JP6510375B2 - 長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース - Google Patents

Description

本発明は柱・梁のフレーム、もしくは隣接する構造体間に架設され、フレームの、もしくは構造体間の相対変形時に軸方向力を負担する芯材と芯材の変形を拘束する拘束材を備える座屈拘束型ブレースの軸方向端部に接続された接続部材の、芯材への接続位置の調整が自在な長さ調整機能付き座屈拘束型ブレースに関するものである。

例えば柱・梁のフレームに架設され、フレームの層間変形時に軸方向力を負担する芯材と、芯材が軸方向圧縮力を負担したときの変形を拘束する拘束材を備える座屈拘束型ブレースは通常、フレームの面内の層間変形に追従すればよい状態に両端部においてフレームに接続されるため、ブレースの両端部はフレームの面内に生じる相対変形に追従できるだけの相対的な回転変形が可能な状態にフレームに接続される（特許文献１、２参照）。

特許文献１のようにブレース自体がダンパーである場合には、フレームの層間変形に伴うブレース軸方向の距離の変化に対してはブレース自体が伸縮することにより追従する。ブレース自体が軸方向の引張力と圧縮力を負担することにより塑性化して減衰力を発生する場合には、塑性化する範囲で伸縮することにより層間変形に追従する（特許文献３参照）。

ブレースの軸方向両端部がフレームに対して回転自在に接続されることは、ブレースの使用時のフレームの変形にブレースを追従させるために必須の機能であるため、ブレースの使用状態において回転自在である必要がある。

但し、ブレースの架設位置、または架設位置の条件によっては、ブレースの使用状態でフレームに回転自在に接続されているだけではブレースの架設が困難な状況があり、対応できないことがある。例えば図８に示すように距離を置いて隣接する、異なるフレーム（構造体）間に跨ってブレースを架設するような場合に、隣接するフレーム間に想定を超える施工誤差がある場合、または変形が生じていた場合、あるいはフレーム間毎に誤差や変形量が相違する場合には、フレーム間毎にブレースの長さとフレームとの接続角度を調整しなければならないことがある。これらの場合、ブレースの端部においてはブレースのフレームに対する接続角度と共に、ブレース自体の長さを調整した状態で使用（架設）状態にする必要がある。

このような状況下においても、特許文献１、２ではダンパー本体、あるいはブレース本体の軸方向両端部に、球体と軸部、及びねじ部が直列に連続した形状の接続部材がダンパー本体等に軸方向に螺合しているため、ダンパーやブレース全体の軸方向の長さと、ダンパー等の両端部が接続されるフレーム等に対する接続角度を調整した状態でダンパーをフレーム等に架設することは可能である。

一方、特許文献２のようなブレースが周辺のフレームから軸方向圧縮力を受けたときに座屈を生じる可能性がある場合、ブレース本体には座屈を防止するための、鋼材等の座屈拘束材が併用される（特許文献４参照）。座屈拘束材が鋼材である場合には、座屈拘束材はブレース本体（芯材）を包囲するように、またはブレース本体に添えられるように配置され、ブレース本体、またはその軸方向両端部に位置する端部材に接合される。

特開２００５−１２１１４１号公報（段落００２４〜００３６、図１、図２） 特開２００５−２２０６６０号公報（段落００１４〜００２７、図２〜図９） 特開２０１２−１９７５９１号公報（段落００３６、図６〜図９） 特開２０１３−１０８３４８号公報（図１〜図５）

これに対し、特許文献１、２においてブレースの座屈拘束材として特許文献３のようなモルタル等の充填材を使用する場合に、芯材として閉鎖断面形状に限らず、Ｈ形断面等の開放断面形状の鋼材を使用することが想定される場合には、芯材の軸方向端面に接合されるエンドプレートに対して少なくとも軸方向の移動が自在な接続部材の軸部と、開放断面形状の芯材との衝突を回避しなければならない課題に直面する。「少なくとも軸方向の移動が自在」とは、軸方向のみの移動が自在であることと、軸方向の移動と共に角度調整も自在であることの意味である。モルタル等の充填材はブレース本体である芯材を埋設することにより芯材の座屈を拘束するため、芯材の断面形状に拘わらず、芯材の座屈を拘束し易い利点がある。

前記の課題の解決に際しては、座屈拘束材としての充填材を接続部材のエンドプレートに対する位置調整前に充填する必要がある場合には、エンドプレートに対して少なくとも軸方向の移動が自在な接続部材の移動を充填材が拘束することがないようにしなければならない課題にも直面する。

本発明は上記背景より、特許文献１、２のようにブレース本体の軸方向の端部に少なくとも軸方向の移動が自在な接続部材が接続された場合に、芯材の断面形状に関係なく、エンドプレートから芯材側へ突出する軸部と芯材との衝突を回避し得る、また座屈拘束材として充填材を使用し、接続部材の位置調整前に充填する場合に、接続部材のブレース本体に対する自由な移動を確保する長さ調整機能付き座屈拘束型ブレースを提案するものである。

請求項１に記載の発明の長さ調整機能付き座屈拘束型ブレースは、柱・梁のフレーム、もしくは隣接する構造体間に架設され、前記フレームの、もしくは前記構造体間の相対変形時に軸方向力を負担する芯材と、この芯材の少なくとも外周面側に充填されて前記芯材の変形を拘束する拘束材とを備え、前記芯材の軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、雌ねじ孔を有するエンドプレートが接合され、このエンドプレートの前記雌ねじ孔に、外周面に雄ねじが形成された軸部を有する接続部材の前記軸部が、その軸方向の位置が調整自在に螺合した座屈拘束型ブレースであり、
前記芯材の少なくとも前記エンドプレート寄りの区間は前記接続部材の軸部を外周側から包囲する中空断面形状に形成され、前記芯材の軸方向の端部を除き、前記芯材の外周側に閉鎖断面形状の筒状部材が配置され、この筒状部材内に前記拘束材が充填され、
前記中空断面形状の区間が前記筒状部材と軸方向に重複し、この重複区間の前記中空断面形状の区間の内部と外部に前記拘束材が充填されていることを構成要件とする。

「柱・梁のフレームに架設される」とは、座屈拘束型ブレース（以下、ブレース）１がフレーム９の構面内（フレーム９内）に配置される場合と、構面の外側（フレーム９外）に配置される（外付けされる）場合を含む趣旨である。「隣接する構造体」の「構造体１０」は構造物と、構造物の一部に相当するフレーム（架構）９を含み、「隣接する構造体間に架設される」とは、図８に示すように互いに距離を置いて隣接する構造物間、もしくはフレーム９、９間、またはフレーム９と構造物間に跨ってブレース１が架設されることを言う。構造物は柱・梁のフレーム９を有する場合と有しない場合がある。

ブレース１の本体は軸方向の圧縮力と引張力を負担する芯材２と、芯材２の少なくとも外周面側に充填されることにより芯材２が圧縮力を負担したときに曲げ座屈の発生原因となる曲げ変形を拘束（防止）する拘束材３を備える。拘束材３には芯材２の断面形状に関係なく、すなわち芯材２が開放断面形状であるか、閉鎖断面形状であるかを問わずに芯材２の変形を防止することが可能なモルタルや接着剤等の、充填時に流動性を有する充填材が使用される。拘束材３は芯材２の少なくとも外周面で硬化することにより芯材２の変形を拘束する。

