座屈拘束ブレース
【課題】安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースを提供する。
【解決手段】座屈拘束ブレース１は、棒鋼５を有する芯材３と、芯材３の周囲に設けられ、芯材３との間でアンボンド処理がなされる座屈拘束材としての鉄筋コンクリート（コンクリート９、主筋１１、帯筋１３等）と、を具備する。棒鋼５に断面欠損部５ａを設け、鉄筋コンクリート９には、帯筋１３が、断面欠損部５ａに対応する位置において、それ以外の部分よりも密に配置されるようにしてもよい。
【解決手段】座屈拘束ブレース１は、棒鋼５を有する芯材３と、芯材３の周囲に設けられ、芯材３との間でアンボンド処理がなされる座屈拘束材としての鉄筋コンクリート（コンクリート９、主筋１１、帯筋１３等）と、を具備する。棒鋼５に断面欠損部５ａを設け、鉄筋コンクリート９には、帯筋１３が、断面欠損部５ａに対応する位置において、それ以外の部分よりも密に配置されるようにしてもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は座屈拘束ブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨構造等では、耐震性能向上のためにブレースが使用される。その一つに座屈拘束ブレースがある。座屈拘束ブレースは、軸力を負担する中心鋼材（芯材）を鋼管とモルタルで拘束し、座屈せずに安定的に塑性化するブレースである。中心鋼材とモルタルの間にはアンボンド材（緩衝材）があるため、鋼管とモルタル（座屈拘束材）には軸力が作用しない。
【０００３】
このため、座屈拘束ブレースでは、地震時には芯材のみが変形し、これにより地震の揺れを吸収する。また、この芯材を外側より拘束しているため、圧縮力が作用しても芯材が座屈することなく、安定した部材性能を示す。特許文献１、２には、このような座屈拘束ブレースの例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５６７２８号公報
【特許文献２】特開平７−３８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の座屈拘束ブレースは、軸力を負担する中心鋼材を鋼管とモルタル（又はコンクリート）で拘束し、中心鋼材を座屈させずに、安定的に塑性化させるブレースであるが、外周に鋼材を用いているため、使用する鋼材量が増え、コストアップの要因になっている。
【０００６】
しかし、外周の鋼管は座屈拘束を行うのみであり、軸力を負担するものでなく、座屈拘束ブレースの高い耐力を保つため鋼管である必要があるとは限らない。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達するために第１の発明は、棒鋼を有する芯材と、前記芯材の周囲に設けられ、前記芯材との間でアンボンド処理がなされる座屈拘束材としての鉄筋コンクリートと、を具備することを特徴とする座屈拘束ブレースである。
【０００９】
また、前記棒鋼は、断面欠損部を有し、前記鉄筋コンクリートには、帯筋が、前記断面欠損部に対応する位置において、それ以外の部分よりも密に配置されることが望ましい。但し、帯筋は各部分で均等に配置されるようにしてもよい。
【００１０】
また、前記棒鋼と前記鉄筋コンクリートの間に、前記棒鋼の変形時に前記棒鋼と前記コンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材が設けられることも望ましい。前記接触緩衝材は、例えば鋼材で形成される。
【００１１】
前記芯材は１本の棒鋼を有するものであってもよいが、複数の棒鋼を有するものであってもよい。この時、複数の前記棒鋼を接続するように補強材が設けられることも望ましい。
【００１２】
上記構成により、芯材の周囲に鉄筋コンクリートを設け、これにより芯材の変形（座屈）を拘束するので、鋼材の使用量を抑えることができる。また、鉄筋を使用するので、その径や強度を選ぶことにより、設計の自由度が高まる。そして、予めＰＣａ工場等で製造するものに限らず、一般の現場で製造することも可能な制振部材となる。現場で特別な工具や機械を用いる必要もなく、加えて、芯材として平鋼やＨ型鋼ではなく、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒等の棒鋼を使用するので、更なるコストダウンにつながる。
【００１３】
また、芯材の棒鋼に断面欠損部を設け、ブレース全体ではなく、この一部のみを塑性化させることができる。断面欠損部の棒鋼はある軸力（圧縮力）により、長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとして、コンクリートに接触する。この際、コンクリートには芯材にかかる軸力に応じた荷重（せん断力）が働き、亀裂発生等、座屈拘束ブレースの耐力低下の要因となるが、本発明の座屈拘束ブレースでは、周囲の鉄筋コンクリートについて、帯筋等によりこの断面欠損部に対応する位置を重点的にせん断補強する。これにより効果的にせん断補強を行い、鉄筋コンクリートのせん断強度を高め、芯材の拘束を維持し、座屈拘束ブレースの耐力を向上させることができる。なお、芯材は棒鋼の断面欠損部で必要な強度を確保できるように設計を行う。また、塑性化を考えている部分（断面欠損部）にひずみが集中し増大するため、地震時等の層間変形の早期の段階から降伏し、多くのエネルギーを吸収することが期待できる。
【００１４】
また、棒鋼と鉄筋コンクリートとの間に、上記の変形時にコンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材を設けることにより、地震時等の繰り返し荷重により棒鋼がコンクリートに繰り返し接触することによるコンクリートの劣化を抑制することができる。接触緩衝材は例えば鋼材で形成され、これにより局所的な接触を防いでコンクリートに広く荷重を分散させ、コンクリートのせん断応力を小さくすることができる。
【００１５】
加えて、複数の棒鋼を接続するように補強材を設けることにより、棒鋼の変形を抑えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【図２】第２の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【図３】接触緩衝材について示す図
【図４】芯材の補強について示す図
【図５】プレートの例を示す図
【図６】第３の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【図７】座屈拘束ブレースの例を示す図
【図８】第４の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面を参照しながら、本発明の座屈拘束ブレースの実施形態について説明する。まず、第１の実施形態の座屈拘束ブレースについて、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
