(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼管部と、鋼管部の内部に充填したコンクリート部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に形成された溝部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に取付けられた取付部とを備え、
溝部は、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の端面から材軸方向に沿って鋼管部及びコンクリート部の内部に窪むとともに鋼管部の外側面に開口するように形成され、
取付部は、溝部の底面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたことを特徴とするブレース。
【請求項２】
鋼管部と、鋼管部の内部に充填したコンクリート部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に取付けられた取付部とを備え、
取付部は、一端部に、鋼管部の端部の外側に嵌め込まれる凹部を備え、当該凹部の底面と鋼管部の材軸方向の端面とが接触して、かつ、当該凹部の底面とコンクリート部の材軸方向の端面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたことを特徴とするブレース。
【請求項３】
鋼管部と、鋼管部の内部に充填したコンクリート部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に取付けられた取付部とを備え、
取付部は、一端部に、鋼管部の端部の外側に嵌め込まれる凹部を備え、当該凹部の底面と鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の端面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたことを特徴とするブレース。
【請求項４】
取付部と鋼管部の外側面とに溶接が空間部を鋼管部の材軸方向の中央部の側に越えて成されたことを特徴とする請求項２又は請求項３記載のブレース。
【請求項５】
鋼管部とコンクリート部との間に非結合部を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４記載のブレース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼管部の内部にコンクリート部を充填し、変形能力を向上させた、ブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２及び図１３を参照し、特許文献１で開示されたブレース３１について説明する。図１２に示したブレース３１の全体構造について説明する。図１２に示したブレース３１は、鋼管部３２の内部に材軸方向に貫通した状態で配置された鋼板製の芯材３３との間にコンクリート部３４が充填され、コンクリート部３４が固化して鋼管部３２に結合し、芯材３３から鋼管部３２及びコンクリート部３４より材軸方向の両側に延びた鋼板製の取付部３５が鋼管部３２及びコンクリート部３４より外側に配置され、取付部３５に鋼板製のリブ部３６が取付部３５の板面とリブ部３６の板面とを互いに交差する態様で固定され、取付部３５に取付孔部３７が設けられている。取付孔部３７は、ブレース３１を図示のされていないラーメン構造物の取付金具に取り付けるボルト部材又はリベット部材等の固定具を通す部分である。
【０００３】
図１３に示したブレース３１の一端部の内部構造について説明する。芯材３３及びリブ部３６とコンクリート部３４との間に合成樹脂製のシートのような非結合部３８を用い、鋼管部３２とコンクリート部３４とに軸力としての材軸方向の力が加わらないようになっている。又、リブ部３６のコンクリート部３４に対応する端面部は、合成樹脂スポンジ又はゴムからなる変形吸収用弾性材３９が接着剤等により固定されている。
【０００４】
しかしながら、図１２及び図１３に示したように、ブレース３１は、鋼管部３２とコンクリート部３４とが互いに結合し、芯材３３及びリブ部３６とコンクリート部３４との間に非結合部３８を用い、鋼管部３２とコンクリート部３４とに軸力が加わらない、耐力を重視した構造になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−５７８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、変形能力を向上させた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】
【０００７】
本発明に係るブレースは、鋼管部と、鋼管部の内部に充填したコンクリート部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に形成された溝部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に取付けられた取付部とを備え、溝部は、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の端面から材軸方向に沿って鋼管部及びコンクリート部の内部に窪むとともに鋼管部の外側面に開口するように形成され、取付部は、溝部の底面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたことを特徴とする。
