JP6677973B2 - 鉄骨構造物 - Google Patents

Description

本発明は、鉄骨構造物を構成する柱、特にＨ型柱の補剛構造に関する。

ウェブとフランジからなるＨ型柱で構成される鉄骨構造物について、例えば巨大地震によりＨ型柱に大きな水平力が作用したときの様子を図１２に示す。なお、Ｈ型柱１００は、上下の梁１０５，１０６と剛結合されているものとする。
Ｈ型柱１００が地震動による水平力Ｈ及び軸力Ｎを受けると、図１２（ａ）に示すように、Ｈ型柱１００には、梁１０５，１０６との接合部分の曲げモーメントが最大になる。Ｈ型柱１００は、図１２（ｂ）〜（ｄ）に示すように、塑性化後、曲げモーメントが大きくなる端部に局部座屈が生じ、耐力の低下を招く。
この局部座屈は、ウェブ１０１よりもフランジ１０２に先行して発生する。しかも、強軸方向、弱軸方向いずれの方向から水平力Ｈを受けた場合にも基本的には、図１２（ｂ）に示すように、フランジ１０２が面外方向（板厚方向）に大きく変形するように生じる。

Ｈ型柱に耐力の低下が生じると最終的に鉄骨構造物の倒壊に至るおそれがあるが、これに対する対策としては以下の２つが考えられる。対策１，２のうちで、例えば特許文献１、特許文献２にて提案されているように、従来は対策１を採用することが多い。
対策１：曲げ耐力を向上させる
対策２：塑性化後の変形能を向上させる

特許第２９７７９９４号公報 特開平８−０４９３４９号公報

牧野稔ら 「Ｈ型柱の局部座屈後の変形性状」 日本建築学会論文報告集 第２８１号 昭和５４年７月

ところが、対策１によると、補強部位の耐力向上に伴う設計荷重以上の荷重伝達、補強による構造全体の剛性バランスの変化等で、補強部位以外のところに損傷が生じる恐れがある。
そこで本発明は、Ｈ型柱の曲げ耐力を変えることなく、塑性化後の変形能を向上できる補剛構造を提供することを目的とする。

かかる目的のもと、本発明の鉄骨構造物は、それぞれの上端部及び下端部の一方又は双方が剛結合され、水平方向に間隔をあけて配置される複数の柱と、柱に設けられる補剛体と、を備える。
本発明において、柱は、横断面がＨ型をなし、ウェブと、ウェブの両端に連なる一対のフランジと、を備える。
本発明における補剛体は、局部座屈が生じ得る柱の特異領域に対応し、かつ、フランジの外側面に接合されることなく対向して設けられる外側拘束部を備える、ことを特徴とする。
本発明において、柱の上端部及び下端部の一方が剛結合される典型例として、下端部が基礎にピン結合される一方、上端部が梁に剛結合される形態が掲げられる。また、本発明において、上端部及び下端部が剛結合される典型例として、下端部及び上端部がともに梁に剛結合される形態、及び、下端部が基礎に剛結合される一方、上端部が梁に剛結号される形態が掲げられる。

本発明の鉄骨構造物によれば、補剛体が、局部座屈が生じ得る柱の特異領域に対応して設けられるので、塑性化した後の柱の変形能を向上させることができる。しかも、本発明の補剛体は、フランジの外側面に接合されていないために、フランジが外側に向けて局部座屈する挙動を起こすまでは、補剛効果を発揮しない。しかも、本発明の補剛体は、特異領域という限定的な範囲だけを補剛するものである。したがって、柱の最大耐力は補剛体を設けていないのと同じであり、補剛による鉄骨構造物の剛性バランスを崩さずに済むので、補剛部分以外のところに損傷が生じる恐れがない。

本発明の鉄骨構造物において、補剛体の外側拘束部は、フランジの外側面に接合されることなく接していることが好ましい。
本発明は、外側拘束部が、フランジの外側面から離れていてもよいが、当初よりフランジの外側面に接している方が、補剛の効果をより確実に得ることができる。

