座屈拘束ブレース
【課題】繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材の座屈拘束が安定してでき、また、接続部における接続作業が支障なくできる。
【解決手段】ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在である。第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着される。ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4が第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出している。
【解決手段】ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在である。第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着される。ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4が第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出している。
【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ものである。
【背景技術】
【0002】
座屈拘束ブレース10として特許文献1等が従来から知られている。
【0003】
特許文献1に示された座屈拘束ブレース10は、図9、図10に示すように、長尺のブレース芯材1に長尺の角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2を外嵌すると共に、ブレース芯材1の外面と第1の座屈拘束部材2の内面との間に長尺の第2の座屈拘束部材3を介装したものである。
【0004】
ブレース芯材1の長手方向の両端部は、第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部よりも突出していて、このブレース芯材1の長手方向の両端部の突出した部分が建物の構造部材に接続するための接続部4となっている。
【0005】
第2の座屈拘束部材3は断面溝型形状をしており、板状のブレース芯材1の両外面と、第1の座屈拘束部材2の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面との間にそれぞれ第2の座屈拘束部材3を介装している。
【0006】
各第2の座屈拘束部材3のウェッブ8がそれぞれ板状のブレース芯材1の両外面を向き、各第2の座屈拘束部材3のフランジ7の先端部がそれぞれ第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面を向いている、
角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2は、ブレース芯材1に向けた外側からの加圧力によって内側に向けて変形した変形部20を有し、この変形部20によって、第1の座屈拘束部材2を第2の座屈拘束部材3を介してブレース芯材1に押付けている。
【0007】
つまり、第1の座屈拘束部材2との変形部20の内面と第2の座屈拘束部材3のフランジ7の先端部とが圧接し、第2の座屈拘束部材3のウェッブ8と板状のブレース芯材1の外面とが圧接することで、部材同士を接続している。
【0008】
ここで、変形部20による圧接は、金属の塑性変形によりおこなっているので、ブレース芯材1の伸縮変形を許容している。
【0009】
前記構成の座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4を建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続し、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持するようになっている。
【0010】
そして、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で拘束している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2008−75281号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、特許文献1は、金属の塑性変形による圧接で部材同士を接続したものであるため、地震時などに座屈拘束ブレース10に繰り返し応力が作用すると、第2の座屈拘束部材3とブレース芯材1との圧接、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3との圧接が緩むおそれがある。
【0013】
座屈拘束ブレース10は、一般に耐力壁を構成する際に使用されるものであり、このため、施工状態においては長尺の座屈拘束ブレース10は壁内に斜材として斜めに配設される。
【0014】
したがって、繰り返し応力が作用して、第2の座屈拘束部材3とブレース芯材1との圧接、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3との圧接が緩むと、図11に示すように、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3が自重によりブレース芯材1に対して斜め下方にずれ、図11においてブレース芯材1の上部が拘束されなくなり座屈拘束ブレース10の品質上の問題が発生する。
【0015】
また、座屈拘束ブレース10は、工場で組立て形成した後、建物の構造部材となる耐力壁フレームを工場で形成する際に斜材として組み込んだり、あるいは、座屈拘束ブレース10を現場に搬送し、現場で建物の耐力壁を構成する構造部材である柱、梁等に接続する。
【0016】
しかし、座屈拘束ブレース10を斜材として耐力壁フレームに組み込む際、あるいは現場に搬送して施工する際、座屈拘束ブレース10に外力が作用して、部材同士を接続している圧接が緩んで、図11の矢印イのように、ブレース芯材1に対して第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3が移動し、ブレース芯材1の端部の接続部4を覆う場合がある。
【0017】
このような場合は、接続部4の全部または一部が覆われるので、接続部4を構造部材に接続する作業がし難くなると共に品質も安定しない。
【0018】
本発明は前記の従来の問題に鑑みて発明したもので、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材の座屈拘束が安定してでき、また、接続部における接続作業が支障なくできる座屈拘束ブレースを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の座屈拘束ブレースは、長手方向の両端部に建物の構造部材に接続するための接続部4を有する長尺板状のブレース芯材1と、このブレース芯材1の長手方向のほぼ全長に外嵌する長尺の角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2と、前記板状のブレース芯材1の外面と前記第1の座屈拘束部材の内面との間に長手方向の全長にわたって介装される長尺の第2の座屈拘束部材3とを備え、前記ブレース芯材1と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においては前記ブレース芯材1と前記第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となり、前記第1の座屈拘束部材2と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着され、前記ブレース芯材1の長手方向の両端部の前記接続部4が前記第1の座屈拘束部材2及び前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出していることを特徴とする。
【0020】
また、第2の座屈拘束部材3が断面溝型形状をし、前記板状のブレース芯材1の両外面に、前記両第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の先端部をそれぞれ対向させると共に、前記両第2の座屈拘束部材3の各ウェッブ8を対向する前記第1の座屈拘束部材2の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面にそれぞれ対向させることが好ましい。
【0021】
また、前記ブレース芯材1の長手方向の略中央部と前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の略中央部を固着し、前記第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部と前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部を固着することが好ましい。