図１（ａ）は第１の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図１（ｂ）は座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図１（ｃ）は図１（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）の線Ｂ−Ｂ’に沿った断面図、図１（ｅ）は図１（ａ）の点線で囲った部分を矢印Ｃ方向にみた図、図１（ｆ）は主筋の端部を示す図である。
【００２０】
図１（ａ）等に示すように、本実施形態の座屈拘束ブレース１では、芯材３の周囲に鉄筋コンクリートが設けられる。即ち、芯材３の周囲にコンクリート９が設けられ、コンクリート９が主筋１１と帯筋１３で補強される。
【００２１】
芯材３としては、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等の棒鋼５の両端部を溶接等によりプレート７に接続したものが用いられる。設計の際は、棒鋼５により必要な強度が得られるようにその断面積、形状、本数、材質等を定めておく。なお、後述するが、芯材としてプレートを省略し、棒鋼のみとする構成も可能である。本実施形態では、構造体に座屈拘束ブレース１を取り付ける際、芯材３の長手方向の両端部（プレート７）によりベースプレート等を介して取り付けるが、芯材としてプレートを省略する場合は、棒鋼の両端部を直接ガセットプレートに溶接するなどして取り付けることができる。
【００２２】
図１（ｄ）等に示すように、本実施形態では、棒鋼５は４本設けられる。プレート７は凹部を有する２本の溝型鋼により構成され、これらの溝型鋼の背部分が向かい合うように配置される。プレート７の各溝型鋼の凹部には、棒鋼５が２本ずつ溶接され接続される。なお、棒鋼５の本数はこれに限らず、上記したように必要な強度が得られるように定め、目的に応じて何本としてもよい。例えば１本でもよいし、６本としてもよい。また、後述するが、プレート７の形状もこれに限らず、適宜定めることができ、例えば平鋼などを用いることもできる。
【００２３】
芯材３の長手方向の両端部を除く部分の周囲には、コンクリート９が打設される。コンクリート９の内部では、座屈拘束ブレース１の長手方向に主筋１１が設けられる。また、主筋１１を長手方向と直交する断面において囲むように、座屈拘束ブレース１の長手方向に間隔をあけて帯筋１３が設けられる。帯筋１３は、コンクリート９のせん断補強を目的として設けられる。なお、主筋１１の端部は、図１（ｆ）に示すように、これを折り曲げてフックとしてもよい。
【００２４】
なお、本実施形態では、図１（ｄ）、図１（ｅ）に示すように、芯材３で、棒鋼５のみの部分の周囲のコンクリート９では、主筋１１の外側への膨らみを防止するための補強筋１５も別に設けられる。これにより、後述の変形が発生すると考えられる棒鋼５のみの部分で、コンクリート９のせん断補強を重点的に行っている。但し、補強筋１５は必要に応じて設けられるものであり、なくても良い場合もある。
【００２５】
また、芯材３は、周囲のコンクリート９に対するアンボンド処理がなされている。例えば芯材３とコンクリート９の間に微小な間隔が設けられ、コンクリート９の芯材３側の表面に油が塗布される等する。これにより、座屈拘束ブレース１に加わる軸力を芯材３のみで負担させる。
【００２６】
この座屈拘束ブレース１では、芯材３がある軸力（圧縮力）を受けると、棒鋼５が長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとする。
【００２７】
この際、棒鋼５はコンクリート９に接触しその変形が拘束される。コンクリート９は、芯材３に作用している軸力に応じて荷重（せん断力）を受ける。
【００２８】
上記したように、座屈拘束ブレース１では、コンクリート９が帯筋１３により補強されており、このせん断補強によりコンクリート９の亀裂発生が抑えられている。
【００２９】
このように、本実施形態の座屈拘束ブレース１では、芯材３の周囲に鉄筋コンクリートを設け、これにより芯材３（棒鋼５）の上記の変形（座屈）を拘束するので、鋼材の使用量を抑えることができる。また、鉄筋を使用するので、その径や強度を選ぶことにより、設計の自由度が高まる。そして、予めＰＣａ工場等で製造するものに限らず、一般の現場で製造することも可能な制振部材となる。また、現場で特別な工具や機械を用いる必要もなく、加えて、芯材３として平鋼やＨ型鋼を使用せず、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等の棒鋼を使用するので、更なるコストダウンにつながる。
【００３０】
次に、図２を参照しながら、第２の実施形態の座屈拘束ブレースについて説明する。図２（ａ）は第２の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図２（ｂ）は第２の実施形態の座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図２（ｃ）は図２（ａ）の線Ｄ−Ｄ’に沿った断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）の線Ｅ−Ｅ’に沿った断面図、図２（ｅ）は図２（ａ）の点線で囲った部分を矢印Ｆ方向にみた図である。第１の実施形態において説明したものと同様の要素には、同じ番号を付し、説明を一部省略する。
【００３１】
第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７は、第１の実施形態の座屈拘束ブレース１と同様の構成を有するが、芯材１９の棒鋼５が長手方向の途中の断面欠損部５ａで縮径され、断面が欠損される点で異なる。
【００３２】
即ち、芯材１９は、第１の実施形態と同様、棒鋼５の両端部がプレート７に接続されて形成されるが、図２（ｂ）等に示すように、棒鋼５が断面欠損部５ａにおいて縮径する。これについては、例えば、径の小さい棒鋼５の両端を径の大きい棒鋼５に圧接あるいは溶接することができる。またネジ継ぎ手や機械式継ぎ手によりこれらを接続することもできる。さらに、一本の棒鋼５を途中で縮径処理をしたものを用いることもできる。なお、設計の際は、この断面欠損部５ａで必要な強度が得られるようにその形状、断面積、本数、材質等を定めておく。
【００３３】
また、帯筋１３を設ける間隔は各部分で均等であってもよいが、本実施形態では、コンクリート９において、棒鋼５の断面欠損部５ａに対応する部分で、他の部分よりも短くする。即ち、断面欠損部５ａに対応する部分で帯筋１３を密に設け、せん断力に対してこの断面欠損部５ａに対応する位置のコンクリート９をより重点的に補強する。また前述の補強筋１５を設ける間隔もこれに応じて短くし、補強筋１５を密に設ける。
【００３４】
この座屈拘束ブレース１７では、芯材１９がある軸力（圧縮力）を受けると、棒鋼５の断面欠損部５ａが長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとする。
【００３５】
この際、棒鋼５はコンクリート９に接触しその変形が拘束される。コンクリート９は、芯材１９に作用している軸力に応じて荷重（せん断力）をうける。
