JPH0581462U - Brace device - Google Patents
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- JPH0581462U JPH0581462U JP2116592U JP2116592U JPH0581462U JP H0581462 U JPH0581462 U JP H0581462U JP 2116592 U JP2116592 U JP 2116592U JP 2116592 U JP2116592 U JP 2116592U JP H0581462 U JPH0581462 U JP H0581462U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧縮力には抵抗せずに短縮し、引張力が作用
すると同時に抵抗を開始するブレース装置を形成し、復
元力特性の履歴面積が大きく、耐震性の優れたブレース
建築物を実現する。
【構成】 鉄骨間に張設するブレースを分割し、一方の
ブレース２６に外枠体２７を固設し、この外枠体２７を
開口部２８に向けて先細りのテーパー状に形成する。こ
れと同時に、他方のブレース２９の先端部２９ａを外枠
体２７の開口部２８の中へ挿入し、且つ、他方のブレー
スの先端部２９ａを幅広にして後方へ向けて幅狭となる
テーパー状にする。更に、一方のブレース２６の外枠体
２７と他方のブレースの先端部２９ａとの間隙部に中間
部材３０，３０…を介装する。
(57) [Summary] [Purpose] Forming a brace device that shortens without compressing the compression force and starts the resistance at the same time when the tensile force acts, and the history area of the restoring force characteristic is large and the earthquake resistance is excellent. Realize a brace building. [Structure] A brace stretched between steel frames is divided, an outer frame body 27 is fixed to one brace 26, and the outer frame body 27 is formed in a tapered shape toward the opening 28. At the same time, the tip end 29a of the other brace 29 is inserted into the opening 28 of the outer frame body 27, and the tip end 29a of the other brace is widened to be tapered toward the rear side. To Further, intermediate members 30, 30, ... Are interposed in the gap between the outer frame body 27 of one brace 26 and the tip portion 29a of the other brace.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、建築物や土木構造物のブレース装置に関するものであり、地震や強 風等の揺れを考慮したブレース装置に関するものである。 The present invention relates to a brace device for buildings and civil engineering structures, and more particularly to a brace device that takes into consideration shaking such as an earthquake or strong wind.
【０００２】[0002]
図１７は従来の鉄骨構造を示したものであり、鉄骨梁１ａ，１ｂ間にＸ形にブ レース２ａ，２ｂが張設されている。この他の形式にブレースを設けたものもあ り、何れの構成も地震や強風等から建築物を保護するために設けられている。 例えば、図１７に於いて鉄骨梁１ａに矢印方向に外力Ｑが作用した場合は、ブ レース２ａにはその両端方向へ引張力が作用し、ブレース２ｂにはその両端から 中心方向へ圧縮力が作用する。地震や強風等の揺れに於いては、鉄骨梁１ａ及び １ｂに作用する外力Ｑの方向が反転し、交番荷重を受けることになる。 FIG. 17 shows a conventional steel frame structure in which braces 2a and 2b are stretched in an X shape between the steel beam 1a and 1b. There are braces in other forms as well, both of which are provided to protect buildings from earthquakes and strong winds. For example, in FIG. 17, when an external force Q acts on the steel beam 1a in the arrow direction, a tensile force acts on the brace 2a toward both ends thereof, and a compressive force acts on the brace 2b from its both ends toward the center. To work. During an earthquake or strong wind, the direction of the external force Q acting on the steel beams 1a and 1b is reversed, and an alternating load is applied.
【０００３】 図１８に於いてブレース２ａの引張力と変形との関係を説明すれば、Ａ1 から Ａ2 の間は引張力に抗しながら、引張力に比例してブレース２ａが僅かに弾性変 形する。引張力が一定以上になればＡ2 で降伏点となり、Ａ2 からＡ3 の間でブ レース２ａは塑性変形を生じる。Ａ3 で引張力を解除すればＡ3 からＡ4 の間は ブレース２ａが僅かに収縮するが、圧縮力が作用するとＡ5 で座屈が生じ、Ａ5 からＡ6 までは圧縮力には抵抗できずに、変形のみが増大する。The relationship between the tensile force and the deformation of the brace 2a will be described with reference to FIG. 18. While the tensile force is resisted between A 1 and A 2 , the brace 2a is slightly elastic in proportion to the tensile force. Deform. Tension is the yield point A 2 if above a certain, braces 2a between the A 2 A 3 produces a plastic deformation. Although if released tension in A 3 between A 3 of A 4 are braces 2a is slightly contracted, the compression force acts occur buckling A 5, from A 5 to A 6 are the compressive force It cannot resist and only the deformation increases.
