JP6558716B2

JP6558716B2 - ブレース取付構造

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Publication number: JP6558716B2
Application number: JP2017063854A
Authority: JP
Inventors: 角屋　治克; 治克角屋
Original assignee: 株式会社Ｂ＆Ｂ技術事務所
Priority date: 2017-03-09
Filing date: 2017-03-09
Publication date: 2019-08-14
Anticipated expiration: 2037-03-09
Also published as: JP2018150783A

Description

本発明は、建設分野で使用される鋼製ブレースの設置形態に係るもので、ターンバックルを使用することなくブレース全長の寸法調整が可能であるとともに、地震時における圧縮力の影響を低減したブレース取付構造に関する。

鉄骨ラーメンフレーム架構は、主要構造部材である鉄骨柱と鉄骨梁で構成され、その接合部が剛接合された形式のものが、中小鉄骨建築物などに広く採用されている架構形式である。このような架構では、建物の耐震性を高めるため、鉄骨柱と鉄骨梁で囲まれた矩形状の架構面の対角位置にブレースを取り付けるのが一般的である。ブレースの取付構造としては、図１１（ａ）〜（ｈ）に示す形式があり、その中でもＸ型（ｂ）、Ｙ型（ｆ）、Ｚ型（ａ）と呼ばれる形式が多く用いられている。なお、（ｃ）は変形Ｋ型、（ｄ）はＫ型、（ｅ）はパネル付きＸ型（ｇ）、（ｈ）は特殊型と称されている。このうちＸ型とＹ型は、柱と梁からなる1個所の架構面内に、引張力が作用するブレース（引張ブレース）と圧縮力が作用するブレース（圧縮ブレース）とを共存させた２本のブレースで構成される。Ｚ型は、隣接する２個所の架構面に対して傾斜方向が異なるブレースを1本ずつ設置し、個々のブレースに引張力と圧縮力を負担させ、交番で荷重を負担するものである。

地震時において、ブレースに対して引張力と圧縮力がそれぞれ個別に交番応力として働くことから、ブレースを選定する際には、引張力に対する設計検討と圧縮力に対する設計検討を同時並行で行なう必要がある。引張力に対する設計検討は、ブレースの端部が結合される架構面側のガセットプレート等のプレート材（接続金物）とブレース部材を構成する各種軸材（鋼材等）の引張強度の検討が主となる。圧縮力に対する設計検討は、引張力と同様な検討に加え、プレート材とブレース接合部材の座屈耐力の検討も必要となる。

圧縮ブレースでは、その座屈耐力が不足であると、構造躯体の設計耐力に達する前の段階でブレースに座屈現象が生じ、それまでブレースが負担していた圧縮力が一気になくなり、構造躯体そのものの安全性も損なわれる。このようなことから、座屈耐力の検討は、十分に慎重な設計が要求されている。ブレースの圧縮力と座屈耐力の設計検討は、ブレース端部の固定条件、ブレースの長さ、ブレース部材の断面形状(断面半径)など多数の検討条件がある。

ブレースの座屈耐力を高めるには、ブレース部材の外径と断面積を大きくすることが有効であるが、それに伴ってブレース端部に設けて構造躯体側のプレート材との接合に供される接合部材やブレース部材（軸材）の鋼材重量が増え、さらにブレースが配設される構造面の開口部が狭くなるなど、非常に不経済な状態になる。

このような状況を踏まえ、主として引張力に対応し、圧縮力の影響を低減した各種のブレース構造が提案されている。特許文献１〜４に記載のものは、ブレース部材に丸鋼を使用し、その一端側が軸心方向に変位可能に取り付けられた構造である。この種の構造では、地震時に圧縮力が作用したとき、ブレース部材の端部が軸心方向にスライドすることにより、ブレース部材に圧縮軸力が作用するのを回避している。

特開２０１４−３４８２３号公報特開２００１−３３６３０４号公報特開平９−７２００２号公報実用新案登録第３０４００１６号公報

上記従来例のブレースは、地震時において、ブレースの端部がその軸心方向に自由にスライドすることでブレース部材への圧縮力を回避する構造であるから、その反面、施工現場でのブレースの長さ調整が難しいという問題点があった。