拘束材３（充填材）が「芯材２の少なくとも外周面側に充填される」とは、芯材２のエンドプレート４寄りの区間以外の区間が鋼管等の閉鎖断面形状であるか、Ｈ形断面等の開放断面形状であるかを問わず、芯材２の外周面側に充填されることと、閉鎖断面形状の場合には外周面側と内周面側に充填されることがあることを言う。

拘束材３が芯材２の断面形状に関係なく、少なくとも芯材２の外周面側に充填され、芯材２の変形を外周面側から拘束することで、芯材２の外周側には芯材２の軸方向の端部を除き、閉鎖断面形状の筒状部材６が配置される（請求項１）。筒状部材６は図４−（ａ）、（ｂ）に示すように筒状部材６内に充填される拘束材３が芯材２を完全に包囲し、埋設されるよう、内周面と芯材２、または芯材２を構成する芯材構成材２１の外周側の表面との間に空隙が確保される断面積を持つ。

「芯材２の軸方向の端部を除き」とは、筒状部材６は芯材２とは分離していることで、芯材２が軸方向圧縮力を負担し、収縮したときに、芯材２と共に収縮する訳ではないため、芯材２の収縮時に筒状部材６の軸方向の端面がエンドプレート４に接触し、芯材２の収縮を阻害しないようにすることの意味である。

「芯材２のエンドプレート４寄りの区間」は後述のようにエンドプレート４の芯材２側の面から接続部材５の軸部５２が突出する区間を含む区間を言う。請求項１における「芯材２の少なくともエンドプレート寄りの区間が中空断面形状に形成されている」とは、「芯材２のエンドプレート４寄りの区間」以外の区間が閉鎖断面形状であるか、開放断面形状であるかを問わないことを言う。図面では芯材２が芯材２の高さ方向、もしくは幅方向に距離を置いて互いに平行な状態で対向し、分離した２本の芯材構成材２１、２１から構成された開放断面形状である場合の例を示しているが、芯材２の断面形状は任意である。

芯材２の軸方向の少なくとも一方の端部には、雌ねじ孔４ａを有するエンドプレート４が溶接等により接合され、エンドプレート４の雌ねじ孔４ａに、ブレース１をフレーム９や構造体１０（以下、フレーム９等）に接続するための接続部材５が螺合により接続される。

接続部材５はブレース１の軸方向端部をフレーム９等に、少なくともブレース１の全長を調整した状態で接続するために、エンドプレート４に、芯材２の軸方向に位置調整自在に螺合する。「位置調整自在」とは、接続部材５の軸部５２の、エンドプレート４の雌ねじ孔４ａへの螺合位置の調整により接続部材５の芯材２に対する軸方向の位置が調整自在であることを言う。「少なくともブレース１の全長を調整した状態」とは、ブレース１の軸方向の長さのみが調整自在であること、軸方向の長さと共に、ブレース１のフレーム９等に対する角度調整も自在であることの意味である。ブレース１のフレーム９等に対する角度調整は、後述のように接続部材５の軸部５２を除く本体部５１が球体状をし、本体部５１を包囲する接合材５４が本体部５１に対して任意の方向に角度調整自在であることにより可能になる（請求項７）。

エンドプレート４は芯材２の軸方向の少なくともいずれか一方の端部に接合され、接続部材５はエンドプレート４に接続されるため、接続部材５も芯材２の少なくともいずれか一方の、エンドプレート４の接合側端部に接続される。図面ではエンドプレート４と接続部材５が芯材２の軸方向両端部に接合された場合の例を示している。芯材２の軸方向両端部の内、エンドプレート４が接合されない側の端部には、軸方向の位置調整が自在な接続部材５は接続されないため、芯材２の端部は直接、または芯材２に対する軸方向の位置調整が自在でない形の接続部材を介してフレーム９等に接続される。

エンドプレート４に接続される接続部材５がエンドプレート４に、芯材２の軸方向に位置調整自在に螺合することで、接続部材５が最もエンドプレート４寄りに位置したときには、軸部５２がエンドプレート４の芯材２側の面から芯材２側に最も突出した状態になる。この関係で、芯材２の少なくともエンドプレート４寄り（軸方向の端部寄り）の区間はエンドプレート４から芯材２側へ突出する軸部５２と芯材２との衝突を回避するために、エンドプレート４から突出する接続部材５の軸部５２を収納し得るよう、軸部５２を外周側から包囲する中空断面形状に形成される（請求項１）。

芯材２の少なくともエンドプレート４寄りの区間が接続部材５の軸部５２を外周側から包囲する中空断面形状に形成されることで、芯材２の本体（軸方向中心寄りの区間）がＨ形断面等の開放断面形状の場合にも、エンドプレート４寄りの区間は図１〜図４に示すように開放断面形状ではなく、中空断面形状（閉鎖断面形状）になるため、エンドプレート４から芯材２側へ突出する軸部５２と芯材２との衝突が回避される。芯材２が鋼管等の閉鎖断面形状の場合には、前記のように閉鎖断面形状の芯材２はエンドプレート４まで、またはエンドプレート４に近い位置まで連続する。

芯材２の少なくともエンドプレート４寄りの区間が軸部５２を外周側から包囲する中空断面形状に形成されていれば、それ以外の区間の断面形状は問われず、前記のように閉鎖断面形状の場合と開放断面形状の場合がある。芯材２のエンドプレート４寄りの区間以外の区間が閉鎖断面形状の場合は、エンドプレート４寄りの区間から同一断面形状のまま、または連続的に断面積が変化しながら連続することもある。中空断面形状と閉鎖断面形状は同義であるが、エンドプレート４寄りの区間とそれ以外の区間の区別のために使い分けている。

芯材２が図１等に示すように芯材２の高さ方向、もしくは幅方向に距離を置いて対向し、平行に配置される２本の芯材構成材２１、２１から構成される場合には、芯材２のエンドプレート４寄りの区間を中空断面形状に形成するために、芯材構成材２１、２１と共に閉鎖断面形状の閉鎖断面材２３を構成する連結材２２、２２が対向する芯材構成材２１、２１間に配置され、両芯材構成材２１、２１に接合される（請求項２）。連結材２２、２２は芯材２の幅方向両側、もしくは高さ方向両側に配置され、対向する芯材構成材２１、２１間に跨る。

なお、芯材２の軸方向の両端部がエンドプレート４、４に接合（溶接）される場合には、芯材２のエンドプレート４寄りの区間である閉鎖断面材２３の軸方向の端部もエンドプレート４に接合されるため、図１、図２に示すように閉鎖断面材２３を構成する芯材構成材２１、２１と連結材２２、２２のエンドプレート４側の端部がエンドプレート４に接合される。

対向する芯材構成材２１、２１間に連結材２２、２２が配置される場合（請求項２）、芯材構成材２１と連結材２２は主に鋼材であるため、連結材２２は基本的には溶接により芯材構成材２１に接合され、閉鎖断面材２３が構成される。ここで、芯材構成材２１、２１と共に閉鎖断面材２３を構成する連結材２２の、芯材２軸方向中心寄りの端部（端面）は芯材２の断面が変化する箇所であり、芯材２の全長の内、相対的にヒンジが形成され易い箇所であるため、芯材２が軸方向圧縮力の負担により曲げ変形を起こし易い。