【０００４】 次に、新たな引張力を付加したときは、破線で示すようにＡ6 からＡ7 に至る までは、引張に対する抵抗力が生じないで単純に伸長する。そして、Ａ7 以降は 前述と同様の作用を為す。この結果、図１９に示した構造物の荷重と変形の関係 のとおり、復元力特性の履歴面積は非常に小さく耐震性の劣るものとなる。 一方、特公昭６１−２１３２号公報記載の引張ブレースのように、圧縮方向に はスライドし、引張方向にはスライドしない連結装置を介在させたものも知られ ている。これは、図２０に示すようにブレース材３に係止用突起と溝を利用した 連結装置４を介在させたもので、夫々ブレース材３の取り付いた二枚のプレート ５，６と、両プレート５，６を挟む二枚のカバープレート７，７からなっている 。又、プレート５はプレート６の凹部８に嵌合するようになっている。一方、図 ２１は同公報記載の他の実施例であり、ブレース９に摩擦を利用した連結装置１ ０を介在させたもので、この連結装置１０は図中左端でネジによりブレース９と 取り合っている鋼管１１と、テーパーを有する鋼管１２と鋼管１２内の二分割さ れたくさび１３からなっている。鋼管１１と鋼管１２はねじにより取り合い、鋼 管１２内にはくさび１３を鋼管１１及び図中右側のブレース９に押し付けるコイ ルスプリング１４が入っている。Next, when a new tensile force is applied, as shown by a broken line, from A 6 to A 7 , the tensile force is simply extended without generating a resistance force against the tension. Then, A 7 thereafter an action similar to that described above. As a result, as shown in the relationship between the load and the deformation of the structure shown in FIG. 19, the history area of the restoring force characteristic is very small and the earthquake resistance is poor. On the other hand, there is also known a tension brace described in Japanese Patent Publication No. 61-2132 in which a connecting device that slides in the compression direction but does not slide in the tension direction is interposed. As shown in FIG. 20, this is a brace material 3 with a connecting device 4 using a locking projection and a groove interposed therebetween. The two plates 5 and 6 to which the brace material 3 is attached respectively, and both plates. It consists of two cover plates 7 and 7 that sandwich 5 and 6. Further, the plate 5 is adapted to fit in the recess 8 of the plate 6. On the other hand, FIG. 21 shows another embodiment described in the publication, in which a coupling device 10 utilizing friction is interposed in a brace 9, and the coupling device 10 is attached to the brace 9 by a screw at the left end in the figure. It consists of a steel pipe 11, a steel pipe 12 having a taper, and a wedge 13 divided into two in the steel pipe 12. The steel pipe 11 and the steel pipe 12 are screwed together, and the steel pipe 12 has a coil spring 14 for pressing the wedge 13 against the steel pipe 11 and the brace 9 on the right side in the figure.
【０００５】[0005]
図１７に示した従来のブレース装置は、引張と圧縮との交番荷重を受ける場合 、圧縮力に対して座屈する。又、引張力が作用したときに瞬時に抵抗せず、その 結果前述したように履歴面積が極めて小となる。 一方、特公昭６１−２１３２号公報記載のブレースは圧縮方向にはスライドし 、引張方向には抵抗するので、ブレースが座屈することがなく、「荷重−変形」 関係の履歴面積も増大するように見える。然し、例えば図２１に示した実施例の ブレース９，９間に引張荷重を加えた場合に、ブレース９とくさび１３との摩擦 係数が低いとスリップしてしまうという欠陥がある。 The conventional brace device shown in FIG. 17 buckles against a compressive force when subjected to an alternating load of tension and compression. Further, when the tensile force is applied, it does not instantly resist, and as a result, the hysteresis area becomes extremely small as described above. On the other hand, the brace described in Japanese Patent Publication No. 61-2132 slides in the compression direction and resists in the tension direction, so that the brace does not buckle and the history area of the "load-deformation" relationship also increases. appear. However, for example, when a tensile load is applied between the braces 9 and 9 of the embodiment shown in FIG. 21, there is a defect that slip occurs if the friction coefficient between the brace 9 and the wedge 13 is low.
【０００６】 図２２に示すように、テーパーを有する鋼管１２と一方のブレース９ａとの間 にくさび１３を介装して連結装置１０を形成し、一方のブレース９ａと他方のブ レース９ｂとの間に交番荷重Ｐ（ｔｏｎｆ）を加えて実験をした。尚、一方のブ レース９ａとくさび１３との角度θ1 は、特公昭６１−２１３２号公報の実施例 に合わせて０度、一方のブレース９ａと鋼管１２との傾斜の角度θ2 （即ちくさ び１３の片側のテーパー角度）を２０度とした。又、一方のブレース９ａと鋼管 １２並びにくさび１３の表面は特にブラスト等の処理を施さず、夫々の摩擦係数 μは０．２９であった。As shown in FIG. 22, a connecting device 10 is formed by interposing a wedge 13 between a steel pipe 12 having a taper and one brace 9 a, and one connecting brace 9 a and the other brace 9 b are formed. An alternating load P (tonf) was applied during the experiment. The angle θ 1 between the one brace 9a and the wedge 13 is 0 ° according to the embodiment of Japanese Patent Publication No. 61-2132, and the angle θ 2 between the one brace 9a and the steel pipe 12 (that is, the wedge). The taper angle on one side of Nos. 13 and 13 was set to 20 degrees. The surface of one of the braces 9a, the steel pipe 12 and the wedge 13 was not subjected to any treatment such as blasting, and the friction coefficient μ was 0.29.
【０００７】 図２３は一方のブレース９ａと他方のブレース９ｂの相対変形、即ち連結装置 １０のスリップ変形を示し、図２４はブレース全体の変形を示したものであるが 、何れも引張荷重に対してスリップするのみで殆ど抵抗できないことが解明され た。 次に、図２２に示した連結装置１０と同一の形状で、ブレース９ａと鋼管１２ 並びにくさび１３の表面を粗面にし、夫々の摩擦係数μを０．５２に高めて同様 の交番荷重Ｐ（ｔｏｎｆ）を加えて実験をした。FIG. 23 shows the relative deformation of one brace 9a and the other brace 9b, that is, the slip deformation of the coupling device 10. FIG. 24 shows the deformation of the entire brace. It was clarified that it was almost impossible to resist just by slipping. Next, with the same shape as that of the coupling device 10 shown in FIG. 22, the surfaces of the brace 9a, the steel pipe 12, and the wedge 13 are roughened, the friction coefficient μ of each is increased to 0.52, and the same alternating load P ( tonf) was added to the experiment.
【０００８】 図２５は、そのときの連結装置１０のスリップ変形を示し、図２６はブレース 全体の変形を示したものであるが、何れも前回の実験結果と比較すれば、引張荷 重Ｐに対して抵抗力が生じている。然し、引張力に対して抵抗力の発生するのが 遅れ、且つ、引張荷重Ｐに対する抵抗力の変動も多く、荷重と変形の関係の履歴 が乱れている。従って、前記公報記載のブレース装置を実用化するのは極めて困 難であることが解明される。FIG. 25 shows the slip deformation of the coupling device 10 at that time, and FIG. 26 shows the deformation of the entire brace. In both cases, the tensile load P is There is resistance against it. However, the generation of the resistance force against the tensile force is delayed, and the resistance force with respect to the tensile load P also varies a lot, and the history of the relationship between the load and the deformation is disturbed. Therefore, it is revealed that it is extremely difficult to put the brace device described in the above publication into practical use.