本発明は、上記従来技術の課題を解決するために創出されたもので、地震時における圧縮力の影響でブレース部材が座屈するのを防ぐことができるとともに、容易に全体の長さ調整を行うことができる簡易な構造のブレース取付構造の提供を目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の請求項１に係るブレース取付構造は、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の対角位置に該矩形状架構面と平行に設けた一対のプレート材に、ブレース体をその両端側で傾斜状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合した１枚のプレートからなる、２本のブレースが他方の接合プレート部材同士を離した対向状態で、それぞれの接合プレート部材である１枚のプレートの他端側を挟み込む２枚の連結プレートと２本のピン部材により直列状にピン接合される構成である。

上記ブレース取付構造は、Ｚ型の引張ブレースとなるが、ブレース同士をつなぐ２枚の連結プレートの使用により、ピン接合部が増えて４個所となる。ブレース体は、ピン接合部が増えた分だけよりスムーズに屈曲して圧縮軸力を回避することができ、耐震性能を効果的に向上させる。

さらに、本発明の請求項２に係るブレース取付構造は、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の各隅部に該矩形状架構面と平行に設けた二対のプレート材にブレース体をＸ字状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材が、それぞれ前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなる、２本のブレースが接合プレート部材同士を離した対向状態で、それぞれの接合プレート部材である２枚のプレートの他端側に両端部を挿入した１枚の連結プレートと２本のピン部材により直列状にピン接合された一方のブレース体と、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合した１枚のプレートからなる、２本のブレースが他方の接合プレート部材同士を離した対向状態で、それぞれの接合プレート部材である１枚のプレートの他端側を挟み込む２枚の連結プレートと２本のピン部材により直列状にピン接合された他方のブレース体からなり、一方のブレース体の連結プレートが他方のブレース体の２枚の連結プレート間に挿入されて交差状態になっている構成である。

上記構成のブレース取付構造は、いわゆるＸ型ブレースと称されるもので、２組のブレース体がＸ字状に配置された形態である。この場合、２組のブレース体の交差部において、２枚1組の連結プレートの間に１枚の連結プレートが差し込まれる構造であるから、お互いが干渉することなく設置することができ、２本のブレース体の重心線と、矩形状架構面の各隅部に設けたプレート材（ガセットプレート）との接合芯が構面内で共有されることになるので、ブレースに付加的な応力が発生することはなく、ガセットプレートの位置調整も不要になる。さらに、上記取付構造では、各ブレース体が連結プレートを中間部分に備え、これらの連結プレートがその両端側に連結されている丸鋼（ブレース部材）と一体になってブレース部材として機能する。すなわち、それぞれのブレース体におけるブレース部材は、断面強度の異なる二つの部材（丸鋼と平鋼）を連結した構造になるから、ブレース部材の過大な伸び変形量が制御され、構造躯体のゆれ変形を低減させる。

また、本発明の請求項３に係るブレース取付構造は、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の隅部と鉄骨柱と鉄骨梁の３個所に該矩形状架構面と平行に設けた３枚のプレート材に、ブレース体を略Ｔ字状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合するとともに複数のピン挿通孔が形成された１枚のプレートからなるブレースの他方の接合プレート部材である１枚のプレートを、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材が、それぞれ前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなる、２本のブレースの接合プレート部材である２枚のプレート間に挿入した交差状態で２本のピン部材によりピン接合される構成である。

上記構成のブレース取付構造は、いわゆる変形Ｋ型と称されるもので、ブレースを３本１組としたブレース体が、矩形状架構面の隅部と梁の中間部と柱の中間部の３個所にピン接合するとともに、個々のブレースの交差部では互いにピン接合したものである。このような取付構造は、３本１組としたブレース体を二組使用することにより、Ｚ型やＸ型などに比べて構面内の開口部を広く活用することができる。

そして、本発明の請求項４に係るブレース取付構造は、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の各隅部に該矩形状架構面と平行に設けた二対のプレート部材にブレース体をＸ字状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合するとともに複数のピン挿通孔が形成された１枚のプレートからなるブレースの他方の接合プレート部材である１枚のプレートを、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材が、それぞれ前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなる、３本のブレースの接合プレート部材である２枚のプレート間に挿入した交差状態で３本のピン部材によりピン接合される構成である。

