TWI818671B - 挫屈束制支撐、及承載構造物 - Google Patents

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Abstract

一種挫屈束制支撐(1)具備芯材(2)和束制構件(3)，芯材(2)具有：具有第1降伏點的第1鋼板(21)、具有與第1降伏點不同的第2降伏點的第2鋼板(22)、及具有與第1降伏點不同的第3降伏點的第3鋼板(23)，第2鋼板(22)及第3鋼板(23)夾入第1鋼板(21)，第1鋼板(21)的第1塑性化部(21a)的軸向的長度是與第2鋼板(22)的第2塑性化部(22a)的軸向的長度不同，且與第3鋼板(23)的第3塑性化部(23a)的軸向的長度不同。

Description

挫屈束制支撐、及承載構造物
發明領域
本發明是有關於一種挫屈束制支撐(brace)、及承載構造物。
本案是基於在2021年9月8日於日本申請之日本特願2021-146200號而主張優先權，此處並援用其內容。
發明背景
習知中，有著使用挫屈束制支撐，來作為建築、橋梁構造物的補強構件。挫屈束制支撐中，承受軸力的芯材利用從外周側藉由束制構件來束制，而一面防止軸向以外的變形或挫屈，一面進行塑性變形。藉由使用挫屈束制支撐，而提升建築或橋梁構造物的耐震、制震性能。
在專利文獻1中，已揭示有使用降伏點不同的2種類鋼板作為芯材的挫屈束制支撐。藉由使2種類的鋼板於不同的降伏點降伏，而更有效率地吸收相對不同規模的地震動之地震能量。
[先行技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]中國專利第103938748號說明書
[發明的概要]
發明概要
在建築或橋樑構造物中，因地震等承受軸向塑性變形之後殘留較大的殘餘變形時，會有著構造物的繼續使用變成不能的可能性。因此，謀求一種可降低因地震等承受軸向塑性變形後的殘餘變形的挫屈束制支撐。另一方面，希望不損及挫屈束制支撐自身的強度。
本發明是鑒於前述的情事而完成者，以提供一種可在不損及挫屈束制支撐自身的強度的情況下，降低因地震等承受軸向變形後的殘餘變形的挫屈束制支撐、及承載構造物為目的。
本發明之一態樣中的挫屈束制支撐具備：芯材，朝軸向延伸；及束制構件，在使前述芯材的前述軸向中之兩端部突出的狀態下，覆蓋前述芯材的外周側，前述芯材具有：第1鋼板，具有第1降伏點；第2鋼板，具有與前述第1降伏點不同的第2降伏點；及第3鋼板，具有與前述第1降伏點不同的第3降伏點，且前述第2鋼板及前述第3鋼板夾入前述第1鋼板，在前述第1鋼板的前述軸向的中央部，設有軸向強度比前述軸向的兩端部還低的第1塑性化部，在前述第2鋼板的前述軸向的中央部，設有軸向強度比前述軸向的兩端部還低的第2塑性化部，在前述第3鋼板的前述軸向的中央部，設有軸向強度比前述軸向的兩端部還低的第3塑性化部，前述第1塑性化部的前述軸向的長度與前述第2塑性化部的前述軸向的長度不同，且與前述第3塑性化部的前述軸向的長度不同。
芯材是藉由降伏點不同的2種類的鋼板構成。因此，於作用於芯材的軸向荷重為預定範圍內的變形區域中，雖然第1~第3鋼板中降伏點較低的鋼板已塑性化，然而第1~第3鋼板中降伏點較高的鋼板成為彈性範圍。於該變形區域中，由於第1~第3鋼板中降伏點較高的鋼板位於彈性範圍，所以作為挫屈束制支撐整體的二次剛性較高，因此，挫屈束制支撐的殘餘變形降低。藉由使第1塑性化部的軸向的長度與第2塑性化部的軸向的長度及第3塑性化部的軸向的長度不 同，而可調整成鋼板的降伏變形比變大。其結果，可提高使因地震等而受到軸向塑性變形後之挫屈束制支撐的殘餘變形降低的效果。
再者，第2鋼板及第3鋼板藉由夾入第1鋼板，而使第1鋼板、第2鋼板及第3鋼板相互依靠而支撐。因此，可防止因變更第1~第3塑性化部的軸向的長度而造成之第1~第3塑性化部的彎折，且可確保挫屈束制支撐的強度。
綜上所述，依據本發明中之挫屈束制支撐，可在不損及挫屈束制支撐自身的強度的情況下，降低因地震等而受到軸向變形後之挫屈束制支撐的殘餘變形。
本發明之第2態樣中的挫屈束制支撐，是於第1態樣中，前述第1降伏點比前述第2降伏點還高，且比前述第3降伏點還高，前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還長，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還長。
本發明之第3態樣中的挫屈束制支撐，是於第2態樣中，使前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還長，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還長，以使前述第1鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時的第2降伏點變位，對前述第2鋼板或前述第3鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時之第1降伏點變位的比，即降伏變形比，變得比起前述第1塑性化部的前述軸向的長度與前述第2塑性化部的前述軸向的長度及前述第3塑性化部的前述軸向的長度相同的情況大。
本發明之第4態樣中的挫屈束制支撐，是於第2或第3態樣中，前述第1鋼板是設成前述第1塑性化部從前述束制構件突出。
本發明之第5態樣中的挫屈束制支撐，是於第1態樣中，前述第1降伏點比前述第2降伏點還低，且比前述第3降伏點還低，前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還短，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還短。
本發明之第6態樣中的挫屈束制支撐，是於第5態樣中，使前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還短，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還短，以使前述第2鋼板或前述第3鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時之第2降伏點變位，對前述第1鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時之第1降伏點變位的比，即降伏變形比，變得比起前述第1塑性化部的前述軸向的長度與前述第2塑性化部的前述軸向的長度及前述第3塑性化部的前述軸向的長度相同的情況大。
本發明之第7態樣中的挫屈束制支撐，是於第5或第6態樣中，前述第2鋼板是設成前述第2塑性化部從前述束制構件突出，前述第3鋼板是設成前述第3塑性化部從前述束制構件突出。
本發明之第8態樣中的挫屈束制支撐，是於第1至第7之任一個態樣中，又，於上述一態樣的挫屈束制支撐中，前述第1塑性化部的寬度比前述第1鋼板的前述軸向的兩端部的寬度還窄，前述第2塑性化部的寬度比前述第2鋼板的前述軸向的兩端部的寬度還窄，前述第3塑性化部的寬度比前述第3鋼板的前述軸向的兩端部的寬度還窄。
本發明之第9態樣中的挫屈束制支撐，是於第1至第8之任一個態樣中，更具備接合構件，前述接合構件設於前述芯材的前述兩端部的每一個，於第1接合部分與前述第1鋼板接合，於第2接合部分與前述第2鋼板接合，於第3接合部分與前述第3鋼板接合。
本發明之第10態樣中的挫屈束制支撐，是於第2至第4之任一個態樣中，更具備接合構件，前述接合構件設於前述芯材的前述兩端部的每一個，於第1接合部分與前述第1鋼板接合，於第2接合部分與前述第2鋼板接合，於第3接合部分與前述第3鋼板接合，前述第2接合部分及前述第3接合部分是設於比前述第1接合部分還靠前述軸向的中央側。
本發明之第11態樣中的挫屈束制支撐，是於第5至第7之任一個態樣中，更具備接合構件，前述接合構件設於前述芯材的前述兩端部的每一個，於第1接合部分與前述第1鋼板接合，於第2接合部分與前述第2鋼板接合，於第3接合部分與前述第3鋼板接合，前述第1接合部分是設於比前述第2接合部分及前述第3接合部分還靠前述軸向的中央側。
本發明之第12態樣中的挫屈束制支撐，是於第9至第11之任一個態樣中，前述第1接合部分是設成於前述軸向與前述第2接合部分不重疊，且於前述軸向與前述第3接合部分不重疊。
