JP6196065B2 - Buckling restraint brace - Google Patents
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Description
本発明は座屈拘束ブレースに関する。 The present invention relates to a buckling restrained brace.
座屈拘束ブレースは、長手方向の引張荷重及び圧縮荷重を受けて伸縮するように塑性変形する鋼材から成るブレース芯材と、長手方向の圧縮荷重を受けたブレース芯材が座屈するのを防止するべくブレース芯材の長手方向中間部分を囲繞してブレース芯材を補剛する座屈拘束用の補剛材とで構成され、建築構造物の骨組にブレースとして組込んで用いられる。座屈拘束ブレースは、それ自体が耐震用ブレースとして機能して建築構造物の耐震性を高めると共に、非常に大きな地震が発生して建築構造物の骨組に大変形が生じたときには、その振動エネルギを吸収する制振用ダンパとしても機能する。座屈拘束ブレースの補剛材としては、ブレース芯材の側面ないし側縁に相対滑り可能に当接する鋼管等の鋼材で構成した補剛材も用いられており、また、ブレース芯材を収容する鋼管と、この鋼管の中に充填されたモルタルなどの固化性充填材とで構成され、その固化性充填材の表面がブレース芯材の表面にアンボンド状態で当接するようにした補剛材も用いられている。座屈拘束ブレースを開示した先行技術文献としては、例えば以下に示す特許文献1、特許文献2などがある。 The buckling-restrained brace prevents the brace core material made of a steel material that is plastically deformed so as to expand and contract in response to the tensile and compressive loads in the longitudinal direction and the brace core material that has received the compressive load in the longitudinal direction from buckling. Therefore, it is composed of a buckling-restraining stiffening material that surrounds the middle portion in the longitudinal direction of the brace core material and stiffens the brace core material, and is used as a brace incorporated in the framework of a building structure. The buckling-restrained brace itself functions as a seismic brace to improve the earthquake resistance of the building structure, and when a very large earthquake occurs and a large deformation occurs in the framework of the building structure, the vibration energy is reduced. It also functions as a vibration damper that absorbs vibration. As the stiffening material for the buckling-restrained brace, a stiffening material made of a steel material such as a steel pipe that is slidably contacted to the side surface or side edge of the brace core material is also used, and the brace core material is accommodated Also used is a stiffener consisting of a steel pipe and a solidifying filler such as mortar filled in the steel pipe, with the surface of the solidifying filler contacting the surface of the brace core in an unbonded state. It has been. Prior art documents disclosing buckling-restrained braces include, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 shown below.
鋼管の中にモルタルなどの固化性充填材を充填して構成した補剛材は、良好な座屈拘束性能を有し、また、ブレース芯材及び/または鋼管の寸法誤差を固化性充填材の充填工程で吸収できるというメリットがあるものの、その固化性充填材が大重量であるために座屈拘束ブレースが大重量になるという問題がある。一方、ブレース芯材の側面ないし側縁に相対滑り可能に当接する鋼管等で構成された補剛材は、軽量であるものの、ブレース芯材と補剛材との間の隙間を数mm以下の高い精度で仕上げる必要があるため、製作に手間がかかり製作コストが嵩むという問題がある。例えばブレース芯材をH形鋼とし、補剛材を角形鋼管としたものでは、製作精度が良好でないと、ブレース芯材が長手方向に圧縮された際に局部座屈が発生しやすく、局部座屈が発生して進展するようであると、ブレースとしての耐力および変形性能が低下する。 A stiffener constructed by filling a solidified filler such as mortar into a steel pipe has good buckling restraint performance, and the dimensional error of the brace core material and / or the steel pipe can be reduced. Although there is a merit that it can be absorbed in the filling process, there is a problem that the buckling restraint brace becomes heavy because the solidifying filler is heavy. On the other hand, the stiffener made of a steel pipe or the like that slidably contacts the side surface or side edge of the brace core material is lightweight, but the gap between the brace core material and the stiffener material is several mm or less. Since it is necessary to finish with high accuracy, there is a problem that the production takes time and the production cost increases. For example, if the brace core material is H-shaped steel and the stiffening material is square steel pipe, if the manufacturing accuracy is not good, local buckling is likely to occur when the brace core material is compressed in the longitudinal direction. If bending appears to develop, the proof stress and deformation performance as a brace will decrease.
本発明は上記課題を解決するべくなされたものであり、本発明の目的は、軽量であってしかも低コストで容易に製作することのできる座屈拘束ブレースを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a buckling-restrained brace that is lightweight and can be easily manufactured at low cost.