芯材２が対向する２枚の芯材構成材２１、２１から構成される場合には、連結材２２、２２は図３に示すように芯材構成材２１、２１を幅方向に挟み込む状態で、または図１１に示すように芯材構成材２１、２１に厚さ方向に挟み込まれる状態で芯材構成材２１、２１に溶接される（請求項４）。ここで、閉鎖断面材２３を構成する対向する芯材構成材２１、２１間距離、または連結材２２、２２間距離には閉鎖断面材２３内に配置される後述の包囲材７（請求項３）が納まるような寸法が確保される。

芯材構成材２１の幅は芯材２を座屈に有利な形にする上では小さい方がよく、芯材構成材２１の幅を抑えながら、閉鎖断面材２３内に包囲材７を納めた上で、連結材２２を芯材構成材２１に溶接しようとすれば、図３に示すように連結材２２、２２を芯材構成材２１、２１の幅方向両側から挟み込み、芯材構成材２１、２１に溶接することになる。

一方、対向する連結材２２、２２間距離が包囲材７の外法（外径）によって決まり、例えば図１１に示すように連結材２２、２２を対向する２枚の芯材構成材２１、２１間に厚さ方向に挟み込むように芯材構成材２１と連結材２２を組み合わせざるを得ないような場合には、連結材２２を芯材構成材２１に溶接する上で、芯材構成材２１、２１の幅方向両側に連結材２２、２２の溶接のための溶接代を形成することが必要になることがある。この溶接代は必ずしも連結材２２の軸方向の全長に亘って形成される必要はなく、少なくとも連結材２２の軸方向の全長の内、芯材構成材２１のエンドプレート４寄りの区間に形成されればよい。この「溶接代」は後述の「拡幅部２１ａ」である（請求項５）。

このように連結材２２、２２が芯材構成材２１、２１に溶接された区間の芯材構成材２１、２１の幅方向両側に、幅が軸方向中心寄りの区間の幅より大きい溶接代としての拡幅部２１ａが形成された場合（請求項５）には、芯材２のエンドプレート４寄りの区間である、後述の塑性化可能区間を除く弾性区間における芯材２の断面積が増すため、結果的にこの弾性区間の曲げ剛性が増大し、芯材２の耐力安全率が向上する利点がある。

連結材２２（閉鎖断面材２３）に十分な軸方向の長さを与えることができる場合には、芯材２の断面の変化箇所である連結材２２の、芯材２軸方向中心寄りの端部が芯材２の軸方向中心寄りに位置することで、芯材２の断面の変化箇所でのヒンジの形成による芯材２の折れ曲がり変形が生じにくくなる。この関係で、連結材２２、２２の軸方向の全長を芯材構成材２１、２１に溶接することもある。このことは、連結材２２、２２が図３に示すように芯材構成材２１、２１を幅方向に挟み込む場合と、図１１に示すように芯材構成材２１、２１に厚さ方向に挟み込まれる場合のいずれにおいても想定される。

これに対し、連結材２２（閉鎖断面材２３）に十分な軸方向の長さを与えることができない場合には、連結材２２、２２は軸方向の全長の内、芯材構成材２１のエンドプレート４寄りの区間において２枚の芯材構成材２１、２１に溶接され、軸方向中心寄りの区間においては芯材構成材２１、２１には溶接されない方がよい（請求項４）。このことは、連結材２２、２２が図３に示すように芯材構成材２１、２１を幅方向に挟み込む場合と、図１１に示すように芯材構成材２１、２１に厚さ方向に挟み込まれる場合のいずれにおいても想定される。

この場合、芯材２の断面の変化箇所である連結材２２の、芯材２軸方向中心寄りの端部は連結材２２が十分な軸方向の長さを有する場合より芯材２のエンドプレート４寄りに位置する。連結材２２、２２の全長は図４−（ｂ）、図７−（ｂ）に示すように拘束材３内に埋設されることで、芯材２の断面の変化箇所でのヒンジの形成による芯材２全体の折れ曲がり変形時に、連結材２２、２２は曲げモーメントが大きくなる軸方向中心寄りの、芯材構成材２１、２１に溶接されない区間において曲げモーメントに対する抵抗力を発揮することにより芯材構成材２１の面外方向の変形を抑制する働きをする。

連結材２２、２２の軸方向中心寄りの区間は曲げモーメントに対する抵抗力を発揮しながらも、図１０−（ａ）、（ｂ）に示すように芯材構成材２１、２１に溶接されないことで、芯材２の塑性化可能区間を長く確保する働きもする。図１０−（ａ）、（ｂ）では連結材２２を芯材構成材２１に溶接した区間を太線で示している。図１０−（ａ）、（ｂ）で言えば、芯材構成材２１の軸方向両側に形成されている拡幅部２１ａ、２１ａの、軸方向中心寄りの端部間距離が芯材２の塑性化可能区間になる。

また連結材２２、２２が図３に示すように芯材構成材２１、２１を幅方向に挟み込む状態で芯材構成材２１、２１に接合（溶接）される場合には、芯材２の断面の変化箇所でのヒンジの形成による芯材２の折れ曲がり変形時には、芯材構成材２１の幅方向に対向する連結材２２、２２の軸方向端面が拘束材３を割り裂くように変形し、破壊しようとする。これに対し、連結材２２、２２が図１１に示すように芯材構成材２１、２１に厚さ方向に挟み込まれる状態で芯材構成材２１、２１に接合（溶接）される場合には、このような破壊が生じにくい。

以上のように連結材２２、２２は図３に示すように芯材構成材２１、２１をその幅方向に挟み込む場合と、図１１に示すように芯材構成材２１、２１にその厚さ方向に挟み込まれる場合があるが、連結材２２、２２が芯材構成材２１、２１を挟み込む場合には、連結材２２が全長に亘って芯材構成材２１に溶接される場合と、一部区間においてのみ芯材構成材２１に溶接される場合がある。連結材２２、２２が芯材構成材２１、２１に挟み込まれる場合（図１１）には、上記のように連結材２２の全長の内、エンドプレート４寄りの区間でのみ、芯材構成材２１に溶接される場合（請求項４、５）の他、連結材２２の全長が芯材構成材２１に溶接される場合があり、その場合、連結材２２の全長に上記拡幅部２１ａが形成される場合と形成されない場合がある。

芯材２のエンドプレート４寄りの区間が中空断面形状に形成されること（請求項１、２）は、後述のように芯材２の変形（座屈）を防止するための拘束材３（充填材）から軸部５２を保護する包囲材７をエンドプレート４の芯材２側の面に接合すること（請求項３）を可能にする意味もある。

包囲材７はエンドプレート４の芯材２側の面に固定され、エンドプレート４から芯材２側へ突出した接続部材５の軸部５２を外周側から包囲する（請求項３）。この場合、エンドプレート４から芯材２側へ突出した接続部材５の軸部５２が包囲材７に包囲されることで、芯材２の中空断面形状内に充填される拘束材３から保護されるため、拘束材３の充填に拘わらず、接続部材５をエンドプレート４に対する軸方向の移動が自由な状態に保持することができる。

拘束材３はエンドプレート４の芯材２側の面から芯材２側へ突出する接続部材５の軸部５２の回りにも充填される。一方、筒状部材６は芯材２が軸方向両側の接続部材５、５（エンドプレート４、４）等から軸方向圧縮力を受けたときの収縮を許容する上で、筒状部材６の軸方向端面とエンドプレート４との間には芯材２の収縮量を見込んだクリアランスが確保される必要があるため、筒状部材６の全長はエンドプレート４、４間距離より小さくなる。