本發明之第13態樣中的挫屈束制支撐，是於第9至第12之任一個態樣中，前述接合構件具有將前述第1鋼板、前述第2鋼板及前述第3鋼板於與前述第1鋼板的厚度方向交叉的方向夾入的一對接合板。
本發明之第14態樣中的挫屈束制支撐，是於第1至第13之任一個態樣中，前述第2降伏點是與前述第3降伏點相等，前述第2塑性化部的前述軸向的長度是與前述第3塑性化部的前述軸向的長度相等。
本發明之第15態樣中的挫屈束制支撐，是於第1至第14之任一個態樣中，前述第2鋼板及前述第3鋼板是配置成夾著前述第1鋼板的厚度方向的中心而於前述厚度方向成對稱。
本發明之第16態樣中的挫屈束制支撐，是於第1至第15之任一個態樣中，前述第1鋼板、前述第2鋼板及前述第3鋼板是配置成為相互平行。
本發明之第17態樣中的挫屈束制支撐，是於第1至第16之任一個態樣中，更具備設於前述第2鋼板和前述第3鋼板之間的間隔器。
本發明之一態樣中之承載構造物具備：框架；複數個角接板，從前述框架朝內側伸出；及上述挫屈束制支撐，架設於前述複數個角接板之間，前述芯材的前述兩端部藉由熔接、銷接合或螺栓接合而連接於前述複數個角接板。
依據本發明，提供一種在不損及挫屈束制支撐自身的強度的情況下，可降低因地震等承受到軸向塑性變形後的殘餘變形的挫屈束制支撐、及承載構造物。
[用以實施發明的型態]
1,1A,1B,1C,1D,1E:挫屈束制支撐
2:芯材
3:束制構件
4:填充材
5:接合構件
6:間隔器
7:未黏合層
9:支撐銷
21:高降伏點鋼板(第1鋼板)
21a:第1塑性化部
21b:第1彈性部
21c:狹縫
22:第1低降伏點鋼板(第2鋼板)
22a:第2塑性化部
22b:第2彈性部
23:第2低降伏點鋼板(第3鋼板)
23a:第3塑性化部
23b:第3彈性部
25:低降伏點鋼板(第1鋼板)
25a:第1塑性化部
25b:第1彈性部
26:第1高降伏點鋼板(第2鋼板)
26a:第2塑性化部
26b:第2彈性部
27:第2高降伏點鋼板(第3鋼板)
27a:第3塑性化部
27b:第3彈性部
51:接合板
52:U型板
52a:貫通孔
53:接合板
54a:第1拼續接鈑
54b:第2拼續接鈑
55:螺栓
56:凸緣板
56a:內側部分
56b:外側部分
57:螺栓
58:U型板
58a:狹縫
58b:貫通孔
100:承載構造物
103:框架
104:角隅部分
106:縱框
107:橫框
108:角接板
109:接合板
A-A:斷面線
B-B:斷面線
C-C:斷面線
D-D:斷面線
L1:長度
L2:長度
L3:長度
P:軸向荷重
Py1:軸向荷重
Py2:軸向荷重
W1:第1接合部分
W2:第2接合部分
W3:第3接合部分
W5:第1接合部分
W6:第2接合部分
W7:第3接合部分
δ:降伏點變位
δy,1:第1降伏點變位
δy,2:第2降伏點變位
圖1是顯示本發明之第1實施型態中之挫屈束制支撐的圖示。
圖2A是顯示本發明之第1實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的前視圖。
圖2B是圖2A之A-A斷面圖。
圖2C是圖2A之B-B斷面圖。
圖2D是圖2A之C-C斷面圖。
圖3是顯示本發明之第1實施型態中之已將挫屈束制支撐組入的承載構造物的圖示。
圖4A是顯示本發明之第2實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的前視圖。
圖4B是圖4A之A-A斷面圖。
圖4C是圖4A之B-B斷面圖。
圖4D是圖4A之C-C斷面圖。
圖5A是顯示本發明之第3實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的前視圖。
圖5B是圖5A之A-A斷面圖。
圖5C是圖5A之B-B斷面圖。
圖5D是圖5A之C-C斷面圖。
圖6A是顯示本發明之第4實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的 前視圖。
圖6B是顯示本發明之第4實施型態中之挫屈束制支撐的高降伏點鋼板的一側的端部附近的前視圖。
圖7A是顯示本發明之第4實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的前視圖。
圖7B是圖7A之A-A斷面圖。
圖7C是圖7A之B-B斷面圖。
圖7D是圖7A之C-C斷面圖。
圖7E是圖7A之D-D斷面圖。
圖8A是顯示本發明之第5實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的前視圖。
圖8B是圖8A之A-A斷面圖。
圖8C是圖8A之B-B斷面圖。
圖8D是圖8A之C-C斷面圖。
圖9A是顯示本發明之第6實施型態中之挫屈束制支撐的一側的端部附近的前視圖。
圖9B是圖9A之A-A斷面圖。
圖9C是圖9A之B-B斷面圖。
圖9D是圖9A之C-C斷面圖。
圖10是顯示本發明之第1實施型態中之挫屈束制支撐的行為的圖。
<第1實施型態>
以下，就有關本明之第1實施型態中之挫屈束制支撐1，參照圖1及圖2A~2D 來進行說明。
圖1是顯示本發明之第1實施型態中之挫屈束制支撐1的圖示。圖2A是顯示挫屈束制支撐1的一側的端部附近的前視圖，圖2B是圖2A之A-A斷面圖，圖2C是圖2A之B-B斷面圖，圖2D是圖2A之C-C斷面圖。
挫屈束制支撐1是例如使用於建築、橋梁構造物中之斜撐等，使其等之耐震、制震性能提升。
挫屈束制支撐1具備芯材2、束制構件3、填充材4、接合構件5、間隔器6、及未黏合(unboned)層7。再者，將沿著挫屈束制支撐1的軸線的方向稱為軸向。
芯材2是朝軸向呈直線狀延伸。芯材2具有高降伏點鋼板(第1鋼板)21、第1低降伏點鋼板(第2鋼板)22、及第2低降伏點鋼板(第3鋼板)23。
高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23分別是細長的平板形。第1低降伏點鋼板22和第2低降伏點鋼板23具有同一形狀。
高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23分別朝軸向呈直線狀延伸。高降伏點鋼板21的軸向的長度、第1低降伏點鋼板22的軸向的長度、及第2低降伏點鋼板23的軸向的長度相等。高降伏點鋼板21的長度、與第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的長度也可以是不同。高降伏點鋼板21也可以是比第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23還長。
高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23是配置成相互平行。亦即，高降伏點鋼板21的厚度方向、第1低降伏點鋼板22的厚度方向、及第2低降伏點鋼板23的厚度方向是相互平行。以下，將高降伏點鋼板21的厚度方向也單稱為厚度方向、或是芯材2的厚度方向。又，高降伏點鋼板21的寬度方向、第1低降伏點鋼板22的寬度方向、及第2低降伏點鋼板23的寬度方向是相互平行。以下，將高降伏點鋼板21的寬度方向也單稱為寬度方向、或是芯材2的寬度方向。軸向、厚度方向及寬度方向是相互直交。
如圖2B~2D所示，第1低降伏點鋼板22、高降伏點鋼板21、及第2低降伏點鋼板23是配置成在厚度方向上相鄰。第1、第2低降伏點鋼板22、23是在厚度方向夾著高降伏點鋼板21。第1、第2低降伏點鋼板22、23是配置成夾著高降伏點鋼板21的厚度方向的中心，於厚度方向上成對稱。高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23是在厚度方向上積層。在本實施型態中，高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23各自的厚度相等。高降伏點鋼板21的厚度、和第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的厚度也可以是不同。然而，第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23的厚度相等。
高降伏點鋼板21具有第1降伏點。第1低降伏點鋼板22具有比第1降伏點還低的第2降伏點。第2低降伏點鋼板23具有比第1降伏點還低的第3降伏點。第2降伏點和第3降伏點相等。