本発明の鉄骨構造物において、補剛体は、柱の周囲を取り囲む枠状の形態をなし、それぞれのフランジの外側面に接する一対の外側拘束部と、一対の外側拘束部を繋ぐ接続部と、を備えることができる。
また、本発明の鉄骨構造物において、補剛体は、少なくとも二つのセグメントの組合せからなり、二つのセグメントは、締結手段により接合されることが好ましい。
以上の構成を採用することにより、補剛体の取り付け作業の負担を軽減できる。

本発明の鉄骨構造物において、補剛体は、それぞれのフランジの内側面に接合されることなく接する内側拘束部を備えることが好ましい。フランジの内側への変形に対応するためである。
この内側拘束部は、ウェブに溶接により接合することができるし、補剛体の接続部に溶接により接合することができる。特に、補剛体の接続部に溶接により接合する場合には、溶接による柱への熱的な影響を与えないので好ましい。

本発明の鉄骨構造物において、補剛体とフランジ又はウェブとの間にアンボンド材を介在させることができる。
このアンボンド材の介在により、柱の水平方向の変形が大きくなったときの、補剛体と柱の間の大きな面外荷重による柱軸方向の摩擦力を低減し、柱軸方向の荷重の上昇を抑えることができる。

本発明の鉄骨構造物において、柱の上端部及び下端部のそれぞれについて、複数の補剛体を設けることができる。
本発明に基づいて特異領域に補剛体を設けても、補剛体を設けた位置からずれた位置に局部座屈が生じることがあるので、これに対応して補剛体を増設することができる。

本発明の鉄骨構造物は、既設の鉄骨構造物及び新設の鉄骨構造物の両者に適用することができるが、特に既設の鉄骨構造物に適用されるとその効果が大きい。

本発明によれば、補剛体が、局部座屈が生じ得る柱の特異領域に対応して設けられ、かつ、フランジの外側面に接合されていないために、柱の最大曲げ耐力は変えずに、塑性後の変形能を向上させることができる。

第１実施形態におけるＨ型柱の補剛構造を示し、（ａ）はＨ型柱に加わる力を示し、（ｂ）は補剛構造を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視断面図、（ｄ）は水平荷重Ｈ−変位δの関係を示すグラフである。 第１実施形態におけるＨ型柱の変形例を示し、図１（ｃ）に対応する断面図である。 第１実施形態におけるＨ型柱の他の変形例を示し、図１（ｃ）に対応する断面図である。 第２実施形態におけるＨ型柱の補剛構造を示し、（ａ）はＨ型柱に加わる力を示し、（ｂ）は補剛構造を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視断面図、（ｄ）は水平荷重Ｈ−変位δの関係を示すグラフである。 第２実施形態におけるＨ型柱の変形例を示し、（ａ）〜（ｄ）のそれぞれの上段は図１（ｃ）に対応する断面図、下段は（ａ）〜（ｄ）のそれぞれのＢ矢視断面図である。 第３実施形態におけるＨ型柱の補剛構造を示し、（ａ）はＨ型柱に加わる力を示し、（ｂ）は補剛構造を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視断面図、（ｄ）は水平荷重Ｈ−変位δの関係を示すグラフである。 第３実施形態におけるＨ型柱の他の補剛構造を示し、（ａ）はＨ型柱に加わる力を示し、（ｂ）は補剛構造を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視断面図、（ｄ）は水平荷重Ｈ−変位δの関係を示すグラフである。 第３実施形態の変形例を示し、図７（ｃ）に対応する断面図である。 第４実施形態におけるＨ型柱の補剛構造を示し、（ａ）はＨ型柱に加わる力を示し、（ｂ）は補剛構造を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視断面図、（ｄ）は水平荷重Ｈ−変位δの関係を示すグラフである。 第４実施形態におけるＨ型柱の補剛構造を示し、（ａ）はＨ型柱に加わる力を示し、（ｂ）は補剛構造を示す側面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ矢視断面図、（ｄ）は水平荷重Ｈ−変位δの関係を示すグラフである。 本発明が適用される、Ｈ型柱の下端部が基礎により剛結合される例を示す図である。 Ｈ型柱の端末部に生ずる局部座屈を説明する図である。

