(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
梁及び柱を含む構造物であって、前記構造物は、
前記梁の一端部に取り付けられている座屈抑制板を有し、前記座屈抑制板は、前記座屈抑制板が前記梁に取り付けられると前記梁の前記一端部の最も近くに位置する第１の端部及び前記第１の端部と反対側の第２の端部を有し、
前記柱に取り付け可能な第１の端部及び前記梁に取り付け可能な第２の端部を備えた降伏部材を有し、前記座屈抑制板は、前記降伏部材を覆い、前記降伏部材は、横荷重が前記構造用フレームに加えられると、前記フレーム内の応力を散逸させるよう引張状態及び圧縮状態で降伏することができ、前記降伏部材は、この降伏部材に第１の切欠き及び第２の切欠きを形成する前記第１の端部及び前記第２の端部よりも小さい半径又は幅を備えた中間区分を有し、
前記降伏部材の前記第１の切欠き及び前記第２の切欠きに設けられた一対の第１のスペーサ及び第２のスペーサを有し、これらの第１のスペーサ及び第２のスペーサは、前記降伏部材と同一平面上にあり、
一対のねじを有し、これらのねじは、前記座屈抑制板の一対の穴から第１のスペーサ及び前記第２のスペーサを介して、前記梁の頂部フランジ及び底部フランジのうちの一方のフランジに取り付けられて前記座屈抑制板を前記梁のフランジに取り付け可能とする、構造物。
【請求項２】
前記降伏部材は、前記第１の端部及び前記第２の端部よりも強度の低い中間区分を有し、前記降伏部材は、所与の引張力を受けると、前記中間区分が降伏する、請求項１記載の構造物。
【請求項３】
前記中間区分は、前記第１の端部及び前記第２の端部よりも小さい直径を有する、請求項２記載の構造物。
【請求項４】
前記梁と前記座屈抑制板との間に設けられた１つ又は２つ以上のスペーサを更に有し、前記１つ又は２つ以上のスペーサは、前記降伏部材と同一平面内に位置する、請求項１記載の構造物。
【請求項５】
構造物であって、
柱と、
梁と、
前記柱と前記梁との間に取り付けられたせん断タブと、
前記柱と前記梁との間に取り付けられた横方向筋違いシステムとを有し、前記横方向筋違いシステムは、
前記梁の頂部フランジ及び底部フランジにそれぞれ取り付けられた一対の座屈抑制板を有し、各座屈抑制板は、前記梁の一端部に取り付けられた第１の端部及び前記第１の端部と反対側の第２の端部を有し、
各々が前記柱に取り付けられた第１の端部及び前記梁に取り付けられた第２の端部を備えた一対の降伏部材を有し、前記一対の降伏部材のうちの一方の降伏部材は、横荷重が前記構造用フレームに加えられると、前記フレーム内の応力を散逸させるよう引張状態及び圧縮状態で降伏することができ、
前記せん断タブは、中央の円形穴と、この中央の円形穴よりも前記頂部フランジ及び前記底部フランジに近接してそれぞれ設けられた第１の長穴及び第２の長穴と、を有し、これらの円形穴、第１の長穴及び第２の長穴は、前記梁の重量を支持するものであり、前記せん断タブ、前記柱、又は前記梁を損傷させることなく、前記降伏部材の第１の端部及び第２の端部の少なくとも一方の降伏時に前記梁の回転を可能にするものである、構造物。
【請求項６】
前記降伏部材の前記第１の端部は、前記柱にボルト止めされ、前記降伏部材の前記第２の端部は、前記梁にボルト止めされている、請求項５記載の構造物。
【請求項７】
前記梁と前記座屈抑制板との間に設けられた１つ又は２つ以上のスペーサを更に有し、前記１つ又は２つ以上のスペーサは、前記降伏部材と同一平面内に位置する、請求項５記載の構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軽量フレーム型構造物において用いられる構造体の履歴減衰に関し、特に、エネルギーが軽量フレーム型構造物内で小さな力しきい値で散逸されるよう高い初期曲げ剛性と共に履歴減衰により高いエネルギー散逸度を提供するよう構成された横方向筋違い（すじかい）システム（lateral bracing system ）に関する。
【０００２】
〔関連出願の説明〕
本願は、２００７年１２月１９日に出願された米国特許出願第１１／９５９，６９６号（発明の名称：MOMENT FRAME CONNECTOR）の一部継続出願であり、この米国特許出願は、２００６年１２月２２日に出願された米国特許仮出願第６０／８７１，５８７号（発明の名称：Moment Frame Connector）の優先権主張出願である。両方の出願を参照により引用し、これらの記載の内容全体を本明細書の一部とする。