在高降伏點鋼板21的軸向的中央部，設有寬度比高降伏點鋼板21的軸向中之兩端部還窄的第1塑性化部21a。高降伏點鋼板21中之第1塑性化部21a以外的部分(端部)成為寬度比第1塑性化部21a還寬的第1彈性部21b。第1塑性化部21a其軸向強度比第1彈性部21b還低。第1塑性化部21a比起第1彈性部21b易於塑性化。
在第1低降伏點鋼板22的軸向的中央部，設有寬度比第1低降伏點鋼板22的軸向中之兩端部還窄的第2塑性化部22a。第1低降伏點鋼板22中之第2塑性化部22a以外的部分(端部)成為寬度比第2塑性化部22a還寬的第2彈性部22b。第2塑性化部22a其軸向強度比第2彈性部22b還低。第2塑性化部22a比起第2彈性部22b易於塑性化。
在第2低降伏點鋼板23的軸向的中央部，設有寬度比第2低降伏點鋼板23的軸向中之兩端部還窄的第3塑性化部23a。第2低降伏點鋼板23中之第3塑性化部23a以外的部分(兩端)成為寬度比第3塑性化部23a還寬的第3彈性部 23b。第3塑性化部23a其軸向強度比起第3彈性部23b還低。第3塑性化部23a比起第3彈性部23b易於塑性化。
第1塑性化部21a的軸向的長度L1比起第2塑性化部22a的軸向的長度L2還長。第1塑性化部21a的軸向的長度L1比起第3塑性化部23a的軸向的長度L3還長。第2塑性化部22a的軸向的長度L2、和第3塑性化部23a的軸向的長度L3相等。
如圖2B所示，在芯材2的軸向中之中央部，第2塑性化部22a、第1塑性化部21a、及第3塑性化部23a是配列於厚度方向。如圖2C所示，比起圖2B所示的部分還靠端部側，第2彈性部22b、第1塑性化部21a、及第3彈性部23b是配列於厚度方向。如圖2D所示，比起圖2C所示的部分更靠端部側，第2彈性部22b、第1彈性部21b、及第3彈性部23b是配列於厚度方向。
各塑性化部21a、22a、23a的寬度是比各彈性部21b、22b、23b的寬度還窄。第1塑性化部21a的寬度是比第2、第3彈性部22b、23b的寬度還窄。因此，於厚度方向配列第2彈性部22b、第1塑性化部21a、及第3彈性部23b的部分(圖2C所示的部分)，會於第1塑性化部21a的寬度方向的兩側，產生第2彈性部22b和第3彈性部23b之間的間隙。於該間隙，設有間隔器6。間隔器6是設成埋填該間隙。間隔器6是設於第1塑性化部21a的寬度方向的兩側。間隔器6是橫跨在厚度方向配列第2彈性部22b、第1塑性化部21a、及第3彈性部23b的部分的全體而設。
束制構件3是細長的矩形管狀鋼管。束制構件3覆蓋芯材2的外周側。束制構件3的軸向的長度比芯材2的軸向的長度還短。因此，芯材2的軸向中之兩端部從束制構件3突出。
再者，束制構件3例如也可以是圓筒形的鋼管。
填充材4填充於束制構件3的內側。填充材4填充於芯材2和束制構件3之間。填充材4是混擬土或水泥砂漿等。藉由束制構件3及填充材4，而限制了 芯材2朝軸向以外的方向的變形(面內挫屈或面外挫屈)。
為了防止填充材4從束制構件3的端部漏出，束制構件3的兩端開口藉由未圖示的蓋而塞住。
於芯材2和填充材4之間，設有未黏合層7。未黏合層7限制芯材2和填充材4於軸向成為一體而動作。藉此，填充材4是以芯材2的軸力不傳遞到束制構件3的方式，亦即芯材2相對束制構件3可朝軸向相對移動的方式，來保持芯材2。
又，未黏合層7也設在高降伏點鋼板21和第1低降伏點鋼板22之間、及高降伏點鋼板21及第2低降伏點鋼板23之間。未黏合層7限制相鄰之鋼板21、22、23彼此於軸向成為一體而動作。藉此，可抑制高降伏點鋼板21的軸力傳遞到第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23、以及第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的軸力傳遞到高降伏點鋼板21，且使高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的各自的降伏長度不同。
再者，也可以省略設於高降伏點鋼板21和第1低降伏點鋼板22之間、及高降伏點鋼板21和第2低降伏點鋼板23之間的未黏合層7。高降伏點鋼板21和第1低降伏點鋼板22和第2低降伏點鋼板23之間的未黏合層7的材質及厚度也可以是與填充材4、和高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23之間的未黏合層7不同。
接合構件5分別設於芯材2的兩端部。各個接合構件5具有一對接合板51。
一對接合板51在與高降伏點鋼板21的厚度方向交叉的方向夾入芯材2(高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23)。於本實施型態中，一對接合板51於寬度方向夾入芯材2。接合板51相對芯材2(高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23)設置成垂直。
接合板51是以橫跨束制構件3之內外的方式設於芯材2的端部。
接合板51是與高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23接合。具體來說，如圖2A及圖2D所示，接合板51於第1接合部分W1與高降伏點鋼板21的第1彈性部21b熔接(接合)。如圖2A及圖2C所示，接合板51於第2接合部分W2與第1低降伏點鋼板22的第2彈性部22b熔接(接合)，於第3接合部分W3與第2低降伏點鋼板23的第3彈性部23b熔接(接合)。再者，接合板51和高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的接合並不限於熔接，例如也可以是銷接合或螺栓接合。
第2、第3接合部分W2、W3設於比第1接合部分W1還靠軸向的中央側。第1接合部分W1是設成不於軸向與第2接合部分W2重疊。第1接合部分W1是設成不於軸向與第3接合部分W3重疊。
第1接合部分W1是以橫跨束制構件3之內外的方式設置。第2、第3接合部分W2、W3設於束制構件3的內側。第2接合部分W2的軸向的位置、和第3接合部分W3的軸向的位置相等。
再者，為了易於進行接合板51和第1彈性部21b的接合，於第2、第3彈性部22b、23b中，在與第1接合部分W1相對向的部分，設置用以使第1接合部分W1露出的切口。
接著，參照圖3，就有關已將挫屈束制支撐1組入的承載構造物100進行說明。
承載構造物100具備外形成為矩形之框狀的複數個框架103、配置於框架103之各個角隅部分104的角接板(安裝構件)108、及透過角接板108而安裝於框架103的挫屈束制支撐1。
框架103具有朝上下方向延伸且相互於水平方向左右分離而設置的二根縱框106(例如，鋼骨柱)、及分別在上下連接該等縱框106彼此的二根橫框 107(例如，鋼骨梁)，藉此，於縱框106和橫框107的連接部分形成角隅部分104。
角接板108是平板狀的板構件，配置於框架103的角隅部分104。具體來說，角接板108設成橫跨於縱框106和橫框107之間，向著框架103的內側，朝斜上方或斜下方突出。
角接板108對縱框106及橫框107藉由例如熔接等接合。
挫屈束制支撐1是以將位於框架103的對角線上的2個角接板108彼此連接的方式而配置。挫屈束制支撐1架設在角接板108彼此之間。也就是，挫屈束制支撐1是設置成軸線相對於上下方向、左右方向傾斜。
挫屈束制支撐1藉由熔接而連接於角接板108。具體來說，將一對接合板51分別插入到設於角接板108之未圖示的一對狹縫。此時，芯材2是對角接板108平行地配置。芯材2(高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23)之端於軸向與角接板108之端相對向。於該狀態下，將接合板51熔接於角接板108。
就有關本實施型態之挫屈束制支撐1的效果，參照圖10來進行說明。圖10是顯示挫屈束制支撐1的行為的圖。圖10中，縱軸是顯示作用於挫屈束制支撐的芯材的軸向荷重P，橫軸是顯示挫屈束制支撐的芯材的軸向的變位δ。再者，圖10中，作為比較例，以虛線顯示藉由1個鋼板構成芯材之習知的挫屈束制支撐的行為。
如圖10中虛線所示，習知的挫屈束制支撐的行為接近雙線性，芯材塑性化後的剛性即二次剛性較低。亦即，習知的挫屈束制支撐中，芯材因地震等而塑性化後，已塑性變形的部分大致就這樣殘留作為殘餘變形。因此，挫屈束制支撐的芯材即使是在稍微塑性化程度的中級規模地震中，組入了挫屈束制支撐的承載構造物的殘餘變形也會發生，其結果，會有承載構造物的繼續使用變成不可能的可能性。
