説明

座屈拘束ブレース

【課題】構造が簡単で生産性が向上し、且つ、座屈拘束性能が向上する座屈拘束ブレースを提供する。
【解決手段】第1の座屈拘束部材3が角型金属筒5により形成され、且つ、この角型金属筒5の一面部がブレース芯材2の一方の片面に対面してブレース芯材2の座屈を拘束する第1の座屈拘束面部6となっている。第2の座屈拘束部材4が溝型金属材7により形成され、且つ、この溝型金属材7のウェブ12の内面がブレース芯材2の他方の片面に対面してブレース芯材2の座屈を拘束する第2の座屈拘束面部8となっている。角型金属筒5が溝型金属材7の溝内に嵌め込まれる。溝型金属材7の両フランジ9が、それぞれ角型金属筒5の4つのコーナ部のうち第1の座屈拘束面部6と反対側に位置する2つのコーナ部又はこのコーナ部近傍において角型金属筒5に固着される。

【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】
座屈拘束ブレースとして特許文献1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は、長尺板状のブレース芯材に長尺の角形金属筒よりなる第1の座屈拘束部材を外嵌すると共に、ブレース芯材の外面と第1の座屈拘束部材の内面との間に長尺の第2の座屈拘束部材を介装したものである。
【0004】
この従来例は、長尺の角形金属筒よりなる第1の座屈拘束部材が外周を囲んでいるので、座屈拘束性能は高いが、長尺の角形金属筒よりなる第1の座屈拘束部材内に、長手方向の端部から長尺板状のブレース芯材と第2の座屈拘束部材を組み込まねばならず、組み込み難く、生産性が悪いという問題がある。
【0005】
座屈拘束ブレースの他の従来例として特許文献2が知られている。
【0006】
特許文献2に示された座屈拘束ブレース31は、図10、図11に示すようなものである。
【0007】
座屈拘束ブレース31は、長尺板状の金属製のブレース芯材32と、長尺の金属製の第1の座屈拘束部材33と、長尺の金属製の第2の座屈拘束部材34とを備えている。
【0008】
第1の座屈拘束部材33は、ブレース芯材32の一方の片面の長手方向のほぼ全長に沿って配置され、第2の座屈拘束部材34は、ブレース芯材32の他方の片面の長手方向のほぼ全長に沿って配置される。
【0009】
第1の座屈拘束部材33はリップ付溝型材35により形成され、且つ、このリップ付溝型材35の両リップ41がブレース芯材32の一方の片面に対面して前記ブレース芯材32の座屈を拘束する第1の座屈拘束面部36となっている。
【0010】
第2の座屈拘束部材34はコ字状金属材37により形成され、且つ、このコ字状金属材37のウェブ43の内面がブレース芯材32の他方の片面に対面してブレース芯材32の座屈を拘束する第2の座屈拘束面部38となっている。このコ字状金属材37のフランジ40の巾は短く、長尺板状の金属製のブレース芯材32の略2倍程度となっている。
【0011】
第2の座屈拘束部材34を構成するコ字状金属材37の開口から、ブレース芯材32、第1の座屈拘束部材33を構成するリップ付溝型材35を嵌め込み、コ字状金属材37のフランジ40を長手方向の複数個所でリップ付溝型材35に溶接することで、座屈拘束ブレース31が組立構成される。
【0012】
コ字状金属材37の両フランジ40は、その先端がリップ付溝型材35の4つのコーナ部のうちリップ41側の2つのコーナ部近傍に溶接18により固着されている。
【0013】
この特許文献2の従来例は、上記のようにコ字状金属材37の開口から、ブレース芯材32、リップ付溝型材35を嵌め込み、溶接するものであるから、部材の組み込みが容易で、生産性の向上が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開2008−75281号公報
【特許文献2】特開2008−75280号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