本発明に係る座屈拘束ブレースは、長手方向の引張荷重及び圧縮荷重が作用したときに伸縮するように塑性変形可能な鋼材から成るブレース芯材と、長手方向の圧縮荷重を受けた前記ブレース芯材が座屈するのを防止するべく前記ブレース芯材を囲繞して前記ブレース芯材を補剛する座屈拘束用の補剛材とを備えた座屈拘束ブレースにおいて、前記補剛材は、前記ブレース芯材の長手方向中間部分をその内部に収容し前記ブレース芯材の両端部をその両端から延出させる鋼管と、該鋼管内に充填されて前記ブレース芯材を包持する固化性充填材とから成り、前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼から成り、前記形鋼の前記凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材が充填されており、それによって当該所定部分は、前記固化性充填材が前記鋼管内に充填される際に前記固化性充填材の充填が排除される空間部分とされており、前記形鋼及び前記バッカー材が前記固化性充填材に臨む表面にアンボンド材が設けられており、前記形鋼が前記アンボンド材を介して前記固化性充填材で包持されることにより、前記ブレース芯材の座屈拘束がなされるようにしてあり、前記形鋼は、該形鋼の長さ方向に延在する側縁エッジ部を有しており、該側縁エッジ部は、前記形鋼の横断面の断面形状で見たときの該側縁エッジ部の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、前記アンボンド材を介して前記固化性充填材により包持され、前記形鋼の両端部は、該形鋼に接合された鋼製の補強プレートで補強され、それによって、該形鋼に長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分とされており、前記形鋼の両端部の間の中間部は、該形鋼に長手方向の荷重が作用したときに塑性変形する塑性化部分とされており、前記形鋼の前記非塑性化部分は、該形鋼が前記補剛材の内部から前記補剛材の外部へ移行する部分を含んでおり、前記補強プレートは、前記形鋼の外側面に配設されて前記形鋼に接合された外側面補強プレートを含み、前記外側面補強プレートの一方の端部は前記補剛材の内部に位置しており、当該端部の先端が臨む前記形鋼の外側面上に、前記固化性充填材が前記鋼管内に充填される際に前記固化性充填材の充填を局所的に排除するための伸縮可能な固化性充填材排除部材が設置されており、該固化性充填材排除部材の設置位置において前記形鋼が補強部材により補強されており、該補強部材は前記形鋼の前記凹み部の内部空間に配設されて前記形鋼に接合された鋼板から成ることを特徴とする。
また、本発明に係る座屈拘束ブレースは、長手方向の引張荷重及び圧縮荷重が作用したときに伸縮するように塑性変形可能な鋼材から成るブレース芯材と、長手方向の圧縮荷重を受けた前記ブレース芯材が座屈するのを防止するべく前記ブレース芯材を囲繞して前記ブレース芯材を補剛する座屈拘束用の補剛材とを備えた座屈拘束ブレースにおいて、前記補剛材は、前記ブレース芯材の長手方向中間部分をその内部に収容し前記ブレース芯材の両端部をその両端から延出させる鋼管と、該鋼管内に充填されて前記ブレース芯材を包持する固化性充填材とから成り、前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼から成り、前記形鋼の前記凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材が充填されており、それによって当該所定部分は、前記固化性充填材が前記鋼管内に充填される際に前記固化性充填材の充填が排除される空間部分とされており、前記形鋼及び前記バッカー材が前記固化性充填材に臨む表面にアンボンド材が設けられており、前記形鋼が前記アンボンド材を介して前記固化性充填材で包持されることにより、前記ブレース芯材の座屈拘束がなされるようにしてあり、前記形鋼は、該形鋼の長さ方向に延在する側縁エッジ部を有しており、該側縁エッジ部は、前記形鋼の横断面の断面形状で見たときの該側縁エッジ部の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、前記アンボンド材を介して前記固化性充填材により包持され、前記形鋼の両端部は、該形鋼に接合された鋼製の補強プレートで補強され、それによって、該形鋼に長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分とされており、前記形鋼の両端部の間の中間部は、該形鋼に長手方向の荷重が作用したときに塑性変形する塑性化部分とされており、前記形鋼の前記非塑性化部分は、該形鋼が前記補剛材の内部から前記補剛材の外部へ移行する部分を含み、前記固化性充填材による前記ブレース芯材の座屈拘束力を強化する座屈拘束力強化部材を備えており、該座屈拘束力強化部材は、前記形鋼の前記塑性化部分の少なくとも一部に亘って前記形鋼の側縁エッジ部に沿って延在し、前記凹み部の内部空間に配設され、前記形鋼に接合され、前記バッカー材の前記固化性充填材に臨む表面の少なくとも一部を覆う鋼材から成ることを特徴とする。
The buckling restrained brace according to the present invention includes a brace core material made of a steel material that can be plastically deformed so as to expand and contract when a longitudinal tensile load and a compressive load are applied, and the brace core that has received a longitudinal compressive load. In a buckling restrained brace comprising a buckling restraining stiffener that surrounds the brace core and stiffens the brace core to prevent buckling of the material, the stiffener is A steel pipe in which a longitudinal intermediate portion of the brace core material is accommodated therein and both ends of the brace core material are extended from both ends, and a solidification filler that is filled in the steel pipe and encloses the brace core material The steel material constituting the brace core material is formed of a shape steel having a constant cross-sectional shape and a cross-sectional shape having a recessed portion, and a predetermined internal space of the recessed portion of the shaped steel Filled with backer material Accordingly, the predetermined portion is a space portion from which the filling of the solidifying filler is excluded when the solidifying filler is filled in the steel pipe, and the shape steel and the backer An unbonded material is provided on the surface of the material facing the solidifiable filler, and the shape steel is held by the solidifiable filler via the unbonded material, thereby restraining the buckling of the brace core material. Citea as is made is, the section steel has a side edge edge portion extending in the length direction of the transformant steel, side edge edge portion, the cross section of the cross-section of said shaped steel The both ends of the shape steel are sandwiched by the solidifying filler via the unbond material over the front end portion of the side edge portion when viewed in shape and both side portions in the vicinity of the front end portion. Is reinforced with a steel reinforcing plate joined to the section, Thus, it is an unplasticized portion that does not undergo plastic deformation even when a longitudinal load is applied to the shape steel, and an intermediate portion between both ends of the shape steel is in the longitudinal direction of the shape steel. The non-plasticized portion of the shape steel is a portion where the shape steel moves from the inside of the stiffener to the outside of the stiffener. The reinforcing plate includes an outer surface reinforcing plate disposed on an outer surface of the structural steel and joined to the structural steel, and one end of the outer surface reinforcing plate is the stiffener. The solidifying filler is locally filled when the solidifying filler is filled into the steel pipe on the outer surface of the shaped steel facing the tip of the end. Stretchable solidifying filler exclusion member is installed to eliminate, and the solidifying filler exclusion member is installed The structural steel is reinforced by a reinforcing member at a position, and the reinforcing member is formed of a steel plate disposed in an internal space of the concave portion of the structural steel and joined to the structural steel .