筒状部材６の全長はエンドプレート４、４間距離より小さいが、前記のようにエンドプレート４、４の芯材２側の面には閉鎖断面材２３が接合される一方、閉鎖断面材２３は芯材２のエンドプレート４寄りの区間に配置され、外周側からは筒状部材６内の拘束材３に拘束される関係で、閉鎖断面材２３は閉鎖断面材２３を包囲する筒状部材６内に入り込むことになる。結果的に、閉鎖断面材２３は筒状部材６とは軸方向に重複し、重複した区間においては図７に示すように閉鎖断面材２３の内部と外部に拘束材３が充填される。閉鎖断面材２３と筒状部材６が重複することと、閉鎖断面材２３の外部と筒状部材６の内周との間に拘束材３が充填されていることで、閉鎖断面材２３と筒状部材６の重複区間は芯材２の折れ曲がり変形時に曲げモーメントに抵抗する部分になる。

ここで、芯材２のエンドプレート４寄りの中空断面形状に形成された区間内に、接続部材５のエンドプレート４に対する位置調整前に拘束材３が充填される場合には、エンドプレート４から突出する接続部材５の軸部５２が拘束材３中に埋設されることになるため、接続部材５のエンドプレート４に対する位置調整が不可能になる。「位置調整」は軸方向の移動が自在である場合と、軸方向の移動と共に角度調整が自在である場合がある。

そこで、拘束材３のエンドプレート４寄りの区間内への充填が接続部材５の位置調整前である場合には、接続部材５の軸部５２を拘束材３から保護し、接続部材５がエンドプレート４に対して自由に移動可能な状態を確保するために、前記のようにエンドプレート４の芯材２側の面に、接続部材５の軸部５２を外周側から包囲する中空断面の包囲材７が固定される（請求項３）。芯材２のエンドプレート４寄りの中空断面形状の区間内に拘束材３が接続部材５の位置調整後に充填される場合には、必ずしも軸部５２を包囲する包囲材７がエンドプレート４に固定される必要はない。

請求項３ではエンドプレート４の芯材２側の面に軸部５２を包囲する中空断面の包囲材７が固定されることで、充填材である拘束材３をエンドプレート４に対する接続部材５の位置調整前に充填する場合にも、接続部材５の芯材２に対する自由な移動（軸方向の移動と任意の軸回りの回転を含む）を確保することが可能になる。

請求項１、２では芯材２の少なくともエンドプレート４寄りの区間が軸部５２を包囲する中空断面形状に形成されることで、エンドプレート４の芯材２側の面に固定される包囲材７を中空断面形状の区間内に収納することが可能であり、その結果、中空断面部分内に拘束材３を充填しながらも、拘束材３が包囲材７内に入り込むことを回避し、軸部５２を拘束材３から保護することが可能になる。中空断面形状の区間は請求項２では閉鎖断面材２３になる。

拘束材３は筒状部材６の内周側に充填されるため（請求項１）、拘束材３は芯材２を外周側から拘束するが、前記した芯材２の断面の変化箇所での芯材２全体の折れ曲がり変形時に、筒状部材６の軸方向の端面に面外力が生じ、この面外力に筒状部材６の端部が抵抗できなくなれば、筒状部材６の端部が塑性変形し、折れ曲がり変形（変形量）が進行（増大）し、芯材２の軸方向力の負担能力が低下する可能性がある。

そこで、図９、図１２に示すように筒状部材６の軸方向の端面に筒状部材６の端面を塞ぐ端板６１を溶接等により固定することで（請求項６）、筒状部材６の端部の変形を拘束し、端部の塑性変形を生じにくくすることが可能であり、筒状部材６の端面における面外力に対する抵抗力を増し、芯材２の軸方向力の負担能力の低下を抑制することが可能になる。端板６１は筒状部材６の軸方向の端面からエンドプレート４側へ突出する芯材２の周囲に配置されるため、「筒状部材６の端面を塞ぐ」とは、筒状部材６の端面の内、芯材２以外の部分を塞ぐことを言う。

端板６１は筒状部材６の端面の全周に固定されることで、筒状部材６の端面を周方向に均等に変形に対して安定させ、筒状部材６の端面の周方向の一部が部分的に変形し易い状態がなくなるため、筒状部材６による芯材２の折れ曲がり変形に対する抵抗力を向上させることが可能になる。

前記した芯材２の軸方向の少なくともいずれか一方の端部に接続される接続部材５はそれが接続されるフレーム９等に対し、軸方向に移動自在であることに加え、２方向の回転軸回りに回転自在であれば、３次元の任意の方向のフレーム９等に対する角度調整が可能であるため、例えばクレビスを２方向に組み合わせた自在継手型の形状に形成されることもある。

但し、その場合、３次元の角度調整機能を持たせるための構造が複雑化することから、特許文献１、２と同様に、接続部材５の軸部５２を除く本体部５１を球体状に形成し、本体部５１の外周にフレーム９等に接合される接合材５４を配置し、接合材５４に、本体部５１に対して任意の方向に角度調整自在に本体部５１を包囲させることが構成上、効率的である（請求項８）。「球体状」とは、完全な球体と、図５−（ａ）に示すように球体の一部が切り欠かれた形状も含まれる。この場合、接続部材５の本体部５１が球体状になるため、球体（本体部５１）と軸部５２との間につなぎ部５３が位置する。接続部材５は本体部５１とつなぎ部５３と軸部５２からなる軸部材５０と、接続部材５の本体部５１を保持する接合材５４の２部材から構成される。

「球体状の本体部５１を角度調整自在に包囲する」とは、接合材５４がブレース１の軸方向に対し、ブレース１の軸方向とそれに直交する方向の２方向に任意の角度をなした状態で球体（本体部５１）を包囲することを言い、接合材５４のフレーム９等側の面はブレース１の軸方向に対して自由な角度でフレーム９等に接合（接続）される。

なお、図５−（ａ）、（ｄ）に示すようにつなぎ部５３の少なくとも軸部５２寄りの、軸方向に連続した区間の太さ（外径）が雌ねじ孔４ａの内径より小さい場合には、接続部材５が最も芯材２寄りに位置する状態まで軸部５２をエンドプレート４の雌ねじ孔４ａに螺合させるときに、つなぎ部５３の少なくとも軸部５２寄りの区間まで雌ねじ孔４ａ内に進入させることができるため、接続部材５の芯材２に対する軸方向の移動可能距離が特許文献１、２の場合より拡大する利点がある。「つなぎ部５３の少なくとも軸部５２寄り」とは、つなぎ部５３の全長を含む趣旨である。

「雌ねじ孔４ａの内径」は雌ねじ孔４ａの内周面に形成された雌ねじの内径であり、雌ねじの山の内径であるが、この内径は軸部５２の外周面に形成された雄ねじ５２ａの谷の径と同等（同等以上）であるため、「つなぎ部５３の太さが雌ねじ孔４ａの内径より小さいこと」は、つなぎ部５３の太さ、あるいは外径が雄ねじ５２ａの谷の径以下であることである。このことは軸部５２（雄ねじ５２ａ）の谷とつなぎ部５３を軸方向に直交する断面で見たときに、軸部５２における雄ねじ５２ａの谷を通る断面積内につなぎ部５３の断面積が完全に納まることでもある。

