(57)【要約】【課題】組み立てや施工に手間がかからず、しかも座屈荷重が高い。【解決手段】座屈補剛材１は、芯材５と、該芯材５の両側に対向して設けた補剛材６と、を備えている。補剛材６は長手方向の両端部が芯材５の両端部に溶接によって連結されている。芯材５の長手方向両端部に荷重がかかったときに芯材５からずれた両側の補剛材６に偏心圧縮力が働き、曲げ変形可能である。そのため、座屈荷重が単体のものより大きくなる。【選択図】図２
2017128885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯材と、該芯材の両側に対向して設けた補剛材と、を備え、
前記補剛材は長手方向の両端部が前記芯材に直接または他の部材を介して連結されていて、
前記芯材に圧縮荷重がかかったときに前記補剛材に偏心軸力が作用して前記芯材から離れる方向に曲げ変形可能であることを特徴とする座屈補剛材。
【請求項２】
前記他の部材は芯材の両端部にそれぞれ固定された繋ぎ材であり、該繋ぎ材に前記補剛材の両端部が固定されている請求項１に記載された座屈補剛材。
【請求項３】
前記芯材は前記補剛材の両端よりもその長手方向に突出している請求項１に記載された座屈補剛材。
【請求項４】
前記芯材の両側の前記補剛材はその両端部がボルトとナット等の固定具または溶接によって前記芯材に連結されている請求項１または３に記載された座屈補剛材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、芯材の変形や座屈を補剛材によって抑制して座屈荷重を大きくした座屈補剛材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、芯材（主材、軸力材）を補剛材で囲うことで座屈拘束を実現している。即ち、芯材の周りに管状、筒状等の補剛材を配設し、或いは芯材の周囲に補剛材を配設して、当接面を全面或は等間隔にして溶接等によってこれらの補剛材同士を連結して芯材に接触することなく芯材を包囲している。そして、芯材の長手方向両端部に圧縮荷重が加わった場合に、周囲に配設した補剛材によって芯材との接触箇所から芯材に対して短手方向の荷重を与えて芯材の変形を防いでいる。
【０００３】
このような芯材の補剛構造として例えば特許文献１に記載された座屈拘束ブレースが知られている。特許文献１に記載された座屈拘束ブレースは、柱と梁に両端部を接続したものであり、両端にフランジ部を設けた薄板状の軸部を有するブレース芯材の両側に第一拘束材と第二拘束材を設けている。この座屈拘束ブレースは軸部を第一拘束材と第二拘束材で挟み込み、第一拘束材と第二拘束材の両側部の当接面を長手方向に沿って所定間隔で溶接接合している。
【０００４】
そして、ブレース芯材は両端のフランジ部を柱と梁に連結していて、建物が変形しようとする際に長手方向に沿って柱や梁からの圧縮力や引っ張り力を受けている。また、第一拘束材と第二拘束材はブレース芯材を挟み込んだ状態で当接面同士を長手方向に沿って所定間隔で溶接固定しているため、相対的な変位を抑制し、互いに長手方向にずれたり当接面に直交する方向に変位することを抑制している。
そのため、ブレース芯材に強い圧縮力が加わって座屈する方向に変形しようとしても第一及び第二拘束材によって強い座屈拘束力をブレース芯材に加えて座屈を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−４１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第一拘束材と第二拘束材の両側部の当接面を所定間隔で長手方向に溶接固定するため溶接箇所が多く、組立や施工に手間がかかりコスト高になる上にデザイン性に劣る等の欠点があった。
【０００７】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、組み立てや施工に手間がかからず座屈荷重が高い座屈補剛材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】