【背景技術】
【０００３】
自然現象、例えば地震活動や強風に起因するせん断応力は、軽量フレーム型構造物の構造的健全性に対して悲惨な影響を及ぼす場合がある。かかる自然現象の間に生じる横力により、壁の頂部が壁の底部に対して横方向又は側方に動く場合があり、かかる動きの結果として、壁の損傷又は構造的破損が生じる場合があり、場合によっては、建物が崩れる。
【０００４】
例えば住宅や小型ビルのような構造物において、横方向筋違いシステムが軽量フレーム型構造物の構造的健全性に対するせん断応力の潜在的に悲惨な影響に対抗するよう開発された。種々の設計が知られているが、一形式の横方向筋違いシステムは、互いに間隔を置いて配置された垂直スタッド及びスタッドに取り付けられると共にこれらスタッド相互間に延びる水平梁（ビーム）を有する。梁は、横荷重下における連結部の構造的性能を増大させることを目的としてスタッドに取り付けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
多くの従来型横方向筋違いシステムは、横荷重下において当初良好に働くが、相当大きな地震活動や強風の際に生じる場合の多い繰り返し横荷重を受けると、降伏したり破損したりする。横方向筋違いシステムの相当な降伏又は破損が起こると、横方向筋違いシステム全体を交換しなければならない。
【０００６】
構造体の加重には関連しないもう１つの検討事項は、作業現場における従事者によるかかる構造体の建設容易性及び有効性である。構造物の時間、複雑さ及びコストを増大させる１つの仕事は、コンポーネントを作業現場で互いに溶接しなければならないという仕事である。ボルト止めによる連結は、典型的には、かかる連結が迅速且つ効率的に実施でき、しかも、溶接と関連した追加の機器及び人件費が不要であるという点で好ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
概要説明する本発明の実施形態は、構造物において柱を梁に取り付ける横方向筋違いシステムに関する。実施形態では、横方向筋違いシステムは、一対の座屈抑制ブロックを有し、各座屈抑制ブロックは、梁の頂部フランジ及び底部フランジに溶接される。各座屈抑制ブロックは、ブロックの中央を貫通して形成された１つ又は２つ以上のボアを有する。横方向筋違いシステムは、各座屈抑制ブロックのための少なくとも１つの降伏リンクを更に有する。各降伏リンクは、柱に取り付けられた第１の端部および座屈抑制ブロックに設けられたボアに嵌め込まれると共に座屈抑制ブロックの一端部に取り付けられた第２の端部を有する。
【０００８】
横方向筋違いシステムは、横荷重が加えられた状態で高い耐撓み性を提供するのに十分な曲げ剛性及びねじり剛性を有する。しかしながら、制御可能且つ予測可能なレベルを超える横荷重において、本発明の構造体は、降伏リンクの安定した降伏を可能にする。このように、加えられた横荷重は、システムから履歴減衰され、高いエネルギーレベルが散逸され、それによりフレームの損傷が阻止される。さらに、エネルギー散逸及び降伏リンクの安定した降伏により、フレームは、破損なく横荷重下において繰り返し撓みに耐えることができる。
【０００９】
実施形態では、梁をこれに座屈抑制ブロックが溶接され、膠着され又は違ったやり方で取り付けられた状態で作業現場に送り出すことができる。いったん作業現場に到着すると、降伏リンクを座屈抑制ブロックのボア内に挿入し、座屈抑制ブロック及び柱に取り付けるのが良い。かくして、作業現場で必要な本発明の横方向筋違いシステムの製作の手間は、最小限である。
【００１０】
別の実施形態では、横方向筋違いシステムは、梁と柱との間に直接設けられる一対の座屈抑制組立体を有するのが良い。かかる実施形態では、各座屈抑制組立体と梁又は柱との間の全ての連結は、ボルトで行われるのが良い。全ボルト型組立体は、作業現場での組み立てを容易にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態としての横方向筋違いシステムにより柱に連結された梁の斜視図である。
【図２】図１の横方向筋違いシステムの正面図である。
【図３】本発明の別の実施形態としての横方向筋違いシステムにより柱に連結された梁の斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態としての横方向筋違いシステムにより柱に連結された梁の斜視図である。
