(57)【要約】【課題】地震エネルギを効果的に吸収することができ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４は、構造物の架構材にそれぞれ固定される一対の接合部材５と、それら一対の接合部材５に対し両端部が接続されて一対の接合部材５を繋ぐ方向に延びる芯材７と、その芯材７の周りを囲むとともに同芯材７と同方向に延びて両端部が上記一対の接合部材５を覆う位置に達している補剛管８と、を備える。更に、座屈拘束ブレース４は、上記補剛管８と上記芯材７との間の部分を埋めるように、且つ、上記一対の接合部材５の間の部分を埋めるように配置されている隙間調整部材９，１０も備える。上記補剛管８は一対の接合部材５から同補剛管８の長手方向に距離をおいた位置で隙間調整部材９に対し固定されており、隙間調整部材９，１０は上記芯材７に対し同芯材７の長手方向について変位可能に接している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物に組み込まれて同構造物に入力された地震エネルギを吸収する座屈拘束ブレースにおいて、
前記構造物の架構材にそれぞれ固定される一対の接合部材と、
前記一対の接合部材に対し両端部が接続されて前記一対の接合部材を繋ぐ方向に延びる芯材と、
前記芯材の周りを囲むとともに同芯材と同方向に延びて両端部が前記一対の接合部材を覆う位置に達している補剛管と、
前記補剛管と前記芯材との間の部分を埋めるように、且つ、前記一対の接合部材の間の部分を埋めるように配置されている隙間調整部材と、を備えており、
前記補剛管は、前記一対の接合部材から同補剛管の長手方向に距離をおいた位置で、前記隙間調整部材に対し固定されており、
前記隙間調整部材は、前記芯材に対し同芯材の長手方向について変位可能に接している
ことを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項２】
前記補剛管は、その長手方向の中央部が前記隙間調整部材に対し固定されている請求項１に記載の座屈拘束ブレース。
【請求項３】
前記補剛管における前記隙間調整部材に対する固定位置は、前記補剛管における長手方向について同長手方向の中央部を中心とする対称位置とされている請求項１又は２に記載の座屈拘束ブレース。
【請求項４】
前記隙間調整部材は、前記一対の接合部材の間に隙間なく並ぶように複数設けられている請求項１〜３のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。
【請求項５】
前記複数の隙間調整部材のうち、前記接合部材に接するもの及び前記補剛管と固定されているものは硬質隙間調整部材であり、それら硬質隙間調整部材の間に位置するものは同硬質隙間調整部材よりも軟質の材料で形成されている軟質隙間調整部材である請求項４に記載の座屈拘束ブレース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接合部材、隙間調整部材、補剛管、芯材から構成される座屈拘束ブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
建築物等の構造物においては、地震エネルギが入力されたとき、その地震エネルギを吸収する座屈拘束ブレースを組み込むことが行われている。
例えば特許文献１には、図１０に示されるように、構造物における柱及び梁といった架構材に両端部が固定される芯材７３と、その芯材７３の周りを囲むとともに同芯材７３と同方向に延びる補剛管７４と、補剛管７４と芯材７３との間の部分に設けられた複数の隙間調整部材７５と、を備える座屈拘束ブレース７１が開示されている。この座屈拘束ブレース７１における複数の隙間調整部材７５は、芯材７３の軸方向に沿って互いに間隔をおいた状態で、同芯材７３に対し固定されている。また、座屈拘束ブレース７１では、補剛管７４における長手方向の中央部を同中央部に対応して位置する隙間調整部材７５に対し固定し、それによって補剛管７４の保持が行われている。
【０００３】
