JP6644370B1 - 座屈拘束建材及び座屈拘束建材の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を高精度に確保する。【解決手段】２つの座屈拘束部材１，１で芯材２を挟み込んだ座屈拘束建材１０であって、前記芯材２と前記２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄとの間に所定量の隙間Δｔを確保するための隙間保持部材１８を、前記芯材２の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材１，１の間に介在させたことを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、構造物の主要骨組の層間に組み込まれ、層間変形が生じたときに塑性変形することでエネルギーを吸収して構造物の損傷を抑制する座屈拘束ブレースなどの座屈拘束建材、及び、座屈拘束建材の製造方法に関するものである。

この種の座屈拘束建材としては、従来、２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んで構成される座屈拘束ブレースが知られている。例えば、特許文献１には、鋼板からなる枠板内にコンクリートを充填した２つの座屈拘束部材で、鋼材からなる芯材を挟み込んで、当該２つの座屈拘束部材の枠板同士を溶接して製造される座屈拘束ブレースが開示されている。この座屈拘束ブレースは、板状の芯材の長手方向中間部分に切欠部を設けて細幅部分を形成し、当該中間部分の幅を適宜設定することで、降伏耐力と軸剛性の調節が可能となっている。また、この切欠部によって生まれる空間には、荷重負担時に当該中間部分が幅方向へ動くのを抑制するためのスペーサが配置されている。

特許第４６６５２３２号公報

座屈拘束ブレースなどの座屈拘束建材においては、芯材を長手方向に圧縮させるような荷重が加わることがある。このような荷重時に芯材が座屈せずに適切な復元力を発揮することで、座屈拘束建材は耐震部材／制振部材としての機能も果たすことが可能となる。

このように座屈拘束建材を耐震部材／制振部材として機能させるためには、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に、所定量の隙間を高精度に確保することが重要となる。詳しくは、この隙間が広すぎると、芯材の軸方向圧縮荷重時に、芯材が、２つの座屈拘束部材の対向方向（芯材の長手方向に直交する方向、かつ、２つの座屈拘束部材が対向する方向）において、局所的に塑性変形してしまう。逆に、この隙間が狭すぎると、芯材の軸方向圧縮荷重時に、芯材が２つの座屈拘束部材に規制されて２つの座屈拘束部材の対向方向へ十分に変形できなくなる。この場合、芯材の圧縮軸力が座屈拘束部材に流れてしまう。

前記隙間を確保する方法としては、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に、ゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、その併合時に２つの座屈拘束部材の間に芯材と被挟込部材とを挟み込む際、その挟み込みによって被挟込部材が変形した後の被挟込部材の厚みを高精度にコントロールしなければ、所定量の隙間を確保することができない。加えて、併合後には、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に介在する被挟込部材が、芯材の軸方向圧縮荷重時における芯材の変形を妨げないような特性を発揮できなければならない。このように、前記の方法では、これらの条件を満たすような被挟込部材を必要とするため、高コストであるうえ、所定量の隙間を高精度に確保することが非常に困難である。