以下、添付図面に示す本発明の好適な実施形態を、図面を参照して説明する。
本実施形態は、柱の最大曲げ耐力は変えずに、塑性後の変形能を向上させるものであり、対象は軸力と曲げが同時に作用する、鉄骨構造物の柱であり、特に、横断面形状がＨ型のＨ型柱１である。以下、本実施形態を第１実施形態から第４実施形態に分けて説明する。

［第１実施形態］
本実施形態に係るＨ型柱１は、図１（ａ）に示すように、梁５，６とともに、鉄骨構造物４０を構成する。Ｈ型柱１は、構面９において、上端が上側の梁５と剛結合されており、下端が下側の梁６と剛結合されている。なお、ここでは、鉄骨構造物４０は、ごく一部のみを示しているが、剛結合の手段は、溶接、ボルト締めなど、問われない。

第１実施形態に係る補剛構造１０は、図１（ａ），（ｂ）に示すように、Ｈ型柱１の周囲を囲うように、補剛体１１を設置することにより構成される。補剛体１１は、局部座屈に関するＨ型柱１の特異領域４に対応して設置される。
補剛体１１は、横断面が枠状の形態をなしており、Ｈ型柱１のフランジ３，３の外側面３Ａ，３Ａに対して接するだけで、接合はしていない。

補剛体１１は、図１（ｃ）に示すように、同じ形状及び寸法を有するセグメント１２，１２を組み合せて構成される。それぞれのセグメント１２は、外側面３Ａと対向しかつ接する一対の外側拘束部１３，１３と、外側拘束部１３，１３の一端側同士を繋ぐ接続部１４と、外側拘束部１３，１３の他端側から張り出す固定部１５，１５と、を有し、チャンネル（溝型鋼）形状をなしている。補剛体１１は、セグメント１２，１２同士の固定部１５，１５をボルトＪにより締結することで一体化されるとともに、ボルトＪの締め付け力によりＨ型柱１に固定され鉛直方向の変位が規制される。ただし、別途、Ｈ型柱１の側面に補剛体１１の脱落を防止する部材を設けてもよいし、この脱落防止部材だけで、Ｈ型柱１の鉛直方向の変位を規制してもよい。
なお、Ｈ型柱１と梁５，６とがピン結合される場合、Ｈ型柱１の一端が自由端の場合の当該自由端については、補剛体１１を設ける対象から除かれる。

補剛体１１は、特異領域４に設けられるが、特異領域４は曲げモーメントが大きくなるＨ型柱１の上端及び下端の近傍を占める。特異領域４は、Ｈ型柱１の寸法、形状に応じて定まるが、一つの指標として、図１（ｃ）に示すように、Ｂをフランジ３の幅とすると、補剛体１１は、Ｈ型柱１が梁５，６に接合される端部より０．５Ｂの位置を中心に設置するのが好ましい。これは、非特許文献１に開示されるように、局部座屈の１波の領域が１Ｂ程度になっており、局部座屈の腹になる位置としてその半分の０．５とした。ただし、０．５Ｂは最も好ましい値であるが、鉄骨構造物４０、補剛体１１の仕様によって、補剛体１１の中心を０．３Ｂ〜０．７Ｂの範囲で設定することができる。特異領域４は、少なくともこの０．３Ｂ〜０．７Ｂの範囲を包含する。