この場合、雄ねじ５２ａが切られた軸部５２の雌ねじ孔４ａへの螺入に伴い、つなぎ部５３の少なくとも軸部５２寄りの区間が雌ねじ孔４ａ内に入り込むことができるため、つなぎ部５３が雌ねじ孔４ａに衝突することがなくなる。結果として接続部材５の芯材２に対する軸方向の移動可能距離が特許文献１、２の場合より拡大し、接続部材５を含めたブレース１全体の調整可能な長さが増大する。

請求項１では芯材の少なくともエンドプレート寄りの区間を接続部材の軸部を外周側から包囲する中空断面形状に形成することで、芯材の本体（軸方向中心寄りの区間）がＨ形断面等の開放断面形状の場合にも、エンドプレート寄りの区間が開放断面形状ではなく、中空断面形状（閉鎖断面形状）になるため、芯材の断面形状に関係なく、エンドプレートから芯材側へ突出する接続部材の軸部と芯材との衝突を回避することができる。

請求項３ではエンドプレートの芯材側の面に軸部を包囲する中空断面の包囲材を固定するため、充填材である拘束材をエンドプレートに対する接続部材の位置調整前に充填する場合にも、接続部材を芯材に対して自由に移動できる状態に保持することができる。

芯材が距離を置いて対向する芯材構成材からなる場合に、軸方向の端部にエンドプレートが接合された芯材と、エンドプレートに接続される接続部材から構成されたブレースの構成例を示した一部断面立面図である。 （ａ）は図１の接続部材を除いた芯材のａ−ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。 （ａ）は図２−（ａ）のｃ−ｃ線断面図、（ｂ）は図２−（ａ）のｄ−ｄ線断面図、（ｃ）は図２−（ａ）のｅ−ｅ線断面図である。 （ａ）は図１のｆ−ｆ線断面図、（ｂ）は図１のｇ−ｇ線断面図である。 （ａ）は図１のエンドプレートと接続部材の接続状態を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｙ−ｙ線矢視図、（ｃ）は（ａ）のｘ−ｘ線断面端面図、（ｄ）はつなぎ部を本体部寄りに形成した場合の接続部材の製作例を示した側面図である。 （ａ）は図１に示すエンドプレートと包囲材の関係を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｚ−ｚ線矢視図である。 （ａ）はブレースの構成例を示した一部切断斜視図、（ｂ）は芯材と連結材及び筒状部材の関係を示した斜視図である。 （ａ）はブレースが架設される隣接するフレームと構造物を示した立面図、（ｂ）は（ａ）の平面図である。 芯材を包囲する筒状部材の軸方向の端面に端板を固定し、芯材構成材のエンドプレート寄りの区間に拡幅部を形成し、芯材構成材間に拡幅部の長さより大きい長さの連結材を固定したブレースの構成例を示した立面図である。 （ａ）は図９の接続部材を除いた芯材のａ−ａ線断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。 図１０に示す芯材の芯材構成材と連結材の関係を示した斜視図である。 （ａ）は図９のｃ−ｃ線断面図、（ｂ）はｄ−ｄ線断面図、（ｃ）はｅ−ｅ線断面図である。 （ａ）は図１０−（ａ）のｆ−ｆ線断面図、（ｂ）はｇ−ｇ線断面図、（ｃ）はｈ−ｈ線断面図、（ｄ）はｉ−ｉ線断面図である。 （ａ）は図１に示すブレースの筒状部材のエンドプレート寄りに筒状部材の変形を拘束する補剛材を接合した様子を示した一部断面立面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ線断面図である。

図１は柱・梁のフレーム９、もしくは図８に示すような隣接する構造体１０、１０間に架設され、フレーム９の、もしくは構造体１０、１０間の相対変形時に軸方向力を負担する芯材２と、芯材２の少なくとも外周面側に充填されて芯材２の変形を拘束する拘束材３とを備え、芯材２が軸方向力として圧縮力を負担したときの座屈が拘束された座屈拘束型ブレース（以下、ブレース）１の製作例を示す。フレーム９の相対変形は層間変形のことを言う。

拘束材３としては芯材２の断面形状に関係なく、芯材２の変形を防止することが可能なモルタルや接着剤等の充填材が使用される。図面では芯材２の軸方向端部寄りの区間を除いた中間部の区間を後述のように対向する２枚の芯材構成材２１、２１から開放断面形状に形成し、端部寄りの区間を芯材構成材２１、２１とこれらをつなぐ連結材２２、２２から中空断面形状に形成していることから、拘束材３は各芯材構成材２１の周囲に充填されることにより芯材構成材２１の変形を外周側と内周側から拘束する。連結材２２、２２は芯材構成材２１、２１には主に溶接によって接合される。

拘束材３が芯材構成材２１を外周側から拘束することができるよう、芯材構成材２１の外周側に充填される拘束材３の外周側には、芯材２の軸方向の端部を除き、拘束材３を外周側から拘束するための閉鎖断面形状の筒状部材６が配置される。拘束材３は筒状部材６内に充填される。

芯材２の軸方向の少なくともいずれか一方の端部には、図１、図５−（ａ）に示すように雌ねじ孔４ａを有するエンドプレート４が溶接等により接合され、エンドプレート４の雌ねじ孔４ａに、外周面に雄ねじ５２ａが形成された軸部５２を有する接続部材５の軸部５２が、その軸方向の位置が調整自在に螺合する。図面では芯材２の軸方向両端側に、接続部材５が接続されたエンドプレート４が接合されているが、エンドプレート４は軸方向の一方側にのみ接合される場合もある。

接続部材５は軸部５２に形成された雄ねじ５２ａの雌ねじ孔４ａへの螺合位置が調整されることで、エンドプレート４に対する軸方向の位置が調整され、接続部材５を含めたブレース１の軸方向の長さが調整される。雄ねじ５２ａは軸部５２の全長に形成される場合と一部に形成される場合がある。

軸部５２の雄ねじ５２ａがエンドプレート４の雌ねじ孔４ａに螺合している状態での接続部材５の安定性は雄ねじ５２ａが雌ねじ孔４ａの軸方向の全長に亘って螺合しているときが最も高い。また雄ねじ５２ａの形成区間の長さの範囲で軸部５２はエンドプレート４に軸方向に移動自在で、ブレース１の長さが調整されるため、接続部材５の安定性を確保しながら、接続部材５のエンドプレート４に対する移動可能な距離を稼ぐ上では、軸部５２の、少なくとも雄ねじ５２ａの形成区間にはエンドプレート４の厚さより大きい距離が与えられる。

この雄ねじ５２ａの形成区間がエンドプレート４の厚さより大きい場合、接続部材５の軸部５２は接続部材５がエンドプレート４に対し、最も芯材２の軸方向両側寄りであるフレーム９、もしくは構造体１０側に位置したとき以外のときには、軸部５２がエンドプレート４の芯材２側の面から芯材２側へ突出した状態になる。この関係で、芯材２のエンドプレート４寄りの区間は図３−（ａ）に示すようにエンドプレート４から突出した軸部５２との干渉が生じないよう、軸部５２を外周側から包囲する中空断面形状に形成される。