上述した課題を解決するために、本発明は、２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材であって、前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させたことを特徴とする。
本発明によれば、芯材の長手方向側方に配置される隙間保持部材を２つの座屈拘束部材の間に介在させることにより、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保する。これにより、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に被挟込部材のような特別な部材を配置することなく、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保することができる。
また、本発明の隙間保持部材は、芯材の長手方向側方に配置されるため、芯材の軸方向圧縮荷重時における芯材の変形（２つの座屈拘束部材の対向方向への変形）を妨げることがないので、当該隙間を確保できさえすれば、その材料には特に制限はない。したがって、安価な隙間保持部材を用いることができ、低コスト化を実現できる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記芯材は、該芯材の長手方向に直交する断面で、前記２つの座屈拘束部材の対向方向における長さが、前記２つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における長さよりも短い形状であることを特徴とする。
本発明によれば、芯材の軸方向圧縮荷重時に、芯材を、２つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向よりも、当該対向方向へ優先的に変形させることができるので、芯材の変形、座屈を、２つの座屈拘束部材によって適切に抑制、拘束することができる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記芯材の長手方向側方には、該芯材の側方への変位を抑制する変位抑制部材が配置されており、前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材を含むことを特徴とする。
芯材の長手方向側方に変位抑制部材を配置して、芯材の側方への変位を抑制することで、芯材の軸方向圧縮荷重時に、２つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における芯材の変形、座屈を、変位抑制部材によって適切に抑制、拘束することができる。本発明によれば、この変位抑制部材を利用して隙間保持部材を得ることができるので、変位抑制部材とは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記芯材の長手方向側方には、前記芯材の側面と前記２つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間を調整するための隙間調整部材が配置されており、前記隙間保持部材は、前記隙間調整部材を含むことを特徴とする。
芯材の長手方向側方に隙間調整部材を配置して、芯材の側面と２つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間を調整することで、芯材の軸方向圧縮荷重時に、２つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における芯材の変形、座屈を、２つの座屈拘束部材の芯材側方対向面によって適切に抑制、拘束することができる。本発明によれば、この隙間調整部材を利用して隙間保持部材を得ることができるので、隙間調整部材とは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材又は前記隙間調整部材と、前記２つの座屈拘束部材のうちの少なくとも一方の隙間保持部材対向面と該変位抑制部材又は該隙間調整部材との間に介在する隙間調整材とから構成されることを特徴とする。
本発明によれば、既存の変位抑制部材又は隙間調整部材に隙間調整材を付加するだけで、隙間保持部材を得ることができる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記隙間保持部材は、前記隙間調整材を前記変位抑制部材又は前記隙間調整部材に固定する固定手段を有することを特徴とする。
隙間調整材が変位抑制部材や隙間調整部材に固定されていないと、使用時の振動などによって隙間調整材が移動するおそれがある。この場合、例えば、移動した隙間調整材が、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間の隙間に入り込んでしまったり、芯材の側面と２つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間に入り込んでしまったりすると、芯材の適切な変形を阻害し、本来の機能を発揮できなくなるという不具合が発生する。
本発明によれば、隙間調整材が固定手段によって変位抑制部材や隙間調整部材に固定されているので、使用時の振動などによって隙間調整材が移動することがなく、上述した不具合の発生が阻止できる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記隙間調整材は、前記芯材よりも強度の低い低強度部材であることを特徴とする。
本発明によれば、使用時の振動などによって隙間調整材が芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間の隙間に入り込んでしまったり、芯材の側面と２つの座屈拘束部材の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間に入り込んでしまったりしたとしても、隙間調整材が芯材よりも強度の低い低強度部材であるため、芯材の適切な変形を阻害しにくく、本来の機能を発揮できなくなるという不具合の発生を抑制できる。しかも、上述した固定手段を設ける必要がないので、構成が簡素である。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記座屈拘束部材は、枠板内にコンクリート又はモルタルを充填したものであることを特徴とする。
本発明によれば、比較的軽量で高性能な座屈拘束建材を実現することができる。

また、本発明は、前記座屈拘束建材において、前記２つの座屈拘束部材は、前記隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面が平滑化処理され、前記芯材対向面が平滑化処理されていないことを特徴とする。
芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間にゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する従来の方法では、芯材と対向する芯材対向面全体の広範囲にわたって平滑化処理を施し、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に確保すべき隙間の精度を高める必要があった。
本発明によれば、確保すべき隙間の精度を高めるにあたり、芯材の長手方向側方に配置される隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面という比較的狭い範囲だけ平滑化処理を施せばよいので、平滑化処理の作業負担を軽減できる。

また、本発明は、２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材の製造方法であって、前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、前記２つの座屈拘束部材を互いに固定する工程とを有することを特徴とする。
本発明によれば、芯材の長手方向側方に配置される隙間保持部材を２つの座屈拘束部材の間に介在させることにより、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保する。これにより、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に被挟込部材のような特別な部材を配置することなく、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保することができる。
また、本発明の隙間保持部材は、芯材の長手方向側方に配置されるため、芯材の軸方向圧縮荷重時における芯材の変形（２つの座屈拘束部材の対向方向への変形）を妨げることがないので、当該隙間を確保できさえすれば、その材料には特に制限はない。したがって、安価な隙間保持部材を用いることができ、低コスト化を実現できる。

また、本発明は、前記製造方法において、前記隙間保持部材を除去する工程を有することを特徴とする。
本発明において、２つの座屈拘束部材を互いに固定することで、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間の隙間が固定されるので、その後は、隙間保持部材が無くても、隙間保持部材によって得られた所定量の隙間が維持される。本発明によれば、隙間保持部材を除去する工程を有するため、座屈拘束建材内に隙間保持部材を残存させることなく、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間が確保された座屈拘束建材を得ることができる。これにより、使用時の振動などによって座屈拘束建材が移動して、芯材の適切な変形を阻害するなどの不具合の発生を防止することができる。

