JPH09221830A - ブレース材およびブレース材の建築物への取り付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンプル、安価で柱材、梁材への取付けおよ
び加工が容易で、かつ、座屈防止機能を向上させる。 【解決手段】 補剛管１内に軸力材である平鋼３を挿入
し、該平鋼３あるいは補剛管１に座屈止め２を取付けて
構成するか、または、角形鋼管からなる補剛管１の角部
分に軸力材である平鋼３を支持させて、前記平鋼３に圧
縮力が作用したときに材芯直角方向へたわみ、座屈する
のを補剛管１で拘束したブレース材であり、また、ブレ
ース材の両端部には、断面十字型の継手部材５、５が設
けられる。前記ブレース材両端部の継手部材５、５は、
柱材６および梁材７に固着された断面十字型のガセット
プレート８に固着され、補剛管１の一面が壁面と平行な
面を形成するように、取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建築物等の鋼構造
物のブレース材および該ブレース材の建築物への取り付
け構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】ブレース材は建築物等の鋼構造物に従来
より数多く使用されており、座屈の防止については以下
の先行技術が開示されている。

【０００３】図１６（ａ）（ｂ）は、特開平４ー１４９
３４５号公報に開示された「トラス用二重鋼管型構造部
材」の側断面図である。

【０００４】図１６（ａ）において、外管９の内部に内
管１０を隙間αを設けて挿入し、外管９を軸力材、内管
１０を軸力を受けない補剛材とする。

【０００５】図１６（ｂ）において、圧縮軸力Ｐを受け
ると、外管９が座屈しようとするのを内管１０の曲げ抵
抗（矢印）により補剛する（先行技術１）。

【０００６】これにより外管９が塑性変形を始めても軸
方向へのみ変形させ、その変形量を大きく、かつ、安定
したものにさせてエネルギー吸収能力を大きくしたもの
である。

【０００７】また、図１７は、実開昭６３ー１０１６０
３号公報に開示された「座屈拘束筋かい部材」の断面図
で、角形鋼管１１で補強された座屈拘束用コンクリート
部材１２に鋼製の中心軸力部材１３が挿通され、当該中
心軸力部材１３の表面とコンクリート部材１２との間に
付着防止皮膜１４が設けられている（先行技術２）。

【０００８】圧縮力を受けるとき、中心軸力部材１３が
座屈するのをコンクリート部材１２が拘束し、中心軸力
部材１３は軸方向にだけ変形することによりエネルギー
吸収能力を大きくしたものである。

【０００９】図１８で示すように、通常の単材のみでブ
レース材とした場合は、圧縮力が加わると座屈が発生
し、実線に示すように耐力が急激に低下し、その変形量
も極めて小さくなる。前記先行技術１、２は、破線で示
すように軸方向変形量を大きくするために提案されたも
のである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先行技
術１では、軸力材に鋼管を用いるため、ブレース材とし
て使用するには柱、梁材等との接合構造が複雑となり、
軸力材の端部の加工に労力を要し、コスト高となる問題
がある。

【００１１】また、先行技術２によれば、軸力材端部の
加工は容易であるが、角形鋼管柱内にコンクリートを充
填しなければならないこと、軸力材にアスファルト等か
らなる付着防止皮膜を塗布しなければならないこと、の
ためコスト高となる問題がある。

【００１２】本発明は、前述の問題点を解決するため、
よりシンプルな座屈防止機構を持ち、安価で、軸力材端
部の取付け、加工が容易なブレース材を提供することを
目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前述の課題を解決する第
一の手段は、座屈止めを設けた補剛管に、軸力材である
平鋼を隙間を設けて挿入し、前記平鋼に圧縮力が作用し
たときに材芯直角方向へたわみ、座屈するのを補剛管が
拘束することを特徴とするブレース材である。

【００１４】前記第一の手段によれば、補剛管は、円
形、角形または溶接組立型の箱状角形が用いられ、座屈
止めは補剛管の長さと略一致して補剛管の内面に設けら
れ、部分的な溶接により補剛管内面に取付けられる。