本實施型態之挫屈束制支撐1中，芯材2具備具有第1降伏點的高降伏點鋼板21、具有與第1降伏點不同的第2降伏點的第1低降伏點鋼板22、及具有與第1降伏點不同的第3降伏點的第2低降伏點鋼板23，第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23夾入高降伏點鋼板21。高降伏點鋼板21的第1塑性化部21a的軸向的長度L1是與第1低降伏點鋼板22的第2塑性化部22a的軸向的長度L2不同，且是與第2低降伏點鋼板23的第3塑性化部23a的軸向的長度L3不同。
本實施型態中，芯材2是藉由降伏點不同的2種類鋼板(高降伏點鋼板21、低降伏點鋼板22、23)構成。因此，如圖10中實線所示，挫屈束制支撐1的行為成為三線性。具體來說，軸向荷重Py1作用於芯材2時，低降伏點鋼板22、23會先高降伏點鋼板21塑性化。再者，軸向荷重Py1作用於芯材2時的第1降伏點變位δy,1是對應於低降伏點鋼板22、23的降伏點變位。之後，作用於芯材2的軸向荷重成為Py2時，高降伏點鋼板21便塑性化。再者，軸向荷重Py2作用於芯材2時的第2降伏點變位δy,2是對應於高降伏點鋼板21的降伏點變位。換言之，在作用於芯材2的軸向荷重為Py1~Py2的範圍內的變形區域中，雖然低降伏點鋼板22、23已塑性化，然而高降伏點鋼板21成為彈性範圍。在該變形區域中，由於高降伏點鋼板21位於彈性範圍，所以作為挫屈束制支撐1全體的二次剛性較高，因此，降低挫屈束制支撐1的殘餘變形。
此處，上述變形區域可藉由調整軸向荷重Py1作用於芯材2時的第1降伏點變位δy,1、和軸向荷重Py2作用於芯材2時的第2降伏點變位δy,2的差(降伏變形比：αδ=δy,2/δy,1)來調整。降伏變形比αδ是高降伏點鋼板21塑性化之軸向荷重Py2作用於芯材2時的第2降伏點變位δy,2，相對於第1低降伏點鋼板22或第2低降伏點鋼板23塑性化之軸向荷重Py1作用於芯材2時的第1降伏點變位δy,1的比。可藉由使第1塑性化部21a的軸向的長度L1與第2塑性化部22a的軸向的長度L2、及第3塑性化部23a的軸向的長度L3不同，而調整成鋼板的降伏變形比αδ變大。亦即，降伏 變形比αδ越大，變形區域也變越大。又，鋼板的降伏點變位是鋼板的塑性化部的軸向的長度越長便會變越大。在本實施型態中，藉由使高降伏點鋼板21的第1塑性化部21a的軸向的長度L1較長，相較於塑性化部的軸向的長度在高降伏點鋼板和低降伏點鋼板為同一的情況，可使第2降伏點變位δy,2較大。其結果，由於降伏變形比αδ變大，或上述的變形區域也變大，所以可提高使因地震等而受到軸向塑性變形後的挫屈束制支撐1的殘餘變形降低的效果。
又，第1、第2低降伏點鋼板22、23於厚度方向夾入高降伏點鋼板21。藉此，高降伏點鋼板21藉由第1、第2低降伏點鋼板22、23而從厚度方向的兩側支撐。因此，即使使第1塑性化部21a的軸向的長度L1變長，也可防止第1塑性化部21a的彎折，且可確保挫屈束制支撐1的強度。
綜上所述，依據本實施型態的挫屈束制支撐1，可在不損及挫屈束制支撐1自身的強度的情況下，降低因地震等而受到軸向塑性變形後的挫屈束制支撐1的殘餘變形。
又，挫屈束制支撐1具備設於芯材2的兩端部的每一個，且於第1接合部分W1與高降伏點鋼板21接合，於第2接合部分W2與第1低降伏點鋼板22接合，於第3接合部分W3與第2低降伏點鋼板23接合的接合構件5。
藉此，可易於使用接合構件5將挫屈束制支撐1組入到承載構造物100。
又，第2接合部分W2及第3接合部分W3設於比第1接合部分W1還靠軸向的中央側。
接合構件5與高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23的各彈性部21b~23b接合。由於第1塑性化部21a的軸向的長度L1比第2、第3塑性化部22a、23a的軸向的長度L2、L3還長，所以第2彈性部22b及第3彈性部23b配置於比第1彈性部21b還靠軸向的中央側。因此，藉由將第2接合部分W2及第3接合部分W3設於比第1接合部分W1還靠軸向的中央側，而可有效率地將高降伏點鋼 板21、第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23接合於接合構件5。
又，第1接合部分W1是設成不於軸向與第2接合部分W2重疊，且設成不於軸向與第3接合部分W3重疊。
藉此，可易於將高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23接合於接合構件5。
又，接合構件5具有將高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23於與高降伏點鋼板21的厚度方向交叉的方向夾入的一對接合板51。
藉此，高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23藉由一對接合板51從與厚度方向交叉的方向的兩側被支撐。因此，可更提高挫屈束制支撐1的強度。
又，第2降伏點是與第3降伏點相等，第2塑性化部22a的軸向的長度是與第3塑性化部23a的軸向的長度相等。
又，第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23是配置成夾著高降伏點鋼板21的厚度方向的中心而於厚度方向成對稱。
藉此，由於芯材2形成為於厚度方向成對稱，所以可使芯材2一面防止挫屈一面安定地塑性變形。因此，可提高挫屈束制支撐1的性能。
又，高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23是配置成相互成為平行。
藉此，由於高降伏點鋼板21藉由第1、第2低降伏點鋼板22、23而橫跨全面被支撐，所以可更有效果地防止第1塑性化部21a的彎折，且可更提高挫屈束制支撐1的強度。
又，更具備設於第1低降伏點鋼板22和第2低降伏點鋼板23之間的間隔器6。
可藉由間隔器6來支撐配置於第1低降伏點鋼板22和第2低降伏點鋼板23之間的高降伏點鋼板21，且可抑制朝高降伏點鋼板21的軸向以外的方向的變形(面內挫屈)。特別是，將填充材4填充於芯材2和束制構件3之間的情況，第1低降伏點鋼板22和第2低降伏點鋼板23之間的間隙會有填充材4的填充變成不充分的可能性。由於可藉由設置間隔器6，而以間隔器6埋在第1低降伏點鋼板22和第2低降伏點鋼板23之間的間隙，所以可確實地抑制朝高降伏點鋼板21的軸向以外的方向的變形。
<第2實施型態>
接著，就有關本發明之第2實施型態中之挫屈束制支撐1A，參照圖4A~4D進行說明。再者，於本實施型態中，有關與第1實施型態中之構成要素相同的部分賦予相同的符號，而省略其說明，僅就有關相異的點進行說明。
圖4A是顯示挫屈束制支撐1A的一側的端部附近的前視圖，圖4B是圖4A的A-A斷面圖，圖4C是圖4A的B-B斷面圖，圖4D是圖4A的C-C斷面圖。
於本實施型態中，在挫屈束制支撐1A銷接合於角接板108的點上，與第1實施型態不同。
於本實施型態中，第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的軸向的長度是比高降伏點鋼板21的軸向的長度還短。因此，高降伏點鋼板21的端部是從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出。
接合構件5除了一對接合板51外，還具有一對U型板(clevis plate)52。U型板52是設於高降伏點鋼板21中從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出的部分。
一對U型板52在厚度方向夾入芯材2(高降伏點鋼板21)。U型板52是配置成與高降伏點鋼板21成為平行。U型板52是相對接合板51配置成垂直。
U型板52設置成橫跨束制構件3的內外。U型板52是設成朝著比高 降伏點鋼板21還靠軸向的外側突出。一對U型板52中，在從高降伏點鋼板21突出的突出部分之間，形成有供角接板108插入的間隙。於U型板52的突出部分，形成供支撐銷9插通的貫通孔52a。
一對接合板51除了芯材2外，於寬度方向夾入一對U型板52。如圖4D所示，從軸向來看時，一對接合板51和一對U型板52是配置成為矩形。於此狀態下，U型板52熔接(接合)於接合板51。