上記座屈拘束ブレース７１が組み込まれた構造物に対し地震エネルギが入力されると、それに伴う振動によって芯材７３が両端部を接近させる方向に圧縮されたり離間させる方向に引っ張られたりする。こうした座屈拘束ブレース７１における芯材７３の圧縮及び引っ張りを通じて、構造物に入力された地震エネルギが吸収される。なお、上記座屈拘束ブレース７１において、芯材７３の軸方向についての圧縮時に同芯材７３が大きく湾曲して座屈しようとすると、その座屈しようとする力が各隙間調整部材７５を介して補剛管７４に伝達され、それら補剛管７４及び各隙間調整部材７５によって芯材７３が座屈しないよう拘束される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３７８１９６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、構造物に対する地震エネルギの入力に伴って座屈拘束ブレース７１の芯材７３が軸方向に圧縮されるとき、その地震エネルギを効果的に吸収するためには補剛管７４内の芯材７３をその軸方向全体に亘って複数箇所で湾曲するよう塑性変形させることが好ましい。
【０００６】
しかし、上記座屈拘束ブレース７１では、芯材７３が軸方向に圧縮されたとき、その芯材７３に対し各隙間調整部材７５がそれぞれ固定されているため、それら隙間調整部材７５が芯材７３における軸方向全体に亘っての複数箇所での湾曲を阻害する。その結果、芯材７３の軸方向についての圧縮力が大きくなると、図１１に示されるように芯材７３がその軸方向における所定の位置で大きく湾曲し、そうした芯材７３の湾曲に伴う座屈を補剛管７４によって抑えきれずに同芯材７３が補剛管７４とともに座屈してしまう。従って、地震エネルギを座屈拘束ブレース７１によって効果的に吸収することができなくなる。
【０００７】
本発明の目的は、地震エネルギを効果的に吸収することができる座屈拘束ブレースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する座屈拘束ブレースは、構造物に組み込まれて同構造物に入力された地震エネルギを吸収するものである。この座屈拘束ブレースは、構造物の架構材にそれぞれ固定される一対の接合部材と、それら一対の接合部材に対し両端部が接続されて一対の接合部材を繋ぐ方向に延びる芯材と、その芯材の周りを囲むとともに同芯材と同方向に延びて両端部が上記一対の接合部材を覆う位置に達している補剛管と、を備える。更に、座屈拘束ブレースは、上記補剛管と上記芯材との間の部分を埋めるように、且つ、上記一対の接合部材の間の部分を埋めるように配置されている隙間調整部材も備える。上記補剛管は一対の接合部材から同補剛管の長手方向に距離をおいた位置で隙間調整部材に対し固定されており、上記隙間調整部材は上記芯材に対し同芯材の長手方向について変位可能に接している。
【０００９】
上記構成によれば、構造物に対する地震エネルギの入力によって芯材が軸方向に圧縮されたとき、その芯材に対し各隙間調整部材が同芯材の長手方向（軸方向）に変位可能に接しているため、それら隙間調整部材が芯材における軸方向全体に亘っての複数箇所での湾曲を阻害することはない。このため、芯材の軸方向についての圧縮力が大きくなったとき、芯材がその軸方向における所定の位置で大きく湾曲し、そうした芯材の湾曲に伴う座屈を補剛管によって抑えきれずに同芯材が補剛管とともに座屈してしまい、地震エネルギを座屈拘束ブレースによって効果的に吸収することができなくなるということはない。従って、構造物に対する地震エネルギの入力によって芯材が軸方向に圧縮されたとき、芯材を軸方向全体に亘っての複数箇所で湾曲させることができるとともに、そうした芯材の湾曲に伴う座屈を補剛管によって抑えることができ、それらによって構造物に入力された地震エネルギを効果的に吸収することができる。
【００１０】
なお、上記補剛管は、その長手方向の中央部が前記隙間調整部材に対し固定されているものとすることが考えられる。
また、上記補剛管における隙間調整部材に対する固定位置については、補剛管における長手方向について、同長手方向の中央部を中心とする対称位置とされているものとすることが考えられる。
【００１１】
上記隙間調整部材については、一対の接合部材の間に隙間なく並ぶように複数設けられているものとすることが考えられる。
この構成によれば、座屈拘束ブレースを組み立てる際、複数の隙間調整部材を順番に芯材周りに差し込んだり補剛管内に挿入したりすることができ、それによって座屈拘束ブレースにおける芯材と補剛管との間かつ一対の接合部材の間を、容易に隙間調整部材によって埋めることができる。従って、座屈拘束ブレースに対し隙間調整部材を容易に組み込むことができる。
【００１２】