補剛体１１の幅、つまり補剛体１１による補剛区間の長さＬは、局部座屈を補剛可能な寸法であれば限定されるものではないし、Ｈ型柱１の寸法、形状によって変動し得る。しかし、長さＬが不足すると局部座屈を十分に補剛することが難しくなり、また、長さＬが長すぎると、震動により撓んだＨ型柱１と干渉してしまい、Ｈ型柱１の曲げ耐力を向上させてしまうおそれがある。したがって、長さＬは０．２Ｂ〜０．５Ｂの範囲から選択することが好ましい。
また、補剛体１１は、局部座屈によるＨ型柱１の面外変形を補剛できる程度の板厚ｔを備えていることが必要である。

補剛体１１は、その目的を達成する限りその形状は任意であり、図１に示す形態に限らず、図２に示す種々の形態を採用することができる。なお、図２（ｅ）は図１の補剛体１１を再掲したものである。
図２に示す複数の補剛体１１は、セグメント１２，１２から張り出された固定部１５，１５をボルトＪで締結する（ａ）〜（ｇ）と、セグメント１２，１２の間に連結部１８を架け渡し、連結部１８とセグメント１２，１２をボルトＪで締結する（ｈ）〜（ｊ）と、に区分される。いずれも、Ｈ型柱１の横断面を囲う箱形の形状をなし、外側からＨ型柱１に容易に被せることができる構成が採用されている。また、図１に示す補剛体１１は、二つのセグメントからなるが、図２に示すようにこれに限らない。
セグメント１２は、鋼板および型鋼（チャンネル材、アングル材等）を組み合せて作製することができる。

また、図１及び図２に示す補剛体１１は、Ｈ型柱１のフランジ３，３の先端がセグメント１２，１２に接しているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、図３（ａ）に示すように、フランジ３，３の先端とセグメント１２，１２の間に隙間Ｇ１を設けることができる。隙間Ｇ１のない設計でセグメント１２を作製すると、セグメント１２でＨ型柱１を囲いきれなくなるおそれもあるので、隙間を設けることで、確実にセグメント１２でＨ型柱１を囲うことができる。一方で、当該隙間Ｇ１があっても、局部座屈を補剛する基本的な効果はかわらない。
また、図１及び図２に示す補剛体１１は、Ｈ型柱１のフランジ３，３の外側面３Ａ，３Ａとセグメント１２，１２が接しているが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、図３（ｂ）に示すように、フランジ３，３の外側面３Ａ，３Ａとセグメント１２，１２の間に隙間Ｇ２を設けることもできる。上記と同様の理由による。
なお、図３（ａ），（ｂ）のいずれにおいても、隙間Ｇ１，Ｇ２を不必要に大きくする必要はない。特に、図３（ｂ）の外側面３Ａとセグメント１２の間の隙間Ｇ２は、広すぎると局部座屈を補剛する効果が小さくなるので、Ｈ型柱１に対するセグメント１２の組み付けに必要な最小限の隙間にすることが望まれる。

また、図１及び図２に示す補剛体１１は、外側拘束部１３，１３が接続部１４，１４で接続されているが、本実施形態はこれに限定されず、外側拘束部１３，１３をそれぞれ独立して設けることもできる。例えば、図３（ｃ）に示すように、外側拘束部１３の両端から折り返し１６を設け、この外側拘束部１３と折り返し１６の間にセグメント１２の先端を挟み込む形態を採用することができる。
この形態は、接続部１４がない分だけ、補剛体１１が軽量化されるので、補剛体１１の取り付け作業の負担が軽減される。また、この形態であっても、外側拘束部１３がフランジ３の外側面３Ａに接しているので、特異領域４におけるＨ型柱１の塑性化後の変形能を向上できる。

