(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部の両端に他部材との接合のための接合端部を有した芯材と、上記板状部の弱軸方向に直交する各面に対向して配置された角形鋼管からなる拘束材とを備える座屈拘束ブレースであって、上記接合端部に当該接合端部の面と交差して十字形を成すように接合面となる部位および当該接合面となる部位よりも高さが低くされた低部位を有する交差接合部材が設けられており、この交差接合部材の上記低部位と上記拘束材の端部とが、上記交差接合部材の接合面と交差する方向に重複して存在しており、
上記重複する箇所となる上記拘束材の端部であって上記板状部に近接して対面する一方の面部に切欠き部が形成され、この切欠き部に上記交差接合部材の上記低部位を位置させていることを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項２】
請求項１に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記芯材の上記接合端部に対する上記板状部の曲げヒンジによる回転が生じても、上記切欠き部を形成している箇所の上記拘束材に上記交差接合部材の上記低部位が当たらないように、上記切欠き部の幅が設定されていることを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記拘束材の端部であって上記切欠き部が形成されていない箇所に、当該端部を補強する補強用蓋状部材が設けられていることを特徴とする座屈拘束ブレース。
【請求項４】
請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の座屈拘束ブレースにおいて、上記拘束材の端部側を上記芯材とで挟むよう配置された補強板を備えており、上記交差接合部材の上記低部位を上記補強板よりも下側に位置させていることを特徴とする座屈拘束ブレース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、構造物に組み込まれ、地震などの際に振動エネルギーを吸収して振動を減衰させる座屈拘束ブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、板状の芯材と、この芯材の両面に沿って対向配置した一対の拘束材とを有し、上記芯材の両端に接合部が設けられた座屈拘束ブレースにおいて、上記芯材の上記接合部を、この芯材の他の部分よりも幅方向に張り出した部分を有する形状として上記拘束材よりも幅広とし、この幅広とした上記接合部における幅方向の両端に補強リブを設けた座屈拘束ブレースが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４-７７３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の座屈拘束ブレースにおいては、他部材との接合のための接合部がＨ形状に形成されており、上記他部材との接合が行い難い場合がある。上記Ｈ形状に替えて、上記接合部を十字形にすることが考えられるが、上記十字形状の接合部と上記拘束材とを適切に配置したものはない。
【０００５】
この発明は、上記の事情に鑑み、十字形状の接合部と拘束材とを適切に配置した座屈拘束ブレースを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の座屈拘束ブレースは、上記の課題を解決するために、板状部の両端に他部材との接合のための接合端部を有した芯材と、上記板状部の弱軸方向に直交する各面に対向して配置された拘束材とを備える座屈拘束ブレースであって、上記接合端部に当該接合端部の面と交差して十字形を成すように接合面を有する交差接合部材が設けられており、この交差接合部材の一部と上記拘束材の端部とが、上記交差接合部材の接合面と交差する方向に重複して存在することを特徴とする。
【０００７】
上記の構成であれば、上記交差接合部材の一部と上記拘束材の端部とが上記交差接合部材の接合面と交差する方向に重複して存在するので、上記交差接合部材および上記拘束材の各々において所要の長さを適切に確保できる。よって、十字形状の接合部と拘束材とを適切に配置した座屈拘束ブレースを得ることができる。
【０００８】
上記重複する箇所となる上記拘束材の端部に切欠き部が形成されており、この切欠き部に上記交差接合部材の上記一部を位置させていてもよい。これによれば、上記交差接合部材として平板を用い、上記交差接合部材の形状の複雑化を回避することができる。