本発明によれば、低コストで、芯材と２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を高精度に確保することができる。

実施形態における座屈拘束ブレースの斜視図。 同座屈拘束ブレースの分解斜視図。 同座屈拘束ブレースの内部構造を示す縦断面図。 同座屈拘束ブレースの内部構造を示す横断面図。 同座屈拘束ブレースを構成する芯材及びスペーサを示す平面図。 同座屈拘束ブレースを構成する芯材を示す側面図。 同座屈拘束ブレースの一端側の縦断面図。 変形例における座屈拘束ブレースの分解斜視図。 同座屈拘束ブレースの内部構造を示す横断面図。 同座屈拘束ブレースにおける隙間保持部材の別例を示す横断面図。 更なる変形例における座屈拘束ブレースの一端側の内部構造を示す横断面図。 同座屈拘束ブレースにおける隙間保持部材の別例を示す横断面図。

以下、本発明を、座屈拘束建材としての座屈拘束ブレースに適用した一実施形態について説明する。
なお、本発明に係る座屈拘束建材は、ブレース（筋交い）としての用途に限らず、例えば梁、柱、土台などの用途にも利用可能であり、以下に述べる本実施形態の座屈拘束ブレースを梁、柱、土台などに用いることも可能である。

図１は、本実施形態における座屈拘束ブレースの斜視図である。
図２は、本実施形態における座屈拘束ブレースの分解斜視図である。
図３は、本実施形態における座屈拘束ブレースの内部構造を示す縦断面図である。
図４は、本実施形態における座屈拘束ブレースの内部構造を示す横断面図である。

本実施形態の座屈拘束ブレース１０は、鋼板からなる芯材２と、この芯材２を挟む２つの座屈拘束部材１，１とから構成されている。２つの座屈拘束部材１，１は、同じ構造のものである。本実施形態における座屈拘束部材１，１は、枠板４，４内にコンクリート又はモルタル（以下の説明では、モルタルを用いた例で説明する。）３，３を充填したものである。

本実施形態の芯材２は、平板形状であり、より詳しくは、芯材２の長手方向に直交する横断面（図４に示す断面）において、２つの座屈拘束部材１，１の対向方向（図４中上下方向）における長さが、２つの座屈拘束部材１，１の対向方向に対して直交する方向（図４中左右方向）における長さよりも短い形状である。なお、芯材２の横断面形状は、これに限らず、例えば、円形状、楕円形状、十字形状などであってもよい。

本実施形態の芯材２は、図５及び図６に示すように、平板状の芯材中間部６と、その両端に設けられる連結部８，８とからなる鋼板の一枚板構造である。なお、連結部８，８は、芯材中間部６から延びる鋼板（芯材２の基材）の上下面に、補強用の補強板が接着されたものであってもよい。この補強板によって、連結部８，８の強度は、芯材中間部６の強度よりも増強される。

また、芯材２の連結部８，８にはリブ１３，１３が接合されており、横断面形状が十字形状となるように構成されている。また、連結部８，８には、当該座屈拘束ブレース１０を建物に設置する場合になどに用いられる設置用のボルト穴１４が形成されている。

芯材２の芯材中間部６は、芯材２の基材をなす鋼板の両側部に芯材２の長手方向に長尺な切欠部１６，１６を形成することで、芯材中間部６の幅（図５中上下方向長さ）が連結部８，８の幅に対して狭いものとなっている。芯材中間部６の強度は、切欠部１６，１６の幅や長手方向長さの寸法を変えることで適宜調整することが可能である。よって、芯材中間部６の切欠部１６，１６の寸法を適宜選択することで、芯材２の軸剛性や降伏耐力を所望の値に設定することができる。

また、本実施形態において、芯材中間部６の切欠部１６，１６によって生じた芯材２の長手方向側方のスペース（切欠部１６，１６の内部スペース）には、スペーサ１８ａ，１８ａが配置される。このスペーサ１８ａ，１８ａは、芯材２の長手方向側方（図５中上下方向）への変位を抑制する変位抑制部材として機能する。すなわち、このスペーサ１８ａ，１８ａが配置されていない場合、芯材２の芯材中間部６は、座屈拘束部材１の内側壁１９に接触するまで（すなわち切欠部１６の幅分だけ）変位可能となるが、スペーサ１８ａ，１８ａが配置されることで、スペーサ１８ａ，１８ａに接触するまでしか変位できなくなり、スペーサ１８ａ，１８ａの幅分だけ芯材２（芯材中間部６）の長手方向側方への変位が抑制される。

