JP7175694B2 - buckling restraint brace - Google Patents

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Description

本発明は、座屈拘束ブレースに関する。 The present invention relates to buckling restraint braces.

従来より、建物の架構(柱・梁架構、屋根架構等)を形成するブレースとして、座屈防止措置が講じられた座屈拘束ブレースが適用されている。座屈拘束ブレースとしては、鋼製の芯材の周囲を鋼板のみで補剛した形態、鋼製の芯材の周囲をRC(Reinforced Concrete:鉄筋コンクリート)で補剛した形態、鋼製の芯材の周囲を鋼材とモルタルで被覆した形態など、多様な補剛形態が存在する。 BACKGROUND ART Conventionally, buckling restraint braces with anti-buckling measures have been applied as braces that form building structures (column/beam structures, roof structures, etc.). As a buckling restraint brace, there are a form in which a steel core is stiffened only with a steel plate, a form in which a steel core is stiffened with RC (Reinforced Concrete), and a steel core. There are various stiffening forms, such as a form covered with steel and mortar.

ところで、昨今、木造建築物(木造住宅、木造の倉庫、木造の競技場など)の耐火性能や耐震性能の向上が図られている。木造住宅は本来的に、間取りやデザインの自由度の高さ、自然物の木材による癒し効果、木材の有する調湿効果、住宅などの建物用途によっては鉄骨造やRC造に比べて建設費用が一般に安価であるといった利点を備えているが、上記する耐火性や耐震性の向上が木造住宅をはじめとする木造建築物の注目度を高めている一つの要因である。このような木造住宅の架構内に上記する従来の座屈拘束ブレースを組み込む場合、木製の柱や梁と、金属製もしくはコンクリート製の補剛材を有する座屈拘束ブレースとが混在することになり、不釣合いな外観となることが否めない。 Incidentally, in recent years, attempts have been made to improve the fire resistance and earthquake resistance of wooden buildings (wooden houses, wooden warehouses, wooden stadiums, etc.). Wooden houses are inherently more flexible in terms of floor plan and design, the healing effect of natural timber, the humidity control effect of timber, and construction costs are generally lower than those of steel-frame or reinforced concrete structures, depending on the purpose of the building, such as a house. Although it has the advantage of being inexpensive, the above-mentioned improvement in fire resistance and earthquake resistance is one of the reasons why wooden buildings such as wooden houses are attracting attention. When the conventional buckling restraint braces described above are incorporated into the framework of such a wooden house, wooden columns and beams are mixed with the buckling restraint braces having stiffeners made of metal or concrete. , it cannot be denied that the appearance is unbalanced.

そこで、座屈拘束ブレースの全体を木製もしくは紙製のパネル等で覆うことにより、金属製もしくはコンクリート製の補剛材を外部から視認できないようにする方策が考えられるが、この方策には多大な作業手間を要することから建設費の増加が懸念される。また、従来の座屈拘束ブレースは、金属やコンクリート、モルタル等が多用されていることから、重量が重くなる傾向にあり、木造住宅を構成する軽量な木製の梁や柱の中に重量のある座屈拘束ブレースを取り付けることは構造的にも不釣合いである。 Therefore, it is conceivable to cover the entire buckling restraint brace with a panel made of wood or paper so that the stiffeners made of metal or concrete cannot be seen from the outside. There is concern about an increase in construction costs due to the labor involved in the work. In addition, conventional buckling restraint braces tend to be heavy due to the extensive use of metal, concrete, mortar, etc., and the weight of the light wooden beams and columns that make up a wooden house is The installation of buckling restraint braces is also structurally disproportionate.

そこで、木造住宅をはじめとする木造建築物の架構内に組み込んで使用するのに適した座屈拘束ブレースが提案されている。具体的には、芯材と、芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材とを有する座屈拘束ブレースであり、芯材を鋼材にて形成し、一対の拘束材を木材にて形成し、この拘束材に集成材を適用し、集成材は芯材と平行にラミナが積層されたものとした座屈拘束ブレースである(例えば、特許文献1参照)。 Therefore, there have been proposed buckling restraint braces that are suitable for use by being incorporated in the framework of wooden buildings such as wooden houses. Specifically, it is a buckling restraint brace having a core material and a pair of restraining materials arranged along both sides of the core material, the core material being made of steel and the pair of restraining materials being made of wood. A buckling restraint brace is obtained by applying a laminated material to the restraining material, and the laminated material is formed by laminating lamina parallel to the core material (see, for example, Patent Document 1).

特許第4901491号公報Japanese Patent No. 4901491

鋼製の芯材が木製の拘束材にて包囲された座屈拘束ブレースに対して、例えば大地震時に架構が大きく変形した際に、この変形に起因する、所謂、付加曲げモーメント(あるいは、単に、付加曲げ)が拘束材に作用し得る。この付加曲げモーメントが木製の拘束材に作用することにより、拘束材が破損に至る可能性が生じる。そして、拘束材が破損することにより、拘束材による芯材の座屈拘束機能が低下し、芯材が座屈に至り得る。特許文献1には、このような所謂付加曲げモーメントが拘束材に作用することを防止する措置についての言及がない。 For a buckling restraint brace in which a steel core is surrounded by a wooden restraint, for example, when the frame is greatly deformed during a major earthquake, the so-called additional bending moment (or simply , additional bending) can act on the restraint. This additional bending moment acting on the wooden restraint can lead to the restraint failing. When the restraining material is damaged, the buckling restraint function of the core material by the restraining material is deteriorated, and the core material may buckle. Patent Literature 1 does not mention measures to prevent such a so-called additional bending moment from acting on the restraint member.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、例えば大地震時に架構が大きく変形し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材に作用して破損することを解消できる座屈拘束ブレースを提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above problems, and is suitable for use by being incorporated into the framework of a wooden building. To provide a buckling restraint brace capable of eliminating damage caused by acting on the brace.

前記目的を達成すべく、本発明による座屈拘束ブレースの一態様は、
鋼製でプレート状の芯材と、
前記芯材の有する二つの広幅面に対向するように配設されている木製で一対の拘束板と、前記芯材の有する二つの狭幅面に対向するように配設され、前記一対の拘束板に接続されている木製で一対の側板と、により形成される木製拘束材と、を備え、
前記芯材の長手方向の端部の前記広幅面には、該広幅面に直交する補強リブが接合されて断面十字状を呈しており、
前記木製拘束材のうち、前記補強リブに対応する位置には該補強リブに干渉しないスリットが設けられており、
前記芯材は、その長手方向の中央側において前記広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部を有し、その長手方向の端部側において前記広幅面の幅が相対的に広い広幅部を有しており、
前記芯材の前記広幅部の側面と前記側板の間に隙間を有していることを特徴とする。
In order to achieve the above object, one aspect of the buckling restraint brace according to the present invention comprises:
A plate-like core material made of steel,
A pair of wooden restraint plates arranged to face the two wide surfaces of the core material, and a pair of wooden restraint plates arranged to face the two narrow surfaces of the core material. a pair of wooden side plates connected to and a wooden restraint formed by
Reinforcing ribs perpendicular to the wide surface are joined to the wide surface of the end portion of the core material in the longitudinal direction to form a cross-sectional shape,
A slit that does not interfere with the reinforcing rib is provided in the wooden restraint member at a position corresponding to the reinforcing rib,
The core material has a narrow portion in which the width of the wide surface is relatively narrow on the central side in the longitudinal direction, and a wide portion in which the width of the wide surface is relatively wide on the end portions in the longitudinal direction. has
A gap is provided between the side surface of the wide portion of the core material and the side plate.