しかし、特許文献2は、第1の座屈拘束部材33がリップ付溝型材35により形成され、両リップ41が第1の座屈拘束面部36を形成しているが、ブレース芯材32が圧縮時に両リップ41間における隙間42部分に変形し、リップ41の断面と摩擦が生じて、ブレース芯材32が全体として一様に波打つように変形しにくく、面外方向の座屈拘束があまり有効に行えない。
【0016】
また、両リップ41間は隙間になっているので、ブレース芯材32の圧縮時に第1の座屈拘束部材33が変形しやすく、この点でも座屈拘束性能が低下する。
【0017】
また、特許文献2の第2の座屈拘束部材34を構成するコ字状金属材37はフランジ40巾が短いので、面外に対する断面2次モーメントが小さい。このため、第2の座屈拘束部材34の長手方向の非溶接箇所部分においては、ブレース芯材32の面外方向の変形力により第2の座屈拘束面部38が第1の座屈拘束面部36から離れる方向の移動力が作用すると、変形し易いという問題がある。
【0018】
本発明は、上記の従来の問題点に鑑みて発明したもので、構造が簡単で生産性を向上でき、且つ、座屈拘束性能が向上す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、長尺板状の金属製のブレース芯材と、このブレース芯材の一方の片面の長手方向のほぼ全長に沿って配置される金属製の第1の座屈拘束部材と、前記ブレース芯材の他方の片面の長手方向のほぼ全長に沿って配置される金属製の第2の座屈拘束部材とを備え、前記第1の座屈拘束部材が断面四角形の角型金属筒により形成され、且つ、この角型金属筒の一面部が前記ブレース芯材の一方の片面に対面して前記ブレース芯材の座屈を拘束する第1の座屈拘束面部となり、前記第2の座屈拘束部材が溝型金属材により形成され、且つ、この溝型金属材のウェブの内面が前記ブレース芯材の他方の片面に対面して前記ブレース芯材の座屈を拘束する第2の座屈拘束面部となり、前記溝型金属材の両フランジの巾が前記角型金属筒の前記第1の座屈拘束面部と直交する面部の巾と略同じ又は長く設定され、前記角型金属筒が前記溝型金属材の溝内に嵌め込まれ、前記溝型金属材の両フランジが、それぞれ前記角型金属筒の4つのコーナ部のうち前記第1の座屈拘束面部と反対側に位置する2つのコーナ部又はこのコーナ部近傍において前記角型金属筒に固着されていることを特徴とする。
【0020】
また、前記角型金属筒と前記溝型金属材が同じ長さ又はほぼ同じ長さに形成され、前記ブレース芯材の長手方向の両端部が、前記角型金属筒の長手方向の両端及び前記溝型金属材の長手方向の両端より突出し、前記第1の座屈拘束面部の長手方向の両端部に、この第1の座屈拘束面部の内外及び長手方向の最端が開口するスリット部が形成され、前記ブレース芯材の長手方向の両端部の一方の片面の幅方向の中間部に長手方向と沿って補強材が突設され、長手方向に沿った前記補強材は、長手方向に沿った一部が前記スリット部内に配置され、且つ、長手方向に沿った残りの部分が前記角型金属筒の長手方向の両端及び前記溝型金属材の長手方向の両端から突出していることが好ましい。
【発明の効果】
【0021】
本発明は、溝型金属材内にブレース芯材と角型金属筒が嵌め込まれ、溝型金属材の両フランジが角型金属筒に固着されるので、部材の組み込みが容易で、生産性の向上が可能となる。しかも、第1の座屈拘束面部、第2の座屈拘束面部によりブレース芯材の両面の全巾の座屈拘束ができる。また、溝型金属材の両フランジの巾が角型金属筒の第1の座屈拘束面部と直交する面部の巾と略同じ又は長く設定されているので、溝型金属材の面外に対する断面2次モーメントを角型金属筒と同等以上とすることが可能で、変形を小さくできる。これらの結果、構造が簡単で生産性の向上が可能で、且つ、座屈拘束性能が向上する座屈拘束ブレースを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本願の座屈拘束ブレースの一部破断した斜視図である。
【図2】同上のX−X線断面図である。
【図3】同上のY−Y線断面図である。
【図4】同上の分解斜視図である。
