JPH11159010A

JPH11159010A - ブレース

Info

Publication number: JPH11159010A
Application number: JP33936497A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Narihara; 弘之成原
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1997-11-25
Filing date: 1997-11-25
Publication date: 1999-06-15

Abstract

(57)【要約】【課題】座屈強度を高めつつ、軽量でかつ製作性の良
好なブレースを提供する。【解決手段】平板状鋼材からなるブレース芯材１３の
両側部のそれぞれに、溝型鋼１４を、そのウエブ部１４
ａを前記ブレース芯材１３の側面に、互いの表面が相対
移動可能な状態で対向させて配設し、これらの両溝型鋼
１４のフランジ部１４ｂを、その長さ方向に間隔をおい
た複数箇所において連結プレート１５を介して相互に連
結した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄骨構造や鉄骨鉄
筋コンクリート構造の構造骨組を構成するブレースに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、鉄骨構造や鉄骨鉄筋コンクリー
ト構造においては、図６（ａ）に示すように、四辺形に
組まれた軸組１に、型鋼や鋼棒等からなるブレース２を
対角線状に設けておき、風や地震等に起因して、上記軸
組１に、図中に矢印（イ）で示すような外力が作用した
場合に、上記ブレース２に生じる引っ張り力や圧縮力と
いった軸力を上記外力に抵抗させることにより、上記軸
組１が菱形に変形することを防止するようにしている。

【０００３】一方、上記ブレース２に作用する圧縮力が
大きくなると、図６（ｂ）や（ｃ）に示すように、圧縮
力を受けるブレース２が座屈してしまい、上記軸組１の
剛性が低下してしまうことから、従来より、図７や図８
に示すような座屈強度を高めたブレース３・４が提案さ
れている。

【０００４】図７に示すブレース３は、図７の（ａ）・
（ｂ）に示すように、平板状の鋼材からなるブレース芯
材５を鋼管６によって取り囲むとともに、これらのブレ
ース芯材５と鋼管６との間にモルタル７を充填し、か
つ、図７の（ｃ）に示すように、上記ブレース芯材５の
表面にアンボンド処理（Ａ）を施して、このブレース芯
材５とモルタル７とを切り離すことにより、上記鋼管６
およびモルタル７と上記ブレース芯材５とを軸方向に相
対移動自在としたものであり、また、図８に示すブレー
ス４は、図８の（ｃ）に示すように、断面形状が十字状
のブレース芯材８の表面にアンボンド処理（Ａ）を施し
た後に、図８の（ａ）・（ｂ）に示すように、このブレ
ース芯材８の回りをファイバーコンクリート９によって
覆うことにより、このファイバーコンクリート９によっ
て上記ブレース芯材８を取り囲むとともに、両者を軸方
向へ相対移動自在としたものである。

【０００５】そして、これらの各ブレース３・４は、そ
の周囲に配設されたモルタル７やファイバーコンクリー
ト９によって、上記ブレース芯材５・８が面外に変形し
てしまうことを防止してその座屈を防止し、また、ブレ
ース芯材５・８とモルタル７やファイバーコンクリート
９とを切り離した状態とすることにより、上記ブレース
芯材５・８に作用する圧縮力が、モルタル７やファイバ
ーコンクリート９あるいは鋼管６に圧縮力として作用す
ることを回避してその強度を確保し、これらの相乗作用
により、ブレース全体としての座屈強度を高めている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の提案に係るブレース３・４においても、なお次の
ような改善すべき問題点が残されている。すなわち、ブ
レース芯材５・８の周囲に配置されるモルタル７やファ
イバーコンクリート９の重量が重く、ブレース３・４自
体の重量増加を招くとともに、これらのブレース３・４
が組み込まれる軸組１の他の鋼材における支持荷重が増
加することから、軸組１全体の設計強度を高めなければ
ならないといった問題点である。また、上記ブレース芯
材５・８へのアンボンド処理作業を必要とし、さらに、
モルタル７やファイバーコンクリート９の充填作業を必
要とすることから、製作作業が煩雑であるといった問題
点も有している。

【０００７】本発明はこのような従来のブレースが有す
る課題を有効に解決すべくなされたもので、座屈強度を
高めつつ、軽量でかつ製作性の良好なブレースを提供す
ることを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載のブレー
スは、平板状鋼材からなるブレース芯材の両側部のそれ
ぞれに、溝型鋼を、そのウエブ部が上記ブレース芯材の
側面に互いの表面が相対移動可能な状態で対向するよう
に配設し、これらの両溝型鋼のフランジ部を、その長さ
方向に間隔をおいた複数箇所において、連結プレートを
介して相互に連結したことを特徴とするものである。