【0022】
また、前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部を前記第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部より突出させ、この第2の座屈拘束部材3の突出端部のウェッブ8の外面と第1の座屈拘束部材2の端辺部9を溶接することが好ましい。
【発明の効果】
【0023】
本発明は、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材により支持すると共に、ブレース芯材に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材と第2の座屈拘束部材で拘束できる。しかも、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材の座屈拘束が安定してできる。また、ブレース芯材の長手方向の両端部の接続部の第1の座屈拘束部材及び第2の座屈拘束部材の両端部からの必要突出長さを確保できて、接続部における接続作業が支障なくできる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の座屈拘束ブレースの一実施形態の一部破断した斜視図である。
【図2】同上の図1のA−A線の断面図である。
【図3】同上の図1のB−B線の拡大断面図である。
【図4】同上の図1のC−C線の拡大断面図である。
【図5】同上のブレース芯材の長手方向の中央部と第2の座屈拘束部材の長手方向の中央部を固着したものを第1の座屈拘束部材に嵌め込む前の状態を示す説明のための斜視図である。
【図6】本発明の座屈拘束部材の他の実施形態を示し、(a)は一部破断した斜視図であり、(b)は(a)のD−D線の断面図である。
【図7】本発明の座屈拘束部材の更に他の実施形態を示し、(a)は一部破断した斜視図であり、(b)は(a)のE−E線の断面図である。
【図8】本発明の座屈拘束部材の更に他の実施形態を示し、(a)は一部破断した斜視図であり、(b)は(a)のF−F線の断面図である。
【図9】従来例を示す一部破断した斜視図である。
【図10】従来例の断面図である。
【図11】従来例において圧接が緩んでブレース芯材に対して第1の座屈拘束部材、第2の座屈拘束部材が移動した例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0026】
座屈拘束ブレース10は、長尺のブレース芯材1と長尺の第1の座屈拘束部材2と長尺の第2の座屈拘束部材3を組合わせて構成している。
【0027】
長尺のブレース芯材1は長尺板状をしており、長手方向の両端部が、建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続するための接続部4となっており、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼などの鉄鋼により形成しているが、必ずしもこれにのみ限定されず、他の種々の材質(例えば、アルミニウム等)により形成してもよい。
【0028】
第1の座屈拘束部材2は角型筒状をしており、ブレース芯材1の長手方向のほぼ全長に外嵌するもので、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼などの角型鋼管、あるいは他の材質よりなる角型金属筒よりなる。
【0029】
第2の座屈拘束部材3は断面溝型形状をしており、ブレース芯材1の外面と第1の座屈拘束部材2の内面との間に長手方向の全長にわたって介装されるもので、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼などの鉄鋼により形成しているが、必ずしもこれにのみ限定されず、他の種々の材質(例えば、アルミニウム等)により形成してもよい。
【0030】
ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3は、それぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となっている。
【0031】
また、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3は、それぞれの長手方向の一部において固着される。
【0032】
また、組合せ状態でブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4は、第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出している。
【0033】
前記の基本構成に基づいた一実施形態を図1乃至図5に示す。
【0034】
図1乃至図5に示す実施形態においては、角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面と、長尺板状のブレース芯材1の両外面との間にそれぞれ第2の座屈拘束部材3を介在している。
【0035】
本実施形態では、長尺板状のブレース芯材1の両外面に各第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の先端部が対向し、両第2の座屈拘束部材3の各ウェッブ8が第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面に対向するように介装している。
【0036】
長尺板状のブレース芯材1と両長尺の第2の座屈拘束部材3は、それぞれ長手方向の略中央部でのみ図1−図3、図5に示すように溶接により固着して固着部分5を形成し、この固着部分5以外の部分では図4に示すように固着せず相対的に移動自在となっている。
【0037】
固着に当たっては、長尺板状のブレース芯材1の外面の長手方向の略中央部と、第2の座屈拘束部材2のフランジ7の外面の長手方向の略中央部とのなすコーナ部分で両者を溶接する。
【0038】
この場合、図2、図3、図5に示すように、ブレース芯材1の外面と、第2の座屈拘束部材2のフランジ7の外面とを、面と面のなすコーナ部分で十分な溶接長を確保して両者を溶接できるので、溶接作業性が向上し、更に、強度・品質を確保できる。
【0039】
第2の座屈拘束部材3はブレース芯材1よりも短く、前記のように長手方向の中央部で固着した場合、ブレース芯材1の両端部の接続部4が第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部よりも突出する。
【0040】
前記のようにして長尺板状のブレース芯材1の両外面の長手方向の略中央部に両側の第2の座屈拘束部材2の長手方向の略中央部を溶接により固着したものを、図5のように角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部の開口から挿入する。
【0041】
ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4は、角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2の長手方向の両端部より突出する。
【0042】
また第1の座屈拘束部材2は、第2の座屈拘束部材3より少し短く、第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部又は両端部が第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部又は両端部から突出している。
【0043】
第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部の第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部から突出した部分を、第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部に溶接により固着して固着部分6を形成する。
【0044】
固着に当たっては、第2の座屈拘束部材3の突出端部のウェッブ8の外面と第1の座屈拘束部材2の端辺部9とのなすコーナ部分を端辺部9に沿って溶接する。
【0045】
この場合、図1、図2に示すように、第2の座屈拘束部材3の突出端部のウェッブ8の外面と第1の座屈拘束部材2の端辺部9とのなすコーナ部分で端辺部9に沿って十分な溶接長を確保して両者を溶接できるので、溶接作業性が向上し、更に、母材の溶け落ち等の欠損なく溶接できて強度・品質を確保できる。
【0046】