【図５】本発明の別の実施形態としての横方向筋違いシステムにより柱に連結された梁の斜視図である。
【図６】図３〜図５に示された横方向筋違いシステムの正面図である。
【図７】図３〜図５に示された横方向筋違いシステムの平面図である。
【図８】図３〜図５に示された横方向筋違いシステムの降伏リンクの側面図である。
【図９】図３〜図５に示された横方向筋違いシステムの座屈抑制ブロックの端面図である。
【図１０】図３〜図５に示された横方向筋違いシステムの座屈抑制ブロックの側面図である。
【図１１】本発明の変形実施形態としての降伏リンクの側面図である。
【図１２】本発明の変形実施形態としての座屈抑制ブロックの側面図である。
【図１３】本発明の実施形態に関するフレームの横荷重と横変位量との関係を表すグラフ図である。
【図１４】梁を直接柱に取り付ける一対の座屈抑制組立体の斜視図である。
【図１５】図１４の座屈抑制組立体の部分分解斜視図である。
【図１６】梁を柱に直接取り付ける一対の座屈抑制組立体の側面図である。
【図１７】図１４及び図１６の座屈抑制組立体の分解組み立て斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、図１〜図１７を参照して本発明を説明し、本発明は、その実施形態において、横荷重下において横方向筋違いシステム内に生じたエネルギーを高い初期曲げ剛性を有すると共に効果的に散逸させることができる降伏リンクを有する横方向筋違いシステムに関する。本発明を多くの異なる形態で具体化できるので本明細書において説明する実施形態に限定されるものと解されてはならないことは言うまでもない。これとは異なり、かかる実施形態は、この開示が徹底的且つ完全であり、しかも本発明を当業者に十分に理解させるよう提供されている。確かに、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲及び精神に含まれるこれら実施形態の変形例、改造例及び均等例を含むものである。さらに、本発明の以下の詳細な説明において本発明の完全な理解を提供するために多くの特定の細部が記載されている。しかしながら、本発明は、かかる特定の細部なしでも実施できることは当業者には明らかであろう。
【００１３】
今、図１及び図２を参照すると、一部が垂直柱１０４に取り付けられた水平梁１０２で構成されたフレーム１００が示されている。梁１０２及び柱１０４の各々は、中央ダイヤフラムによって互いに連結された対をなすフランジを有する。垂直柱及び水平梁と称しているが、かかる柱及び梁は、変形実施形態では９０°以外の角度で互いに取り付け可能であることは言うまでもない。梁１０２は、横方向筋違いシステムを含む梁スタブ１１０によって柱１０４に取り付けられている。横方向筋違いシステムは、梁スタブ１１０の頂部フランジ及び底部フランジの各々にそれぞれ１つずつ設けられた一対の座屈抑制型補強装置１１２で構成されている。各座屈抑制型補強装置１１２は、第１の端部が梁スタブ１１０のフランジに溶接され又は膠着されると共に第２の端部が柱１０４のフランジに溶接され又は膠着された平べったい「ドッグボーン（dog bone）」形の降伏リンク１１４を有する（「ドッグボーン」形という表現は、これはその端部分のところよりも中央部分の方が細いという点でそのように呼ばれている）。座屈抑制ブロック１１６が各降伏リンク１１４の中央部分を覆っている。ブロック１１６は、梁スタブ１１０のそれぞれのフランジに溶接され又は膠着されている。
【００１４】
梁スタブ１１０と柱１０４との間にはせん断タブ１２２が更に設けられるのが良い。せん断タブ１２２は、例えば、溶接、膠着又はボルト止めにより柱１０４のフランジに取り付けられると共に溶接、膠着又はボルト止めにより梁スタブ１１０の中央ダイヤフラムに取り付けられるのが良い。梁スタブ１１０は、せん断タブ１２２と反対側の梁スタブの一端部のところに溶接された端板１２４を更に有する。端板１２４は、以下に説明するように梁１０２を梁スタブ１１０に取り付けるために同様な端板１２６にボルト止めされるのが良い。
【００１５】
作用を説明すると、一対の座屈抑制型補強装置１１２は、横荷重下における柱に対する梁の回転（即ち、せん断タブ１２２を中心とする回転）に対抗するよう連係して動作する。第１の方向への回転を試みることにより、装置１１２のうちの第１のものは、引張状態になり、これら装置のうちの第２のものは、圧縮状態になる。逆方向への回転を試みることにより、装置のうちの第１のものは、圧縮状態になり、第２のものは引張状態になる。