Further, the buckling restrained brace according to the present invention is a brace core material made of a steel material that can be plastically deformed so as to expand and contract when a longitudinal tensile load and a compressive load are applied, and the longitudinal compressive load. In a buckling restrained brace comprising a buckling restraining stiffener that surrounds the brace core and stiffens the brace core to prevent buckling of the brace core, the stiffener is A steel pipe in which a longitudinal intermediate portion of the brace core material is housed and both ends of the brace core material are extended from both ends, and a solidification property filled in the steel pipe and holding the brace core material The steel material comprising the filler and constituting the brace core material is formed of a shaped steel having a constant cross-sectional shape in cross section and a recessed portion, and the internal space of the recessed portion of the shaped steel Backer material on the specified part of The predetermined portion is a space portion from which the solidification filler is excluded when the solidification filler is filled in the steel pipe, and the shape steel and the shape steel An unbonded material is provided on the surface where the backer material faces the solidifiable filler, and the shape steel is held by the solidifiable filler via the unbonded material, thereby buckling the brace core material. The shape steel has a side edge portion extending in a length direction of the shape steel, and the side edge is a cross section of a cross section of the shape steel. The both ends of the shape steel are sandwiched by the solidifying filler via the unbond material over the front end portion of the side edge portion when viewed in shape and both side portions in the vicinity of the front end portion. Is reinforced with a steel reinforcing plate joined to the shaped steel, As a result, a non-plasticized portion that does not undergo plastic deformation even when a longitudinal load is applied to the shape steel is formed, and an intermediate portion between both ends of the shape steel has a longitudinal direction on the shape steel. The non-plasticized portion of the shape steel is a portion where the shape steel moves from the inside of the stiffener to the outside of the stiffener. A buckling restraining force reinforcing member for strengthening a buckling restraining force of the brace core material by the solidifying filler, the buckling restraining force strengthening member of the plasticized portion of the section steel It extends along at least a part of the side edge of the shape steel, is disposed in the inner space of the recess, is joined to the shape steel, and faces the solidifying filler of the backer material. It is characterized by comprising a steel material covering at least a part of the surface.
本発明に係る座屈拘束ブレースによれば、補剛材を鋼管と固化性充填材とから成るものとし、ブレース芯材を構成する鋼材を横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼とし、そして、その形鋼の凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材を充填することで、当該所定部分を固化性充填材が鋼管内に充填される際にその固化性充填材が排除される空間部分としており、そのため、軽量であってしかも低コストで容易に製作することのできる座屈拘束ブレースが得られる。 According to the buckling restrained brace according to the present invention, the stiffener is made of a steel pipe and a solidifying filler, and the steel material constituting the brace core has a constant cross-sectional shape and the cross-sectional shape is By forming a shape steel having a recessed portion and filling a predetermined portion of the internal space of the recessed portion of the shaped steel with the backer material, the solidified filler is solidified when the solidifying filler is filled in the steel pipe. Therefore, a buckling-restrained brace that is lightweight and can be easily manufactured at low cost is obtained.