U型板52是設成不在軸向與第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23重疊。藉此，U型板52朝接合板51的熔接變得容易。再者，第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23也可以是設成在軸向與U型板52重疊。
和第1實施型態同樣，接合板51於第1接合部分W1與高降伏點鋼板21的第1彈性部21b熔接，於第2接合部分W2與第1低降伏點鋼板22的第2彈性部22b熔接，且於第3接合部分W3與第2低降伏點鋼板23的第3彈性部23b熔接。
挫屈束制支撐1A銷接合於角接板108。具體來說，將角接板108插入到一對U型板52的突出部分之間。此時，芯材2是相對角接板108配置成平行。芯材2(高降伏點鋼板21)之端是與角接板108之端於軸向相對向。U型板52是配置成跨越高降伏點鋼板21和角接板108。於此狀態下，將支撐銷9插通於一對U型板52的貫通孔52a、及形成於角接板108之未圖示之貫通孔。藉此，挫屈束制支撐1A是可旋轉地對角接板108銷接合。
即使於本實施型態中，也可達成與第1實施型態同樣的效果。亦即，可在不損及挫屈束制支撐1A自身的強度的情況下，降低因地震等受到軸向塑性變形後之挫屈束制支撐1A的殘餘變形。
又，本實施型態中之挫屈束制支撐1A可藉由銷接合而連接於角接板108。
<第3實施型態>
接著，就有關本發明之第3實施型態中之挫屈束制支撐1B，參照圖5A~5D來 進行說明。再者，於本實施型態中，與第1實施型態中之構成要素相同的部分賦予相同的符號，而省略其說明，僅就有關不同的點來進行說明。
圖5A是顯示挫屈束制支撐1B之一側的端部附近的前視圖，圖5B是圖5A之A-A斷面圖，圖5C是圖5A之B-B斷面圖，圖5D是圖5A之C-C斷面圖。
於本實施型態中，挫屈束制支撐1B在螺栓接合於角接板108的點上，與第1實施型態不同。
於本實施型態中，第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的軸向的長度是比高降伏點鋼板21的軸向的長度還短。因此，高降伏點鋼板21的端部從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出。
高降伏點鋼板21是設置成第1塑性化部21a從束制構件3突出。亦即，第1塑性化部21a的軸向的長度L1是比束制構件3的軸向的長度還長。第1彈性部21b位於束制構件3的外側。
於第1彈性部21b形成有供螺栓55插通的複數個貫通孔。
接合構件5是取代一對接合板51，而具有一對接合板53、複數個(本實施型態中是4個)第1拼續接鈑(splice plate)(拼接板)54a、及複數個(在本實施型態中為4個)第2拼續接鈑(拼接板)54b。
一對接合板53於厚度方向夾入芯材2。接合板53配置於芯材2的寬度方向的中央。接合板53相對於芯材2(高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22、及第2低降伏點鋼板23)設成垂直。
接合板53設成橫跨束制構件3的內外。接合板53從束制構件3的內側延伸到與高降伏點鋼板21的軸向之端同等的位置。
接合板53形成有供螺栓55插通的複數個貫通孔。
接合板53於第1接合部分W1中與高降伏點鋼板21的第1彈性部21b熔接，於第2接合部分W2中與第1低降伏點鋼板22的第2彈性部22b熔接，且於第 3接合部分W3中與第2低降伏點鋼板23的第3彈性部23b熔接。
由於第1彈性部21b是位於束制構件3的外側，所以第1接合部分W1設於束制構件3的外側。第2接合部分W2及第3接合部分W3是設成橫跨束制構件3的內外。
如圖5D所示，一對第1拼續接鈑54a於厚度方向夾入高降伏點鋼板21。一對第1拼續接鈑54a設於高降伏點鋼板21的寬度方向中之兩緣部的每一個。亦即，挫屈束制支撐1B的一側的端部中，設有2組的一對第1拼續接鈑54a(合計4個第1拼續接鈑54a)。
第1拼續接鈑54a是設於高降伏點鋼板21中從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出的部分。第1拼續接鈑54a設成比高降伏點鋼板21還朝軸向的外側突出。在一對第1拼續接鈑54a中從高降伏點鋼板21突出的突出部分之間，形成有供角接板108插入的間隙。
在第1拼續接鈑54a形成有供螺栓55插通的複數個貫通孔。
一對第2拼續接鈑54b於接合板53的厚度方向(亦即，高降伏點鋼板21的寬度方向)夾入接合板53。一對第2拼續接鈑54b設於一對接合板53的每一個。亦即，挫屈束制支撐1B的一側的端部中，設有2組的一對第2拼續接鈑54b(合計4個第2拼續接鈑54b)。第1拼續接鈑54a和第2拼續接鈑54b是配置成相互直交。
第2拼續接鈑54b是以於軸向重疊的方式至少配置於高降伏點鋼板21中從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出的部分。第2拼續接鈑54b是設成朝著比接合板53還靠軸向的外側突出。一對第2拼續接鈑54b中，在從接合板53突出的突出部分之間，形成有供安裝於後述之角接板108的接合板109插入的間隙。
在第2拼續接鈑54b形成有供螺栓55插通的複數個貫通孔。
在角接板108接合一對接合板109。一對接合板109相對於角接板108設成垂直。一對接合板109在將挫屈束制支撐1B安裝於角接板108之際，是設 於與一對接合板53於軸向相對向的位置。
在接合板109形成有供螺栓55插通的複數個貫通孔。
挫屈束制支撐1B螺栓接合於角接板108。具體來說，將角接板108插入到一對第1拼續接鈑54a的突出部分之間，且將接合板109插入到一對第2拼續接鈑54b的突出部分之間。此時，芯材2相對於角接板108是配置成平行。芯材2(高降伏點鋼板21)之端是與角接板108之端於軸向相對向。接合板53之端是與接合板109之端於軸向相對向。第1拼續接鈑54a是配置成橫跨第1彈性部21b和角接板108。第2拼續接鈑54b是配置成橫跨接合板53和接合板109。
將第1彈性部21b和一對第1拼續接鈑54a以螺栓55及未圖示之螺帽固定。將角接板108和一對第1拼續接鈑54a以螺栓55及未圖示之螺帽固定。將接合板53和一對第2拼續接鈑54b以螺栓55及未圖示之螺帽固定。將接合板109和一對第2拼續接鈑54b以螺栓55及未圖示之螺帽固定。藉由將螺栓55和螺帽牢牢地緊固，而使挫屈束制支撐1B對角接板108螺栓接合。
於本實施型態中，也可達到和第1實施型態同樣的效果。亦即，可在不損及挫屈束制支撐1B自身的強度的情況下，降低因地震等而受到軸向塑性變形後之挫屈束制支撐1B的殘餘變形。
又，本實施型態中之挫屈束制支撐1B可藉由螺栓接合而連接到角接板108。
再者，於本實施型態中，第1塑性化部21a是設成從束制構件3突出。
藉此，由於可更使第1塑性化部21a的軸向的長度L1較長，所以可更提高使挫屈束制支撐1B的殘餘變形降低的效果。
<第4實施型態>
接著，就有關本發明之第4實施型態中之挫屈束制支撐1C，參照圖6A、6B及圖7A~7E來進行說明。再者，於本實施型態中，有關與第1實施型態中之構成要素相同的部分賦予相同的符號，而省略其說明，僅就不同的點進行說明。
圖6A是顯示挫屈束制支撐1C之一側的端部附近的前視圖，圖6B是顯示挫屈束制支撐1C的高降伏點鋼板21的一側的端部附近的前視圖。圖7A是顯示挫屈束制支撐1C的一側的端部附近的俯視圖，圖7B是圖7A之A-A斷面圖，圖7C是圖7A之B-B斷面圖，圖7D是圖7A之C-C斷面圖，圖7E是7A之D-D斷面圖。
於本實施型態中，挫屈束制支撐1C在螺栓接合於角接板108的點上，是與第1實施型態不同。亦即，本實施型態是挫屈束制支撐螺栓接合於角接板108之與第3實施型態為不同的其他實施型態。
於本實施型態中，第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23的軸向的長度是比高降伏點鋼板21的軸向的長度還短。因此，高降伏點鋼板21(第1彈性部21b)的端部是從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出。