なお、長尺板状のブレース芯材1の外面に第2の座屈拘束部材3のウェッブ8が対向し、第2の座屈拘束部材3のフランジ7の先端部が第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面に対向するように介装することも考えられる。この場合は、フランジ7の先端と、これと直交する第1の座屈拘束部材2の端辺部9とがほぼ点溶接されることになり、溶接長を確保できず、溶接作業性が悪く、溶接強度が低下し、また、溶接箇所が略一点に集中するため母材の溶け落ち等の欠損が発生する恐れがある。これに対し、本実施形態のものは拘束材としての一体性、つまりは座屈拘束性力が高くなり、品質を確保できる。
【0047】
このようにして、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3は長手方向の中央部のみで固着し、且つ、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3は長手方向の一端部のみで固着して座屈拘束ブレース10を組立形成する。
【0048】
組立形成した座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の中央部でのみ固着することで、この長手方向の中央部における固着部分5(溶接部分)以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となる。
【0049】
このため、伸縮変形が生じても、ブレース芯材1の一端部の第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部からの突出長さと、ブレース芯材1の他端部の第2の座屈拘束部材3の長手方向の他端部からの突出長さは同じになる。
【0050】
前記構成の座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4を建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続する。
【0051】
例えば、座屈拘束ブレース10を、建物の構造部材となる耐力壁フレームの斜材として工場で組み込み、この座屈拘束ブレース10を組み込んだ耐力壁フレームを現場に搬送して建物の構造部材として建て込む。
【0052】
あるいは、座屈拘束ブレース10を現場に搬送し、現場で建物の構造部材である柱や梁等に接続する。
【0053】
いずれの場合も座屈拘束ブレース10の長手方向の両端部に突出するブレース芯材1の接続部4を工場で耐力壁フレームに溶接やボルト等で接続したり、接続部4を現場で柱や梁に溶接やボルト等で接続する。
【0054】
ここで、座屈拘束ブレース10を建物の構造部材に接続する際や搬送の際、座屈拘束ブレース10に対して第2の座屈拘束部材3を長手方向に移動したり、第2の座屈拘束部材3に対して第1の座屈拘束部材2を移動しようとする外力が作用する場合がある。
【0055】
しかし、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一部において固着し、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一部において固着しているので、ブレース芯材1に対して第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3が全体として長手方向の一端側に移動することがなく、第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3でブレース芯材1の長手方向の端部の接続部4を覆うという事態が生じない。
【0056】
したがって、ブレース芯材1の長手方向の端部の接続部4は常に第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3の各長手方向の端部から接続に必要な長さ突出した状態を維持でき、建物の構造部材との接続作業に当たって支障がなく、接続作業を容易に行うことができる。
【0057】
前記のようにブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4を建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続することで、座屈拘束ブレース10を取付ける。
【0058】
このように建物の構造部材に取付けた座屈拘束ブレース10は、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持することができる。
【0059】
そして、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で協同して拘束することができる。
【0060】
ブレース芯材1は、第2の座屈拘束部材3が長手方向の一部においてのみ固着してあるので、地震時に、拘束部材(第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2)に影響されることなくブレース芯材1が伸縮変形することができる。
【0061】
また、本実施形態のようにブレース芯材1の長手方向の中央部と第2の座屈拘束部材3が長手方向の中央部を固着することで、プレース芯材1の長手方向の両端部の第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端から突出する突出長である縮み代(この縮み代の範囲内に接続部4が存在する)を、中央部以外の部分で固着する場合に比べて短くできる。この縮み代が短い方が地震時の構造耐力性能が安定する。
【0062】
また、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一部において固着すると共に固着部分5以外においては相対的に移動自在としているので、地震時に座屈拘束ブレース10に繰り返し応力がかかった場合、ブレース芯材1に対して第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2が全体として長手方向にずれて移動することがない。
【0063】
ここで、特許文献1においては、前述のように、繰り返し応力が作用することでブレース芯材1に対して第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2が全体としてずれて斜め下方に移動すると、ブレース芯材1の長手方向の一端部(斜め上端部)における拘束部材によって拘束されない領域が拡大し、座屈拘束ブレース10の品質上の問題が発生するおそれがあるが、本実施形態においては、このようなおそれがなく、座屈拘束性能が低下しない。
【0064】
本実施形態においては、ブレース芯材1の外面に断面溝型形状の第2の座屈拘束部材3の両フランジ7が対向しているので、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3の接触面積が小さく、伸縮変形がスムーズに行われる。
【0065】
また、ブレース芯材1の巾方向の両端付近のみが第2座屈拘束部材3のフランジ7で拘束されるので、ブレース芯材1の外面のほぼ全巾にわたり第2座屈拘束部材3で拘束されることなく、ブレース芯材1に圧縮力が作用した際、ブレース芯材1のある程度の波打ちを許容して応力を緩和することができる。
【0066】
これにより、本実施形態は、ブレース芯材1の局部座屈を防止できると共に、拘束部材(第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2)に過度な応力が作用せず、高い座屈拘束力を確保しつつ、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3との挙動の独立性を高めることができる。
【0067】
また、本実施形態においては、第2の座屈拘束部材3のウェッブ8が第1の座屈拘束部材2の内面に対向している。この構成により、ブレース芯材1から第2の座屈拘束部材3の両フランジ7に伝わった応力は、第2の座屈拘束部材3のウェッブ8から第1の座屈拘束部材2の側面に伝えられることになる。
【0068】
したがって、第2の座屈拘束部材3からの応力がウェッブ8から第1の座屈拘束部材2の側面というように面から面に分散して伝わることになり、応力集中を緩和し、応力集中による第1の座屈拘束部材2の局部変形を防止し、座屈拘束力を向上することができる。
【0069】
図4には、ブレース芯材1と、第1の座屈拘束部材2と、第2の座屈拘束部材3との寸法関係を示している。
【0070】
図4において、tはブレース芯材1の厚み寸法を示す。aはブレース芯材1の巾を示す。bは第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の外面間の寸法を示す。cは第1の座屈拘束部材2の対向する2対の対向内面のうちフランジ7と平行な一対の対向内面間の間隔の寸法を示す。dは第1の座屈拘束部材2の対向する2対の対向内面のうちウェッブ8と平行な他の一対の対向内面間の間隔の寸法を示す。eは第2の座屈拘束部材3のウェッブ8の外面からフランジ7の先端までの寸法を示す。また、図4において、f=(a−b)/2であり、g=(c−b)/2であり、h=(d−2e−t)/2である。