補剛体１１は、特異領域４に対応して設けられており、その外側拘束部１３，１３がフランジ３，３の外側面３Ａ，３Ａに接しているだけである。したがって、より大きな水平力Ｈが生じて、フランジ３，３が外側に向けて局部座屈する挙動を起こすまでは、補剛体１１は補剛効果を発揮しない。一方で、Ｈ型柱１のフランジ３に局部座屈が生じると、図１（ｄ）のＥＭ.１に示すように、補剛体１１はＨ型柱１が塑性化した後の変形能を向上させる機能を発揮する。なお、ＥＭ.１は、第１実施形態を意味する。加えて、補剛体１１は、特異領域４という限定的な範囲だけを補剛するものであるから、Ｈ型柱１のもともとの曲げ耐力又は曲げ剛性へ影響を与えることがなく、補剛構造１０を除いた他の部分に損傷が生じるおそれがない。この作用及び効果は、Ｈ型柱１が剛結合される全ての部位について生じ得るものである。つまり、第１実施形態はＨ型柱１の上端部及び下端部の双方が対応する梁５，６に剛結合されているが、本発明はこれに限らず、上端部及び下端部のいずれか一方が剛結合されているＨ型柱１に普遍的に適用することができる。
また、補剛体１１は、運搬が容易な程度の寸法で足り、また、ボルトＪで締結できるため、取り付けが簡易であるとともに短時間で作業が終了する。

［第２実施形態］
次に、図４及び図５を参照して本発明の第２実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同じ構成要素については、図４及び図５に図１と同じ符号を付し、その説明を省略する。
図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、第２実施形態の補剛体２１は、接続部１４の内側に内側拘束部２３を備えている。内側拘束部２３は、溶接により接続部１４に剛結合される一方、Ｈ型柱１のフランジ３の内側面３Ｂに接しているだけである。

内側拘束部２３は、以下の効果を奏する。
補剛体２１は、外側拘束部１３を備えており、フランジ３は外側に向けた変形が規制されるため、内側に変形することもある。そこで、フランジ３の外側への局部座屈に対応する外側拘束部１３に加えて、フランジ３の内側面３Ｂに対向する内側拘束部２３を設ける。これにより、フランジ３の内側への局部座屈挙動も補剛されるため、図４（ｄ）のＥＭ.２に示すように、第１実施形態（ＥＭ.１）に対して、さらに塑性後の変形能を大きくすることができる。

内側拘束部２３は、その目的を達成する限り、図４に示す形態に限らず、種々の形態を採用しうる。
例えば、図５（ｂ）に示すように、対向するフランジ３，３の間に嵌挿される平板から内側拘束部２３を構成することができる。この内側拘束部２３は、接続部１４に対向する辺が接続部１４に溶接により接合されている。
また、図５（ｃ）に示すように、アングル（山形鋼）を内側拘束部２３として用いることができる。この内側拘束部２３は、一方の辺２３Ａが接続部１４に溶接により接合されているが、他方の辺２３Ｂはフランジ３の内側面３Ｂに接しているだけである。
また、図５（ｄ）に示すように、チャンネルを内側拘束部２３として用いることができる。この内側拘束部２３は、ウェブ２３Ｃが接続部１４に溶接により接合されているが、フランジ２３Ｄ，２３Ｄはフランジ３の内側面３Ｂに接しているだけである。
なお、図５（ａ）は図４に示す内側拘束部２３を再掲したものである。

［第３実施形態］
次に、図６〜図８を参照して本発明の第３実施形態を説明する。なお、第１実施形態と同じ構成要素については、図６〜図８に図１と同じ符号を付し、その説明を省略することがある。
図６（ａ）〜（ｃ）に示すように、第３実施形態の補剛体３１Ａは、Ｈ型柱１のウェブ２のおもて面２Ａ及びうら面２Ｂのそれぞれに内側拘束部３３を設ける。内側拘束部３３は、溶接Ｍによりウェブ２に剛結合される一方、Ｈ型柱１のフランジ３の内側面３Ｂに接しているだけである。なお、ここでは平板状の内側拘束部３３を示しているが、ウェブ２に剛接合され、かつ、フランジ３の内側面３Ｂに接することができるのであれば、アングル材、チャンネル材等の他の形状の部材を用いることができる。

