JP6552176B2 - 座屈拘束ブレース - Google Patents

Description

本発明は座屈拘束ブレースに関する。

座屈拘束ブレースは制振ダンパの一種であり、建築構造物の骨組にブレースとして組込まれ、地震等によってその骨組に大きな変形が生じたときに振動エネルギを吸収するものである。座屈拘束ブレースは１９８０年代後半から開発され、現在では様々な構成のものが広く使用されている。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を備えている。
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したコンクリートやモルタルなどの硬化性充填材とで構成され、硬化した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、芯材を鋼材、補剛材を鋼管と充填モルタルとし、芯材と充填モルタルの間をアンボンドにしているものがある（特許文献１参照）。
しかしながら、鋼管の中にモルタルなどを充填して構成した補剛材は、モルタルなどの充填材が大重量であるため、座屈拘束ブレースの重量が大きくなるという短所がある。
そこで、本出願人は、芯材を構成するＨ形鋼などの形鋼と、形鋼に沿って延在する内挿板との間に充填材が充填されない非充填空間を形成し、形鋼の長さ方向に延在する側縁エッジ部の先端部分と先端部分の両側部分とにわたって充填材で包持することで、軽量化を図った座屈拘束ブレースを提案している（特許文献２参照）。

特開２００１−２２７１９２号公報 特開２０１３−１２４５３０号公報

ところで、座屈拘束ブレースの長手方向の端部や座屈拘束ブレースが建築構造物の骨組などの部材に接合される接合部には、軸力の他に曲げモーメントが発生するため、芯材のうち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塑性化部の耐力に対し、接合部や端部の耐力を高める必要がある。
端部の剛性が不十分な場合は、引張荷重及び圧縮荷重の大きさによっては、座屈拘束ブレースの端部が破壊され、振動エネルギの吸収性能が低下するおそれがある。
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、軽量化を図りつつ振動エネルギの吸収性能を確保する上で有利な座屈拘束ブレースを提供することにある。

上述の目的を達成するため、請求項１記載の発明は、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、前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、各々が該鋼材の長さ方向に延在し且つ互いに平行に延在する複数の帯鋼状部分が相互に接続した形状を有しており、且つ、該鋼材の長さ方向に延在する少なくとも２本の側縁エッジ部を有する形鋼であり、前記補剛材は、前記形鋼の長手方向中間部分をその内部に収容し前記形鋼の両端部分がその両端から延出する鋼製の外套管と、前記形鋼の前記長手方向中間部分に当接して前記形鋼に沿って延在する少なくとも１枚の内挿板と、前記形鋼と該形鋼に当接した前記内挿板とから成るアセンブリの外側面と前記外套管の内側面との間に画成された空間に充填された、補剛材として機能し得る剛性を有する充填材とを備えており、前記形鋼と該形鋼に当接した前記内挿板とから成る前記アセンブリの内部に、前記充填材が充填されない非充填空間が画成されており、前記形鋼の前記側縁エッジ部は、前記形鋼の横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、前記補剛材の前記充填材により包持され、前記形鋼は、前記形鋼の長手方向の両端の断面形状が大きい大断面積部と、前記両端を除いた前記形鋼の長手方向の全長部分で前記大断面積部よりも断面形状が小さい小断面積部とを有し、前記小断面積部は前記補剛材が配置された箇所に位置し、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端を除いた残りの前記小断面積部の中間部分は前記両端よりも塑性変形し易い材料で形成され、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端と前記大断面積部は前記中間部分を構成する材料に比べ塑性変形しにくい材料で形成され、前記中間部分の長手方向の両端から前記大断面積部にわたり前記形鋼に沿って延在する鋼製の補強プレートが接合され、前記形鋼に長手方向の荷重が作用した際に、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の前記中間部分で前記補強プレートが接合されていない箇所は塑性変形可能な塑性化部分とされ、前記形鋼の長手方向の両端は前記塑性化部分に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分とされていることを特徴とする。
請求項２記載の発明は、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の長手方向の全長部分は前記小断面積部とされ、前記補剛材の両端から延在する前記形鋼の部分は、前記補剛材寄りの前記形鋼の部分が前記小断面積部とされ、残りの前記形鋼の部分が前記大断面積部とされていることを特徴とする。
請求項３記載の発明は、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の部分は、その長手方向の両端が前記大断面積部とされると共に前記両端を除いた残りの部分が前記小断面積部とされていることを特徴とする。
請求項４記載の発明は、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の部分の前記大断面積部と前記小断面積部との境の箇所に、前記形鋼の部分の前記大断面積部の前記形鋼の長手方向の中央側への変位を許容する緩衝材が前記充填材に代えて充填されていることを特徴とする。
請求項５記載の発明は、前記形鋼は、Ｈ形鋼、十字形鋼、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼、Ｚ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼から成る部類中から選択された形鋼であることを特徴とする。
請求項６記載の発明は、前記形鋼は、その外表面の一部が前記内挿板で覆われることなくアンボンド材を介して前記充填材に臨んでいることを特徴とする。
請求項７記載の発明は、前記形鋼は、その外表面の一部がアンボンド材を介して前記内挿板及び前記充填材に臨んでいることを特徴とする。
請求項８記載の発明は、前記充填材は、モルタル、コンクリート、及び樹脂材料から成る部類中から選択された材料であることを特徴とする。
請求項９記載の発明は、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、前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、各々が該鋼材の長さ方向に延在し且つ互いに平行に延在する複数の帯鋼状部分が相互に接続した形状を有しており、且つ、該鋼材の長さ方向に延在する少なくとも２本の側縁エッジ部を有する形鋼であり、前記補剛材は、前記形鋼の長手方向中間部分をその内部に収容し前記形鋼の両端部分がその両端から延出する鋼製の外套管と、前記形鋼の前記長手方向中間部分に当接されたバッカー材と、前記形鋼と前記バッカー材とから成るアセンブリの外側面と前記外套管の内側面との間に画成された空間に充填された、補剛材として機能し得る剛性を有する充填材とを備えており、前記形鋼の前記側縁エッジ部は、前記形鋼の横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、前記補剛材の前記充填材により包持され、前記形鋼は、前記形鋼の長手方向の両端の断面形状が大きい大断面積部と、前記両端を除いた前記形鋼の長手方向の全長部分で前記大断面積部よりも断面形状が小さい小断面積部とを有し、前記小断面積部は前記補剛材が配置された箇所に位置し、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端を除いた残りの前記小断面積部の中間部分は前記両端よりも塑性変形し易い材料で形成され、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端と前記大断面積部は前記中間部分を構成する材料に比べ塑性変形しにくい材料で形成され、前記中間部分の長手方向の両端から前記大断面積部にわたり前記形鋼に沿って延在する鋼製の補強プレートが接合され、前記形鋼に長手方向の荷重が作用した際に、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の前記中間部分で前記補強プレートが接合されていない箇所は塑性変形可能な塑性化部分とされ、前記形鋼の長手方向の両端は前記塑性化部分に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分とされていることを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、ブレース芯材を形鋼で構成し、補剛材を外套管と、内挿板と、充填材とで構成し、ブレース芯材を構成する形鋼とその形鋼に当接した内挿板とから成るアセンブリの外側面と外套管の内側面との間に画成される空間に充填材を充填する一方で、ブレース芯材を構成する形鋼とその形鋼に当接した内挿板とから成るアセンブリの内部に、充填材が充填されない非充填空間が画成されるようにし、そして、形鋼の側縁エッジ部が、補剛材の充填材で包持される構成としたため、座屈拘束ブレースの軽量化を図りつつ低コストで容易に製作する上で有利となる。
また、形鋼の長手方向の中間部分を小断面積部として塑性変形可能な塑性化部分とし、形鋼の長手方向の両端を大断面積部として塑性化部分に比べ塑性化しにくい非塑性化部分とし、更に、補剛材が配置された箇所の形鋼は、その長手方向の両端を除いた残りの部分を両端よりも塑性変形し易い材料で形成したので、座屈拘束ブレースの負担軸力を減らすことで、塑性化部分に対して非塑性化部分の耐力に余裕が生じる。このため、形鋼の両端の非塑性化部分を含めた座屈拘束ブレース全体の耐力を高めることができる。そのため、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレースの端部が破壊されにくくなり、引張動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。
また、形鋼の長手方向の両端に加え、補強プレートが接合された形鋼の部分も非塑性化部分とされているので、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレースの端部がより破壊されにくくなり、したがって、引張動エネルギの吸収性能を確保する上でより有利となる。
請求項２記載の発明によれば、形鋼の小断面積部と大断面積部との境目が補剛材の両端近傍の箇所で、かつ、補剛材の両端から外側に離間した箇所に位置しているので、形鋼が縮小した場合に、大断面積部が補剛材に干渉することがなく、座屈拘束ブレースの伸縮動作が円滑になされるため、振動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。
請求項３記載の発明によれば、簡単な構成により請求項１の効果を達成することができる。
請求項４記載の発明によれば、補剛材が配置された箇所の形鋼の部分の長手方向の両端が大断面積部であるにも拘わらず、形鋼が縮小した場合に、大断面積部が緩衝材を押圧するに留まり、大断面積部が補剛材に干渉することがなく、座屈拘束ブレースの伸縮動作が円滑になされるため、振動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。
請求項５記載の発明によれば、形鋼として入手性が容易な市販品を用いることができるため、座屈拘束ブレースを簡単かつ安価に製造する上で有利となる。
請求項６記載の発明によれば、形鋼が長手方向の引張荷重及び圧縮荷重を受けて伸縮する際に、形鋼と充填材との間で相対摺動が発生して引張動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。
請求項７記載の発明によれば、形鋼が長手方向の引張荷重及び圧縮荷重を受けて伸縮する際に、形鋼と内挿板および充填材との相対摺動が発生して引張動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。
請求項８記載の発明によれば、充填材として入手性が容易な材料を用いることができるため、座屈拘束ブレースを簡単かつ安価に製造する上で有利となる。
請求項９記載の発明によれば、ブレース芯材を形鋼で構成し、補剛材を外套管と、バッカー材と、充填材とで構成し、ブレース芯材を構成する形鋼とその形鋼に当接されたバッカー材とから成るアセンブリの外側面と外套管の内側面との間に画成される空間に充填材を充填する一方で、ブレース芯材を構成する形鋼とその形鋼に当接されたバッカー材とから成るアセンブリの内部に、バッカー材により充填材が充填されない部分が形成されるようにし、そして、形鋼の側縁エッジ部が、補剛材の充填材で包持される構成としたため、座屈拘束ブレースの軽量化を図りつつ低コストで容易に製作する上で有利となる。
また、形鋼の長手方向の中間部分を小断面積部として塑性変形可能な塑性化部分とし、形鋼の長手方向の両端を大断面積部として塑性化部分に比べ塑性化しにくい非塑性化部分とし、更に、補剛材が配置された箇所の形鋼は、その長手方向の両端を除いた残りの部分を両端よりも塑性変形し易い材料で形成したので、座屈拘束ブレースの負担軸力を減らすことで、塑性化部分に対して非塑性化部分の耐力に余裕が生じる。このため、形鋼の両端の非塑性化部分を含めた座屈拘束ブレース全体の耐力を高めることができる。そのため、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレースの端部が破壊されにくくなり、したがって、引張動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。
また、形鋼の長手方向の両端に加え、補強プレートが接合された形鋼の部分も非塑性化部分とされているので、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレースの端部がより破壊されにくくなり、したがって、引張動エネルギの吸収性能を確保する上でより有利となる。