【0071】
そして、本実施形態では、t>2hを満足するような寸法関係となっており、これによりブレース芯材1が第1の座屈拘束部材2内で面外変形した場合でも、軸芯(軸力作用位置)がブレース芯材1断面内に納まるようにしている(つまり、座屈時にブレース芯材1に過度な面外曲げが生じないようにしている)。一例を挙げると、t=3.2mm又はt=4.5mm、h=1mmとする。
【0072】
また、本実施形態では、f≧c−aを満足するような寸法関係となっており、これにより、ブレース芯材1が第1の座屈拘束部材2内で面内変形した場合でも、ブレース芯材1が第2の座屈拘束部材3の拘束領域から外れないようにしている。一例を挙げると、f=3.5mm、c−a=1.2mmとする。
【0073】
ところで、本発明の座屈拘束ブレース10は、前記実施形態のものにのみ限定されない。
【0074】
つまり、本発明の座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となり、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着され、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4が前記第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出した構成であればよい。
【0075】
図6には座屈拘束ブレース10の他の実施形態を示している。
【0076】
本実施形態は、長尺板状のブレース芯材1の両外面に各第2の座屈拘束部材3のウェッブ8が対向し、両第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の先端部が第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面に対向するように介装している構成が前述の実施形態と異なるが、本発明の請求項1に記載した発明の基本的な構成を備えている。
【0077】
つまり、本実施形態においても、ブレース芯材1と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となっている。また、第1の座屈拘束部材2と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着している。ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4が前記第1の座屈拘束部材2及び前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出している。また、ブレース芯材1の長手方向の略中央部と第2の座屈拘束部材3の長手方向の略中央部を固着し、第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部と第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部を固着している。
【0078】
本実施形態においては、第1の座屈拘束部材2の長手方向の端辺部9と、第2の座屈拘束部材3の長手方向の端部のフランジ7先端部とを溶接することになるので、前述の実施形態に比べ、溶接作用性、溶接強度においてやや劣るものの、上記のように、前述の実施形態と同様、本発明の基本的な構成を備えているので、前述の実施形態と共通する構成から奏する基本的な作用効果を同様に奏することができる。
【0079】
つまり、図6の実施形態においても、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持すると共に、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で拘束できる。また、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材1の座屈を安定して拘束できる。また、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4の第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の両端部からの必要突出長さを確保できて、接続部4における接続作業が支障なくできる。
【0080】
また、図7、図8にはそれぞれ座屈拘束ブレース10の他の実施形態を示している。
【0081】
前述の各実施形態は、板状のブレース芯材1の両外面と第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面との間にそれぞれ第2の座屈拘束部材3を介在した例を示した(つまり第2の座屈拘束部材3を2つ設けた)が、図7、図8の各実施形態は、板状のブレース芯材1の一外面と第1の座屈拘束部材2の一内面との間に1つの第2の座屈拘束部材3を介在した例である。この図7、図8の各実施形態においても、板状のブレース芯材1、第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3の基本的な構成及び、各材同士の固着関係は前述の実施形態と同様なので、重複する説明は省略する。
【0082】
これら図7、図8に示す各実施形態も、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持すると共に、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で拘束できる。また、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材1の座屈を安定して拘束できる。また、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4の第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の両端部からの必要突出長さを確保できて、接続部4における接続作業が支障なくできる。
【0083】
また、前述の各実施形態においては、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の略中央部でのみ固着した例を示したが、いずれの例においても、長手方向の略中央部以外の長手方向の任意の一部でのみ固着するようにしてもよいのはもちろんである。
【0084】
また、前述の各実施形態においては、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一方の端部でのみ固着した例を示したが、いずれの例においても、長手方向の一方の端部以外の長手方向の任意の一部でのみ固着するようにしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【0085】
1 ブレース芯材
2 第1の座屈拘束部材
3 第2の座屈拘束部材
4 接続部
5 固着部分
6 固着部分
7 フランジ
8 ウェッブ
9 端辺部
【技術分野】
【0001】
本発明は、座屈拘束ブレースに関するものである。
【背景技術】
【0002】
座屈拘束ブレース10として特許文献1等が従来から知られている。
【0003】
特許文献1に示された座屈拘束ブレース10は、図9、図10に示すように、長尺のブレース芯材1に長尺の角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2を外嵌すると共に、ブレース芯材1の外面と第1の座屈拘束部材2の内面との間に長尺の第2の座屈拘束部材3を介装したものである。
【0004】
ブレース芯材1の長手方向の両端部は、第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部よりも突出していて、このブレース芯材1の長手方向の両端部の突出した部分が建物の構造部材に接続するための接続部4となっている。
【0005】
第2の座屈拘束部材3は断面溝型形状をしており、板状のブレース芯材1の両外面と、第1の座屈拘束部材2の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面との間にそれぞれ第2の座屈拘束部材3を介装している。
【0006】
各第2の座屈拘束部材3のウェッブ8がそれぞれ板状のブレース芯材1の両外面を向き、各第2の座屈拘束部材3のフランジ7の先端部がそれぞれ第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面を向いている、
角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2は、ブレース芯材1に向けた外側からの加圧力によって内側に向けて変形した変形部20を有し、この変形部20によって、第1の座屈拘束部材2を第2の座屈拘束部材3を介してブレース芯材1に押付けている。