図1〜図3に本発明の第1の実施の形態に係る座屈拘束ブレース10を示した。この座屈拘束ブレース10は、建築構造物の骨組にブレースとして組込まれ、それ自体が耐震ブレースとして機能して建築構造物の耐震性を高めると共に、非常に大きな地震が発生して建築構造物の骨組に大変形が生じたときには、その振動エネルギを吸収する制振用ダンパとしても機能するものである。
1 to 3 show a buckling restrained
座屈拘束ブレース10はブレース芯材12を備えており、このブレース芯材12は長手方向の引張荷重及び圧縮荷重が作用したときに伸縮するように塑性変形可能な細長い鋼材から成り、その鋼材としては、例えば低降伏点鋼などをはじめとする様々な種類の鋼材が用いられ、このブレース芯材12の塑性変形によって振動エネルギが吸収される。本発明では、ブレース芯材12を構成する鋼材として、横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼が用いられる。図1に示した実施の形態では、その形鋼としてH形鋼12を用いているが、H形鋼の他に、溝形鋼、山形鋼、それに十字形鋼なども本発明に係る座屈拘束ブレースのブレース芯材として好適に用いることができる。
The buckling-restrained
座屈拘束ブレース10は更に、長手方向の圧縮荷重を受けたブレース芯材12が座屈するのを防止するべくブレース芯材12の長手方向中間部分を囲繞してブレース芯材12を補剛する座屈拘束用の補剛材14を備えている。補剛材14は、ブレース芯材12の長手方向中間部分をその内部に収容しブレース芯材12の両端部をその両端から延出させる鋼管16と、この鋼管16内に充填されてブレース芯材12を包持する固化性充填材18とから成る。図1に示した実施の形態では、固化性充填材18としてモルタルを用いているため、以下の説明ではこれを「充填モルタル」と称する。固化性充填材18としては、モルタルの他に、コンクリートをはじめとするその他の固化性充填材を用いることも可能である。また、この実施の形態では、補剛材14を構成する鋼管として丸形鋼管を用いているが、その他の形状の鋼管を用いることも可能である。
The buckling-restraining
座屈拘束ブレース10を建築構造物に装備する際には、ブレース芯材12の両端を、例えばガセットプレート(不図示)などを介して建築構造物の骨組の柱と梁とに夫々連結するような取付方法などが用いられ、また、その他の取付方法を用いてもよい。
When the buckling-restrained
H形鋼12は、上下のフランジとそれらフランジの間にあってそれらフランジを互いに連結しているウェブとを備えており、各々のフランジはその両側にこのH形鋼12の長手方向に延在する側縁エッジ部20を有している。H形鋼12の横断面の断面形状はいうまでもなくH字形であり、それゆえその断面形状はウェブの両側に1つずつ合計2つの凹み部を有する。溝形鋼、山形鋼、十字形鋼などの形鋼も同様に、それらの横断面の断面形状が凹み部を有しており、それら形鋼の凹み部については後に詳細に説明する。
The H-
H形鋼12の2つの凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材22が充填されており、それによって当該所定部分は、固化性充填材である充填モルタル18が鋼管16内に充填される際にその充填モルタル18の充填が排除される空間部分とされている。ここでいう「凹み部の内部空間の所定部分」とは、凹み部の内部空間の全体のうち、鋼管16の内部に位置しているためにバッカー材22が充填されていなければ充填モルタル18が充填されることになる部分であるが、当該部分の充填モルタル18によるH形鋼12の座屈拘束の効果が、その他の部分の充填モルタル18による座屈拘束の効果と比べて小さく、その一方で、当該部分に充填モルタル18が充填されないことによる座屈拘束ブレースの重量軽減の効果が十分に見込める部分である。図1の実施例では、H形鋼12の上下のフランジの夫々の両側の側縁エッジ部の近傍部分は、それら側縁エッジ部を包持する充填モルタル18による座屈拘束の効果の大きな部分であるのに対して、それら側縁エッジ部から凹み部の奥へ入った部分は、充填モルタル18による座屈拘束の効果の小さな部分である。それゆえH形鋼12の凹み部の内部空間のうち、その内部空間の奥に入った部分にのみバッカー材22を充填し、それによって重量軽減の効果を得ている。尚、使用可能なバッカー材には様々なものがあるが、軽量かつ施工性に富むものとして、発泡プラスチック材料から成るバッカー材を用いると好都合である。
H形鋼12及びバッカー材22が充填モルタル18に臨む表面には、アンボンド材24が設けられており、それゆえこのアンボンド材24によって当該表面が被覆されている。H形鋼12及びバッカー材22の表面をアンボンド材24で被覆する方法としては、例えば、粘着テープの形態のアンボンドテープを当該表面に貼着する方法、アンボンド塗料を当該表面に塗布する方法、それに、薄いアンボンド板を当該部分に当接させる方法などがあり、更にその他の方法を用いることも可能である。以上の構成によれば、H形鋼で構成されたブレース芯材12及びバッカー材22が、アンボンド材24によって、充填モルタル18に対して完全にアンボンド状態とされている。
An
H形鋼12の上下のフランジの外側面は、アンボンド材24を介して充填モルタル18で包持されており、また、H形鋼12の上下のフランジの夫々の両側の側縁エッジ部は、このH形鋼12の横断面の断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、アンボンド材24を介して充填モルタル18で包持されている。かくして、H形鋼12はアンボンド材24を介して充填モルタル18で包持され、それによって、このH形鋼から成るブレース芯材12の座屈拘束がなされている。
The outer surfaces of the upper and lower flanges of the H-
座屈拘束ブレース10を製作する工程では、H形鋼12の凹み部の所定部分にバッカー材22を充填してアンボンド材24を設けた後に、それを鋼管16の中に定置し、充填モルタルを鋼管16内に充填する。そのため、H形鋼12の寸法精度が良くない場合でも、充填モルタル18によってブレース芯材が常に良好に包持され、ブレース芯材の塑性変形性能が良好となる。このように寸法精度の制約が緩やかであることから、この座屈拘束ブレース10は低コストで容易に製作することができる。また、軽量のバッカー材22によって、座屈拘束の効果の低い空間部分への充填モルタル18の充填が排除されていることから、この座屈拘束ブレース10はその全体重量が軽減されている。更に、H形鋼12の長手方向に延在する上下のフランジの夫々の両側の側縁エッジ部20は、H形鋼12の横断面の断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部20の先端部分からその近傍の両側部分までに亘って、充填モルタル18でしっかりと包持されているため、フランジに早期に局部座屈が発生するおそれがなく、それによってこの座屈拘束ブレース10は優れた動作信頼性を備えたものとなっている。