また、本発明に係るブレースは、鋼管部と、鋼管部の内部に充填したコンクリート部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に取付けられた取付部とを備え、取付部は、一端部に、鋼管部の端部の外側に嵌め込まれる凹部を備え、当該凹部の底面と鋼管部の材軸方向の端面とが接触して、かつ、当該凹部の底面とコンクリート部の材軸方向の端面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたことを特徴とする。
また、本発明に係るブレースは、鋼管部と、鋼管部の内部に充填したコンクリート部と、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の両端部に取付けられた取付部とを備え、取付部は、一端部に、鋼管部の端部の外側に嵌め込まれる凹部を備え、当該凹部の底面と鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の端面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたことを特徴とする。
また、取付部と鋼管部の外側面とに溶接が空間部を鋼管部の材軸方向の中央部の側に越えて成されたことを特徴とする。
さらに、鋼管部とコンクリート部との間に非結合部を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るブレースによれば、取付部が、鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の端面に形成された溝部の底面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合されたので、取付部の設置構造が簡単になるとともに、コンクリート部が負担する軸力を低減させることにより変形能力を向上させたブレースを提供できる。
また、本発明に係るブレースによれば、取付部が、一端部に、鋼管部の端部の外側に嵌め込まれる凹部を備え、当該凹部の底面と鋼管部の材軸方向の端面とが接触して、かつ、当該凹部の底面とコンクリート部の材軸方向の端面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合された構成としたので、取付部の設置構造が簡単になるとともに、コンクリート部が負担する軸力を低減させることにより変形能力を向上させたブレースを提供できる。
また、本発明に係るブレースによれば、取付部が、一端部に、鋼管部の端部の外側に嵌め込まれる凹部を備え、当該凹部の底面と鋼管部及びコンクリート部の材軸方向の端面との間に空間部を形成するように設置されて、鋼管部の外側面に溶接で結合された構成としたので、取付部の設置構造が簡単になるとともに、コンクリート部が負担する軸力を低減させることにより変形能力を向上させたブレースを提供できる。
本発明において、取付部と鋼管部の外側面とに溶接が空間部を鋼管部の材軸方向の中央部の側に越えて成されていれば、鋼管部の取付部と対応する部分にもコンクリート部が存在することにより、その部分の鋼管部の局部変形が抑止され、鋼管部の座屈後の変形能力向上に寄与する。
本発明において、鋼管部とコンクリート部との間に非結合部を設ければ、鋼管部とコンクリート部との接触を防ぎ、ブレースに材軸方向荷重が加わった際に、鋼管部とコンクリート部の縁が切れ、コンクリート部による材軸方向荷重の伝達が更に低減されるので、変形能力が良くなり、エネルギー吸収能力が一層高くなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】発明を実施するための形態１に係るブレースを示した正面図。
【図２】図１のＡ矢視図。
【図３】図１のＢ矢視図。
【図４】発明を実施するための形態１に係るブレースの製造途中を示した正面図。
【図５】図４のＣ矢視図。
【図６】発明を実施するための形態２に係るブレースの一端部を分解して示した斜視図。
【図７】発明を実施するための形態２に係るブレースの一端部を示した斜視図。
【図８】図７のＤ矢視図。
【図９】発明を実施するための形態３に係るブレースの一端部を分解して示した斜視図。
【図１０】発明を実施するための形態３に係るブレースの一端部を示した斜視図。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線断面図。
【図１２】特許文献１で開示された従来のブレースを示した正面図。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ線断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１乃至図５を参照し、発明を実施するための形態１に係るブレース１について説明する。
【００１１】
