(57)【要約】      （修正有）【課題】ブレース全体の幅広い範囲での寸法調整と張力導入を容易に行うことができ、さらに安定した伸び能力を有するブレースを提供する。【解決手段】ブレース１は、両端側にねじが形成された丸鋼からなるブレース本体２と、張力調節部材３と、一対の接合プレート材４ａ，４ｂで構成される。張力調節部材３のボルト体３１の中央には小径の円柱部が形成され、その両側部分がテーパ部を介して大径部となり、その周面には筒状雌ねじ体３２ａ，３２ｂが螺合するねじ部が形成されている。ボルト体３１に設けた小径の円柱部を引張力に対する伸び部として機能させることにより、円柱部の破断耐力に達するまで、ブレース本体２は、ほとんど塑性変形することなく弾性変形状態で維持されるので、ブレース本体２の両側でピン接合する一対の接合プレート材４ａ，４ｂの回転移動で面外変形、面外座屈を効果的に防ぐ。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材に対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン材でピン接合される一対の接合プレート材をブレース本体の両端側に設けたブレースであって、前記接合プレート材の少なくとも一方と前記ブレース本体の端部とが、小径の円柱部を挟む両端側の大径部に右ねじ部と左ねじ部を形成したボルト体の各雄ねじ部にそれぞれ筒状雌ねじ体を螺合し、該ボルト体の回転により両方の筒状雌ねじ体を近接または離反させる張力調節部材を介して結合されていることを特徴とするブレース。
【請求項２】
前記ブレース本体が丸鋼である請求項１に記載のブレース。
【請求項３】
前記ボルト体を構成する鋼材の降伏比が８０％以下である請求項２に記載のブレース。
【請求項４】
前記ボルト体の大径部が前記ブレース本体の外径と同一である請求項２または３に記載のブレース。
【請求項５】
前記ボルト体の円柱部の外径が前記ブレース本体の外径の７５％以下である請求項４に記載のブレース。
【請求項６】
前記ブレース本体が円形鋼管である請求項１に記載のブレース。
【請求項７】
前記ボルト体の円柱部が円筒状硬質材で包囲されている請求項６に記載のブレース。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ブレース軸（ブレース本体）に丸鋼または円形鋼管を用いた鉄骨建築物用のブレースに係り、詳しくは、ブレースの全長寸法の調整やブレースのたるみ等の調整を簡単かつ確実に行うことができ、特に引張力に対して安定した性能を発揮するブレースに関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨ラーメンフレーム架構は、主要構造部材である鉄骨柱と鉄骨梁が剛接合されたもので、中小鉄骨建築物などに広く採用されている架構形式である。このような架構では、建物の耐震性を高めるため、鉄骨柱と鉄骨梁で囲まれた矩形状の架構面の対角位置にブレースを取り付けるのが一般的である。ここで使用されるブレースは、例えばブレース本体を構成する引張部材として、右ねじ（正ねじ）が端部に形成された丸鋼と、左ねじ（逆ねじ）が端部に形成された一対の丸鋼を使用し、これら左右のねじからなる丸鋼を、同じく両端に設けた左右の雌ねじを介して互いに近接または離反自在に螺合することで引張部材の全長の長さ調整と張力を調節するためのターンバックル胴と、丸鋼の他端側に羽子板ボルトと称される板状の取付金物（接合プレート材）が接合された構成である（特許文献１、２参照）。
【０００３】
上記従来技術において、ターンバックル胴は、一方向に回転させて締め付けを行い、他方向に逆転させて緩めるような構造になっている。この場合、ブレース全長の寸法調整は、基本的にターンバックル胴の中あき長さと呼ばれる区間内で調整をすることになる。しかしながら、中あき長さは一般的にそれほど大きく確保されてないことから、十分な長さの寸法調整を望もうとすると、余分な長さの羽子板ボルトを使用するか、あるいはターンバックル胴の中あき長さを特別に長くする必要があり、きわめて不経済である。