このようなスペーサ１８ａ，１８ａを芯材２の長手方向側方に変位抑制部材を配置することで、芯材２と座屈拘束部材１の内側壁１９との隙間（芯材２の側方スペース）が広すぎる場合でも、芯材２の長手方向側方への変位可能量を調整でき、芯材２の軸方向圧縮荷重時における芯材２の変形、座屈を適切にコントロールすることが可能となる。特に、本実施形態のように芯材中間部６の強度を調整するために切欠部１６，１６を設けた構成においては、スペーサ１８ａ，１８ａを配置することで、芯材中間部６の強度の適正化と、芯材２の長手方向側方への変位可能量の適正化との両立が容易になる。

スペーサ１８ａ，１８ａの長手方向の寸法は、切欠部１６，１６の長手方向の寸法よりも若干小さく設定されている。これにより、スペーサ１８ａ，１８ａの長手方向端部と連結部８，８の長手方向内側端面との間に隙間が形成され、芯材２の軸方向圧縮荷重時に芯材２の連結部８，８の長手方向内側端面がスペーサ１８ａ，１８ａに突き当たることがなくなる。したがって、スペーサ１８ａ，１８ａを配置しても降伏耐力を変化させることはない。なお、スペーサ１８ａ，１８ａは、切欠部１６，１６を切削加工したときの端材を利用しても良いし、丸棒などの別部材を用いても良い。

本実施形態の座屈拘束部材１，１を構成するモルタル材３，３は、枠板４，４とは別の場所で製造されたモルタル製ブロックである。モルタル材３，３の両端部分３ｂ，３ｂには、図２や図７に示すように、芯材２の連結部８，８上に設けられるリブ１３，１３が挿入される斜溝２０，２０を設けている。

本実施形態の座屈拘束部材１，１を構成する枠板４，４は、鋼板によって形成され、図４に示すように、底面４ａと、その幅方向（図４中左右方向）両端から立ち上る立面４ｂ，４ｃとからなり、横断面形状がコの字形状となるように構成されている。なお、立面４ｂ，４ｃの底面４ａからの高さは、図４に示すように、一方の立面４ｃよりも他方の立面４ｂの方が高くなっている。

また、枠板４，４の長手方向両端部には、図２に示すように、連結部８，８上に設けられるリブ１３，１３が挿入される間隔をあけて、一対の当て金２４，２４が設けられている。各枠板４，４の内部には、その開口側からモルタル製ブロックからなるモルタル材３，３が挿入される。

次に、本発明の特徴部分である、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ（モルタル材３，３の芯材対向面３ｄ）との間に所定量の隙間Δｔを確保する方法について説明する。
芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄとの隙間Δｔは、特に本座屈拘束ブレース１０を耐震部材／制振部材として機能させる場合には、高精度に設定することが要求される。すなわち、この隙間Δｔが広すぎると、芯材２の軸方向圧縮荷重時に、芯材２の芯材中間部６が、２つの座屈拘束部材１，１の対向方向（図４中上下方向）において局所的に塑性変形してしまう。逆に、この隙間Δｔが狭すぎると、芯材２の軸方向圧縮荷重時に、芯材２が２つの座屈拘束部材１，１に規制されて当該対向方向（図４中上下方向）へ十分な変形（歪み）ができなくなる。この場合、芯材２の圧縮軸力が座屈拘束部材１，１へ流れてしまう。

この隙間Δｔを確保する方法としては、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄとの間に、ゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する方法が考えられる。しかしながら、この方法では、上述したように、併合時に２つの座屈拘束部材１，１の間に芯材２と被挟込部材とを挟み込む際、その挟み込みによって被挟込部材が変形した後の被挟込部材の厚みを高精度にコントロールしなければ、所定量の隙間Δｔを確保することができない。加えて、併合後には、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄとの間に介在する被挟込部材が、芯材２の軸方向圧縮荷重時における芯材２の変形（歪み）を阻害しないような特性を発揮できなければならない。このように、前記の方法では、これらの条件を満たすような被挟込部材を必要とするため、高コストであるうえ、所定量の隙間Δｔを高精度に確保することが非常に困難である。

そこで、本実施形態においては、図４に示すように、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄとの間に所定量の隙間Δｔを確保するために、芯材２の長手方向側方における２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄの間に、隙間保持部材１８，１８を設けている。このような隙間保持部材１８，１８を芯材対向面３ｄ，３ｄの間に配置して隙間Δｔを得る方法であれば、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄとの間に被挟込部材のような特別な部材を配置することなく、所定量の隙間Δｔを確保することができる。