【００１６】
それぞれの装置１１２の降伏リンク１１４は、高い初期曲げ剛性を提供すると共に横荷重下における柱１０４と梁１０２の相対運動に対して高い引張抵抗をもたらすが、予測可能な且つ制御可能なレベルを超える横荷重下においては安定した降伏及びエネルギー散逸をもたらす。特に、柱及び梁の曲げ強さは、降伏リンク１１４及び特に降伏リンク１１４の薄手の中央部分のモーメント許容能力を超えるよう設計されるのが良い。かくして、降伏リンク１１４は、柱又は梁の降伏又は破損前に横荷重下において降伏し、損傷は、容易に取り外せて交換できる降伏リンクに制限される。座屈抑制ブロック１１６は、圧縮荷重下における降伏リンクの座屈を阻止する。せん断タブ１２２は、垂直荷重下における垂直せん断（即ち、柱１０４の長さに沿う）に対抗するよう設けられている。
【００１７】
さらに、上記及び下記の実施形態に関して説明する梁１０２と柱１０４との間に設けられている横方向筋違いシステムにより、従来梁の一部として設けられていた横ねじれ座屈抑制システムを省くことができる。即ち、先行技術のシステムでは、横ねじれ座屈抑制システムは、過度の横荷重が生じた場合に降伏するよう梁の一部として設けられていた。これら横ねじれ座屈抑制システムは、梁の座屈を阻止するために降伏リンク及び横方向筋違い（ブレース）を有する。本発明の横方向筋違いシステムの使用により、先行技術において梁に設けた状態で見受けられる横ねじれ座屈抑制システムを省くことができる。梁自体とは別個の本発明の横方向筋違いシステムによりリンクのモーメント許容能力の有限の上限を介して梁に対する入力要求を制限することができるようにすることによって、梁を筋違い（ブレーシング）なしで設計することができる。また、それにより、梁及び柱を極限降伏リンク連結モーメント許容能力のレベルにおいて弾性のままであるよう設計することができる。
【００１８】
横荷重下において、降伏リンク１１４は、降伏リンクが取り付けられている柱１０４のフランジに力を及ぼす。したがって、連続板１３０が、オプションとして、降伏リンクにより及ぼされる力に対抗するよう柱１０４の当該フランジに取り付けられるのが良い。
【００１９】
背景技術の項で説明したように、作業現場での溶接を回避することが望ましい。したがって、実施形態では、梁１０２及び柱１０４の組み立て及び連結は、以下のように達成されるのが良い。作業現場への到達に先立って、降伏リンク１１４の第１の端部及び座屈抑制ブロック１１６を梁スタブ１１０に溶接し又は膠着するのが良い。端板１２４も又、スタブ１１０に溶接し又は膠着するのが良い。
【００２０】
次に、梁スタブ１１０を柱１０４に溶接し又は膠着するには、降伏リンク１１４の第２の端部を柱１０４のフランジに溶接／膠着すると共にせん断タブを柱１０４のダイヤフラムに溶接／膠着するのが良い。次に、せん断タブを梁スタブ１１０のダイヤフラムにボルト止めするのが良い。次に、接合状態の梁スタブ１１０と柱１０４を作業現場に送るのが良い。梁スタブ１１０が設けられていることにより、全ての溶接／膠着は、柱が作業現場に到達する前に実施可能である。端板１２６を梁１０２に溶接し又は膠着するのが良く、次に、梁を作業現場まで送るのが良い。作業現場にいったん到着すると、端板１２４，１２６を互いにボルト止めすることにより梁１０２を梁スタブ１１０に取り付けるのが良い。
【００２１】
次に、図３〜図１２を参照して本発明の変形実施形態を説明する。この実施形態では、梁スタブ１１０を省くことができるようにすると共により簡単であるが効果的な設計をもたらす横方向筋違いシステムが提供される。まず最初に図３〜図７を参照すると、フレーム２００は、一部が垂直柱１０４に取り付けられた水平梁１０２で構成されている。垂直柱及び水平梁と称しているが、かかる柱及び梁は、変形実施形態では９０°以外の角度で互いに取り付け可能であることは言うまでもない。
【００２２】
梁１０２は、横方向筋違いシステムによって柱１０４に取り付けられている。横方向筋違いシステムは、梁１０２の頂部フランジ及び底部フランジの各々にそれぞれ１つずつ設けられた一対の座屈抑制型補強装置２１２で構成されている。各座屈抑制型補強装置１１２は、各々が以下に説明するようにその端部のところにねじ山を有する１つ又は２つ以上の円筒形降伏リンク２１４を有する。１つ又は２つ以上の降伏リンク２１４の各組は、梁１０２の上側フランジ及び下側フランジに溶接され、膠着され又は違ったやり方で取り付けられた座屈抑制ブロック２１６内に設けられるのが良い。