図１及び図２に示したように、ブレース１は、鋼管部２と鋼管部２の内部に充填されたコンクリート部３との間に非結合部４を備える。鋼管部２は、断面が円形の中空断面に形成された、材軸方向に長い鋼材を例示したが、断面が角形の中空断面に形成された、材軸方向に長い鋼材であっても適応可能である。コンクリート部３は、鋼管部２の内壁面に非結合部４が介在した状態で固化されている。コンクリート部３は、図示のされていない鉄筋や補強繊維等の引張り応力を負担する材料がコンクリート部内に配置、混入された構造である。非結合部４は、合成樹脂製のシートから筒状に形成されたり、離型剤の塗布やアンボンド処理が行われた構成であり、鋼管部２とコンクリート部３との接触を防ぎ、鋼管部２とコンクリート部３の接触による摩擦力を低減した箇所となっている。
【００１２】
鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の両端部には、鋼板製の取付部５が設けられ、取付部５は鋼管部２とコンクリート部３と取付部５との間に空間部６を形成するように設置された構成である。この場合、取付部５から鋼管部２に材軸方向荷重（軸力）が入力された際に、コンクリート部３への材軸方向荷重は軽減されるので、ブレース１が材軸方向に弧状に撓む場合、コンクリート部３は曲げモーメントのみを負担することとなり、変形能力が向上及び安定する。なお、本実施形態では取付部５は逆台形の鋼板より成る。この形状は他の形状であってもよい。
【００１３】
ブレース１が図示されていないラーメン構造物の補強をするために用いられる形には、ラーメン構造物に対し、１本のブレース１が斜めに使用される場合、２本のブレース１がたすき掛けに交差させて使用される場合、２本のブレース１がＶ字形になるように使用される場合がある。
【００１４】
具体的には、ブレース１が図示されていないラーメン構造物の補強をするために、ラーメン構造物に対し、１本のブレース１が斜めに使用された場合、２本のブレース１がたすき掛けに交差させて使用された場合、２本のブレース１がＶ字形、または逆Ｖ字形になるように使用された場合において、ラーメン構造物が鉛直荷重又は水平荷重により変形するのに伴い、ラーメン構造物の取付金具から取付部５を経由してブレース１は圧縮力と引張力とを交互に受けることにより、例えば、ブレース１の両端部より材軸方向の中心部が鋼管部２の横方向に膨らむように図１に仮想線７で示したような弧状に撓んだ場合に、鋼管部２とコンクリート部３は曲げモーメントのみを負担することとなり、変形能力が向上し安定する。
【００１５】
上記のように、鋼管部２とコンクリート部３と取付部５との間に空間部６が設けられたので、取付部５からコンクリート部３に材軸方向荷重が加わらないため、コンクリート部３の変形の働きが鋼管部２と取付部５とに影響されることがない。よって、変形能力が改善され、エネルギー吸収能力が高くなる。
【００１６】
又、取付部５が空間部６を形成するように設置された部分では、コンクリート部３が鋼管部２の内側に接触した非結合部４と取付部５との間にも充填されているので、コンクリート部３による材軸方向荷重の伝達が更に低減されて、変形能力が良くなり、エネルギー吸収能力が一層高くなる。なお、ブレース１に材軸方向荷重が加わった際に、鋼管部２とコンクリート部３の縁が切れれば、鋼管部２とコンクリート部３が接触した状態でも構わない。
【００１７】
又、空間部６が存在することにより、コンクリート部３は圧縮力を負担しない。よって、鋼管部２が座屈後に変形しても、コンクリート部３は曲げモーメントのみを負担することになる。コンクリート部３が軸力負担から解放されるため、復元力特性は安定し、鋼管部２の座屈後の耐力低下は緩和される。
【００１８】
鋼管部２の取付部５と対応する部分にもコンクリート部３が存在することにより、その部分の鋼管部２の局部変形が抑止され、鋼管部２の座屈後の変形能力向上に寄与する。
【００１９】
図３に示したように、本実施形態では逆台形状の取付部５の鋼管部２より外側に突出した端部には、取付孔部８が複数個設けられている。取付孔部８は、ブレース１をラーメン構造物の取付金具に取り付けるボルト部材又はリベット部材等の固定具を通す部分である。
【００２０】
つぎに、図１乃至図５を参照し、取付部５が、鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の両端部に、鋼管部２とコンクリート部３と取付部５との間に空間部６を形成するように設置される工程について説明する。
【００２１】
先ず、図４及び図５に示したように、鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の両端部には、溝部９が設けられる。溝部９は、鋼管部２とコンクリート部３の端部を横断する方向、即ち、鋼管部２の外周の所定箇所の側面１１から鋼管部２とコンクリート部３の中心部を経由し、鋼管部２の前記所定箇所に対極する側面１１を貫通する一点鎖線で示した直線１２上で鋼管部２とコンクリート部３との内部に窪み、鋼管部２とコンクリート部３との端面１０と鋼管部２の側面１１とに開口している。
【００２２】
そして、図１に示したように、溝部９に取付部５を挿入し、取付部５の挿入した際の先端面となる一端部５ａと、溝部９の底面となる奥部９ａとの間に所定の間隔を隔てた空間部６が形成されように、取付部５が溝部９に嵌め合わされた状態において、図１及び図２に示したように、取付部５の板面と鋼管部２の側面１１とが互いに溶接１４で結合される。これによって、図１に示したブレース１では、取付部５が、鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の両端部に、鋼管部２とコンクリート部３と取付部５との間に空間部６を形成したように、設置される。