【０００９】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の各溝型鋼の一端部と上記ブレース芯材との間
に、両者の相対移動を拘束する第１の係止手段を設けた
ことを特徴とするものである。そして、請求項３に記載
の発明は、請求項２に記載の各溝型鋼の他端部と上記ブ
レース芯材との間に、両者の軸方向の相対移動を許容し
つつ両者を連結する第２の係止手段を設けたことを特徴
としている。

【００１０】さらに、請求項４に記載の発明は、請求項
１ないし請求項３のいずれかに記載のブレース芯材と両
溝型鋼のウエブ部との間に、両者間の摩擦力を軽減する
摩擦軽減材を介装したことを特徴とするものである。

【００１１】請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発
明によれば、平板状のブレース芯材の両側部に一対の溝
型鋼を互いの表面が相対移動可能な状態で配設し、これ
らの溝型鋼のフランジ部を連結プレートによって複数箇
所において連結したことにより、上記ブレース芯材に圧
縮力が作用した際に、上記ブレース芯材の面外変形を上
記両溝型鋼によって拘束して、上記ブレース芯材の座屈
強度を高めることができる。ここで、上記ブレース芯材
と両溝型鋼とを互いの表面が相対移動可能な状態に保持
することにより、これらの両溝型鋼に圧縮力が作用する
ことを回避し、この結果上記両溝型鋼によるブレース芯
材に対する面外変形抑制作用を高めることができる。ま
た、ブレースの構成部材の殆どを鋼材によって構成し
て、その重量増加を抑制するとともにその組立作業を簡
便化し、さらに、上記構成部材に一般な素材を用いるこ
とを可能として製造コストを低減することができる。

【００１２】そして、請求項２に記載の発明のように、
上記各溝型鋼の一端部とブレース芯材との間に、両者の
相対移動を拘束する第１の係止手段を設けることによ
り、上記ブレース芯材に対する各溝型鋼の軸方向におけ
る相対的な位置関係を一定にして、ブレース芯材に対す
る面外変形抑制作用を安定させることができる。あわせ
て、請求項３に記載の発明のように、上記各溝型鋼の他
端部とブレース芯材との間に、両者の軸方向の相対移動
を許容しつつ両者を連結する第２の係止手段を設けるこ
とにより、上記各溝型鋼へ圧縮力が作用することを回避
しつつ、これらの溝型鋼を両端支持として、上記ブレー
ス芯材の幅方向における位置関係をも一定にして、より
一層上記ブレース芯材に対する面外変形抑制作用を安定
させることができる。

【００１３】さらに、請求項４に記載の発明のように、
上記ブレース芯材と各溝型鋼との間に、両者間の摩擦力
を軽減する摩擦軽減材を介装することにより、ブレース
と各溝型鋼との対向面間における相対移動を円滑にし
て、上記圧縮力がブレース芯材を介して上記各溝型鋼に
作用することを防止し、これらの溝型鋼による上記ブレ
ース芯材の面外変形力に対する拘束力を確保することが
できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１〜図３は、本発明のブレース
の一実施形態を示すもので、これらの図において符号１
０で示す本実施形態に係るブレースは、図１に示すよう
に、鉄骨構造の軸組を構成する柱１１と梁１２とで形成
される四辺形の内部に対角線状に介装されて、これらの
柱１１と梁１２が菱形に変形することを防止するように
したものである。

【００１５】すなわち、上記ブレース１０は、図２の
（ａ）・（ｂ）に示すように、平板状の鋼材からなるブ
レース芯材１３と、図２の（ｂ）・（ｃ）に示すよう
に、上記ブレース芯材１３の両側部のそれぞれに平行に
配設された一対の溝型鋼１４と、これらの両溝型鋼１４
間に、その長さ方向に間隔をおいた複数箇所において掛
け渡された複数の連結プレート１５と、これらの各連結
プレート１５を上記各溝型鋼１４に固定することによ
り、この連結プレート１５を介して上記両溝型鋼１４を
相互に連結する連結ボルト１６およびナット１７と、上
記両溝型鋼１４の一端部を上記ブレース芯材１３に軸方
向の相対移動を拘束した状態で連結する第１の係止手段
１８と、上記両溝型鋼１４の他端部を上記ブレース芯材
１３に軸方向の相対移動を許容した状態で連結する第２
の係止手段１９とによって概略構成されている。