上記構成のブレース取付構造は、請求項３に係るブレース取付構造の変形例であり、ブレースを３本から４本に増やしてＸ型ブレースとしたものである。この場合、連結プレートが不要になる。

本発明に係るブレースの取付構造では、上記構成を採用することにより、次のような効果が得られる。
（１）本発明で使用するブレースは、ブレース部材の両端部に設けた一対の接合プレート部材が、矩形状架構面の対角位置にあるガセットプレート等の一対のプレート材に対して、ピン部材を介して矩形状架構面内で相対回転可能にピン接合されることにより、このピン接合部において部材相互の相対的な移動が拘束されるので、ブレース部材に作用する引張力や圧縮力の伝達がスムーズに行われ、構面外への座屈変形を効果的に抑制して耐震性能を向上させることができる。
（２）本発明で使用するブレースは、ブレース部材のねじ部と筒状雌ねじ部材の螺合構造により、ブレース全体の長さ寸法の調整を広い範囲で簡単に行うことができ、ブレース部材への張力導入も可能である。これにより、寸法調整のためのターンバックルが不要になり、ブレース部材である丸鋼の中間部分に異質的な形状の部品が存在しないので、ブレース全体がすっきりとした外観になり、商品としての美観の向上につながる
（３）本発明に係るブレース取付構造によれば、ブレース体に地震等による引張力が作用したときにはブレース体が自身の引張耐力で負担するが、圧縮力が作用したときには、ブレース体がすべてのピン接合部の位置で回転し、中間部分に位置するピン接合部の位置で屈曲した形状に変化して圧縮力を回避するので、圧縮力による曲げ座屈などに伴う急激な耐力低下が起こらず、鉄骨構造物の耐震性能が向上する。

（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明で使用するブレースの第１形態に係る正面図と平面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ本発明で使用するブレースの第２形態の要部であるブレースの端部とガセットプレートとの接合状態を示す正面図と平面図である。ブレース取付構造の参考例の正面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図３に示すブレース取付構造の要部を拡大した正面図と平面図である。本発明に係るブレース取付構造の第１実施形態の正面図である。図５に示すブレース体と第１形態のブレース２本を連結したブレース体をＸ字状に配置したブレース取付構造の第２実施形態の正面図である。本発明に係るブレース取付構造の第３実施形態の正面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図７のブレース取付構造に適用する第３形態のブレースで使用する接合プレート部材を拡大した正面図と側面図である。本発明に係るブレース取付構造の第４実施形態の正面図である。（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図９のブレース取付構造に適用する第３形態のブレースの変形例で使用する接合プレート部材を拡大した正面図と側面図である。ブレース取付構造の形式を示す説明図である。

以下、図面を参照しながら本発明に係るブレース取付構造の実施形態について説明する。図１（ａ）、（ｂ）は本発明で使用するブレースの第１形態に係る正面図と平面図、図２（ａ）、（ｂ）は同じくブレースの第２形態に係り、その要部である端部とガセットプレートとの接合状態を示す正面図と平面図である。

図１に示す第１形態のブレース１は、右ねじ部２ａと左ねじ部２ｂが両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材２と、このブレース部材２の右ねじ部２ａと左ねじ部２ｂにそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂと、これら一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂに結合される一対の接合プレート部材４とから構成されている。

上記一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂは、雌ねじが全長に渡って設けられた円筒体からなり、周壁の一部に開口部３ｃが形成されている。これら一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂの外周面には、該筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂよりも長い２枚１組のプレート（平鋼）４ａからなる一対の接合プレート部材４が、その一端側において軸心を挟む対向位置で溶接により一体化されている。また、一対の接合プレート部材４の他端側には、向かい合うプレートに対して、ピン孔（図示せず）がそれぞれ軸心を合わせて形成されている。なお、一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂは、円筒状に代えて六角形などの多角形状筒体にすることは可能であり、またねじ孔は全ねじでなくともよい。そして、一対の接合プレート部材４は、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたガセットプレート（プレート材）６または他のブレース（図示せず）に対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材５により他端側でピン接合される。