【００２３】
図６乃至図８を参照し、発明を実施するための形態２に係るブレース１の一端部について説明する。
【００２４】
図６に示したように、取付部５には、リブ部１５が設けられている。具体的には、鋼板製の取付部５と鋼板製のリブ部１５とが、それぞれの板面を互いに交差して十字形になる態様で固定されている。つまり、取付部５とリブ部１５とが互いに固定されたものを矢印Ｄ方向から見た場合に、取付部５とリブ部１５とが十字形を構成している。又、鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の一端部には、溝部９と溝部１６とが鋼管部２とコンクリート部３との中心部で交差した十字形に設けられる。
【００２５】
具体的には、溝部９は、鋼管部２とコンクリート部３との一端部を横断する方向、即ち、鋼管部２の外周の所定箇所の側面１１から鋼管部２とコンクリート部３の中心部を経由し、鋼管部２の前記所定箇所に対極する側面１１を貫通する一点鎖線で示した直線１２上で鋼管部２とコンクリート部３との内部に窪み、鋼管部２とコンクリート部３との端面と鋼管部２の側面とに開口している。溝部１６は、鋼管部２とコンクリート部３との一端部を溝部９と十字形に交差するように横断する方向、即ち、鋼管部２の外周の上記所定箇所と違う位置の所定箇所の側面１１から鋼管部２とコンクリート部３の中心部を経由し、鋼管部２の前記所定箇所と違う位置の所定箇所に対極する側面１１を貫通する一点鎖線で示した直線１７上で鋼管部２とコンクリート部３との内部に窪み、鋼管部２とコンクリート部３との端面１０と鋼管部２の側面１１とに開口している。つまり、鋼管部２とコンクリート部３とを矢印Ｄ方向から見た場合に、溝部９と溝部１６とが、取付部５とリブ部１５との十字形と同形の十字形を構成している。
【００２６】
そして、図７に示したように、溝部９と溝部１６とからなる十字形の溝部に取付部５とリブ部１５とからなる十字形の部材を挿入する。具体的には、溝部９に取付部５を挿入し、取付部５の挿入した際の先端面となる一端部５ａと溝部９の底面となる奥部９ａとの間に所定の間隔を隔てた空間部６が形成されるように、取付部５が溝部９に嵌め合わされ、溝部１６にリブ部１５を挿入し、リブ部１５の挿入した際の先端面となる一端部１５ａと溝部１６の底面となる奥部１６ａとの間に所定の間隔を隔てた空間部１８が形成されように、リブ部１５が溝部１６に嵌め合わされる。その状態において、図８に示したように、鋼管部２の外側面と取付部５の板面とが互いに溶接１４で結合され、鋼管部２の外側面とリブ部１５の側面とが互いに溶接１９で結合される。これによって、図７に示したブレース１の一端部では、取付部５とリブ部１５とが、鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の一端部に、鋼管部２とコンクリート部３と取付部５との間に空間部６を形成し、鋼管部２とコンクリート部３とリブ部１５との間に空間部１８を形成するように設置される。これにより、ブレース１の一端部では、取付部５とリブ部１５とが十字形に設けられたので、リブ部１５が取付部５の補強になり、取付部５の剛性が高くなる。
【００２７】
取付部５には、取付孔部８が複数個設けられている。なお、リブ部１５にも取付孔部８を設けて取付部５を兼用してもよい。
図示は省略したが、ブレース１の他端部でも、段落００２４乃至段落００２６における一端部５ａ以外の一端部を他端部と読み替えることにより、図６乃至図８で示した取付部５とリブ部１５とからなる十字形の部材を用いることは可能になる。
【００２８】
図９乃至図１１を参照し、発明を実施するための形態３に係るブレース１の一端部について説明する。
【００２９】
図９に示したように鋼板製の取付部５と鋼板製のリブ部１５とが、それぞれの板面を互いに交差して十字形になる態様で固定されている。取付部５の一端部５ａとリブ部１５の一端部１５ａとのそれぞれには、鋼管部２の一端部の外側に嵌め込まれる凹部２１，２２が設けられる。凹部２１は、取付部５の端面５ｂから取付部５の他端部の側の内部に窪み、取付部５の端面５ｂと２つの板面とに開口している。凹部２２は、リブ部１５の端面１５ｂからリブ部１５の他端部の側の内部に窪み、リブ部１５の端面１５ｂと２つの板面とに開口している。そして、凹部２１，２２が鋼管部２の一端部の外側に嵌め込まれる場合、凹部２１において対峙する２つの内面２１ａと凹部２２において対峙する２つの内面２２ａとが鋼管部２の一端部の側面１１に接触するか又は接触する程度になっている。又、コンクリート部３と非結合部４とが鋼管部２の端面１０よりも鋼管部２の内部に凹んだ状態になっている。このコンクリート部３と非結合部４との鋼管部２の内部に凹んだ端面と鋼管部２の端面１０との間の距離が鋼管部２に対するコンクリート部３と非結合部４との深さになっている。尚、凹部２１，２２の端面５ｂ，１５ｂからの深さは、鋼管部２に対するコンクリート部３と非結合部４との深さはよりも深くなっている。（凹部２１，２２の端面５ｂ，１５ｂからの深さ＞鋼管部２に対するコンクリート部３と非結合部４との深さ）。
【００３０】
