施すると、試験体No.1は、最終サイクルを3回繰り返し、4回目の最終サイクルの引張時に、軸力材10が破断した。
When the loading test is performed in the above cycle, the specimen No. In No. 1, the final cycle was repeated three times, and the
図7(b)において、試験体No.2は試験体No.1と同様に、最終サイクルを3回繰り返し、4回目の最終サイクルの引張時に、軸力材10が破断した。
すなわち、試験体No.1および試験体No.2は何れも、ブレース材100は座屈していないことから、補剛管20およびソケット管50によって、軸力材10のたわみが適切に拘束されたことが示されている。
In FIG. No. 2 is a specimen No. Similarly to 1, the final cycle was repeated three times, and the
That is, the test specimen No. 1 and Specimen No. 1 In both cases, since the
図8は、比較材としての従来のブレース材の性能を確認するための載荷試験の結果を示す荷重−歪線図である。載荷条件は、試験体No.1、No.2に同じである。図8において、試験体No.3は、0.10%の圧縮および引っ張りを1サイクル、0.25%の圧縮および引っ張りを2サイクル、および0.5%の圧縮および引っ張りを2サイクルの載荷の後、1.0%の圧縮をした際に、ブレース材900は座屈している。
FIG. 8 is a load-strain diagram showing the results of a loading test for confirming the performance of a conventional brace material as a comparative material. The loading conditions are as follows. 1, no. Same as 2. In FIG. 3, 1 cycle of 0.10% compression and tension, 2 cycles of 0.25% compression and tension, and 1.0% compression after 2 cycles of 0.5% compression and tension When the
したがって、上記の試験体No.1〜No.3の載荷試験結果からも、実施の形態1のブレース材100のソケット管50を用いた構成は、従来のスリーブ970を使用したブレース材900の構成と比較して、曲げ耐力の高い(大きい)ため座屈し難いことが確認されている。
Therefore, the above-mentioned specimen No. 1-No. 3 also shows that the configuration using the
[実施の形態2]
実施の形態2は、実施の形態1に対し、ソケット管50の接合位置を摺動側口金60から補剛管20へ変更したものである。実施の形態2では、実施の形態1に対する変更部を中心に説明する。
[Embodiment 2]
The second embodiment is different from the first embodiment in that the joining position of the
図9は、本発明の実施の形態2に係るブレース材200の中心軸を通る断面を示す図であって、ソケット管周辺の構造を説明する図である。なお、実施の形態1と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。各部材の相対的な大きさや板厚等は図示する寸法に限定されるものではない。また、図示されていない固定側口金30側の構造は、実施の形態1と同じである。
FIG. 9 is a view showing a cross section passing through the central axis of the
実施の形態1のブレース材100は、補剛管20の摺動側端部21bは、摺動側口金60から距離Aをおいて配置されており、補剛管20の摺動側端部21bは、内部が円筒形状であるソケット管50により外周を包囲されている。そして、ソケット管50の摺動側口金60側の端部は、摺動側口金60の外周にあるソケット管螺合雄ネジ部64にねじ接合により着脱可能に接合されている。
In the
一方、図9に示されている実施の形態2のブレース材200は、摺動側口金260から距離A1をおいて配置されている補剛管220の摺動側端部221bの外周に雄ネジ224が備えられている。そして、その雄ネジ224にソケット管250の貫通穴251に備えられた雌ネジ254が螺合し、補剛管220の外周を包囲している。また、ソケット管250の摺動側口金260側の端部は、摺動側口金260の外周を包囲している。また、実施の形態2においては、貫通穴251が摺動側口金260よりも大きくなっており、ソケット管250は、摺動側口金260と軸力材10とが接合された後に、摺動側口金260側から取り付けることができる。また、貫通穴251は、クレビス240bよりも小さくなっており、クレビス240bが摺動側口金260と接合された後でもソケット管250は取付可能である。
On the other hand, the
摺動側口金260の外周面とソケット管250の貫通穴251は、隙間B1をもって嵌合している。貫通穴251は、摺動側口金260の外周を、長手方向の長さC1に渡って包囲している。隙間B1及び長さC1は、ブレース材200の組み立て精度、補剛管220、固定側口金30、軸力材10、摺動側口金260、及びソケット管250の各部の精度、軸力材10のたわみの許容量等に応じて適宜決められる。
The outer peripheral surface of the sliding
(実施の形態2のブレース材200の作用効果)
実施の形態2のブレース材200は、ソケット管250の接合箇所を変更しているが、摺動側端部221bから所定の範囲が、ソケット管250の貫通穴251によって包囲されている。すなわち、ソケット管250は、補剛管20の外周を包囲するもので、その厚さが制限されるものではないから、実施の形態1に係るブレース材100と同様に、外径及び板厚を大きくすることができる。よって、実施の形態1に係るブレース材100と同様に、曲げ耐力の高いブレース材200が得られる。
(Operational effect of the
In the
また、ソケット管250と補剛管220とは、着脱可能に接合されている。これにより、ブレース材200は、実施の形態1に係るブレース材100と同様に、製造時に容易に組み立てが可能で、製造時の距離A1の寸法管理が容易であり、ひいてはブレース材200の変形性能の管理が容易となる。また、実施の形態1に係るブレース材100と同様に、ブレース材200が建築構造物に取り付けられた状態で、軸力材10の損傷状況を直接視認することが可能である。
The