補剛体３１Ａは、以下の効果を奏する。
第２実施形態の補剛体２１があっても、さらに大きな水平力が作用すると、ウェブ２に局部座屈が発生することもある。そこで、フランジ３の外側への局部座屈に対応する外側拘束部１３に加え、Ｈ型柱１のウェブ２のおもて面２Ａ及びうら面２Ｂ面に内側拘束部３３を取り付けることにより、フランジ３の内側への局部座屈挙動とウェブ２の局部座屈挙動の両者に対する補剛を確保する。これにより、図６（ｄ）のＥＭ.３に示すように、第１実施形態（ＥＭ.１）及び第２実施形態（ＥＭ.２）に対して、さらに塑性後の変形能を大きくすることができる。
また、ウェブ２に設置する内側拘束部３３は、フランジ３の内側面３Ｂには溶接していないことから、いわゆるラーメンアクションによる耐力の上昇を招かない。

次に、図７に示す補剛体３１Ｂは、補剛体３１Ａと同様に、フランジ３の内側への局部座屈挙動とウェブ２の局部座屈挙動の両者に対する補剛を確保できる。
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、補剛体３１Ｂは、Ｈ型柱１のフランジ３の内側面３Ｂ並びにウェブ２のおもて面２Ａ及びうら面２Ｂのそれぞれに接するチャンネル状の内側拘束部３５を設ける。内側拘束部３５は、フランジ３５Ｂ，３５Ｂの先端を接続部１４の内側の面に溶接Ｍにより剛接合されるが、ウェブ３５Ａはウェブ２に接しているだけである。なお、ここではチャンネル状の内側拘束部３５を示しているが、接続部１４に剛結合され、かつ、フランジ３の内側面３Ｂ並びにおもて面２Ａ及びうら面２Ｂに接することができるのであれば、平板アングル材等の他の形状の部材を用いることができる。

補剛体３１Ｂは、溶接の対象が補剛体３１Ｂであるから、溶接の熱による残留応力の影響がＨ型柱１に生じることがない。
そして、図７（ｄ）のＥＭ.３に示すように、補剛体３１Ｂと同様、第１実施形態（ＥＭ.１）及び第２実施形態（ＥＭ.２）に対して、さらに塑性後の変形能を大きくすることができる。

外側拘束部１３は、その目的を達成する限り、図７に示す形態に限らず、種々の形態を採用しうる。
例えば、図８（ａ）に示すように、対向するフランジ３，３の間に嵌挿される平板から内側拘束部３５を構成することができる。この内側拘束部３５は、接続部１４に対向しかつ接する辺が接続部１４に溶接Ｍにより接合されている。
また、図８（ｂ）に示すように、チャンネルを内側拘束部３５として用いることができる。この内側拘束部３５は、ウェブ３５ＡをＨ型柱１のフランジ３の内側面３Ｂに対向させるとともに、一方のフランジ３５ＢをＨ型柱１のウェブ２のおもて面２Ａ又はうら面２Ｂに対向させる。この対向する面どうしは、接しているだけである。内側拘束部３５の他方のフランジ３５Ｃは外側拘束部１３の接続部１４に溶接Ｍにより剛接合されている。図８（ｂ）に示す例は、Ｈ型柱１のウェブ２と一対のフランジ３，３で取り囲まれる空間Ａに二つの内側拘束部３５を設けており、合せて四つの内側拘束部３５を用いている。
図８（ｃ）もチャンネルを内側拘束部３５として用いるものであるが、空間Ａに内側拘束部３５を一つだけ設けており、図８（ｂ）よりも大きいチャンネルを用いる。そして、内側拘束部３５のウェブ３５ＡをＨ型柱１のウェブ２に対向させるとともに、フランジ３５Ｂ，３５ＢをＨ型柱１のフランジ３，３に対向させる。この対向する面どうしは、接しているだけである。そして、内側拘束部３５のフランジ３５Ｂ，３５Ｂの先端を接続部１４に溶接Ｍにより接合する。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。