又，如圖6B所示，在高降伏點鋼板21的第1彈性部21b形成狹縫21c。狹縫21c是形成於高降伏點鋼板21中從第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23突出的部分。狹縫21c是從高降伏點鋼板21的軸向之端，延伸到與第1低降伏點鋼板22或第2低降伏點鋼板23的軸向之端對應的位置。狹縫21c設於第1彈性部21b的寬度方向之中央。狹縫21c在將挫屈束制支撐1C安裝於角接板108之際，供角接板108插入。
接合構件5是取代一對接合板51，而具有複數個(本實施型態中為4個)凸緣板(拼接板)56。
如圖7A所示，一對凸緣板56於厚度方向夾入芯材2。凸緣板56相對於芯材2(高降伏點鋼板21、第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23)設成垂直。凸緣板56是設成橫跨束制構件3的內外。
如圖6A及圖7C~7E所示，2組的一對凸緣板56是於寬度方向隔著間隔而設置。前述2組是相對於芯材2的寬度方向的中心設成對稱。亦即，於挫屈束制支撐1C的一側的端部，設有2組的一對凸緣板56(合計4個凸緣板56)。於寬度方 向隔著間隔而設置的凸緣板56之間，供角接板108插入。
於凸緣板56形成有供螺栓57插通的複數個貫通孔。
凸緣板56具有接合於第1低降伏點鋼板22或第2低降伏點鋼板23的內側部分56a、及接合於高降伏點鋼板21的外側部分56b。外側部分56b是對應於熔接(接合)於第1彈性部21b的第1接合部分W1。內側部分56a是對應於熔接(接合)於第2彈性部22b或第3彈性部23b的第2接合部分W2或第3接合部分W3。
外側部分56b是設於比第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23還靠軸向的外側。內側部分56a的寬度是比外側部分56b的寬度還小第1低降伏點鋼板22或第2低降伏點鋼板23的寬度的大小。亦即，外側部分56b是朝著比內側部分56a還靠高降伏點鋼板21側突出第1低降伏點鋼板22或第2低降伏點鋼板23的寬度的大小。角接板108可插入凸緣板56的外側部分56b之間。
挫屈束制支撐1C螺栓接合於角接板108。具體來說，將角接板108插入到形成於高降伏點鋼板21的狹縫21c。此時，角接板108也插入到於寬度方向隔著間隔而設置之凸緣板56的外側部分56b彼此之間。芯材2相對於角接板108配置成垂直。第1低降伏點鋼板22及第2低降伏點鋼板23之端是與角接板108之端於軸向相對向。凸緣板56是配置成跨越第1低降伏點鋼板22或第2低降伏點鋼板23和角接板108。
將角接板108和一對凸緣板56以螺栓57及未圖示的螺帽固定。挫屈束制支撐1C藉由將螺栓57和螺帽牢牢地緊固，而對角接板108螺栓接合。
於本實施型態也可達到與第1實施型態同樣的效果。亦即，可在不損及挫屈束制支撐1C自身的強度的情況下，降低因地震等而受到軸向塑性變形後之挫屈束制支撐1C的殘餘變形。
又，本本實施型態中之挫屈束制支撐1C可藉由螺栓接合而連接於角接板108。
<第5實施型態>
接著，就有關本發明之第5實施型態中之挫屈束制支撐1D，參照圖8A~8D來進行說明。再者，於本實施型態中，有關與第1實施型態中之構成要素相同的部分賦予相同的符號，而省略其說明，僅就不同的點進行說明。
圖8A是顯示挫屈束制支撐1D之一側的端部附近的前視圖，圖8B是圖8A之A-A斷面圖，圖8C是圖8A之B-B斷面圖，圖8D是圖8A之C-C斷面圖。
於本實施型態中之挫屈束制支撐1D，芯材2具有低降伏點鋼板(第1鋼板)25、第1高降伏點鋼板(第2鋼板)26、及第2高降伏點鋼板(第3鋼板)27。亦即，於本實施型態中，在第1鋼板是低降伏點鋼板，第2、第3鋼板是高降伏點鋼板的點上，是與第1實施型態不同。
低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27分別是細長的平板形。
低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27分別於軸向呈直線狀延伸。低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27是配置成成為相互平行。
於本實施型態中，第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27的軸向的長度是比低降伏點鋼板25的軸向的長度還長。因此，第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27的端部是比低降伏點鋼板25突出。
低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27是配置成於厚度方向相鄰。第1、第2高降伏點鋼板26、27是將低降伏點鋼板25於低降伏點鋼板25的厚度方向夾入。第1、第2高降伏點鋼板26、27是配置成夾著低降伏點鋼板25的厚度方向的中心，而於該厚度方向成為對稱。低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27是於厚度方向積層。在本實施型態中，低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27彼此的厚度相等。
低降伏點鋼板25具有第1降伏點。第1高降伏點鋼板26具有比第1降伏點還高的第2降伏點。第2高降伏點鋼板27具有比第1降伏點還高的第3降伏點。第2降伏點和第3降伏點相等。
於低降伏點鋼板25的軸向的中央部設有寬度比低降伏點鋼板25之軸向中的兩端部還窄的第1塑性化部25a。低降伏點鋼板25中之第1塑性化部25a以外的部分(端部)是成為寬度比第1塑性化部25a還寬的第1彈性部25b。第1塑性化部25a比起第1彈性部25b軸向強度較低。
於第1高降伏點鋼板26的軸向的中央部，設有寬度比第1高降伏點鋼板26的軸向中之兩端部還窄的第2塑性化部26a。第1高降伏點鋼板26中之第2塑性化部26a以外的部分(端部)成為比第2塑性化部26a寬度較寬的第2彈性部26b。第2塑性化部26a比起第2彈性部26b軸向強度較低。
於第2高降伏點鋼板27的軸向的中央部，設有寬度比第2高降伏點鋼板27的軸向中之兩端部還窄的第3塑性化部27a。第2高降伏點鋼板27中之第3塑性化部27a以外的部分(端部)成為比第3塑性化部27a寬度較寬的第3彈性部27b。第3塑性化部27a比起第3彈性部27b軸向強度較低。
第1塑性化部25a的軸向的長度比第2塑性化部26a的軸向的長度還短。第1塑性化部25a的軸向的長度比第3塑性化部27a的軸向的長度還短。第2塑性化部26a的軸向的長度和第3塑性化部27a的軸向的長度相等。
在低降伏點鋼板25和第1高降伏點鋼板26之間、及低降伏點鋼板25和第2高降伏點鋼板27之間，設有未黏合層7。未黏合層7限制相鄰之鋼板25、26、27彼此間於軸向成為一體而動作。藉此，可抑制低降伏點鋼板25的軸力傳遞到第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27、以及第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27的軸力傳遞到低降伏點鋼板25，且可使低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27各自的降伏長度相異。
再者，設於低降伏點鋼板25和第1高降伏點鋼板26之間、及設於低降伏點鋼板25和第2高降伏點鋼板27之間的未黏合層7也可以省略。低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27之間的未黏合層7的材質及厚度也可以是與填充材4、和低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27之間的未黏合層7不同。
接合構件5具有一對接合板51。
一對接合板51於與低降伏點鋼板25的厚度方向交叉的方向將芯材2(低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27)夾入。於本實施型態中，一對接合板51於寬度方向將芯材2夾入。接合板51相對於芯材2(低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27)設成垂直。