また、実施の形態1に係るブレース材100と同様に、軸力材10の両端はそれぞれ固定側口金30及び摺動側口金260にネジにより接合されている。それぞれのネジを逆方向にすることによって、ブレース材200の両端にある、取付用孔の距離を調整することができ、ブレース材200の建築構造物への設置が容易になる。
Further, similarly to the
また、軸力材10は、固定側口金30及び摺動側口金260と螺合する周辺の構造についても実施の形態1に係るブレース材100と同様である。よって、軸力材10に設けられた雄ネジ11周辺に曲げ変形が生じた場合であっても、軸力材10の雄ネジ11周辺での曲げ変形を支持部262で拘束することができるため、軸力材10の耐力を向上させることができる。
Further, the
また、補剛管220の摺動側端部221bの端面から当該端面と対向する摺動側口金260の面までの間に距離A1を持って摺動側口金260が接合されている。これにより、実施の形態1に係るブレース材100と同様に、ブレース材100に建築構造物からの力が加わっても、補剛管220の軸方向には力(軸力)が加わらない。この構造により、補剛管220の強度を強くする必要がないため、補剛管220のコストを低減できる。
Further, the sliding
また、クレビス40を固定側口金30及び摺動側口金60とは別体にし、後から接合することにより、クレビス40を共通化し、コストを低減できる。また、各建築構造物に対応して、接合要素を取り替えることも可能となる。
Further, by making the
また、ブレース材200の組立も、実施の形態1に係るブレース材100と同様に実施できる。よって、補剛管220の摺動側端部221bと摺動側口金260との間の寸法(距離A1)が視認可能である。そのため、さらに精度の良い距離A1の寸法管理が可能となり、ブレース材200の変形性能を設計通りに管理できる。
The assembly of the
なお、実施の形態2においても、ブレース材200の各接合部は、ネジによる接合とされているが、ネジだけでなく他の手段により接合しても良い。ただし、ソケット管250と補剛管220との接合部は、ブレース材200が完成した後でも着脱可能な接合方法により接合する必要がある。例えば、側面から止めネジを用いてソケット管50を補剛管220に固定しても良い。
In the second embodiment, each joint portion of the
本発明によれば、簡素な構造で曲げ耐力の高い(大きい)ブレース材が得られ、各種形態の断面形状を有する軸力材についても適用することができるから、建築構造物の様々な要求に対応することができる各種ブレース材として広く利用することができる。 According to the present invention, a brace material having a simple structure and high bending strength (large) can be obtained, and it can be applied to axial force materials having various shapes of cross-sectional shapes. It can be widely used as various brace materials that can be used.
10 軸力材、11a (一方の)端部、11b (他方の)端部、12a 雄ネジ、12b 雄ネジ、13a 雄ネジ部、13b 雄ネジ部、20 補剛管、20b (他方の)端面、21a 固定側端部、21b 摺動側端部、22a 雄ネジ、30 固定側口金、30b 端面、31 孔、32 支持部、33 雌ネジ、34 補剛管螺合雌ネジ部、35 テーパー部、36 面取部、37 クレビス螺合雌ネジ部、40 クレビス、40a (固定側口金側の)クレビス、40b (摺動側口金側の)クレビス、41 円盤状部分、42 板状部分、43 雄ネジ、44 取付用孔、44a 取付用孔、44b 取付用孔、50 ソケット管、50a 端面、51 貫通穴、52 テーパー部、54 摺動側口金螺合雌ネジ、55 円筒部、57 先端、60 摺動側口金、61 孔、62 支持部、63 雌ネジ、64 ソケット管螺合雄ネジ部、66 面取部、67 クレビス螺合雌ネジ部、100 ブレース材、101 中心軸、200 ブレース材、220 補剛管、221b 摺動側端部、224 雄ネジ、240b クレビス、250 ソケット管、251 貫通穴、254 雌ネジ、260 摺動側口金、262 支持部、263 雌ネジ、267 クレビス螺合雌ネジ部、900 ブレース材(比較材)、910 軸力材、911a 端部、911b 端部、912a 雄ネジ、912b 雄ネジ、920 補剛管、920b 端面、921a 端部、921b 端部、922a 雌ネジ、922b 内面、931 雌ネジ、932 雄ネジ、940 一体型クレビス、941 雌ネジ、944 接続用孔、960 一体型クレビス、961 雌ネジ、966 接続用孔、970 スリーブ、A 距離、A1 距離、A2 距離、B 隙間、B1 隙間、C 長さ、DS 外径、DB 外径、ek (内径の)差、eS (内径の)差、Ny 軸力材10の断面積と降伏点σyとの積、l 距離、lb 距離、FlJ 距離、tB 板厚、tK 板厚、σy 降伏点。 10 axial force material, 11a (one) end, 11b (other) end, 12a male thread, 12b male thread, 13a male thread part, 13b male thread part, 20 stiffening tube, 20b (other) end face 21a fixed side end, 21b sliding side end, 22a male screw, 30 fixed side cap, 30b end face, 31 hole, 32 support part, 33 female screw, 34 stiffening tube threaded female screw part, 35 taper part , 36 Chamfered part, 37 Clevis screwed female thread part, 40 Clevis, 40a Clevis (on the fixed side base side), 40b Clevis (on the sliding side base side), 41 Disc-shaped part, 42 Plate-shaped part, 43 Male Screw, 44 mounting hole, 44a mounting hole, 44b mounting hole, 50 socket tube, 50a end face, 51 through hole, 52 taper part, 54 sliding side screw threaded female screw, 55 cylindrical part, 57 tip, 60 Sliding side base, 61 holes, 62 Support part, 63 female thread, 64 socket pipe threaded male thread