【0007】
つまり、第1の座屈拘束部材2との変形部20の内面と第2の座屈拘束部材3のフランジ7の先端部とが圧接し、第2の座屈拘束部材3のウェッブ8と板状のブレース芯材1の外面とが圧接することで、部材同士を接続している。
【0008】
ここで、変形部20による圧接は、金属の塑性変形によりおこなっているので、ブレース芯材1の伸縮変形を許容している。
【0009】
前記構成の座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4を建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続し、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持するようになっている。
【0010】
そして、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で拘束している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0011】
【特許文献1】特開2008−75281号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
しかしながら、特許文献1は、金属の塑性変形による圧接で部材同士を接続したものであるため、地震時などに座屈拘束ブレース10に繰り返し応力が作用すると、第2の座屈拘束部材3とブレース芯材1との圧接、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3との圧接が緩むおそれがある。
【0013】
座屈拘束ブレース10は、一般に耐力壁を構成する際に使用されるものであり、このため、施工状態においては長尺の座屈拘束ブレース10は壁内に斜材として斜めに配設される。
【0014】
したがって、繰り返し応力が作用して、第2の座屈拘束部材3とブレース芯材1との圧接、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3との圧接が緩むと、図11に示すように、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3が自重によりブレース芯材1に対して斜め下方にずれ、図11においてブレース芯材1の上部が拘束されなくなり座屈拘束ブレース10の品質上の問題が発生する。
【0015】
また、座屈拘束ブレース10は、工場で組立て形成した後、建物の構造部材となる耐力壁フレームを工場で形成する際に斜材として組み込んだり、あるいは、座屈拘束ブレース10を現場に搬送し、現場で建物の耐力壁を構成する構造部材である柱、梁等に接続する。
【0016】
しかし、座屈拘束ブレース10を斜材として耐力壁フレームに組み込む際、あるいは現場に搬送して施工する際、座屈拘束ブレース10に外力が作用して、部材同士を接続している圧接が緩んで、図11の矢印イのように、ブレース芯材1に対して第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3が移動し、ブレース芯材1の端部の接続部4を覆う場合がある。
【0017】
このような場合は、接続部4の全部または一部が覆われるので、接続部4を構造部材に接続する作業がし難くなると共に品質も安定しない。
【0018】
本発明は前記の従来の問題に鑑みて発明したもので、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材の座屈拘束が安定してでき、また、接続部における接続作業が支障なくできる座屈拘束ブレースを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【0019】
本発明の座屈拘束ブレースは、長手方向の両端部に建物の構造部材に接続するための接続部4を有する長尺板状のブレース芯材1と、このブレース芯材1の長手方向のほぼ全長に外嵌する長尺の角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2と、前記板状のブレース芯材1の外面と前記第1の座屈拘束部材の内面との間に長手方向の全長にわたって介装される長尺の第2の座屈拘束部材3とを備え、前記ブレース芯材1と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においては前記ブレース芯材1と前記第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となり、前記第1の座屈拘束部材2と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着され、前記ブレース芯材1の長手方向の両端部の前記接続部4が前記第1の座屈拘束部材2及び前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出していることを特徴とする。
【0020】
また、第2の座屈拘束部材3が断面溝型形状をし、前記板状のブレース芯材1の両外面に、前記両第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の先端部をそれぞれ対向させると共に、前記両第2の座屈拘束部材3の各ウェッブ8を対向する前記第1の座屈拘束部材2の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面にそれぞれ対向させることが好ましい。
【0021】
また、前記ブレース芯材1の長手方向の略中央部と前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の略中央部を固着し、前記第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部と前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部を固着することが好ましい。
【0022】
また、前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部を前記第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部より突出させ、この第2の座屈拘束部材3の突出端部のウェッブ8の外面と第1の座屈拘束部材2の端辺部9を溶接することが好ましい。
【発明の効果】
【0023】
本発明は、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材により支持すると共に、ブレース芯材に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材と第2の座屈拘束部材で拘束できる。しかも、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材の座屈拘束が安定してできる。また、ブレース芯材の長手方向の両端部の接続部の第1の座屈拘束部材及び第2の座屈拘束部材の両端部からの必要突出長さを確保できて、接続部における接続作業が支障なくできる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の座屈拘束ブレースの一実施形態の一部破断した斜視図である。
【図2】同上の図1のA−A線の断面図である。
【図3】同上の図1のB−B線の拡大断面図である。
【図4】同上の図1のC−C線の拡大断面図である。
【図5】同上のブレース芯材の長手方向の中央部と第2の座屈拘束部材の長手方向の中央部を固着したものを第1の座屈拘束部材に嵌め込む前の状態を示す説明のための斜視図である。
【図6】本発明の座屈拘束部材の他の実施形態を示し、(a)は一部破断した斜視図であり、(b)は(a)のD−D線の断面図である。
【図7】本発明の座屈拘束部材の更に他の実施形態を示し、(a)は一部破断した斜視図であり、(b)は(a)のE−E線の断面図である。
【図8】本発明の座屈拘束部材の更に他の実施形態を示し、(a)は一部破断した斜視図であり、(b)は(a)のF−F線の断面図である。
【図9】従来例を示す一部破断した斜視図である。
【図10】従来例の断面図である。
【図11】従来例において圧接が緩んでブレース芯材に対して第1の座屈拘束部材、第2の座屈拘束部材が移動した例を示す概略説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【0026】
座屈拘束ブレース10は、長尺のブレース芯材1と長尺の第1の座屈拘束部材2と長尺の第2の座屈拘束部材3を組合わせて構成している。
【0027】