【００２３】
梁１０２と柱１０４との間にはせん断タブ２２２が更に設けられるのが良い。せん断タブ２２２は、例えば、溶接、膠着又はボルト止めにより柱１０４のフランジに取り付けられると共に溶接、膠着又はボルト止めにより梁１０２の中央ダイヤフラムに取り付けられるのが良い。柱フランジスチフナ（補剛材）２３０が、オプションとして、降伏リンクにより及ぼされる力に対抗するよう柱１０４のフランジに取り付けられるのが良い。
【００２４】
図８は、一実施形態としての円筒形降伏リンク２１４の側面図であり、図９及び図１０は、それぞれ、一実施形態としての座屈抑制ブロック２１６の端面図及び側面図である。円筒形降伏リンク２１４は、鋼で作られるのが良く、この円筒形降伏リンクは、第１のねじ山付き端部２４０、第２のねじ山付き端部２４２及び端部２４０，２４２相互間の中央部分２４４を有する。中央部分２４４は、好ましくは、端部２４０，２４２よりも小さな直径を有し、その結果、以下に説明するように降伏時、降伏リンク２１４は、中央部分２４４が降伏するようになっている。テーパ付き区分２４６，２４８を端部２４０，２４２の外周部から中央部分２４４まで滑らかに移行するよう設けられるのが良い。図示されていないが、端部２４０，２４２は、座屈抑制ブロック２１６中への容易な挿入を可能にするよう面取りされるのが良い。中央部分２４４は、リブ２５０を有するのが良く、リブの目的については後で説明する。中央部分２４４を端部２４０，２４２とは異なる材料で形成することが可能な場合があり、この場合、中央部分は、低い弾性率を有する。かかる実施形態では、中央部分は、端部２４０と同一の直径を備えるのが良く、しかも、中央部分の降伏点を超える引張応力を受けると降伏する依然として最初の部分である。
【００２５】
図８の実施形態では、端部２４２は、端部２４０よりも大きな直径を有するのが良い。一例として、端部２４２の直径は、１．３０インチ（３．３０２ｃｍ）であるのが良く、端部２４０の直径は、１．２５インチ（３．１７５ｃｍ）であるのが良く、中央部分２４４の直径は、リブ２５０のところを除き、１．００インチ（２．５４ｃｍ）であるのが良く、リブ２５０の直径は、１．２５インチ（３．１７５ｃｍ）であるのが良い。理解されるように、上述の寸法は各々、その上下で様々であって良く、かかる寸法は、変形実施形態では、互いに比例して又は比例しないで記載される。
【００２６】
座屈抑制ブロック２１６は、金属、例えばアルミニウム又は鋼のブロックであるのが良く、１つ又は２つ以上の降伏リンク２１４を受け入れる１つ又は２つ以上のボア２６０が座屈抑制ブロック２１６を貫通して形成されている。ボア２６０は、リブ２５０及び／又は端部２４０の直径とほぼ同じ直径を有するのが良く、端部２６４は、降伏リンク２１４のねじ山付き端部２４２を受け入れるよう僅かに大きい。ブロック２１６の長さ（梁１０２の長さに沿う）は、例えば、６．５０インチ（１６．５１ｃｍ）であるのが良く、幅（梁１０２のフランジの幅方向）は、梁１０２のフランジの幅にほぼ等しく又はこれよりも僅かに小さいのが良く、例えば、７．００インチ（１７．７８ｃｍ）であり、ブロック２１６の高さは、２．５０インチ（６．３５ｃｍ）であるのが良い。ブロック２１６が一対のボア２６０を有する場合、ボアは、中心線間距離で互いに４．００インチ（１０．１６ｃｍ）の間隔を置いて位置するのが良い。理解されるように、上述の寸法は各々、その上下で様々であって良く、かかる寸法は、変形実施形態では、互いに比例して又は比例しないで記載される。
【００２７】
ブロック２１６は、端部２６２を有するのが良く、降伏リンク２１４の端部２４０は、装置１１２が以下のように組み立てられると、端部２６２を通って突き出るようになっており、ブロック２１６は、端部２６２と反対側の端部２６４を更に有する。ボア２６０の一部分は、以下に説明するように降伏リンクのねじ山付き端部２４２を受け入れるよう端部２６４に隣接したところにねじ山が設けられているのが良い。
【００２８】