しかも、本実施形態のように、隙間保持部材１８を芯材２の長手方向側方に配置することで、隙間Δｔを確保するための隙間保持部材１８によって芯材２の軸方向圧縮荷重時における芯材２の変形（歪み）が妨げられることはない。したがって、隙間保持部材１８は、隙間Δｔを確保する機能さえ得られれば、芯材２の軸方向圧縮荷重時における芯材２の変形（歪み）を阻害しない機能を必要としないので、材料の選択肢が広く、安価な隙間保持部材１８を用いることができる。例えば、木材、プラスチック材、硬化ゴムなどの比較的安価な材料を用いることができる。

また、本実施形態の隙間保持部材１８は、上述したスペーサ１８ａと、そのスペーサ１８ａの上下面に配置される隙間調整材１８ｂとから構成されている。隙間調整材１８ｂ，１８ｂは、座屈拘束部材１，１の隙間保持部材対向面３ｅ，３ｅ（モルタル材３の隙間保持部材対向面３ｅ，３ｅ）とスペーサ１８ａの上下面との間に介在するように配置される。このように、スペーサ１８ａを利用して隙間保持部材１８を得ることができるので、スペーサ１８ａとは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。

なお、スペーサ１８ａの厚みを厚くした隙間保持部材として用いてよい。すなわち、スペーサ１８ａとしても機能する単一部材の隙間保持部材を用いてもよい。ただし、この場合、スペーサ１８ａとしても機能する必要があるために隙間保持部材の材料選択肢が狭まることに加え、芯材２の切欠部１６，１６を切削加工したときの端材をスペーサ１８ａとして利用することができなくなり、コスト増を招くデメリットがある。

また、本実施形態の隙間調整材１８ｂとしては、芯材２よりも強度の低い低強度部材であるのが好ましい。隙間調整材１８ｂの強度は、後述する製造工程において、枠板４，４を隅肉溶接４ｄによって接合するまでの間、所望量の隙間Δｔを確保できる程度の強度であればよく、芯材２ほどの強度は必要ない。

加えて、本実施形態のように隙間調整材１８ｂがスペーサ１８ａに固定されていない場合や、弱い固定力で固定されている場合には、本座屈拘束ブレース１０の使用時に加わる振動などによって隙間調整材１８ｂが移動してしまうおそれがある。この場合、例えば、移動した隙間調整材１８ｂが、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄとの隙間Δｔに入り込んでしまったり、芯材２の側面とスペーサ１８ａの芯材側方対向面との間の芯材側方隙間ΔＷに入り込んでしまったりすると、芯材２の軸方向圧縮荷重時に芯材２の適切な変形が阻害され、本座屈拘束ブレース１０が本来の機能を発揮できなくなるという不具合が発生するおそれがある。本実施形態のように、隙間調整材１８ｂが芯材２よりも強度の低い低強度部材であれば、仮にこのような入り込みが発生した場合でも、芯材２の適切な変形が阻害されにくく、本座屈拘束ブレース１０が本来の機能を発揮できなくなるという不具合の発生を抑制できる。

もちろん、本実施形態の隙間調整材１８ｂとしては、芯材２と同じ強度または高い強度をもつ部材を用いてもよい。ただし、この場合には、上述した隙間調整材１８ｂの入り込みが発生しないように、隙間調整材１８ｂをスペーサ１８ａに固定する固定手段を設けるのが好ましい。この固定手段は、隙間調整材１８ｂをスペーサ１８ａに接着や溶接などによって固定する手段に限らず、例えば、スペーサ１８ａ上で隙間調整材１８ｂが幅方向（図４中の左右方向）への変位を規制するストッパによる手段であってもよい。

本実施形態において、隙間Δｔ（芯材２を一方の芯材対向面３ｄへ片寄せしたときの隙間）の下限値は、ポアソン比が０．５であるとすると、芯材２の芯材中間部６における厚みｔに対する塑性歪みａを用いて、Δｔ≧ｔ×ａ／１００×０．５で表すことができる。一例として、芯材２の芯材中間部６における厚みｔが４０ｍｍであり、芯材２の塑性歪みａが最大３％程度であるとき、隙間Δｔの下限値は０．６ｍｍ程度となる。なお、隙間Δｔの上限値は、上述したように、芯材２の軸方向圧縮荷重時に芯材２の芯材中間部６が局所的に塑性変形してしまうことが防止できる範囲に適宜設定されるが、あまり大きな値に設定することができないため、隙間Δｔの設定可能範囲が狭く、隙間Δｔの高精度な管理が求められる。