In the process of manufacturing the buckling-restrained
また、図1に示したように、H形鋼12の両端部は、このH形鋼12に接合された鋼製の補強プレートで補強され、それによって、H形鋼12に長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分A0とされている。一方、H形鋼12の両端部の間の中間部は、H形鋼12に長手方向の荷重が作用したときに塑性変形する塑性化部分A1とされている。この非塑性化部分A1は、H形鋼12が補剛材14の内部から補剛材14の外部へ移行する部分を含んでいる。
Further, as shown in FIG. 1, both end portions of the H-
より詳しくは、H形鋼12の全長のうちの補剛材14の内部から補剛材14の外部へ移行する部分に、このH形鋼12に沿って延在する鋼製の内部補強プレート26が設けられており、この内部補強プレート26は、H形鋼12の凹み部の内部空間に配設されてH形鋼12に接合されている。これに加えて、H形鋼12の両端部には更に、このH形鋼12に沿って延在する外側面補強プレート28が設けられており、この外側面補強プレート28は、H形鋼12の外側面(即ちH形鋼12の上下のフランジの外側面)に配設されてH形鋼12に接合されている。それら補強プレート26、28は十分に大きな剛性を有しており、それによってH形鋼12の両端部のそれら補強プレート26、28の延在部分A0は、H形鋼12に長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分とされている。そして、それら非塑性化部分A0の間の中間部A1が、H形鋼12に長手方向の荷重が作用したときに塑性変形する塑性化部分とされている。
More specifically, a steel internal reinforcing
図4〜図6に本発明の第2の実施の形態に係る座屈拘束ブレース30を示した。この座屈拘束ブレース30は、先に説明した本発明の第1の実施の形態に係る座屈拘束ブレース10と同様の構成を有しており、ただし、H形鋼の両端部を非塑性化部分としている補強プレートの構成が異なり、また、H形鋼の側面上に後述する充填モルタル排除部材が設置されている点が異なり、更に、H形鋼がその充填モルタル排除部材の設置位置において補強部材により補強されている点が異なっている。これら以外の部分については、この座屈拘束ブレース30は先に説明した座屈拘束ブレース10と同一構成であり、同一構成の部分については同一の参照符号を付して説明を省略する。
4 to 6 show a buckling
座屈拘束ブレース30においては、H形鋼12の両端部に、このH形鋼12に沿って延在する外側面補強プレート32が設けられており、この外側面補強プレート32は、H形鋼12の外側面(即ちH形鋼12の上下のフランジの外側面)に配設されてH形鋼12に接合されている。先に説明した座屈拘束ブレース10の外側面補強プレート28はその全体が補剛材14の外部に露出しているのに対して、この外側面補強プレート32は座屈拘束ブレースの長手方向中心よりの端部(以下、内端という)が補剛材14に飲み込まれており、即ち補剛材14の中にまで延入している。この外側面補強プレート32は、H形鋼12の全長のうちの補剛材14の内部から補剛材14の外部へ移行する部分にまで亘って延在しており、この外側面補強プレート32だけで、H形鋼12の両端部が、長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分A0とされている。そのため、先に説明した座屈拘束ブレース10の内部補強プレート26に相当するものは、この座屈拘束ブレース30には備えられていない。
In the buckling
このように、外側面補強プレート32の内端が補剛材14の内部に位置しているため、H形鋼が長手方向に収縮したときに、その内端の先端が充填モルタル18と干渉しないようにしておく必要がある。そのため、外側面補強プレート32の内端の先端が臨むH形鋼12の外側面上に、充填モルタル18が鋼管16内に充填される際に充填モルタル18の充填を局所的に排除するための伸縮可能な充填モルタル排除部材34が設置されている。この充填モルタル排除部材34としては、バッカー材などを用いるとよい。充填モルタル排除部材34が設置された空間にはモルタル18が充填されないため、これによって外側面補強プレート32の内端の先端と充填モルタル18との干渉が回避される。
Thus, since the inner end of the outer
ただし、充填モルタル排除部材34の配設箇所では、H形鋼12の外側面が充填モルタル18によって包持されておらず、従って座屈拘束されていないため、早期の局部座屈を招くおそれがある。そのため、充填モルタル排除部材34の設置位置においてH形鋼12を補強部材36により補強してあり、この補強部材36はH形鋼12の凹み部の内部空間に配設されてH形鋼12に接合された鋼板から成るものである。この補強によって早期の局部座屈の発生が防止されている。
However, at the location where the filling
図1〜図3に示した第1の実施の形態に係る座屈拘束ブレース10と、図4〜図6に示した第2の実施の形態に係る座屈拘束ブレース30とのいずれも、充填モルタル18によるブレース芯材(H形鋼)12の座屈拘束力を強化する座屈拘束力強化部材を付加することによって更に性能を向上させることができ、それについて以下に説明する。
The buckling
図7に座屈拘束力強化部材の2つの構成例を示した。図7の(A)に示した座屈拘束力強化部材40は山形鋼から成り、(B)に示した座屈拘束力強化部材42は平鋼板から成る。これらいずれの鋼材40、42も、H形鋼12のウェブの両側の凹み部の内部空間に配設されており、H形鋼12のフランジの側縁エッジ部20の近傍においてH形鋼12に接合されている。またそれら鋼材40、42は、H形鋼12の塑性化部分A1(図1、図4参照)の少なくとも一部に亘ってH形鋼12の側縁エッジ部20に沿って延在させるようにして設ける。山形鋼から成る座屈拘束力強化部材40は、バッカー材22の充填モルタル18に臨む表面のうち、H形鋼12の上下のフランジの近傍部分の表面だけを覆っており、平鋼板から成る座屈拘束力強化部材42は、バッカー材の20の充填モルタルに臨む表面の全体を覆っている。更にアンボンド材24が、H形鋼12、バッカー材22、及び座屈拘束力強化部材40、42の、夫々の充填モルタル18に臨む表面をまとめて被覆している。
FIG. 7 shows two configuration examples of the buckling restraining force reinforcing member. The buckling restraining