【０００９】
上記芯材の上記接合端部に対する上記板状部の曲げヒンジによる回転が生じても、上記切欠き部を形成している箇所の上記拘束材に上記交差接合部材の上記一部が当たらないように、上記切欠き部の幅が設定されていてもよい。これによれば、上記曲げヒンジによる回転に対する障害を無くし、上記拘束材に曲げや軸力が入って拘束材が損傷することが防止される。
【００１０】
上記拘束材の端部であって上記切欠き部が形成されていない箇所に、当該端部を補強する補強用蓋状部材が設けられていてもよい。これによれば、上記拘束材の端部の補強が図れる。
【００１１】
上記拘束材の端部側を上記芯材とで挟むよう配置された補強板を備えており、上記交差接合部材の上記一部を上記補強板よりも下側に位置させていてもよい。これによれば、十字形状の接合部と拘束材とを適切に配置しつつ、上記補強板で上記拘束材の端部側を補強することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明であれば、十字形状の接合部と拘束材とを適切に配置した座屈拘束ブレースを提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施形態の座屈拘束ブレースを示した概略の縦断面図であって、同図（Ａ）は完成状態を示し、同図（Ｂ）は分解状態を示している。
【図２】同図（Ａ）は、図１の座屈拘束ブレースの芯材等を示した斜視図であり、同図（Ｂ）はさらに拘束材を付加した状態を示した斜視図である。
【図３】同図（Ａ）は、図２（Ｂ）の状態にさらに幅方向補剛材を付加した状態を示した斜視図であり、同図（Ｂ）はさらに補強板を付加した状態を示した斜視図である。
【図４】図１の座屈拘束ブレースの芯材の接合端部等を拡大して示した部分斜視図である。
【図５】図１の座屈拘束ブレースの完成状態の接合端部等を拡大して示した部分斜視図である。
【図６】図１の座屈拘束ブレースで用いられている拘束材を示した説明図である。
【図７】図５において、補強板等を省いて示した部分斜視図である。
【図８】図１の座屈拘束ブレースの接合端部と交差接合部材とによる接合部の箇所の詳細を説明する説明図である。
【図９】図１の座屈拘束ブレースの無補剛区間を示した説明図である。
【図１０】柱梁による構面に水平力が作用したときの図１の座屈拘束ブレースの変形の様子を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）、図２（Ｂ）、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示すように、この実施形態の座屈拘束ブレース１は、芯材１１と、拘束材１２と、内挿板１３と、アンボンド材１４と、幅方向補剛材１５と、補強板１６とを備える。
【００１５】
上記芯材１１は、例えば、鋼板からなり、板状部１１ａの両端に接合端部１１１を有している。上記板状部１１ａは一定幅であり、これよりも両端の接合端部１１１の方が広がった形状とされている。上記接合端部１１１には交差接合部材１１２が溶接されており、これら接合端部１１１と交差接合部材１１２とによって接合部１１０が形成される。上記板状部１１ａの長手方向に直交する面による上記接合部１１０の断面は十字形状になっており、この十字形状の接合部１１０に他部材を接合することができる。
【００１６】
上記板状部１１ａから上記接合端部１１１に至る境界領域では、上記板状部１１ａの幅が徐々に曲線状に広がって上記接合端部１１１におけるボルト孔形成手前部１１１ａを形成しており、さらにそれより先端側では拡幅部１１１ｂを介してボルト孔形成部１１１ｃが形成されている。上記拡幅部１１１ｂは上記ボルト孔形成手前部１１１ａと、これよりも広い幅の上記ボルト孔形成部１１１ｃとを接続する傾斜領域であり、拡幅の起点部は曲面形成されている。また、図４にも示すように、上記ボルト孔形成手前部１１１ａの両縁にはフランジ板１８が溶接により固定されている。
【００１７】
また、上記交差接合部材１１２には、ボルト孔形成手前部１１２ａが形成されており、それよりも当該座屈拘束ブレース１の端となる側には、拡幅部１１２ｂを介して接合面となるボルト孔形成部１１２ｃが設けられている。上記拡幅部１１２ｂは上記ボルト孔形成手前部１１２ａと、これよりも広い幅の上記ボルト孔形成部１１２ｃとを接続する傾斜領域であり、拡幅の起点部は曲面形成されている。
【００１８】