接合板51於第1接合部分W5與第1彈性部25b熔接(接合)，於第2接合部分W6與第2彈性部26b熔接(接合)，且於第3接合部分W7與第3彈性部27b熔接(接合)。
第1接合部分W5是設於比第2、第3接合部分W6、W7還靠軸向的中央側。第1接合部分W5是設成於軸向與第2接合部分W6不重疊。第1接合部分W5是設成於軸向與第3接合部分W7不重疊。
第2、第3接合部分W6、W7是設成橫跨束制構件3的內外。第1接合部分W5設於束制構件3的內側。第2接合部分W6的軸向的位置和第3接合部分W7的軸向的位置相等。
挫屈束制支撐1D是藉由熔接而連接於角接板108。具體來說，將一對接合板51分別插入設於角接板108的不圖示的一對狹縫。此時，芯材2相對於角接板108配置成平行。芯材2(第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27)之端是與角接板108之端於軸向相對向。在此狀態下，將接合板51熔接於角接板108。
於本實施型態中之挫屈束制支撐1D，芯材2具備具有第1降伏點的 低降伏點鋼板25、具有與第1降伏點不同的第2降伏點的第1高降伏點鋼板26、及具有與第1降伏點不同的第3降伏點的第2高降伏點鋼板27，第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27夾入低降伏點鋼板25。低降伏點鋼板25的第1塑性化部25a的軸向的長度與第1高降伏點鋼板26的第2塑性化部26a的軸向的長度不同，且與第2高降伏點鋼板27的第3塑性化部27a的軸向的長度不同。
芯材2是藉由降伏點不同的2種類鋼板(低降伏點鋼板25及高降伏點鋼板26、27)構成。軸向荷重Py1作用於芯材2時，低降伏點鋼板25會先高降伏點鋼板26、27而塑性化。再者，軸向荷重Py1作用於芯材2時的第1降伏點變位δy,1是對應於低降伏點鋼板25的降伏點變位。之後，作用於芯材2的軸向荷重成為Py2時，高降伏點鋼板26、27便塑性化。再者，軸向荷重Py2作用於芯材2時的第2降伏點變位δy,2是對應於高降伏點鋼板26、27的降伏點變位。在作用於芯材2的軸向荷重為Py1~Py2的範圍內的變形區域中，雖然低降伏點鋼板25塑性化，然而高降伏點鋼板26、27成為彈性範圍。於該變形區域中，由於高降伏點鋼板26、27位於彈性範圍，所以作為挫屈束制支撐1D整體的二次剛性高，因此，挫屈束制支撐1D的殘餘變形降低。
此處，藉由調整降伏變形比αδ而可調整上述的變形區域，前述降伏變形比αδ是第1高降伏點鋼板26或第2高降伏點鋼板27塑性化之軸向荷重Py2已作用於芯材2時的第2降伏點變位δy,2，對低降伏點鋼板25塑性化之軸向荷重Py1已作用芯材2時之第1降伏點變位δy，1的比。藉由使第1塑性化部25a的軸向的長度與第2塑性化部26a的軸向的長度及第3塑性化部27a的軸向的長度不同，而可調整成鋼板的降伏變形比αδ變大。亦即，降伏變形比αδ越大，變形區域也變得越大。又，鋼板的降伏點變位在鋼板的塑性化部的軸向的長度越長便變得越大。本實施型態中，藉由使第2塑性化部26a及第3塑性化部27a的軸向的長度較長，相較於塑性化部的軸向的長度在高降伏點鋼板和低降伏點鋼板為同一的情況，可使第2降伏 點變位δy,2較大。其結果，降伏變形比αδ變大，又，由於上述的變形區域也變大，所以可提高使因地震等而受到軸向塑性變形後之挫屈束制支撐1D的殘餘變形降低的效果。
再者，第1、第2高降伏點鋼板26、27是藉由低降伏點鋼板25支撐。因此，即使第2塑性化部26a及第3塑性化部27a的軸向的長度變長，也可防止第2塑性化部26a及第3塑性化部27a的彎折，且可確保挫屈束制支撐1D的強度。
綜上所述，依據本實施型態的挫屈束制支撐1D，可在不損及挫屈束制支撐1D自身的強度的狀況下，降低因地震等而受到軸向塑性變形後的挫屈束制支撐1D的殘餘變形。
又，第1接合部分W5是設於比第2接合部分W6及第3接合部分W7還靠軸向的中央側。
接合構件5是與低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27的各彈性部25b~27b接合。由於第2、第3塑性化部26a、27a的軸向的長度是比第1塑性化部25a的軸向的長度還長，所以第1彈性部25b配置於比第2彈性部26b及第3彈性部27b還靠軸向的中央側。因此，藉由將第1接合部分W5設於比第2接合部分W6和第3接合部分W7還靠軸向的中央側，而可有效率地將低降伏點鋼板25、第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27接合於接合構件5。
<第6實施型態>
接著，就有關本發明第6實施型態中之挫屈束制支撐1E，參照圖9A~9D來進行說明。再者，於本實施型態中，有關與第5實施型態中之構成要素相同的部分賦予相同的符號，而省略其說明，僅就不同的點進行說明。
圖9A是顯示挫屈束制支撐1E之一側的端部附近的前視圖，圖9B是圖9A之A-A斷面圖，圖9C是圖9A之B-B斷面圖，圖9D是圖9A之C-C斷面圖。
於本實施型態中，在挫屈束制支撐1E銷接合於角接板108的點上， 是與第5實施型態不同。
於本實施型態中，接合構件5除了一對接合板51外，還具有一對U型板58。
一對U型板58的其中之一是配置於第1高降伏點鋼板26中從低降伏點鋼板25突出的部分，一對U型板58的另一者是配置於第2高降伏點鋼板27中從低降伏點鋼板25突出的部分。一對U型板58於厚度方向夾入芯材2(第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27)。U型板58是配置成與第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27成為平行。U型板58是相對於接合板51配置成垂直。
U型板58是設成橫跨束制構件3的內外。U型板58是設成朝著比第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27還靠軸向的外側突出。在一對U型板58中，從第1高降伏點鋼板26及第2高降伏點鋼板27突出的突出部分之間，形成供角接板108插入的間隙。於U型板58的突出部分，形成供支撐銷9插通的貫通孔58b。
於U型板58形成狹縫58a。狹縫58a是形成於與U型板58中與第1高降伏點鋼板26或第2高降伏點鋼板27重疊的部分。狹縫58a是從U型板58的軸向的內側之端，延伸到與第1高降伏點鋼板26或第2高降伏點鋼板27的軸向之端對應的位置。狹縫58a設於U型板58的寬度方向中之中央。狹縫58a是為了易於U型板58朝第1高降伏點鋼板26或第2高降伏點鋼板27熔接而使用。
一對接合板51除了芯材2外，還於寬度方向將一對U型板58夾入。如圖9D所示，從軸向來看時，一對接合板51和一對U型板58配置成為矩形。於此狀態下，U型板58熔接(接合)於接合板51。
接合板51於第1接合部分W5與低降伏點鋼板25的第1彈性部25b熔接。一對U型板58的其中之一於狹縫58a的內側的第2接合部分W6與第1高降伏點鋼板26的第2彈性部26b熔接。一對U型板58的另一者於狹縫58a的內側的第3接合部分W7與第2高降伏點鋼板27的第3彈性部27b熔接。
挫屈束制支撐1E銷接合於角接板108。具體來說，將角接板108插入到一對U型板58的突出部分之間。此時，芯材2相對於角接板108配置成平行。芯材2(第1高降伏點鋼板26、第2高降伏點鋼板27)之端是於軸向與角接板108之端相對向。U型板58是配置成跨越第1高降伏點鋼板26或第2高降伏點鋼板27和角接板108。於此狀態下，將支撐銷9插通於一對U型板58的貫通孔58b及形成於角接板108的不圖示的貫通孔。藉此，挫屈束制支撐1E可旋轉地對角接板108銷接合。
於本實施型態中，也可達到與第5實施型態同樣的效果。亦即，可在不損及挫屈束制支撐1E自身的強度的情況下，降低因地震等受到軸向塑性變形後的挫屈束制支撐1E的殘餘變形。
又，本實施型態中之挫屈束制支撐1E可藉由銷接合而連接於角接板108。
再者，本發明並不限定於已參照圖面所說明的上述實施型態，於該技術範圍中可考慮各式各樣的變形例。