長尺のブレース芯材1は長尺板状をしており、長手方向の両端部が、建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続するための接続部4となっており、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼などの鉄鋼により形成しているが、必ずしもこれにのみ限定されず、他の種々の材質(例えば、アルミニウム等)により形成してもよい。
【0028】
第1の座屈拘束部材2は角型筒状をしており、ブレース芯材1の長手方向のほぼ全長に外嵌するもので、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼などの角型鋼管、あるいは他の材質よりなる角型金属筒よりなる。
【0029】
第2の座屈拘束部材3は断面溝型形状をしており、ブレース芯材1の外面と第1の座屈拘束部材2の内面との間に長手方向の全長にわたって介装されるもので、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼などの鉄鋼により形成しているが、必ずしもこれにのみ限定されず、他の種々の材質(例えば、アルミニウム等)により形成してもよい。
【0030】
ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3は、それぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となっている。
【0031】
また、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3は、それぞれの長手方向の一部において固着される。
【0032】
また、組合せ状態でブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4は、第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出している。
【0033】
前記の基本構成に基づいた一実施形態を図1乃至図5に示す。
【0034】
図1乃至図5に示す実施形態においては、角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面と、長尺板状のブレース芯材1の両外面との間にそれぞれ第2の座屈拘束部材3を介在している。
【0035】
本実施形態では、長尺板状のブレース芯材1の両外面に各第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の先端部が対向し、両第2の座屈拘束部材3の各ウェッブ8が第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面に対向するように介装している。
【0036】
長尺板状のブレース芯材1と両長尺の第2の座屈拘束部材3は、それぞれ長手方向の略中央部でのみ図1−図3、図5に示すように溶接により固着して固着部分5を形成し、この固着部分5以外の部分では図4に示すように固着せず相対的に移動自在となっている。
【0037】
固着に当たっては、長尺板状のブレース芯材1の外面の長手方向の略中央部と、第2の座屈拘束部材2のフランジ7の外面の長手方向の略中央部とのなすコーナ部分で両者を溶接する。
【0038】
この場合、図2、図3、図5に示すように、ブレース芯材1の外面と、第2の座屈拘束部材2のフランジ7の外面とを、面と面のなすコーナ部分で十分な溶接長を確保して両者を溶接できるので、溶接作業性が向上し、更に、強度・品質を確保できる。
【0039】
第2の座屈拘束部材3はブレース芯材1よりも短く、前記のように長手方向の中央部で固着した場合、ブレース芯材1の両端部の接続部4が第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部よりも突出する。
【0040】
前記のようにして長尺板状のブレース芯材1の両外面の長手方向の略中央部に両側の第2の座屈拘束部材2の長手方向の略中央部を溶接により固着したものを、図5のように角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部の開口から挿入する。
【0041】
ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4は、角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材2の長手方向の両端部より突出する。
【0042】
また第1の座屈拘束部材2は、第2の座屈拘束部材3より少し短く、第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部又は両端部が第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部又は両端部から突出している。
【0043】
第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部の第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部から突出した部分を、第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部に溶接により固着して固着部分6を形成する。
【0044】
固着に当たっては、第2の座屈拘束部材3の突出端部のウェッブ8の外面と第1の座屈拘束部材2の端辺部9とのなすコーナ部分を端辺部9に沿って溶接する。
【0045】
この場合、図1、図2に示すように、第2の座屈拘束部材3の突出端部のウェッブ8の外面と第1の座屈拘束部材2の端辺部9とのなすコーナ部分で端辺部9に沿って十分な溶接長を確保して両者を溶接できるので、溶接作業性が向上し、更に、母材の溶け落ち等の欠損なく溶接できて強度・品質を確保できる。
【0046】
なお、長尺板状のブレース芯材1の外面に第2の座屈拘束部材3のウェッブ8が対向し、第2の座屈拘束部材3のフランジ7の先端部が第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面に対向するように介装することも考えられる。この場合は、フランジ7の先端と、これと直交する第1の座屈拘束部材2の端辺部9とがほぼ点溶接されることになり、溶接長を確保できず、溶接作業性が悪く、溶接強度が低下し、また、溶接箇所が略一点に集中するため母材の溶け落ち等の欠損が発生する恐れがある。これに対し、本実施形態のものは拘束材としての一体性、つまりは座屈拘束性力が高くなり、品質を確保できる。
【0047】
このようにして、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3は長手方向の中央部のみで固着し、且つ、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3は長手方向の一端部のみで固着して座屈拘束ブレース10を組立形成する。
【0048】
組立形成した座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の中央部でのみ固着することで、この長手方向の中央部における固着部分5(溶接部分)以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となる。
【0049】
このため、伸縮変形が生じても、ブレース芯材1の一端部の第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部からの突出長さと、ブレース芯材1の他端部の第2の座屈拘束部材3の長手方向の他端部からの突出長さは同じになる。
【0050】
前記構成の座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4を建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続する。
【0051】
例えば、座屈拘束ブレース10を、建物の構造部材となる耐力壁フレームの斜材として工場で組み込み、この座屈拘束ブレース10を組み込んだ耐力壁フレームを現場に搬送して建物の構造部材として建て込む。
【0052】
あるいは、座屈拘束ブレース10を現場に搬送し、現場で建物の構造部材である柱や梁等に接続する。
【0053】
いずれの場合も座屈拘束ブレース10の長手方向の両端部に突出するブレース芯材1の接続部4を工場で耐力壁フレームに溶接やボルト等で接続したり、接続部4を現場で柱や梁に溶接やボルト等で接続する。
【0054】
ここで、座屈拘束ブレース10を建物の構造部材に接続する際や搬送の際、座屈拘束ブレース10に対して第2の座屈拘束部材3を長手方向に移動したり、第2の座屈拘束部材3に対して第1の座屈拘束部材2を移動しようとする外力が作用する場合がある。
【0055】