【００１６】上記ブレース芯材１３の両端部には、ブレ
ース１０を上記柱１１あるいは梁１２に取り付けるため
のボルトが挿通されるボルト挿通孔１３ａが多数形成さ
れているとともに、これらのボルト挿通孔１３ａより
も、上記ブレース芯材１３の長さ方向の内側寄りには、
上記第１の係止手段１８および第２の係止手段１９を構
成する係止ボルト２０・２１が挿通される係止孔１３ｂ
・１３ｃが形成されており、これらの係止孔１３ｂ・１
３ｃはその内径が、上記係止ボルト２０・２１の外径と
ほぼ同等となされている。

【００１７】上記各溝型鋼１４は、図３に示すように、
そのウエブ部１４ａが上記ブレース芯材１３の側面に対
向させられた状態で配置されているとともに、一対の各
フランジ部１４ｂが、上記ブレース芯材１３の幅方向の
両端部から若干突出するように形状が設定されている。
そして、上記ブレース芯材１３の幅方向の両端部におい
て、上記両溝型鋼１４のフランジ部１４ｂ間に上記連結
プレート１５が掛け渡され、この連結プレート１５が、
この連結プレート１５および上記フランジ部１４ｂを貫
通して設けられる上記連結ボルト１６と、この連結ボル
ト１６に螺着されるナット１７とによって上記フランジ
部１４ｂへ固定されることにより、上記各溝型鋼１４
が、上記ブレース芯材１３を挟み込むように配置され、
かつ、このように配置された各溝型鋼１４のウエブ部１
４ａと上記ブレース芯材１３の側面との間に隙間ｇが形
成され、さらに、上記各連結プレート１５と上記ブレー
ス芯材１３の幅方向の端面との間にも同様に隙間ｓが形
成されている。

【００１８】また、上記各溝型鋼１４のウエブ部１４ａ
の一端部には、上記ブレース芯材１３の一方の係止孔１
３ｂと同軸状に位置させられ、上記係止ボルト２０の外
径とほぼ同等の内径を有する貫通孔１４ｃが、図４に示
すように形成され、また、上記ウエブ部１４ａの他端部
には、上記ブレース芯材１３の他方の係止孔１３ｃへ重
畳させられ、上記係止ボルト２１の外径とほぼ同等の幅
を有する軸方向に沿った長穴１４ｄが、図５に示すよう
に形成されている。これらの貫通孔１４ｃおよび長穴１
４ｄのそれぞれには、上記各係止ボルト２０・２１が挿
通され、これらの係止ボルト２０・２１にナット２２・
２３が螺着されることにより、上記ブレース芯材１３と
各溝型鋼１４とが連結されており、上記一方の係止孔１
３ｂ、貫通孔１４ｃ、係止ボルト２０、および、ナット
２２とによって上記第１の係止手段１７が構成され、ま
た、上記他方の係止孔１３ｃ、長穴１４ｄ、係止ボルト
２１、および、ナット２３とによって上記第２の係止手
段１８が構成されている。

【００１９】そして、上記第１の係止手段１７は、上記
係止ボルト２０が、その外径と略同一内径を有する上記
係止孔１３ｂと貫通孔１４ｃに挿通されることによっ
て、上記各溝型鋼１４とブレース芯材１３とをその一端
部においてピン結合して、両者の軸方向への相対移動を
拘束するようになっており、上記第２の係止手段１８
は、上記係止ボルト２１が、その外径と略同一内径を有
する上記他方の係止孔１３ｃに挿通されて上記ブレース
芯材１３との相対位置が規制され、また、この係止ボル
ト２１に、上記各溝型鋼１４の軸方向の長穴１４ｄが嵌
合させられることによって、上記ブレース芯材１３と各
溝型鋼１４との、上記第１の係止手段１７を中心とした
回動を拘束しつつ、上記長穴１４ｄの長さ分、上記溝型
鋼１４に対する上記ブレース芯材１３の相対移動（伸
縮）を許容するようになっている。

【００２０】一方、上記ブレース芯材１３と各溝型鋼１
４との間に形成される隙間ｇは、以下の点を考慮して設
定される。すなわち、上記ブレース芯材１３に圧縮力が
作用すると、このブレース芯材１３の厚みが僅かに増加
するが、この厚みが増加した状態においてこのブレース
芯材１３と上記各溝型鋼１４との間に摩擦力を生じさせ
ない程度に設定される。また、上記連結プレート１５に
よる両溝型鋼１４の連結間隔、あるいは、上記溝型鋼１
４の断面形状等は、上記ブレース芯材１３の圧縮降伏荷
重に応じて設定される。