【００３６】
上記したように、座屈拘束ブレース１７では、この断面欠損部５ａに対応するコンクリート９が帯筋１３等でより重点的に補強されており、このせん断補強によりコンクリート９の亀裂発生が抑えられている。
【００３７】
このように、第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７でも、第１の実施形態の座屈拘束ブレース１についての上記した効果が得られる。
【００３８】
また、芯材１９の棒鋼５に断面欠損部５ａを設け、ブレース全体ではなく、この一部のみを塑性化させる。断面欠損部５ａの棒鋼５はある軸力（圧縮力）により上記の方向に変形しようとして、コンクリート９に接触する。この際、コンクリート９には芯材１９にかかる軸力に応じた荷重（せん断力）が働き、亀裂発生等、座屈拘束ブレースの耐力低下の要因となるが、本実施形態の座屈拘束ブレース１７では、周囲の鉄筋コンクリートについて、帯筋１３等によりこの断面欠損部５ａに対応する位置をより重点的にせん断補強する。これにより効果的にせん断補強を行い、鉄筋コンクリートのせん断強度を高め、芯材１９の拘束を維持し、座屈拘束ブレース１７の耐力を向上させることができる。なお、芯材１９は棒鋼５の断面欠損部５ａで必要な強度を確保できるように設計を行う。また、塑性化を考えている部分（断面欠損部５ａ）にひずみが集中し増大するため、地震時等の層間変形の早期の段階から降伏し、多くのエネルギーを吸収することが期待できる。
【００３９】
また、図３に示すように、第２の実施形態の芯材１９の断面欠損部５ａの棒鋼５の周囲で、コンクリート９との間に、前述の変形時に棒鋼５とコンクリート９の接触を緩衝するため、接触緩衝材２３を設けてもよい。接触緩衝材２３は例えば鋼材により形成される小径の鋼管であり、棒鋼５の断面欠損部５ａを囲むように設けられる。接触緩衝材２３は、前述の変形時、直接棒鋼５とコンクリート９が接触して局所的にコンクリート９に荷重（せん断力）が加わることを防ぎ、荷重をコンクリート９に広く分散させる。なお、接触緩衝材２３は芯材１９にかかる軸力を負担しないように、芯材１９との間でアンボンド処理が施される。
【００４０】
即ち、断面欠損部５ａの棒鋼５が直接コンクリート９に触れる場合、地震時等の繰り返し荷重により棒鋼５がコンクリート９に繰り返し（局所的に）接触し、コンクリート９の劣化が促進される可能性がある。接触緩衝材２３は、棒鋼５とコンクリート９が直接接触することを抑え、コンクリート９の劣化を抑制する。同様に、第１の実施形態の芯材３についても、棒鋼５を囲むように接触緩衝材２３を設けてよく、この場合も上記と同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、接触緩衝材２３は小径の鋼管に限らず、上記の目的を満たす範囲であればその強度は低くてもよく、ある程度柔らかい部材でも構わない。また、管状のものに限られることもない。さらに、接触緩衝材２３を、前述の変形時の棒鋼５の変形量を吸収したり、変形速度を抑えてコンクリート９との接触を緩衝するために設けてもよく、この意味では上記の強度に限られることもない。
【００４２】
また、図４に示すように、第２の実施形態の芯材１９の断面欠損部５ａの棒鋼５について、複数の棒鋼５どうしを接続するように鋼板等の補強材２５を設けてもよく、これにより棒鋼５の変形を抑えることができる。なお、接続する方法は棒鋼５の変形を抑える目的に応じて様々に定めることができる。同様に、第１の実施形態の芯材３についても、棒鋼５どうしを接続するように補強材２５を設けてよく、この場合も上記と同様の効果が得られる。
【００４３】
また、プレート７は第１、第２の実施形態のように２本の溝型鋼を用いるものに限らない。例えば、これらにかえてＨ型鋼を用い、２つの凹部にそれぞれ棒鋼５を接続して芯材としてもよい。あるいは平鋼を用い、片面または両面に棒鋼５を接続してもよい。また、図５（ａ）に断面を示すように、十字金物をプレート７とし、各隅部に棒鋼５の端部を溶接等により接続して芯材としたり、また図５（ｂ）に断面を示すように、４本の山形鋼を、その背部分どうしが接するようにして十字状としたものをプレート７とし、この隅部に棒鋼５の端部を溶接等により接続して芯材とすることもできる。
【００４４】
次に、図６を参照しながら、第３の実施形態の座屈拘束ブレースについて説明する。図６（ａ）は第３の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図６（ｂ）は第３の実施形態の座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図６（ｃ）は図６（ａ）の線Ｇ−Ｇ’に沿った断面図、図６（ｄ）は図６（ａ）の線Ｈ−Ｈ’に沿った断面図、図６（ｅ）は座屈拘束ブレースを構造体に取り付けた状態を示す図である。第１、第２の実施形態において説明したものと同様の要素には、同じ番号を付し、説明を一部省略する。
【００４５】
図６（ａ）、（ｃ）等で示す第３の実施形態の座屈拘束ブレース２７は、図６（ｂ）に示すように芯材２９が棒鋼５のみで構成される点で第１の実施形態と異なる。前述したように、棒鋼５は、例えば異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等である。
【００４６】
座屈拘束ブレース２７では、棒材５の両端部を構造体のガセットプレート３０に溶接等で直接取り付ける。このようにして、図６（ｅ）に示すように、ガセットプレート３０を介して座屈拘束ブレース２７が構造体に取り付けられる。なお、図６（ａ）等では、ガセットプレート３０も併せて示している。
【００４７】
本実施形態では、図６（ｄ）等で示すように、芯材２９を構成する棒鋼５を１本としたが、もちろん複数本の棒鋼を用いてもよい。例えば、図７に示す座屈拘束ブレース３１では、３本の棒鋼５により芯材３３が構成される。同様に棒鋼５の両端部をガセットプレート３０に取り付ければよい。棒鋼５の本数をはじめ、その断面積、形状、材質等は、必要な強度等により適宜定めることができる。
【００４８】
その他の構成については、前述したものと同様である。例えば、芯材２９とコンクリート９との間では適宜アンボンド処理がなされる。本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。加えて、芯材を棒鋼のみで構成するので、製造が容易になり、更なるコストダウンが図れる。
【００４９】
なお、第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７と同様、棒鋼５の途中に断面欠損部を設け、断面欠損部に対応する位置で帯筋１３をより密に配置することもでき、これにより前述した効果が得られる。図３に示した接触緩衝材２３や、図４に示した補強材２５も、適宜設けてよい。
【００５０】