なお、本実施形態では、芯材２の芯材中間部６と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄとの隙間Δｔと同様、芯材２の芯材中間部６の側面とスペーサ１８ａ，１８ａとの隙間ΔＷ（芯材２及びスペーサ１８ａ，１８ａを座屈拘束部材１の一方の内側壁１９へ片寄せしたときの隙間）も、隙間Δｔほどではないものの、比較的高い精度が求められる。例えば、前記の例においては、芯材２の芯材中間部６における幅が４００ｍｍである場合、芯材２の塑性歪みａが最大３％程度であるときには、隙間ΔＷの下限値は６ｍｍ程度となる。この隙間ΔＷの上限値も、上述したように、芯材２の軸方向圧縮荷重時に芯材２の芯材中間部６が局所的に塑性変形してしまうことが防止できる範囲に適宜設定されるが、あまり大きな値に設定することができないため、隙間ΔＷの設定可能範囲が狭く、隙間ΔＷも相応の高精度な管理が求められる。

次に、本実施形態における座屈拘束ブレース１０の製造方法について、説明する。
まず、枠板４，４を製造する。具体的には、平板状の鋼板を折り曲げて底面４ａ及び立面４ｂ、４ｃを形成した後、別の鋼板からなる一対の当て金２４，２４を溶接により取り付ける。その後、この枠板４，４内に、別途作製しておいたモルタル製ブロックからなるモルタル材３，３を収納する。

また、鋼板を加工、溶接して作製した芯材２を用意し、この芯材２を一方の枠板４内のモルタル材３上に載置する。そして、芯材２の切欠部１６，１６内に、２つの隙間調整材１８ｂ，１８ｂに挟み込まれた状態のスペーサ１８ａを配置する。その後、残りの枠板４を図２に示すように併合して、各枠板４，４間における立面４ｂと立面４ｃとを図４に示すように隅肉溶接４ｄによって接合する。これにより、座屈拘束ブレース１０が製造される。

ここで、隙間調整材１８ｂ，１８ｂが対向する座屈拘束部材１，１の隙間保持部材対向面３ｅ，３ｅは、モルタル材３，３の面であるため、そのままでは、表面が粗く平滑性に欠け、平面性も低いものとなっている。この場合、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ（モルタル材３，３の芯材対向面３ｄ）との間に所定量の隙間Δｔを確保することが難しい。そのため、本実施形態においては、座屈拘束部材１，１の隙間保持部材対向面３ｅ，３ｅに平滑化処理を施している。平滑化処理は、表面の粗さをとり、平面性を向上させる処理であれば特に制限はなく、研磨処理であってもよいし、コーティング処理であってもよい。

一方、芯材２と対向する芯材対向面３ｄ，３ｄの部分については、このような平滑化処理が不要であるので、本実施形態の芯材対向面３ｄ，３ｄは粗面のままである。このように平滑化処理を施す部分がモルタル材３，３の面の一部分だけで済むので、平滑化処理の作業負担は軽減される。

しかも、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ，３ｄとの間にゴムなどの被挟込部材を挟み込んで併合する従来の方法では、被挟込部材によって所定量の隙間Δｔを確保するためには、芯材対向面３ｄ，３ｄに対して平滑化処理を施す必要がある。本実施形態における平滑化処理の対象である隙間保持部材対向面３ｅ，３ｅは、芯材対向面３ｄ，３ｄよりも面積が少ないので、本実施形態によれば、従来の方法よりも平滑化処理を施す作業の負担を軽減できるというメリットがある。

また、本実施形態の座屈拘束ブレース１０において、隙間調整材１８ｂは所望量の隙間Δｔを確保するためのものであるため、枠板４，４を隅肉溶接４ｄによって接合して隙間Δｔが固定された後は、隙間調整材１８ｂが座屈拘束ブレース１０内に残っている必要はない。よって、枠板４，４の接合後に、隙間調整材１８ｂを除去する工程を実施してもよい。このように隙間調整材１８ｂを除去すれば、その分だけ座屈拘束ブレースの軽量化を図ることができる。また、隙間調整材１８ｂを除去すれば、その座屈拘束ブレースの使用中に隙間調整材１８ｂが隙間Δｔや隙間ΔＷに入り込む事態を確実に防止できるので、隙間調整材１８ｂが芯材２の適切な変形を阻害して本座屈拘束ブレース１０が本来の機能を発揮できなくなるという不具合の発生を確実に防止できる。

