JPH0723108U - ブレース装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 地震や強風等によって生じる建築物の振動エ
ネルギーを効果的に吸収することにより、該建築物の耐
震性を向上させる。 【構成】 シリンダー１２のロッド側油室１２ａとボト
ム側油室１２ｂとを連結する油路１２ｃ，１２ｄを設
け、該油路１２ｃ，１２ｄには前記ロッド側油室１２ａ
からボトム側油室１２ｂへの油１６の流動を阻止する逆
止弁１７，１７ａを設ける。又、ロッド１４の先端部１
４ａとシリンダー１２のボトム側とに夫々取付け部１
５，１５を固設して建築物のブレース装置１１を形成す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はブレース装置に関するものであり、特に、建築物や土木構造物の耐震 用として用いられる。

【０００２】

【従来の技術】

従来の此種ブレースについて図６乃至図９に従って説明する。 図６は鉄骨構造を示したものであり、同図（ａ）は鉄骨梁１ａ，１ｂ間にＸ形 にブレース母材２ａ，２ｂが張設されている。又、同図（ｂ）は前記鉄骨梁１ａ ，１ｂ間にＫ形にブレース母材３ａ，３ｂを設けたものである。そして、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。

【０００３】 而して、図７は図６の鉄骨梁１ａに矢印方向の水平力が作用したときのブレー ス母材２ａ，２ｂ又は３ａ，３ｂの分散荷重の状況を示す。図７（ａ）に於て、 鉄骨梁１ａに矢印方向の水平力が作用した場合は、ブレース母材２ａにはその両 端方向へ引張力Ｐが作用し、ブレース母材２ｂにはその両端から中心方向へ圧縮 力Ｏが作用する。又、同図（ｂ）に於て、矢印方向の水平力が鉄骨梁１ａに作用 した場合は、ブレース母材３ａにはその両端方向へ引張力Ｐが作用し、ブレース 母材３ｂにはその両端から中心方向へ圧縮力Ｏが作用する。尚、地震や強風等の 揺れに於ては、鉄骨梁１ａ及び１ｂに作用する水平力の方向が反転することによ り、交番荷重を受けることになる。

【０００４】 更に、図８に於いて、図６（ａ）に示すブレース母材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 レース母材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 の間でブレース母材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 の間はブレース母材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。次に、新たに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 以降は前述と同様なサイクルの反復となる。

【０００５】 この結果、図９に示した構造物における交番荷重と変形との関係のとおり、復 元力特性の履歴面積は非常に小さくなり耐震性の劣るものとなる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

従来のブレースは上述せる如く、引張と圧縮との交番荷重を受けた場合、圧縮 力に対しては座屈する反面、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。 そこで、ブレース母材の断面積を必要以上に大とせずに座屈を防止し、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、本考案はこの課題を解決することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この考案は上記目的を達成するために提案されたものであり、柱梁構造骨組の ブレースに取付けられるブレース装置であって、該ブレース装置は油圧シリンダ にて形成され、該油圧シリンダには圧力油が充填されると共に、該油圧シリンダ はロッド側油室とボトム側油室とを逆止弁を介して連結され、該逆止弁によって 油圧シリンダに介装されているロッドが伸長側のみを規制されているブレース装 置を提供するものである。

【０００８】

【作用】

本考案のブレース装置を、例えば建築物に取付けられているブレース母材に配 設する。然るときは、該ブレース装置に地震や強風等の揺れによる引張力が作用 したときは、該ブレース装置のロッド側油室とボトム側油室とを連結する油路に 設けられた逆止弁により、油の流動が阻止される。斯くして、前記ブレース母材 には引張力に対して強固な抵抗力が生じる。

【０００９】 一方、該ブレース装置に圧縮力が作用したときは、前記油路を経由して油が容 易に流動できるため、該ブレース装置が収縮し前記ブレース母材が座屈すること はない。 斯くして、建築物の柱梁構造骨組の変形が阻止される。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図１乃至図５に従って詳述する。先ず、図１はブレ ース装置１１の縦断正面図であり、同図に従って該ブレース装置１１の構成につ いて説明する。 同図（ａ）に於いて、１２はシリンダーであり、該シリンダー１２はピストン １３を内蔵するとともに、該ピストン１３に固着されたロッド１４の先端部１４ ａとシリンダー１２のボトム側とに、夫々取付け部１５，１５が固設される。更 に、シリンダー１２の内部には圧力油１６が充填されており、該シリンダー１２ のロッド側油室１２ａとボトム側油室１２ｂとを連結する油路１２ｃを該シリン ダー１２の外部に設けるとともに、該油路１２ｃには前記ロッド側油室１２ａか ら前記ボトム側油室１２ｂへの油１６の流動を阻止する逆止弁１７を設ける。依 って、本ブレース装置は圧縮方向の動作については許容し、伸長方向の動作につ いては規制される構造となっている。