上記複数の隙間調整部材のうち、接合部材に接するもの及び補剛管と固定されているものは硬質隙間調整部材とし、それら硬質隙間調整部材の間に位置するものは同硬質隙間調整部材よりも軟質の材料で形成されている軟質隙間調整部材とすることが考えられる。
【００１３】
この構成によれば、硬質隙間調整部材に対し補剛管が固定されているため、その固定をより強固なものとすることができる。また、芯材における長手方向の両端部、言い換えれば一対の接合部材に対し接続されている部分は、芯材が長手方向（軸方向）に圧縮されたときに座屈が生じやすい部分であるが、その部分を覆う硬質隙間調整部材及び補剛管によって上記座屈の発生を抑制することができる。更に、硬質隙間調整部材の間に位置する隙間調整部材を軟質隙間調整部材とすることにより、芯材における軸方向全体に亘っての複数箇所での湾曲が生じるとき、それらの湾曲に追従して上記軟質隙間調整部材を柔軟に変形させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】建物の架構材に対する座屈拘束ブレースの組み込み態様を示す側面図。
【図２】座屈拘束ブレースを示す斜視図。
【図３】座屈拘束ブレースを示す分解斜視図。
【図４】座屈拘束ブレースの内部構造を示す断面図。
【図５】座屈拘束ブレースの組み立て態様を示す断面図。
【図６】振動が伝達されていないときの座屈拘束ブレースを示す略図。
【図７】振動伝達に基づく圧縮時の座屈拘束ブレースを示す略図。
【図８】座屈拘束ブレースの他の例を示す略図。
【図９】座屈拘束ブレースの他の例を示す略図。
【図１０】座屈拘束ブレースの従来例を示す略図。
【図１１】圧縮時の上記座屈拘束ブレースを示す略図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、座屈拘束ブレースの一実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
図１に示すように、建物等の構造物において、柱１及び梁２といった架構材には所定の距離をおいて複数のガセットプレート３が設けられている。そして、それらガセットプレート３間には、建物に対し地震エネルギが入力されたとき、その地震エネルギを吸収するための座屈拘束ブレース４が設けられている。この座屈拘束ブレース４は、同ブレース４の長手方向両端部にそれぞれ設けられている接合部材５と上記架構材のガセットプレート３とに対し添え板６をボルト締結することにより、架構材におけるガセットプレート３間に組み込まれている。なお、接合部材５及びガセットプレート３に対し添え板６をボルト締結する代わりに、接合部材５をガセットプレート３に対しピン止めによって固定するようにしてもよい。
【００１６】
図２〜図４に示すように、座屈拘束ブレース４は、上述したように架構材のガセットプレート３に固定される一対の接合部材５と、それら一対の接合部材５に対し両端部が接続されて一対の接合部材５を繋ぐ方向に延びる芯材７（図３、図４）と、を備えている。これら接合部材５及び芯材７は金属によって形成されている。上記芯材７における長手方向（軸方向）の両端部にはそれぞれ、雄ねじが形成されたねじ部７ａが設けられている。そして、芯材７のねじ部７ａを接合部材５の円筒部５ａの雌ねじにねじ込むことにより、芯材７における長手方向の両端部がそれぞれ接合部材５に対し接続されている。
【００１７】
更に、座屈拘束ブレース４は、芯材７の周りを囲むとともに同芯材７と同方向に延びて両端部が上記一対の接合部材５の円筒部５ａの周囲を覆う位置に達している補剛管８も備えている。座屈拘束ブレース４には、補剛管８と芯材７との間を埋めるように、且つ、一対の接合部材５の間を埋めるように、複数の隙間調整部材９，１０が設けられている。これら隙間調整部材９，１０は、円筒状に形成されており、補剛管８内に収容されるとともに芯材７が貫通した状態となっている。また、これら隙間調整部材９，１０は、一対の接合部材５の間において芯材７の延びる方向に隙間なく並んでおり、芯材７の外周面に対し同芯材７の長手方向（軸方向）について変位可能に接している。
【００１８】