本態様によれば、芯材がその長手方向の中央側において広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部を有し、その長手方向の端部側において広幅面の幅が相対的に広い広幅部を有していて、広幅部の側面と木製拘束材を構成する側板の間に隙間を有していることにより、構面が大きく変形した場合においてもこの隙間にて芯材の変形を吸収し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材に作用することを解消できる。例えば大地震時における構面の変形量は設計者の裁量に委ねられ、例えば層間変形角1/100の際の構面の変形量や層間変形角1/75の際の構面の変形量などに基づいて、座屈拘束ブレースの芯材の端部の変形量が算定される。そして、例えばこの算定された変形量よりも大きな隙間が設定されることにより、付加曲げモーメントが木製拘束材に作用することを解消できる。また、芯材が、その長手方向の中央側に狭幅部を有し、長手方向の端部側に広幅部を有することにより、中央側の狭幅部を塑性化し易い領域とすることができ、さらに、塑性化領域を中央側の狭幅部に限定させることができる。さらに、広幅部と狭幅部の境界領域は芯材の平面積及び断面積が変化する変化領域であることから、芯材に作用する付加曲げモーメントをこの変化領域にて吸収することができる。このように、本態様においては、芯材に作用する付加曲げモーメントは芯材の広幅部と狭幅部の境界領域にて効果的に吸収し、芯材と木製拘束板の側板の間に設けられた隙間により、芯材に作用する付加曲げモーメントを木製拘束板の側板に作用させないようにすることができる。 According to this aspect, the core material has a narrow portion with a relatively narrow wide surface at the central side in the longitudinal direction, and a wide width with a relatively wide wide surface at the end portions in the longitudinal direction. By having a gap between the side of the wide part and the side plate that constitutes the wooden restraint material, even if the structural surface is greatly deformed, this gap will absorb the deformation of the core material. , the so-called additional bending moment acting on the wooden restraint can be eliminated. For example, the amount of deformation of the structural surface during a major earthquake is left to the discretion of the designer, such as the amount of deformation of the structural surface when the inter-story deformation angle is 1/100, the deformation amount of the structural surface when the inter-story deformation angle is 1/75, etc. , the amount of deformation of the end of the core material of the buckling restraint brace is calculated. Then, for example, by setting a gap larger than the calculated amount of deformation, it is possible to eliminate the additional bending moment from acting on the wooden restraint member. In addition, since the core material has a narrow width portion on the longitudinal center side and a wide width portion on the longitudinal end side, the narrow width portion on the central side can be a region that is easily plasticized. Furthermore, the plasticized region can be limited to the central narrow portion. Furthermore, since the boundary area between the wide width portion and the narrow width portion is a change area where the plane area and cross-sectional area of the core material change, the additional bending moment acting on the core material can be absorbed by this change area. Thus, in this aspect, the additional bending moment acting on the core material is effectively absorbed in the boundary region between the wide width portion and the narrow width portion of the core material, and is provided between the core material and the side plates of the wooden restraint plate. The gap prevents additional bending moments acting on the core from acting on the side plates of the wooden restraining plate.

また、芯材の長手方向の端部においては、芯材の広幅面に直交する補強リブが接合されることにより断面十字状を呈している。芯材の広幅面が建物の構面に平行に配設されるようにして座屈拘束ブレースがガセットプレートに取り付けられる場合、芯材が構面に平行な広幅面に直交する補強リブを有することにより、芯材の端部において構面外方向の剛性を高めることができる。このように断面十字状の芯材が取り付けられる構面のガセットプレートにおいては、ガセットプレートに対してフィンスチフナが取り付けられ、座屈拘束ブレースの芯材とガセットプレート、補強リブとフィンスチフナがそれぞれスプライスプレートを介してハイテンションボルト等により接合される。本態様においては、木製拘束材の補強リブに対応する位置においてスリットが設けられ、このスリットにより木製拘束材と補強リブが干渉しないように構成されている。 At the ends of the core material in the longitudinal direction, reinforcing ribs perpendicular to the wide surface of the core material are joined to form a cross-shaped cross section. If the buckling restraint brace is attached to the gusset plate so that the wide face of the core is parallel to the structural surface of the building, the core shall have reinforcing ribs perpendicular to the wide face parallel to the structural surface. Therefore, it is possible to increase the rigidity of the end portion of the core material in the outward direction of the structural surface. In the gusset plate of the structural surface to which the cross-sectional core material is attached in this way, the fin stiffener is attached to the gusset plate, and the core material and the gusset plate of the buckling restraint brace, and the reinforcing rib and the fin stiffener are spliced, respectively. It is joined by a high tension bolt or the like through a plate. In this aspect, a slit is provided at a position corresponding to the reinforcing rib of the wooden restraining member, and the slit prevents the wooden restraining member from interfering with the reinforcing rib.

また、本態様においては、一対の拘束板同士は一対の側板にて接続されて、四つの面材による閉合構造を有する木製拘束材が形成され、鋼製の芯材が木製拘束材にて包囲されている。この構成により、本態様の座屈拘束ブレースを木造建築物の架構に適用した場合でも、架構構成部材と不釣合いな外観を与える恐れはない。ここで、木製の拘束材と側板は、無垢材により形成されてもよいし、ラミナが積層された集成材により形成されてもよい。 Further, in this aspect, a pair of restraining plates are connected to each other by a pair of side plates to form a wooden restraining member having a closed structure with four face members, and a steel core member is surrounded by the wooden restraining member. It is With this configuration, even when the buckling restraint brace of this aspect is applied to the framework of a wooden building, there is no risk of giving an appearance that is out of proportion with the framework constituent members. Here, the wooden restraining member and the side plate may be made of solid wood, or may be made of laminated wood laminated with lamina.

さらに、本態様においては、木製拘束材が、一対の拘束板に対して一対の側板が接続される構成を有していることから、木製拘束材の加工が容易となる。例えば、特許文献1に記載の座屈拘束ブレースは、集成材を加工して断面L型の2つの拘束材を製作し、これらを相互に逆さまにして、芯材を挟んだ状態で接続する加工を要する。これに対して、本態様の座屈拘束ブレースは、一対の拘束板に対して一対の側板を接続して木製拘束材を製作し、例えばこの木製拘束材の有する中空に芯材を挿通することにより座屈拘束ブレースを製作することができる。そのため、座屈拘束ブレースの製作がより一層容易になる。 Furthermore, in this aspect, since the wooden restraining member has a structure in which the pair of side plates are connected to the pair of restraining plates, the wooden restraining member can be easily processed. For example, the buckling restraint brace described in Patent Document 1 is processed by processing laminated lumber to produce two restraining members with an L-shaped cross section, turning them upside down, and connecting them while sandwiching the core material. requires. On the other hand, in the buckling restraint brace of this aspect, a wooden restraining member is manufactured by connecting a pair of side plates to a pair of restraining plates. A buckling restraint brace can be fabricated by Therefore, the buckling restraint brace is made easier to manufacture.

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記芯材の前記狭幅部の側面と前記側板の壁面の間にスペーサーが介在していることを特徴とする。 Another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized in that a spacer is interposed between the side surface of the narrow portion of the core member and the wall surface of the side plate.