【００１５】平鋼は、軸力材の機能を有し、前記座屈止
めに隙間を設けて前記補剛管内に支持され、補剛管の両
端部にスポット溶接で取付けられる。

【００１６】前記平鋼に圧縮力が作用したときに材芯直
角方向へたわみ、座屈するのを座屈止めを介して補剛管
が拘束する。

【００１７】前述の課題を解決する第二の手段は、角形
鋼管からなる補剛管に、軸力材である平鋼を隙間を設け
て対角配置で挿入し、前記軸力材である平鋼に圧縮力が
作用したときに材芯直角方向へたわみ、座屈するのを補
剛管の角部で拘束することを特徴とするブレース材であ
る。

【００１８】前記第二の手段によれば、補剛管は、角形
鋼管が用いられ、溶接組立型の箱状角形鋼管を含むもの
で、平鋼は、補剛管の両端部でスポット溶接され、補剛
管の角部で支持される。

【００１９】前述の課題を解決する第三の手段は、補剛
管に、軸力材である平鋼に座屈止めを取り付けて隙間を
設けて挿入し、前記軸力材に圧縮力が作用したときに材
芯直角方向へたわみ、座屈するのを補剛管が拘束するこ
とを特徴とするブレース材である。

【００２０】前記第三の手段によれば、補剛管は、円
形、角形または溶接組立型の箱状角形が用いられれる。

【００２１】軸力材である平鋼は、補剛管の略長さと一
致した座屈止めを側面に溶接等により取り付け断面十字
型を形成している。補剛管が角形の場合は、角部分で平
鋼と座屈止めを支持しても良い。平鋼と座屈止めは補剛
管との間に隙間を設けて挿入され、平鋼は補剛管の両端
部でスポット溶接により支持される。

【００２２】前述の課題を解決する第四の手段は、角形
鋼管からなる補剛管に、軸力材である平鋼を隙間を設け
て対角配置で挿入し、該軸力材である平鋼の両端部に、
平鋼の配置角度に対し、４５°の異なった角度で断面十
字型の継手部材を固着してなるブレース材である。

【００２３】前記第四の手段によれば、ブレース材の両
端部に断面十字型の継手部材を設けて、補剛管１の一面
を壁面と平行に形成され、壁材の収まりが良好となる。

【００２４】前述の課題を解決する第五の手段は、角形
鋼管からなる補剛管に、軸力材である平鋼を隙間を設け
て対角配置で挿入し、該軸力材である平鋼の両端部に、
一片が前記平鋼の延長上に形成され、他片が平鋼と直交
して取り付けられた継手部材を、固着してなるブレース
材である。

【００２５】前記第五の手段によれば、軸力材である平
鋼の延長上に継手部材の二片が形成され、他片に直角配
置で部材が取り付けられるので、加工が容易であり、ブ
レース材の補剛管の一面が壁面と平行な面を形成し、壁
材の収まりが良好となる。

【００２６】前述の課題を解決する第六の手段は、断面
十字型のガセットプレートの一端において、部材の二片
の端部が柱材に固着され、他の二片の端部が梁材の上面
に固着されており、前記ガセットプレートの他端が、前
記第五の手段に記載のブレース材の継手部材に固着され
てなるブレース材の建築物への取り付け構造である。

【００２７】前記第七の手段によれば、断面十字型のガ
セットプレートの一端において、部材の二片の端部が柱
材に固着され、他の二片の端部が梁材の上面に固着され
るので、柱材と梁材との溶接部とのラップが生じないの
で、溶接のダブリが防止され、欠陥が発生しない。ま
た、以上の取り付け構造を採用することにより、補剛管
の一面が壁面と平行な面を形成するようにブレースが取
り付けられ、壁材の収まりが良好となる。

【００２８】

【発明の実施の形態】図１（ａ）（ｂ）は、本発明のブ
レース材にかかる第一の実施形態にかかる断面図であ
る。

【００２９】図１（ａ）は補剛管１が円形の鋼管から形
成されており、該補剛管１の内面に座屈止め２、２が溶
接等により取付けられている。

【００３０】３は軸力材である平鋼で、前記座屈止め
２、２および補剛管１との間に小なる隙間αを設けて挿
入されている。隙間αは軸力材である平鋼３の板厚の１
／２０から１／４０程度で、平鋼３の側部と座屈止め
２、２および補剛管１との間が摺動可能で、拘束されな
い程度の隙間とする。