【０００４】
また、建築用ブレースの配置形態は、一般的に２本を１組としたＸ形が最も多い。このような配置形態では、２本のブレースの交差位置に一方のブレースのターンバックル胴と他方のブレースの羽子板ボルトが重なった場合、あるいはブレースのターンバックル胴同士が重なった場合、ターンバックル胴が嵩張ることによりブレース全体が大きく湾曲してしまい、ブレースへの適切な張力導入が困難になる。このため、予めブレースの交点にターンバックル胴が位置しないように考慮しなければならず、ブレースの必要寸法と寸法調整範囲を設定する手段として、ブレースの構成材である羽子板ボルトの寸法、羽子板ボルトのねじ部長さ等、事前の調整が必要となって面倒である。
【０００５】
さらに、従来のターンバックル胴を用いたブレースは、基本的に緩み止め機能がないことから、建物の振動等で容易に緩みが発生してブレース全長が弛み状態になり、ブレースとしての機能を発揮できなくなる虞もあるなど、改善すべき幾つかの問題点がある。このような問題点を解決する手段として、本出願人は、実用新案登録第３２０１８２９号に係るブレースを提案している（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３００１４３号公報
【特許文献２】特開平１０−２６６３４６号公報
【特許文献３】実用新案登録第３２０１８２９号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
本考案は、上記特許文献３に記載のブレースについて、さらに改良を重ねたたもので、ブレース全体の幅広い範囲での寸法調整と張力導入を容易に行うことができ、さらに安定した伸び能力を有するブレースの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本願の請求項１に係るブレースは、鉄骨柱と鉄骨梁を骨組みとする鉄骨架構の矩形状架構面内で該矩形状架構面と平行に設けたプレート材に対して、それぞれ垂直方向に貫通するピン材でピン接合される一対の接合プレート材をブレース本体の両端側に設けたブレースにおいて、接合プレート材の少なくとも一方とブレース本体の端部とが、小径の円柱部を挟む両端側の大径部に右ねじ部と左ねじ部を形成したボルト体の各雄ねじ部にそれぞれ筒状雌ねじ体を螺合し、該ボルト体の回転により両方の筒状雌ねじ体を近接または離反させる張力調節部材を介して結合されるという技術手段を採用した。
【０００９】
上記構成によれば、張力調節部材による長さ調整機能および張力付加機能に加え、張力調節部材のボルト体に設けた小径の円柱部が、引張力に対して伸び部として機能するので、ブレース本体の破断耐力が伸び部の降伏耐力よりも増加し、円柱部の破断耐力に達するまで、ブレース本体は、おおむね塑性変形せず弾性変形で維持される。このため、安定したブレースの伸び能力、降伏耐力、終局耐力が確保される。
【００１０】
さらに、上記構成において、ブレース本体を丸鋼とすることができる（請求項２）。そして、ブレース本体を丸鋼とした場合には、ボルト体を構成する鋼材の降伏比を８０％以下にすること（請求項３）、ボルト体の大径部をブレース本体の外径と同一にすること（請求項４）、ボルト体の円柱部の外径をブレース本体の外径の７５％以下にすること（請求項５）、これら構成の採用は、ブレースの性能をより向上させる上で効果的である。
【００１１】
また、上記構成において、ブレース本体を円形鋼管にすることも可能であり（請求項６）、さらにボルト体の円柱部を円筒状硬質材で包囲すると好適である（請求項７）。これらの構成によれば、前述した引張力に対しる性能向上に加え、圧縮力に対するブレース性能も向上させることができる。
【考案の効果】
【００１２】
本考案に係るブレースでは、上記構成を採用することにより、次のような効果が得られる。