【０００８】
本発明に係る座屈補剛材は、芯材と、該芯材の両側に対向して設けた補剛材と、を備え、補剛材は長手方向の両端部が芯材に直接または他の部材を介して連結されていて、芯材に圧縮荷重がかかったときに補剛材に偏心軸力が作用して芯材から離れる方向に曲げ変形可能であることを特徴とする。
本発明によれば、芯材の長手方向の両端部に所定の軸力である圧縮荷重がかかった際に、芯材の両側に配設された補剛材は両端部を除いて芯材と連結されていないために偏心圧縮力がかかり、補剛材は芯材から離れる方向に曲げ変形して圧縮荷重を受けて、補剛材と芯材を一体とした擬似的な断面二次モーメントが増加するため座屈荷重が増大する。そのため、芯材に所定の圧縮荷重がかかっても高い座屈荷重を得られて芯材の変形や座屈を防ぐことができる。
【０００９】
また、他の部材は芯材の両端部にそれぞれ固定された繋ぎ材であり、該繋ぎ材に補剛材の両端部が固定されていることが好ましい。
また、他の部材は芯材の両端部にそれぞれ固定された繋ぎ材であることが好ましい。
芯材の両端部に固定した繋ぎ材を介して芯材の中心に荷重を加えると、繋ぎ材を介して両側の補剛材に荷重が付与されて偏心圧縮力がかかるため芯材から離れる方向に曲げ変形することで座屈荷重を増大させることができる。
【００１０】
また、芯材は補剛材の両端よりもその長手方向に突出していてもよい。
この場合でも、芯材に所定の圧縮荷重が加わると、芯材の両側の補剛材は両端部が芯材に連結されているために、偏心圧縮力によって芯材から離れる方向に曲げ変形して座屈荷重を増大させる。
【００１１】
また、芯材の両側の補剛材はその両端部がボルトとナット等の固定具または溶接によって前記芯材に連結されていてもよい。
芯材に荷重がかかった際に固定具や溶接部分を介して補剛材が押圧されて偏心圧縮力がかかり、芯材から離れる方向に曲げ変形する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る座屈補剛材によれば、芯材の長手方向の両端部に圧縮荷重が加わった場合にその両側に配設した補剛材に偏心圧縮力が加わり、補剛材がその両端の連結部分の間で芯材から離間する方向に曲げ変形するため疑似的に断面二次モーメントが増加し、座屈荷重が増大して芯材の変形を防ぐことができる。
しかも、本発明に係る座屈補剛材は、構造がシンプルで組み立てや施工に手間がかからず製造コストが低廉であると共に意匠性に優れているという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態による座屈補剛材を用いたドームの骨組を示す説明図である。
【図２】本発明の第一実施形態による座屈補剛材を示す要部斜視図である。
【図３】図２に示す座屈補剛材において、（ａ）は無荷重時の平面図と正面図、（ｂ）は芯材の軸方向に荷重が加わった状態の補剛材の曲げ変形を示す模式図である。
【図４】第二実施形態による座屈補剛材を示す図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は芯材の軸方向に荷重が加わった状態の模式図である。
【図５】第三実施形態による座屈補剛材を示す図であり、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は芯材の軸方向に荷重が加わった状態の模式図である。
【図６】第四実施形態による座屈補剛材を示す図であり、（ａ）は要部正面図、（ｂ）は芯材の軸方向に荷重が加わった状態の模式図である。
【図７】変形例による座屈補剛材を示すものであり、（ａ）は第一変形例を示す座屈補剛材の正面図とそのＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は第二変形例を示す座屈補剛材の正面図とそのＢ−Ｂ線断面図である。