【０００９】 そこで、斯かる欠陥を解消し、簡単な構成で地震や強風等の振動から建築物を 保護するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題 を解決することを目的とする。Therefore, there is a technical problem to be solved in order to eliminate such a defect and protect a building from vibration such as an earthquake or a strong wind with a simple structure, and the present invention solves this problem. The purpose is to do.
【００１０】[0010]
この発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、鉄骨梁間に張設 するブレースを分割し、一方のブレースの分割部に外枠体を固設し、この外枠体 の開口部の中へ他方のブレースの分割部の先端部を挿入するとともに、前記外枠 体の幅寸法を開口部に向けて先細りのテーパー状に形成し、且つ、該他方のブレ ースの分割部の先端部の幅寸法を幅広にして後方へ向けて幅狭となるテーパー状 にし、前記一方のブレースの外枠体と他方のブレースの先端部との間隙部に中間 部材を介装し、一方のブレースの外枠体の内側面と他方のブレースの先端部の外 側面とを中間部材を介して対峙させたブレース装置、及び一方のブレースの外枠 体と他方のブレースの先端部との間隙部に介装する中間部材は、その幅寸法を外 枠体の開口部に向けて先細りのテーパー状にし、圧縮ばねにて中間部材を外枠体 の開口部に向けて押圧するように付勢したブレース装置を提供するものである。 The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object, in which a brace stretched between steel beams is divided, an outer frame is fixed to one of the brace divisions, and an opening of the outer frame is formed. Insert the tip of the split portion of the other brace into the inside of the brace, and form the width of the outer frame into a taper taper toward the opening. The width of the tip part is made wider to form a taper shape that becomes narrower toward the rear, and an intermediate member is interposed in the gap between the outer frame of the one brace and the tip part of the other brace. A brace device in which the inner surface of the outer frame of the brace and the outer surface of the tip of the other brace are opposed to each other via an intermediate member, and the gap between the outer frame of one brace and the tip of the other brace. The width of the intermediate member inserted in the Only the tapered tapered, in which the intermediate member by the compression spring to provide a brace apparatus biased to press toward the opening of the outer frame member.
【００１１】[0011]
この考案のブレース装置に引張力が作用したときは、分割したブレースの一方 に設けた外枠体と他方のブレースの先端部との間に引張による変形が生じようと する。然し、前記外枠体の幅方法が開口部に向けて先細りのテーパー状に形成し てあり、且つ、他方のブレースの分割部の先端部の幅寸法を幅広にして後方へ向 けて幅狭となるテーパー状にしてあるため、一方のブレースの外枠体と他方のブ レースの先端部との間隙部に介装した中間部材がストッパとして作用し、引張方 向に対して大なる抵抗力が発生してブレース装置のスリップ変形を防止する。 When a tensile force is applied to the brace device of this invention, deformation due to tension tends to occur between the outer frame body provided on one of the divided braces and the tip of the other brace. However, the width of the outer frame is tapered toward the opening, and the width of the tip of the split portion of the other brace is increased to narrow the width toward the rear. Since it has a tapered shape, the intermediate member interposed in the gap between the outer frame of one brace and the tip of the other brace acts as a stopper, providing a large resistance to the pulling direction. To prevent slip deformation of the brace device.
【００１２】 ここで、前記中間部材の幅寸法を外枠体の開口部に向けて先細りのテーパー状 にすれば、前記他方のブレースの先端部をテーパー状に形成したことと相俟って 、部材の摩擦係数を大にすることなく引張力に対しての抵抗力が大になる。 一方、ブレース装置に圧縮力が作用したときは、他方のブレースの先端部が前 記中間部材の内側面をスライドしながら外枠体の内部に進入する。従って、該ブ レース装置は圧縮力には殆ど抵抗せずに収縮してブレースの全長が短縮し、ブレ ースが座屈することはない。又、他方のブレースの先端部が外枠体の内部に進入 したときは、該他方のブレースの先端部と外枠体との間隙部が大となって双方に がたが生じようとするが、前記中間部材が圧縮ばねにて外枠体の開口部へ向けて 押圧されているため、他方のブレースの先端部の進入寸法に応じて前記中間部材 が外枠体の開口部に向けて移動し、双方にがたが発生することはない。Here, if the width dimension of the intermediate member is tapered toward the opening of the outer frame, the tip end of the other brace is formed in a tapered shape, The resistance to the tensile force becomes large without increasing the friction coefficient of the member. On the other hand, when a compressive force is applied to the brace device, the tip of the other brace enters the inside of the outer frame while sliding on the inner surface of the intermediate member. Therefore, the brace device contracts with little resistance to compressive force, shortens the total length of the brace, and prevents the brace from buckling. Also, when the tip of the other brace enters the inside of the outer frame, the gap between the tip of the other brace and the outer frame becomes large, and rattling may occur on both sides. Since the intermediate member is pressed toward the opening of the outer frame by the compression spring, the intermediate member moves toward the opening of the outer frame according to the entry size of the tip of the other brace. However, there is no rattling on both sides.