本発明の第１の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの断面側面図である。 図１のＤ−Ｄ線に沿った縦断面図である。 図１のＢ−Ｂ線に沿った横断面図である。 図１のＣ−Ｃ線に沿った横断面図である。 図１の実施の形態において補強プレートの接合位置を変更した構成を例示した図４と同様の図である。 本発明の第２の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの長手方向の端部寄り部分の縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの長手方向の端部寄り部分の縦断面図である。 本発明の第４の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの長手方向の端部寄り部分の縦断面図である。 本発明の第５の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第５の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第６の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第６の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第７の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第７の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第８の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第８の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第９の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第９の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第１０の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図１のＢ−Ｂ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第１０の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの横断面図であり、図１のＣ−Ｃ線に沿った横断面図に対応している。 本発明の第１０の実施の形態に係る座屈拘束ブレースの変形例の横断面図であり、図１のＣ−Ｃ線に沿った横断面図に対応している。

（第１の実施の形態）
図１〜図５に本発明の１つ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は制振ダンパの一種であり、建築構造物の骨組にブレースとして組込まれ、地震等によってその骨組に大きな変形が生じたときに振動エネルギを吸収するものである。

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が塑性変形することで振動エネルギが吸収される。本発明においては、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する形鋼を用いるようにしており、特に図１、図２に示した実施の形態では、その形鋼としてＨ形鋼が用いられている。このＨ形鋼はビルト材であってもよく、ロール材であってもよい。

座屈拘束ブレース１０は更に補剛材１４を備えており、この補剛材１４は、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である。本発明においては、この補剛材１４を、鋼製の外套管１６と、少なくとも１枚の内挿板１８と、充填材３４とを備えた構成のものとしている。特に図１、図２に示した実施の形態では、外套管１６として丸形鋼管が用いられており、内挿板１８としてその横断面が一定の断面形状を有する一対の鋼板（第１内挿板１８−１及び第２内挿板１８−２）が用いられており、また充填材３４としてモルタルが用いられている。

外套管１６は、その内部に、ブレース芯材１２を構成するＨ形鋼の長手方向中間部分を収容しており、このＨ形鋼１２の両端部分が外套管１６の両端から延出している。この座屈拘束ブレース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などして、その取付けが行われる。

内挿板１８（第１内挿板１８−１及び第２内挿板１８−２）は、ブレース芯材１２を構成するＨ形鋼の長手方向中間部分に当接しており、このＨ形鋼１２に沿って延在し、またこのＨ形鋼１２の長手方向中間部分に亘って延在している。

より詳しくは、図３、図４に示すように、Ｈ形鋼１２は、第１フランジ２０と、第２フランジ２０と、それら第１フランジ２０と第２フランジ２０との間にあってそれらを連結しているウェブ２４とを有する。
そして、図２、図３、図４に示すように、第１フランジ２０、第２フランジ２０は、長手方向の両端に位置する幅広部２０Ａ、２２Ａと、長手方向の中間に位置する幅狭部２０Ｂ、２２Ｂとをそれぞれ有している。
したがって、Ｈ形鋼１２は、Ｈ形鋼１２の長手方向の両端の断面形状が大きい大断面積部２６と、両端を除いたＨ形鋼１２の長手方向の全長部分で大断面積部２６よりも断面形状が小さい小断面積部２８とを有している。
本実施の形態では、大断面積部２６の第１フランジ２０、第２フランジ２０の幅は均一の幅Ｄ０であり、小断面積部２８の第１フランジ２０、第２フランジ２０の幅は均一の幅Ｄ１であり、Ｄ０＞Ｄ１となっている。

