JPS6221942A - 高張力帯鋼板を用いたブレ−ス構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は建築物のブレース構造に関するものである。

〔従来の技術〕

建築物に使用されるブレース（筋違）は、地震や風など
該建築物に作用する水平力を負担する耐震要素として効
率がよく経済的であるため、建築の骨組に多く用いられ
ている。第４図はその建築の骨組を示すもので％（１）
は柱、（２）ははり、（３）はブレースである。

〔発明が解決しようとする間層点〕

このブレースを設計する場合に重要なことは、建築物の
水平剛性と水平耐力との調整である。第５図は建物の受
ける地震力と水平剛性との関係を示す線図で、建物が受
ける地震力は、建物の水平剛性の大小によって変化する
、すなわち建物が柔であれば建物のうける地震力は減り
　経済設計が可能となる。しかし反面建物を柔とするこ
とは建物の応答変位を大きくすることであり、最適な水
平剛性を選択することが設計上重要となる。一般にブレ
ースを含む建築物の水平剛性は、この最適値より太き（
なり建築物を柔とするために種々の工夫が行なわれてい
る。

鉄骨ブレースは、圧縮力と引張力両方に働く「圧縮引張
ブレース」と、引張力にしか働かない「引張ブレース」
とに大別される。圧縮引張ブレースは、座屈を伴なうと
第６図の履歴性状に示すように、耐力の急激な低下を呈
し、建物の崩壊につながる恐れがある。また圧縮引張ブ
レースには。

細長比Ｃ座屈長さ／断面ユ次半径）の制限等があり、あ
る限度以上小さな断面積にはできない。したがって骨組
の水平剛性も大きくなる場合が多い。

圧縮引張ブレース構造の水平剛性を小さくするための工
夫の代表的なものとして第７図に示す偏心に型ブレース
構造がある。図中（１）は柱、（２ンははり、（３）は
ブレース、（４）ははり偏心部、（５）は水平力、（τ
）ははりせん断力である　この構造は建物の水平剛性を
、主にブレース断面積とはり偏心部の長さで調整しよう
とするものであるが、この場合もブレース材の細長比の
制限等があり、必要以上の鉄骨を要する場合も多い。ま
たはり偏心部の長さによっては、はりがぜん断降伏する
場合がある。せん断降伏は曲げ降伏に比べて降伏後の靭
性が劣るため、骨組として安定した復原力特性を得るこ
とが困難である。

一方鉄筋（丸鋼）や帯鋼板をブレースとして使用する場
合は、これらの細長比が非常に大きいため、圧縮力には
殆んど抵抗せず、もっばら引張力に抵抗するいわゆる「
引張ブレース」とみなされる。この場合はブレース材の
断面積の大小で建物の水平剛性の調整は可能となる。し
かしながら普通！！（ＳＳ４１〜５Ｍ５３クラス）を使
用する場合は、ブレース材が降伏する設計になる場合が
多い。一旦降伏した後の引張ブレースは、第８図に示す
ようなスリップ型の履歴性状を示し、骨組全体の復原力
特性が安定したものとならない。

また特に鉄筋（丸鋼）を引張ブレースに使用する場合は
、ターンバックル等の接合部や取付溶接部などの応力集
中部で破壊する地震被害例が多い。

以上述べたように、ブレース構造は建築物の耐震要素と
して効率がよく経済的なものであるが、剛性のＡ整と光
分な水平耐力をもたせる設計は非常に困難で、これが従
来のブレースの一つの問題であった。

本発明は、従来のブレースのもつ上記問題点を解消する
ためになされたもので、水平剛性と耐力の調整を可能と
するブレース構造を提供しようとするものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、建築物のブレース構造において、高張力帯鋼
板によりブレースを形成し、該ブレースを高力ボルトを
使用して柱はり骨組に締着してブレース構造を構成した
。

〔作　用〕

ブレース構造を上記のように構成したので、ブレース断
面積を変化させることで建築物の水平剛性の調整を、又
ブレース断面積及び高張力鋼の種類を選択することで耐
力の調整を行なうことができ、全般的に経済的な設計が
可能となった。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示す高張力帯鋼板ブレース
の正面図、第２図はその接合部の断面図で、図中（１）
は柱、（２）ははり、（５）は高張力帯鋼板ブレース、
（６）はその接合部、（７）はガゼツトグレート、（８
）はスプライスプレート、（９）はフイラグレート、卯
は高力ボルトである。