【００１１】 又、同図（ｂ）は、機能については同図（ａ）と同様であるが、シリンダー１ ２のロッド側油室１２ａとボトム側油室１２ｂとの間の油路１２ｄ，１２ｄ及び 、逆止弁１７ａ，１７ａをピストン１３ａに内設した例を示したものであり、上 記以外の他の構成については同図（ａ）と同様である。尚、前記油路１２ｄ，１ ２ｄ及び逆止弁１７ａ，１７ａについては２個の例を示したが、２個に限定され るべきではなく、１個以上設ければよい。

【００１２】 更に、同図（ｃ）は同図（ｂ）と同様な構成に付加して、シリンダー１２の外 側面に円筒体１８を遊嵌した例を示す。而して、該円筒体１８は、その一端部を ロッド側取付け部１５に固着してロッド１４の曲げ剛性を助成している。 次に、本ブレース装置の取付実施例について図２に従って説明する。同図は建 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、該鉄 骨柱２１，２１間には上下に鉄骨梁２２，２３が夫々平行に架設されている。

【００１３】 図２（ａ）はＸ形ブレース構成を示し、鉄骨柱２１，２１と鉄骨梁２２，２３ との接続隅部にプレート２４ａ，２４ａ，２４ｂ，２４ｂを溶着し、上部の夫々 のプレート２４ａ，２４ａにブレース装置１１，１１の一方の取付け部１５，１ ５をボルト締め等の手段によって連結する。更に、該ブレース装置１１，１１の 他方の取付け部１５，１５にブレース母材２５，２５の一端部を連結するととも に、該ブレース母材２５，２５をＸ状に交鎖させて該ブレース母材２５，２５の 他端部を下部のプレート２４ｂ，２４ｂに連結する。

【００１４】 又、図２（ｂ）はＫ形ブレース構成を示したものであり、上部の鉄骨梁２２の 略中央部位にプレート２４ｃを固設し、該プレート２４ｃに２個のブレース装置 １１，１１の一方の取付け部１５，１５を連結する。更に、該ブレース装置１１ ，１１の他方の取付け部１５，１５にブレース母材２５ａ，２５ａの一端部を連 結するとともに、該ブレース母材２５ａ，２５ａを交鎖せずにその他端部を下部 のプレート２４ｂ，２４ｂに夫々連結する。

【００１５】 次に、Ｘ形ブレース構成をベースとして、外力に対して本ブレース装置を１個 用いた場合と２個用いた場合との夫々の復元力特性について、図３に従って説明 する。 図３（ａ）は１個のブレース装置Ａがブレース母材Ａ１に介装され、鉄骨梁２ ２に矢印方向の交番外力が作用する場合を示し、図３（ｂ）は前記図３（ａ）に 示した交番外力が作用した場合の該ブレース装置Ａ及びブレース母材Ａ１の復元 力特性を示す。

【００１６】 ：引張方向の力が作用すると、ブレース装置Ａは引張力に対して直ちに抵抗 するが、その引張力に比例してブレース母材Ａ１は僅かに弾性変形をし、引張力 が一定以上になれば降伏点Ｕとなる。 ：ブレース母材Ａ１は降伏点Ｕから塑性変形を生じる。 ：引張力が解除されるとブレース母材Ａ１は僅かに収縮する。

【００１７】 ：圧縮力が作用すると直ちにブレース装置Ａは収縮して変形０となる。 ：更に、ブレース装置Ａが収縮してＶ点に達する。 ：次のサイクルの交番外力による引張力が作用したときは、該引張力に対し て直ちに抵抗し、該ブレース母材Ａ１は僅かに弾性変形する。 ：降伏点に達したときは塑性変形を生じる。

【００１８】 以降は前記乃至の工程を反復する。 図４（ａ）は、図３（ａ）と同様に１個のブレース装置Ｂがブレース母材Ｂ１ に介装された例を示し、図４（ｂ）は該ブレース装置Ｂ及びブレース母材Ｂ１の 復元力特性を示す。同図において、 ：圧縮方向の力が作用すると、直ちにブレース装置Ｂが収縮する。

【００１９】 ：引張方向の力が作用するとブレース母材Ｂ１は引張力に抵抗しながら伸長 し、引張力が一定以上になれば降伏点Ｕ１となる。 ：ブレース母材Ｂ１は塑性変形により伸長するとともに、ブレース装置Ｂ も引張されてＶ１点に達する。 ：引張力が解除されるとブレース母材Ｂ１は僅かに収縮する。