本態様によれば、芯材の中央側に狭幅部を設けたことにより狭幅部と側板の間に存在する比較的大きな隙間(芯材の端部側の広幅部と側板の間の隙間よりも大きな隙間)に対して、この隙間にスペーサーを介在させて隙間を閉塞することにより、芯材の強軸方向(芯材の広幅面に平行な方向)の座屈を防止することができる。既述するように、芯材の中央側の狭幅部は塑性化領域であるが、芯材と側板の間にスペーサーを介在させることにより、芯材の座屈(強軸方向の座屈)を抑制しながら、地震時等における振動エネルギーを芯材の狭幅部の塑性化によって効果的に吸収することができる。尚、スペーサーは、鋼製部材、木製部材のいずれを適用してもよい。 According to this aspect, by providing the narrow width portion on the central side of the core material, a relatively large gap exists between the narrow width portion and the side plate (more than the gap between the wide width portion on the end side of the core material and the side plate). A large gap) can be prevented from buckling in the direction of the strong axis of the core material (the direction parallel to the wide surface of the core material) by interposing a spacer in the gap to close the gap. As already mentioned, the narrow part on the central side of the core material is a plasticized region, but buckling of the core material (buckling in the direction of the strong axis) can be prevented by interposing spacers between the core material and the side plates. While suppressing the vibration, the vibration energy in the event of an earthquake or the like can be effectively absorbed by the plasticization of the narrow width portion of the core material. In addition, either a steel member or a wooden member may be applied to the spacer.

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、平面視において、前記スリットと前記補強リブとの間に隙間を有していることを特徴とする。 Another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized by having a gap between the slit and the reinforcing rib in plan view.

本態様によれば、スリットと補強リブとの間に隙間が存在することにより、構面の変形に応じて芯材が伸縮した際に、この芯材の伸縮を隙間が吸収することができ、伸縮する芯材がスリットの壁面に接触して木製拘束材が破損に至るといった課題を解消することができる。ここで、この隙間の設定も設計者の裁量に委ねられ、設定された層間変形角に基づいて芯材の伸縮量が算定され、例えば隙間が芯材の伸縮量以上に設定される。尚、ここでの「隙間」は、スリットの長手方向の端部と補強リブの間の隙間の他、スリットの側面と補強リブの間の隙間が含まれ、スリットの側面と補強リブの間の隙間としては、上記する芯材の広幅部の側面と側板の間の隙間と同じ隙間が設定できる。 According to this aspect, since the gap exists between the slit and the reinforcing rib, when the core material expands and contracts according to the deformation of the structural surface, the gap can absorb the expansion and contraction of the core material, It is possible to solve the problem that the elastic core material contacts the wall surface of the slit and the wooden restraint material is damaged. Here, the setting of this gap is also left to the discretion of the designer, and the expansion/contraction amount of the core material is calculated based on the set interlayer deformation angle. For example, the gap is set to be greater than or equal to the expansion/contraction amount of the core material. In addition, the "gap" here includes the gap between the longitudinal end of the slit and the reinforcing rib, as well as the gap between the side surface of the slit and the reinforcing rib. As the gap, the same gap as the gap between the side surface of the wide portion of the core material and the side plate can be set.

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記芯材の周面から突起が張り出しており、該突起が前記木製拘束材に開設されている係合孔に係合していることを特徴とする。 In another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention, projections protrude from the peripheral surface of the core member, and the projections are engaged with engagement holes formed in the wooden restraint member. characterized by

本態様によれば、芯材の狭幅部の周面から張り出す突起が木製拘束材に開設されている係合孔に係合していることにより、木製拘束材の内部に差し込まれている芯材が木製拘束材の一方の端部に偏ることを防止できる。そのため、このように芯材が木製拘束材の一方の端部に偏った際に、芯材が存在しない木製拘束材の他方の端部が強度上の弱部になるといった課題を解消することができる。ここで、芯材の狭幅部の周面が左右の側面と、左右の側面に直交する上下の平面とを有する場合に、左右の側面からそれぞれ突起が張り出す形態、上下の平面から突起が張り出す形態のいずれかの形態が適用できる。 According to this aspect, the protrusion protruding from the peripheral surface of the narrow portion of the core member is engaged with the engaging hole formed in the wooden restraining member, so that it is inserted into the wooden restraining member. It is possible to prevent the core from biasing toward one end of the wooden restraint. Therefore, when the core material is biased toward one end of the wooden restraint, the problem that the other end of the wooden restraint without the core material becomes a weak portion in terms of strength can be solved. can. Here, when the peripheral surface of the narrow portion of the core material has left and right side surfaces and upper and lower planes perpendicular to the left and right side surfaces, the protrusions project from the left and right side surfaces respectively. Any form of overhanging form can be applied.

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記芯材の前記広幅面と前記拘束板の間に内挿板が介在していることを特徴とする。 Another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized in that an insertion plate is interposed between the wide surface of the core member and the restraint plate.

本態様によれば、芯材の高次の座屈変形により、芯材から拘束板に局所的に圧縮力等が作用し、この局所的な力に起因して拘束板が破損することを抑制することができる。芯材の広幅面と拘束板の間に内挿板を介在させることにより、芯材の高次の座屈変形の凸部から作用する力は内挿板にまず伝達され、伝達された力は内挿板内に広がり、内挿板内に拡散された力が木製の拘束板に作用することになる。このことにより、芯材から作用する複数の局所的な力による木製の拘束板の破損が効果的に抑制される。 According to this aspect, due to high-order buckling deformation of the core material, a compressive force or the like is locally applied from the core material to the restraint plate, and damage to the restraint plate due to this local force is suppressed. can do. By interposing the insert plate between the wide surface of the core material and the restraining plate, the force acting from the convex portion of the higher-order buckling deformation of the core material is first transmitted to the insert plate, and the transmitted force is transferred to the insert plate. The force spread within the plate and spread within the insert plate will act on the wooden restraining plate. This effectively suppresses damage to the wooden restraint plate due to multiple localized forces acting from the core material.

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記側板が、前記拘束板に対して固定金具もしくは接着剤にて固定されていることを特徴とする。 Further, another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized in that the side plate is fixed to the restraint plate with a fixture or an adhesive.

本態様によれば、拘束板に対して側板を固定金具もしくは接着剤にて固定することから、木製拘束材の製作が一層容易になる。ここで、固定金具としては、ビスや釘などが挙げられる。 According to this aspect, since the side plate is fixed to the restraint plate with a fixing metal fitting or an adhesive, the production of the wooden restraint member is further facilitated. Here, screws, nails, and the like can be used as fixing metal fittings.

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、以下の式(A)を満たすように、前記木製拘束材と前記芯材の仕様が設定されていることを特徴とする。 Another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention is characterized in that the specifications of the wooden restraining member and the core member are set so as to satisfy the following formula (A).

Figure 0007175694000001
Figure 0007175694000001

本態様によれば、木製拘束材に特有のめり込み耐力と補剛力との関係に基づき、木製拘束材と芯材の各仕様を適切に設定することができる。ここで、「仕様」とは、芯材の幅や板厚、芯材の降伏耐力、木製拘束材の設計用軸力(に堪え得る木製拘束材の断面寸法や断面剛性、ヤング係数(材質)等)が挙げられる。 According to this aspect, each specification of the wooden restraining material and the core material can be appropriately set based on the relationship between the penetration strength and the stiffening force peculiar to the wooden restraining material. Here, "specifications" refer to the width and thickness of the core material, the yield strength of the core material, the design axial force of the wooden restraint material (the cross-sectional dimensions and cross-sectional rigidity of the wooden restraint material that can withstand it, Young's modulus (material) etc.).

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、前記側板が前記拘束板に対して複数の固定金具にて固定され、該固定金具のピッチが以下の式(B)を満たすように設定されることを特徴とする。 In another aspect of the buckling restraint brace according to the present invention, the side plate is fixed to the restraining plate by a plurality of fixing metal fittings, and the pitch of the fixing metal fittings is set so as to satisfy the following formula (B). characterized by being

Figure 0007175694000002
Figure 0007175694000002

本態様によれば、拘束板と側板の接続部に作用するせん断力以上のせん断耐力を有するようにして、固定金具のピッチ(もしくは固定金具の本数)を適切に設定することができる。 According to this aspect, the pitch of the fixtures (or the number of fixtures) can be appropriately set so as to have a shear strength greater than or equal to the shear force acting on the connecting portion between the restraint plate and the side plate.