【図８】図４に示す第二実施形態の実施例による座屈補剛材の試験例を示すビームモデルであり、（ａ）は実施例による座屈補剛材の正面図、（ｂ）は所定間隔でボルト連結した比較例による座屈補剛材を示す図である。
【図９】図８（ａ）に示す実施例による座屈補剛材を示す斜視図であり、芯材と補剛材の各部の寸法やヤング率と断面二次モーメントを示す図である。
【図１０】実施例と比較例の座屈荷重試験におけるｔ１/ｔ２＝１．２５における荷重と変位の関係を示すグラフである。
【図１１】座屈荷重試験における各実施例の曲げ剛性比と芯材に対する補剛効率の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の各実施形態による座屈補剛材を添付図面に基づいて説明する。なお、本明細書において、座屈補剛材は芯材とその両側に取り付けた補剛材を備えた部材をいうものとする。
本発明の第一実施形態による座屈補剛材１を図１乃至図３に基づいて説明する。図１において、ドーム、例えば単層ラチスドーム２では鉄骨部材による単層の三角形パターン３を略半球面状に配列したラチスシェル構造が用いられる。三角形パターン３を構成する鉄骨部材は両端部が溶接による剛接合によって接合され、高荷重に対応する。
本発明の第一実施形態では、この三角形パターン３を構成する各鉄骨部材は例えば座屈補剛材１によって構成され、各座屈補剛材１は両端部が溶接による剛接合によって互いに接合されている。
【００１５】
本第一実施形態による座屈補剛材１は、軸力材である芯材５の両側に補剛材６がそれぞれ配設され、両側の補剛材６で芯材５を挟む構造を有している。芯材５と補剛材６はそれぞれ例えば略長方形板状をなす矩形断面形状とされ、芯材５より補剛材６の方が厚みが薄く形成されている。しかも、各補剛材６はその長手方向（図２において上下方向）の両端部を芯材５の両端部に溶接部７として溶接等で連結している。各補剛材６は上下の溶接部７以外は芯材５に連結されることなく互いに当接している。なお、「連結」とは、直接または他の部材を介した従来の手法が適用可能である。他の部材を介した連結の方法としては、例えばボルトとナット等の固定具を用いることや、接着剤を用いることが挙げられる。直接連結する方法としては、例えば溶接が挙げられる。
【００１６】
本実施形態による座屈補剛材１において、芯材５と補剛材６は同一材質で例えば鋼とし、図２及び図３（ａ）に示すように、芯材５の厚みをｔ１とし、補剛材６の厚みをｔ２とし、厚みｔ１の方が厚みｔ２より大きい（ｔ１>ｔ２）。芯材５と補剛材６は厚みに直交する幅の長さをｂとし、その上下方向（長辺方向）の長さをｌとする。
この場合、芯材５と補剛材６が同一材質であっても厚みの小さい補剛材６の方が曲げ剛性が小さく柔らかくなり、芯材５の中心に軸力(荷重)Ｎをかけると補剛材が曲げ変形する。
【００１７】
本第一実施形態による座屈補剛材１において、図３（ｂ）に示すように芯材５の上下面の中心に軸力Ｎの圧縮荷重が上下方向からかかった場合、両側の補剛材６は上下端部の溶接部７以外は芯材５に結合されていないために、偏心圧縮力によって芯材５の外側にそれぞれ凸状に湾曲する曲げ変形を生じる。これによって擬似的に断面二次モーメントが増加し、座屈荷重が増大する。このように補剛材６は偏心圧縮材を構成する。
ここで、「座屈」とは、座屈補剛材１が圧縮力を受ける場合に、急に補剛材６及び芯材５の変形の模様が変化して大きな撓みを生じる現象をいうものとする。「座屈荷重」とは、荷重と撓みの関係において、補剛材６が座屈により急激な撓みの増加が発生する際の荷重、すなわち圧縮力の値をいうものと定義する。
【００１８】
なお、本明細書においては、補剛材がそれぞれ外側に向かって曲げ変形した状態について、「擬似的に断面二次モーメントが増加する」と表現している。これは、対応する補剛材がそれぞれ外側に向かって曲げ変形し、芯材の厚み方向の中心と補剛材の外側側面までの距離Ｄが増加した状態においても、芯材と補剛材の当接面がずれることなく一体化していると近似して考えることができるからである。
【００１９】