（１）張力調節部材のボルト体に設けた小径の円柱部が引張力に対して伸び部として機能するので、ブレース本体の破断耐力が伸び部の降伏耐力よりも高まる結果、ブレース本体は、円柱部の破断耐力に達するまでは、ほとんど塑性変形することなく弾性変形状態で維持される。このため、安定したブレースの伸び能力、降伏耐力、終局耐力が確保される。
（２）小径に形成されているボルト体の円柱部の横断面積をブレース本体の設計用基準断面積とすることにより、断面欠損のない、安定した断面強度(降伏強度、破断強度)が得られる。
（３）ボルト体の円柱部の長さを適宜選定することにより、ブレースの塑性域の設定、降伏時や終局時におけるブレースの全伸び量の設定が可能である。
（４）ボルト体の両側部分に螺合する一対の筒状雌ねじ体を互いに近接または離反する方向に変位させることでブレース全体の長さ調整を行う場合、さらに鉄骨架構等に取り付けた後にブレース本体の張力を調節する場合などにおいて、ボルト体やブレース本体を適宜工具で回転させることにより、ブレース全体の長さ調整を幅広い範囲で容易に行うことができ、また張力を確実に導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（ａ），（ｂ）は、それぞれ本考案の第１実施形態に係るブレースの正面図と右側面図である。
【図２】図１のブレースの各構成部材を分解して示した正面図である。
【図３】図１のブレースで使用する張力調節部材のボルト体を拡大した正面図である。
【図４】（ａ），（ｂ）は、本考案の第２実施形態に係るブレースの正面図と右側面図である。
【図５】（ａ），（ｂ）は、本考案の第３実施形態に係るブレースの正面図と右側面図である。
【図６】本考案の第３実施形態に係るブレースの部分断面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は、第３実施形態のブレースで使用するカバープレートの正面図とＡ−Ａ断面図である。
【図８】（ａ），（ｂ）は、第３実施形態のブレースで使用する円筒状硬質材の正面図とＢ−Ｂ断面図である。
【図９】図５に示す第３実施形態のブレースにおいて、張力調節部材のボルト体と円筒状硬質材とカバープレートの関係を示す説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本考案に係るブレースの実施形態について説明する。図１（ａ），（ｂ）は本考案の第１実施形態に係るブレースの正面図と右側面図であり、図２はブレースの各構成部材を分解して示した正面図である。図示のブレース１は、右ねじ部２ａと左ねじ部２ｂが両端側に形成された丸鋼からなるブレース本体２と、その一端側に設けた張力調節部材３と、ブレース本体２と張力調節部材３のそれぞれ他端側に設けた一対の接合プレート材４ａ，４ｂから構成されている。
【００１５】
張力調節部材３は、ボルト体３１の両端側に２個の筒状雌ねじ体３２ａ，３２ｂが螺合し、さらに緩み止めナット３３，３３を備えている。図３に拡大して示すように、ボルト体３１は小径の円柱部３１ａの両側部分がテーパ部３１ｂを介して大径部３１ｃとなり、これら２個所の大径部３１ｃの周面に右ねじ部３１ｄと左ねじ部３１ｅが形成されている。
【００１６】
一対の接合プレート材４ａ，４ｂは、それぞれ２枚１組のプレート（平鋼）４０，４０からなり、張力調節部材３とは反対側に位置するブレース本体２の端部（右ねじ部２ａ）に螺合した筒状雌ねじ体５と、張力調節部材３を構成する筒状雌ねじ体３２ｂに対して、その一端側において軸心を挟む対向位置、すなわちプレート４０，４０の間に鉄骨架構側のガセットプレートを受け入れ可能な間隔をもって溶接されている。さらに、向かい合うプレート４０，４０に対して、ピン孔４１がそれぞれ軸心を合わせて形成されている。なお、各筒状雌ねじ体３２ａ，３２ｂ，５の周壁には、螺合位置を確認するための貫通孔が形成されている。
【００１７】