次に、図８を参照しながら、第４の実施形態の座屈拘束ブレースについて説明する。図８（ａ）は第４の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図８（ｂ）は第４の実施形態の座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図８（ｃ）は図８（ａ）の線Ｉ−Ｉ’に沿った断面図、図８（ｄ）は図８（ａ）の線Ｊ−Ｊ’に沿った断面図、図８（ｅ）は座屈拘束ブレースの取り付けを説明する図である。第１〜第３の実施形態において説明したものと同様の要素には、同じ番号を付し、説明を一部省略する。
【００５１】
図８（ａ）、（ｃ）等で示す第４の実施形態の座屈拘束ブレース３５は、座屈拘束ブレース３５の芯材３７をナット４２等を用いた締め付けによりガセットプレート４０に直接取り付ける点で第３の実施形態と異なる。
【００５２】
図８（ｄ）等に示すように、芯材３７は４本の棒鋼３９で構成される。棒鋼３９としてはネジ鉄筋を用いる。ネジ鉄筋を用いることで、芯材３７の長さを現場で調整することが容易になる。さらに、コンクリート９は現場打ちによるものとすることもできるので、座屈拘束ブレース３５の現場での製造が容易になる。なお、棒鋼３９の本数等はこれに限ることはなく、その本数をはじめ、断面積、形状、材質等は、目的とする強度等により適宜定めることができる。
【００５３】
一方、構造体のガセットプレート４０には、ガセットプレート４０と直交するように鋼板４１を取り付ける。鋼板４１には孔部が設けられる。
【００５４】
座屈拘束ブレース３５をガセットプレート４０に取り付ける際は、図８（ｅ）に示すように、棒鋼３９の端部を鋼板４１の孔部に挿入し貫通させる。そして、鋼板４１の両側でナット４２による締め付けを行う。ナット４２は例えばロックナット等である。このように、本実施形態ではナット４２による締め付けを行い座屈拘束ブレース３５をガセットプレート４０に取り付ける。但し、溶接等により取り付けることも可能である。
【００５５】
座屈拘束ブレース３５は、ガセットプレート４０を介して構造体に取り付けられる。なお、座屈拘束ブレース３５を示す図８（ａ）等では、ガセットプレート４０も併せて示している。
【００５６】
その他の構成については、前述したものと同様である。例えば、芯材３７とコンクリート９との間でも適宜アンボンド処理がなされる。本実施形態によっても、第３の実施形態と同様の効果が得られる。加えて、芯材をナットで締め付けるなどしてガセットプレートに取り付けるので、施工管理等が容易になる。
【００５７】
本実施形態では、棒鋼３９をネジ鉄筋としたが、これに限ることはなく、例えばＰＣ鋼棒等でもよい。当該ＰＣ鋼棒の端部をガセットプレート４０の鋼板４１の孔部に挿入し貫通させ、定着具等を用いて鋼板４１の両側で定着させることができる。
【００５８】
また、第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７と同様、棒鋼３９の途中に断面欠損部を設け、断面欠損部に対応する位置で帯筋１３をより密に配置することもでき、これにより前述した効果が得られる。図３に示した接触緩衝材２３や、図４に示した補強材２５も、適宜設けてよい。
【００５９】
以上説明したように、本発明の座屈拘束ブレースの実施形態によれば、芯材の周囲に鉄筋コンクリートを設け、これにより芯材の変形（座屈）を拘束するので、鋼材の使用量を抑えることができる。また、鉄筋を使用するので、その径や強度を選ぶことにより、設計の自由度が高まる。そして、予めＰＣａ工場等で製造するものに限らず、一般の現場で製造することも可能な制振部材となる。また、現場で特別な工具や機械を用いる必要もなく、コストダウンにつながる。加えて、芯材として平鋼やＨ型鋼ではなく、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等の棒鋼を使用するので、更なるコストダウンにつながる。
【００６０】
また、芯材の棒鋼に断面欠損部を設け、ブレース全体ではなく、この一部のみを塑性化させることができる。断面欠損部の棒鋼はある軸力（圧縮力）により、長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとして、コンクリートに接触する。この際、コンクリートには芯材にかかる軸力に応じた荷重（せん断力）が働き、亀裂発生等、座屈拘束ブレースの耐力低下の要因となるが、本発明の座屈拘束ブレースでは、周囲の鉄筋コンクリートについて、帯筋等によりこの断面欠損部に対応する位置をより重点的にせん断補強する。これにより効果的にせん断補強を行い、鉄筋コンクリートのせん断強度を高め、芯材の拘束を維持し、座屈拘束ブレースの耐力を向上させることができる。なお、芯材は棒鋼の断面欠損部で必要な強度を確保できるように設計を行う。また、塑性化を考えている部分（断面欠損部）にひずみが集中し増大するため、地震時等の層間変形の早期の段階から降伏し、多くのエネルギーを吸収することが期待できる。
【００６１】
また、棒鋼と鉄筋コンクリートとの間に、上記の変形時にコンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材を設けることにより、地震時等の繰り返し荷重により棒鋼がコンクリートに繰り返し接触することによるコンクリートの劣化を抑制することができる。接触緩衝材は例えば鋼材で形成され、これにより局所的な接触を防いでコンクリートに広く荷重を分散させ、コンクリートのせん断応力を小さくすることができる。
【００６２】
加えて、複数の棒鋼を接続するように補強材を設けることにより、棒鋼の変形を抑えることもできる。
【００６３】
以上より、安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースが得られる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る座屈拘束ブレースの好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６５】
１、１７、２７、３１、３５………座屈拘束ブレース
３、１９、２９、３３、３７………芯材
５、３９………棒鋼
５ａ………断面欠損部
７………プレート
９………コンクリート
１１………主筋
１３………帯筋
１５………補強筋
２３………接触緩衝材
２５………補強材
３０、４０………ガセットプレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は座屈拘束ブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨構造等では、耐震性能向上のためにブレースが使用される。その一つに座屈拘束ブレースがある。座屈拘束ブレースは、軸力を負担する中心鋼材（芯材）を鋼管とモルタルで拘束し、座屈せずに安定的に塑性化するブレースである。中心鋼材とモルタルの間にはアンボンド材（緩衝材）があるため、鋼管とモルタル（座屈拘束材）には軸力が作用しない。
【０００３】
このため、座屈拘束ブレースでは、地震時には芯材のみが変形し、これにより地震の揺れを吸収する。また、この芯材を外側より拘束しているため、圧縮力が作用しても芯材が座屈することなく、安定した部材性能を示す。特許文献１、２には、このような座屈拘束ブレースの例が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２５６７２８号公報