part, 66 chamfered part, 67 clevis threaded female thread part, 100 brace material, 101 central shaft, 200 brace material, 220 stiffening tube, 221b sliding side End part, 224 male thread, 240b clevis, 250 socket tube, 251 through hole, 254 female thread, 260 sliding side cap, 262 support part, 263 female thread, 267 clevis threaded female thread part, 900 brace material (comparative material) ), 910 Axial force material, 911a end, 911b end, 912a male thread, 912b male thread, 920 stiffening tube, 920b end surface, 921a end, 921b end, 922a female thread, 922b inner surface, 931 female thread, 932 Male thread, 940 Integrated clevis, 941 Female thread, 944 Connection hole, 960 Integrated clevis, 961 Female thread, 966 Connection hole 970 sleeve, A distance, A1 distance, A2 distance, B clearance, B1 gap, C length, D S outer diameter, D B outer diameter (inner diameter) e k difference (internal diameter) e S differences, N y the product of the cross-sectional area of the axial force member 10 and the yield point sigma y, l the distance, l b distance, F l J distance, t B thickness, t K thickness, sigma y yield point.
Claims (8)
前記軸力材が内部を貫通する補剛管と、
前記補剛管の長手方向の一方の端部である固定側端部に接合され、かつ前記軸力材の長手方向の一方の端部に接合される固定側口金と、
前記軸力材の長手方向の他方の端部に接合される摺動側口金と、
前記補剛管長手方向の他方の端部である摺動側端部又は前記摺動側口金に着脱可能に接合されるソケット管と、を備え、
前記固定側口金及び前記摺動側口金は、
建築構造物に設置するための継手となる接合要素を備え、
前記ソケット管は、
前記摺動側端部の外周部及び前記摺動側口金の外周部を包囲することを特徴とするブレース材。 A rod-shaped axial force material,
A stiffening tube through which the axial force member penetrates,
A fixed base that is bonded to one end in the longitudinal direction of the stiffening tube and is bonded to one end in the longitudinal direction of the axial force member;
A sliding side base joined to the other end in the longitudinal direction of the axial force member;
A socket tube detachably joined to the sliding side end or the sliding side base which is the other end in the longitudinal direction of the stiffening tube,
The fixed side base and the sliding side base are:
It has a joining element that becomes a joint for installation in a building structure,
The socket tube is
A brace material characterized by surrounding an outer peripheral portion of the sliding side end portion and an outer peripheral portion of the sliding side base.
ねじ接合されていることを特徴とする請求項1に記載のブレース材。 The socket tube and the stiffening tube or the sliding side base are:
The brace material according to claim 1, wherein the brace material is screwed.
両側の端部に雄ネジを有し、
前記固定側口金及び前記摺動側口金は、
前記軸力材が挿入される孔を有し、
該孔は、
円筒部と、
前記軸力材が挿入される方向から見て該円筒部の奥側に、前記軸力材が螺合する雌ネジと、を備え、
前記軸力材と前記固定側口金及び前記摺動側口金は、
前記雄ネジと前記雌ネジとの螺合により接合されることを特徴とする請求項1又は2に記載のブレース材。 The axial force material is
It has Leone di on opposite ends,
The fixed side base and the sliding side base are:
A hole into which the axial force member is inserted;
The hole
A cylindrical portion;
The back side of the cylindrical portion when viewed from a direction in which the axial force member is inserted, and a Mesune di said axial force member is screwed,
The axial force member, the fixed side base and the sliding side base are:
Brace according to claim 1 or 2, characterized in that it is joined by screwing between the Mesune di and the Leone di.