本実施形態による座屈補剛材１は上述の構成を備えており、次に座屈補剛材１の座屈補剛方法について説明する。
例えば単層ラチスドーム２において座屈補剛材１による単層の三角形パターンを球面状に配列したラチスシェル構造で、座屈補剛材１の芯材５の長手方向の両端部に地震や強風等によって荷重Ｎが加わるものとする。この場合、芯材５の両側の補剛材６は荷重Ｎのかかる芯材５の外側にずれているため、偏心圧縮力により図３（ｂ）に示すように芯材５から離れる方向に曲げ変形することになり、擬似的に断面二次モーメントが増大して座屈荷重が増大する。特に補剛材６は上下端部の溶接部７間の中央が最も外側に湾曲して、芯材５の中央からの最大距離Ｄに膨らむからである。
以上のことから耐荷重性が増大するため、座屈補剛材１は単層ラチスドーム２等のような空間構造物の部材等の軸力が支配的な鉄骨部材への適用が好適である。
【００２０】
上述のように、本第一実施形態による座屈補剛材１によれば、芯材５の両端部に荷重が加わった場合にその両側に配設した補剛材６に偏心圧縮力が加わり、上下端部の溶接部７間で芯材５から離れる方向に曲げ変形を生じるため、疑似的に断面二次モーメントが増加して座屈荷重が増加する。
しかも、本実施形態による座屈補剛材１は構造がシンプルであり、組み立てや施工に手間がかからず製造コストが低廉であると共に意匠性に優れている。
【００２１】
なお、本発明による座屈補剛材１は上述の第一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や置換等が可能である。以下、本発明の他の実施形態や変形例について説明するが、上述した第一実施形態と同一または同様な部品や部材には同一の符号を用いて説明する。
【００２２】
図４は本発明の第二実施形態による座屈補剛材１Ａを示すものである。
図４（ａ）において、座屈補剛材１Ａは、芯材５の両側に一対の補剛材６が配設され、芯材５の上面と下面には板状の繋ぎ材９が溶接等で固定され、一対の補剛材６はその上下の端部が上下面の繋ぎ材９に溶接等によってそれぞれ固定されている。これによって芯材５と補剛材６は両端でそれぞれ繋ぎ材９を介して一体化される。
また、芯材５と補剛材６の間には小さな隙間(スリット)１０が形成され、この隙間１０は例えば０ｍｍ〜１ｍｍ程度に設定している。上下の繋ぎ材９は補剛材６と同一の厚みｔ２を有し、座屈補剛材１Ａの厚み方向の長さが両側の補剛材６の外側側面間の長さ（ｔ１＋２ｔ２＋隙間１０×２）、幅がｂとされている。
【００２３】
本第二実施形態による座屈補剛材１Ａは上述した構成を備えているから、図４（ｂ）に示すように、上下の繋ぎ材９を介して芯材５の上下面の中央に軸力(荷重)Ｎを加えると、荷重Ｎの方向から外側にずれた一対の補剛材６に偏心圧縮力がかかる。すると、芯材５の両側の補剛材６は上下両端部を繋ぎ材９に支持されて、その間の部分が芯材５から離れる方向に凸状に曲げ変形を起こし、特に長さ方向中央部が最も大きな曲げ変形（長さＤ）を起こす。そして、擬似的に断面二次モーメントが増加して補剛材６の座屈荷重が単材と比較して増加する。
本第二実施形態による座屈補剛材１Ａにおいても第一実施形態による座屈補剛材１と同様の作用効果を奏する。しかも、隙間１０の幅の分、芯材５からの距離Ｄを長くとることができるため座屈を効果的に抑制することができる。
なお、第二実施形態による座屈補剛材１Ａの変形例として、芯材５と両側の補剛材６との隙間１０の幅を０にして互いに当接させてもよい。
【００２４】
図５は本発明の第三実施形態による座屈補剛材１Ｂを示すものである。
図５（ａ）において、座屈補剛材１Ｂは両側の補剛材６に対して中央の芯材１５の長さが上下方向に長く延びている。しかも、補剛材６の長手方向両端部で両側の補剛材６と芯材１５を通してボルト１６を貫通させてナット１７を締め込んで固定している。この場合でも、芯材１５の厚みｔ１と補剛材の厚みｔ２の比はｔ１>ｔ２に設定されている。或は、ボルト１６とナット１７等の固定具による結合に代えて、補剛材６の上下両端部を溶接等で芯材１５に固定してもよい。