本実施の形態では、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の長手方向の全長部分は小断面積部２８とされている。また、補剛材１４の両端から延在するＨ形鋼１２の部分は、補剛材１４寄りのＨ形鋼１２の部分が小断面積部２８とされ、残りのＨ形鋼１２の部分が大断面積部２６とされている。
したがって、Ｈ形鋼１２に長手方向の荷重が作用した際に、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の部分は塑性変形可能な塑性化部分Ａ１とされ、Ｈ形鋼１２の長手方向の両端は塑性化部分Ａ１に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分Ａ０とされている。
すなわち、簡単な構成により形鋼に塑性化部分Ａ１と非塑性化部分Ａ０とが形成されている。
建築構造物の骨組の柱と梁とに夫々連結されるブレース芯材１２の両端の取り付け部４２は大断面積部２６に設けられている。

図３、図４に示すように、第１内挿板１８−１は、Ｈ形鋼１２の第１フランジ２０の一方の側縁エッジ部３０（図中で左側の側縁エッジ部）と、第２フランジ２０の一方の側縁エッジ部３０（図中で左側の側縁エッジ部）とに当接しており、同様に、第２内挿板１８−２は、Ｈ形鋼１２の第１フランジ２０の他方の側縁エッジ部３０（図中で右側の側縁エッジ部）と第２フランジ２０の他方の側縁エッジ部３０（図中で右側の側縁エッジ部）とに当接している。尚、内挿板１８（第１内挿板１８−１及び第２内挿板１８−２）とＨ形鋼１２の第１及び第２フランジ２０、２２とは、互いに当接しているだけであって、互いに接合されてはおらず、即ち互いにアンボンド状態とされている。そのため、Ｈ形鋼１２が長手方向の引張荷重及び圧縮荷重を受けて伸縮するときには、Ｈ形鋼１２の第１及び第２フランジ２０、２２の側縁エッジ部３０と内挿板１８（第１内挿板１８−１及び第２内挿板１８−２）との当接部では、相対摺動が発生する。

図１〜図４に示したように、ブレース心材１２を構成するＨ形鋼とこのＨ形鋼に当接した一対の内挿板１８−１及び１８−２とから成るアセンブリの外側面（外周面）と、外套管１６の内側面（内周面）との間に、空間が画成されており、モルタル３４はこの空間に充填されている。尚、この空間に充填する充填材はモルタルに限られず、補剛材として機能し得る剛性を有する様々な充填材を用いることができ、例えばコンクリートを用いるようにしてもよく、また、樹脂材料などを用いるようにしてもよい。

ブレース芯材１２を構成しているＨ形鋼は、その外表面の一部（図示例においては、第１フランジ２０の外面（図中上面）の全域、第１フランジ２０の（Ｈ形鋼１２の長手方向に延在する）左右２本の側縁エッジ部３０、第１フランジ２０の内面（図中下面）のうちの側縁エッジ部３０近傍領域、第２フランジ２０の外面（図中下面）の全域、第２フランジ２０の（Ｈ形鋼１２の長手方向に延在する）左右２本の側縁エッジ部３０、及び、第２フランジ２０の内面（図中上面）のうちの側縁エッジ部３０近傍領域）が、アンボンド材３２で被覆されている。従ってこの構成では、Ｈ形鋼１２の外表面の一部である第１及び第２フランジ２０，２２の外面は、内挿板１８で覆われることなく、アンボンド材３２を介して充填材であるモルタル３４に臨んでいる。また、Ｈ形鋼１２の外表面の一部であるアンボンド材３２で被覆されている領域は、このアンボンド材３２を介して、内挿板１８及び充填材であるモルタル３４に臨んでいる。

Ｈ形鋼１２の外表面の所望部分をアンボンド材３２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部分に貼着する方法、アンボンド塗料を当該部分に塗布する方法、それに、薄い鋼板をアンボンド材として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、ブレース芯材１２を構成するＨ形鋼は、内挿板１８とアンボンド材３２とによって、充填材であるモルタル３４に対して完全にアンボンド状態とされている。

更に、図３、図４から明らかなように、ブレース芯材１２を構成しているＨ形鋼とこのＨ形鋼に当接した内挿板１８（内挿板１８−１及び１８−２）とから成るアセンブリの内部に、充填材が充填されない非充填空間３６−１及び３６−２が画成されており、かかる非充填空間は、ブレース芯材１２を構成しているＨ形鋼のウェブ２４の両側に位置している。

更に、これも図３、図４から明らかなように、Ｈ形鋼１２の第１フランジ２０の両側の側縁エッジ部３０、並びに、第２フランジ２０の両側の側縁エッジ部３０は、このＨ形鋼１２の横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、補剛材１４の充填材であるモルタル３４により包持されている（即ち、先端部分の近傍の外面側の部分はアンボンド材３２を介してモルタル３４により包持され、先端部分と先端部分の近傍の内面側の部分とはアンボンド材３２及び内挿板１８を介してモルタル３４により包持されている）。

このように、座屈拘束ブレース１０の内部に充填材が充填されない非充填空間３６−１及び３６−２が画成されることによって、座屈拘束ブレース１０の全体重量が軽減される一方で、Ｈ形鋼１２の長手方向に延在する第１及び第２フランジ２０、２２の合計４本の側縁エッジ部３０は、Ｈ形鋼１２の横断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部３０の先端部分からその近傍の両側部分までに亘って、補剛材１４の充填材３４でしっかりと包持されることで、それら側縁エッジ部３０に局部座屈が発生するおそれが払拭されており、そのため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。

また、図１、図２に示したように、Ｈ形鋼１２には、その全長のうちの、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に沿って延在する複数の鋼製の補強プレート３８が接合されており、それら補強プレート３８は、充填材が充填されていない上述の非充填空間３６−１及び３６−２（図４参照）の中に配設されている。
すなわち、大断面積部２６から小断面積部２８に移行するＨ形鋼１２の部分に、Ｈ形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、Ｈ形鋼１２の長手方向の両端に加え、補強プレート３８が接合されたＨ形鋼１２の部分も非塑性化部分Ａ０とされている。
それら補強プレート３８は、例えば図４に示したように、Ｈ形鋼１２のウェブ２４の両側にウェブ２４から離隔させてウェブ２４と平行に配設し、第１フランジ２０と第２フランジ２０とを連結するように接合するのもよい。
あるいは、図５に示すように、Ｈ形鋼１２のウェブ２４の両側面に接合するようにしてもよい。
更に加えて、図１、図２に示すように、Ｈ形鋼１２の両端部分では、第１フランジ２０及び第２フランジ２０の外面に、補強プレート４０が接合されている。補強プレート３８、４０はいずれも十分に大きな剛性を有しており、そのためＨ形鋼１２の全長のうち、それら補強プレート３８、４０の延在部分は最も塑性変形しにくい。