図に示すように高張力帯鋼板より形成したブレース（５
）を、スプライスプレート（８）を介し、柱はり骨組に
固着したガゼツトプレート（７）に高力ボルトαＱを用
いて摩擦接合せしめている。ポルトαＱによって締着す
るのは、応力集中や熱履歴による材料の劣化を防ぐため
である。さらに建物の水平剛性の調整は、ブレース断面
積を変化させることにより行ない、耐力の調整はブレー
ス断面積及高彊力鋼の種類を選択することで行なうこと
ができる。

上記でいう高張力鋼とは、８Ｍ５８（ＪＩＳＧ３１０６
　　溶接構造用圧延鋼材５種）以上の引張強さを有する
構造用鋼材を指している。第６図は鋼の応力度と歪度と
の関係を示す線図で、Ｔは高張力鋼、Ｓは普通鋼、Ｒは
設計範囲である。図に示すように高張力鋼は、普通鋼に
比べ耐力は大きいが、降伏比（降伏応力度／引張強さ）
も大きい、すなわち降伏後の余剰耐力が小さいという欠
点を併せ持っている材料である。従って高張力帯鋼板ブ
レースの設計に３いては、塑性域まで考慮する普通鋼と
異なり、原則として弾性域のみで設計することとする。

このブレースが引張力を受ける場合は、ブレースが降伏
しないように設計すれば問題ないが、逆方向の水平力を
うけてブレース材が緩み曲げ撓みを生ずる場合にも降伏
しないように設計する必要がある。ブレースが曲げ撓み
を生じる場合の撓み曲線は８０キロ鋼（ＮＫ−ＨＩＴＥ
Ｎ８０Ｂ）を用いた実験によれば、フーリエ級数の、第
１項のみを取り出して数値解析すれば充分な精度で把握
できる。従ってブレースが緩む場合の応力度の検討を行
ない、これが降伏応力度を超えないように設計すればよ
い。

この応力度の検討で、降伏応力度を超える曲げ応力度が
発生する恐れのある場合は、第２図に示すようにブレー
ス帯鋼板を複数枚の組合せにすればよい。例えば２枚組
の場合は１枚のものに比べて最大曲げ応力度が半分にな
る。従って必要に応じ枚数を決定すればよく、これは引
張力を受ける時の剛性、耐力には影響を及ぼさない。

以上ブレースは原則として弾性域で設計するが、仮にブ
レースが塑性域に入っても高張力鋼には充分な変形性能
（ＷＥＳ−３００２，８０キロ鋼で伸び１６チ以上）が
あり、降伏比が大きくても断面欠損のない設計をすれば
耐力的に問題はない。第１図はこの断面欠損のない設計
の例を示すが、帯鋼板のため極めて容易に設計できる。

更にブレースと骨組との接合が高力ボルト摩擦接合であ
るため、ブレース材が緩んだ場合の締め直しや交換を容
易に行なうことができる。

〔発明の効果〕

本発明は建築物のブレース構造において、ブレースを高
張力帯鋼板により形成し、該ブレースを高力ボルトを用
いて柱、はり骨組に締着するように構成したので、次に
述べるような優れた効果を上げることができた。

■　建物の水平剛性を自由に調整でき、かつ充分な水平
耐力を有するブレース構造を得ることができる。

■　高張力鋼を使用することで建物の重量が小さくなり
、経済性が図れる。

■　圧縮引張ブレースのような複雑な履歴性状の解析が
必要でなく設計が容易となる。

■　帯鋼を使用するため建物の二次部材の収まりがよく
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す高張力帯鋼材を使用し
たブレース構造の正面図、第２図はその接合部の断面図
、第６図は鋼材の応力度と歪度との関係を示す線図、Ｗ
ｃ４図は鉄骨建物の骨組の構成図、第５図は建物の地震
力と水平剛性との関係を示す線図、第６図は圧縮引張ブ
レースの履歴性状を示す線図、第７図は偏心に型ブレー
ス構造の正面図、第８図は引張ブレースの降伏後の履歴
性状を示す線図である。 図中（１）は柱、（２）ははり、（３）は従来のブレー
ス、（５）は高張力帯鋼材製のブレース、（６）はその
接合部、（７）はガゼツトプレート、（８）はスプライ
トプレート、（９）はフイラプレート、顛は高力ボルト
である。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 建築物のブレース構造において、該ブレース構造を高張
   力帯鋼材より形成したブレースを、柱はり骨組へ高力ボ
   ルトを使用して摩擦接合せしめることにより構成したこ
   とを特徴とする高張力帯鋼材を用いたブレース構造。