【００２５】
本第三実施形態による座屈補剛材１Ｂは上述した構成を有しており、図５（ｂ）に示すように、芯材１５の上下面の中央に軸力Ｎを加えると、荷重Ｎの方向から外側にずれた補剛材６に偏心圧縮力がかかる。芯材１５の両側の補剛材６は両端部をボルト１６とナット１７によって固定されているため、その間の部分の両側の補剛材６が荷重Ｎを受けて芯材１５から離れる方向に曲げ変形を起こす。そして、擬似的に断面二次モーメントが増加して補剛材６の座屈荷重が単材と比較して増加する。
なお、上述の第三実施形態による座屈補剛材１Ｂの構成に代えて、変形例として、芯材１５に対して補剛材６が上下にずれてボルト１６や溶接等で芯材１５にそれぞれ固定されていてもよい。この場合でも、芯材５に荷重Ｎがかかると両側の補剛材６は芯材１５から離れる方向に曲げ変形を起こし、座屈荷重を増大できる。
【００２６】
図６は本発明の第二実施形態の変形例による座屈補剛材１Ｃを第四実施形態として示すものである。
図６（ａ）、（ｂ）において、座屈補剛材１Ｃは、芯材５の両側に一対の補剛材６が配設され、芯材５の上面と下面には繋ぎ材９が溶接等で固定され、一対の補剛材６はその上下の端部が上下面の繋ぎ材９に溶接等によってそれぞれ固定されている。これによって芯材５と補剛材６は両端で一体化される。
しかも、芯材５と補剛材６の間には隙間(スリット)１９が形成され、この隙間１９は例えば２ｍｍ程度に設定して芯材５と両側の補剛材６を上下端部間でそれぞれ離間させている。上下の繋ぎ材９は補剛材６と同一の厚みｔ２を有し、座屈補剛材１Ａの厚み方向の長さが（ｔ１＋２×ｔ２＋４ｍｍ）、幅がｂとされている。
本第四実施形態において、隙間１９を２ｍｍ程度に設定したため、芯材５の上下端部の中央に繋ぎ材９を介して与えられる荷重Ｎに対する偏心距離が大きくなり、曲げモーメントも増大することによって、曲げ変形量が大きくなる。
【００２７】
次に図７に示す座屈補剛材１Ｄは、上述した各実施形態や変形例による座屈補剛材１〜１Ｃの変形例を示す水平断面図であり、これらの座屈補剛材１〜１Ｃは断面四角形状であり、断面略正四角形をなす芯材５，１５の対向する二面に同一幅の補剛材６を配設したが、これに代えて図７（ａ）に示すように四角形柱状の芯材５、１５の四面にそれぞれ補剛材６を配設してもよい。このように対となる補剛材６を複数組設けることで、複数方向の座屈を効果的に抑制することができる。
また、上述した各実施形態等による座屈補剛材１〜１Ｃの構成に代えて、図７（ｂ）に示す座屈補剛材１Ｅでは、芯材２１の形状を断面円形または楕円形等の柱状に形成し、芯材２１の外周面に、互いに１８０度回転させると同一の位置関係になる、対向する断面円弧状の補剛材２２を二対またはそれ以上設けてもよい。この他、芯材の形状に合わせて適宜補剛材の形状を選択することができる。
【００２８】
次に本発明の一実施例を用いて有限要素法解析による座屈荷重の値を演算する。
実施例として例えば図４に示す第二実施形態による座屈補剛材１Ａを用いるものとし、数値解析には有限要素法解析プログラムＡＮＳＹＳ１６．０を用いる。解析方法は幾何学的非線形を考慮した静的弾塑性解析である。図４に示す実施例としての座屈補剛材１Ａにおいて、材料は芯材５、補剛材６、繋ぎ材９として鋼を用いる。
比較例をなす単材として座屈補剛材１Ａから隙間１０を除いた外形形状及び外形寸法と同一寸法で同一材料のものを用いた。
また、芯材５の形状初期不整は最大振幅ｌ／１００００の正弦半波(材軸方向)とする。
【００２９】
図４に示す第二実施形態による座屈補剛材１Ａを実施例として、偏心圧縮補剛試験をシミュレーションで行った。図８（ａ）は実施例の座屈補剛材１Ａ、（ｂ）は比較例の座屈補剛材１Ｐを示すビームモデルである。実施例の座屈補剛材１Ａは芯材５と補剛材６を上下端部の繋ぎ材９で溶接固定したものである。比較例の座屈補剛材１Ｐは芯材５と補剛材６を、上下端から４０ｍｍの位置と各１６０ｍｍ間隔でボルト１６とナット１７で固定したものである。