次に、上記ブレース１の使用方法について説明する。まず、ブレース１の全長を調整する場合には、一対の緩み止めナット３３，３３を、ねじ部２ｂ，３１ｅの基端側に移動させておく。そして、ボルト体３１の円柱部３１ａあるいは大径部３１ｃ、またはブレース本体２に対して、円周面に掛止可能な適宜の工具（例えばロッキングプライヤーなど）で所要の方向に回転させることで行う。ブレース１全体の寸法調整が完了し、両側にある一対の接合プレート材４ａ，４ｂのピン孔４１と鉄骨架構側のガセットプレートのピン孔とを一致させた状態でピン材を貫通させることにより、鉄骨架構に対してピン接合する。そして、同じようにボルト体３１を２個の筒状雌ねじ体３２ａ，３２ｂが互いに近接する方向に回転させると、ブレース１の全体に張力が導入される。
【００１８】
ブレース１に張力を導入した後、ねじ部２ｂ，３１ｅの基端側に移動させておいた緩み止めナット３３，３３を、それぞれ雌ねじ部材３２ａ，３２ｂの端面に向けて移動させ、十分な締め付けを行う。これにより、一対の雌ねじ部材３２ａ，３２ｂの位置を確実に固定し、ブレース１の緩みを防止することが可能になる。
【００１９】
本考案に係るブレース１は、張力調節部材３で使用するボルト体３１に小径の円柱部３１ａを形成し、この円柱部３１ａを引張力に対する「伸び部」として機能させる点に大きな特徴がある。これにより、円柱部３１ａの破断耐力に達するまで、ブレース本体２は、ほとんど塑性変形することなく弾性変形状態で維持されるので、ブレース本体２の両側にあってピン接合されている一対の接合プレート材４ａ，４ｂの回転移動で面外変形、面外座屈を効果的に防ぐことが可能である。
【００２０】
すなわち、ブレース本体２の両端側に設けた接合プレート材４ａ，４ｂが、鉄骨架構の矩形状架構面にあるガセットプレート等のプレート材に対して、ピン材を介して矩形状架構面内で相対回転可能にピン接合されることにより、このピン接合部において部材相互の相対的な移動が拘束されるので、ブレース本体２に作用する引張力や圧縮力の伝達がスムーズに行われる。特に、圧縮力による曲げ座屈などに伴う急激な耐力低下が起こらないから、構面外への座屈変形を効果的に抑制して耐震性能を向上させることができるのである。ところが、従来のブレースにおいて、引張力で生じた過大な降伏変形は、ブレース自身の引張力の軸線状にあるが、引張力から圧縮力に変わると、接合プレート材での回転移動だけでは、ブレース本体の大きな変形の制御できず、横面外への変形や座屈へとつながる。これに対して、本考案に係るブレースは、ブレース本体全長の大半を弾性変形状態に保てるので、接合プレート材の回転移動で面外変形、面外座屈を効果的に防ぐことが可能である。
【００２１】
なお、ボルト体３１の好適な条件としては、使用する鋼材の降伏比 (引張強度／降伏強度)を８０％以下とすること、円柱部３１ａの外径をブレース本体２（丸鋼）の外径の７５％以下にすること、ボルト体３１のねじ部３１ｄ，３１ｅをブレース本体２（丸鋼）のねじ部２ａ，２ｂと同じ形状寸法にすることである。さらに、ブレース１の設計用基準断面積は、円柱部３１ａの断面積と同等にすることが好ましい。
【００２２】
これらにより、円柱部３１ａの破断耐力は、円柱部３１ａの降伏耐力の１．２５倍となり、円柱部３１ａの破断耐力に達するまで、ブレース本体２は、ほとんど塑性変形することなく弾性変形状態に維持される。また、ブレース１の基準断面をボルト体３１の円柱部３１ａにすることで、断面欠損のない、安定した断面強度(降伏強度、破断強度)が得られる。また、ボルト体３１の円柱部３１ａには、ねじ部やスパナ掛け部が存在せず、断面欠損の影響が排除されるので、安定したブレースの伸び能力、降伏耐力、終局耐力が確保される。さらに、ボルト体３１の円柱部３１ａの長さも自由に設定ができるので、ブレース１の塑性域の設定や、降伏時や終局時のブレース全伸び量の設定も可能である。
【００２３】