上記拘束材１２は、断面が長方形の角形鋼管からなる。この角形鋼管は、上記長方形の長辺側となる第１面部と、短辺側となる第２面部とを有する。上記拘束材１２は、上記第１面部が上記芯材１１の上記板状部１１ａの弱軸方向（芯材１１の板厚方向）に直交する各面に対向して配置されている。上記拘束材１２の長手方向の両端部は、上記芯材１１の上記曲線状の広がり部分を越えて、上記拡幅部１１１ｂの拡幅の起点部の近傍に至っている。すなわち、上記拘束材１２の長手方向の両端部は、上記ボルト孔形成部１１１ｃを用いた接合に影響しない範囲で極力、当該ボルト孔形成部１１１ｃに近づけている。また、上記角形鋼管は、その各面部の交差箇所に曲面領域（Ｒ部）を有する角部を有している。
【００１９】
また、上記板状部１１ａの弱軸方向に直交する面に対面する側の上記拘束材１２の第１面部の端には、図５および図６にも示すように、Ｕ字状の切欠き部１２ａが上記拘束材１２の長手方向に形成されている。そして、上記交差接合部材１１２の端部であるボルト孔形成手前部１１２ａの高さを上記拘束材１２の上記第２面の高さよりも低くし、上記切欠き部１２ａに上記ボルト孔形成手前部１１２ａを呑み込ませている。すなわち、上記交差接合部材１１２のボルト孔形成手前部１１２ａと上記拘束材１２の端部とが、上記交差接合部材１１２のボルト孔形成部１１２ｃ（接合面）と交差する方向に重複して存在している。
【００２０】
また、上記拘束材１２の端部（開口端）であって、上記交差接合部材１１２の上記ボルト孔形成手前部１１２ａが位置する箇所以外の箇所（上記切欠き部１２ａが形成されていない箇所に）に、当該端部を補強する補強用蓋状部材１９が設けられている。大変形時には、上記拘束材１２の端部が上記芯材１１の弱軸方向に開くおそれがあるが、上記補強用蓋状部材１９を設けることで、上記開きが抑制される。
【００２１】
上記内挿板１３は、鋼板からなり、上記板状部１１ａと各拘束材１２との間に設けられている。そして、上記内挿板１３は、上記拘束材１２である上記角形鋼管の第１面部に接触している。また、上記内挿板１３は、上記角形鋼管の第２面部の表面間の長さに一致する幅を有している。もちろん、このような幅に限らず、上記内挿板１３は、上記角形鋼管の第２面部の表面間の長さ以下で上記曲面領域以外の上記第１面部の幅以上の幅を有していてもよい。また、上記内挿板１３が上記拘束材１２の開口端に至る長さを有するのであれば、当該内挿板１３にも上記切欠き部１２ａと同様の切欠きを設けておく。
【００２２】
上記芯材１１の長手方向の中央側であって幅方向の中央側には、図２（Ａ）に示したように、芯材１１の両面に突出するピン状のずれ止め突起１１ｃが設けられている。このずれ止め突起１１ｃは、上記拘束材１２の内側となる上記第１面部に設けられた孔および上記内挿板１３に形成された孔に、当該座屈拘束ブレース１の組み立て時に挿入される。上記ずれ止め突起１１ｃは、鋼棒などの鋼材からなり、例えば、上記芯材１１に設けられた孔内に挿入して接合される。
【００２３】
また、上記芯材１１には、上記ずれ止め突起１１ｃを挟む上記芯材１１の長さ方向の両側のそれぞれに、耐力調整用の中間スリット１１ｄが設けられている。各中間スリット１１ｄ内には、スペーサとなる鋼材などからなる内部変形防止材が中間スリット１１ｄに対して長手方向に相対移動可能に挿入されている。上記内部変形防止材は、上記内挿板１３、１３の間に介在し、中間スリット１１ｄの深さ方向に対しては上記内挿板１３、１３により位置規制される。
【００２４】
上記アンボンド材１４は、上記板状部１１ａと上記内挿板１３との間に設けられており、このアンボンド材１４の厚みをクリアランスとして上記板状部１１ａが圧縮力を受けたときに波状の変形が生じるようになっている。上記アンボンド材１４は、例えばブチルゴムなどからなる。
【００２５】
上記幅方向補剛材１５は、鋼板からなり、芯材１１の幅方向（構面内）の変形を拘束する。この幅方向補剛材１５は、上記拘束材１２、１２の上記第２面部間に掛け渡されており、溶接部１５ａ（図１参照）によって上記拘束材１２、１２に固定されている。また、上記幅方向補剛材１５の端部には、図７にも示すように、当該端部側に開口を有するＵ字状のカット部１５ｂが形成されており、このカット部１５ｂ内に上記板状部１１ａから上記接合端部１１１に至る上記曲面領域が位置している。
【００２６】
上記カット部１５ｂが形成されていることにより、上記芯材１１における上記接合端部１１１の近傍部分が上記幅方向に拘束されず、図９に示すように、無補剛区間（ハッチング部分）となる。このように拘束材１２に上記幅方向補剛材１５を固定し、芯材１１における上記接合端部１１１の近傍に強軸方向の無補剛区間を設けることで、大変形時に当該座屈拘束ブレース１に曲げヒンジが形成され、上記拘束材１２や内挿板１３に曲げや軸力が入って拘束材１２や内挿板１３が損傷することが防止される。