以上の説明から理解できるように、本発明の座屈拘束ブレースによれば、木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、例えば大地震時に架構が大きく変形し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材に作用して破損することを解消できる。 As can be understood from the above description, according to the buckling restraint brace of the present invention, it is suitable for use by being incorporated in the frame structure of a wooden building, etc. It is possible to eliminate the bending moment acting on wooden restraints and causing them to break.

第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing an example of a core material forming the buckling restraint brace according to the first embodiment together with a spacer; 第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例の斜視図である。1 is a perspective view of an example of a wooden restraint forming a buckling restraint brace according to the first embodiment; FIG. 第1実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の斜視図である。1 is a perspective view of an example of a buckling restraint brace according to a first embodiment; FIG. 図3のIV方向矢視図である。FIG. 4 is a view in the direction of arrow IV in FIG. 3; 図3のV方向矢視図である。4 is a view in the direction of arrow V in FIG. 3. FIG. 図3のVI-VI矢視図である。4 is a view taken along line VI-VI of FIG. 3; FIG. 第1実施形態に係る座屈拘束ブレースが木造建物等の架構に組み込まれた状態を示す図である。It is a figure which shows the state which the buckling restraint brace which concerns on 1st Embodiment was incorporated in frame structures, such as a wooden building. 大地震時における架構の変形態様と、架構の変形に起因する座屈拘束ブレース接合部における付加曲げモーメントを説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the deformation mode of the frame during a large earthquake and the additional bending moment at the buckling restraint brace joint due to the deformation of the frame. 第2実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。FIG. 11 is a perspective view showing an example of a core material forming a buckling restraint brace according to a second embodiment together with a spacer; 第2実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の縦断面図である。FIG. 10 is a vertical cross-sectional view of an example of a buckling restraint brace according to a second embodiment; 図10のXI部の拡大図であって、芯材の表面の凸部から局所的に作用する力が内挿板を介して拡散されて拘束板に伝達されることを説明する図である。FIG. 11 is an enlarged view of the XI section in FIG. 10 and is a view for explaining that the force acting locally from the projections on the surface of the core material is diffused via the inserting plate and transmitted to the restraining plate. 座屈拘束ブレースの全体座屈曲線を示す図である。FIG. 11 shows a general buckling line of a buckling restraint brace;

以下、各実施形態に係る座屈拘束ブレースについて添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。 A buckling restraint brace according to each embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in the present specification and drawings, substantially the same components may be denoted by the same reference numerals, thereby omitting duplicate descriptions.

[第1実施形態に係る座屈拘束ブレース]
<芯材>
はじめに、図1を参照して、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例について説明する。ここで、図1は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。
[Buckling restraint brace according to the first embodiment]
<Core material>
First, with reference to FIG. 1, an example of the core material forming the buckling restraint brace according to the first embodiment will be described. Here, FIG. 1 is a perspective view showing an example of a core material forming the buckling restraint brace according to the first embodiment together with a spacer.

芯材10は、細長の平鋼にて形成されており、その長手方向の中央側において広幅面11aの幅が相対的に狭い狭幅部13を有し、その長手方向の端部側において広幅面11aの幅が相対的に広い広幅部12を有している。また、芯材10の長手方向の端部の広幅面11aには、広幅面11aに直交する補強リブ14が溶接にて接合されて断面十字状を呈している。 The core material 10 is formed of an elongated flat steel, has a narrow portion 13 with a relatively narrow width of the wide surface 11a at the central side in the longitudinal direction, and has a wide width at the end portions in the longitudinal direction. It has a wide portion 12 in which the width of the surface 11a is relatively wide. Reinforcing ribs 14 orthogonal to the wide surface 11a are welded to the wide surface 11a of the core material 10 at the ends in the longitudinal direction to form a cross-shaped cross section.

芯材10がその長手方向の中央側に狭幅部13を有し、長手方向の端部側に広幅部12を有することにより、中央側の狭幅部13を塑性化し易い領域とすることができ、さらに、塑性化領域を中央側の狭幅部13に限定させることができる。 Since the core material 10 has the narrow width portion 13 at the center in the longitudinal direction and the wide width portions 12 at the ends thereof in the longitudinal direction, the narrow width portion 13 at the center side can be easily plasticized. Furthermore, the plasticized region can be limited to the central narrow portion 13 .

また、広幅部12と補強リブ14にはそれぞれ、以下で説明するように、構面に設けられているガセットプレートやガセットプレートに取り付けられているフィンスチフナ(図7参照)にスプライスプレートを介してボルト接合されるためのボルト孔12a、14aが開設されている。芯材10の広幅面11aが建物の構面に平行に配設されるようにして座屈拘束ブレース10がガセットプレートに取り付けられる場合、芯材10が構面に平行な広幅面11aに直交する補強リブ14を有することにより、芯材10の端部において構面外方向の剛性を高めることができる。 As will be described below, the wide portion 12 and the reinforcing ribs 14 are connected to the gusset plate provided on the structural surface and the fin stiffener (see FIG. 7) attached to the gusset plate via a splice plate. Bolt holes 12a and 14a are provided for bolting. When the buckling restraint brace 10 is attached to the gusset plate such that the wide surface 11a of the core member 10 is arranged parallel to the structural surface of the building, the core member 10 is perpendicular to the wide surface 11a parallel to the structural surface. By having the reinforcing ribs 14, the rigidity of the end portion of the core member 10 in the outward direction of the structural surface can be increased.

芯材10は、SN材(建築構造用圧延鋼材)や、LYP材(極低降伏点鋼材)等の降伏点の低い鋼材にて形成されているのが好ましく、芯材10の降伏による地震エネルギー吸収性が良好になる。 The core material 10 is preferably formed of a steel material having a low yield point such as an SN material (rolled steel material for building structure) or a LYP material (extremely low yield point steel material). Better absorbency.

芯材10の狭幅部13の中央位置において、狭幅部13の左右の側面(狭幅部13の周面の一例)から鋼製で円柱状の突起15が張り出している。突起15は、狭幅部13の側面に対してスタッド溶接等により接合されている。この突起15は、以下で説明する木製拘束材(図2参照)に開設されている係合孔に係合する。尚、突起15が狭幅部13の上下の平面から張り出している形態であってもよく、この場合は、木製拘束材(図2参照)において拘束板21の対応する位置に係合孔が開設され、ここに突起15が係合する。 At the central position of the narrow portion 13 of the core member 10 , cylindrical projections 15 made of steel protrude from the left and right side surfaces of the narrow portion 13 (an example of the peripheral surface of the narrow portion 13 ). The protrusion 15 is joined to the side surface of the narrow portion 13 by stud welding or the like. This projection 15 engages with an engaging hole formed in a wooden restraining member (see FIG. 2) described below. In addition, the projection 15 may project from the upper and lower planes of the narrow portion 13. In this case, the wooden restraining member (see FIG. 2) has an engaging hole at a position corresponding to the restraining plate 21. and the projection 15 engages here.