【００３１】図１（ｂ）は補剛管１が角形の鋼管から形
成されており、該補剛管１の内面に座屈止め２、２が溶
接等により取付けられている。

【００３２】３は軸力材である平鋼で、前記座屈止め
２、２および補剛管１との間に、前述と同様の小なる隙
間αを設けて挿入されている。

【００３３】図２は、前記図１（ａ）（ｂ）のＡ−Ａま
たはＢ−Ｂ断面図である。図２において、平鋼３は補剛
管１より長めに形成され、両端部３ａ、３ｂは図示しな
い柱または梁に取付けるためのボルト孔（図示せず）が
設けられる。

【００３４】さらに、補剛管１の両端部は平鋼３を支持
するために上下にスポット溶接４・・が行われる。

【００３５】また、座屈止め２と補剛管１との溶接は、
補剛管１の長手全面に施工する必要はなく、補剛管１の
両端付近に施工されればよい。

【００３６】前記平鋼３に圧縮力が作用したときに材芯
直角方向へたわみ、座屈するのを補剛管１が拘束する。
軸力材は平鋼３で形成されるので、ボルトの穴明けが簡
単で、柱または梁の金具との取り合いが簡単化される。

【００３７】図３は、本発明のブレース材にかかる第二
の実施の形態にかかる断面図である。図３において、軸
力材である平鋼３は、角形鋼管１の角部分を利用して支
持され、前述の座屈止めを不要としている。隙間αは第
一の実施の形態と同様に角形鋼管１の角部分に設ける。

【００３８】図４は、図３のＣ−Ｃ断面図で、平鋼３は
補剛管１より長めに形成され、補剛管１の両端部でスポ
ット溶接４・・により支持されている。

【００３９】前記軸力材である平鋼３に圧縮力が作用し
たときに材芯直角方向へたわみ、座屈するのを補剛管１
の角部で拘束する。

【００４０】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明のブレ
ース材にかかる第三の実施の形態にかかる断面図であ
り、軸力材である平鋼３の側面に座屈止め２′・を溶接
等により取り付け、断面十字型を形成する。

【００４１】図５（ａ）は、円形鋼管からなる補剛管１
内に挿入した例で、また、図５（ｂ）は、角形鋼管から
なる補剛管１内に挿入した例、図５（ｃ）は角形鋼管か
らなる補剛管１の角部分を利用して挿入した例である。
前記の平鋼３と座屈止め２′は前述の第一実施の形態と
同様の隙間αを補剛管１との間に設ける。

【００４２】図６は、図５（ａ）（ｂ）（ｃ）のＤ−
Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ−Ｆ断面図で、平鋼３は補剛管１より長
めに形成され、補剛管１の両端部においてスポット溶接
４・・により支持されている。

【００４３】軸力材である平鋼３に圧縮力が作用したと
きに材芯直角方向へたわみ、座屈するのを補剛管１が拘
束する。座屈止め２′はあらかじめ平鋼３に溶接等によ
り取付けられてから補剛管１に挿入されるので、製造が
容易である。

【００４４】以上、第一、第二、第三の実施の形態にお
いて、円形、角形の鋼管からなる補剛管１は、二つ割り
で製造し、軸力材である平鋼３、座屈止め２、２′が挿
入または取付けられてから溶接またはボルト締結等によ
り一体の円形または角形鋼管としてもよい。この場合
は、平鋼の両端が補剛管１の径より大きい任意の柱梁の
取付け部が形成できる利点がある。

【００４５】さらに、円形、角形鋼管は、一体物に限定
されなく溶接組立型により製造されてもよい。

【００４６】図７（ａ）（ｂ）は、繰り返し荷重と歪み
との関係を表示したグラフであり、図７（ａ）は補剛管
１を設けない場合であり、図７（ｂ）は本発明にかかる
軸力材を平鋼３とし補剛管１で座屈を拘束した場合であ
る。

【００４７】グラフからも明らかなように、図７（ｂ）
に示す本発明では、補剛管１が平鋼３からなる軸力材の
座屈を拘束するので、軸方向のみに変形し、補剛管１が
ない図７（ａ）よりも大きなエネルギー吸収が期待で
き、地震、風等による繰り返し荷重下においても、復元
力特性の性状を改善することができる。