この構成によれば、Ｈ形鋼１２に接合する補強プレート３８、４０の長さを適宜設定して非塑性化部分Ａ０の長さを調節することで、塑性化部分Ａ１の長さを調節することができる。また、非塑性化部分Ａ０は、Ｈ形鋼１２に長手方向の荷重が作用することによる座屈が補強プレート３８、４０により防止されており、従って非塑性化部分Ａ０に関しては、Ｈ形鋼１２に長手方向の荷重が作用したときの座屈変形が、それら補強プレート３８、４０によって防止されている。

また、補剛材１４の端部を補強材（不図示）によって補強するのもよい。ブレース芯材を構成するＨ形鋼１２に補強プレート３８、４０を接合して補強する場合には、それによって形成されるＨ形鋼１２の非塑性化部分Ａ０の剛性が大きいことから、その非塑性化部分Ａ０から補剛材１４の端部へ大きな曲げモーメントが作用するようになることがある。そのため、補剛材１４の端部に補強材を接合することによって、非塑性化部分Ａ０から補剛材１４の端部への応力伝達を可能にしておくことが好ましいのである。

以上から明らかなように、本発明に係る座屈拘束ブレース１０によれば、ブレース芯材を形鋼１２で構成し、補剛材１４を外套管１６と、内挿板１８と、充填材３４とで構成し、ブレース芯材を構成する形鋼１２とその形鋼１２に当接した内挿板１８とから成るアセンブリの外側面と外套管１６の内側面との間に画成される空間に充填材３４を充填する一方で、ブレース芯材を構成する形鋼１２とその形鋼１２に当接した内挿板１８とから成るアセンブリの内部に、充填材３４が充填されない非充填空間３６が画成されるようにし、そして、形鋼の側縁エッジ部３０が、補剛材１４の充填材３４で包持される構成としたため、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１０が得られる。

また、Ｈ形鋼１２の中間部分からなる塑性化部分Ａ１が、第１フランジ２０および第２フランジ２０の幅が小さく断面積が小さい小断面積部２８で構成されているので、座屈拘束ブレース１０の負担軸力を減らすことで、塑性化部分Ａ１に対して非塑性化部分Ａ０の耐力に余裕が生じる。このため、両端の非塑性化部分Ａ０を含めた座屈拘束ブレース１０全体の耐力を高めることができる。
そのため、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレース１０の端部が破壊されにくくなり、したがって、引張動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。

また、本実施の形態では、大断面積部２６から小断面積部２８に移行するＨ形鋼１２の部分に、Ｈ形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、Ｈ形鋼１２の長手方向の両端に加え、補強プレート３８が接合されたＨ形鋼１２の部分も非塑性化部分Ａ０とされているので、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレース１０の端部がより破壊されにくくなり、したがって、引張動エネルギの吸収性能を確保する上でより有利となる。

なお、Ｈ形鋼１２の両端の補強部分の耐力を確保するために、Ｈ形鋼１２の両端に大量の補強プレートを接合することが考えられる。
この場合、補強部分の横断面の形状は、Ｈ形鋼１２の幅や高さから大きく超過することになり、外套管１６の径を拡大する必要があり、座屈拘束ブレース１０の軽量化を図る上で不利となる。または、外套管１６の内部にＨ形鋼１２を挿入して組み付けた後に、外套管１６の両端から外部に露出するＨ形鋼１２の両端の部分に補強プレートを溶接等の加工により取付ける必要があり、作業性の低下を招く不利がある。
これに対して、本実施の形態では、Ｈ形鋼１２の中間部分からなる塑性化部分Ａ１を断面積が小さい小断面積部２８で構成することで、両端の補強部分からなる非塑性化部分Ａ０の耐力を確保できる。そのため、外套管１６の径の拡大が不要となるので、座屈拘束ブレース１０の軽量化を図る上で有利となる。また、補強プレートの後付作業が不要となるため、作業性の効率化を図る上で有利となる。

また、Ｈ形鋼１２の小断面積部２８と大断面積部２６との境目が補剛材１４の両端近傍の箇所で、かつ、補剛材１４の両端から外側に離間した箇所に位置しているので、Ｈ形鋼１２が伸縮した場合に、大断面積部２６が補剛材１４に干渉することがなく、座屈拘束ブレース１０の伸縮動作が円滑になされるため、振動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について図６を参照して説明する。なお、以下の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略し、異なる部分について重点的に説明する。
第１の実施の形態では、補剛材１４が配置された箇所の形鋼の部分はその全長にわたって小断面積部２８であったのに対し、第２の実施の形態では、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の部分は、その長手方向の両端が大断面積部２６とされると共に両端を除いた残りの部分が小断面積部２８とされている点が第１の実施の形態と異なっている。
そして、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の部分の大断面積部２６と小断面積部２８との境の箇所に、Ｈ形鋼の部分の大断面積部２６のＨ形鋼１２の長手方向の中央側への変位を許容する緩衝材４４が充填材３４に代えて充填されている。
緩衝材４４として、軽量で加工容易な発泡プラスチック材などの従来公知の様々な材料が使用可能である。
そのため、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の部分の長手方向の両端が大断面積部２６であるにも拘わらず、Ｈ形鋼１２が縮小した場合に、大断面積部２６が緩衝材４４を押圧するに留まり、大断面積部２６が補剛材１４に干渉することがなく、座屈拘束ブレース１０の伸縮動作が円滑になされるため、振動エネルギの吸収性能を確保する上で有利となる。

第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、第１の実施の形態に比較して、Ｈ形鋼の大断面積部２６が補剛材１４の両端の内側に位置していることから、Ｈ形鋼の全長に対して大断面積部２６の長さをより大きく確保することができる。
そのため、塑性化部分Ａ１に対して両端の非塑性化部分Ａ０の耐力をより大きく確保でき、両端の非塑性化部分Ａ０を含めた座屈拘束ブレース１０全体の耐力を高める上でより有利となる。したがって、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレース１０の端部が破壊されにくくなり、振動エネルギの吸収性能を確保する上でより一層有利となる。

（第３の実施の形態）
次に第３の実施の形態について図７を参照して説明する。
第３の実施の形態は、第１の実施の形態の変形例であり、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２は、その長手方向の両端を除いた残りの部分が両端よりも塑性変形し易い材料で形成されている。
すなわち、Ｈ形鋼は、長手方向の両端部分に位置し塑性変形しにくい第１鋼材で形成された第１鋼材部分Ｗ１と、長手方向の中間部分に位置し第１鋼材部分Ｗ１に比べ塑性変形し易い第２鋼材で形成された第２鋼材部分Ｗ２とが接合されることで構成されている。
第１鋼材としては、構造物を構成するための通常の形鋼に用いられる強度の高い従来公知の様々な鋼材が使用可能である。
第２鋼材としては、低降伏点鋼材などの特殊鋼を含む従来公知の様々な鋼材が使用可能である。
鋼製の補強プレート３８は、第１鋼材部分Ｗ１と第２鋼材部分Ｗ２との繋ぎ目とにわたって接合されている。