【００２１】以上の構成からなる本実施形態に係るブレ
ース１０は、たとえば、ブレース芯材１３の両側部に溝
型鋼１４をそれぞれ対向させ、これらの溝型鋼１４とブ
レース芯材１３を第１の係止手段１８および第２の係止
手段１９によって仮止めし、ついで、上記両溝型鋼１４
のフランジ部１４ｂどうしを、所定の複数箇所において
連結プレート１５、連結ボルト１６、および、ナット１
７を用いて相互に連結した後に、上記各係止手段１８・
１９の締結力を調整することにより組み上げられる。

【００２２】ここで、ブレース１０の組立を、鋼材をボ
ルトとナットによって締結するといった簡便な作業で行
なえるとともに、従来必要とされていたアンボンド処理
や、モルタルあるいはファイバーコンクリートの充填作
業等のように流動物を取り扱う作業を不用にすることが
できるので、この点からも作業を簡素化することがで
き、また、工事現場を汚染することもなく、上記鋼材に
一般的な素材を使用することができるので、安価に製造
することができる。また、組み上げられた上記ブレース
１０は、その構成部位の全てが鋼材によって構成されて
いることから、モルタルやファイバーコンクリートを用
いる従来のブレースに比して軽量であり、この結果、上
記軸組への取り付け作業が容易となり、さらに、軸組を
構成する柱１１や梁１２の支持荷重の増加を抑制して、
これらの柱や１１や梁１２への要求強度を軽減すること
ができる。

【００２３】そして、前述のように組み上げられたブレ
ース１０は、図１に示すように、一対の柱１１と一対の
梁１２とによって構成されている軸組の内側にＶ字状に
配設されるとともに、各ブレース１０の各端部を、上記
両柱１１と上方の梁１２との連結部に設けられたガセッ
トプレート２４と、下方の梁１２の長さ方向の中間部に
設けられたガセットプレート２５のそれぞれに、継手板
２６と多数のボルト２７を用いて接続することにより、
上記軸組に組み込まれる。

【００２４】このように軸組中に組み込まれたブレース
１０は、上記軸組に、この軸組を菱形に変形させるよう
な外力が作用した際に、引っ張り力や圧縮力を受けて上
記軸組の変形を防止する。そして、圧縮力を受けるブレ
ース１０においては、その圧縮力がブレース芯材１３に
作用するが、このブレース芯材１３の両側のそれぞれに
溝型鋼１４を対向配置するとともに相互に剛に連結して
あるから、これらの溝型鋼１４によって上記ブレース芯
材１３の面外変形を拘束することができ、これによっ
て、ブレース１０の座屈を防止することができる。ま
た、上記溝型鋼１４を上記ブレース芯材１３に対して互
いの表面が相対移動可能な状態に保持したことにより、
上記ブレース芯材１３に作用する圧縮力が上記各溝型鋼
１４に伝播することを防止することができ、上記各溝型
鋼１４に座屈荷重が作用することを回避してその強度を
高め、上記ブレース芯材１３に対する面外変形抑制作用
を高めることができる。

【００２５】そして、本実施形態においては、第１の係
止手段１８および第２の係止手段１９とによって上記溝
型鋼１４とブレース芯材１３との相対位置を一定に保持
するようにしたから、各溝型鋼１４の上記ブレース芯材
１３に対する面外変形抑制作用を安定して得ることがで
きる。しかも、上記第２の係止手段１９は、ブレース芯
材１３と溝型鋼１４との軸方向の相対移動を許容する構
成としたから、上記溝型鋼１４へ座屈荷重が作用するこ
とを回避する機能が損なわれることはない。

【００２６】なお、上記実施形態においてはブレース芯
材１３と各溝型鋼１４との間に隙間ｇを設けて、これら
を直に対向させた例について示したが、上記ブレース芯
材１３と各溝型鋼１４との間に摩擦軽減材（たとえば、
紙、プラスチック、テープ等）を介装することも可能で
ある。このような構成とすることにより、ブレース芯材
１３と溝型鋼１４との相対移動を円滑にして、上記ブレ
ース材１３に作用する圧縮力が溝型鋼１４へ伝播される
ことを有効に回避することができる。