梁１０２は、これにブロック２１６が溶接され、膠着され又は違ったやり方で取り付けられた状態で作業現場に送られるのが良い。柱は、これにせん断タブ２２２が溶接され、膠着され又は違ったやり方で取り付けられた状態で作業現場に送られるのが良い。次に図６〜図１０を参照すると、作業現場にいったん到着すると、降伏リンク２１４をその端部２４０がまず最初にブロック２１６の端部２６４内に挿入された状態で（即ち、図６及び図７の斜視図で見て右から左に）ボア２６０内に挿入するのが良い。降伏リンクの小径部分２４０，２４４，２５０は、大径ボア２６０を通って進み、ついには、ねじ山付き降伏リンク端部２４２がボアのねじ山付き端部と螺合する。この時点で、端部２４２をブロック端部２６４内にねじ込んで降伏リンク２１４を座屈抑制ブロック２１６に取り付けるのが良い。降伏リンク２１４の端部２４２は、リンクをブロック内に押し進めるヘッドを有するのが良いが、ヘッドは、変形実施形態では省かれても良い。
【００２９】
各降伏リンク２１４に関し、このリンクは、リンク端部２４０がブロック端部２６２から突き出るまでねじ込まれる。例えば図６に示されているように、次に、ナット２７０をリンク端部２４０に螺着し、端部２４０は、柱１０４のフランジに設けられた穴を貫通し、第２のナット２７２を端部２４０に螺着する。ナット２７０，２７２を柱フランジの互いに反対側の側部上でいったん締め付けると、座屈抑制型補強装置２１２は、梁１０２と柱１０４の運動に対抗するよう定位置に固定される。
【００３０】
特に、一対の座屈抑制型補強装置２１２は、横荷重下における柱１０４に対する梁１０２の回転に対抗するよう連係して動作する。それぞれの装置２１２の降伏リンク２１４は、高い初期曲げ剛性を提供すると共に横荷重下における柱１０４と梁１０２の相対運動に対して高い引張抵抗をもたらすが、予測可能な且つ制御可能なレベルを超える横荷重下においては中央部分２４のところで安定した降伏をもたらすと共にエネルギー散逸を可能にする。特に、柱及び梁の曲げ強さは、降伏リンク２１４の中央部分２４４のモーメント許容能力を超えるよう設計されるのが良い。かくして、降伏リンク２１４は、柱又は梁の降伏又は破損前に横荷重下において降伏し、損傷は、容易に取り外せて交換できる降伏リンクに制限される。
【００３１】
座屈抑制ブロック２１６は、圧縮荷重下における降伏リンクの座屈を阻止する。特に、降伏リンク２１４の中央部分２４４の直径に対するボア２６０の相対直径は、降伏リンクの座屈量を制限する。上述したように、中央部分２４４は、リブ２５０を有するのが良い。リブ２５０の拡大直径は、座屈抑制ブロック２１６のボア２６０内における降伏リンク２１４の座屈量を一段と制限する。実施形態では、３つのリブ２５０が設けられるのが良いが、変形実施形態では１つ、２つ又は４つ以上が設けられても良い。別の実施形態では、リブ２５０をまったく省くことができる。
【００３２】
図８〜図１０を参照して説明した実施形態では、リンク端部２４２は、リンク端部２４０よりも大きな直径を有し、それにより降伏リンクは、リンク端部２４２とブロック端部２６４のねじ山が螺合するまで座屈抑制ブロック２１６を通って自由に進むことができる。図１１の変形実施形態では、降伏リンク２１４は、例えば１．２５インチに等しい直径を備えた端部２４０，２４２を有する。かかる実施形態では、ブロック２１６は、図１２に示されているようにその全長に沿ってねじ山が設けられたボア２６０を有するのが良い。図１１及び図１２の実施形態は、リブが小径中央部分に設けられた状態で又は設けられていない状態で利用できる。
【００３３】
図１〜図１２を参照して上述した本発明の実施形態によれば、横方向筋違いシステムは、横荷重が加えられた状態で高い耐撓み性を提供するのに十分な曲げ剛性及びねじり剛性を有する。しかしながら、制御可能且つ予測可能なレベルを超える横荷重において、本発明の構造体は、降伏リンクの安定した降伏を可能にする。このように、加えられた横荷重は、システムから履歴減衰され、高いエネルギーレベルが散逸され、それによりフレームの損傷が阻止される。さらに、エネルギー散逸及び降伏リンクの安定した降伏により、フレーム１００は、破損なく横荷重下において繰り返し撓みに耐えることができる。
【００３４】
リンクが降伏時に損傷を受けた場合には、横方向筋違いシステムを降伏リンクの単なる取り外し及び交換によって、その元の健全性及び耐荷力に復元させることができる。構造用フレームは、無傷のままであり、交換の必要がない。
【００３５】
図１３は、横荷重が加えられた場合における図１及び図２の座屈抑制型補強装置１１２の実施形態と図３〜図１０の座屈抑制補強装置２１２の実施形態の応答のプロット図である。理解されるように、両方の実施形態は、約２２，０００ポンド（９９７８．９８ｋｇ）横荷重でのこれらの降伏点まで弾性的に働く。