狭幅部13の左右の側方に対して、細長の四角柱状のスペーサー16がX1方向に配設され、狭幅部13の左右の側方にスペーサー16が配設された状態で芯材10が以下に示す木製拘束材の内部に収容される。スペーサー16は、鋼製部材と木製部材のいずれであってもよい。また、スペーサー16は、円柱状等、図示例以外の形態であってもよい。 Elongated square prism-shaped spacers 16 are arranged in the X1 direction on the left and right sides of the narrow portion 13, and the core material 10 is assembled with the spacers 16 arranged on the left and right sides of the narrow portion 13. are housed inside the wooden restraint shown below. Spacer 16 may be either a steel member or a wooden member. Also, the spacer 16 may have a shape other than the illustrated example, such as a cylindrical shape.

<木製拘束材>
次に、図2を参照して、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例について説明する。ここで、図2は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例の斜視図である。
<Wooden restraint>
Next, with reference to FIG. 2, an example of wooden restraining members forming the buckling restraint brace according to the first embodiment will be described. Here, FIG. 2 is a perspective view of an example of a wooden restraining member forming the buckling restraining brace according to the first embodiment.

木製拘束材20は、一対の拘束板21と、一対の拘束板21を繋ぐ一対の側板22とを有し、一対の拘束板21の間の隙間25に芯材10が配設されるようになっている。木製で一対の拘束板21は、芯材10の有する二つの広幅面11a(図1参照)に対向するように配設されており、一対の拘束板21に接続されている木製で一対の側板22は、芯材10の有する二つの狭幅面11b(図1参照)に対向するように配設されている。拘束板21に対して、側板22は、所定のピッチt3でビスや釘等の固定金具23にて固定される。尚、このピッチt3の設定方法は、以下で詳説する。このように、一対の拘束板21に一対の側板22を固定金具23にて固定することにより、4つの面材による閉合構造を有する木製拘束材20を容易に製作することができる。 The wooden restraining member 20 has a pair of restraining plates 21 and a pair of side plates 22 connecting the pair of restraining plates 21, and the core member 10 is disposed in a gap 25 between the pair of restraining plates 21. It's becoming A pair of wooden constraining plates 21 are disposed so as to face the two wide surfaces 11a (see FIG. 1) of the core member 10, and a pair of wooden side plates 21 connected to the pair of constraining plates 21 are arranged. 22 are arranged so as to face the two narrow surfaces 11b (see FIG. 1) of the core member 10. As shown in FIG. The side plate 22 is fixed to the restraint plate 21 with fixing metal fittings 23 such as screws and nails at a predetermined pitch t3. A method for setting the pitch t3 will be described in detail below. By fixing the pair of side plates 22 to the pair of restraining plates 21 with the fixing metal fittings 23 in this manner, the wooden restraining member 20 having a closed structure with four face members can be easily manufactured.

左右の側板22には、その長手方向の中央位置において、芯材10の有する突起15が係合する係合孔22aが開設されている。芯材10の有する突起15が木製拘束材20に開設されている係合孔22aに係合していることにより、木製拘束材20の内部に差し込まれている芯材10が木製拘束材20の一方の端部に偏ることを防止できる。そのため、このように芯材10が木製拘束材20の一方の端部に偏った際に、芯材10が存在しない木製拘束材20の他方の端部が強度上の弱部になるといった課題は生じない。 The left and right side plates 22 are formed with engagement holes 22a at the central positions in the longitudinal direction thereof, with which the projections 15 of the core member 10 are engaged. The protrusions 15 of the core material 10 are engaged with the engagement holes 22a formed in the wooden restraining material 20, so that the core material 10 inserted into the wooden restraining material 20 is pulled out of the wooden restraining material 20. It is possible to prevent bias toward one end. Therefore, when the core member 10 is biased toward one end of the wooden restraint member 20, the other end of the wooden restraint member 20, where the core member 10 is not present, becomes a weak portion in terms of strength. does not occur.

拘束板21と側板22は、無垢材、又は、ラミナが積層された集成材を含む木質材料のいずれにより形成されてもよい。以下で詳説するように、座屈拘束ブレースの全体座屈を防止できるように、木製拘束材20の断面積や断面剛性、ヤング係数等が設定される。そして、このヤング係数は木材の材質により決定される。木材の材質としては、アカマツやカラマツ、モミ、エゾマツ等が挙げられる。尚、図示例の木製拘束材20は、拘束板21に対して側板22をビス等の固定金具23で固定する形態であるが、拘束板21と側板22が接着剤等で固定されてもよい。 The constraining plate 21 and the side plate 22 may be made of solid wood or wood material including laminated wood laminated with lamina. As will be discussed in more detail below, the cross-sectional area, cross-sectional stiffness, Young's modulus, etc. of the wooden restraint 20 are set to prevent overall buckling of the buckling restraint brace. This Young's modulus is determined by the material of the wood. Examples of wood materials include red pine, larch, fir, spruce, and the like. The wooden restraining member 20 shown in the figure has the side plate 22 fixed to the restraining plate 21 with fixing metal fittings 23 such as screws. .

拘束板21の端部のうち、隙間25に芯材10が収容された際に補強リブ14に対応する位置には、補強リブ14に干渉しないスリット24が設けられている。 Slits 24 that do not interfere with the reinforcing ribs 14 are provided at positions corresponding to the reinforcing ribs 14 when the core material 10 is accommodated in the gaps 25 in the end portions of the restraining plate 21 .

<座屈拘束ブレース>
次に、図3乃至図6を参照して、これまでに説明した芯材10と木製拘束材20にて形成される、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例について説明する。ここで、図3は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の斜視図であり、図4、図5、及び図6はそれぞれ、図3のIV方向矢視図、V方向矢視図、及びVI-VI矢視図である。
<Buckling restraint brace>
Next, an example of the buckling restraint brace according to the first embodiment, which is formed of the core material 10 and the wooden restraint material 20 described above, will be described with reference to FIGS. 3 to 6. FIG. Here, FIG. 3 is a perspective view of an example of the buckling restraint brace according to the first embodiment, and FIGS. and a view taken along the line VI-VI.

座屈拘束ブレース100は、芯材10の狭幅部13と広幅部12の一部を包囲するように木製拘束材20が配設され、広幅部12の端部の十字状の部分が木製拘束材20の端部から張出すようにしてその全体が構成されており、外側に張り出している広幅部12と補強リブ14の有するボルト孔12a、14aが外部に臨んでいる。座屈拘束ブレース100によれば、鋼製の芯材10が木製拘束材20にて包囲されていることにより、座屈拘束ブレース100を木造建築物の架構に適用した場合でも、架構構成部材と不釣合いな外観を与えない。 In the buckling restraint brace 100, a wooden restraint member 20 is disposed so as to partially surround the narrow portion 13 and the wide portion 12 of the core member 10, and the cross-shaped portion at the end of the wide portion 12 is restrained by wood. The entire member 20 is constructed so as to protrude from the end portion of the material 20, and bolt holes 12a and 14a of the wide portion 12 protruding outward and the reinforcing rib 14 are exposed to the outside. According to the buckling restraint brace 100, since the steel core 10 is surrounded by the wooden restraint 20, even when the buckling restraint brace 100 is applied to the frame of a wooden building, it can be used as a structural member. Does not give an unprofessional appearance.

木製拘束材20の隙間25内において、狭幅部13の左右の側方にスペーサー16が配設された状態で芯材10が収容され、狭幅部13の側面から側方に張り出す突起15が係合孔22aに係合されている。 In the gap 25 of the wooden restraint member 20, the core member 10 is accommodated with the spacers 16 arranged on the left and right sides of the narrow portion 13, and the protrusions 15 protruding laterally from the side surfaces of the narrow portion 13. is engaged with the engaging hole 22a.