前記補剛管の前記摺動側端部の端面から当該端面と対向する前記摺動側口金の面までの間に隙間があるように、前記軸力材に接合されることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のブレース材。 The sliding side base is
It is joined to the axial force member so that there is a gap between an end surface of the sliding side end portion of the stiffening tube and a surface of the sliding side base facing the end surface. Item 4. The brace material according to any one of Items 1 to 3.
前記軸力材及び前記補剛管が接合されている側と反対の方向に突出し、前記固定側口金及び前記摺動側口金のそれぞれに接合されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載のブレース材。 The joining element is
5. The projection according to claim 1, wherein the axial force member and the stiffening pipe protrude in a direction opposite to a side to which the axial force member and the stiffening pipe are joined, and are joined to the fixed side base and the sliding side base, respectively. The brace material according to any one of the above.
長手方向で一定で、
当該範囲の外径は、
前記補剛管の長手方向の中央に近づくほど小さくなることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載のブレース材。 The inner diameter of the socket tube surrounding the stiffening tube is:
Constant in the longitudinal direction,
The outer diameter of the range is
The brace material according to any one of claims 1 to 5, wherein the brace material decreases as it approaches the center in the longitudinal direction of the stiffening tube.
前記軸力材が内部を貫通する補剛管と、
前記補剛管の長手方向の一方の端部である固定側端部に接合され、かつ前記軸力材の長手方向の一方の端部に接合される固定側口金と、
前記軸力材の長手方向の他方の端部に接合される摺動側口金と、
前記補剛管長手方向の他方の端部である摺動側端部又は前記摺動側口金に着脱可能に接合されるソケット管と、を備え、
前記固定側口金及び前記摺動側口金は、
建築構造物に設置するための継手となる接合要素を備え、
前記ソケット管は、
前記摺動側端部の外周部及び前記摺動側口金の外周部を包囲するブレース材組立方法であって、
前記固定側口金と前記軸力材とを接合する固定側口金接合工程と、
前記固定側口金と前記補剛管とを接合する補剛管固定工程と、
前記補剛管の前記摺動側端部の外周部に前記ソケット管を通すソケット管嵌合工程と、
前記摺動側口金と前記軸力材とを接合する摺動側口金固定工程と、
前記ソケット管を前記補剛管又は前記摺動側口金に接合するソケット管接合工程と、を有し、
前記ソケット管接合工程は、
前記固定側口金接合工程、前記補剛管固定工程、前記ソケット管嵌合工程、及び前記摺動側口金固定工程の後に実施されることを特徴とするブレース材の組立方法。 A rod-shaped axial force material,
A stiffening tube through which the axial force member penetrates,
A fixed base that is bonded to one end in the longitudinal direction of the stiffening tube and is bonded to one end in the longitudinal direction of the axial force member;
A sliding side base joined to the other end in the longitudinal direction of the axial force member;
A socket tube detachably joined to the sliding side end or the sliding side base which is the other end in the longitudinal direction of the stiffening tube,
The fixed side base and the sliding side base are:
It has a joining element that becomes a joint for installation in a building structure,
The socket tube is
A brace material assembly method for surrounding an outer peripheral portion of the sliding side end portion and an outer peripheral portion of the sliding side base,
A fixed side base joining step for joining the fixed side base and the axial force member;
A stiffening tube fixing step of joining the fixed side cap and the stiffening tube;
Socket tube fitting step of passing the socket tube through the outer periphery of the sliding side end of the stiffening tube;
A sliding side base fixing step for joining the sliding side base and the axial force member;
A socket pipe joining step of joining the socket pipe to the stiffening pipe or the sliding side cap,
The socket pipe joining step includes
A method for assembling a brace material, which is performed after the fixing side cap joining step, the stiffening tube fixing step, the socket tube fitting step, and the sliding side cap fixing step.
前記固定側口金接合工程及び前記補剛管固定工程の後に実施され、前記補剛管の前記摺動側端部の端面から当該端面と対向する前記摺動側口金の面までの隙間調整工程を含むことを特徴とする請求項7に記載のブレース材の組立方法。 The sliding side cap fixing step includes
A gap adjusting step from the end surface of the sliding side end portion of the stiffening tube to the surface of the sliding side cap facing the end surface is performed after the fixing side base joining step and the stiffening tube fixing step. The method for assembling a brace material according to claim 7.
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