図４（ａ），（ｂ）および図５（ａ），（ｂ）は、それぞれ本考案の第２実施形態と第３実施形態に係るブレースの正面図と右側面図である。なお、上記第１実施形態と同一部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。図４に示す第２実施形態のブレース６では、ブレース本体７が円形鋼管からなり、その両端面に鍔板８ａ，８ｂａが溶接されている。そして、一方の鍔板８ａの他方の面には接合プレート材９ａとしての２枚１組のプレート（平鋼）９０，９０が溶接されている。２枚１組のプレート９０，９０は、ガセットプレートが対向面間に挿入可能な間隔で並設され、それぞれのプレート９０，９０にピン材の挿通孔９１が互いの軸心を合わせて形成されている。この種の接合プレート材９ａ（第１実施形態の接合プレート材４ａ，４ｂを含む。）は、一般的にクレビス式と称されている二股状の継手金物である。また、他方の鍔板８ｂの他方の面には第１実施形態で使用する張力調節部材３の一方の筒状雌ねじ体３２ａが接合されている。そして、ボルト体３１の他端側に螺合する他方の筒状雌ねじ体３２ｂの端面には、鍔板８ｃを介して接合プレート材９ｂとしての２枚１組のプレート９０，９０が溶接されている。
【００２４】
図５〜９に示す第３実施形態のブレース１０は、第２実施形態の変形例である。すなわち、この実施形態では、図５，６に示すように、張力調節部材３のボルト体３１の円柱部３１ａが円筒状硬質材１１（座屈拘束材）で包囲され、さらに張力調節部材３のほぼ全長部分が一対のカバープレート１２，１２により覆われた構成である。
【００２５】
図７に示すように、カバープレート１２は、半円筒部１２ａの両側端に連結片１２ｂが一体に設けられた形状であり、各連結片１２ｂに複数の貫通孔１２ｃが等間隔で形成されている。一対のカバープレート１２，１２は、それら貫通孔１２ｃを互いに一致させた状態でボルト・ナットによりを円筒状に一体化し、内側の円筒状硬質材１１を固定することができる。
【００２６】
図８に示すように、円筒状硬質材１１は鋳物などの硬質材料を半円筒状にしたもので、２個を１組として使用する。円筒状硬質材１１の内径はボルト体３１の円柱部３１ａの外径よりもわずかに大きく、その長さは円柱部３１ａとほぼ同じに設定されている。そして、図９に示すように、一対の円筒状硬質材１１，１１をボルト体３１の円柱部３１ａの部分を包囲するように装着し、一対のカバープレート１２，１２を被せた状態でボルト１３とナット１４で固定する。この実施形態によれば、小径で伸びやすい円柱部３１ａを円筒状硬質材１１，１１で拘束することにより、前記実施形態の引張ブレース１と同等の引張性状を発揮し、さらに圧縮時のブレース性能を引張ブレース１と同等のものとすることができる。
【００２７】
上記各実施形態では、張力調節部材をブレース本体の片側だけに設けているが、ブレース本体の両側に設けてもよく、また接合プレート材を２枚１組のものに代えて１枚にするなど、この考案の技術思想内での種々の変更実施はもちろん可能である
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本考案のブレースは、ブレース全体の幅広い範囲での寸法調整と張力導入を容易に行うことができ、さらに安定した伸び能力を有するブレースであることから、鉄骨建造物等の補強用ブレースとしての利用のさらなる展開が期待される。
【符号の説明】
【００２９】
１，６，１０：ブレース、２：ブレース本体、２ａ，２ｂ，３１ｄ，３１ｅ：雄ねじ部、３：張力調節部材、４ａ，４ｂ，９ａ，９ｂ：接合プレート材、５，３２ａ，３２ｂ：筒状雌ねじ体、７：円形鋼管、８ａ，８ｂ，８ｃ：鍔板、１１：円筒状硬質材、１２：カバープレート、１３：ボルト、１４：ナット、３１：ボルト本体、３１ａ：小径部、３１ｃ：大径部、４０，９０：プレート
【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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