【００４８】次に、図８は本発明にかかるブレース材の
第四の実施の形態を示す側断面図で、図３に示す実施の
形態のブレース材と同様に、角形鋼管からなる補剛管１
内に隙間αを設けて補剛管１の隅角を利用して対角配置
で軸力材である平鋼３を取付け、該平鋼３の両端部に断
面十字型の継手部材５、５を溶接等により取り付ける。
前記継手部材５、５は、柱材および梁材との継ぎ材であ
る。

【００４９】尚、図９は図８のＧ−Ｇ断面図、図１０は
図８のＨ−Ｈ断面図であり、継手部材５は、図示のとお
り、軸力材である平鋼３に対し４５°シフトさせて取り
付けられている。

【００５０】図１１は、前記平鋼３と継手部材５の取り
付け方法の一例を示した側面の斜視図であり、補剛管１
内に対角配置で取り付けられた平鋼３の端部にスリット
３′を形成し、該スリット３′に継手部材５を挿入して
溶接する。

【００５１】図１２は、前記本発明の第四の実施の形態
のブレース材を、柱材６および梁材７が交わる隅部に取
り付けた状態を示した斜視図で、十字型の切り口８′を
有するガセットプレート８の一辺を柱材６に、他の辺を
梁材７に溶接しておき、該ガセットプレート８の十字型
切り口８′に、前記ブレース材の継手部材５の断面を一
致させて取り付けると、補剛管１の面が壁面と平行に形
成され、壁材の収まりが良好となる。

【００５２】取り付け方法は、突合せ溶接か、または、
別のガセットプレートを当て、高力ボルトで取り付けら
れる。尚６′はダイヤフラムまたはスティフナである。

【００５３】次に、図１３は、本発明にかかる第五の実
施の形態のブレース材を柱材６および梁材７が交わる隅
部に取り付ける状態を示した斜視図である。

【００５４】ブレース材は、前述と同様に、補剛管１の
隅角内に対角配置で平鋼３が取り付けられ、該平鋼３の
両端部に、継手部材５０を設ける。該継手部材５０は、
一片を前記平鋼３の延長で形成し、他片を該平鋼３の面
に直交して別の部材５１を取り付けて、十字型断面とし
たものである。

【００５５】さらに、柱材６および梁材７が交わる隅部
の取り付け部は、十字型の切り口８１を有するガセット
プレート８０が取り付けられる。該ガセットプレート８
０は、図１３に示すように二片８０ａ，８０ｂの端部が
柱材６の外面に溶接され、他の二片８０ｃ，８０ｄの端
部が梁材７の上面に溶接されて形成される。

【００５６】このガセットプレート８０の変位状態で、
ブレース材の継手部材５０を十字型切り口８１に一致さ
せて取り付けると、補剛管１の一面が壁面と平行な面を
形成することになり、壁材の収まりが良好となる。

【００５７】さらに、ガセットプレート８０は、二片が
柱材６に、他の二片が梁材７に溶接されるので、梁材７
と柱材６との溶接部と、溶接線がラップすることがな
く、溶接欠陥の発生を防止することができる。

【００５８】尚、図１４は、本発明にかかる第五の実施
の形態のブレース材が、柱材６および梁材７と交わる隅
部に取り付けた状態を示す側面図であり、図１５は、図
１４のＩ−Ｉ断面図である。

【００５９】

【発明の効果】本発明によれば以下の効果が得られる。 （１）軸力材に平鋼または平鋼に座屈止めを設けたので
軸力材端部の加工が簡単で、柱梁とのボルト接合、溶接
等が容易に行える。 （２）軸力材を補剛管あるいは座屈止めを設けた補剛管
内に配置することにより補剛管が軸力材の座屈を拘束す
るので、軸力材は軸方向のみに変形し、補剛管がない場
合よりも大きなエネルギー吸収が期待でき、地震、風等
による繰り返し荷重下においても、復元力特性の性状を
改善することができる。 （３）補剛管あるいは軸力材に座屈止めを設けており、
軸力材の座屈が拘束されるので、コンクリート等を充填
する必要がなく、コスト的に安価である。 （４）軸力材を角形鋼管の角部分で拘束する場合は、座
屈止めを取り付ける必要がないので、コスト的により安
価となる。 （５）補剛管の一面を壁面と平行な面に配置することが
できるので、壁材の収まりが良好となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）（ｂ）は、本発明のブレース材にかかる
第一の実施の形態にかかる断面図。