【図5】同上の座屈拘束ブレースの端部の接続部に接続部材を固着した例を示し、(a)は正面図であり、(b)は下面図であり、(c)は拡大断面図である。
【図6】同上の接続部も端部に補強材が突設した比較例における接続部を接続部材に溶接により固着した部分の断面図である。
【図7】(a)は同上のブレース芯材の面内方向の変形力が作用した場合の説明図であり、(b)は同上のブレース芯材の面外方向の変形力が作用した場合の説明図である。
【図8】同上の座屈拘束ブレースを用いた耐力フレームの正面図である。
【図9】同上に用いる接続部材の一例を示し、(a)は平面図であり、(b)は側面図であり、(c)は側面図である。
【図10】従来例の斜視図である。
【図11】従来例の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
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。
【0024】
図1〜図5、図7には本発明の一実施形態が示してある。
【0025】
座屈拘束ブレース1は、図1、図4に示すように、長尺板状のブレース芯材2と、長尺の金属製の第1の座屈拘束部材3と、長尺の金属製の第2の座屈拘束部材4とで構成している。
【0026】
長尺板状のブレース芯材2は、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。この長尺のブレース芯材2の両端部は、建物の構造材(柱、梁等)に接続するための接続部13となっている。
【0027】
ブレース芯材2の一方の片面の長手方向の両端部の幅方向の中間部には長手方向に沿って補強材11が固着してある。
【0028】
第1の座屈拘束部材3は、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、あるいはアルミニウム等他の材質よりなる角型金属筒5により形成される。
【0029】
角型金属筒5は、ブレース芯材2の一方の片面(図2、図3においては上面)の長手方向のほぼ全長に沿って配置されるもので、角型金属筒5の一面(図2、図3においては下面)が、ブレース芯材2の一方の片面に対面してブレース芯材2の座屈を拘束する第1の座屈拘束面部6となっている。
【0030】
第1の座屈拘束面部6の長手方向の両端部には、この第1の座屈拘束面部6の内外及び長手方向の最端が開口するスリット部10を形成している。
【0031】
第2の座屈拘束部材4は、炭素鋼、ステンレス鋼、合金鋼、あるいはアルミニウム等他の材質よりなる溝型金属材7により形成される。
【0032】
この溝型金属材7は、ブレース芯材2の他方の片面(図2、図3においては下面)の長手方向のほぼ全長に沿って配置されるもので、溝型金属材7のウェブ12の内面(図2、図3においては上面)がブレース芯材2の他方の片面に対面してブレース芯材2の座屈を拘束する第2の座屈拘束面部8となっている。
【0033】
溝型金属材7の両フランジ9の巾は、角型金属筒5の第1の座屈拘束面部6と直交する一面部(図2、図3においては側面部)の巾と略同じ又は長く設定される。
【0034】
角型金属筒5と溝型金属材7は同じ長さ又は略同じ長さとなっており、ブレース芯材2より少し短い。
【0035】
前記構成のブレース芯材2、角型金属筒5、溝型金属材7を以下のように組立てて座屈拘束ブレース1が形成される。
【0036】
すなわち、図4の矢印のように、溝型金属材7の両フランジ9の先端間の開口から、溝型金属材7内に、ブレース芯材2、角型金属筒5の順で嵌め込み、ブレース芯材2の一方の片面を第2の座屈拘束面部8に当接し、ブレース芯材2の他方の片面に第1の座屈拘束面部6を当接する。
【0037】
そして、両フランジ9の先端部をそれぞれ角型金属筒5の4つのコーナ部のうち第1の座屈拘束面部6と反対側に位置する2つのコーナ部又はこのコーナ部近傍において角型金属筒5に固着する。この固着は図1に示すように長手方向に間隔を隔てて複数個所で固着する。図1の実施形態では溶接18により固着している例を示しているが、必ずしも溶接18に限定されず、ボルトなどの他の固着手段で固着してもよい。また、異なる固着手段を併用してもよい。