第３の実施の形態によれば、Ｈ形鋼１２の中間部分からなる塑性化部分Ａ１が、塑性変形し易い第２鋼材部分Ｗ２で構成されると共に、両端の補強部分からなる非塑性化部分Ａ０が、塑性変形し難い第１鋼材部分Ｗ１で構成されている。
そのため、塑性化部分Ａ１における座屈拘束ブレース１０の負担軸力をより減らすことができると共に、塑性化部分Ａ１に対して両端の非塑性化部分Ａ０の耐力をより向上できる。このため、両端の大断面積部２６からなる非塑性化部分Ａ０を含めた座屈拘束ブレース１０全体の耐力を高める上でより有利となる。
したがって、引張荷重及び圧縮荷重によって座屈拘束ブレース１０の端部が破壊されにくくなり、振動エネルギの吸収性能を確保する上でより一層有利となる。
また、第２鋼材は低降伏点鋼材などの特殊鋼を用いるためコストを要するものの、第１鋼材としては、通常の形鋼に用いられる鋼材を用いれば済むため、Ｈ形鋼１２全体としてのコストを抑制する上でも有利となる。

（第４の実施の形態）
次に第４の実施の形態について図８を参照して説明する。
第４の実施の形態は、第２の実施の形態に第３の実施の形態を適用したものである。
すなわち、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の部分は、その長手方向の両端が大断面積部２６とされると共に両端を除いた残りの部分が小断面積部２８とされている。
また、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２の部分の大断面積部２６と小断面積部２８との境の箇所に、Ｈ形鋼１２の部分の大断面積部２６のＨ形鋼１２の長手方向の中央側への変位を許容する緩衝材４４が充填材３４に代えて充填されている。
すなわち、補剛材１４が配置された箇所のＨ形鋼１２は、長手方向の両端部分に位置し塑性変形しにくい第１鋼材で形成された第１鋼材部分Ｗ１と、長手方向の中間部分に位置し第１鋼材部分Ｗ１に比べ塑性変形し易い第２鋼材で形成された第２鋼材部分Ｗ２とが接合されることで構成されている。
鋼製の補強プレート３８は、第１鋼材部分Ｗ１と第２鋼材部分Ｗ２との繋ぎ目とにわたって接合されている。

第４の実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様の効果に加えて、第３の実施の形態と同様の効果が奏される。

第１〜第４の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０には、様々な変更を加えることが可能である。以下、第５〜第１０の実施の形態について図９〜図２１を参照して説明する。

（第５の実施の形態）
次に第５の実施の形態について図９、図１０を参照して説明する。
なお、図９は図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応し、図１０は図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。
第５の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０は、第１の実施の形態の変形例であり、外套管１６として、丸形鋼管に替えて角形鋼管を用いたものであり、その他の点に関しては第１の実施の形態と同様である。
第５の実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第５の実施の形態についても第２〜第４の実施の形態が適用できることはもちろんである。

（第６の実施の形態）
次に第６の実施の形態について図１１、図１２を参照して説明する。
なお、図１１は図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応し、図１２は図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。
第６の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０は、第１の実施の形態の変形例であり、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１２を用いたものであり、この溝形鋼１２の外表面のうち、内挿板１８で覆われていない部分はアンボンド材３２で被覆されている。また、溝形鋼１２の開口側を閉塞する内挿板１８を備えている。溝形鋼１２とこの溝形鋼に当接した内挿板１８とから成るアセンブリの外側面（外周面）と、外套管１６の内側面（内周面）との間に、空間が画成されており、この空間に充填材３４であるモルタル３４が充填されている。また、溝形鋼１２とこの溝形鋼に当接した内挿板１８とから成るアセンブリの内部に、充填材３４が充填されない非充填空間３６が画成されている。

更に、溝形鋼１２は、この溝形鋼１２の長手方向に延在する２本の側縁エッジ部３０を有しており、それら側縁エッジ部３０は、溝形鋼１２の横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、補剛材１４の充填材３４であるモルタル３４により包持されている（即ち、先端部分の近傍の外面側の部分はアンボンド材３２を介してモルタル３４により包持され、先端部分と先端部分の近傍の内面側の部分とは内挿板１８を介してモルタル３４により包持されている）。

より詳しくは、溝形鋼１２は、第１フランジ４６と、第２フランジ４８と、それら第１フランジ４６と第２フランジ４８との間にあってそれらを連結しているウェブ５０とを有する。
そして、第１フランジ４６と第２フランジ４８の先端によって側縁エッジ部３０が形成されている。
そして、図１２に示すように、第１フランジ４６と、第２フランジ４８は、長手方向の両端に位置する幅広部４６Ａ、４８Ａと、図１１に示すように長手方向の中間に位置する幅狭部４６Ｂ、４８Ｂとを有している。
そのため、幅広部４６Ａ、４８Ａが位置している箇所の溝形鋼１２の部分は大断面積部２６とされ、幅狭部４６Ｂ、４８Ｂが位置している箇所の溝形鋼１２の部分は小断面積部２８とされている。
本実施の形態では、大断面積部２６の第１フランジ４６と、第２フランジ４８の幅は均一の幅Ｄ０であり、小断面積部２８の第１フランジ４６と、第２フランジ４８の幅は均一の幅Ｄ１であり、Ｄ０＞Ｄ１となっている。
そして、大断面積部２６が補剛材１４の両端から外側に離間した箇所に位置している。
したがって、溝形鋼１２に長手方向の荷重が作用した際に、補剛材１４が配置された箇所の溝形鋼１２の部分は塑性変形可能な塑性化部分Ａ１とされ、溝形鋼１２の長手方向の両端は塑性化部分Ａ１に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分Ａ０とされている。
建築構造物の骨組の柱と梁とに夫々連結されるブレース芯材１２の両端の取り付け部（不図示）は大断面積部２６に設けられている。

また、図１２に示すように、溝形鋼１２には、その全長のうちの、補剛材１４の内部から補剛材１４の外部へ移行する部分に、この溝形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、補強プレート３８は、充填材３４が充填されていない上述の非充填空間３６の中に配設されている。
補強プレート３８は、例えば、図１２に示すように、溝形鋼１２のウェブ５０のうち第１フランジ４６と第２フランジ４８が位置する側に、ウェブ５０から離隔させてウェブ５０と平行に配設し、第１フランジ４６と、第２フランジ４８とを連結するように接合してもよい。
あるいは、図５と同様に、溝形鋼１２のウェブ５０の一側面に接合するようにしてもよい。
更に加えて、溝形鋼１２の両端部分では、第１フランジ４６と第２フランジ４８の外面に、図１、図２に示すのと同様の補強プレート４０が接合されている。これら補強プレート３８、４０はいずれも十分に大きな剛性を有している。
すなわち、大断面積部２６から小断面積部２８に移行する溝形鋼１２の部分に、溝形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８、４０が接合されており、形鋼の長手方向の両端に加え、補強プレート３８、４０が接合された溝形鋼１２の部分も非塑性化部分Ａ０とされている。

このように溝形鋼１２は、その全長のうち、補強プレート３８、４０が接合されて補強された両端の補強部分が非塑性化部分Ａ０とされており、それら非塑性化部分Ａ０の間の中間部分のみが、溝形鋼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。
この構成によれば、溝形鋼１２に接合する補強プレート３８、４０の長さを適宜設定して非塑性化部分Ａ０の長さを調節することで、塑性化部分Ａ１の長さを調節することができる。また、非塑性化部分Ａ０は、溝形鋼１２に長手方向の荷重が作用することによる座屈が大断面積部２６および補強プレート３８、４０により防止されている。

第６の実施の形態においては第１の実施の形態と形鋼の形状が異なるのみであるため、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第６の実施の形態についても第２〜第５の実施の形態が適用可能であり、第２〜第５の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。