しかし、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一部において固着し、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一部において固着しているので、ブレース芯材1に対して第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3が全体として長手方向の一端側に移動することがなく、第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3でブレース芯材1の長手方向の端部の接続部4を覆うという事態が生じない。
【0056】
したがって、ブレース芯材1の長手方向の端部の接続部4は常に第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3の各長手方向の端部から接続に必要な長さ突出した状態を維持でき、建物の構造部材との接続作業に当たって支障がなく、接続作業を容易に行うことができる。
【0057】
前記のようにブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4を建物の構造部材(耐力壁フレーム、柱、梁等)に接続することで、座屈拘束ブレース10を取付ける。
【0058】
このように建物の構造部材に取付けた座屈拘束ブレース10は、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持することができる。
【0059】
そして、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で協同して拘束することができる。
【0060】
ブレース芯材1は、第2の座屈拘束部材3が長手方向の一部においてのみ固着してあるので、地震時に、拘束部材(第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2)に影響されることなくブレース芯材1が伸縮変形することができる。
【0061】
また、本実施形態のようにブレース芯材1の長手方向の中央部と第2の座屈拘束部材3が長手方向の中央部を固着することで、プレース芯材1の長手方向の両端部の第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端から突出する突出長である縮み代(この縮み代の範囲内に接続部4が存在する)を、中央部以外の部分で固着する場合に比べて短くできる。この縮み代が短い方が地震時の構造耐力性能が安定する。
【0062】
また、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一部において固着すると共に固着部分5以外においては相対的に移動自在としているので、地震時に座屈拘束ブレース10に繰り返し応力がかかった場合、ブレース芯材1に対して第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2が全体として長手方向にずれて移動することがない。
【0063】
ここで、特許文献1においては、前述のように、繰り返し応力が作用することでブレース芯材1に対して第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2が全体としてずれて斜め下方に移動すると、ブレース芯材1の長手方向の一端部(斜め上端部)における拘束部材によって拘束されない領域が拡大し、座屈拘束ブレース10の品質上の問題が発生するおそれがあるが、本実施形態においては、このようなおそれがなく、座屈拘束性能が低下しない。
【0064】
本実施形態においては、ブレース芯材1の外面に断面溝型形状の第2の座屈拘束部材3の両フランジ7が対向しているので、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3の接触面積が小さく、伸縮変形がスムーズに行われる。
【0065】
また、ブレース芯材1の巾方向の両端付近のみが第2座屈拘束部材3のフランジ7で拘束されるので、ブレース芯材1の外面のほぼ全巾にわたり第2座屈拘束部材3で拘束されることなく、ブレース芯材1に圧縮力が作用した際、ブレース芯材1のある程度の波打ちを許容して応力を緩和することができる。
【0066】
これにより、本実施形態は、ブレース芯材1の局部座屈を防止できると共に、拘束部材(第2の座屈拘束部材3、第1の座屈拘束部材2)に過度な応力が作用せず、高い座屈拘束力を確保しつつ、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3との挙動の独立性を高めることができる。
【0067】
また、本実施形態においては、第2の座屈拘束部材3のウェッブ8が第1の座屈拘束部材2の内面に対向している。この構成により、ブレース芯材1から第2の座屈拘束部材3の両フランジ7に伝わった応力は、第2の座屈拘束部材3のウェッブ8から第1の座屈拘束部材2の側面に伝えられることになる。
【0068】
したがって、第2の座屈拘束部材3からの応力がウェッブ8から第1の座屈拘束部材2の側面というように面から面に分散して伝わることになり、応力集中を緩和し、応力集中による第1の座屈拘束部材2の局部変形を防止し、座屈拘束力を向上することができる。
【0069】
図4には、ブレース芯材1と、第1の座屈拘束部材2と、第2の座屈拘束部材3との寸法関係を示している。
【0070】
図4において、tはブレース芯材1の厚み寸法を示す。aはブレース芯材1の巾を示す。bは第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の外面間の寸法を示す。cは第1の座屈拘束部材2の対向する2対の対向内面のうちフランジ7と平行な一対の対向内面間の間隔の寸法を示す。dは第1の座屈拘束部材2の対向する2対の対向内面のうちウェッブ8と平行な他の一対の対向内面間の間隔の寸法を示す。eは第2の座屈拘束部材3のウェッブ8の外面からフランジ7の先端までの寸法を示す。また、図4において、f=(a−b)/2であり、g=(c−b)/2であり、h=(d−2e−t)/2である。
【0071】
そして、本実施形態では、t>2hを満足するような寸法関係となっており、これによりブレース芯材1が第1の座屈拘束部材2内で面外変形した場合でも、軸芯(軸力作用位置)がブレース芯材1断面内に納まるようにしている(つまり、座屈時にブレース芯材1に過度な面外曲げが生じないようにしている)。一例を挙げると、t=3.2mm又はt=4.5mm、h=1mmとする。
【0072】
また、本実施形態では、f≧c−aを満足するような寸法関係となっており、これにより、ブレース芯材1が第1の座屈拘束部材2内で面内変形した場合でも、ブレース芯材1が第2の座屈拘束部材3の拘束領域から外れないようにしている。一例を挙げると、f=3.5mm、c−a=1.2mmとする。
【0073】
ところで、本発明の座屈拘束ブレース10は、前記実施形態のものにのみ限定されない。
【0074】
つまり、本発明の座屈拘束ブレース10は、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となり、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着され、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4が前記第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出した構成であればよい。
【0075】
図6には座屈拘束ブレース10の他の実施形態を示している。
【0076】
本実施形態は、長尺板状のブレース芯材1の両外面に各第2の座屈拘束部材3のウェッブ8が対向し、両第2の座屈拘束部材3の両フランジ7の先端部が第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面に対向するように介装している構成が前述の実施形態と異なるが、本発明の請求項1に記載した発明の基本的な構成を備えている。
【0077】
つまり、本実施形態においても、ブレース芯材1と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分5以外においてはブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3が相対的に移動自在となっている。また、第1の座屈拘束部材2と前記第2の座屈拘束部材3がそれぞれの長手方向の一部において固着している。ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4が前記第1の座屈拘束部材2及び前記第2の座屈拘束部材3の長手方向の両端部より突出している。また、ブレース芯材1の長手方向の略中央部と第2の座屈拘束部材3の長手方向の略中央部を固着し、第1の座屈拘束部材2の長手方向の一端部と第2の座屈拘束部材3の長手方向の一端部を固着している。
【0078】