【００３６】
図１４〜図１７は、横方向筋違いシステム３００を有する本発明の別の実施形態を示している。この実施形態では、上述の実施形態の梁スタブ１１０は省かれるのが良く、その結果、横方向筋違いシステム３００は、梁１０２を柱１０４に直接連結している。
【００３７】
横方向筋違いシステム３００は、一対の座屈抑制組立体３０２を有し、これら座屈抑制組立体３０２は、互いに同一であっても良く又はそうでなくても良く、一方は、梁１０２の頂部上に設けられ、他方は、梁１０２の下に設けられる。座屈抑制組立体３０２の以下の説明は、両方の組立体３０２に当てはまる。
【００３８】
各座屈抑制組立体３０２は、降伏部材３０４を有し、降伏部材３０４は、柱取り付け板３０８、梁取り付け板３１０及び柱取り付け板と梁取り付け板との間に連結された降伏板３１２を有する。柱取り付け板３０８は、直角に互いに溶接されるのが良い垂直部分３０８ａと水平部分３０８ｂを有するのが良い。垂直部分３０８ａ及び水平部分３０８ｂは、他の手段により互いに取り付けられても良く、又は、別の実施形態では単一品として鋳造されても良い。
【００３９】
水平部分３０８ｂは、梁取り付け板３１０及び降伏板３１２との平べったい一体形構造で形成されても良い。水平部分３０８ｂ及び板３０８，３１０，３１２は、例えば、１／４インチ（０．６３５ｃｍ）鋼の単一片で作られても良い。水平部分３０８ｂ及び板３０８ａ，３１０，３１２は、例えば、別の実施形態では他の厚さに合わせて形成されても良い。
【００４０】
柱取り付け板３０８及び梁取り付け板３１０は各々、梁１０２のフランジの幅にほぼ等しく又はこれよりも僅かに小さい幅（梁１０２のフランジの幅方向）、例えば７．００インチ（１７．７８ｃｍ）を有するのが良い。降伏板３１２の幅（梁１０２のフランジの幅方向）は、板３０８，３１２の幅よりも小さいのが良い。板３１２の幅は、一実施形態では１〜６インチ（２．５４〜１５．２４ｃｍ）であるのが良く、別の実施形態では１〜３インチ（２．５４〜７．６２ｃｍ）であるのが良く、別の実施形態では２〜３インチ（５．０８〜７．６２ｃｍ）であるのが良い。降伏板３１２の幅は、他の寸法であって良く、ただし、降伏板は、柱取り付け板３０８及び梁取り付け板３１０よりも小さい幅を有することを条件とする。
【００４１】
座屈抑制組立体３０２は、抑制拘束部材３１６及び一対のスペーサブロック３１８（これらのうちの１つは、分かり易くするために図１７から省かれている）を更に有する。座屈抑制部材３１６は、降伏板３１２の長さにほぼ等しい長さ（梁１０２の長さに沿う）を備えた平べったい板であるのが良い。座屈抑制部材３１６は、別の実施形態では、降伏板３１２よりも長くても良く、これよりも短くても良い。座屈抑制部材３１６は、１／４インチ鋼であるのが良いが、座屈抑制部材は、別の実施形態ではこれよりも厚くても良く又はこれよりも薄くても良い。
【００４２】
スペーサブロック３１８は、座屈抑制組立体３０２が以下に説明するように互いに組み立てられると、降伏板３１２の各側で柱取り付け板３０８の水平部分３０８ｂと梁取り付け板３１０との間に嵌まり込むよう寸法決めされている。スペーサブロック３１８は、降伏部材３０４と同一の厚さのものであるのが良い。スチフナ２３０も又、上述したように設けられるのが良い。
【００４３】
柱取り付け板３０８、梁取り付け板３１０及び降伏板３１２を含む降伏部材３０４を作業現場のところで又は作業現場から離れたところで柱１０４に取り付けるのが良い。一実施形態では、垂直部分３０８ａは、水平部分３０８ｂの上下でボルト３２２（例えば図１５参照）を受け入れる穴３２０（図１７）を有し、降伏部材３０４は、柱１０４にボルト止め可能である。別の実施形態では、降伏部材３０４は、変形例として、溶接又は膠着によって柱１０４に取り付けられても良いことが想定される。
【００４４】
しかる後、作業現場では、複数本のボルト３２６により梁取り付け板３１０を梁１０２にボルト止めするのが良い。図は６本のボルト３２６を示しているが、別の実施形態では、これよりも多くても良く又は少なくても良い。この時点において、降伏部材３０４を梁１０２と柱１０４の両方に取り付ける。また、上述したようにせん断タブ２２２により梁と柱を互いに取り付けるのが良い。せん断タブ２２２を例えば溶接、膠着又はボルト止めにより柱１０４に取り付け、例えばボルト３２８により柱１０４のフランジ及び梁１０２のウェブに取り付けるのが良い。この組み立て段階における梁１０２及び柱１０４への降伏部材３０４の組み立て状態が例えば図１５に示されている。