（第７の実施の形態）
次に第７の実施の形態について図１３、図１４を参照して説明する。
なお、図１３は図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応し、図１４は図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。
第７の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０は、第１の実施の形態の変形例であり、ブレース芯材１２を構成する形鋼として、Ｈ形鋼に替えて十字形鋼を用いたものであり、この十字形鋼１２に４枚の内挿板１８−１、１８−２、１８−３、１８−４が当接している。また、鋼製の外套管１６と、充填材３４であるモルタル３４とを備えており、内挿板、外套管、及び充填材３４によって補剛材１４が構成されている。十字形鋼１２とこの十字形鋼に当接した４枚の内挿板１８−１、１８−２、１８−３、１８−４とから成るアセンブリの外側面（外周面）と、外套管１６の内側面（内周面）との間に、空間が画成されており、この空間に充填材３４であるモルタル３４が充填されている。また、十字形鋼１２とこの十字形鋼に当接した４枚の内挿板１８−１、１８−２、１８−３、１８−４とから成るアセンブリの内部に、充填材３４が充填されない非充填空間３６−１、３６−２、３６−３、３６−４が画成されている。

更に、十字形鋼１２は、この十字形鋼の長手方向に延在する４本の側縁エッジ部３０を有しており、それら側縁エッジ部３０は、十字形鋼１２の横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、補剛材１４の充填材３４であるモルタル３４により包持されている（即ち、先端部分はアンボンド材３２を介してモルタル３４により包持され、先端部分の近傍の両側部分は内挿板１８（内挿板１８−１、１８−２、１８−３、１８−４）を介してモルタル３４により包持されている）。

より詳しくは、十字形鋼１２は、第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４と、それら第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４の中心にあってそれらを連結している連結部５４とを有する。
そして、第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４の先端によって側縁エッジ部３０が形成されている。
図１４に示すように、第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４は、長手方向の両端に位置する幅広部５２Ａと、図１３に示すように長手方向の中間に位置する幅狭部５２Ｂとを有している。
そのため、幅広部５２Ａが位置している箇所の十字形鋼１２の部分は大断面積部２６とされ、幅狭部５２Ｂが位置している箇所の十字形鋼１２の部分は小断面積部２８とされている。
本実施の形態では、大断面積部２６の第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４の幅は均一の幅Ｄ０であり、小断面積部２８の第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４の幅は均一の幅Ｄ１であり、Ｄ０＞Ｄ１となっている。
したがって、十字形鋼１２に長手方向の荷重が作用した際に、補剛材１４が配置された箇所の十字形鋼１２の部分は塑性変形可能な塑性化部分Ａ１とされ、十字形鋼１２の長手方向の両端は塑性化部分Ａ１に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分Ａ０とされている。
そして、大断面積部２６が補剛材１４の両端から外側に離間した箇所に位置している。
建築構造物の骨組の柱と梁とに夫々連結されるブレース芯材１２の両端の取り付け部（不図示）は大断面積部２６に設けられている。

また、図１４に示すように、十字形鋼１２には、その全長のうちの、補剛材１４の内部から補剛材１４の外部へ移行する部分に、この十字形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、補強プレート３８は、充填材３４が充填されていない上述の非充填空間の中に配設されている。
補強プレート３８は、例えば、図１４に示すように、十字形鋼１２の第１〜第４帯鋼部分５２−１〜５２−４の互いに隣り合う帯鋼部分の幅方向の中間部を連結するように十字形鋼１２に沿って設けられており、したがって、合計４枚の補強プレート３８が設けられている。
すなわち、大断面積部２６から小断面積部２８に移行する十字形鋼１２の部分に、十字形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、十字形鋼１２の長手方向の両端に加え、補強プレート３８が接合された十字形鋼１２の部分も非塑性化部分Ａ０とされている。

このように十字形鋼１２は、その全長のうち、補強プレート３８が接合されて補強された両端の補強部分が非塑性化部分Ａ０とされており、それら非塑性化部分Ａ０の間の中間部分のみが、十字形鋼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。
この構成によれば、十字形鋼１２に接合する補強プレート３８の長さを適宜設定して非塑性化部分Ａ０の長さを調節することで、塑性化部分Ａ１の長さを調節することができる。また、非塑性化部分Ａ０は、十字形鋼１２に長手方向の荷重が作用することによる座屈が補強プレート３８により防止されており、従って非塑性化部分Ａ０に関しては、十字形鋼１２に長手方向の荷重が作用したときの座屈変形が、それら補強プレート３８によって防止されている。

第７の実施の形態においても第１の実施の形態と形鋼の形状が異なるのみであるため、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第７の実施の形態についても第２〜第５の実施の形態が適用可能であり、第２〜第５の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。

（第８の実施の形態）
次に第８の実施の形態について図１５、図１６を参照して説明する。
なお、図１５は図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応し、図１６は図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。
第８の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０は、第１の実施の形態の変形例であり、ブレース芯材１２を構成する形鋼として、Ｈ形鋼に替えて山形鋼を用いたものであり、この山形鋼１２に内挿板１８が当接している。また、鋼製の外套管１６と、充填材３４であるモルタル３４とを備えており、内挿板１８、外套管１６、及び充填材３４によって補剛材１４が構成されている。山形鋼１２とこの山形鋼１２に当接した内挿板１８とから成るアセンブリの外側面（外周面）と、外套管１６の内側面（内周面）との間に、空間が画成されており、この空間に充填材３４であるモルタル３４が充填されている。また、山形鋼１２とこの山形鋼に当接した内挿板１８とから成るアセンブリの内部に、充填材３４が充填されない非充填空間３６が画成されている。

更に、山形鋼１２は、この山形鋼１２の長手方向に延在する２本の側縁エッジ部３０を有しており、それら側縁エッジ部３０は、山形鋼１２の横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、補剛材１４の充填材３４であるモルタル３４により包持されている（即ち、先端部分と先端部分の近傍の外面側の部分とはアンボンド材３２を介してモルタル３４により包持され、先端部分の近傍の内面側の部分は内挿板１８を介してモルタル３４により包持されている）。

より詳しくは、山形鋼１２は、断面Ｌ字状を呈し、互いに直交する第１フランジ５６、第２フランジ５８と、それら第１、第２フランジ５６、５８の間にあってそれらを連結している連結部６０とを有する。
そして、第１フランジ５６と第２フランジ５８の先端によって側縁エッジ部３０が形成されている。
そして、図１６に示すように、第１フランジ５６と第２フランジ５８は、長手方向の両端に位置する幅広部５６Ａ、５８Ａと、図１５に示すように長手方向の中間に位置する幅狭部５６Ｂ、５８Ｂとを有している。
そのため、幅広部５６Ａ、５８Ａが位置している箇所の山形鋼１２の部分は大断面積部２６とされ、幅狭部５６Ｂ、５８Ｂが位置している箇所の山形鋼１２の部分は小断面積部２８とされている。
本実施の形態では、大断面積部２６の第１フランジ５６と、第２フランジ５８の幅は均一の幅Ｄ０であり、小断面積部２８の第１フランジ５６と、第２フランジ５８の幅は均一の幅Ｄ１であり、Ｄ０＞Ｄ１となっている。
したがって、山形鋼１２に長手方向の荷重が作用した際に、補剛材１４が配置された箇所の山形鋼１２の部分は塑性変形可能な塑性化部分Ａ１とされ、山形鋼１２の長手方向の両端は塑性化部分Ａ１に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分Ａ０とされている。
そして、大断面積部２６が補剛材１４の両端から外側に離間した箇所に位置している。
建築構造物の骨組の柱と梁とに夫々連結されるブレース芯材１２の両端の取り付け部（不図示）は大断面積部２６に設けられている。