図面では接続部材５の軸部５２と、軸部５２を除いた本体部５１との間に位置するつなぎ部５３の少なくとも軸部５２寄りの、軸方向に連続した区間の太さ（外径）を図１における接続部材５部分の拡大断面図である図５−（ａ）、（ｄ）に示すように雌ねじ孔４ａの内径より小さく設定しているが、必ずしもその必要はなく、つなぎ部５３の太さは雌ねじ孔４ａの内径以上であることもある。

図５−（ａ）、（ｄ）に示す例の場合、軸部５２が最も芯材２側に移動したときに、つなぎ部５３がエンドプレート４に接触することがなく、つなぎ部５３が軸部５２のエンドプレート４側への移動量を制限しない利点がある。「つなぎ部５３の太さが雌ねじ孔４ａの内径より小さい」とは、つなぎ部５３を円形断面であるとみなしたときのつなぎ部５３の外径が、雌ねじ孔４ａの内周面に形成された雌ねじの内径より小さいことであり、雌ねじに螺合する雄ねじ５２ａの谷の径以下であることを言う。

つなぎ部５３は図５−（ａ）のｘ−ｘ線断面端面図である図５−（ｃ）に示すように外周側からスパナ等の工具８を用いて軸回りに回転させられることにより軸部５２をエンドプレート４の雌ねじ孔４ａに螺合させたまま、軸部５２のエンドプレート４に対する螺合位置を調整する役目を持つため、つなぎ部５３の軸方向の長さは少なくとも工具８が本体部５１と軸部５２との間に差し込めるだけの大きさがあればよい。

つなぎ部５３は工具８に把持される関係から、軸に直交する方向の断面形状は非円形になるが、図５−（ｃ）に示すように周方向の一部を円弧にすることはできるため、例えばこの円弧の部分の、軸の中心からの距離を軸部５２の外径と等しくし、円弧部分に軸部５２に連続する雄ねじを形成すれば、つなぎ部５３をほぼ、軸部５２の一部として利用することも可能である。但し、その場合、つなぎ部５３の軸方向の一部を雌ねじ孔４ａに螺合させたときに、エンドプレート４と本体部５１との間に工具８を差し込めるだけの距離が確保される必要がある。つなぎ部５３の外周面の、工具８に把持される部分は工具８の把持部の形状に応じて平面状等に形成される。

芯材２の構成（形態）は問われず、芯材２にはＨ形鋼や角形鋼管等が使用されることもあるが、図面では上記のようにエンドプレート４を厚さ方向に貫通する接続部材５の軸部５２がエンドプレート４から芯材２側へ突出する関係で、この軸部５２との衝突を回避するために、芯材２の軸方向の端部（エンドプレート４寄り）の区間を中空断面形状に形成することに適する形に芯材２を形成している。

具体的には芯材２の軸方向の端部区間を除き、芯材２の高さ方向、もしくは幅方向に対向するプレート状の２枚等、複数枚の芯材構成材２１、２１から芯材２を構成し、芯材２を開放断面形状に形成している。このように軸方向の端部以外の区間をＨ形鋼のフランジに相当する芯材構成材２１、２１から構成することで、芯材構成材２１、２１を利用して軸方向の端部の区間を中空断面形状に形成することが可能になっている。ブレース１の全体の様子を示す図１の内、軸方向両端部の接続部材５、５と上記の筒状部材６を除いた芯材２のみを示す図２−（ａ）における芯材２の軸方向の端部以外の区間であるｅ−ｅ線の断面図を図３−（ｃ）に示している。図２−（ａ）は図１のａ−ａ線の断面図から筒状部材６を省略した様子を示している。

図１に示すブレース１の製作例の場合、芯材２の軸方向の端部以外の区間は平行に配置された芯材構成材２１、２１から構成される。芯材２のエンドプレート４寄りの区間においては図７−（ｂ）に示すようにエンドプレート４まで連続する芯材構成材２１、２１が対向する方向に直交する方向の両側寄りに配置される連結材２２、２２が両芯材構成材２１、２１に溶接等により接合されることにより両芯材構成材２１、２１を互いにつなぎ、連結材２２、２２が芯材構成材２１、２１と共に中空断面形状（箱形断面形状）の閉鎖断面材２３を構成している。図２−（ａ）における芯材２の軸方向の端部区間であるｄ−ｄ線の断面図を図３−（ｂ）に示している。

前記のように拘束材３は少なくとも芯材２の外周面側への充填時に流動性を有する充填材であることから、開放断面形状の芯材２の外周側には拘束材３のせき板となり、拘束材３を包囲する閉鎖断面形状の筒状部材６が配置され、図７−（ａ）に示すように筒状部材６内に拘束材３が充填される。芯材２の端部以外の区間は図２に示すように平行に配置された芯材構成材２１、２１から開放断面形状に形成されているため、拘束材３は筒状部材６内で各芯材構成材２１を埋設するように充填される。

筒状部材６の軸方向端面は前記のように芯材２が軸方向圧縮力を負担したときの収縮に備えてエンドプレート４との間に間隔を確保する必要から、図面では図１、図７−（ａ）に示すように筒状部材６の端面をエンドプレート４、４に到達させず、閉鎖断面材２３の区間に位置させている。筒状部材６は芯材２の軸方向の端部を除き、芯材２の外周側に配置される。芯材２のエンドプレート４寄りの区間である閉鎖断面材２３の区間内では、図７−（ｂ）に示すように閉鎖断面材２３の内部に拘束材３が充填される。筒状部材６の端面はエンドプレート４には到達していないため、筒状部材６内で、閉鎖断面材２３の外周側に充填される拘束材３は筒状部材６の端面まで充填されれば足りる。

閉鎖断面材２３内に充填される拘束材３の充填領域はエンドプレート４の芯材２側の面で区画されるため、エンドプレート４の芯材２側の面から突出する接続部材５の軸部５２が、接続部材５のエンドプレート４に対する位置調整前に充填される場合の拘束材３内に埋設されないよう、エンドプレート４の芯材２側の面には、図２、図６−（ａ）に示すように接続部材４の軸部５２を外周側から包囲し、拘束材３から保護する中空断面の包囲材７が固定される。

包囲材７は図６−（ａ）、（ｂ）に示すように軸部５２を外周側と、芯材２側から包囲できる底付きの筒形の形状であればよく、軸に直交する方向の断面積は軸部５２が収納可能な大きさがあればよく、筒の形状は問われない。包囲材７の軸方向の高さは軸部５２が最も芯材２側に位置したときに軸部５２の軸方向の端面が衝突しない程度の大きさがあればよい。包囲材７は溶接により、または外周にフランジを形成し、フランジを貫通するボルト等によりエンドプレート４の芯材２側の面に接合される。

包囲材７は図１、図２に示すように芯材２のエンドプレート４寄りの区間において閉鎖断面材２３に包囲され、閉鎖断面材２３内に充填される拘束材３中に軸部５２が埋設されないよう、拘束材３から軸部５２を保護する役目を持つため、拘束材３は閉鎖断面材２３内の、包囲材７の外周に充填される。この関係で、包囲材７は閉鎖断面材２３内で占める容積が大きい程、拘束材３の充填量が節減されることになる。

接続部材５の本体部５１は直接、もしくは間接的にフレーム９や構造体１０に接続される部分であり、フレーム９等に直接、接合されるガセットプレートの形状に応じ、Ｈ形断面、もしくは十字形断面等の形状に形成されることもある。また本体部５１とフレーム９等との間にクレビスを組み合わせて介在させることで、フレーム９等に任意の回転軸回りに回転自在、すなわち角度調整自在に接続されることもできる。