【００１３】[0013]
以下、本考案の一実施例を図１乃至図１７に従って詳述する。図１は建築物の 鉄骨構造の要部を示したものであり、鉄骨柱２１，２１…が立設され、鉄骨梁２ ２と鉄骨梁２３とが平行に設けられている。図１に示した構成は、鉄骨柱２１， ２１…と鉄骨梁２２，２３の接続隅部にプレート２４，２４…を溶着し、之等プ レート２４，２４…間にＸ形にブレース装置２５，２５を設けてある。このほか 、特に図示はしないが、他の形にブレース装置２５，２５…を設けてもよい。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. FIG. 1 shows a main part of a steel frame structure of a building, in which steel columns 21, 21 ... Are erected, and a steel beam 22 and a steel beam 23 are provided in parallel. 1, the plates 24, 24 ... Are welded to the connecting corners of the steel columns 21, 21 ... And the steel beams 22, 23, and the brace device 25 is formed in an X shape between the equal plates 24, 24. , 25 are provided. In addition, although not particularly shown, the brace devices 25, 25 ... May be provided in other shapes.
【００１４】 図２及び図３はブレース装置２５の要部を示し、鉄骨梁間に張設するブレース を略中間部で二分割し、一方のブレース２６の分割部に外枠体２７の一端を固設 する。該外枠体２７の他端に開口部２８を設け、外枠体２７の幅寸法を開口部２ ８に向けて先細りのテーパー状に形成する。これと同時にこの外枠体２７の開口 部２８の中へ他方のブレース２９の分割部を挿入する。この他方のブレース２９ の分割部の先端部２９ａは、その幅寸法を幅広にして後方へ向けて幅狭となるテ ーパー状に形成し、前記一方のブレース２６の外枠体２７と他方のブレースの先 端部２９ａとの間隙部に中間部材３０，３０…を介装する。2 and 3 show a main part of the brace device 25. The brace stretched between the steel beams is divided into two substantially in the middle, and one end of the outer frame 27 is fixed to the divided part of one brace 26. Set up. An opening 28 is provided at the other end of the outer frame 27, and the width of the outer frame 27 is tapered toward the opening 28. At the same time, the split portion of the other brace 29 is inserted into the opening 28 of the outer frame 27. The tip end portion 29a of the divided portion of the other brace 29 is formed in a taper shape in which the width dimension is widened and becomes narrower toward the rear, and the outer frame body 27 of the one brace 26 and the other brace 26 are formed. The intermediate members 30, 30, ... Are interposed in the gap between the front end portion 29a and the front end portion 29a.
【００１５】 中間部材３０，３０…は、図２に示すようにその幅寸法を外枠体２７の開口部 ２８に向けて先細りのテーパー状に形成され、圧縮ばね３１，３１…により該中 間部材３０，３０…を外枠体２７の開口部２８に向けて押圧するように付勢して ある。本実施例では外枠体２７を中空截頭円錐形とし、且つ、他方のブレースの 先端部２９ａをテーパー状の円錐形としてあるので、前記中間部材３０，３０… は、図３に示すように、外枠体２７と他方のブレースの先端部２９ａとの間隙部 に放射状に配置される。然し、図示はしないが、例えば外枠体をテーパー状の方 形の箱形にし、他方のブレースの先端部をテーパー状の四角錐にしてもよく、そ の他、平板状或いは三角錐状の組み合せ等でもよく、本実施例の形状に限定され るべきではない。As shown in FIG. 2, the intermediate members 30, 30, ... Are formed in a taper shape in which the width dimension thereof is tapered toward the opening 28 of the outer frame 27, and the compression springs 31, 31 ,. The members 30, 30 ... Are biased so as to be pressed toward the opening 28 of the outer frame 27. In this embodiment, the outer frame 27 has a hollow truncated cone shape, and the other end of the brace has a tapered conical shape. Therefore, the intermediate members 30, 30, ... , Are radially arranged in the gap between the outer frame 27 and the tip portion 29a of the other brace. However, although not shown, for example, the outer frame may be formed into a tapered rectangular box shape, and the tip of the other brace may be formed into a tapered quadrangular pyramid. A combination or the like may be used and should not be limited to the shape of this embodiment.
【００１６】 次に、本考案のブレース装置２５に引張力及び圧縮力を作用させて、「荷重− 変形」の関係がどのように変化するかを実験してみた。図４に示したブレース装 置２５は、他方のブレース２９と中間部材３０との角度θ1 （即ち、他方のブレ ースの先端部２９ａの片側のテーパー角度）を１０度とし、一方のブレース２６ の外枠体２７の傾斜面と他方のブレースの先端部２９ａの傾斜面との角度θ2 （ 即ち、中間部材３０の片側のテーパー角度）を１０度にしてある。尚、外枠体２ ７及び他方のブレースの先端部２９ａ並びに中間部材３０の夫々の摩擦係数μは ０．２９であった。Next, a tensile force and a compressive force were applied to the brace device 25 of the present invention to test how the “load-deformation” relationship changes. In the brace device 25 shown in FIG. 4, the angle θ 1 between the other brace 29 and the intermediate member 30 (that is, the taper angle on one side of the tip end portion 29a of the other brace) is 10 degrees, and one brace is used. The angle θ 2 (that is, the taper angle on one side of the intermediate member 30) between the inclined surface of the outer frame member 27 and the inclined surface of the tip portion 29a of the other brace is 10 degrees. The friction coefficient μ of each of the outer frame body 27, the tip portion 29a of the other brace, and the intermediate member 30 was 0.29.
【００１７】 図５は図４に示したブレース装置２５に交番荷重Ｐ（ｔｏｎｆ）を加えたとき のブレース装置２５のスリップ変形を示し、引張荷重に対してはブレース母材が 降伏する８ｔｏｎｆ程度の引張に対してまで、僅少なスリップ変形を生じながら 抵抗する。一方、圧縮荷重に対しては抵抗せずにスリップし、他方のブレースの 先端部２９ａと外枠体２７との端面距離が短縮する。又、図６はブレース全体の 変形量を示し、引張荷重に対して抵抗しながら変形し、ブレース母材のみが降伏 した後に引張荷重を解除して圧縮荷重を作用させれば、圧縮荷重に対しては無抵 抗に収縮し、ブレース全体の座屈を防止している。そして、再び引張荷重を加え れば抵抗を開始している。FIG. 5 shows slip deformation of the brace device 25 when an alternating load P (tonf) is applied to the brace device 25 shown in FIG. 4, and the brace base material yields to a tensile load of about 8 tonf. It resists tensile stress with slight slip deformation. On the other hand, it does not resist the compressive load and slips, and the distance between the end face 29a of the other brace and the outer frame 27 is shortened. Fig. 6 shows the amount of deformation of the brace as a whole. It deforms while resisting tensile load, and if only the base material of the brace yields, the tensile load is released and a compressive load is applied. Forcibly, it contracts and prevents buckling of the entire brace. Then, when a tensile load is applied again, resistance begins.