本実施形態においては、第1の座屈拘束部材2の長手方向の端辺部9と、第2の座屈拘束部材3の長手方向の端部のフランジ7先端部とを溶接することになるので、前述の実施形態に比べ、溶接作用性、溶接強度においてやや劣るものの、上記のように、前述の実施形態と同様、本発明の基本的な構成を備えているので、前述の実施形態と共通する構成から奏する基本的な作用効果を同様に奏することができる。
【0079】
つまり、図6の実施形態においても、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持すると共に、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で拘束できる。また、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材1の座屈を安定して拘束できる。また、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4の第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の両端部からの必要突出長さを確保できて、接続部4における接続作業が支障なくできる。
【0080】
また、図7、図8にはそれぞれ座屈拘束ブレース10の他の実施形態を示している。
【0081】
前述の各実施形態は、板状のブレース芯材1の両外面と第1の座屈拘束部材2の対向する一対の内面との間にそれぞれ第2の座屈拘束部材3を介在した例を示した(つまり第2の座屈拘束部材3を2つ設けた)が、図7、図8の各実施形態は、板状のブレース芯材1の一外面と第1の座屈拘束部材2の一内面との間に1つの第2の座屈拘束部材3を介在した例である。この図7、図8の各実施形態においても、板状のブレース芯材1、第1の座屈拘束部材2、第2の座屈拘束部材3の基本的な構成及び、各材同士の固着関係は前述の実施形態と同様なので、重複する説明は省略する。
【0082】
これら図7、図8に示す各実施形態も、地震時等において建物の構造部材に作用する水平力を、ブレース芯材1により支持すると共に、ブレース芯材1に圧縮応力がかかった際、ブレース芯材1に発生しがちな座屈を、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3で拘束できる。また、繰り返し応力が作用しても、ブレース芯材1の座屈を安定して拘束できる。また、ブレース芯材1の長手方向の両端部の接続部4の第1の座屈拘束部材2及び第2の座屈拘束部材3の両端部からの必要突出長さを確保できて、接続部4における接続作業が支障なくできる。
【0083】
また、前述の各実施形態においては、ブレース芯材1と第2の座屈拘束部材3を長手方向の略中央部でのみ固着した例を示したが、いずれの例においても、長手方向の略中央部以外の長手方向の任意の一部でのみ固着するようにしてもよいのはもちろんである。
【0084】
また、前述の各実施形態においては、第1の座屈拘束部材2と第2の座屈拘束部材3を長手方向の一方の端部でのみ固着した例を示したが、いずれの例においても、長手方向の一方の端部以外の長手方向の任意の一部でのみ固着するようにしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【0085】
1 ブレース芯材
2 第1の座屈拘束部材
3 第2の座屈拘束部材
4 接続部
5 固着部分
6 固着部分
7 フランジ
8 ウェッブ
9 端辺部
【特許請求の範囲】
【請求項1】
長手方向の両端部に建物の構造部材に接続するための接続部を有する長尺板状のブレース芯材と、このブレース芯材の長手方向のほぼ全長に外嵌する長尺の角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材と、前記板状のブレース芯材の外面と前記第1の座屈拘束部材の内面との間に長手方向の全長にわたって介装される長尺の第2の座屈拘束部材とを備え、
前記ブレース芯材と前記第2の座屈拘束部材がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分以外においては前記ブレース芯材と前記第2の座屈拘束部材が相対的に移動自在となり、
前記第1の座屈拘束部材と前記第2の座屈拘束部材がそれぞれの長手方向の一部において固着され、
前記ブレース芯材の長手方向の両端部の前記接続部が前記第1の座屈拘束部材及び前記第2の座屈拘束部材の長手方向の両端部より突出していることを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項2】
第2の座屈拘束部材が断面溝型形状をし、前記板状のブレース芯材の両外面に、前記両第2の座屈拘束部材の両フランジの先端部をそれぞれ対向させると共に、前記両第2の座屈拘束部材の各ウェッブを対向する前記第1の座屈拘束部材の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面にそれぞれ対向させて成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】
前記ブレース芯材の長手方向の略中央部と前記第2の座屈拘束部材の長手方向の略中央部を固着し、前記第1の座屈拘束部材の長手方向の一端部と前記第2の座屈拘束部材の長手方向の一端部を固着することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の座屈拘束ブレース。
【請求項4】
前記第2の座屈拘束部材の長手方向の一端部を前記第1の座屈拘束部材の長手方向の一端部より突出させ、この第2の座屈拘束部材の突出端部のウェッブの外面と第1の座屈拘束部材の端辺部を溶接して成ることを特徴とする請求項2記載の座屈拘束ブレース。
【請求項1】
長手方向の両端部に建物の構造部材に接続するための接続部を有する長尺板状のブレース芯材と、このブレース芯材の長手方向のほぼ全長に外嵌する長尺の角型金属筒よりなる第1の座屈拘束部材と、前記板状のブレース芯材の外面と前記第1の座屈拘束部材の内面との間に長手方向の全長にわたって介装される長尺の第2の座屈拘束部材とを備え、
前記ブレース芯材と前記第2の座屈拘束部材がそれぞれの長手方向の一部において固着されると共にこの長手方向の一部における固着部分以外においては前記ブレース芯材と前記第2の座屈拘束部材が相対的に移動自在となり、
前記第1の座屈拘束部材と前記第2の座屈拘束部材がそれぞれの長手方向の一部において固着され、
前記ブレース芯材の長手方向の両端部の前記接続部が前記第1の座屈拘束部材及び前記第2の座屈拘束部材の長手方向の両端部より突出していることを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項2】
第2の座屈拘束部材が断面溝型形状をし、前記板状のブレース芯材の両外面に、前記両第2の座屈拘束部材の両フランジの先端部をそれぞれ対向させると共に、前記両第2の座屈拘束部材の各ウェッブを対向する前記第1の座屈拘束部材の対向する2対の内面のうち対向する一対の内面にそれぞれ対向させて成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】
前記ブレース芯材の長手方向の略中央部と前記第2の座屈拘束部材の長手方向の略中央部を固着し、前記第1の座屈拘束部材の長手方向の一端部と前記第2の座屈拘束部材の長手方向の一端部を固着することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の座屈拘束ブレース。
【請求項4】
前記第2の座屈拘束部材の長手方向の一端部を前記第1の座屈拘束部材の長手方向の一端部より突出させ、この第2の座屈拘束部材の突出端部のウェッブの外面と第1の座屈拘束部材の端辺部を溶接して成ることを特徴とする請求項2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9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2012−97496(P2012−97496A)
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−247118(P2010−247118)
【出願日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【出願人】(000004673)パナホーム株式会社 (319)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年5月24日(2012.5.24)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年11月4日(2010.11.4)
【出願人】(000004673)パナホーム株式会社 (319)
【Fターム(参考)】
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