アンボンド材24を介してバッカー材22が充填モルタル18に接している部分では、バッカー材22が伸縮性を有するため、充填モルタル18によるブレース芯材10の座屈拘束の効果は得られない。これに対して、座屈拘束力強化部材40、42を備えた場合には、ブレース芯材(H形鋼)12が座屈拘束力強化部材40、42とアンボンド材24とを介して充填モルタル18によって座屈拘束されるため、座屈拘束力が強化され、局部座屈の防止性能が向上する。これに加えて、図7に示した座屈拘束力強化部材を構成している鋼材40、42によれば、座屈拘束の効果の高いH形鋼12のフランジの側縁エッジ部の近傍部分の充填モルタル18が保護されるという効果も得られる。
In the portion where the
以上に説明した第1及び第2の実施の形態に係る座屈拘束ブレース10、30に対しては、更にその他の様々な変更を加えることが可能である。図8〜図12は、そのような変更を加えた様々な変更例に係る座屈拘束ブレースを示した横断面図である。
Various other modifications can be added to the buckling
図8に示した変更例に係る座屈拘束ブレース50は、補剛材を構成する鋼管として、丸形鋼管に替えて角形鋼管52を用いたものである。その他の点に関しては先に説明した座屈拘束ブレース10、30と同一構成であり、対応する構成部材には対応する参照番号を付してある。
The buckling
図9に示した変更例に係る座屈拘束ブレース54は、ブレース芯材を構成する形鋼として、H形鋼に替えて溝形鋼56を用いたものである。溝形鋼56は、この溝形鋼56の長手方向に延在する2本の側縁エッジ部58と1本の溝部とを有しており、その溝部によって溝形鋼56の横断面の断面形状における凹み部が画成されている。この凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材22が充填されており、ここでいう所定部分とは、溝形鋼56の側縁エッジ部58から凹み部の奥へ入った部分である。溝形鋼56の側縁エッジ部58の近傍部分と外側面とはアンボンド材24を介して充填モルタル18に包持されており、特に2本の側縁エッジ部58は、溝形鋼56の横断面の断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部30の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、アンボンド材24を介して充填モルタル18により包持されている。
The buckling-restrained
図10に示した変更例に係る座屈拘束ブレース60は、ブレース芯材を構成する形鋼として、H形鋼に替えて十字形鋼62を用いたものである。十字形鋼62は、この十字形鋼62の長手方向に延在する4本の側縁エッジ部64と4本の内角部とを有しており、それら内角部によって十字形鋼62の横断面の断面形状における4つの凹み部が画成されている。それら凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材22が充填されており、ここでいう所定部分とは、十字形鋼62の側縁エッジ部64から凹み部の奥へ入った部分である。十字形鋼62の4本の側縁エッジ部64の近傍部分は、この十字形鋼62の横断面の断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部64の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、アンボンド材24を介して充填モルタル18により包持されている。
The buckling-restrained
図11に示した変更例に係る座屈拘束ブレース66は、ブレース芯材を構成する形鋼として、H形鋼に替えて山形鋼68を用いたものである。山形鋼68は、この山形鋼68の長手方向に延在する2本の側縁エッジ部70と1本の内角部とを有しており、その内角部によって山形鋼68の横断面の断面形状における凹み部が画成されている。この凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材22が充填されており、ここでいう所定部分とは、山形鋼68の側縁エッジ部から凹み部の奥へ入った部分である。山形鋼68の2本の側縁エッジ部70の近傍部分と外側面とは、アンボンド材24を介して充填モルタル18に包持されており、特に2本の側縁エッジ部70は、この山形鋼68の横断面の断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部70の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、アンボンド材24を介して充填モルタル18により包持されている。
The buckling-restrained
図12に示した変更例に係る座屈拘束ブレース72は、図11に示した山形鋼68から成るブレース芯材を2本並設して用いたものであり、それ以外の点では図11の変更例と同一構成である。
The buckling
以上の図8〜図12の変更例に係る座屈拘束ブレースにも、図1や図4に示した様々な補強プレート、図4に示した充填モルタル排除部材及び補強部材、それに図7に示した座屈拘束力強化部材などの部材と同様に機能する部材を適宜設けるとよく、そのような部材を設ける際には、ブレース芯材として使用する形鋼の断面形状に即した形状の部材とし、その断面形状に即した位置に設置するようにすればよい。 The buckling-restrained braces according to the modified examples of FIGS. 8 to 12 described above also include various reinforcing plates shown in FIGS. 1 and 4, the filling mortar removing member and the reinforcing member shown in FIG. 4, and FIG. It is advisable to appropriately provide a member that functions in the same manner as a member such as a buckling restraint strengthening member. When providing such a member, the member should have a shape that conforms to the cross-sectional shape of the shape steel used as the brace core material. It is sufficient to install it at a position corresponding to the cross-sectional shape.