例えば、図９に示すように、Ｈ型柱１と補剛体１１，２１，３１（３１Ａと３１Ｂの総称）とが接する面にアンボンド材８を設置することができる。このアンボンド材８は、ブチルゴム等、せん断抵抗がほとんどない材質からなるシート状の部材とする。
アンボンド材８を接触面に介在させることにより、以下の効果を奏する。
第１実施形態〜第３実施形態においては、Ｈ型柱１のウェブ２やフランジ３と補剛体１１等とが直接的に接するため、基本的にはＨ型柱１の柱軸方向Ｖには補剛体１１等は無抵抗な構造としている。一方で、水平力Ｈによる水平方向の変形が大きくなると、補剛体１１等はそれに対応した局部座屈挙動を拘束するため、補剛体１１等とＨ型柱１の間に大きな面外荷重が発生し、柱軸方向Ｖに摩擦力が発生する。つまり、補剛体１１等がＨ型柱１の柱軸方向Ｖの挙動にも寄与してしまい、鉛直荷重Ｖ方向の荷重が上昇してしまうおそれがある。そこで、この摩擦力の発生を抑制するため、Ｈ型柱１と補剛体１１等との間の接触面にアンボンド材８を設置する。これにより、大きな面外荷重による、上記の荷重上昇を抑制できる。

また、第１実施形態〜第３実施形態は、Ｈ型柱１の一方の端部について、補剛体１１，２１，３１を一段だけ設置しているが、本発明は複数段の補剛体１１等を設置することができる。例えば、図１０に示すように、端部に設置した補剛体１１Ａと間隔をあけてもう一段の補剛体１１Ｂを追加して設置することができる。
補剛体１１Ｂの設置位置は、近傍の補剛体１１Ａの位置から一波長分だけ局部座屈が生じるとした際の、座屈波形の腹の位置とする。具体的には、近傍の補剛体１１Ａの設置位置から、０．５Ｂ（Ｂ＝フランジ３の幅）程度離した位置に、補剛体１１Ｂを設置する。
補剛体１１を設置する段数に制限はないが、曲げモーメントが小さい位置、例えば、図１０の曲げモーメント（Ｍ図）において、Ｈ型柱１の高さの中央位置は設置不要である。

局部座屈の補剛を一段だけの場合には、水平変位が大きくなると、次に曲げモーメントが大きい位置、すなわち座屈補剛位置より少し離れた位置で次の局部座屈の発生が予想される。そこで、複数段に亘って補剛体１１等を設置することにより、複数の局部座屈の発生を抑制し、一段配置の場合に対して、さらに変形能を大きくすることができる。
また、以上の実施形態では、Ｈ型柱１の下端部及び上端部の両方が梁５，６に剛結合される例について説明したが、本発明は、図１０に示すように、下端部が基礎７に剛結合され、上端部が梁５に剛結合されるＨ型柱１に適用することができる。

また、以上では、Ｈ型柱１の上端部及び下端部の双方が剛結合された例を示したが、本発明は上端部及び下端部の一方が剛結合されるＨ型柱について適用することができる。例えば、前述したように、下端部である露出型の柱脚部分が基礎にピン結合される一方、上端部が梁に剛結合される場合に、本発明は、この剛結合される上端部について適用することができる。
また、以上の実施形態は、既設の鉄骨構造物を対象にして説明したが、新設の鉄骨構造物に本発明の補剛構造を設けることを妨げない。