【００２７】また、上記連結プレート１５と各溝型鋼１
４との連結手段として、連結ボルト１６およびナット１
７を例示したが、これらの連結を溶接によって行なうよ
うにしてもよいものである。さらに、ブレース芯材１３
の断面寸法に適した既存の溝型鋼１４がない場合等に
は、３枚の平鋼を断面がコ字状となるように溶接するこ
とによって形成してもよく、また、上記溝型鋼１４の断
面寸法や連結間隔等を調整することにより、上記ブレー
ス芯材１３として、超低降伏点鋼を用いることも可能で
ある。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜請求項
４のいずれかに記載の発明によれば、ブレース芯材の面
外変形を、その両側部に配設された溝型鋼によって拘束
することができるので、上記ブレース芯材の座屈を防止
して座屈強度の高いブレースを得ることができ、また、
一般的な素材を用いた構成とすることができることによ
り、安価でかつ軽量であるとともに、組立作業が簡便な
ブレースを得ることができる。また、溝型鋼を上記ブレ
ース芯材に対して互いの表面が相対移動可能な状態に保
持することにより、上記ブレース芯材に作用する圧縮力
が上記各溝型鋼に伝播することを防止することができ、
これにより上記各溝型鋼に圧縮力すなわち座屈荷重が作
用することを回避して、上記ブレース芯材に対する面外
変形抑制作用を高めることができる。

【００２９】特に、請求項２に記載の発明のように、ブ
レース芯材の一端部と溝型鋼との間に第１の係止手段を
設けて、上記ブレース芯材と溝型鋼との軸方向の相対移
動を拘束することにより、ブレース芯材に対する溝型鋼
の位置関係を一定に保持して、この溝型鋼によるブレー
ス芯材に対する面外変形抑制作用を安定化することがで
き、また請求項３に記載の発明のように、請求項２に加
えて、ブレース芯材の他端部と溝型鋼との間に第２の係
止手段を設けて、ブレース芯材と溝型鋼との連結位置を
２点とすることにより、これらの位置ずれをさらに確実
に防止して、前述したブレース芯材に対する面外変形抑
制作用を一層安定化させることができる。しかも、上記
第２の係止手段において、ブレース芯材と溝型鋼との軸
方向に沿う相対移動を許容するようにしたから、溝型鋼
に座屈荷重が作用することを回避する機能を確保するこ
とができる。

【００３０】さらに、請求項４に記載の発明のように、
ブレース芯材と溝型鋼との間に摩擦軽減材を介装するこ
とにより、ブレース芯材と溝型鋼との滑りを円滑にし
て、溝型鋼へ座屈荷重が作用することをより一層確実に
回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレースの一実施形態が適用された鉄
骨構造を示す正面図である。

【図２】本発明のブレースの一実施形態を示すもので、
（ａ）はブレース芯材の正面図、（ｂ）はブレースの平
面図、（ｃ）はブレースの正面図である。

【図３】本発明のブレースの一実施形態を示す拡大縦断
面図である。

【図４】図２（ｃ）のＩＶ−ＩＶ線矢視図である。

【図５】図２（ｃ）のＶ−Ｖ線矢視図である。

【図６】一般的な鉄骨構造示す概略図であり、（ａ）は
通常時の状態を示し、（ｂ）は横荷重を受けた場合にお
ける軸組の変形状態を示し、（ｃ）は、梁が弱い場合に
おける軸組の変形状態を示す。

【図７】従来のブレースの一例を示すもので、（ａ）は
縦断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）はブレース芯材の
正面図である。

【図８】従来のブレースの他の例を示すもので、（ａ）
は縦断面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）はブレース芯材
の正面図である。

【符号の説明】

１０ブレース１３ブレース芯材１４溝型鋼１４ａウエブ部１４ｂフランジ部１５連結プレート１８第１の係止手段１９第２の係止手段

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＥ０４Ｂ 2/56 ６５１Ｅ０４Ｂ 2/56 ６５１Ａ６５１Ｄ６５１Ｓ６５１Ｌ６５２６５２ＪＥ０４Ｃ 3/04 Ｅ０４Ｃ 3/04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平板状鋼材からなるブレース芯材の両側
部のそれぞれに、溝型鋼を、そのウエブ部を上記ブレー
ス芯材の側面に互いの表面が相対移動可能な状態で対向
させて配設し、これらの両溝型鋼のフランジ部を、その
長さ方向に間隔をおいた複数箇所において連結プレート
を介して相互に連結したことを特徴とするブレース。
【請求項２】上記各溝型鋼の一端部と上記ブレース芯
材との間に、両者の相対移動を拘束する第１の係止手段
を設けたことを特徴とする請求項１に記載のブレース。
【請求項３】上記各溝型鋼の他端部と上記ブレース芯
材との間に、両者の軸方向の相対移動を許容しつつ両者
を連結する第２の係止手段を設けたことを特徴とする請
求項２に記載のブレース。
【請求項４】上記ブレース芯材と両溝型鋼のウエブ部
との間に、両者間の摩擦力を軽減する摩擦軽減材を介装
したことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれ
かに記載のブレース。