以上の説明から明らかなように、本発明に係る座屈拘束ブレースによれば、補剛材を鋼管と固化性充填材とから成るものとし、ブレース芯材を構成する鋼材を横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼とし、そして、その形鋼の凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材を充填することで、当該所定部分を固化性充填材が鋼管内に充填される際にその固化性充填材が排除される空間部分としており、そのため、軽量であってしかも低コストで容易に製作することのできる座屈拘束ブレースが得られる。 As is clear from the above description, according to the buckling restrained brace according to the present invention, the stiffener is made of a steel pipe and a solidifying filler, and the steel material constituting the brace core has a constant cross section. A section steel having a cross-sectional shape and a cross-sectional shape having a recessed portion, and a predetermined portion of the inner space of the recessed portion of the shaped steel is filled with a backer material, so that the solidified filler becomes a steel pipe. A space portion from which the solidifying filler is excluded when the inside is filled is provided, so that a buckling restrained brace that is lightweight and can be easily manufactured at low cost is obtained.
10 座屈拘束ブレース
12 ブレース芯材(H形鋼)
14 補剛材
16 鋼管
18 固化性充填材(充填モルタル)
22 バッカー材
24 アンボンド材
10 Buckling
14 Stiffener 16
22
Claims (6)
前記補剛材は、前記ブレース芯材の長手方向中間部分をその内部に収容し前記ブレース芯材の両端部をその両端から延出させる鋼管と、該鋼管内に充填されて前記ブレース芯材を包持する固化性充填材とから成り、
前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼から成り、
前記形鋼の前記凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材が充填されており、それによって当該所定部分は、前記固化性充填材が前記鋼管内に充填される際に前記固化性充填材の充填が排除される空間部分とされており、
前記形鋼及び前記バッカー材が前記固化性充填材に臨む表面にアンボンド材が設けられており、
前記形鋼が前記アンボンド材を介して前記固化性充填材で包持されることにより、前記ブレース芯材の座屈拘束がなされるようにしてあり、
前記形鋼は、該形鋼の長さ方向に延在する側縁エッジ部を有しており、該側縁エッジ部は、前記形鋼の横断面の断面形状で見たときの該側縁エッジ部の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、前記アンボンド材を介して前記固化性充填材により包持され、
前記形鋼の両端部は、該形鋼に接合された鋼製の補強プレートで補強され、それによって、該形鋼に長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分とされており、前記形鋼の両端部の間の中間部は、該形鋼に長手方向の荷重が作用したときに塑性変形する塑性化部分とされており、前記形鋼の前記非塑性化部分は、該形鋼が前記補剛材の内部から前記補剛材の外部へ移行する部分を含んでおり、
前記補強プレートは、前記形鋼の外側面に配設されて前記形鋼に接合された外側面補強プレートを含み、
前記外側面補強プレートの一方の端部は前記補剛材の内部に位置しており、当該端部の先端が臨む前記形鋼の外側面上に、前記固化性充填材が前記鋼管内に充填される際に前記固化性充填材の充填を局所的に排除するための伸縮可能な固化性充填材排除部材が設置されており、該固化性充填材排除部材の設置位置において前記形鋼が補強部材により補強されており、該補強部材は前記形鋼の前記凹み部の内部空間に配設されて前記形鋼に接合された鋼板から成る、
ことを特徴とする座屈拘束ブレース。 In order to prevent buckling of the brace core material made of a steel material that can be plastically deformed so as to expand and contract when a tensile load and a compressive load in the longitudinal direction are applied, and the brace core material that has received the compressive load in the longitudinal direction. In a buckling restrained brace comprising a buckling restraining stiffener that surrounds the brace core and stiffens the brace core,
The stiffener includes a steel pipe in which a longitudinal intermediate portion of the brace core material is housed and both ends of the brace core material extend from both ends, and the brace core material is filled in the steel pipe. It consists of a solidifying filler to hold,
The steel material constituting the brace core material is made of a shaped steel having a cross-sectional shape with a constant cross-section and a recessed portion in the cross-sectional shape,
A backer material is filled in a predetermined portion of the internal space of the recessed portion of the shape steel, whereby the predetermined portion of the solidifying filler is filled when the solidifying filler is filled in the steel pipe. It is a space part where filling is excluded,
An unbond material is provided on the surface where the shape steel and the backer material face the solidifying filler,
By the shaped steel is embraced by the solidifying filler through the unbonded material, Ri Citea as seat屈拘flux of the brace core is made,
The shape steel has a side edge edge portion extending in a length direction of the shape steel, and the side edge edge portion is the side edge when viewed in a cross-sectional shape of a cross section of the shape steel. Over the tip part of the edge part and both side parts in the vicinity of the tip part, it is held by the solidifying filler via the unbond material,
Both ends of the shape steel are reinforced by a steel reinforcing plate joined to the shape steel, and thereby non-plasticized portions that do not undergo plastic deformation even when a longitudinal load is applied to the shape steel. The intermediate portion between both end portions of the shape steel is a plasticized portion that undergoes plastic deformation when a longitudinal load is applied to the shape steel, and the non-plasticization of the shape steel. The portion includes a portion where the shape steel moves from the inside of the stiffener to the outside of the stiffener.