座屈拘束ブレース100において、芯材10の広幅部12の側面と木製拘束材20の側板22の間には幅t1の隙間G1が設けられている。さらに、補強リブ14と木製拘束材20の拘束板21の有するスリット24の間には、補強リブ14の長手方向に幅t2であり、補強リブ14の側方に幅t1の隙間G2が設けられている。このように、広幅部12の側面と木製拘束材20の側板22の間に隙間G1を有していることにより、座屈拘束ブレース10が取り付けられている構面が大きく変形した場合に、この隙間G1にて芯材10の変形を吸収し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材20に作用することを解消できる。一方、スリット24と補強リブ14との間に隙間G2が存在することにより、構面の変形に応じて芯材10が伸縮した際に、この芯材10の伸縮を隙間G2が吸収することができ、伸縮する芯材10がスリット14の壁面に接触して木製拘束材20が破損に至るといった課題を解消できる。 In the buckling restraint brace 100, a gap G1 having a width t1 is provided between the side surface of the wide portion 12 of the core member 10 and the side plate 22 of the wooden restraint member 20. As shown in FIG. Further, between the reinforcing rib 14 and the slit 24 of the restraining plate 21 of the wooden restraining member 20, there is provided a gap G2 having a width t2 in the longitudinal direction of the reinforcing rib 14 and a width t1 on the lateral side of the reinforcing rib 14. ing. Since the gap G1 is provided between the side surface of the wide portion 12 and the side plate 22 of the wooden restraint member 20 in this way, when the structural surface to which the buckling restraint brace 10 is attached is greatly deformed, this Deformation of the core material 10 can be absorbed by the gap G1, and so-called additional bending moment acting on the wooden restraint material 20 can be eliminated. On the other hand, since the gap G2 exists between the slit 24 and the reinforcing rib 14, when the core material 10 expands and contracts according to the deformation of the structural surface, the expansion and contraction of the core material 10 can be absorbed by the gap G2. It is possible to solve the problem that the elastic core material 10 contacts the wall surface of the slit 14 and the wooden restraint material 20 is damaged.

また、図6に示すように、広幅部12と狭幅部13の境界領域Aは芯材10の平面積及び断面積が変化する変化領域であることから、芯材10に作用する付加曲げモーメントをこの変化領域にて吸収することができる付加曲げ吸収エリアとなっている。このように、芯材10に作用する付加曲げモーメントを芯材10の広幅部12と狭幅部13の境界領域Aにて効果的に吸収し、芯材10と木製拘束板20の側板22の間に設けられた隙間G1により、芯材10に作用する付加曲げモーメントを木製拘束板20の側板22に作用させないようにすることができる。 Further, as shown in FIG. 6, the boundary region A between the wide portion 12 and the narrow portion 13 is a changing region where the plane area and cross-sectional area of the core material 10 change. is an additional bending absorption area that can absorb in this transition area. In this way, the additional bending moment acting on the core member 10 is effectively absorbed by the boundary region A between the wide portion 12 and the narrow portion 13 of the core member 10, and the side plates 22 of the core member 10 and the wooden restraint plate 20 are effectively absorbed. The gap G1 provided therebetween makes it possible to prevent the additional bending moment acting on the core member 10 from acting on the side plates 22 of the wooden restraining plate 20 .

さらに、芯材10の中央側に狭幅部13を設けたことにより狭幅部13と側板22の間に存在する比較的大きな隙間G3(芯材10の端部側の広幅部12と側板22の間の隙間G1よりも大きな隙間)に対して、この隙間G3にスペーサー16を介在させて隙間G3を閉塞することにより、芯材10の強軸方向(芯材10の広幅面11aに平行な方向)の座屈を防止することができる。そのため、座屈拘束ブレース100の全体座屈が抑制され、座屈拘束ブレース100の圧縮耐力が向上することにより、座屈拘束ブレース100が組み込まれた架構とこの架構を含む木造建築物に対して優れた耐震補強効果を付与できる。 Furthermore, by providing the narrow width portion 13 on the central side of the core material 10, a relatively large gap G3 exists between the narrow width portion 13 and the side plate 22 (the wide width portion 12 on the end side of the core material 10 and the side plate 22). A gap larger than the gap G1 between the core members 10) is closed by interposing a spacer 16 in the gap G3 to close the gap G3 in the strong axial direction of the core member 10 (parallel to the wide surface 11a of the core member 10). direction) buckling can be prevented. Therefore, the overall buckling of the buckling restraint brace 100 is suppressed, and the compressive strength of the buckling restraint brace 100 is improved. Excellent seismic reinforcement effect can be imparted.

<架構への座屈拘束ブレースの適用例>
次に、図7及び図8を参照して、架構への座屈拘束ブレースの適用例について説明する。ここで、図7は、第1実施形態に係る座屈拘束ブレースが木造建物等の架構に組み込まれた状態を示す図である。また、図8は、大地震時における架構の変形態様と、架構の変形に起因する座屈拘束ブレース接合部における付加曲げモーメントを説明する図である。尚、図示例の座屈拘束ブレースは、木造建物の架構以外にも、S造(S:Steel)建物の架構、RC造建物の架構、SRC造(SRC:Steel Reinforced Concrete)建物の架構に組み込まれてもよい。
<Example of applying buckling restraint brace to frame>
Next, with reference to FIGS. 7 and 8, an application example of the buckling restraint brace to the frame will be described. Here, FIG. 7 is a diagram showing a state in which the buckling restraint brace according to the first embodiment is incorporated in a frame structure such as a wooden building. FIG. 8 is a diagram for explaining the deformation mode of the frame during a large earthquake and the additional bending moment at the buckling restraint brace joint due to the deformation of the frame. In addition, the buckling restraint brace shown in the figure is incorporated into the framework of S (S: Steel) buildings, the framework of RC buildings, and the framework of SRC (SRC: Steel Reinforced Concrete) buildings in addition to the framework of wooden buildings. may be

図7に示す架構Sは、木造建築物等を構成する木製の柱Cと梁Bにて形成されている。対角線位置にある2つの隅角部には、平鋼により形成されるガセットプレートGPが取付けられている。ガセットプレートGPの表面には、該表面に直交するようにフィンスチフナFSが溶接にて接合されている。柱Cの柱芯L1と梁Bの梁芯L2の交点Oに対して、フィンスチフナFSの芯L3が交差するようにしてフィンスチフナFSがガセットプレートGPに接合される。そして、座屈拘束ブレース100も、対角位置にある双方の交点Oを通る線状に配設される。 A frame S shown in FIG. 7 is formed of wooden pillars C and beams B that constitute a wooden building or the like. A gusset plate GP made of flat steel is attached to the two diagonal corners. A fin stiffener FS is welded to the surface of the gusset plate GP so as to be perpendicular to the surface. The fin stiffener FS is joined to the gusset plate GP so that the core L3 of the fin stiffener FS intersects the intersection point O of the column center L1 of the column C and the beam center L2 of the beam B. The buckling restraint brace 100 is also arranged in a line passing through both intersections O at diagonal positions.

ガセットプレートGPと芯材10の広幅部12は、スプライスプレートSPを介してハイテンションボルトにより接合され、フィンスチフナFSと補強リブ14は、スプライスプレートSPを介してハイテンションボルトにより接合される。 The gusset plate GP and the wide portion 12 of the core member 10 are joined with high-tension bolts via the splice plate SP, and the fin stiffener FS and the reinforcing ribs 14 are joined with high-tension bolts via the splice plate SP.

図8に示すように、大地震時において構面が変形することにより、座屈拘束ブレース接合部においては、接合部を剛と見なした場合に、以下の式(1)に示す付加曲げモーメントが作用し得る。 As shown in Fig. 8, due to the deformation of the structural surface during a large earthquake, the additional bending moment shown in the following formula (1) is generated at the buckling restraint brace joint when the joint is regarded as rigid. can work.