そして、鋼管部２の一端部を取付部５の凹部２１とリブ部１５の凹部２２とに挿入し、鋼管部２の端面１０が凹部２１，２２の底面となる奥部２１ｂ，２２ｂに接触し、凹部２１の２つの内面２１ａと凹部２２の２つの内面２２ａとが鋼管部２の一端部の側面１１に接触するか又は接触する程度になるように、取付部５とリブ部１５が図１０に示したように鋼管部２の一端部の外側に嵌め合わされた状態において、鋼管部２の側面１１と取付部５の板面とが互いに溶接１４で結合され、鋼管部２の側面とリブ部１５の板面とが互いに溶接１９で結合される。尚、溶接１４，１９は、図８に示したように、合計で８箇所設けられるのがよい。
【００３１】
前記のように取付部５とリブ部１５が鋼管部２の一端部の外側に嵌め合わされて溶接１４，１９で鋼管部２の一端部に結合された場合、図１１に示したように、取付部５とリブ部１５が、鋼管部２と一端部の内部に、凹部２１，２２の奥部２１ｂ，２２ｂとコンクリート部３の端面２３との間に空間部２４を形成したように設置される。よって、鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の両端部に溝が無く、ブレース１の先端面となる鋼管部の端面１０と取付部５並びにリブ部１５との間に空間部２４を設けたことにより、取付部５並びにリブ部１５の設置構造が簡単になるうえ、コンクリート部３は圧縮力を負担しない。よって、鋼管部２が座屈後に変形しても、コンクリート部３は曲げモーメントのみを負担することになる。コンクリート部３が軸力負担から解放されるため、復元力特性は安定し、鋼管部２の座屈後の耐力低下は緩和される。
【００３２】
又、図１１に示したように、鋼管部２の側面１１と取付部５並びにリブ部１５とに溶接１４，１９が空間部２４を鋼管部２の材軸方向の中央部の側に越えて成されているので、鋼管部２の取付部５と対応する部分にもコンクリート部３が存在することにより、その部分の鋼管部２の局部変形が抑止され、鋼管部２の座屈後の変形能力向上に寄与する。
なお、取付部５には、取付孔部８が複数個設けられているが、リブ部１５にも取付孔部８を設けて取付部５を兼用してもよい。
【００３３】
尚、図示は省略したが、ブレース１の他端部でも、段落００２９乃至段落００３１における一端部５ａ以外の一端部を他端部と読み替えることにより、図９乃至図１１で示した取付部５とリブ部１５とからなる十字形の部材を用いることは可能になる。
【００３４】
図９乃至図１１において、リブ部１５を除去してもよい。なお、鋼管部２の端面１０と、取付部５の凹部２１，２２の底面となる奥部２１ｂ，２２ｂを接触させず間隔をあけて溶接してもよい。その場合、鋼管部２内のコンクリート部は鋼管部２の端面１０まで充填してもよい。
【００３５】
図１に示した取付部５をブレース１の一端部に設置し、図６又は図９に示した取付部５とリブ部１５とからなる十字形の部材をブレース１の他端部に設置してもよい。又、図６に示した取付部５とリブ部１５とからなる十字形の部材をブレース１の一端部に設置し、図９に示した取付部５とリブ部１５とからなる十字形の部材をブレース１の他端部に設置してもよい。
【００３６】
図１乃至図８に図示されていない鋼材からなるキャップ部が鋼管部２とコンクリート部３との端面１０を塞ぐように取付部５に設けられ、キャップ部と鋼管部２との合わせ部、キャップ部と取付部５との合わせ部のそれぞれを溶接で密封するように結合してもよい。又、図９乃至図１１に図示されていない鋼材からなるキャップ部が鋼管部２の端面１０を塞ぐように取付部５に設けられ、キャップ部と鋼管部２との合わせ部、キャップ部と取付部５との合わせ部のそれぞれを溶接で密封するように結合してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１      ブレース
２      鋼管部
３      コンクリート部
４      非結合部
５      取付部
５ａ    取付部５の一端部
６      空間部
７      仮想線
８      取付孔部
９      溝部
９ａ    溝部９の奥部
１０    鋼管部２とコンクリート部３との材軸方向の端面
１１    鋼管部２の外側面
１２    鋼管部２とコンクリート部３との中心部を経由した直線
１４    溶接
１５    リブ部
１５ａ  リブ部１５の一端部
１６    溝部
１６ａ  溝部１６の奥部
１７    直線１２に交差する直線
１８    空間部
１９    溶接
２１    凹部
２２    凹部
２３    コンクリート部３及び非結合部４の端面
２４    空間部
【図１】
0006546427.tif 000002
【図２】
0006546427.tif 000003
【図３】
0006546427.tif 000004
【図４】
0006546427.tif 000005
【図５】
0006546427.tif 000006
【図６】
0006546427.tif 000007
【図７】
0006546427.tif 000008
【図８】
0006546427.tif 000009
【図９】
0006546427.tif 000010
【図１０】
0006546427.tif 000011
【図１１】
0006546427.tif 000012
【図１２】
0006546427.tif 000013
【図１３】
0006546427.tif 000014