図２は、第２形態のブレース１０の一方の端部とガセットプレート６との接合状態を示すものである。なお、これ以降のブレースの各形態の説明において、前記第１形態のブレースにおける各部材と同じものについては同一符号で示し、重複する説明は省略する。この場合、ブレース１０の端部に設けた接合プレート部材１１は、１枚のプレートの一端側に矩形状の切欠部１１ａが形成されたものであり、この切欠部１１ａに筒状雌ねじ部材３ａを受け入れ、溶接により筒状雌ねじ部材３ａと一体化されている。また、接合プレート部材１１は、他端側にピン孔（図示せず）が形成され、２枚１組のガセットプレート６の間に挿入され、互いのピン孔を一致させた状態で、ボルト５ａとナット５ｂからなるピン部材５によりピン接合される。なお、ブレース１０の他方の端部は、前記第１形態の端部と同様に２枚１組のプレート４ａからなる接合プレート部材４と１枚のガセットプレート６とでピン接合される。

上記ブレース１，１０は、そのまま単体での使用も可能であるが、単体仕様のブレースでは、圧縮力負担による座屈防止のための細長比λ等の制限により、ブレースとしての性能が不足し、使用制限が生じる場合がある。このことから、一構面内に複数本のブレースを連結して構造的により安全となる仕様を採用することができる。以下、複数本のブレースを組み合わせた本発明のブレース取付構造について説明する。

図３は、第１形態のブレース１と第２形態のブレース１０を直列状に連結してなるブレース体１２が、鉄骨柱７と鉄骨梁８で構成される鉄骨架構の矩形状架構面９に対して傾斜状に配置されたブレース取付構造の参考例を示す正面図である。ブレース体１２は、上方に配置された第１形態のブレース１の上端側の接合プレート部材４を上側のガセットプレート６にピン部材５を介してピン接合するとともに、下方に配置された第２形態のブレース１０の下端側の接合プレート部材４も同様に下側のガセットプレート６に対してピン部材５を介してピン接合し、全体として直線状の傾斜状態で設置される。図示はしないが、上下のガセットプレート６には、ピン部材５を受け入れる挿通孔が穿設されていることは言うまでもない。

そして、ブレース体１２が両端側の端部で上下のガセットプレート６に対してピン接合された後、２本のブレース１，１０のどちらか一方または両方について、丸鋼からなるブレース部材２を所定の方向に回転させると、一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂ間の距離が狭まり、ブレース部材２に所望の引張軸力を導入することができる。この際、一対の筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂの周壁の一部に開口部３ｃが形成されているので、ブレース部材２と筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂとの螺合状態を容易に確認することができる。なお、開口部３ｃは切欠き状のものに代えて、貫通孔としてもよい。

図４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図３に示すブレース取付構造の要部である２本のブレース１，１０の連結部分を拡大した正面図と平面図である。すなわち、ブレース体１２は、第１形態のブレース１の接合プレート部材４である２枚１組のプレート４ａの他端側に、第２形態のブレース１０の他方の接合プレート部材である１枚のプレート１１の他端側を挿入した直列状態でピン部材５によりピン接合された構造である。

上記参考例のブレース取付構造は、２本のブレース１，１０を連結して直線的に使用するＺ型の引張ブレースとなる。この場合、鉄骨架構の矩形状架構面９の対角位置に該矩形状架構面９と平行に設けた一対のガセットプレート６との接合部の２個所と、直列状に接続される２本のブレース１，１０の連結部分を含めて３個所のピン接合部が形成される。すなわち、両端側に位置する２個のピン部材５と、中間部で２本のブレース１，１０を連結するピン部材５が、いずれも矩形状架構面９に対して垂直方向に配置されるため、地震により水平力が作用した時、これらのピン接合部で回転が生じる。その結果、ブレース体１２は、ピン接合部の位置で屈曲する。これにより、ブレース体１２に圧縮軸力が作用することが回避され、ブレース体１２は、従来の圧縮ブレースのような局所曲げを生じることがなくなり、座屈に伴う構造躯体の耐力の急激な低下、さらには座屈個所での破断等が阻止され、耐震性能の向上につながる。