【特許文献２】特開平７−３８８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の座屈拘束ブレースは、軸力を負担する中心鋼材を鋼管とモルタル（又はコンクリート）で拘束し、中心鋼材を座屈させずに、安定的に塑性化させるブレースであるが、外周に鋼材を用いているため、使用する鋼材量が増え、コストアップの要因になっている。
【０００６】
しかし、外周の鋼管は座屈拘束を行うのみであり、軸力を負担するものでなく、座屈拘束ブレースの高い耐力を保つため鋼管である必要があるとは限らない。
【０００７】
本発明は、前述した問題点に鑑みてなされたもので、安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した目的を達するために第１の発明は、棒鋼を有する芯材と、前記芯材の周囲に設けられ、前記芯材との間でアンボンド処理がなされる座屈拘束材としての鉄筋コンクリートと、を具備することを特徴とする座屈拘束ブレースである。
【０００９】
また、前記棒鋼は、断面欠損部を有し、前記鉄筋コンクリートには、帯筋が、前記断面欠損部に対応する位置において、それ以外の部分よりも密に配置されることが望ましい。但し、帯筋は各部分で均等に配置されるようにしてもよい。
【００１０】
また、前記棒鋼と前記鉄筋コンクリートの間に、前記棒鋼の変形時に前記棒鋼と前記コンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材が設けられることも望ましい。前記接触緩衝材は、例えば鋼材で形成される。
【００１１】
前記芯材は１本の棒鋼を有するものであってもよいが、複数の棒鋼を有するものであってもよい。この時、複数の前記棒鋼を接続するように補強材が設けられることも望ましい。
【００１２】
上記構成により、芯材の周囲に鉄筋コンクリートを設け、これにより芯材の変形（座屈）を拘束するので、鋼材の使用量を抑えることができる。また、鉄筋を使用するので、その径や強度を選ぶことにより、設計の自由度が高まる。そして、予めＰＣａ工場等で製造するものに限らず、一般の現場で製造することも可能な制振部材となる。現場で特別な工具や機械を用いる必要もなく、加えて、芯材として平鋼やＨ型鋼ではなく、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒等の棒鋼を使用するので、更なるコストダウンにつながる。
【００１３】
また、芯材の棒鋼に断面欠損部を設け、ブレース全体ではなく、この一部のみを塑性化させることができる。断面欠損部の棒鋼はある軸力（圧縮力）により、長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとして、コンクリートに接触する。この際、コンクリートには芯材にかかる軸力に応じた荷重（せん断力）が働き、亀裂発生等、座屈拘束ブレースの耐力低下の要因となるが、本発明の座屈拘束ブレースでは、周囲の鉄筋コンクリートについて、帯筋等によりこの断面欠損部に対応する位置を重点的にせん断補強する。これにより効果的にせん断補強を行い、鉄筋コンクリートのせん断強度を高め、芯材の拘束を維持し、座屈拘束ブレースの耐力を向上させることができる。なお、芯材は棒鋼の断面欠損部で必要な強度を確保できるように設計を行う。また、塑性化を考えている部分（断面欠損部）にひずみが集中し増大するため、地震時等の層間変形の早期の段階から降伏し、多くのエネルギーを吸収することが期待できる。
【００１４】
また、棒鋼と鉄筋コンクリートとの間に、上記の変形時にコンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材を設けることにより、地震時等の繰り返し荷重により棒鋼がコンクリートに繰り返し接触することによるコンクリートの劣化を抑制することができる。接触緩衝材は例えば鋼材で形成され、これにより局所的な接触を防いでコンクリートに広く荷重を分散させ、コンクリートのせん断応力を小さくすることができる。
【００１５】
加えて、複数の棒鋼を接続するように補強材を設けることにより、棒鋼の変形を抑えることもできる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【図２】第２の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【図３】接触緩衝材について示す図
【図４】芯材の補強について示す図
【図５】プレートの例を示す図
【図６】第３の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【図７】座屈拘束ブレースの例を示す図
【図８】第４の実施形態の座屈拘束ブレースを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下図面を参照しながら、本発明の座屈拘束ブレースの実施形態について説明する。まず、第１の実施形態の座屈拘束ブレースについて、図１を参照しながら説明する。
【００１９】
図１（ａ）は第１の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図１（ｂ）は座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図１（ｃ）は図１（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿った断面図、図１（ｄ）は図１（ａ）の線Ｂ−Ｂ’に沿った断面図、図１（ｅ）は図１（ａ）の点線で囲った部分を矢印Ｃ方向にみた図、図１（ｆ）は主筋の端部を示す図である。
【００２０】
図１（ａ）等に示すように、本実施形態の座屈拘束ブレース１では、芯材３の周囲に鉄筋コンクリートが設けられる。即ち、芯材３の周囲にコンクリート９が設けられ、コンクリート９が主筋１１と帯筋１３で補強される。
【００２１】
芯材３としては、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等の棒鋼５の両端部を溶接等によりプレート７に接続したものが用いられる。設計の際は、棒鋼５により必要な強度が得られるようにその断面積、形状、本数、材質等を定めておく。なお、後述するが、芯材としてプレートを省略し、棒鋼のみとする構成も可能である。本実施形態では、構造体に座屈拘束ブレース１を取り付ける際、芯材３の長手方向の両端部（プレート７）によりベースプレート等を介して取り付けるが、芯材としてプレートを省略する場合は、棒鋼の両端部を直接ガセットプレートに溶接するなどして取り付けることができる。
【００２２】