また、図１６に示すように、山形鋼１２には、その全長のうちの、補剛材１４の内部から補剛材１４の外部へ移行する部分に、この山形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、補強プレート３８は、充填材３４が充填されていない上述の非充填空間の中に配設されている。
補強プレート３８は、例えば、図１６に示すように、山形鋼１２の第１フランジ５６と第２フランジ５８の幅方向の中間部を連結し山形鋼１２に沿って設けられている。
すなわち、大断面積部２６から小断面積部２８に移行する山形鋼１２の部分に、山形鋼１２に沿って延在する鋼製の補強プレート３８が接合されており、山形鋼１２の長手方向の両端に加え、補強プレート３８が接合された山形鋼１２の部分も非塑性化部分Ａ０とされている。

このように山形鋼１２は、その全長のうち、補強プレート３８が接合されて補強された両端の補強部分が非塑性化部分Ａ０とされており、それら非塑性化部分Ａ０の間の中間部分のみが、山形鋼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。
この構成によれば、山形鋼１２に接合する補強プレート３８の長さを適宜設定して非塑性化部分Ａ０の長さを調節することで、塑性化部分Ａ１の長さを調節することができる。また、非塑性化部分Ａ０は、山形鋼１２に長手方向の荷重が作用することによる座屈が補強プレート３８により防止されており、従って非塑性化部分Ａ０に関しては、山形鋼１２に長手方向の荷重が作用したときの座屈変形が、それら補強プレート３８によって防止されている。

第８の実施の形態においても第１の実施の形態と形鋼の形状が異なるのみであるため、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第８の実施の形態についても第２〜第５の実施の形態が適用可能であり、第２〜第５の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。

（第９の実施の形態）
次に第９の実施の形態について図１７、図１８を参照して説明する。
なお、図１７は図６のＸ−Ｘ線に沿った横断面図に対応し、図１８は図６のＹ−Ｙ線に沿った横断面図に対応している。
第９の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０は、第８の実施の形態の変形例であり、図１５、図１６に示した山形鋼１２と内挿板１８とから成るアセンブリを２本並設して用いたものであり、それ以外の点は第８の実施の形態と同様である。
第９の実施の形態においても第１の実施の形態と形鋼の形状が異なるのみであるため、第１の実施の形態と同様の効果が奏される。
また、第９の実施の形態についても第２〜第５の実施の形態が適用可能であり、第２〜第５の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。

（第１０の実施の形態）
次に第１０の実施の形態について図１９〜図２１を参照して説明する。
なお、図１９は図１のＢ−Ｂ線に沿った横断面図に対応し、図２０、図２１は図１のＣ−Ｃ線に沿った横断面図に対応している。
第１０の実施の形態に係る座屈拘束ブレース１０は、第１の実施の形態の変形例であり、内挿板１８および非充填空間３６に代えてバッカー材６２を用いたものであり、それ以外の点は第１の実施の形態と同様である。
すなわち、図１９、図２０に示すように、Ｈ形鋼の第１フランジ２０、第２フランジ２０、ウェブ２４で囲まれた凹部に該凹部と同一の形状のバッカー材６２が配置されている。すなわち、第１の実施の形態の内挿板１８および非充填空間３６に代えてバッカー材６２が配置されている。
バッカー材６２として、剛性が低く軽量で加工容易な発泡プラスチック材などの従来公知の様々な材料が使用可能である。
なお、図２０は、補強プレート３８がＨ形鋼１２のウェブ２４の両側にウェブ２４から離隔させてウェブ２４と平行に配設し、第１フランジ２０と第２フランジ２０とを連結するように接合されている場合を示し、図２１は、補強プレート３８がＨ形鋼１２のウェブ２４の両側面に接合されている場合を示す。図２０の場合には、補強プレート３８とＨ形鋼１２のウェブ２４との間にバッカー材６２および充填材３４が充填されない非充填空間６４が設けられている。
バッカー材６２は、ブレース芯材１２を構成するＨ形鋼１２の長手方向中間部分に当接しており、このＨ形鋼１２に沿って延在し、またこのＨ形鋼１２の長手方向中間部分に亘って延在している。
Ｈ形鋼１２の外表面の一部であるアンボンド材３２で被覆されている領域は、このアンボンド材３２を介して、充填材３４であるモルタル３４に臨んでいる。

尚、バッカー材６２とＨ形鋼１２（第１、第２フランジ２０，２２、ウェブ２４）とは互いにアンボンド状態とされていてもよいし、バッカー材６２とＨ形鋼１２とが接合されていてもよい。
バッカー材６２とＨ形鋼１２とが互いにアンボンド状態とされている場合は、Ｈ形鋼１２が長手方向の引張荷重及び圧縮荷重を受けて伸縮するときには、Ｈ形鋼１２とバッカー材６２との当接部では、相対摺動が発生する。
また、バッカー材６２とＨ形鋼１２とが接合されている場合は、Ｈ形鋼１２が長手方向の引張荷重及び圧縮荷重を受けて伸縮するときには、Ｈ形鋼１２の伸縮に追従して剛性が低いバッカー材６２が伸縮するため、Ｈ形鋼１２の伸縮が影響を受けることはない。

更に、Ｈ形鋼１２の第１フランジ２０の両側の側縁エッジ部３０、並びに、第２フランジ２０の両側の側縁エッジ部３０は、このＨ形鋼１２の横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、補剛材１４の充填材３４であるモルタル３４により包持されている（即ち、先端部分の近傍の外面側の部分、先端部分、先端部分の近傍の内面側の部分はアンボンド材３２を介してモルタル３４により包持されている）。

このように、座屈拘束ブレース１０の内部にバッカー材６２が配置されることによって、座屈拘束ブレース１０の全体重量が軽減される一方で、Ｈ形鋼１２の長手方向に延在する第１及び第２フランジ２０、２２の合計４本の側縁エッジ部３０は、Ｈ形鋼１２の横断面形状で見たときのそれら側縁エッジ部３０の先端部分からその近傍の両側部分までに亘って、補剛材１４の充填材３４でしっかりと包持されることで、それら側縁エッジ部３０に局部座屈が発生するおそれが払拭されており、そのため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。

このような第１０の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論のこと、内挿板を省略し、充填材３４の使用量を削減できるため、第１の実施の形態に比べ軽量化を図る上で有利となり、また、安価なバッカー材６２を用いることでコストダウンを図る上で有利となる。
また、第２〜第９の実施の形態において内挿板を省略しバッカー材６２を用いることで、第１０の実施の形態についても第２〜第９の実施の形態が適用可能であり、第２〜第９の実施の形態と同様の効果が奏されることは無論である。