図５は、本発明に係るブレース取付構造の第１実施形態の正面図である。図示のブレース体２０は、２本の第２形態のブレース１０が２枚の連結プレート２１で連結されたものである。すなわち、２本のブレース１０を互いに他方の接合プレート部材１１側で間隔を置いて対向させ、それぞれの接合プレート部材１１の他端側を２枚の連結プレート２１で挟み込み、２本のピン部材５により直列状にピン接合した構成である。斯かるブレース体２０は、参考例の取付構造と同様に鉄骨柱７と鉄骨梁８を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面９に傾斜状に配置され、矩形状架構面９の対角位置に設けた一対のガセットプレート６に対して、その両端側でピン部材５によりピン接合される。

上記第１実施形態のブレース取付構造は、参考例の取付構造と同じＺ型の引張ブレースとなるが、２本のブレース１０をつなぐ２枚の連結プレート２１の使用により、ピン接合部が増えて４個所となる。ブレース体２０は、ピン接合部が１個所増えたことにより、矩形状架構面９内でよりスムーズに屈曲して圧縮軸力を回避することができ、耐震性能を効果的に向上させる。

図６は、本発明に係るブレース取付構造の第２実施形態の正面図である。図示のブレース取付構造は、図５に示したブレース体２０と第１形態のブレース１を２本連結してなるブレース体３０をＸ字状に配置し、矩形状架構面９の四隅に設けた二対のガセットプレート６に対して、ブレース体２０およびブレース体３０が、それぞれの両端側でピン部材５によりピン接合されたものである。ブレース体３０は、２本のブレース１を互いに他方の接合プレート部材４側で間隔を置いて対向させ、それぞれの接合プレート部材４の他端側に１枚の連結プレート３１の両端部を挿入し、２本のピン部材５により直列状にピン接合される。この場合、矩形状架構面９では、ブレース体３０の連結プレート３１が、ブレース体２０の２枚の連結プレート２１間に挿入されて交差状態になっている。

上記第２実施形態のブレース取付構造は、いわゆるＸ型ブレースと称されるもので、２組のブレース体２０，３０がＸ字状に配置された形態である。この取付構造では、２組のブレース体２０，３０の交差部において、２枚1組の連結プレート２１の間に１枚の連結プレート３１が差し込まれる構造であるから、お互いが干渉することなくブレース体２０，３０を設置することができ、２本のブレース体２０，３０の重心線と、矩形状架構面９の各隅部に設けたガセットプレート６との接合芯が矩形状架構面９内で共有されることになるので、ブレース体２０，３０に付加的な応力が発生することはなく、ガセットプレート６の位置調整も不要になるという利点がある。さらに、この取付構造では、ブレース体２０で一対のブレース１０を連結する２枚の連結プレート２１と、ブレース体３０で一対のブレース１を連結する連結プレート３１が、いずれもブレース１，１０の丸鋼２と一体になってブレース部材として機能する。すなわち、それぞれのブレース体２０，３０におけるブレース部材は、断面強度の異なる二つの部材（丸鋼２と平鋼２１，３１）を連結したものになるから、ブレース部材の過大な伸び変形が制御され、構造躯体のゆれ変形を低減させる。

図７は、本発明に係るブレース取付構造の第３実施形態の正面図である。このブレース取付構造は、矩形状架構面９の隅部と、鉄骨柱７と鉄骨梁８のそれぞれ中間部分とに該矩形状架構面９と平行に設けた３枚のガセットプレート６に対して、略Ｔ字状のブレース体４０を各端部でピン部材５によりピン接合した形態である。ブレース体４０は、柱７および隅部とそれぞれ一端側で接合する２本の第１形態のブレース１と、梁８と一端側で接合する第３形態に係るブレース１３とからなる。