【0038】
図4の矢印のように溝型金属材7内にブレース芯材2と角型金属筒5を嵌め込み、溝型金属材7の両フランジ9を角型金属筒5に固着するので、長手方向から嵌め込む必要がなくて部材の組み込みが容易で、座屈拘束ブレース1の生産性の向上が可能となる。
【0039】
なお、ブレース芯材2は長手方向の任意の箇所において角型金属筒5又は溝型金属材7に固定する。一例を挙げるとブレース芯材2は長手方向の一方の端部において角型金属筒5又は溝型金属材7に溶接18により固定する。これにより、ブレース芯材2と、角型金属筒5又は溝型金属材7は、長手方向の一箇所の固定箇所を除く他の部分が相対的に移動可能となっている。
【0040】
形成された座屈拘束ブレース1は、図1のようにブレース芯材2の長手方向の両端部の接続部13が第1の座屈拘束部材3、第2の座屈拘束部材4の長手方向の両端から突出する。
【0041】
また、ブレース芯材2の一方の片面の長手方向の両端部に設けた補強材11の長手方向に沿った一部がスリット部10内に配置され、且つ、長手方向に沿った残りの部分が角型金属筒5の長手方向の両端及び前記溝型金属材7の長手方向の両端から突出する。
【0042】
上記のようにブレース芯材2の長手方向の端部の接続部13から、ブレース芯材2の端部の第1の座屈拘束部材3の長手方向の端部に対面する部分に至る部分を補強材11で補強するので、ブレース芯材2において最も座屈変形が集中する接続部13近傍の補強ができる。
【0043】
また、形成された座屈拘束ブレース1は、ブレース芯材2の両面の長手方向の接続部13を除く部分の全長及び全巾に、それぞれ角型金属筒5の一面部の第1の座屈拘束面部6と、溝型金属材7のウェブ12の内面である第2の座屈拘束面部8が対面する。
【0044】
したがって、図11の従来例のように、ブレース芯材2の巾方向の中間分が変形することがなく、ブレース芯材2の面外方向の座屈拘束性能が向上することになる。
【0045】
また、溝型金属材7の両フランジ9の巾が角型金属筒5の第1の座屈拘束面部6と直交する一面部の巾と略同じ又は長く設定されているので、溝型金属材7の面外に対する断面2次モーメントが大きく、このため角型金属筒5と同等以上となる断面を用いることで変形を小さくできる。
【0046】
これにより、ブレース芯材2に圧縮力が作用した場合、面外方向に波打つように移動する力(図7(b)の矢印方向の力)に対して、第2の座屈拘束部材4の長手方向の非溶接箇所部分における変形を小さくでき、溝型金属材7の肉厚を薄肉にすることが可能となる。
【0047】
また、溝型金属材7の両フランジ9が、それぞれ角型金属筒5の4つのコーナ部のうち第1の座屈拘束面部6と反対側に位置する2つのコーナ部又はこのコーナ部近傍において角型金属筒5に固着されるので、ブレース芯材2に圧縮力が作用した際の図7(a)の矢印のような面内方向に移動する力に対して、溝型金属材7の変形を小さくでき、面内方向の座屈拘束性能が向上する。
【0048】
前記の構成の座屈拘束ブレース1は、建物の構造材(柱、梁等)に接続部13で接続する。
【0049】
接続に当っては、例えば図5、図8のように接続部材15、16を介して接続する。
【0050】
図5には、座屈拘束ブレース1の一端部にあらかじめ接続部材15を固着している例を示している。そして、図8のように、接続部材15を固着した2つの座屈拘束ブレース1をそれぞれ支柱17の側面の上下に溶接18により固着し、2つの座屈拘束ブレース1の他端部をそれぞれ共通の接続部材16に溶接18により固着することで、耐力フレーム24を形成する。
【0051】
接続部材15は対向する一対の固定片19を有し、座屈拘束ブレース1の端部の接続部13を一対の固定片19間に配置して溶接により固着する。
【0052】