【図２】図１（ａ）（ｂ）のＡ−ＡまたはＢ−Ｂ断面
図。

【図３】本発明のブレース材にかかる第二の実施の形態
にかかる断面図。

【図４】図３のＣ−Ｃ断面図。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、本発明のブレース材に
かかる第三の実施の形態にかかる断面図。

【図６】図５（ａ）（ｂ）（ｃ）のＤ−Ｄ、Ｅ−Ｅ、Ｆ
−Ｆ断面図。

【図７】（ａ）補剛管を用いない場合の繰り返し荷重と
歪みとの関係を表示したグラフ。 （ｂ）本発明を用いた場合の繰り返し荷重と歪みとの関
係を表示したグラフ。

【図８】本発明にかかるブレース材の第四の実施の形態
を示す側断面図。

【図９】図８のＧ−Ｇ断面図。

【図１０】図８のＨ−Ｈ断面図。

【図１１】本発明の第四の実施の形態にかかる平鋼と継
手部材の取り付け方法の一例を示した側面の斜視図。

【図１２】本発明の第四の実施の形態のブレース材を、
柱材および梁材に取り付けた状態を示した斜視図。

【図１３】本発明の第五の実施の形態のブレース材を、
柱材および梁材に取り付けた状態を示した斜視図。

【図１４】本発明の第五の実施の形態のブレース材を、
柱材および梁材に取り付けた状態を示した側面図。

【図１５】図１４のＩ−Ｉ断面図。

【図１６】（ａ）（ｂ）は従来技術である先行技術１の
ブレース材。

【図１７】従来技術である先行技術２のブレース材。

【図１８】（ａ）（ｂ）は、繰り返し荷重と歪みとの関
係を表示したグラフ。

【符号の説明】

１ 補剛管 ２ 座屈止め ３ 平鋼 ４ スポット溶接 ５ 継手部材 ５０ 継手部材 ６ 柱材 ７ 梁材 ８ ガセットプレート ８０ ガセットプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｅ０４Ｂ 2/56 ６５１ Ｅ０４Ｂ 2/56 ６５１Ｌ ６５１Ｓ ６５１Ｋ ６５１Ｍ Ｅ０４Ｃ 3/04 Ｅ０４Ｃ 3/04 (72)発明者 加村 久哉 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 岡本 晴仁 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 座屈止めを設けた補剛管に、軸力材であ
   る平鋼を隙間を設けて挿入し、前記平鋼に圧縮力が作用
   したときに材芯直角方向へたわみ、座屈するのを補剛管
   が拘束することを特徴とするブレース材。
2. 【請求項２】 角形鋼管からなる補剛管に、軸力材であ
   る平鋼を隙間を設けて対角配置で挿入し、前記平鋼に圧
   縮力が作用したときに材芯直角方向へたわみ、座屈する
   のを補剛管の角部で拘束することを特徴とするブレース
   材。
3. 【請求項３】 補剛管に、軸力材である平鋼に座屈止め
   を取り付けて隙間を設けて挿入し、上記軸力材に圧縮力
   が作用したときに材芯直角方向へたわみ、座屈するのを
   補剛管が拘束することを特徴とするブレース材。
4. 【請求項４】 角形鋼管からなる補剛管に、軸力材であ
   る平鋼を隙間を設けて対角配置で挿入し、該軸力材であ
   る平鋼の両端部に、平鋼の配置角度に対し、４５°の異
   なった角度で断面十字型の継手部材を固着してなるブレ
   ース材。
5. 【請求項５】 角形鋼管からなる補剛管に、軸力材であ
   る平鋼を隙間を設けて対角配置で挿入し、該軸力材であ
   る平鋼の両端部に、一片が平鋼の延長上にあり、他片が
   平鋼と直交して取り付けられた継手部材を、固着してな
   るブレース材。
6. 【請求項６】 断面十字型のガセットプレートの一端に
   おいて、部材の二片の端部が柱材に固着され、他の二片
   の端部が梁材の上面に固着されており、前記ガセットプ
   レートの他端が、請求項５に記載のブレース材の継手部
   材に固着されてなるブレース材の建築物への取り付け構
   造。