【００１８】 図７に示したブレース装置２５は、角度θ2 については図４のものと同じ１０ 度であるが、他方のブレース２９と中間部材３０との角度θ1 を３０度にしてあ る。尚、各部材の摩擦係数μは図４のものと同様にμ＝０．２９である。このブ レース装置２５に交番荷重Ｐ（ｔｏｎｆ）を加えたときのスリップ変形を図８に 示すが、図５に示した結果より更に改善され、引張荷重に対しては瞬時に抵抗を 開始し、ブレース母材が降伏する８ｔｏｎｆ程度の引張に対し、殆どスリップ変 形を生じないで抵抗する。一方、圧縮荷重に対しては図４のものと同様に抵抗せ ずにスリップし、他方のブレースの先端部２９ａと外枠体２７との端面距離が短 縮する。又、図９はブレース全体の変形量を示し、引張荷重に対しては瞬時に抵 抗を開始しながら変形し、ブレース母材のみが降伏した後に引張荷重を解除して 圧縮荷重を作用させれば、圧縮荷重に対しては前述と同様に無抵抗に収縮し、ブ レース全体の座屈を防止している。そして、再び引張荷重を加えれば抵抗を開始 している。The brace device 25 shown in FIG. 7 has the same angle θ 2 of 10 degrees as that of FIG. 4, but the angle θ 1 between the other brace 29 and the intermediate member 30 is 30 degrees. . The friction coefficient μ of each member is μ = 0.29 as in the case of FIG. The slip deformation when an alternating load P (tonf) is applied to the brace device 25 is shown in FIG. 8. It is further improved from the result shown in FIG. 5, and the resistance to the tensile load instantly starts, It resists tension of about 8 tonf at which the brace base material yields, with almost no slip deformation. On the other hand, against a compressive load, slip occurs without resistance as in the case of FIG. 4, and the end face distance between the tip portion 29a of the other brace and the outer frame 27 is shortened. Fig. 9 shows the amount of deformation of the entire brace. When the tensile load is applied, it is deformed while instantly starting the resistance, and after only the brace base material yields, the tensile load is released and a compressive load is applied. For example, it contracts without resistance to a compressive load as before, preventing buckling of the entire brace. Then, if a tensile load is applied again, resistance begins.
【００１９】 ここで、中間部材３０に作用する力と中間部材３０の角度との関係について説 明する。図１０に示すように中間部材がくさびＴであるとして、前記ブレース装 置２５に引張荷重Ｐが作用すれば、くさびＴには右上方へ移動させようとする力 ＰT が作用し、該くさびＴの両すべり面に摩擦抵抗がまったくなければ、くさび Ｔは右上方へ移動してしまい、ブレース装置２５は引張荷重に抵抗できない。然 し、以下に示す摩擦抵抗があればくさびＴの右上方への移動が拘束され、ブレー ス装置２５は引張荷重に抵抗できることになる。くさびＴの両すべり面に作用す る直圧力ＰT とくさびＴが移動しないために必要な剪断力ＰS は次式で求められ る。Here, the relationship between the force acting on the intermediate member 30 and the angle of the intermediate member 30 will be described. As shown in FIG. 10, assuming that the intermediate member is the wedge T, if a tensile load P acts on the brace device 25, a force P T for moving the wedge T upward acts on the wedge T , and the wedge T acts. If there is no frictional resistance on both sliding surfaces of T, the wedge T will move to the upper right and the brace device 25 cannot resist the tensile load. However, if there is the frictional resistance shown below, the movement of the wedge T to the upper right is restricted, and the bracing device 25 can resist the tensile load. The direct pressure P T acting on both sliding surfaces of the wedge T and the shear force P S required for the wedge T not to move can be calculated by the following equation.
【００２０】[0020]
【数１】 [Equation 1]
【００２１】 従って、くさびＴが滑らないために両すべり面に必要な摩擦係数μは、（１式 ）と（２式）との比により次式で求められる。Therefore, the friction coefficient μ required for both sliding surfaces so that the wedge T does not slip can be obtained by the following equation from the ratio of (1 equation) and (2 equation).
【００２２】[0022]
【数２】 [Equation 2]
【００２３】 （１式）乃至（３式）から得られる直圧力ＰT 、剪断力ＰS 、摩擦係数μと角度 θ2 との関係を図１１乃至図１３に示す。 図１１は他方のブレースの先端部２９ａのテーパー角度θ1 を０度から５０度 までの異なったもの数種類について、中間部材３０のテーパー角度θ2 を−５０ 度から＋５０度まで変化させた場合の直圧力ＰT の大きさを、（１式）の計算結 果に基づいてグラフにしたものである。直圧力ＰT 即ち外枠体２７の傾斜面に垂 直に作用する力が大きくなると外枠体２７の傾斜面が外側へ変形するため、他方 のブレースの先端部２９ａ並びに中間部材３０との間にがたが生じてブレース装 置２５のスリップ変形が大となる。従って、直圧力ＰT を小にした方が良く、他 方のブレースの先端部２９ａのテーパー角度θ1 を大きくすれば直圧力ＰT が小 となり、又、中間部材３０のテーパー角度θ2 を大きくすれば直圧力ＰT は小と なる。11 to 13 show the relationships among the direct pressure P T , the shearing force P S , the coefficient of friction μ, and the angle θ 2 obtained from the equations (1) to (3). FIG. 11 shows the case in which the taper angle θ 2 of the intermediate member 30 is changed from −50 degrees to +50 degrees for several types of taper angle θ 1 of the tip portion 29a of the other brace from 0 degree to 50 degrees. It is a graph of the magnitude of the direct pressure P T , based on the calculation result of (Equation 1). When the direct pressure P T, that is, the force vertically acting on the inclined surface of the outer frame body 27 becomes large, the inclined surface of the outer frame body 27 is deformed to the outside. Jitter is generated and slip deformation of the brace device 25 becomes large. Therefore, it is better that a straight pressure P T in the small, by increasing the taper angle theta 1 of the distal end portion 29a of the other side of the brace straight pressure P T is small, and the addition, the taper angle theta 2 of the intermediate member 30 If it is increased, the direct pressure P T becomes small.