接続部材16は、図9に示すように一対の固定片20の上端部同士及び下端部同士をボルト孔21を有する連結片22で連結固着して構成しており、2つの座屈拘束ブレース1の長手方向の他端部をそれぞれ接続部材16は、一対の固定片20の上部間と下部間に配置して溶接により固着する。
【0053】
上記の構成の耐力フレーム24は、建物の土台と梁間、又は上下の梁間に支柱17を立設して土台や梁にボルト等で連結し、また、接続部材16を別の柱の側面の略中間部分に突設した上下一対の固定横片間に配置し、上下の連結片22をボルトにより連結するようになっている。
【0054】
ここで、座屈拘束ブレース1の長手方向の両端部の接続部13を接続部材15、16に溶接するに当り、図5(b)のように、接続部13の補強材11が突設してない方の片面の巾方向の両端部と固定片19、20とを溶接18により固着することで、溶接18に当たって補強材11に邪魔されること無く溶接ができる。
【0055】
つまり、図6の比較例のように接続部13の両面に補強材11が突設してあると、溶接18に当って、補強材11が邪魔になって、溶接し難いが、本実施形態では、このようなおそれがなく、容易に溶接ができる。
【符号の説明】
【0056】
1 座屈拘束ブレース
2 ブレース芯材
3 第1の座屈拘束部材
4 第2の座屈拘束部材
5 角型金属筒
6 第1の座屈拘束面部
7 溝型金属材
8 第2の座屈拘束面部
9 フランジ
10 スリット部
11 補強材
12 ウェブ


【特許請求の範囲】
【請求項1】
長尺板状の金属製のブレース芯材と、このブレース芯材の一方の片面の長手方向のほぼ全長に沿って配置される金属製の第1の座屈拘束部材と、前記ブレース芯材の他方の片面の長手方向のほぼ全長に沿って配置される金属製の第2の座屈拘束部材とを備え、
前記第1の座屈拘束部材が断面四角形の角型金属筒により形成され、且つ、この角型金属筒の一面部が前記ブレース芯材の一方の片面に対面して前記ブレース芯材の座屈を拘束する第1の座屈拘束面部となり、
前記第2の座屈拘束部材が溝型金属材により形成され、且つ、この溝型金属材のウェブの内面が前記ブレース芯材の他方の片面に対面して前記ブレース芯材の座屈を拘束する第2の座屈拘束面部となり、
前記溝型金属材の両フランジの巾が前記角型金属筒の前記第1の座屈拘束面部と直交する面部の巾と略同じ又は長く設定され、
前記角型金属筒が前記溝型金属材の溝内に嵌め込まれ、前記溝型金属材の両フランジが、それぞれ前記角型金属筒の4つのコーナ部のうち前記第1の座屈拘束面部と反対側に位置する2つのコーナ部又はこのコーナ部近傍において前記角型金属筒に固着されている
ことを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項2】
前記角型金属筒と前記溝型金属材が同じ長さ又はほぼ同じ長さに形成され、
前記ブレース芯材の長手方向の両端部が、前記角型金属筒の長手方向の両端及び前記溝型金属材の長手方向の両端より突出し、
前記第1の座屈拘束面部の長手方向の両端部に、この第1の座屈拘束面部の内外及び長手方向の最端が開口するスリット部が形成され、
前記ブレース芯材の長手方向の両端部の一方の片面の幅方向の中間部に長手方向と沿って補強材が突設され、
長手方向に沿った前記補強材は、長手方向に沿った一部が前記スリット部内に配置され、且つ、長手方向に沿った残りの部分が前記角型金属筒の長手方向の両端及び前記溝型金属材の長手方向の両端から突出している
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】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【公開番号】特開2013−44132(P2013−44132A)
【公開日】平成25年3月4日(2013.3.4)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−181799(P2011−181799)
【出願日】平成23年8月23日(2011.8.23)
【出願人】(000004673)パナホーム株式会社 (319)
【Fターム(参考)】