Figure 0007175694000003
Figure 0007175694000003

座屈拘束ブレース100によれば、芯材10の広幅部12の側面と木製拘束材20の側板22の間に幅t1の隙間G1が設けられていることにより、座屈拘束ブレース10が取り付けられている構面が大きく変形した場合に、この隙間G1にて芯材10の変形を吸収し、付加曲げモーメントが木製拘束材20に作用することを解消できる。また、補強リブ14と木製拘束材20の拘束板21の有するスリット24の間において、補強リブ14の長手方向に幅t2であり、補強リブ14の側方に幅t1の隙間G2が設けられていることにより、構面の変形に応じて芯材10が伸縮した際に、この芯材10の伸縮を隙間G2が吸収することができ、伸縮する芯材10がスリット14の壁面に接触して木製拘束材20が破損に至るといった課題を解消できる。 According to the buckling restraint brace 100, the buckling restraint brace 10 is attached by providing a gap G1 having a width t1 between the side surface of the wide portion 12 of the core material 10 and the side plate 22 of the wooden restraint material 20. When the structural surface on which the wooden restraint member 20 rests is greatly deformed, the deformation of the core member 10 can be absorbed by the gap G1, and the application of the additional bending moment to the wooden restraint member 20 can be eliminated. Between the reinforcing rib 14 and the slit 24 of the restraining plate 21 of the wooden restraining member 20, a gap G2 having a width t2 in the longitudinal direction of the reinforcing rib 14 and a width t1 is provided on the side of the reinforcing rib 14. Therefore, when the core material 10 expands and contracts according to the deformation of the structural surface, the expansion and contraction of the core material 10 can be absorbed by the gap G2, and the expanding and contracting core material 10 contacts the wall surface of the slit 14. The problem that the wooden restraint member 20 is damaged can be solved.

[第2実施形態に係る座屈拘束ブレース]
次に、図9乃至図11を参照して、第2実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例について説明する。ここで、図9は、第2実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図であり、図10は、第2実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の縦断面図である。また、図11は、図10のXI部の拡大図であって、芯材の表面の凸部から局所的に作用する力が内挿板を介して拡散されて拘束板に伝達されることを説明する図である。
[Buckling restraint brace according to the second embodiment]
Next, an example of the core material forming the buckling restraint brace according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG. Here, FIG. 9 is a perspective view showing an example of a core material forming the buckling restraint brace according to the second embodiment together with a spacer, and FIG. It is a longitudinal cross-sectional view. Also, FIG. 11 is an enlarged view of the XI section of FIG. 10, showing that the force acting locally from the projections on the surface of the core material is diffused through the insertion plate and transmitted to the restraining plate. It is a figure explaining.

座屈拘束ブレース100Aは、芯材10の広幅面11aと拘束板21の間に内挿板17が介在している点において、座屈拘束ブレース100と相違している。内挿材17としては、鋼製プレート、木製プレートのいずれを適用してもよく、木製プレートとしては、例えばLVL(Laminated Veneer Lumber:単板積層材)が適用できる。尚、本実施形態においても、突起15が狭幅部13の上下の平面から張り出している形態であってもよい。 The buckling restraint brace 100A differs from the buckling restraint brace 100 in that an inserting plate 17 is interposed between the wide surface 11a of the core member 10 and the restraining plate 21. As shown in FIG. Either a steel plate or a wooden plate may be applied as the insert member 17, and LVL (Laminated Veneer Lumber), for example, may be applied as the wooden plate. Also in the present embodiment, the projection 15 may project from the upper and lower planes of the narrow portion 13 .

内挿材17の広幅面において、その長手方向の端部には、芯材10の有する補強リブ14と対応する位置において、補強リブ14と干渉しないようにスリット18が開設されている。 A slit 18 is formed at a longitudinal end of the wide surface of the insert member 17 at a position corresponding to the reinforcing rib 14 of the core member 10 so as not to interfere with the reinforcing rib 14 .

座屈拘束ブレース100Aによれば、芯材10の高次の座屈変形により、図11に示すように、芯材10から拘束板21に局所的に圧縮力Pが作用し、この局所的な力に起因して拘束板21が破損することが抑制できる。このように局所的な力Pが作用することにより、木製の拘束板21が破損に至り得る。そこで、芯材10の広幅面11aと拘束板21の間に内挿板17を介在させることにより、芯材10の高次の座屈変形の凸部10aから作用する力Pは内挿板17にまず伝達され、伝達された力Pは内挿板17内に広がり、内挿板17内に拡散された力が木製の拘束板21に分散力qとして作用することになる。このことにより、芯材10から作用する複数の局所的な力Pによる木製の拘束板21の破損が効果的に抑制される。 According to the buckling restraint brace 100A, high-order buckling deformation of the core material 10 locally acts on the restraint plate 21 from the core material 10 as shown in FIG. Damage to the restraining plate 21 due to force can be suppressed. Such localized force P can lead to breakage of the wooden restraining plate 21 . Therefore, by interposing an inserting plate 17 between the wide surface 11a of the core member 10 and the restraining plate 21, the force P acting from the convex portion 10a of the higher-order buckling deformation of the core member 10 is reduced by the inserting plate 17 , the transmitted force P spreads in the insertion plate 17, and the force diffused in the insertion plate 17 acts on the wooden constraining plate 21 as a distributed force q. As a result, damage to the wooden restraining plate 21 due to multiple local forces P acting from the core material 10 is effectively suppressed.

[全体座屈の検討]
次に、座屈拘束ブレースの全体座屈を防止するための設計方法について説明する。
[Study of global buckling]
Next, a design method for preventing global buckling of the buckling restraint brace will be described.

座屈拘束ブレースの設計においては、以下の式(2)を満足して座屈拘束ブレースの全体座屈が生じないように設計する。 The buckling restraint brace is designed so that the following formula (2) is satisfied so that the entire buckling restraint brace does not buckle.

Figure 0007175694000004
Figure 0007175694000004

ここで、拘束板の中央に作用する曲げモーメントは、以下の式(3)で示すことができる。 Here, the bending moment acting on the center of the restraint plate can be expressed by the following equation (3).

Figure 0007175694000005
Figure 0007175694000005

木製拘束材の全体座屈を防止する条件は、以下の式(4)を満足することとなる。 The condition for preventing the overall buckling of the wooden restraint member satisfies the following equation (4).

Figure 0007175694000006
Figure 0007175694000006

式(4)を座屈拘束ブレースの全体座屈曲線として図12に示す。図12において、全体座屈曲線の上側は安全域であり、下側は危険域であり、安全域に入るように木製拘束材の設計用軸力、オイラー荷重、芯材の一般部の長さ、及び木製拘束材の降伏曲げ耐力が設定される。 Equation (4) is shown in FIG. 12 as the overall buckling line of the buckling restraint brace. In FIG. 12, the upper side of the whole seat bending line is the safe area, and the lower side is the dangerous area. , and the yield flexural strength of the wooden restraint is set.

尚、上記する木製拘束材の降伏曲げ耐力と作用する曲げモーメントとの関係を照査することの他にも、短期の木製拘束材の許容曲げ耐力が芯材降伏時に作用する曲げモーメントよりも大きくなることも合せて照査するのがよい(数式は省略)。 In addition to examining the relationship between the yield bending strength of the wooden restraining material and the bending moment acting on it, the short-term allowable bending strength of the wooden restraining material becomes larger than the bending moment acting when the core material yields. It is better to check this together (the formula is omitted).