於上述實施型態中，雖是藉由使第1塑性化部21a的寬度比第1彈性部21b的寬度還小，而使第1塑性化部21a的軸向強度比第1彈性部21b的軸向強度還小，然而本發明並不限於此。例如，也可以是在高降伏點鋼板21的軸向中之兩端部熔接補強板。於此情況，第1彈性部21b的斷面積增加，因此第1塑性化部21a的軸向強度變得比第1彈性部21b的軸向強度還小。同樣地，也可藉由在第1低降伏點鋼板22的軸向中之兩端部熔接補強板，而使第2塑性化部22a的軸向強度比第2彈性部22b的軸向強度還小。也可藉由在第2低降伏點鋼板23的軸向中之兩端部熔接補強板，而使第3塑性化部23a的軸向強度比第3彈性部23b的軸向強度還小。
於上述實施型態中，雖是使用鋼管作為束制構件3，然而本發明並不限於此。束制構件3也可以是木製。於此情況，例如，木製的束制構件3藉由一對束制材構成，該等束制材直接接觸於芯材2。因此，填充材未填充於束制構件 3的內側。藉由一對束制材來限制芯材2朝厚度方向的變位。又，在一對束制材之間設置限制構件，藉由限制構件來限制芯材2朝寬度方向的變位。藉此，限制芯材2朝著軸向以外的方向的變形。
於上述第1、第2實施型態中，高降伏點鋼板21也可以是設成第1塑性化部21a從束制構件3突出。
於上述第5、第6實施型態中，也可以是第1高降伏點鋼板26設成第2塑性化部26a從束制構件3突出，第2高降伏點鋼板27設成第3塑性化部27a從束制構件3突出。於此情況，第2塑性化部26a及第3塑性化部27a中，以另外設置用以支撐從束制構件3突出的部分的支撐構件者為佳。
也可以是藉由螺栓接合將上述第5、第6實施型態中之挫屈束制支撐1D、1E連接於角接板108。例如，可藉由將第3實施型態的接合構件5組合到第5實施型態中之挫屈束制支撐1D，而藉由螺栓接合將挫屈束制支撐1D連接於角接板108。
於上述實施型態中，雖是就有關承載構造物100的框架103是藉由二根縱框106(例如，鋼骨柱)、二根橫框107(例如，鋼骨梁)而形成的構成來進行說明，然而本發明並不限於此。框架103也可以是藉由圓形鋼管形成。
其他，在不逸脫本發明的主旨的範圍內，可適宜將前述實施型態中之構成要素置換成周知的構成要素，又，也可適宜組合前述之變形例。
[產業上的利用可能性]
本發明可適用於挫屈束制支撐及承載構造物。
1:挫屈束制支撐
2:芯材
3:束制構件
4:填充材
5:接合構件
21:高降伏點鋼板
21a:第1塑性化部
21b:第1彈性部
22:第1低降伏點鋼板
22a:第2塑性化部
22b:第2彈性部
23:第2低降伏點鋼板
23a:第3塑性化部
23b:第3彈性部
L1:長度
L2:長度
L3:長度

Claims (18)

  1. 一種挫屈束制支撐，具備：芯材，朝軸向延伸；及束制構件，在使前述芯材的前述軸向中之兩端部突出的狀態下，覆蓋前述芯材的外周側，前述芯材具有：第1鋼板，具有第1降伏點；第2鋼板，具有與前述第1降伏點不同的第2降伏點；及第3鋼板，具有與前述第1降伏點不同的第3降伏點，且前述第2鋼板及前述第3鋼板夾入前述第1鋼板，在前述第1鋼板的前述軸向的中央部，設有軸向強度比前述軸向的兩端部還低的第1塑性化部，在前述第2鋼板的前述軸向的中央部，設有軸向強度比前述軸向的兩端部還低的第2塑性化部，在前述第3鋼板的前述軸向的中央部，設有軸向強度比前述軸向的兩端部還低的第3塑性化部，前述第1塑性化部的前述軸向的長度與前述第2塑性化部的前述軸向的長度不同，且與前述第3塑性化部的前述軸向的長度不同。
  2. 如請求項1之挫屈束制支撐，其中前述第1降伏點比前述第2降伏點還高，且比前述第3降伏點還高，前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還長，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還長。
  3. 如請求項2之挫屈束制支撐，其中使前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還長，且比前述第3塑性化部 的前述軸向的長度還長，以使前述第1鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時的第2降伏點變位，對前述第2鋼板或前述第3鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時之第1降伏點變位的比，即降伏變形比，變得比起前述第1塑性化部的前述軸向的長度與前述第2塑性化部的前述軸向的長度及前述第3塑性化部的前述軸向的長度相同的情況大。
  4. 如請求項2或3之挫屈束制支撐，其中前述第1鋼板是設成前述第1塑性化部從前述束制構件突出。
  5. 如請求項1之挫屈束制支撐，其中前述第1降伏點比前述第2降伏點還低，且比前述第3降伏點還低，前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還短，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還短。
  6. 如請求項5之挫屈束制支撐，其中使前述第1塑性化部的前述軸向的長度比前述第2塑性化部的前述軸向的長度還短，且比前述第3塑性化部的前述軸向的長度還短，以使前述第2鋼板或前述第3鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時之第2降伏點變位，對前述第1鋼板塑性化之軸向荷重作用於前述芯材時之第1降伏點變位的比，即降伏變形比，變得比起前述第1塑性化部的前述軸向的長度與前述第2塑性化部的前述軸向的長度及前述第3塑性化部的前述軸向的長度相同的情況大。
  7. 如請求項5或6之挫屈束制支撐，其中前述第2鋼板是設成前述第2塑性化部從前述束制構件突出，前述第3鋼板是設成前述第3塑性化部從前述束制構件突出。
  8. 如請求項1至3中任一項之挫屈束制支撐，其中前述第1塑性化部的寬度比前述第1鋼板的前述軸向的兩端部的寬度還窄，前述第2塑性化部的寬度比前述第2鋼板的前述軸向的兩端部的寬度還窄，前述第3塑性化部的寬度 比前述第3鋼板的前述軸向的兩端部的寬度還窄。
  9. 如請求項1之挫屈束制支撐，其更具備接合構件，前述接合構件設於前述芯材的前述兩端部的每一個，於第1接合部分與前述第1鋼板接合，於第2接合部分與前述第2鋼板接合，於第3接合部分與前述第3鋼板接合。
  10. 如請求項2之挫屈束制支撐，其更具備接合構件，前述接合構件設於前述芯材的前述兩端部的每一個，於第1接合部分與前述第1鋼板接合，於第2接合部分與前述第2鋼板接合，於第3接合部分與前述第3鋼板接合，前述第2接合部分及前述第3接合部分是設於比前述第1接合部分還靠前述軸向的中央側。
  11. 如請求項5之挫屈束制支撐，其更具備接合構件，前述接合構件設於前述芯材的前述兩端部的每一個，於第1接合部分與前述第1鋼板接合，於第2接合部分與前述第2鋼板接合，於第3接合部分與前述第3鋼板接合，前述第1接合部分是設於比前述第2接合部分及前述第3接合部分還靠前述軸向的中央側。
  12. 如請求項9至11中任一項之挫屈束制支撐，其中前述第1接合部分是設成於前述軸向與前述第2接合部分不重疊，且於前述軸向與前述第3接合部分不重疊。
  13. 如請求項9至11中任一項之挫屈束制支撐，其中前述接合構件具有將前述第1鋼板、前述第2鋼板及前述第3鋼板於與前述第1鋼板的厚度方向交叉的方向夾入的一對接合板。
  14. 如請求項1至3、5、6、9至11中任一項之挫屈束制支撐，其中前述第2降伏點是與前述第3降伏點相等，前述第2塑性化部的前述軸向的長度是與前述第3塑性化部的前述軸向的長度相等。
  15. 如請求項1至3、5、6、9至11中任一項之挫屈束制支撐，其中前述第2鋼板及前述第3鋼板是配置成夾著前述第1鋼板的厚度方向的中心而於前述厚度方向成對稱。
  16. 如請求項1至3、5、6、9至11中任一項之挫屈束制支撐，其中前述第1鋼板、前述第2鋼板及前述第3鋼板是配置成為相互平行。
  17. 如請求項1至3、5、6、9至11中任一項之挫屈束制支撐，其更具備設於前述第2鋼板和前述第3鋼板之間的間隔器。
  18. 一種承載構造物，具備：框架；複數個角接板，從前述框架朝內側伸出；及請求項1至3、5、6、9至11中任一項之挫屈束制支撐，架設於前述複數個角接板之間，前述芯材的前述兩端部藉由熔接、銷接合或螺栓接合而連接於前述複數個角接板。
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