但し、図面では単純な構造で接続部材５をフレーム９等に角度調整自在に接続することができるよう、図５−（ａ）に示すように接続部材５を構成する、軸部５２を除く本体部５１を球体状に形成すると共に、本体部５１に、本体部５１を角度調整自在に包囲し、フレーム１０に接合される接合材５４を接続している。この場合、接続部材５は本体部５１につなぎ部５３と軸部５２が軸方向に連続して一体化した軸部材５０と、軸部材５０から分離し、軸部材５０の本体部５１に対し、２方向に任意の角度をなして本体部５１を包囲する接合材５４から構成される。

この場合、軸部材５０の本体部５１はつなぎ部５３から軸方向のフレーム９等側へ連続して球体状に形成され、つなぎ部５３から本体部５１へ移行する部分を除き、本体部５１の多くの部分の表面に接合材５４が外接し、本体部５１を覆う。本体部５１はつなぎ部５３から軸方向に連続して形成されることから、接合材５４はつなぎ部５３との連続部分（移行部分）以外の本体部５１を包囲する形状に形成される。

接合材５４はつなぎ部５３、またはつなぎ部５３から本体部５１への移行部分を包囲せず、接合材５４のエンドプレート４寄りの端面の内周面とつなぎ部５３（移行部分）との間には軸部５２の径方向に空隙が確保される。この径方向の空隙の確保により、接合材５４の内周面とつなぎ部５３の外周面との間の距離分、本体部５１に対して自由に回転（角度調整）できる状態になる。

本体部５１は完全な球体に形成されることもあるが、図示する例では図５−（ａ）に示すように球体の一部を平坦面５１ａに切り欠いた不完全な球体状に形成し、本体部５１の材料を節減している。この場合、本体部５１の平坦面５１ａと接合材５４との間に空隙を確保することで、本体部５１の一部を平坦面５１ａに形成しながらも、接合材５４に対する本体部５１の自由な回転（角度調整）を可能にしている。

図５−（ｂ）は（ａ）をｙ−ｙ線の向きに見たときの、接合材５４のエンドプレート４側の端面の様子を示す。ここに示すように接合材５４は軸部材５０の本体部５１を軸方向のエンドプレート４側から包囲する受け部５４１と、本体部５１を軸方向のフレーム９等側から押さえ込み、受け部５４１と共に本体部５１を軸方向に挟持する押さえ部５４２の２部材から構成されている。受け部５４１と押さえ部５４２のいずれかには接合材５４をフレーム９等に接合するためのフランジ５４１ａが形成され、このフランジ５４１ａに（ｃ）に示すように接合材５４をフレーム９等に接合するためのボルトが挿通する挿通孔５４１ｂが形成される。

上記のように本体部５１は球体の一部を平坦面５１ａで切り欠いた不完全な球体状に形成可能であることから、図５−（ｄ）に示すように本体部５１の軸部５２寄りに、球体の一部を軸方向に直交する平面等に平行に切り欠いた平坦面５１ａを形成することで、本来、本体部５１（球体）があるべき軸部５２寄りの一部につなぎ部５３を形成することができ、図５−（ａ）におけるつなぎ部５３の部分にまで軸部５２を形成することができる。この結果、エンドプレート４に対する接続部材５の軸方向の移動可能距離が増大するため、ブレース１の全長の調整可能な範囲を一層、拡大することが可能になる。

図８は水平方向に距離を置いて対向するフレーム９と構造体１０間にブレース１を架設した場合の架設例を示す。構造体１０は前記のように柱・梁からなるフレーム９である場合と、フレーム９を構成しない躯体である場合があり、フレーム９は図８に示すように構造体１０の一部である場合もある。ここではブレース１を柱・梁からなるフレーム９と構造体１０との間に平面上、フレーム９において互いに交差させて水平に架設し、両端部である接続部材５、５の芯材２に対する軸方向の位置を調整し、接合材５４、５４の芯材２に対する水平及び鉛直の２方向の角度を調整した状態で接合材５４、５４をフレーム９等に接続（接合）した様子を示している。

図９は図１０−（ｂ）、図１１に示すように図１の例における芯材２のエンドプレート４寄りの区間において連結材２２、２２を対向する２枚の芯材構成材２１、２１間に厚さ方向に挟み込んで芯材構成材２１、２１に溶接する場合に適した形のブレース１の構成例を示す。ここでは、対向する連結材２２、２２の両外側の面（対向する面の反対側の面）で芯材構成材２１、２１の幅方向両側に溶接できるよう、芯材構成材２１、２１の幅方向両側に、対向する連結材２２、２２の両外側の面より外側へ張り出す溶接代としての拡幅部２１ａを形成している。

連結材２２、２２が軸方向に芯材構成材２１の全長に亘る長さを持たない場合、連結材２２、２２の軸方向全長の内、芯材２１中心寄りの区間は芯材２１の塑性化可能区間を長く確保する機能を発揮し得る。この機能の発揮のために、連結材２２、２２は軸方向の全長の内、少なくともエンドプレート４寄りの区間で拡幅部２１ａに溶接され、芯材２１中心寄りの区間は溶接されない方が有利になる。この関係で、連結材２２、２２が軸方向の一部区間において芯材構成材２１、２１に溶接される場合には、芯材構成材２１、２１のエンドプレート４寄りの区間において芯材構成材２１、２１に溶接され、拡幅部２１ａは連結材２２、２２の溶接のために形成されるため、拡幅部２１ａは芯材構成材２１、２１のエンドプレート４寄りの区間に形成される。

連結材２２、２２が芯材構成材２１の全長分の長さを持たない場合、芯材構成材２１の中心寄りでは、連結材２２、２２が芯材構成材２１、２１間に挟まれた区間において芯材構成材２１、２１から分離しながらも、芯材２に生じる折れ曲がり変形時の曲げモーメントに抵抗し得るよう、連結材２２、２２の軸方向には拡幅部２１ａの長さより大きい長さが与えられ、連結材２２、２２は拡幅部２１ａの区間でのみ拡幅部２１ａに溶接される。連結材２２は軸方向には拡幅部２１ａの区間より長く、芯材構成材２１に対しては幅方向両側の拡幅部２１ａ、２１ａの区間に溶接され、拡幅部２１ａ、２１ａのない区間では溶接されない。

図９に示す例では芯材構成材２１のエンドプレート４寄りの拡幅部２１ａと拡幅部２１ａのない中心寄りの区間に亘って図１３−（ａ）〜（ｃ）に示すように対向する芯材構成材２１、２１間で連結材２２、２２を挟持しながら、拡幅部２１ａの区間において連結材２２、２２を芯材構成材２１、２１に溶接することができる。結果として、芯材２の折れ曲がり変形時に、連結材２２、２２は軸方向中心寄りの芯材構成材２１、２１に溶接されない区間において曲げモーメントに対する抵抗力を発揮し、芯材構成材２１の面外方向の変形を抑制することができる。

また連結材２２、２２の軸方向の全長の内、エンドプレート４寄りで芯材構成材２１、２１に溶接される一方、軸方向中心寄りでは芯材構成材２１、２１に溶接されないことで、芯材２の折れ曲がり変形時に、溶接されない区間において芯材構成材２１、２１間で芯材構成材２１、２１から分離しながらも、曲げモーメントに抵抗し得ることで、芯材２の塑性化可能区間を長く確保するため、連結材２２、２２の軸方向端面が拘束材３を割り裂くように変形し、破壊しようとすることが生じにくくなっている。

