JPH11303448A

JPH11303448A - ダンパ機能を有する軸組補強材

Info

Publication number: JPH11303448A
Application number: JP10117594A
Authority: JP
Inventors: Toshiki Kobayashi; 俊樹小林
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】地震時の振動エネルギの吸収性能を高めたブ
レースを提供する。【解決手段】上側ガセットプレート５及び下側ガセッ
トプレート６に両端が連結されることで軸方向に引張・
圧縮荷重が加わる長尺のブレース本体１１と、このブレ
ース本体の座屈を防止するためにブレース本体の外周を
包囲するように設けられたボックス材１２と、このボッ
クス材とブレース本体の隙間に充填された粘弾性体１５
と、ブレース本体の軸方向の任意箇所にてボックス材と
ブレース本体の間に配された座屈強度調整用の補剛材１
３，１４とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物の軸組架構に
例えばブレースとして組み込まれることで、地震時の振
動エネルギを吸収するダンパ機能を有した軸組補強材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】地震及び強風等に対する建物の応答性を
低減する方法として、建物の各層にダンパを設置する方
法が一般によく知られている。ダンパとしては、摩擦ダ
ンパ、低降伏鋼材ダンパ、粘弾性体ダンパ等がよく用い
られる。

【０００３】一方、近年の建物の地震被害では、ブレー
ス鋼材の座屈や破断による被害が多く見られ、それが建
物全体の被害を大きくしたものと考えられている。ブレ
ース鋼材の補強方法としては、ブレース鋼材の外周を鋼
管で包囲する方法がよく知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来では、上述した建
物の応答性低減のためのダンパの設置と、ブレース鋼材
の補強のための鋼管の設置は、それぞれの目的を達成す
るためだけに別々に行われているのが現状である。従っ
て、二重手間になり、特にダンパの設置によって架構の
開口が狭められる等の不都合が生じていた。

【０００５】本発明は、上記事情を考慮し、ブレース鋼
材の座屈防止と建物全体の応答性低減とを一緒に図るこ
とができ、しかも施工が容易であり、架構の開口を狭め
ることなく、高い制振補強効果が期待できるダンパ機能
を有した軸組補強材を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、離間
した２点に両端が連結されることで軸方向に引張・圧縮
荷重が加わる長尺の補強材本体と、この補強材本体の座
屈を防止するために補強材本体の外周を包囲するように
設けられたボックス材と、このボックス材と補強材本体
の隙間に充填された粘弾性体と、前記補強材本体の軸方
向の任意箇所にてボックス材と補強材本体の間に配され
且つ補強材本体の軸方向の変形を許容しつつ補強材本体
の局部座屈を防止する座屈強度調整用の補剛材とを備え
たことを特徴とする。

【０００７】この軸組補強材では、補強材本体に引張荷
重が加わったときは、ボックス材と補強材本体が切り離
されているので、補強材本体は、自由に変形することが
できて、全断面有効な引張材として機能する。しかも、
引張荷重による補強材本体の微小変形に伴って粘弾性体
にせん断力が働くので、粘弾性体によって地震等の振動
エネルギが吸収される。また、補強材本体に圧縮荷重が
加わって、補強材本体が座屈しようとしたときは、補強
材本体がボックス材内の粘弾性体を押しのけようとし
て、粘弾性体に歪み速度が生じるので、地震等の振動エ
ネルギが吸収される。この場合、座屈荷重は補剛材の配
置間隔で自由に加減できるので、エネルギ吸収性能を調
節することができる。また、補強材本体の外周には補強
材本体を包囲するボックス材が存在するので、過剰に補
強材本体が座屈しようとしても、それが防止され、補強
材としての極度の剛性低下が生じなくなる。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、前
記補強材本体が軸組架構に斜めに配されたブレース鋼材
であることを特徴とする。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１または２にお
いて、前記ボックス材として角形鋼管が用いられている
ことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を軸組架構のブレー
ス材として適用した場合の実施形態を図面に基づいて説
明する。図１（ａ）は建物の軸組架構の一部を示す正面
図である。この架構では、左右の柱１、２と上下の梁
３、４で囲まれる開口７内に、実施形態の軸組補強材と
してのブレース１０が配されている。即ち、開口７の左
上隅及び右下隅の柱・梁接合部にガセットプレート５、
６が設けられ、上下のガセットプレート５、６間にブレ
ース１０が配されている。

【００１１】このブレース１０は、図１（ｂ）及び図２
に示すように、上下のガセットプレート（離間した２点
に相当）５、６に両端が接合され、建物の層間変形に応
じて軸方向に引張・圧縮荷重が加わる長尺の帯板材より
なるブレース本体（補強材本体、ブレース鋼材に相当）
１１と、ブレース本体１１の座屈を防止するためにブレ
ース本体１１の外周を包囲するように設けられた角形鋼
管よりなるボックス材１２と、このボックス材１２とブ
レース本体１１の隙間に充填された粘弾性体（ゴムアス
ファルト系の材料や超塑性ゴム等が使用可能）１５と、
ブレース本体１１の軸方向の適当箇所にてボックス材１
２とブレース本体１１の間に配され且つブレース本体１
１の局部座屈を防止する座屈強度調整用の補剛プレート
（補剛材）１３、１４とからなる。

【００１２】この場合、ボックス材１２の長手方向の中
間部並びに両端部に補剛プレート１３、１４、１４が設
けられ、両端の補剛プレート１４、１４は粘弾性体１５
の逃げ出しを防ぐ役目も果たしている。また、補剛プレ
ート１３、１４は、図２に示すように、ボックス材１２
の内面側に、ブレース本体１１と直交するように接合さ
れており、補剛プレート１３、１４の先端とブレース本
体１１の間には、ブレース本体１１の軸方向の変位を許
容するための数ミリ程度のクリアランス１６が確保され
ている。なお、補剛プレート１３の配置間隔は、圧縮力
に対してブレース本体１１にどれだけの座屈耐力を持た
せるかに応じて調整する。