以上の様々な実施の形態の説明から明らかなように、本発明においては、ブレース芯材１２を構成する形鋼として様々な形鋼を用いることができる。
特に、Ｈ形鋼、十字形鋼、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼、Ｚ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼などは、本発明を実施する上で好適に用いることのできる形鋼である。
より一般的に述べるならば、本発明においてブレース芯材を構成する形鋼として用いられるのは、各々が該鋼材の長さ方向に延在し且つ互いに平行に延在する複数の帯鋼状部分が相互に接続した形状を有しており、その横断面が一定の断面形状を有する鋼材である。
例えば、Ｈ形鋼は、そのような帯鋼状部分が３つ（そのうちの２つはフランジ、残りの１つはウェブである）相互に接続した形状を有する形鋼である。
また溝形鋼も、そのような帯鋼状部分が３つ相互に接続した形状を有する形鋼であり、ただしＨ形鋼とは接続の仕方が異なる。
また、十字形鋼は、そのような帯鋼状部分が４つ相互に接続した形状を有する形鋼であり、山形鋼は、そのような帯鋼状部分が２つ相互に接続した形状を有する形鋼である。
更に、本発明においてブレース芯材を構成するために用いられる形鋼は、該鋼材の長さ方向に延在する少なくとも２本の側縁エッジ部３０を有する形鋼である。
山形鋼、溝形鋼、それにＺ形鋼などは、そのような側縁エッジ部３０を２本有する形鋼であり、Ｔ形鋼などは、そのような側縁エッジ部３０を３本有する形鋼であり、Ｈ形鋼、十字形鋼、それにＩ形鋼などは、そのような側縁エッジ部３０を４本有する形鋼である。
また、以上に具体的に列挙した形鋼ばかりでなく、その他の断面形状を有する形鋼のうちにも、本発明に好適に用いることのできる形鋼が存在する。

１０ 座屈拘束ブレース１０
１２、１２−１、１２−２ ブレース芯材
１４ 補剛材
１６ 外套管
１８、１８−１、１８−２、１８−３、１８−４ 内挿板
２６大断面積部
２８小断面積部
３０ 側縁エッジ部
３２ アンボンド材
３４ 充填材
３６、３６−１、３６−２、３６−３、３６−４ 非充填空間
３８ 補強プレート
４０ 補強プレート
４４ 緩衝材
６２バッカー材
Ａ１ 塑性化部分
Ａ０ 非塑性化部分
Ｗ１ 第１鋼材部分
Ｗ２ 第２鋼材部分

Claims (9)

1. 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、
   前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、各々が該鋼材の長さ方向に延在し且つ互いに平行に延在する複数の帯鋼状部分が相互に接続した形状を有しており、且つ、該鋼材の長さ方向に延在する少なくとも２本の側縁エッジ部を有する形鋼であり、
   前記補剛材は、前記形鋼の長手方向中間部分をその内部に収容し前記形鋼の両端部分がその両端から延出する鋼製の外套管と、前記形鋼の前記長手方向中間部分に当接して前記形鋼に沿って延在する少なくとも１枚の内挿板と、前記形鋼と該形鋼に当接した前記内挿板とから成るアセンブリの外側面と前記外套管の内側面との間に画成された空間に充填された、補剛材として機能し得る剛性を有する充填材とを備えており、
   前記形鋼と該形鋼に当接した前記内挿板とから成る前記アセンブリの内部に、前記充填材が充填されない非充填空間が画成されており、
   前記形鋼の前記側縁エッジ部は、前記形鋼の横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、前記補剛材の前記充填材により包持され、
   前記形鋼は、前記形鋼の長手方向の両端の断面形状が大きい大断面積部と、前記両端を除いた前記形鋼の長手方向の全長部分で前記大断面積部よりも断面形状が小さい小断面積部とを有し、
   前記小断面積部は前記補剛材が配置された箇所に位置し、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端を除いた残りの前記小断面積部の中間部分は前記両端よりも塑性変形し易い材料で形成され、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端と前記大断面積部は前記中間部分を構成する材料に比べ塑性変形しにくい材料で形成され、
   前記中間部分の長手方向の両端から前記大断面積部にわたり前記形鋼に沿って延在する鋼製の補強プレートが接合され、
   前記形鋼に長手方向の荷重が作用した際に、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の前記中間部分で前記補強プレートが接合されていない箇所は塑性変形可能な塑性化部分とされ、前記形鋼の長手方向の両端は前記塑性化部分に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分とされている、
   ことを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. 前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の長手方向の全長部分は前記小断面積部とされ、
   前記補剛材の両端から延在する前記形鋼の部分は、前記補剛材寄りの前記形鋼の部分が前記小断面積部とされ、残りの前記形鋼の部分が前記大断面積部とされている、
   ことを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
3. 前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の部分は、その長手方向の両端が前記大断面積部とされると共に前記両端を除いた残りの部分が前記小断面積部とされている、
   ことを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
4. 前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の部分の前記大断面積部と前記小断面積部との境の箇所に、前記形鋼の部分の前記大断面積部の前記形鋼の長手方向の中央側への変位を許容する緩衝材が前記充填材に代えて充填されている、
   ことを特徴とする請求項３記載の座屈拘束ブレース。
5. 前記形鋼は、Ｈ形鋼、十字形鋼、Ｉ形鋼、Ｔ形鋼、Ｚ形鋼、山形鋼、及び溝形鋼から成る部類中から選択された形鋼であることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の座屈拘束ブレース。
6. 前記形鋼は、その外表面の一部が前記内挿板で覆われることなくアンボンド材を介して前記充填材に臨んでいることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の座屈拘束ブレース。
7. 前記形鋼は、その外表面の一部がアンボンド材を介して前記内挿板及び前記充填材に臨んでいることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項記載の座屈拘束ブレース。
8. 前記充填材は、モルタル、コンクリート、及び樹脂材料から成る部類中から選択された材料であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項記載の座屈拘束ブレース。
9. 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、
   前記ブレース芯材を構成する前記鋼材は、各々が該鋼材の長さ方向に延在し且つ互いに平行に延在する複数の帯鋼状部分が相互に接続した形状を有しており、且つ、該鋼材の長さ方向に延在する少なくとも２本の側縁エッジ部を有する形鋼であり、
   前記補剛材は、前記形鋼の長手方向中間部分をその内部に収容し前記形鋼の両端部分がその両端から延出する鋼製の外套管と、前記形鋼の前記長手方向中間部分に当接されたバッカー材と、前記形鋼と前記バッカー材とから成るアセンブリの外側面と前記外套管の内側面との間に画成された空間に充填された、補剛材として機能し得る剛性を有する充填材とを備えており、
   前記形鋼の前記側縁エッジ部は、前記形鋼の横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、前記補剛材の前記充填材により包持され、
   前記形鋼は、前記形鋼の長手方向の両端の断面形状が大きい大断面積部と、前記両端を除いた前記形鋼の長手方向の全長部分で前記大断面積部よりも断面形状が小さい小断面積部とを有し、
   前記小断面積部は前記補剛材が配置された箇所に位置し、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端を除いた残りの前記小断面積部の中間部分は前記両端よりも塑性変形し易い材料で形成され、前記補剛材が配置された箇所の前記小断面積部の長手方向の両端と前記大断面積部は前記中間部分を構成する材料に比べ塑性変形しにくい材料で形成され、
   前記中間部分の長手方向の両端から前記大断面積部にわたり前記形鋼に沿って延在する鋼製の補強プレートが接合され、
   前記形鋼に長手方向の荷重が作用した際に、前記補剛材が配置された箇所の前記形鋼の前記中間部分で前記補強プレートが接合されていない箇所は塑性変形可能な塑性化部分とされ、前記形鋼の長手方向の両端は前記塑性化部分に比べ塑性変形しにくい非塑性化部分とされている、
   ことを特徴とする座屈拘束ブレース。

Images