【００２４】 一方、図１２は前記中間部材３０のテーパー角度θ2 と摩擦係数μとの関係を 、（３式）の計算結果に基づいてグラフに示したものである。テーパー角度θ2 が小さくなるに伴って、くさびＴが移動しないために必要な摩擦係数μが小とな る。従って、くさびＴが移動しないために必要な摩擦係数μを小さくし、直圧力 ＰT を小さくするには、テーパー角度θ1 を大きくし、テーパー角度θ2 を小さ くすれば良いことがわかる。On the other hand, FIG. 12 is a graph showing the relationship between the taper angle θ 2 of the intermediate member 30 and the friction coefficient μ, based on the calculation result of (Equation 3). As the taper angle θ 2 becomes smaller, the friction coefficient μ required for the wedge T not to move becomes smaller. Therefore, it is understood that the taper angle θ 1 may be increased and the taper angle θ 2 may be decreased in order to reduce the friction coefficient μ required for the wedge T not to move and reduce the direct pressure P T.
【００２５】 図１３は外枠体２７の傾斜面の外側への変形と中間部材３０のスリップ変形に ついて示したものであり、外枠体２７が外側へ変形した量をΔとすれば、それに 起因する中間部材３０のスリップ変形Δx は次式で表される。FIG. 13 shows the outward deformation of the inclined surface of the outer frame member 27 and the slip deformation of the intermediate member 30, where Δ is the amount of outward deformation of the outer frame member 27. The resulting slip deformation Δ x of the intermediate member 30 is expressed by the following equation.
【００２６】[0026]
【数３】 [Equation 3]
【００２７】 （４式）により、θ1 ＋θ2 を大きくすれば、同じ外枠体２７の変形量σに対す るスリップ変形Δx を小さくすることができる。そして、前述したように中間部 材３０のテーパー角度θ2 が小であるほど摩擦係数μが低くなることから、中間 部材３０のテーパー角度θ2 はそれほど大きくせず、他方のブレースの先端部２ ９ａのテーパー角度θ1 を大きくすれば、外枠体２７に作用する直圧力ＰT を減 少させ、且つ、同一の外枠体２７の変形量Δに対するスリップ変形Δx も減少で きるという相剰効果が生じる。従って、図７に示したブレース装置２５が、実験 の結果によって極めて耐震性に優れた復元力を有することが解明できた。According to (Equation 4), if θ 1 + θ 2 is increased, the slip deformation Δ x with respect to the same deformation amount σ of the outer frame 27 can be reduced. As described above, the smaller the taper angle θ 2 of the intermediate member 30 is, the lower the friction coefficient μ is. Therefore, the taper angle θ 2 of the intermediate member 30 is not increased so much, and the tip portion 2 of the other brace is not increased. a larger taper angle theta 1 of 9a, let decline straight pressure P T acting on the outer frame 27, and a phase of cut with reduced also slip deformation delta x to the amount of deformation delta identical outer frame 27 Surplus effect occurs. Therefore, it was clarified from the results of the experiment that the brace device 25 shown in FIG. 7 has a restoring force with extremely excellent earthquake resistance.
【００２８】 尚、前述したように、外枠体２７の傾斜面が変形するとスリップ変形Δx が大 きくなるため、外枠体２７にリブ等を設けて補強し、外枠体２７の剛性を高める ことも有効な手段であることが実験結果から判明した。 図１４に本考案のブレース装置２５が引張荷重を受けたときの引張力Ｐと伸び δとの関係を示す。図１８に示した従来型の場合と異なり、引張力によりブレー スの母材のみがＡ2 で降伏した後にＡ3 で引張力を解除し、更に圧縮力が作用し たときは、前述したようにブレース装置２５の収縮作用によりＡ4 での座屈が解 消される。従って、Ａ6 で再び引張力が作用すると瞬時に抵抗を開始する。As described above, when the inclined surface of the outer frame body 27 is deformed, the slip deformation Δ x becomes large. Therefore, ribs or the like are provided on the outer frame body 27 to reinforce the outer frame body 27 to increase the rigidity. It was found from the experimental results that increasing the height is also an effective means. FIG. 14 shows the relationship between the tensile force P and the elongation δ when the brace device 25 of the present invention receives a tensile load. Unlike the case of the conventional type shown in FIG. 18, when only the base material of the braces yields at A 2 due to the tensile force and then the tensile force is released at A 3 , and the compressive force is applied, Moreover, the buckling at A 4 is canceled by the contraction action of the brace device 25. Therefore, when the tensile force is applied again at A 6 , the resistance instantly starts.