図１（ｄ）等に示すように、本実施形態では、棒鋼５は４本設けられる。プレート７は凹部を有する２本の溝型鋼により構成され、これらの溝型鋼の背部分が向かい合うように配置される。プレート７の各溝型鋼の凹部には、棒鋼５が２本ずつ溶接され接続される。なお、棒鋼５の本数はこれに限らず、上記したように必要な強度が得られるように定め、目的に応じて何本としてもよい。例えば１本でもよいし、６本としてもよい。また、後述するが、プレート７の形状もこれに限らず、適宜定めることができ、例えば平鋼などを用いることもできる。
【００２３】
芯材３の長手方向の両端部を除く部分の周囲には、コンクリート９が打設される。コンクリート９の内部では、座屈拘束ブレース１の長手方向に主筋１１が設けられる。また、主筋１１を長手方向と直交する断面において囲むように、座屈拘束ブレース１の長手方向に間隔をあけて帯筋１３が設けられる。帯筋１３は、コンクリート９のせん断補強を目的として設けられる。なお、主筋１１の端部は、図１（ｆ）に示すように、これを折り曲げてフックとしてもよい。
【００２４】
なお、本実施形態では、図１（ｄ）、図１（ｅ）に示すように、芯材３で、棒鋼５のみの部分の周囲のコンクリート９では、主筋１１の外側への膨らみを防止するための補強筋１５も別に設けられる。これにより、後述の変形が発生すると考えられる棒鋼５のみの部分で、コンクリート９のせん断補強を重点的に行っている。但し、補強筋１５は必要に応じて設けられるものであり、なくても良い場合もある。
【００２５】
また、芯材３は、周囲のコンクリート９に対するアンボンド処理がなされている。例えば芯材３とコンクリート９の間に微小な間隔が設けられ、コンクリート９の芯材３側の表面に油が塗布される等する。これにより、座屈拘束ブレース１に加わる軸力を芯材３のみで負担させる。
【００２６】
この座屈拘束ブレース１では、芯材３がある軸力（圧縮力）を受けると、棒鋼５が長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとする。
【００２７】
この際、棒鋼５はコンクリート９に接触しその変形が拘束される。コンクリート９は、芯材３に作用している軸力に応じて荷重（せん断力）を受ける。
【００２８】
上記したように、座屈拘束ブレース１では、コンクリート９が帯筋１３により補強されており、このせん断補強によりコンクリート９の亀裂発生が抑えられている。
【００２９】
このように、本実施形態の座屈拘束ブレース１では、芯材３の周囲に鉄筋コンクリートを設け、これにより芯材３（棒鋼５）の上記の変形（座屈）を拘束するので、鋼材の使用量を抑えることができる。また、鉄筋を使用するので、その径や強度を選ぶことにより、設計の自由度が高まる。そして、予めＰＣａ工場等で製造するものに限らず、一般の現場で製造することも可能な制振部材となる。また、現場で特別な工具や機械を用いる必要もなく、加えて、芯材３として平鋼やＨ型鋼を使用せず、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等の棒鋼を使用するので、更なるコストダウンにつながる。
【００３０】
次に、図２を参照しながら、第２の実施形態の座屈拘束ブレースについて説明する。図２（ａ）は第２の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図２（ｂ）は第２の実施形態の座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図２（ｃ）は図２（ａ）の線Ｄ−Ｄ’に沿った断面図、図２（ｄ）は図２（ａ）の線Ｅ−Ｅ’に沿った断面図、図２（ｅ）は図２（ａ）の点線で囲った部分を矢印Ｆ方向にみた図である。第１の実施形態において説明したものと同様の要素には、同じ番号を付し、説明を一部省略する。
【００３１】
第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７は、第１の実施形態の座屈拘束ブレース１と同様の構成を有するが、芯材１９の棒鋼５が長手方向の途中の断面欠損部５ａで縮径され、断面が欠損される点で異なる。
【００３２】
即ち、芯材１９は、第１の実施形態と同様、棒鋼５の両端部がプレート７に接続されて形成されるが、図２（ｂ）等に示すように、棒鋼５が断面欠損部５ａにおいて縮径する。これについては、例えば、径の小さい棒鋼５の両端を径の大きい棒鋼５に圧接あるいは溶接することができる。またネジ継ぎ手や機械式継ぎ手によりこれらを接続することもできる。さらに、一本の棒鋼５を途中で縮径処理をしたものを用いることもできる。なお、設計の際は、この断面欠損部５ａで必要な強度が得られるようにその形状、断面積、本数、材質等を定めておく。
【００３３】
また、帯筋１３を設ける間隔は各部分で均等であってもよいが、本実施形態では、コンクリート９において、棒鋼５の断面欠損部５ａに対応する部分で、他の部分よりも短くする。即ち、断面欠損部５ａに対応する部分で帯筋１３を密に設け、せん断力に対してこの断面欠損部５ａに対応する位置のコンクリート９をより重点的に補強する。また前述の補強筋１５を設ける間隔もこれに応じて短くし、補強筋１５を密に設ける。
【００３４】
この座屈拘束ブレース１７では、芯材１９がある軸力（圧縮力）を受けると、棒鋼５の断面欠損部５ａが長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとする。
【００３５】
この際、棒鋼５はコンクリート９に接触しその変形が拘束される。コンクリート９は、芯材１９に作用している軸力に応じて荷重（せん断力）をうける。
【００３６】
上記したように、座屈拘束ブレース１７では、この断面欠損部５ａに対応するコンクリート９が帯筋１３等でより重点的に補強されており、このせん断補強によりコンクリート９の亀裂発生が抑えられている。
【００３７】
このように、第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７でも、第１の実施形態の座屈拘束ブレース１についての上記した効果が得られる。
【００３８】
また、芯材１９の棒鋼５に断面欠損部５ａを設け、ブレース全体ではなく、この一部のみを塑性化させる。断面欠損部５ａの棒鋼５はある軸力（圧縮力）により上記の方向に変形しようとして、コンクリート９に接触する。この際、コンクリート９には芯材１９にかかる軸力に応じた荷重（せん断力）が働き、亀裂発生等、座屈拘束ブレースの耐力低下の要因となるが、本実施形態の座屈拘束ブレース１７では、周囲の鉄筋コンクリートについて、帯筋１３等によりこの断面欠損部５ａに対応する位置をより重点的にせん断補強する。これにより効果的にせん断補強を行い、鉄筋コンクリートのせん断強度を高め、芯材１９の拘束を維持し、座屈拘束ブレース１７の耐力を向上させることができる。なお、芯材１９は棒鋼５の断面欠損部５ａで必要な強度を確保できるように設計を行う。また、塑性化を考えている部分（断面欠損部５ａ）にひずみが集中し増大するため、地震時等の層間変形の早期の段階から降伏し、多くのエネルギーを吸収することが期待できる。
【００３９】