<木製拘束材のめり込み破壊の検討>
次に、木製拘束材のめり込み破壊の検討方法について説明する。芯材が木製拘束材に対してめり込むことにより、木製拘束材が破壊することを防止するには、以下の式(5)を満足することを検証する。
<Examination of penetration failure of wooden restraint>
Next, we will explain how to examine the failure of wooden restraints due to embedment. In order to prevent the wooden restraining material from breaking due to the core material sinking into the wooden restraining material, it is verified that the following equation (5) is satisfied.

Figure 0007175694000007
Figure 0007175694000007

尚、上記する拘束板のめり込み耐力と作用する補剛力との関係を照査することの他にも、短期の拘束板の許容めり込み耐力が芯材降伏時に作用する補剛力よりも大きくなることも合せて照査するのがよい(数式は省略)。 In addition to checking the relationship between the above-described immersion resistance of the restraint plate and the stiffening force acting, it is also necessary to check that the short-term allowable immersion resistance of the restraint plate is greater than the stiffening force that acts when the core material yields. It is better to check (the formula is omitted).

<拘束板に側板を接続する固定金具のピッチの検討>
次に、拘束板に側板を接続する固定金具のピッチの設定方法について説明する。まず、拘束板と側板の接合部のせん断破壊を防止するには、以下の式(6)を満足することを検証する。
<Examination of the pitch of the fixing bracket that connects the side plate to the restraint plate>
Next, a method of setting the pitch of the fixtures that connect the side plates to the restraint plates will be described. First, in order to prevent shear failure at the joint between the restraining plate and the side plate, it is verified that the following formula (6) is satisfied.

Figure 0007175694000008
Figure 0007175694000008

上式(6)を満たすべく、固定金具のピッチを以下の式(7)により設定することができる。 In order to satisfy the above formula (6), the pitch of the fixtures can be set by the following formula (7).

Figure 0007175694000009
Figure 0007175694000009

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。 It should be noted that other embodiments may be possible in which other components are combined with the configurations described in the above embodiments, and the present invention is not limited to the configurations shown here. Regarding this point, it is possible to change without departing from the gist of the present invention, and it can be determined appropriately according to the application form.

10:芯材、11a:広幅面、11b:狭幅面、12:広幅部、12a:ボルト孔、13:狭幅部、14:補強リブ、14a:ボルト孔、15:突起、16:スペーサー、17:内挿板、20:木製拘束材、21:拘束板、22:側板、22a:係合孔、23:固定金具(ビス)、24:スリット、25:隙間、100,100A:座屈拘束ブレース、G1,G2:隙間、A:付加曲げ吸収エリア(境界領域)、S:架構(構面)、C:柱、B:梁、GP:ガセットプレート、FS:フィンスチフナ、SP:スプライスプレート 10: core material, 11a: wide surface, 11b: narrow surface, 12: wide portion, 12a: bolt hole, 13: narrow portion, 14: reinforcing rib, 14a: bolt hole, 15: projection, 16: spacer, 17 : Insertion plate 20: Wooden restraint member 21: Restraint plate 22: Side plate 22a: Engagement hole 23: Fixing bracket (screw) 24: Slit 25: Gap 100, 100A: Buckling restraint brace , G1, G2: Gap, A: Additional bending absorption area (boundary area), S: Frame (structure surface), C: Column, B: Beam, GP: Gusset plate, FS: Fin stiffener, SP: Splice plate

Claims (9)

鋼製でプレート状の芯材と、
前記芯材の有する二つの広幅面に対向するように配設されている木製の面材である一対の拘束板と、前記芯材の有する二つの狭幅面に対向するように配設され、前記一対の拘束板に接続されている木製の面材である一対の側板と、により形成される、四つの面材による閉合構造を有する木製拘束材と、を備え、
前記芯材の長手方向の端部の前記広幅面には、該広幅面に直交する補強リブが接合されて断面十字状を呈しており、
前記木製拘束材のうち、前記補強リブに対応する位置には該補強リブに干渉しないスリットが設けられており、
前記芯材は、その長手方向の中央側において前記広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部を有し、その長手方向の端部側において前記広幅面の幅が相対的に広い広幅部を有しており、
前記芯材の前記広幅部の側面と前記側板の間に第一隙間を有していることを特徴とする、座屈拘束ブレース。
A plate-like core material made of steel,
A pair of constraining plates , which are wooden face members arranged to face the two wide faces of the core material, and arranged to face the two narrow faces of the core member, a wooden restraint member having a closed structure with four face members formed by a pair of side plates that are wooden face members connected to a pair of restraint plates;
Reinforcing ribs perpendicular to the wide surface are joined to the wide surface of the end portion of the core material in the longitudinal direction to form a cross-sectional shape,
A slit that does not interfere with the reinforcing rib is provided in the wooden restraint member at a position corresponding to the reinforcing rib,
The core material has a narrow portion in which the width of the wide surface is relatively narrow on the central side in the longitudinal direction, and a wide portion in which the width of the wide surface is relatively wide on the end portions in the longitudinal direction. has
A buckling restraint brace, wherein a first gap is provided between a side surface of the wide portion of the core member and the side plate.
前記第一隙間は、前記芯材が変形して前記側板に接触した際に該側板に付加曲げモーメントが作用することを防止するための、付加曲げモーメント防止用の隙間であることを特徴とする、請求項1に記載の座屈拘束ブレース。 The first gap is a gap for preventing an additional bending moment for preventing an additional bending moment from acting on the side plate when the core material deforms and contacts the side plate. A buckling restrained brace according to claim 1. 前記芯材の前記狭幅部の側面と前記側板の壁面の間にスペーサーが介在していることを特徴とする、請求項1又は2に記載の座屈拘束ブレース。 3. A buckling restraint brace according to claim 1, wherein a spacer is interposed between the side surface of said narrow portion of said core member and the wall surface of said side plate. 平面視において、前記スリットと前記補強リブとの間に第二隙間を有していることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。 A buckling restrained brace according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that it has a second gap between said slit and said reinforcing rib in plan view. 前記芯材の前記狭幅部の周面から突起が張り出しており、該突起が前記木製拘束材に開設されている係合孔に係合していることを特徴とする、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。 4. A protrusion protrudes from the peripheral surface of said narrow portion of said core material, and said protrusion is engaged with an engaging hole formed in said wooden restraint member. A buckling restrained brace according to any one of Claims 1 to 3. 前記芯材の前記広幅面と前記拘束板の間に内挿板が介在していることを特徴とする、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。 A buckling restrained brace according to any one of claims 1 to 5 , characterized in that an insert plate is interposed between the wide surface of the core member and the restraint plate. 前記側板が、前記拘束板に対して固定金具もしくは接着剤にて固定されていることを特徴とする、請求項1に記載の座屈拘束ブレース。 2. A buckling restrained brace according to claim 1, wherein said side plate is fixed to said restraint plate with a fixture or an adhesive. 以下の式(A)を満たすように、前記木製拘束材と前記芯材の仕様が設定されていることを特徴とする、請求項1乃至7のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。
Figure 0007175694000010
The buckling restraint brace according to any one of claims 1 to 7 , characterized in that the specifications of the wooden restraining member and the core member are set so as to satisfy the following formula (A).
Figure 0007175694000010
前記側板が前記拘束板に対して複数の固定金具にて固定され、該固定金具のピッチが以下の式(B)を満たすように設定されることを特徴とする、請求項6、または請求項6に従属する請求項に記載の座屈拘束ブレース。
Figure 0007175694000011
The side plate is fixed to the restraint plate by a plurality of fixing metal fittings, and the pitch of the fixing metal fittings is set so as to satisfy the following formula (B). 9. A buckling restrained brace as claimed in claim 8 when dependent on 6.
Figure 0007175694000011
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