The reinforcing plate includes an outer surface reinforcing plate disposed on the outer surface of the structural steel and joined to the structural steel,
One end portion of the outer surface reinforcing plate is located inside the stiffener, and the solidifying filler is filled in the steel pipe on the outer surface of the shape steel facing the tip of the end portion. When the solidifying filler is removed, a stretchable solidifying filler eliminating member is installed to locally eliminate the filling of the solidifying filler, and the shape steel is reinforced at the installation position of the solidifying filler eliminating member. It is reinforced by a member, and the reinforcing member is formed of a steel plate disposed in the inner space of the recess of the shape steel and joined to the shape steel.
A buckling restrained brace characterized by that.
前記補剛材は、前記ブレース芯材の長手方向中間部分をその内部に収容し前記ブレース芯材の両端部をその両端から延出させる鋼管と、該鋼管内に充填されて前記ブレース芯材を包持する固化性充填材とから成り、
前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、横断面が一定の断面形状を有しその断面形状が凹み部を有する形鋼から成り、
前記形鋼の前記凹み部の内部空間の所定部分にバッカー材が充填されており、それによって当該所定部分は、前記固化性充填材が前記鋼管内に充填される際に前記固化性充填材の充填が排除される空間部分とされており、
前記形鋼及び前記バッカー材が前記固化性充填材に臨む表面にアンボンド材が設けられており、
前記形鋼が前記アンボンド材を介して前記固化性充填材で包持されることにより、前記ブレース芯材の座屈拘束がなされるようにしてあり、
前記形鋼は、該形鋼の長さ方向に延在する側縁エッジ部を有しており、該側縁エッジ部は、前記形鋼の横断面の断面形状で見たときの該側縁エッジ部の先端部分と該先端部分の近傍の両側部分とに亘って、前記アンボンド材を介して前記固化性充填材により包持され、
前記形鋼の両端部は、該形鋼に接合された鋼製の補強プレートで補強され、それによって、該形鋼に長手方向の荷重が作用しても塑性変形することのない非塑性化部分とされており、前記形鋼の両端部の間の中間部は、該形鋼に長手方向の荷重が作用したときに塑性変形する塑性化部分とされており、前記形鋼の前記非塑性化部分は、該形鋼が前記補剛材の内部から前記補剛材の外部へ移行する部分を含み、
前記固化性充填材による前記ブレース芯材の座屈拘束力を強化する座屈拘束力強化部材を備えており、該座屈拘束力強化部材は、前記形鋼の前記塑性化部分の少なくとも一部に亘って前記形鋼の側縁エッジ部に沿って延在し、前記凹み部の内部空間に配設され、前記形鋼に接合され、前記バッカー材の前記固化性充填材に臨む表面の少なくとも一部を覆う鋼材から成ることを特徴とする座屈拘束ブレース。 In order to prevent buckling of the brace core material made of a steel material that can be plastically deformed so as to expand and contract when a tensile load and a compressive load in the longitudinal direction are applied, and the brace core material that has received the compressive load in the longitudinal direction. In a buckling restrained brace comprising a buckling restraining stiffener that surrounds the brace core and stiffens the brace core,
The stiffener includes a steel pipe in which a longitudinal intermediate portion of the brace core material is housed and both ends of the brace core material extend from both ends, and the brace core material is filled in the steel pipe. It consists of a solidifying filler to hold,
The steel material constituting the brace core material is made of a shaped steel having a cross-sectional shape with a constant cross-section and a recessed portion in the cross-sectional shape,
A backer material is filled in a predetermined portion of the internal space of the recessed portion of the shape steel, whereby the predetermined portion of the solidifying filler is filled when the solidifying filler is filled in the steel pipe. It is a space part where filling is excluded,
An unbond material is provided on the surface where the shape steel and the backer material face the solidifying filler,
By the shaped steel is embraced by the solidifying filler through the unbonded material, Ri Citea as seat屈拘flux of the brace core is made,
The shape steel has a side edge edge portion extending in a length direction of the shape steel, and the side edge edge portion is the side edge when viewed in a cross-sectional shape of a cross section of the shape steel. Over the tip part of the edge part and both side parts in the vicinity of the tip part, it is held by the solidifying filler via the unbond material,
Both ends of the shape steel are reinforced by a steel reinforcing plate joined to the shape steel, and thereby non-plasticized portions that do not undergo plastic deformation even when a longitudinal load is applied to the shape steel. The intermediate portion between both end portions of the shape steel is a plasticized portion that undergoes plastic deformation when a longitudinal load is applied to the shape steel, and the non-plasticization of the shape steel. The portion includes a portion where the shape steel moves from the inside of the stiffener to the outside of the stiffener.
A buckling restraining force reinforcing member for strengthening a buckling restraining force of the brace core material by the solidifying filler; and the buckling restraining force reinforcing member is at least a part of the plasticized portion of the section steel. Extending along the side edge portion of the shaped steel over, disposed in the internal space of the recess, joined to the shaped steel, and at least the surface of the backer material facing the solidifying filler A buckling-restrained brace characterized by comprising a steel material covering a part .
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