梁８に接合されるブレース１３の一方の接合プレート部材４は、第１形態および第２形態のブレース１，１０と同様に、ブレース部材２と螺合する筒状雌ねじ部材３ｂを両側から挟むように結合した２枚のプレート４ａからなる。他方の接合プレート部材１４は、図８に示すように１枚のプレートからなり、筒状雌ねじ部材３ａが切欠部１４ａで溶接等により結合するとともに、２個所にピン挿通孔１４ｂ，１４ｃが形成されている。そして、先端側のピン挿通孔１４ｃで柱７側のブレース１の他端側とピン接合し、残りのピン挿通孔１４ｂで隅部のガセットプレート６とピン接合する。

上記構成のブレース取付構造は、いわゆる変形Ｋ型と称されるもので、２本の第１形態のブレース１と１本の第３形態のブレース１３を３本１組としたブレース体４０が、矩形状架構面９の隅部と梁の中間部と柱の中間部の３個所でピン接合するとともに、個々のブレースの交差部では互いにピン接合し、全体として５個所にピン接合部が形成されることになる。このような取付構造は、３本１組としたブレース体４０を二組使用することにより、Ｚ型やＸ型などに比べて構面内の開口部を広く活用することができるという利点がある。

図９は、本発明に係るブレース取付構造の第４実施形態の正面図、図１０（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図９のブレース取付構造で使用する第３形態のブレースの変形例で使用する接合プレート部材を拡大した正面図と側面図である。このブレース取付構造は、Ｘ字状のブレース体５０が矩形状架構面９の四隅に設けた二対のガセットプレート６に対して、各端部でピン部材５によりピン接合された構造であり、第２実施形態と同じＸ型ブレースと称されるものである。

ブレース体５０は、３本の第１形態のブレース１と、第３形態のブレース１３の変形例であるブレース１５からなる。ブレース１５の柱７の下部（右側下部）に接合される一方の接合プレート部材４は、第１形態および第２形態のブレース１，１０と同様に、ブレース部材２と螺合する筒状雌ねじ部材３ｂを両側から挟むように結合した２枚のプレート４ａからなる。他方の接合プレート部材１６は、図１０に示すように１枚のプレートからなり、筒状雌ねじ部材３ａが切欠部１６ａで溶接等により結合するとともに、３個所にピン挿通孔１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが形成されている。そして、このブレース１５に対して対角（左側上部）に配置されるブレース１が、接合プレート部材１６の中間に位置するピン挿通孔１６ｃとピン部材５によりピン接合される。また、接合プレート部材１６の両側に位置するピン挿通孔１６ｂ，１６ｄを介して、これに交差するように２本のブレース１が、右斜め上方と左斜め下方に向いた状態でピン部材５によりピン接合している。

上記構成のブレース取付構造は、第３実施形態のブレース取付構造の変形例であり、ブレースを３本から４本に増やしてＸ型ブレースとしたものである。この場合、第３実施形態における他方の接合プレート部材１４よりもピン挿通孔が１個多い他方の接合プレート部材１６の使用により、連結プレートを使用することなく４本のブレース同士を直接連結することができる。

上記各実施形態に係る取付構造において、矩形状架構面９のガセットプレート６に端部が結合されるブレース体２０，３０，４０，５０は、地震等により引張力が作用すると、ブレース部材２の軸材をなす丸鋼に引張力が発生する。この引張力に対しては、丸鋼自身の断面強度で耐えるように設計されている。一方、圧縮力に対しては、ブレース体２０，３０，４０，５０の各端部がピン部材５で矩形状架構面９に対してピン接合されるとともに、ブレース体の中間部分には２個所（第１実施形態）〜４個所（第２実施形態）のピン接合部が存在するので、ブレース部材２が各ピン接合部で回転して屈曲する。これにより、ブレース体２０，３０，４０，５０に働く圧縮力は非常に小さく、実質的に圧縮力を回避した状態を実現できる。

また、ブレース体２０，３０，４０，５０は、各ピン部材５が矩形状架構面９に対して垂直に配置されるから、圧縮力によりブレース体２０，３０，４０，５０が屈曲する場合には、構造面内での変形となり、ブレース部材２の変形で建築物の外壁や内壁等を破壊する可能性を低減できる。