隙間調整部材９は、金属といった硬質な材料で形成されており、芯材７及び補剛管８における長手方向の中央部に対応して位置するものと、接合部材５の円筒部５ａに接するように位置するものとがある。そして、補剛管８における長手方向の中央部の内周面は、補剛管８の上記中央部に対応して位置する隙間調整部材９に対し溶接等によって固定されている。このため、補剛管８は、一対の接合部材５から同補剛管８の長手方向に距離をおいた位置で、隙間調整部材９に対し固定されていることになる。また、隙間調整部材１０は、隙間調整部材９よりも軟質な材料（例えば樹脂やゴム）によって形成されている。
【００１９】
図５に示されるように、上記座屈拘束ブレース４を組み立てる際には、まず芯材７の一方のねじ部７ａ（図５の例では左側のねじ部７ａ）を、一方の接合部材５（図５の左側の接合部材５）の円筒部５ａにねじ込む。その後、芯材７における接合部材５の円筒部５ａに対しねじ込まれていない方のねじ部７ａ（図５の右側のねじ部７ａ）側から、隙間調整部材９及び隙間調整部材１０の内周を芯材７の外周に挿入する。
【００２０】
一方、補剛管８における長手方向の中央部の内周面には隙間調整部材９が固定される。そして、補剛管８の上記内周面における隙間調整部材９から補剛管８における長手方向の一方の端部（図５の左側の端部）までの部分が上記隙間調整部材９及び隙間調整部材１０の外周に挿入される。このとき、補剛管８の上記内周面における上記一方の端部が上記接合部材５の円筒部５ａの外周面を覆うようにされる。
【００２１】
その後、補剛管８の内周面に固定された上記隙間調整部材９から補剛管８における長手方向の他方の端部（図５の右側の端部）までの部分と芯材７の外周面との間に、隙間調整部材１０及び隙間調整部材９を挿入する。この状態のもと、芯材７の他方のねじ部７ａ（図５の右側のねじ部７ａ）が他方の接合部材５（図５の右側の接合部材５）の円筒部５ａに対しねじ込まれる。このとき、補剛管８の内周面における上記他方の端部が上記接合部材５の円筒部５ａを覆うようになるとともに、一対の接合部材５間の隙間調整部材９，１０が補剛管８の長手方向に隙間なく並ぶようになる。
【００２２】
以上により、芯材７と補剛管８との間、及び、一対の接合部材５の間が隙間調整部材９，１０によって埋められた状態となるよう、座屈拘束ブレース４が組み立てられる。
次に、座屈拘束ブレース４の作用について説明する。
【００２３】
図６は、建物に組み込まれる座屈拘束ブレース４を模式的に示している。建物に対し地震エネルギが入力されると、座屈拘束ブレース４の芯材７が一対の接合部材５を接近させる方向に圧縮されたり、一対の接合部材５を離間させる方向に引っ張られたりする。そして、こうした芯材７の圧縮及び引っ張りを通じて、建物に入力された地震エネルギが吸収される。また、座屈拘束ブレース４においては、軸方向に圧縮されたときの芯材７が大きく湾曲して座屈しようとすると、その座屈しようとする力が各隙間調整部材９，１０を介して補剛管８に伝達され、それら補剛管８及び隙間調整部材９，１０によって芯材７が座屈しないよう拘束される。
【００２４】
図７は、建物に対する地震エネルギの入力によって芯材７が軸方向に圧縮された座屈拘束ブレース４を模式的に示している。座屈拘束ブレース４の各隙間調整部材９，１０は、芯材７に対し同芯材７の長手方向（軸方向）に変位可能に接している。このため、芯材７に対する軸方向についての圧縮力が大きくなったとき、それら隙間調整部材９，１０が芯材７における軸方向全体に亘っての複数箇所での湾曲を阻害することはなく、芯材７の湾曲が図７に示されるように同芯材７の軸方向全体に亘って複数箇所で生じる。このため、芯材７の軸方向についての圧縮力が大きくなったとき、芯材７がその軸方向における所定の位置で大きく湾曲し、そうした芯材７の湾曲に伴う座屈を補剛管８によって抑えきれずに同芯材７が補剛管８とともに座屈してしまい、地震エネルギを座屈拘束ブレース４によって効果的に吸収することができなくなるということはない。
【００２５】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）建物に組み込まれる座屈拘束ブレース４においては、隙間調整部材９，１０の内周面が芯材７の外周面に対し長手方向に変位可能に接するようにされている。このため、構造物に対する地震エネルギの入力によって芯材７が軸方向に圧縮されたとき、芯材７を軸方向全体に亘っての複数箇所で湾曲させることができるとともに、そうした芯材の湾曲に伴う座屈を補剛管によって抑えることができ、それらによって建物に入力された地震エネルギを効果的に吸収することができる。
【００２６】