【００２９】 図１５は図１に示した建築物が交番荷重を受けて変形した状態を示し、その変 位量をｕとすれば、二つのブレース装置２５，２５をＸ形に使用しているため、 交番荷重Ｑと変位ｕとの関係は、図１７に示すようなグラフとなる。即ち、二つ のブレース装置２５，２５を使用しているため降伏後の除荷剛性が初期剛性ＫO の２倍となり、履歴面積が大となって極めて耐震性の高いブレースとなる。FIG. 15 shows a state in which the building shown in FIG. 1 is deformed by receiving an alternating load, and if the displacement amount is u, the two brace devices 25, 25 are used in an X shape. Therefore, the relationship between the alternating load Q and the displacement u becomes a graph as shown in FIG. That is, since the two brace devices 25, 25 are used, the unloading rigidity after yielding is twice the initial rigidity K O , the hysteresis area is large, and the brace has extremely high earthquake resistance.
【００３０】 尚、本考案は、本考案の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、 そして、本考案が該改変されたものに及ぶことは当然である。The present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and it goes without saying that the present invention extends to the modified one.
【００３１】[0031]
本考案は上記実施例に詳述したように、ブレース装置を引張力に対しては抵抗 し、圧縮力に対しては抵抗せずに収縮するようにしたことにより、引張力と圧縮 力との交番荷重に対してエネルギーの吸収が大となり、極めて耐振性能が高くな る。従って、耐震性が高く且つ強風等の振れに強い構造物を建造することが可能 となる。 As described in detail in the above embodiment, the present invention is designed so that the brace device is configured to resist tensile force and contract without compressive force so that tensile force and compressive force are The energy absorption is large with respect to the alternating load, and the vibration resistance is extremely high. Therefore, it is possible to construct a structure that has high earthquake resistance and is strong against vibrations such as strong winds.
【００３２】 更に、特公昭６１−２１３２号公報の実施例が摩擦力によってのみ抵抗するの に比較して、本考案のブレース装置はブレースの先端部にテーパーを設けて外枠 体に係止するため、外枠体等各部材の摩擦係数を高くすることなく、簡単な構成 で安全且つ確実な作動結果が得られる等、正に実用的価値ある考案である。Further, in comparison with the embodiment of Japanese Patent Publication No. 61-2132 which resists only by frictional force, the brace device of the present invention is provided with a taper at the tip of the brace and is locked to the outer frame body. Therefore, it is a truly practical idea that a safe and reliable operation result can be obtained with a simple structure without increasing the friction coefficient of each member such as the outer frame.
【図１】Ｘ形の鉄骨構造に本考案のブレース装置を備え
た建築物の要部正面図。FIG. 1 is a front view of a main part of a building including an X-shaped steel structure and a brace device of the present invention.
【図２】本考案のブレース装置の縦断正面図。FIG. 2 is a vertical sectional front view of the brace device of the present invention.
【図３】図２のＤ−Ｄ線断面図。3 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG.
【図４】第１の実験に使用したブレース装置の縦断正面
図。FIG. 4 is a vertical sectional front view of the brace device used in the first experiment.
【図５】第１の実験結果を示し、交番荷重とブレース装
置のスリップ変形量との関係を示すグラフ。FIG. 5 is a graph showing the first experimental result and showing the relationship between the alternating load and the slip deformation amount of the brace device.
【図６】第１の実験結果を示し、交番荷重とブレース全
体の変形量との関係を示すグラフ。FIG. 6 is a graph showing the result of the first experiment and showing the relationship between the alternating load and the deformation amount of the entire brace.
【図７】第２の実験に使用したブレース装置の縦断正面
図。FIG. 7 is a vertical sectional front view of the brace device used in the second experiment.
【図８】第２の実験結果を示し、交番荷重とブレース装
置のスリップ変形量との関係を示すグラフ。FIG. 8 is a graph showing the result of the second experiment and showing the relationship between the alternating load and the slip deformation amount of the brace device.
【図９】第２の実験結果を示し、交番荷重とブレース全
体の変形量との関係を示すグラフ。FIG. 9 is a graph showing the result of the second experiment and showing the relationship between the alternating load and the deformation amount of the entire brace.
【図１０】中間部材に作用する力と中間部材の角度との
関係についての説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a relationship between a force acting on the intermediate member and an angle of the intermediate member.
【図１１】中間部材のテーパー角度と外枠体に対する直
圧力との関係を示すグラフ。FIG. 11 is a graph showing the relationship between the taper angle of the intermediate member and the direct pressure on the outer frame.
【図１２】中間部材のテーパー角度と摩擦係数との関係
を示すグラフ。FIG. 12 is a graph showing the relationship between the taper angle of the intermediate member and the coefficient of friction.
【図１３】外枠体の傾斜面の外側への変形と中間部材の
スリップ変形についての説明図。FIG. 13 is an explanatory diagram of outward deformation of the inclined surface of the outer frame and slip deformation of the intermediate member.
【図１４】本考案のブレース装置に引張荷重を加えたと
きの引張力と伸びとの関係を示すグラフ。FIG. 14 is a graph showing the relationship between tensile force and elongation when a tensile load is applied to the brace device of the present invention.
【図１５】Ｘ形の鉄骨構造に本考案のブレース装置を備
えた建築物が変形した状態を示す要部正面図。FIG. 15 is a front view of a main portion showing a state in which a building including the brace device of the present invention is deformed in an X-shaped steel structure.
【図１６】本考案のブレース装置に交番荷重を加えたと
きの荷重と変位との関係を示すグラフ。FIG. 16 is a graph showing the relationship between load and displacement when an alternating load is applied to the brace device of the present invention.
【図１７】従来のＸ形の鉄骨構造にブレース装置を備え
た建築物の要部正面図。FIG. 17 is a front view of a main part of a building including a conventional X-shaped steel frame structure and a brace device.
【図１８】従来のブレース装置に引張荷重を加えたとき
の引張力と伸びとの関係を示すグラフ。FIG. 18 is a graph showing the relationship between tensile force and elongation when a tensile load is applied to a conventional brace device.
【図１９】従来のブレースを用いた建築物に交番荷重を
加えたときの荷重と変形との関係を示すグラフ。FIG. 19 is a graph showing the relationship between load and deformation when an alternating load is applied to a building using conventional braces.