【００２０】 ：次のサイクルの交番外力が作用したときは、上述の乃至の復元力特性 を反復する。 図５（ａ）は２個のブレース装置Ａ，ＢがＸ形に構成されているブレース母材 Ａ１，Ａ２の夫々に介装した例を示し、図５（ｂ）は前記構成における復元力特 性を示す。

【００２１】 ：右矢印方向の外力が作用すると、外力に対してブレース装置Ｂは収縮する が、ブレース装置Ａは直ちに抵抗し、その外力に比例してブレース母材Ａ１は僅 かに弾性変形しながら引張力が一定以上になれば降伏点Ｕ２となる。 ：ブレース母材Ａ１は降伏点Ｕ２から塑性変形を生じる。 ：右矢印方向の外力が解除されると、ブレース母材Ａ１は僅かに収縮する。 次に、左矢印方向の外力が作用するとブレース装置Ａは収縮するが、ブレース装 置Ｂは直ちに抵抗し、ブレース母材Ｂ１は引張力に抵抗しながら伸長する。そし て、引張力が一定以上になれば降伏点Ｕ３となる。

【００２２】 ：ブレース母材Ｂ１は塑性変形により伸長するとともにブレース装置Ｂも 引張されてＶ２点に達する。 ：左矢印方向の外力が解除されると、ブレース母材Ｂ１は僅かに収縮する。 ：次のサイクルの交番外力が作用したときは、上述の乃至の復元力特性 を反復する。

【００２３】 而して、本ブレース装置を２個用いたＸ形ブレース構成は、図３（ｂ）と図４ （ｂ）とにおける夫々の復元力特性を加えた合成復元力特性となり、外力に対し て図５（ｂ）に示す如き履歴面積の大きい復元力特性を有するので、地震時等の 振動エネルギーを効果的に吸収して建築物の耐震性を向上する。 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。

【００２４】

【考案の効果】

本考案は上記一実施例にて詳述せる如く、油圧シリンダーを用いたブレース装 置は、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。そのた め、引張力と圧縮力との交番外力に対して復元力の履歴面積が大となって外力の エネルギーの吸収性能が向上し、極めて高い耐震性能が得られる。

【００２５】 斯くして、簡単な構成によって建築物等の耐震性の向上及び軽量化に寄与でき る等、正に諸種の実用的価値ある考案である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）本考案のブレース装置の一実施例を示
し、その縦断正面図。 （ｂ）ブレース装置の他の実施例を示し、その縦断正面
図。 （ｃ）ブレース装置の更に他の実施例を示し、その縦断
正面図。

【図２】（ａ）ブレース装置の取付例を示す解説図。 （ｂ）ブレース装置の他の取付例を示す解説図。

【図３】（ａ）１個のブレース装置の取付例を示す解説
図。 （ｂ）図３（ａ）における復元力特性図。

【図４】（ａ）１個のブレース装置の他の取付例を示す
解説図。 （ｂ）図４（ａ）における復元力特性図。

【図５】（ａ）２個のブレース装置の取付例を示す解説
図。 （ｂ）図５（ａ）における復元力特性図。

【図６】（ａ）従来例を示し、Ｘ形ブレース構成の解説
図。 （ｂ）従来例を示し、Ｋ形ブレース構成の解説図。

【図７】（ａ）図６（ａ）における荷重解説図。 （ｂ）図６（ｂ）における荷重解説図。

【図８】従来形のブレース母材における引張力と変形と
の関係を示すグラフ。

【図９】従来形のブレース母材における交番荷重と変形
との関係を示すグラフ。

【符号の説明】

１１ ブレース装置 １２ シリンダー １２ａ ロッド側油室 １２ｂ ボトム側油室 １２ｃ 油路 １５ 取付け部 １６ 油 １７ 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 草場 茂樹 茨城県つくば市大字鬼ケ窪字下山1043番１ 株式会社熊谷組技術研究所内 (72)考案者 久保 隆司 茨城県つくば市大字鬼ケ窪字下山1043番１ 株式会社熊谷組技術研究所内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 柱梁構造骨組のブレースに取付けられる
   ブレース装置であって、該ブレース装置は油圧シリンダ
   にて形成され、該油圧シリンダには圧力油が充填される
   と共に、該油圧シリンダはロッド側油室とボトム側油室
   とを逆止弁を介して連結され、該逆止弁によって油圧シ
   リンダに介装されているロッドが伸長側のみを規制され
   ていることを特徴とするブレース装置。