（２）座屈拘束ブレース４において、芯材７と補剛管８との間であって、且つ一対の接合部材５の間には、複数の隙間調整部材９，１０が芯材７及び補剛管８の長手方向に隙間なく並ぶように設けられている。そして、座屈拘束ブレース４を組み立てる際には、複数の隙間調整部材９，１０を順番に芯材７周りに差し込んだり補剛管８内に挿入したりすることができ、それによって座屈拘束ブレース４における芯材７と補剛管８との間及び一対の接合部材５の間を容易に隙間調整部材９，１０で埋めることができる。従って、座屈拘束ブレース４に対し隙間調整部材９，１０を容易に組み込むことができるようになる。
【００２７】
（３）複数の隙間調整部材９，１０のうち、接合部材５の円筒部５ａに接するもの及び補剛管８と固定されているものは金属という硬質な材料で形成されている一方、隙間調整部材９の間に位置するものは同隙間調整部材９よりも軟質の材料である樹脂によって形成されている。このため、硬質な材料で形成されている隙間調整部材９に対し補剛管８が固定されることとなり、その固定をより強固なものとすることができる。また、芯材７における長手方向の両端部、言い換えれば一対の接合部材５（円筒部５ａ）に対し接続されている部分は、座屈拘束ブレース４に振動が伝達されて芯材７が長手方向に圧縮されたときに座屈が生じやすい部分であるが、その部分を覆う硬質材料からなる隙間調整部材９及び補剛管８によって上記座屈の発生を抑制することができる。更に、隙間調整部材９の間に位置する隙間調整部材１０を金属よりも軟質な材料である樹脂によって形成することにより、芯材における軸方向全体に亘って複数箇所での湾曲が生じるとき、それらの湾曲に追従して上記隙間調整部材１０を柔軟に変形させることができる。
【００２８】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・補剛管８における長手方向の中央部を隙間調整部材９に対し固定したが、その固定位置については必ずしも補剛管８における長手方向の中央部である必要はない。例えば、上記隙間調整部材９の位置を隙間調整部材１０の位置と入れ替えるなどして、上記固定位置を補剛管８における長手方向の中央部からずらしてもよい。
【００２９】
・図８に示すように、補剛管８における長手方向の中央部に対応する位置に樹脂製の隙間調整部材１０を設け、その隙間調整部材１０における上記長手方向両側に補剛管８と固定される金属製の隙間調整部材９を設けるようにしてもよい。
【００３０】
・座屈拘束ブレース４を図９に示す構成とすることにより、補剛管８における隙間調整部材９に対する固定位置が、補剛管８における長手方向について同長手方向の中央部を中心とする対称位置となるようにしてもよい。すなわち、補剛管８における長手方向の中央部に対応する位置に金属製の隙間調整部材９を設け、その隙間調整部材９における上記長手方向両側に隙間調整部材１０を設け、更に同隙間調整部材１０における上記長手方向両側に補剛管８と固定される金属製の隙間調整部材９を設けるようにしてもよい。
【００３１】
・隙間調整部材９は、必ずしも金属製である必要はなく、金属以外の硬質な物質で形成されていてもよい。
・補剛管８における隙間調整部材９に対する固定は、溶接ではなくボルト締結等によって行うことも可能である。なお、隙間調整部材９を金属以外の物質で形成する場合には、補剛管８における隙間調整部材９に対する固定をボルト締結等によって行うことが考えられる。
【００３２】
・隙間調整部材１０は、必ずしも樹脂製である必要はなく、ゴム等の軟質な材料で形成されていてもよい。
・複数の隙間調整部材９，１０のうち、軟質材料からなる隙間調整部材１０の代わりに、硬質材料からなる隙間調整部材９を設けるようにしてもよい。
【００３３】
・補剛管８と芯材７との間の部分、且つ、一対の接合部材５の間の部分を埋める隙間調整部材としては、必ずしも複数の隙間調整部材９、１０である必要はなく、一つの隙間調整部材であってもよい。この場合、隙間調整部材を樹脂やゴムといった軟質の材料で形成することが好ましい。
【符号の説明】
【００３４】
１…柱、２…梁、３…ガセットプレート、４…座屈拘束ブレース、５…接合部材、５ａ…円筒部、６…添え板、７…芯材、７ａ…ねじ部、８…補剛管、９…隙間調整部材、１０…隙間調整部材。
【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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