【図２０】特公昭６１−２１３２号公報記載のブレース
装置の第１実施例の要部正面図。FIG. 20 is a front view of the essential portions of the first embodiment of the brace device described in Japanese Patent Publication No. 61-2132.
【図２１】特公昭６１−２１３２号公報記載のブレース
装置の第３実施例の縦断面図。FIG. 21 is a vertical sectional view of a third embodiment of the brace device described in Japanese Patent Publication No. 61-2132.
【図２２】「荷重−変位」特性の実験に使用した特公昭
６１−２１３２号公報記載のブレース装置の縦断正面
図。FIG. 22 is a vertical cross-sectional front view of a brace device described in Japanese Patent Publication No. 61-2132 used for an experiment of “load-displacement” characteristics.
【図２３】実験結果を示し、交番荷重とブレース装置の
スリップ変形量との関係を示すグラフ。FIG. 23 is a graph showing the experimental results and showing the relationship between the alternating load and the slip deformation amount of the brace device.
【図２４】実験結果を示し、交番荷重とブレース全体の
変形量との関係を示すグラフ。FIG. 24 is a graph showing the experimental results and showing the relationship between the alternating load and the deformation amount of the entire brace.
【図２５】図２４に示したブレース装置の摩擦係数を高
めて実験した結果を示し、交番荷重とブレース装置のス
リップ変形量との関係を示すグラフ。FIG. 25 is a graph showing the results of an experiment in which the friction coefficient of the brace device shown in FIG. 24 is increased, and showing the relationship between the alternating load and the slip deformation amount of the brace device.
【図２６】図２４に示したブレース装置の摩擦係数を高
めて実験した結果を示し、交番荷重とブレース全体の変
形量との関係を示すグラフ。FIG. 26 is a graph showing the results of an experiment in which the friction coefficient of the brace device shown in FIG. 24 is increased, and showing the relationship between the alternating load and the deformation amount of the entire brace.
２１ 鉄骨柱 ２２，２３ 鉄骨梁 ２５ ブレース装置 ２６ 一方のブレース ２７ 外枠体 ２８ 開口部 ２９ 他方のブレース ２９ａ 他方のブレースの先端部 ３０ 中間部材 ３１ 圧縮ばね θ1 他方のブレースと中間部材との角度（他
方のブレースの先端部の片側のテーパー角度） θ2 一方のブレースの外枠体の傾斜面と他方
のブレースの先端部の傾斜面との角度（中間部材の片側
のテーパー角度）21 Steel Column 22, 23 Steel Beam 25 Brace Device 26 One Brace 27 Outer Frame 28 Opening 29 The Other Brace 29a The Tip of the Other Brace 30 Intermediate Member 31 Compression Spring θ 1 Angle between the Other Brace and the Intermediate Member (Tapered angle on one side of the tip of the other brace) θ 2 Angle between the inclined surface of the outer frame of one brace and the inclined surface of the tip of the other brace (tapered angle on one side of the intermediate member)
Claims (2)
一方のブレースの分割部に外枠体を固設し、この外枠体
の開口部の中へ他方のブレースの分割部の先端部を挿入
するとともに、前記外枠体の幅寸法を開口部に向けて先
細りのテーパー状に形成し、且つ、該他方のブレースの
分割部の先端部の幅寸法を幅広にして後方へ向けて幅狭
となるテーパー状にし、前記一方のブレースの外枠体と
他方のブレースの先端部との間隙部に中間部材を介装
し、一方のブレースの外枠体の内側面と他方のブレース
の先端部の外側面とを中間部材を介して対峙させたこと
を特徴とするブレース装置。1. A brace stretched between steel beams is divided,
An outer frame is fixed to one of the divided portions of the brace, the tip of the divided portion of the other brace is inserted into the opening of the outer frame, and the width of the outer frame is set to the opening. Is formed in a taper shape toward the outside, and the width dimension of the tip end portion of the divided portion of the other brace is widened to be a taper shape that becomes narrower toward the rear, and the outer frame body of the one brace is formed. An intermediate member is interposed in the gap between the tip of the other brace and the inner surface of the outer frame of one brace and the outer surface of the tip of the other brace are opposed to each other via the intermediate member. A characteristic brace device.
スの先端部との間隙部に介装する中間部材は、その幅寸
法を外枠体の開口部に向けて先細りのテーパー状にし、
圧縮ばねにて中間部材を外枠体の開口部に向けて押圧す
るように付勢した請求項１記載のブレース装置。2. The intermediate member interposed in the gap between the outer frame of one brace and the tip of the other brace has a width that tapers toward the opening of the outer frame,
The brace device according to claim 1, wherein the intermediate member is biased by a compression spring so as to be pressed toward the opening of the outer frame.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2116592U JP2546247Y2 (en) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | Brace equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2116592U JP2546247Y2 (en) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | Brace equipment |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003322203A (en) * | 2002-04-30 | 2003-11-14 | 隆夫 ▲高▼松 | Clearance filling tensile type vibration control structure |
| JP2014034823A (en) * | 2012-08-09 | 2014-02-24 | Sekisui Chem Co Ltd | Vibration control structure of building and shock-absorber |
| CN108867857A (en) * | 2018-09-07 | 2018-11-23 | 沈阳建筑大学 | A kind of assembly Braced Frames structure with function of seismic resistance |
| KR101985949B1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-06-05 | 주식회사 태창닛케이 | Soundproof tunnel structure |
-
1992
- 1992-04-07 JP JP2116592U patent/JP2546247Y2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR101985949B1 (en) * | 2018-07-13 | 2019-06-05 | 주식회사 태창닛케이 | Soundproof tunnel structure |
| CN108867857A (en) * | 2018-09-07 | 2018-11-23 | 沈阳建筑大学 | A kind of assembly Braced Frames structure with function of seismic resistance |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2546247Y2 (en) | 1997-08-27 |
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