【００４５】
実施形態では、座屈抑制組立体３０２及びせん断タブ２２２は、作業現場においてボルトだけで梁１０２を柱１０４に取り付けることができ、かくして、溶接を省くことができるので構成が単純化される。しかしながら、別の実施形態では、梁取り付け板３１０及び／又はせん断タブ２２２を溶接又は膠着により梁１０２に取り付けても良い。別の実施形態では、降伏部材３０４をまず最初に事前に又は作業現場で梁１０２に取り付け、次に柱１０４に取り付けても良い。
【００４６】
次に、座屈抑制部材３１６を降伏板３１２上で梁１０２に取り付ける。例えば図１７に示されているように、一対のボルト３３２が座屈抑制部材３１６に設けられたそれぞれの穴３３４を通り、スペーサ３１８に設けられた穴３３８を通って上方に進み、そして梁１０２に形成された穴３４０（図１５）に嵌まり込み、ここで、ボルトは、ナットを受け入れることができ、それによりボルトは、定位置に締結される。スペーサは、降伏部材３０４と同一の厚さなので、ボルト３３２を降伏板３１２の周りで梁３０２に締結すると、座屈抑制部材３１６を横切る一様な荷重分布を保証する。
【００４７】
作用を説明すると、一対の座屈抑制型補強装置３０２は、横荷重下における柱に対する梁の回転（即ち、せん断タブ２２２を中心とする回転）に対抗するよう連係して動作する。第１の方向への回転を試みることにより、装置３０２のうちの第１のものは、引張状態になり、これら装置のうちの第２のものは、圧縮状態になる。逆方向への回転を試みることにより、組立体のうちの第２のものは、引張状態になり、第１のものは圧縮状態になる。
【００４８】
それぞれの組立体３０２の降伏板３１２は、高い初期曲げ剛性を提供すると共に横荷重下における柱１０４と梁１０２の相対運動に対して高い引張抵抗をもたらすが、予測可能な且つ制御可能なレベルを超える横荷重下においては安定した降伏及びエネルギー散逸をもたらす。特に、柱及び梁の曲げ強さは、一対の降伏部材３０４及び特に薄手の中央降伏板３１２のモーメント許容能力を超えるよう設計されるのが良い。かくして、降伏板３１２は、柱又は梁の降伏又は破損前に横荷重下において降伏し、損傷は、容易に取り外せて交換できる降伏リンクに制限される。座屈抑制板３１６は、圧縮荷重下における降伏板の座屈を阻止する。せん断タブ２２２は、垂直荷重下における垂直せん断（即ち、柱１０４の長さに沿う）に対抗するよう設けられている。
【００４９】
本発明を本明細書において詳細に説明したが、本発明は、本明細書に開示した実施形態に限定されないことが理解されるべきである。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、かかる実施形態の種々の変更例、置換例及び改造例を想到できる。
【符号の説明】
【００５０】
１００  フレーム
１０２  水平梁（ビーム）
１０４  垂直柱（コラム）
１１０  梁スタブ
１１２  座屈抑制型補強装置
１１４  リンク
１１６  座屈抑制ブロック
１２２  せん断タブ
１２４，１２６  端板
１３０  連続板
【図１】
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【図２】
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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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【図１２】
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【図１６】
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【図１７】
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【図３】
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【図４】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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