図１０、図１１はまた、連結材２２の全長の内、軸方向中心寄りの端部から拡幅部２１ａまでの区間を芯材構成材２１に溶接せず、拡幅部２１ａの軸方向中心寄りの端部からエンドプレート４までの区間（拡幅部２１ａの形成区間）を溶接した様子も示している。図１０−（ａ）、（ｂ）中、連結材２２と芯材構成材２１の境界線を示す直線の内、太線が溶接箇所を示している。

拡幅部２１ａの区間より長い連結材２２の全長を芯材構成材２１に溶接すると、芯材２が軸方向圧縮力を受けて塑性化し得る軸方向中心寄りの塑性化可能区間が短縮され、塑性化によるエネルギ吸収能力が低下する可能性がある。これに対し、連結材２２の軸方向中心寄りの端部から拡幅部２１ａの軸方向中心寄りの端部までの区間を溶接しないことで、芯材２の塑性化可能区間を長く確保することができるため、芯材２に塑性化を発生させ易くなり、エネルギ吸収能力を高め易くなる利点がある。

図９は筒状部材６内に充填される拘束材３が芯材２に対する変形拘束効果を発揮するときの安定性を高めるために、図１２に示すように筒状部材６に、図１（図４）に示す例の角形鋼管に代え、断面性能に方向性のない円形鋼管を使用した場合の例を示している。

図９はまた、芯材２を包囲する筒状部材６の軸方向の端面に端板６１を固定し、開放している筒状部材６の端面の芯材２以外の部分を閉塞した場合の例も示している。端板６１は図９のｅ−ｅ線断面図である図１２−（ｃ）に示すように筒状部材６の端面からエンドプレート４側へ突出する芯材２が挿通可能な開口６１ａを有し、芯材２を周囲から包囲した状態で筒状部材６の端面に溶接等により固定（接合）される。この場合、端板６１が筒状部材６の端面を塞ぎ、筒状部材６の端部の変形を拘束することで、筒状部材６の端部の塑性変形を生じにくくし、筒状部材６による芯材２の折れ曲がり変形に対する抵抗力の向上を図ることができる。端板６１には筒状部材６内に充填される拘束材３の充填時の充填領域を区画するせき板の役割もある。

図１４は図１に示す筒状部材６のエンドプレート４寄りに筒状部材６の面外方向の変形を拘束する補剛材６２を接合した場合のブレース１の構成例を示す。筒状部材６が芯材２の曲げ変形を拘束するときには、芯材２からの反力は軸方向端部寄りで大きくなり、筒状部材６が変形し易くなるため、筒状部材６のエンドプレート４寄りに補剛材６２を配置することが合理的である。図１４では筒状部材６に角形鋼管を使用していることに対応し、（ｂ）に示すようにＬ形断面の補剛材６２を筒状部材６の断面上の隅角部に配置し、溶接等により接合している。

１……座屈拘束型ブレース、
２……芯材、
２１……芯材構成材、２１ａ……拡幅部、
２２……連結材、２３……閉鎖断面材、
３……拘束材、
４……エンドプレート、４ａ……雌ねじ孔、
５……接続部材、５０……軸部材、
５１……本体部、５１ａ……平坦面、
５２……軸部、５２ａ……雄ねじ、
５３……つなぎ部、
５４……接合材、５４１……受け部、５４１ａ……フランジ、５４１ｂ……挿通孔、５４２……押さえ部、
６……筒状部材、６１……端板、６１ａ……開口、６２……補剛材、
７……包囲材、
８……工具、
９……フレーム、１０……構造体。

Claims (7)

1. 柱・梁のフレーム、もしくは隣接する構造体間に架設され、前記フレームの、もしくは前記構造体間の相対変形時に軸方向力を負担する芯材と、この芯材の少なくとも外周面側に充填されて前記芯材の変形を拘束する拘束材とを備え、前記芯材の軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、雌ねじ孔を有するエンドプレートが接合され、このエンドプレートの前記雌ねじ孔に、外周面に雄ねじが形成された軸部を有する接続部材の前記軸部が、その軸方向の位置が調整自在に螺合した座屈拘束型ブレースであり、
   前記芯材の少なくとも前記エンドプレート寄りの区間は前記接続部材の軸部を外周側から包囲する中空断面形状に形成され、前記芯材の軸方向の端部を除き、前記芯材の外周側に閉鎖断面形状の筒状部材が配置され、この筒状部材内に前記拘束材が充填され、
   前記中空断面形状の区間は前記筒状部材と軸方向に重複し、この重複区間の前記中空断面形状の区間の内部と外部に前記拘束材が充填されていることを特徴とする長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。
2. 前記芯材は複数枚の芯材構成材を備える開放断面形状をし、前記芯材の前記エンドプレート寄りの区間は前記芯材構成材と共に閉鎖断面形状の閉鎖断面材を構成する連結材が隣接する前記芯材構成材間に配置され、両芯材構成材に接合されていることを特徴とする請求項１に記載の長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。
3. 前記エンドプレートの前記芯材側の面に、前記接続部材の前記軸部を外周側から包囲する中空断面の包囲材が固定されていることを特徴とする請求項１、もしくは請求項２に記載の長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。
4. 柱・梁のフレーム、もしくは隣接する構造体間に架設され、前記フレームの、もしくは前記構造体間の相対変形時に軸方向力を負担する芯材と、この芯材の少なくとも外周面側に充填されて前記芯材の変形を拘束する拘束材とを備え、前記芯材の軸方向の少なくともいずれか一方の端部に、雌ねじ孔を有するエンドプレートが接合され、このエンドプレートの前記雌ねじ孔に、外周面に雄ねじが形成された軸部を有する接続部材の前記軸部が、その軸方向の位置が調整自在に螺合した座屈拘束型ブレースであり、
   前記芯材の少なくとも前記エンドプレート寄りの区間は前記接続部材の軸部を外周側から包囲する中空断面形状に形成され、前記芯材の軸方向の端部を除き、前記芯材の外周側に閉鎖断面形状の筒状部材が配置され、この筒状部材内に前記拘束材が充填され、
   前記芯材は対向する２枚の芯材構成材を備える開放断面形状をし、前記芯材の前記エンドプレート寄りの区間は前記芯材構成材と共に閉鎖断面形状の閉鎖断面材を構成する連結材が隣接する前記芯材構成材間に配置され、両芯材構成材に接合され、
   前記連結材は対向する前記２枚の芯材構成材間に挟まれ、軸方向の全長の内、前記芯材構成材の前記エンドプレート寄りの区間において前記２枚の芯材構成材に溶接されていることを特徴とする長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。
5. 前記連結材が前記芯材構成材に溶接された区間の前記芯材構成材に、幅が軸方向中心寄りの区間の幅より大きい拡幅部が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。
6. 前記筒状部材の軸方向の端面の、前記芯材の周囲に前記筒状部材の端面を塞ぐ端板が固定されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。
7. 前記接続部材の前記軸部を除く本体部は球体状をし、この本体部の外周を、前記フレーム、もしくは前記構造体に接合される接合材が前記本体部に対して任意の方向に角度調整自在に包囲していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の長さ調整機能付き座屈拘束型ブレース。

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