以上、実施形態に基づいて本発明の構成とその作用効果について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ブレース取付構造におけるブレース数の増減、ブレースの組合せ形態、ピン接合部の数の変更などは可能である。なお、各実施形態では、筒状雌ねじ部材３ａ，３ｂにそれぞれ開口部３ｃを設けているが、設けなくとも支障はない。また、ブレース体の端部の一方は、鉄骨柱と鉄骨梁の交差部ではなく、鉄骨柱とその下端に接合されるベースプレートに跨って設けられたガセットプレートに接合するなど、この発明の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である

本発明のブレースおよびその取付構造は、地震時における圧縮力の影響でブレース体の座屈によるフレーム架構の急激な変形と耐力低下を防ぎ、設計の自由度も高く、外観形状も簡素であることから、鉄骨建造物等の補強用ブレースとしての利用のさらなる展開が期待される。

１，１０，１３，１５：ブレース、２：ブレース部材（丸鋼）、３ａ，３ｂ：筒状雌ねじ部材、３ｃ：開口部、４，１１，１４，１６：接合プレート部材、５：ピン部材、６：ガセットプレート、７：鉄骨柱、８：鉄骨梁、９：矩形状架構面、１２，２０，３０，４０，５０：ブレース体、２１，３１：連結プレート２１、１４ｂ，１４ｃ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ：ピン挿通孔

Claims

鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の対角位置に該矩形状架構面と平行に設けた一対のプレート材に、ブレース体をその両端側で傾斜状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合した１枚のプレートからなる、２本のブレースが他方の接合プレート部材同士を離した対向状態で、それぞれの接合プレート部材である１枚のプレートの他端側を挟み込む２枚の連結プレートと２本のピン部材により直列状にピン接合されていることを特徴とするブレース取付構造。
鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の各隅部に該矩形状架構面と平行に設けた二対のプレート材にブレース体をＸ字状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材が、それぞれ前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなる、２本のブレースが接合プレート部材同士を離した対向状態で、それぞれの接合プレート部材である２枚のプレートの他端側に両端部を挿入した１枚の連結プレートと２本のピン部材により直列状にピン接合された一方のブレース体と、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合した１枚のプレートからなる、２本のブレースが他方の接合プレート部材同士を離した対向状態で、それぞれの接合プレート部材である１枚のプレートの他端側を挟み込む２枚の連結プレートと２本のピン部材により直列状にピン接合された他方のブレース体からなり、一方のブレース体の連結プレートが他方のブレース体の２枚の連結プレート間に挿入されて交差状態になっていることを特徴とするブレース取付構造。
鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の隅部と鉄骨柱と鉄骨梁の３個所に該矩形状架構面と平行に設けた３枚のプレート材に、ブレース体を略Ｔ字状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合するとともに複数のピン挿通孔が形成された１枚のプレートからなるブレースの他方の接合プレート部材である１枚のプレートを、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材が、それぞれ前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなる、２本のブレースの接合プレート部材である２枚のプレート間に挿入した交差状態で２本のピン部材によりピン接合されていることを特徴とするブレース取付構造。
鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面の各隅部に該矩形状架構面と平行に設けた二対のプレート部材にブレース体をＸ字状にピン接合してなるブレース取付構造であって、前記ブレース体は、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材の一方が前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなり、該接合プレート部材の他方が前記筒状雌ねじ部材を受け入れる切欠部で結合するとともに複数のピン挿通孔が形成された１枚のプレートからなるブレースの他方の接合プレート部材である１枚のプレートを、右ねじ部と左ねじ部が両端側に形成された丸鋼からなるブレース部材と、このブレース部材の右ねじ部と左ねじ部にそれぞれ螺合する一対の筒状雌ねじ部材と、これら一対の筒状雌ねじ部材にその軸心と平行に一端側で結合され、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材または他のブレースに対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン部材により他端側でピン接合される一対の接合プレート部材を備え、前記一対の接合プレート部材が、それぞれ前記筒状雌ねじ部材を両側から挟むように結合した２枚のプレートからなる、３本のブレースの接合プレート部材である２枚のプレート間に挿入した交差状態で３本のピン部材によりピン接合されていることを特徴とするブレース取付構造。