【００２７】
上記曲げヒンジが形成されると、上記切欠き部１２ａを形成している箇所の上記拘束材１２に上記交差接合部材１１２の一部である上記ボルト孔形成手前部１１２ａが当たるおそれがあるので、このような当たりが生じない切欠き幅を上記切欠き部１２ａに設定している。図１０には、柱梁による構面に水平力が作用したときの変形の様子を示している。この場合に想定される曲げヒンジの回転角をθｊｉとし、このような角度の回転が生じた場合にも上記切欠き部１２ａにおける上記当たりが生じないように、当該切欠き部１２ａの幅を設計する。なお、上記切欠き部１２ａは、Ｕ字形状に限らず、開口端側ほど幅を広くする略Ｖ字状に形成されていてもよい。
【００２８】
上記補強板１６は、鋼板からなり、上記無補剛区間（上記カット部１５ｂ）および上記ボルト孔形成手前部１１２ａの端側に重ねられ、上記拘束材１２の第１面部に接触させて設けられている。すなわち、上記拘束材１２の端部側を上記芯材１１とで挟むように上記補強板１６を配置しており、上記交差接合部材１１２における上記ボルト孔形成手前部１１２ａを上記補強板１６よりも下側に位置させている。上記補強板１６は、図５にも示したように、上記フランジ板１８に溶接により固定される。なお、上記補強板１６および上記フランジ板１８によって枠形状を形成したが、角鋼管を用い、上記補強板１６および上記フランジ板１８に相当する枠部材を作製するようにしてもよい。
【００２９】
上記拘束材１２の端部が上記芯材１１の弱軸方向に開くと、当該座屈拘束ブレース１の端部が損傷することになるが、上記補強板１６を設けていることで、上記損傷が防止される。すなわち、十字形状の接合部１１０と拘束材１２とを適切に配置しつつ、上記補強板１６で上記拘束材１２の端部側を補強することができる。また、上記補強板１６を上記無補剛区間に重なるように設けることで、上記カット部１５ｂを見えにくくできる。
【００３０】
上記内挿板１３と上記拘束材１２とが接触する面以外の箇所、例えば、４隅であって上記拘束材１２の角部と上記内挿板１３との間の凹となる箇所に溶接部を設けることにより、上記内挿板１３を上記拘束材１２に固定してもよい。
【００３１】
次に、上記接合端部１１１と交差接合部材１１２とによる上記接合部１１０の箇所の詳細について説明していく。図８において、軸部接合長さは、上記接合端部１１１におけるボルト孔形成部１１１ｃの長さに相当する。芯材縮代・拡幅部は、上記拘束材１２の端からボルト孔形成手前部１１２ａの終端（拡幅部１１２ｂの起点）までの区間に相当する。また、この区間は、拡幅部１１１ｂの形成位置に相当する。上記芯材縮代・拡幅部は、芯材１１は、上記板状部１１ａが大変形時に圧縮力を受けて波状の変形により縮んだとしても、上記拘束材１２の上記切欠き部１２ａが形成されていない側の第１面の端が、上記拡幅部１１２ｂに当たらない長さに設定されている。
【００３２】
また、上記拡幅部１１１ｂと上記拡幅部１１２ｂの形成位置は、上記拡幅部１１２ｂの方を芯材１１の端寄りにずらして互いに重ならないようにしており、また、上記接合端部１１１と交差接合部材１１２とにおけるボルト孔形成部１１１ｃ、１１２ｃのボルト孔の位置をずらしている。交差接合部材接合長さは、ボルト孔形成部１１２ｃの長さであり、上記ボルト孔形成部１１１ｃにおける端から遠い方のボルト孔の中心までの距離に一致させている。
【００３３】
また、鋼管余裕部Ａは、上記補強板１６の端からの上記拘束材１２の突出量に相当している。大変形で上記芯材１１に伸びが生じる場合に、上記補強板１６の端が上記拘束材１２の端側に近づくことになるが、上記拘束材１２の端が開いた場合において、この端が上記補強板１６の端に当たると、当該座屈拘束ブレース１の端部が損傷することになる。上記補強板１６を、芯材１１の拡幅部１１１ｂにできるだけ近い位置に設けつつ、上記のような当たりが生じないように、上記鋼管余裕部Ａを設けている。
【００３４】
また、鋼管余裕部Ｂは、上記切欠き部１２ａに呑み込まれているボルト孔形成手前部１１２ａの端部と上記切欠き部１２ａの閉鎖端（奥端）までの長さに相当する。この鋼管余裕部Ｂは、芯材１１において、上記板状部１１ａが大変形時に縮んだとしても、上記ボルト孔形成手前部１１２ａの端部が上記切欠き部１２ａの閉鎖端に当たらない長さに設定されている。