ただし、隙間調整材１８ｂを座屈拘束ブレース１０内に残しておいても問題ない場合には、製造工程の簡素化のために除去工程を実施しないようにしてもよい。

〔変形例〕
次に、本実施形態における座屈拘束ブレース１０の一変形例について説明する。
図８は、本変形例における座屈拘束ブレースの分解斜視図である。
図９は、本変形例における座屈拘束ブレースの内部構造を示す横断面図である。
本変形例では、上述した実施形態の座屈拘束ブレースの構成を簡素化して、実用に適したものとした。

具体的には、本変形例の芯材２には、切欠部１６，１６が形成されていないストレート型のものであり（上述した実施形態の芯材２はしぼり型である。）、矩形平板状の鋼板にリブ１３，１３を設けて連結部８，８を形成したという簡易な構成である。そのため、芯材２の製造コストを低コスト化できる。なお、座屈拘束部材１，１の構成は、上述した実施形態のものと同じである。

また、本変形例の隙間保持部材１７，１７は、芯材２と２つの座屈拘束部材１，１の芯材対向面３ｄ（モルタル材３，３の芯材対向面３ｄ）との間に所定量の隙間Δｔを確保することのできる直径をもった断面円形状の丸棒部材（丸鋼）である。上述した実施形態の隙間保持部材１８は、スペーサ１８ａと隙間調整材１８ｂという複数部材から構成されているが、本変形例の隙間保持部材１７，１７は単一部材で構成されているため、その組み立て工数が少なく製造工程の簡素化を図ることができる。

なお、本変形例の隙間保持部材１７，１７は、断面円形状の丸棒部材（丸鋼）の例であるが、これに限られず、例えば、図１０に示すように、断面矩形状の角棒部材（角鋼）であってもよい。

また、本変形例の隙間保持部材１７，１７は、芯材２の側面と２つの座屈拘束部材１，１の芯材側方対向面との間の芯材側方隙間ΔＷを調整するための隙間調整部材としても機能している。そのため、隙間保持部材１７，１７は、連結部８，８の長手方向側方にも存在するように構成されている。

このような隙間調整部材は、芯材２に求められる機能を実現するために必要な芯材２の幅と、座屈拘束部材１に求められる機能を実現するために必要な座屈拘束部材１の幅との関係で、芯材２の側面と座屈拘束部材１，１の内側壁１９，１９との隙間を所望量に設定できない場合に用いられる。本変形例の隙間保持部材１７は、このような隙間調整部材としても機能するため、隙間調整部材とは別個に隙間保持部材を設ける場合と比較して、構成の簡素化、軽量化等を図ることが可能となる。

もちろん、本変形例の隙間保持部材１７も、図１１に示すように、隙間調整部材１７ａと、その隙間調整部材１７ａの上下面に配置される隙間調整材１７ｂとから構成されてもよい。本変形例の隙間保持部材１７が図１０に示すような角棒部材からなる場合には、図１２に示すような構成となる。

本変形例の隙間保持部材１７，１７は、芯材２の長手方向側方への変位を抑制する変位抑制部材としても機能している。

なお、隙間調整部材は、上述した実施形態の座屈拘束ブレースに追加で設けてもよい。すなわち、しぼり型の芯材２の切欠部１６，１６内にスペーサ１８ａ，１８ａを配置しただけでは、芯材２の芯材中間部６の側面とスペーサ１８ａ，１８ａとの隙間ΔＷを所望量に設定できない場合、スペーサ１８ａ，１８ａと座屈拘束部材１の内側壁１９との隙間に隙間調整部材を配置して、所望量の隙間ΔＷを得る。このときの隙間保持部材は、隙間調整部材を利用して設けてもよいし、スペーサ１８ａ，１８ａを利用して設けてもよい。

また、上述した実施形態や変形例では、隙間調整材１８ｂ，１７ｂをスペーサ１８ａや隙間調整部材１７ａの上下面両方に配置した例であるが、上面又は下面のいずれか一方のみに配置する例であってもよい。