【００１３】次に作用を説明する。本ブレース１０が水
平力を受けた場合、引張側では、ボックス材１２とブレ
ース本体１１が切り離されているので、ブレース本体１
１は自由に変形することができ、全断面有効な引張材と
して機能する。その際、引張荷重によるブレース本体１
１の微小変形に伴って、ボックス材１２内に満たした粘
弾性体１５にせん断力が働くので、粘弾性体１５によっ
て地震等の振動エネルギが吸収される。

【００１４】一方、圧縮側では、軸力が座屈荷重に達す
ると、ブレース本体１１が座屈しようと変形する。その
とき、ブレース本体１１がボックス材１２内の粘弾性体
１５を押しのけようとするので、粘弾性体１５に歪み速
度が生じ、それにより、地震等の振動エネルギが吸収さ
れる。

【００１５】この場合、座屈荷重は補剛プレート１３、
１４の配置間隔で自由に加減することが可能であるか
ら、地震時等のエネルギ吸収性能を調節することができ
る。また、ブレース本体１１の外周にはブレース本体１
１を包囲するボックス材１２が存在するから、過剰にブ
レース本体１１が座屈しようとしても、それが防止され
る。従って、ブレース１０としての極度の剛性低下が生
じなくなる。

【００１６】上記ブレース１０を使用した架構の場合、
地震等による層間変形に伴ってブレース１０内の粘弾性
体１５が歪み、それにより振動エネルギを吸収して、建
物の応答性を低減する。特に、圧縮荷重が作用したとき
に、大きなエネルギ吸収効果を発揮する。従って、ブレ
ース本体１１の座屈防止と併せて、特別な取付治具や専
用スペースを必要とせずに、容易且つ安価に建物の制振
性能を向上させることができる。

【００１７】なお、ブレース本体１１を座屈しやすい状
態に設定しておけば、より少ない層間変形で有効に機能
するブレースダンパを構成することができる。また、ブ
レース本体１１の材料として、極低降伏点鋼を使用した
場合は、ブレース本体１１自体の降伏によって、より一
層のエネルギ吸収効果を発揮することができる。

【００１８】また、上記実施形態では、ボックス材１２
として、矩形断面を一体に構成する管材を使用したが、
既設のブレース本体１１に対してボックス材（鋼管）１
２を組み付ける場合には、ボックス材１２を半割りした
上で組み付けたり、一旦ブレース本体１１を架構から外
した上で、ボックス材１２を外周に嵌装したりすること
で対応することができる。

【００１９】また、上記実施形態では、ブレース本体１
１を帯板材で構成した場合を示したが、ブレース本体１
１はどのような断面の鋼材を使用してもよい。但し、座
屈しようとした場合に変形しやすい断面のものの方が、
圧縮側のエネルギ吸収能力を高くすることができるの
で、帯板で構成するのが望ましい。また、上記実施形態
では、ボックス材１２として角形鋼管を使用したが、ど
のような断面の管材を用いてもよい。但し、角形鋼管
は、帯板状のブレース本体１１に対応させやすい形状で
あり、補剛材１３、１４も接合しやすいので、製作が容
易にできる利点もある。

【００２０】また、上記実施形態では、補剛材１３、１
４をボックス材１２側に接合しているが、ブレース本体
１１側に接合することも可能である。さらに、上記実施
形態では、本発明の補強材をブレースに適用している
が、他の軸組補強材としても使用することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補強材本体の座屈防止を図りながら、引張側だけでなく
圧縮側でもエネルギ吸収能力を発揮することができ、軸
組全体の地震に対する応答性低減を図ることができる。
しかも、補強材本体の外周をボックス材で包囲して、ボ
ックス材と補強材本体の隙間に粘弾性体を挿入すると共
に、ボックス材と補強材本体間に補剛材を配しただけの
構成であるから、構造が簡単で安価且つ容易に実施する
ことができる。また、ダンパ機能と座屈防止機能を両立
させているから、請求項２の発明のように、軸組架構の
ブレースとして使用した場合にも、他に取付治具や専用
スペースを確保する必要がなく、架構の開口を狭めるこ
ともない。また、請求項３の発明のように、ボックス材
として角形鋼管を利用した場合は、製作しやすくなる利
点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施形態のブレースを組み
込んだ軸組架構の正面図、（ｂ）は（ａ）図のＩｂ−Ｉ
ｂ矢視断面図である。

【図２】図１（ｂ）のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

【符号の説明】

１０ブレース（ダンパ機能を有した軸組補強材）１１ブレース本体（補強材本体）１２ボックス材１３，１４補剛材１５粘弾性体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】離間した２点に両端が連結されることで
軸方向に引張・圧縮荷重が加わる長尺の補強材本体と、
この補強材本体の座屈を防止するために補強材本体の外
周を包囲するように設けられたボックス材と、このボッ
クス材と補強材本体の隙間に充填された粘弾性体と、前
記補強材本体の軸方向の任意箇所にてボックス材と補強
材本体の間に配され且つ補強材本体の軸方向の変形を許
容しつつ補強材本体の局部座屈を防止する座屈強度調整
用の補剛材とを備えたことを特徴とするダンパ機能を有
する軸組補強材。
【請求項２】前記補強材本体が軸組架構に斜めに配さ
れたブレース鋼材であることを特徴とする請求項１記載
のダンパ機能を有する軸組補強材。
【請求項３】前記ボックス材として角形鋼管が用いら
れていることを特徴とする請求項１または２記載のダン
パ機能を有する軸組補強材。