また、図３に示すように、第２の実施形態の芯材１９の断面欠損部５ａの棒鋼５の周囲で、コンクリート９との間に、前述の変形時に棒鋼５とコンクリート９の接触を緩衝するため、接触緩衝材２３を設けてもよい。接触緩衝材２３は例えば鋼材により形成される小径の鋼管であり、棒鋼５の断面欠損部５ａを囲むように設けられる。接触緩衝材２３は、前述の変形時、直接棒鋼５とコンクリート９が接触して局所的にコンクリート９に荷重（せん断力）が加わることを防ぎ、荷重をコンクリート９に広く分散させる。なお、接触緩衝材２３は芯材１９にかかる軸力を負担しないように、芯材１９との間でアンボンド処理が施される。
【００４０】
即ち、断面欠損部５ａの棒鋼５が直接コンクリート９に触れる場合、地震時等の繰り返し荷重により棒鋼５がコンクリート９に繰り返し（局所的に）接触し、コンクリート９の劣化が促進される可能性がある。接触緩衝材２３は、棒鋼５とコンクリート９が直接接触することを抑え、コンクリート９の劣化を抑制する。同様に、第１の実施形態の芯材３についても、棒鋼５を囲むように接触緩衝材２３を設けてよく、この場合も上記と同様の効果が得られる。
【００４１】
なお、接触緩衝材２３は小径の鋼管に限らず、上記の目的を満たす範囲であればその強度は低くてもよく、ある程度柔らかい部材でも構わない。また、管状のものに限られることもない。さらに、接触緩衝材２３を、前述の変形時の棒鋼５の変形量を吸収したり、変形速度を抑えてコンクリート９との接触を緩衝するために設けてもよく、この意味では上記の強度に限られることもない。
【００４２】
また、図４に示すように、第２の実施形態の芯材１９の断面欠損部５ａの棒鋼５について、複数の棒鋼５どうしを接続するように鋼板等の補強材２５を設けてもよく、これにより棒鋼５の変形を抑えることができる。なお、接続する方法は棒鋼５の変形を抑える目的に応じて様々に定めることができる。同様に、第１の実施形態の芯材３についても、棒鋼５どうしを接続するように補強材２５を設けてよく、この場合も上記と同様の効果が得られる。
【００４３】
また、プレート７は第１、第２の実施形態のように２本の溝型鋼を用いるものに限らない。例えば、これらにかえてＨ型鋼を用い、２つの凹部にそれぞれ棒鋼５を接続して芯材としてもよい。あるいは平鋼を用い、片面または両面に棒鋼５を接続してもよい。また、図５（ａ）に断面を示すように、十字金物をプレート７とし、各隅部に棒鋼５の端部を溶接等により接続して芯材としたり、また図５（ｂ）に断面を示すように、４本の山形鋼を、その背部分どうしが接するようにして十字状としたものをプレート７とし、この隅部に棒鋼５の端部を溶接等により接続して芯材とすることもできる。
【００４４】
次に、図６を参照しながら、第３の実施形態の座屈拘束ブレースについて説明する。図６（ａ）は第３の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図６（ｂ）は第３の実施形態の座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図６（ｃ）は図６（ａ）の線Ｇ−Ｇ’に沿った断面図、図６（ｄ）は図６（ａ）の線Ｈ−Ｈ’に沿った断面図、図６（ｅ）は座屈拘束ブレースを構造体に取り付けた状態を示す図である。第１、第２の実施形態において説明したものと同様の要素には、同じ番号を付し、説明を一部省略する。
【００４５】
図６（ａ）、（ｃ）等で示す第３の実施形態の座屈拘束ブレース２７は、図６（ｂ）に示すように芯材２９が棒鋼５のみで構成される点で第１の実施形態と異なる。前述したように、棒鋼５は、例えば異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等である。
【００４６】
座屈拘束ブレース２７では、棒材５の両端部を構造体のガセットプレート３０に溶接等で直接取り付ける。このようにして、図６（ｅ）に示すように、ガセットプレート３０を介して座屈拘束ブレース２７が構造体に取り付けられる。なお、図６（ａ）等では、ガセットプレート３０も併せて示している。
【００４７】
本実施形態では、図６（ｄ）等で示すように、芯材２９を構成する棒鋼５を１本としたが、もちろん複数本の棒鋼を用いてもよい。例えば、図７に示す座屈拘束ブレース３１では、３本の棒鋼５により芯材３３が構成される。同様に棒鋼５の両端部をガセットプレート３０に取り付ければよい。棒鋼５の本数をはじめ、その断面積、形状、材質等は、必要な強度等により適宜定めることができる。
【００４８】
その他の構成については、前述したものと同様である。例えば、芯材２９とコンクリート９との間では適宜アンボンド処理がなされる。本実施形態によっても、第１の実施形態と同様の効果が得られる。加えて、芯材を棒鋼のみで構成するので、製造が容易になり、更なるコストダウンが図れる。
【００４９】
なお、第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７と同様、棒鋼５の途中に断面欠損部を設け、断面欠損部に対応する位置で帯筋１３をより密に配置することもでき、これにより前述した効果が得られる。図３に示した接触緩衝材２３や、図４に示した補強材２５も、適宜設けてよい。
【００５０】
次に、図８を参照しながら、第４の実施形態の座屈拘束ブレースについて説明する。図８（ａ）は第４の実施形態の座屈拘束ブレースの内部の様子を上面から示す図、図８（ｂ）は第４の実施形態の座屈拘束ブレースの芯材を示す図、図８（ｃ）は図８（ａ）の線Ｉ−Ｉ’に沿った断面図、図８（ｄ）は図８（ａ）の線Ｊ−Ｊ’に沿った断面図、図８（ｅ）は座屈拘束ブレースの取り付けを説明する図である。第１〜第３の実施形態において説明したものと同様の要素には、同じ番号を付し、説明を一部省略する。
【００５１】
図８（ａ）、（ｃ）等で示す第４の実施形態の座屈拘束ブレース３５は、座屈拘束ブレース３５の芯材３７をナット４２等を用いた締め付けによりガセットプレート４０に直接取り付ける点で第３の実施形態と異なる。
【００５２】
図８（ｄ）等に示すように、芯材３７は４本の棒鋼３９で構成される。棒鋼３９としてはネジ鉄筋を用いる。ネジ鉄筋を用いることで、芯材３７の長さを現場で調整することが容易になる。さらに、コンクリート９は現場打ちによるものとすることもできるので、座屈拘束ブレース３５の現場での製造が容易になる。なお、棒鋼３９の本数等はこれに限ることはなく、その本数をはじめ、断面積、形状、材質等は、目的とする強度等により適宜定めることができる。
【００５３】
一方、構造体のガセットプレート４０には、ガセットプレート４０と直交するように鋼板４１を取り付ける。鋼板４１には孔部が設けられる。
【００５４】
座屈拘束ブレース３５をガセットプレート４０に取り付ける際は、図８（ｅ）に示すように、棒鋼３９の端部を鋼板４１の孔部に挿入し貫通させる。そして、鋼板４１の両側でナット４２による締め付けを行う。ナット４２は例えばロックナット等である。このように、本実施形態ではナット４２による締め付けを行い座屈拘束ブレース３５をガセットプレート４０に取り付ける。但し、溶接等により取り付けることも可能である。
【００５５】
座屈拘束ブレース３５は、ガセットプレート４０を介して構造体に取り付けられる。なお、座屈拘束ブレース３５を示す図８（ａ）等では、ガセットプレート４０も併せて示している。
【００５６】