１Ｈ型柱
２ ウェブ
２Ａ おもて面
２Ｂ うら面
３ フランジ
３Ａ 外側面
３Ｂ 内側面
４ 特異領域
５，６ 梁
８ アンボンド材
９ 構面
１０ 補剛構造
１１，１１Ａ，１１Ｂ，２１，３１，３１Ａ，３１Ｂ 補剛体
１２ セグメント
１３ 外側拘束部
１４ 接続部
１５ 固定部
１８ 連結部
２３ 内側拘束部
２３Ａ，２３Ｂ 辺
２３Ｃ ウェブ
２３Ｄフランジ３３，３５ 内側拘束部
３５Ａ ウェブ
３５Ｂ フランジ
４０ 鉄骨構造物

Claims (7)

1. それぞれの上端部及び下端部の一方又は双方が剛結合され、水平方向に間隔をあけて配置される複数の柱と、
   前記柱に設けられる補剛体と、を備える鉄骨構造物であって、
   前記柱は、
   横断面がＨ型をなし、ウェブと、前記ウェブの両端に連なる一対のフランジと、を備え、
   前記補剛体は、
   局部座屈が生じ得る前記柱の特異領域に対応し、かつ、前記フランジの外側面に接合されることなく対向して設けられる外側拘束部と、
   それぞれの前記フランジの内側面に接合されることなく接する内側拘束部と、を備え、
   前記フランジの幅をＢとすると、前記補剛体の幅Ｌの中心が前記上端部および下端部から０．３Ｂ〜０．７Ｂの範囲にあり、かつ、前記補剛体の幅Ｌが０．２Ｂ〜０．５Ｂであり、
   前記内側拘束部は、前記ウェブに溶接により接合される、
   ことを特徴とする鉄骨構造物。
2. それぞれの上端部及び下端部の一方又は双方が剛結合され、水平方向に間隔をあけて配置される複数の柱と、
   前記柱に設けられる補剛体と、を備える鉄骨構造物であって、
   前記柱は、
   横断面がＨ型をなし、ウェブと、前記ウェブの両端に連なる一対のフランジと、を備え、
   前記補剛体は、
   局部座屈が生じ得る前記柱の特異領域に対応し、かつ、前記フランジの外側面に接合されることなく対向して設けられる外側拘束部と、
   それぞれの前記フランジの内側面に接合されることなく接する内側拘束部と、を備え、
   前記補剛体は、
   前記柱の周囲を取り囲む枠状の形態をなし、それぞれの前記フランジの外側面に接する一対の前記外側拘束部と、一対の前記外側拘束部を繋ぐ接続部と、を備え、
   前記フランジの幅をＢとすると、前記補剛体の幅Ｌの中心が前記上端部および下端部から０．３Ｂ〜０．７Ｂの範囲にあり、かつ、前記補剛体の幅Ｌが０．２Ｂ〜０．５Ｂであり、
   前記内側拘束部は、前記接続部に溶接により接合される、
   ことを特徴とする鉄骨構造物。
3. 前記補剛体の前記外側拘束部は、前記フランジの外側面に接している、請求項１に記載の鉄骨構造物。
4. 前記補剛体は、
   少なくとも二つのセグメントの組合せからなり、二つの前記セグメントは、締結手段により接合される、
   請求項２に記載の鉄骨構造物。
5. 前記補剛体と前記フランジ又は前記ウェブとの間にアンボンド材が介在する、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の鉄骨構造物。
6. 前記補剛体は、
   前記柱の前記上端部及び前記下端部のそれぞれについて、複数の前記補剛体が設けられる、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の鉄骨構造物。
7. 鉛直方向に間隔をあけて配置される複数の梁と、
   それぞれの上端部及び下端部が隣接する前記梁のそれぞれに剛結合され、水平方向に間隔をあけて配置される複数の柱と、を備える既設の鉄骨構造物の前記柱に補剛体を設ける補剛方法であって、
   前記柱は、
   横断面がＨ型をなし、ウェブと、前記ウェブの両端に連なる一対のフランジと、を備え、
   前記補剛体が請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の補剛体である、
   ことを特徴とする既設鉄骨構造物の補剛方法。

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