１ ：座屈拘束部材
２ ：芯材
３ ：モルタル材
３ｄ ：芯材対向面
３ｅ ：隙間保持部材対向面
４ ：枠板
４ａ ：底面
４ｂ，４ｃ：立面
６ ：芯材中間部
８ ：連結部
１０ ：座屈拘束ブレース
１３ ：リブ
１６ ：切欠部
１７，１８：隙間保持部材
１７ａ ：隙間調整部材
１７ｂ，１８ｂ：隙間調整材
１８ａ ：スペーサ
Δｔ ：隙間
ΔＷ ：芯材側方隙間

Claims (14)

1. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材であって、
   前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させており、
   前記芯材の長手方向側方には、該芯材の側方への変位を抑制する変位抑制部材が配置されており、
   前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材と、前記２つの座屈拘束部材のうちの少なくとも一方の隙間保持部材対向面と該変位抑制部材との間に介在する隙間調整材とから構成されており、
   前記隙間調整材は、前記芯材よりも強度の低い低強度部材であることを特徴とする座屈拘束建材。
2. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材であって、
   前記座屈拘束部材は、枠板内にコンクリート又はモルタルを充填したものであり、
   前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させたことを特徴とする座屈拘束建材。
3. 請求項２に記載の座屈拘束建材において、
   前記芯材の長手方向側方には、該芯材の側方への変位を抑制する変位抑制部材が配置されており、
   前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材を含むことを特徴とする座屈拘束建材。
4. 請求項１又は３に記載の座屈拘束建材において、
   前記変位抑制部材は、丸鋼であることを特徴とする座屈拘束建材。
5. 請求項２乃至４のいずれか１項に記載の座屈拘束建材において、
   前記隙間保持部材は、前記変位抑制部材と、前記２つの座屈拘束部材のうちの少なくとも一方の隙間保持部材対向面と該変位抑制部材との間に介在する隙間調整材とから構成されることを特徴とする座屈拘束建材。
6. 請求項５に記載の座屈拘束建材において、
   前記隙間保持部材は、前記隙間調整材を前記変位抑制部材に固定する固定手段を有することを特徴とする座屈拘束建材。
7. 請求項５に記載の座屈拘束建材において、
   前記隙間調整材は、前記芯材よりも強度の低い低強度部材であることを特徴とする座屈拘束建材。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の座屈拘束建材において、
   前記芯材は、該芯材の長手方向に直交する断面で、前記２つの座屈拘束部材の対向方向における長さが、前記２つの座屈拘束部材の対向方向に対して直交する方向における長さよりも短い形状であることを特徴とする座屈拘束建材。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の座屈拘束建材において、
   前記２つの座屈拘束部材は、前記隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面が平滑化処理され、前記芯材対向面が平滑化処理されていないことを特徴とする座屈拘束建材。
10. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材であって、
    前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させており、
    前記２つの座屈拘束部材は、前記隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面が平滑化処理され、前記芯材対向面が平滑化処理されていないことを特徴とする座屈拘束建材。
11. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材の製造方法であって、
    前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、
    前記２つの座屈拘束部材を互いに固定する工程と、
    前記隙間保持部材を除去する工程とを有することを特徴とする座屈拘束建材の製造方法。
12. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材の製造方法であって、
    前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、
    前記２つの座屈拘束部材を互いに固定する工程とを有し、
    前記隙間保持部材が、前記芯材の長手方向側方に配置されて該芯材の側方への変位を抑制する変位抑制部材と、前記２つの座屈拘束部材のうちの少なくとも一方の隙間保持部材対向面と該変位抑制部材との間に介在する隙間調整材とから構成され、
    前記隙間調整材が、前記芯材よりも強度の低い低強度部材であるすることを特徴とする座屈拘束建材の製造方法。
13. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材の製造方法であって、
    前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、
    前記２つの座屈拘束部材を互いに固定する工程とを有し、
    前記座屈拘束部材は、枠板内にコンクリート又はモルタルを充填したものであることを特徴とする座屈拘束建材の製造方法。
14. ２つの座屈拘束部材で芯材を挟み込んだ座屈拘束建材の製造方法であって、
    前記芯材と前記２つの座屈拘束部材の芯材対向面との間に所定量の隙間を確保するための隙間保持部材を、前記芯材の長手方向側方の前記２つの座屈拘束部材の間に介在させる工程と、
    前記２つの座屈拘束部材を互いに固定する工程とを有し、
    前記２つの座屈拘束部材に対し、前記芯材対向面を平滑化処理せず、前記隙間保持部材と対向する隙間保持部材対向面を平滑化処理する工程を更に有することを特徴とする座屈拘束建材の製造方法。

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