その他の構成については、前述したものと同様である。例えば、芯材３７とコンクリート９との間でも適宜アンボンド処理がなされる。本実施形態によっても、第３の実施形態と同様の効果が得られる。加えて、芯材をナットで締め付けるなどしてガセットプレートに取り付けるので、施工管理等が容易になる。
【００５７】
本実施形態では、棒鋼３９をネジ鉄筋としたが、これに限ることはなく、例えばＰＣ鋼棒等でもよい。当該ＰＣ鋼棒の端部をガセットプレート４０の鋼板４１の孔部に挿入し貫通させ、定着具等を用いて鋼板４１の両側で定着させることができる。
【００５８】
また、第２の実施形態の座屈拘束ブレース１７と同様、棒鋼３９の途中に断面欠損部を設け、断面欠損部に対応する位置で帯筋１３をより密に配置することもでき、これにより前述した効果が得られる。図３に示した接触緩衝材２３や、図４に示した補強材２５も、適宜設けてよい。
【００５９】
以上説明したように、本発明の座屈拘束ブレースの実施形態によれば、芯材の周囲に鉄筋コンクリートを設け、これにより芯材の変形（座屈）を拘束するので、鋼材の使用量を抑えることができる。また、鉄筋を使用するので、その径や強度を選ぶことにより、設計の自由度が高まる。そして、予めＰＣａ工場等で製造するものに限らず、一般の現場で製造することも可能な制振部材となる。また、現場で特別な工具や機械を用いる必要もなく、コストダウンにつながる。加えて、芯材として平鋼やＨ型鋼ではなく、異形鉄筋や丸鋼、ＰＣ鋼棒、ネジ鉄筋等の棒鋼を使用するので、更なるコストダウンにつながる。
【００６０】
また、芯材の棒鋼に断面欠損部を設け、ブレース全体ではなく、この一部のみを塑性化させることができる。断面欠損部の棒鋼はある軸力（圧縮力）により、長手方向と直交する方向に変形（座屈）しようとして、コンクリートに接触する。この際、コンクリートには芯材にかかる軸力に応じた荷重（せん断力）が働き、亀裂発生等、座屈拘束ブレースの耐力低下の要因となるが、本発明の座屈拘束ブレースでは、周囲の鉄筋コンクリートについて、帯筋等によりこの断面欠損部に対応する位置をより重点的にせん断補強する。これにより効果的にせん断補強を行い、鉄筋コンクリートのせん断強度を高め、芯材の拘束を維持し、座屈拘束ブレースの耐力を向上させることができる。なお、芯材は棒鋼の断面欠損部で必要な強度を確保できるように設計を行う。また、塑性化を考えている部分（断面欠損部）にひずみが集中し増大するため、地震時等の層間変形の早期の段階から降伏し、多くのエネルギーを吸収することが期待できる。
【００６１】
また、棒鋼と鉄筋コンクリートとの間に、上記の変形時にコンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材を設けることにより、地震時等の繰り返し荷重により棒鋼がコンクリートに繰り返し接触することによるコンクリートの劣化を抑制することができる。接触緩衝材は例えば鋼材で形成され、これにより局所的な接触を防いでコンクリートに広く荷重を分散させ、コンクリートのせん断応力を小さくすることができる。
【００６２】
加えて、複数の棒鋼を接続するように補強材を設けることにより、棒鋼の変形を抑えることもできる。
【００６３】
以上より、安価に製造できるとともに、高い耐力を有する座屈拘束ブレースが得られる。
【００６４】
以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る座屈拘束ブレースの好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００６５】
１、１７、２７、３１、３５………座屈拘束ブレース
３、１９、２９、３３、３７………芯材
５、３９………棒鋼
５ａ………断面欠損部
７………プレート
９………コンクリート
１１………主筋
１３………帯筋
１５………補強筋
２３………接触緩衝材
２５………補強材
３０、４０………ガセットプレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
棒鋼を有する芯材と、
前記芯材の周囲に設けられ、前記芯材との間でアンボンド処理がなされる座屈拘束材としての鉄筋コンクリートと、
を具備することを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項２】
前記棒鋼は、断面欠損部を有し、
前記鉄筋コンクリートには、帯筋が、前記断面欠損部に対応する位置において、それ以外の部分よりも密に配置されることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
【請求項３】
前記棒鋼と前記鉄筋コンクリートの間に、前記棒鋼の変形時に前記棒鋼と前記コンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材が設けられることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
【請求項４】
前記接触緩衝材は、鋼材で形成されることを特徴とする請求項３記載の座屈拘束ブレース。
【請求項５】
前記芯材は複数の棒鋼を有し、
複数の前記棒鋼を接続するように補強材が設けられることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
【請求項１】
棒鋼を有する芯材と、
前記芯材の周囲に設けられ、前記芯材との間でアンボンド処理がなされる座屈拘束材としての鉄筋コンクリートと、
を具備することを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項２】
前記棒鋼は、断面欠損部を有し、
前記鉄筋コンクリートには、帯筋が、前記断面欠損部に対応する位置において、それ以外の部分よりも密に配置されることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
【請求項３】
前記棒鋼と前記鉄筋コンクリートの間に、前記棒鋼の変形時に前記棒鋼と前記コンクリートとの接触を緩衝するための接触緩衝材が設けられることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
【請求項４】
前記接触緩衝材は、鋼材で形成されることを特徴とする請求項３記載の座屈拘束ブレース。
【請求項５】
前記芯材は複数の棒鋼を有し、
複数の前記棒鋼を接続するように補強材が設けられることを特徴とする請求項１記載の座屈拘束ブレース。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２５６５６９（Ｐ２０１１−２５６５６９Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３０８６４（Ｐ２０１０−１３０８６４）
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月８日（２０１０．６．８）
【出願人】（０００００１３７３）鹿島建設株式会社 (1,387)
【Ｆターム（参考）】
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