【００３５】
また、芯材縮代は、上記板状部１１ａから上記接合端部１１１に至る上記曲面領域の起点から上記幅方向補剛材１５のカット部１５ｂの閉鎖端（奥端）までの長さに相当する。この芯材縮代は、芯材１１において、上記板状部１１ａが大変形時に縮んだとしても、上記曲面領域の起点が上記カット部１５ｂの閉鎖端に当たらない長さに設定されている。なお、幅方向補剛材カット部長さは、上記幅方向補剛材１５のカット部１５ｂの開口端から閉鎖端までの長さに相当する。
【００３６】
鋼管切欠長さは、上記切欠き部１２ａの開口端から閉鎖端までの長さに相当する。また、呑み込み長さは、上記ボルト孔形成手前部１１２ａの長さに相当する。補強板幅は、上記補強板１６の幅に相当する。軸部側接合部幅は、上記接合端部１１１の幅（高さ）に相当する。また、交差接合部材側接合部幅は、上記交差接合部材１１２の幅（高さ）に相当する。交差接合部材呑み込み高さは、上記ボルト孔形成手前部１１２ａの高さに相当する。
【００３７】
上記の構成であれば、上記交差接合部材１１２の一部と上記拘束材１２の端部とが上記交差接合部材１１２の接合面と交差する方向に重複して存在するので、上記交差接合部材１１２および上記拘束材１２の各々において所要の長さを適切に確保できる。例えば、上記拘束材１２の長手方向の両端部を、上記ボルト孔形成部１１２ｃにおける接合に影響しない範囲で極力、当該ボルト孔形成部１１２ｃに近づけつつ、上記交差接合部材１１２についても所要の長さを確保できる。よって、十字形状の接合部１１０と拘束材１２とを適切に配置した座屈拘束ブレース１を得ることができる。
【００３８】
上記重複する箇所となる上記拘束材１２の端部に形成された切欠き部１２ａに上記交差接合部材１１２の上記ボルト孔形成部１１２ｃを位置させる構成であれば、上記交差接合部材１１２として平板を用い、上記交差接合部材１１２の形状の複雑化を回避することができる。
【００３９】
上記切欠き部１２ａの幅が上記曲げヒンジを考慮して適切に設定されると、上記曲げヒンジによる回転に対する障害を無くし、上記拘束材１２に曲げや軸力が入って拘束材１２が損傷するのを防止できる。
【００４０】
上記拘束材１２の端部に上記補強用蓋状部材１９が設けられていると、上記拘束材１２の端部の補強が図れる。
【００４１】
上記交差接合部材１１２の上記ボルト孔形成部１１２ｃを上記補強板１６よりも下側に位置させていると、十字形状の接合部１１０と拘束材１２とを適切に配置しつつ、上記補強板１６で上記拘束材１２の端部側を補強することができる。
【００４２】
なお、上記の例では、上記交差接合部材１１２のボルト孔形成手前部１１２ａを上記拘束材１２の端部に入れる（呑み込ませる）構造としたが、これに限らない。例えば、上記ボルト孔形成手前部１１２ａを略Ｙ字状の二股に形成し、この二股の部分を上記拘束材１２の端部の両外側に位置させてもよい。この構造も、上記交差接合部材１１２の一部（ボルト孔形成手前部１１２ａ）と上記拘束材１２の端部とが、上記交差接合部材１１２の接合面と交差する方向に重複して存在する構造となる。また、この構造では、上記拘束材１２の端部に切欠き部１２ａを形成しなくてもよい。また、この構造では、上記拘束材１２の端部に上記補強用蓋状部材１９を設けないこととしてもよい。
【００４３】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１      座屈拘束ブレース
１１    芯材
１１ａ  板状部
１１０  接合部
１１１  接合端部
１１１ａボルト孔形成手前部
１１１ｂ拡幅部
１１１ｃボルト孔形成部
１１２  交差接合部材
１１２ａボルト孔形成手前部
１１２ｂ拡幅部
１１２ｃボルト孔形成部
１２    拘束材
１２ａ  切欠き部
１３    内挿板
１４    アンボンド材
１５    幅方向補剛材
１６    補強板
１８    フランジ板
１９    補強用蓋状部材
【図１】
0006545502.tif 000002
【図２】
0006545502.tif 000003
【図３】
0006545502.tif 000004
【図４】
0006545502.tif 000005
【図５】
0006545502.tif 000006
【図６】
0006545502.tif 000007
【図７】
0006545502.tif 000008
【図８】
0006545502.tif 000009
【図９】
0006545502.tif 000010
【図１０】
0006545502.tif 000011