図９に示す実施例において、芯材５のヤング率Ｅ１＝２０５（ｋＮ/ｍｍ２）、断面二次モーメントＩ１、補剛材６のヤング率Ｅ２＝２０５（ｋＮ/ｍｍ２）、断面二次モーメントＩ２、繋ぎ材９のヤング率Ｅ３＝２０５（ｋＮ/ｍｍ２）、断面二次モーメントＩ３とした。応力とひずみの関係はバイリニア型とし、材料特性は下記表１に示す通りである。
【００３０】
【表１】
2017128885.tif 000003
【００３１】
また、芯材５と補剛材６の長さｌを２０００ｍｍ、繋ぎ材９の幅２ｅを（ｔ１＋２ｔ２＋２ｍｍ）、長さｂを１５０ｍｍ、座屈荷重をＰｙｃｒとした。
実施例と比較例の座屈補剛材１Ａ、１Ｐにおける芯材５の厚みｔ１、補剛材６の厚みｔ２、芯材５と補剛材６の隙間は１ｍｍとして、芯材５と補剛材６の曲げ剛性比（Ｅ１Ｉ１/ｌ）／（Ｅ２Ｉ２/ｌ）は下記の表２に示す通りとした。本試験では、芯材５の厚みｔ１を一定にして補剛材６の厚みｔ２を変化させて曲げ剛性比（Ｅ１Ｉ１/ｌ）／（Ｅ２Ｉ２/ｌ）の変化による座屈荷重の変化を演算した。実施例による繋ぎ材９の幅２ｅは補剛材６の厚みｔ２の変化に応じて可変であり、比較例による座屈補剛材１Ｐの幅は９２ｍｍ（固定）とした。
【００３２】
【表２】
2017128885.tif 000004
【００３３】
図１０は実施例と比較例において、実施例をｔ１/ｔ２＝１．２５に設定し、図１０で示す実施例の各サンプルをｔ１/ｔ２（＝１．２５）と、下記の繋ぎ材と座屈補剛材の曲げ剛性比の関係式（１）を設定して選定した。図１０の右上欄に示す式は各サンプルを算出する「ｔ１/ｔ２と関係式（１）」のモデルを表している。
また、１６０ｍｍ間隔でボルト止めした比較例はボルト１６の軸径をＭ１６（φ１６ｍｍ）とＭ２４（φ２４ｍｍ）に設定した。
そして、図１０で示すグラフにおいて、芯材５の長手方向中央における補剛材６の曲げ変化の最大値(変位)をδＸ（ｍｍ）を横軸にとり、座屈補剛材１Ａ、１Ｐの芯材５と補剛材６を合わせた単体の大きさを持つ単材の座屈荷重ＰＹｃｒ(単)に対する座屈補剛材１Ａ、１Ｐの荷重ＰＹの大きさ（ＰＹ/ＰＹｃｒ）を縦軸にとって各実施例と比較例の演算結果を表記した。
【００３４】
（Ｅ３Ｉ３/ｅ）/{（Ｅ１Ｉ１＋２Ｅ２Ｉ２）/ｌ}  ……（１）
【００３５】
図１０に示す結果から、比較例のボルトＭ１６，２４で固定した座屈補剛材１Ｐは荷重ＰＹが０．３８２、０．４２３となった。これに対し、各実施例では、１．２５（ｔ１/ｔ２）−３７８（ｔ３＝１３０ｍｍ）（(1)式）、１．２５＿１３７５（ｔ３＝２００ｍｍ）等の４種で座屈荷重が１を超える大きさになり、最小値の座屈荷重となる１．２５＿２１．５（ｔ３＝５０ｍｍ）でも０．６ＰＹ/ＰＹｃｒ以上になった。そのため、本実施形態の座屈補剛材１Ａによれば比較例の単材と比較して座屈荷重が増大することを確認できた。
【００３６】
次に、図１１に示すグラフは曲げ剛性比と芯材５に対する補剛効率を示す図である。図１１は、各実施例１Ａのサンプルを表２に示す芯材５と補剛材６の曲げ剛性比（Ｅ１Ｉ１/ｌ）/（Ｅ２Ｉ２/ｌ）によって複数選択した。図１１の右上欄に各サンプルを算出する曲げ剛性比の式を示した。
そして、グラフの縦軸に補剛効率として、上述した単材の座屈荷重ＰＹｃｒ(単)に対する座屈補剛材１Ａの座屈荷重ＰＹｃｒの大きさ（ＰＹｃｒ/ＰＹｃｒ(単)）×（ｔ１/ｔ２）をとり、横軸に繋ぎ材９と座屈補剛材１Ａの曲げ剛性比（上記（１））を設定して各実施例の演算結果を表記した。
図１１に示す結果から、芯材５と補剛材６の曲げ剛性比が１．００〜２．４６の範囲で補剛効率が６から７の範囲となる最も高い値を得られた。また、上記曲げ剛性比が１．００未満の０．２９６や０．１２５、２．４６より大きい４．６３や８．００等の場合であっても４．５〜５．５の範囲となる比較的高い補剛効率を実現できた。横軸の繋ぎ材と座屈補剛材の曲げ剛性比が１００程度以上になると補剛効率が最大になる。
これら表２、図１０、図１１に示す試験結果から本発明の高い補剛効率を確認できた。
【００３７】
なお、上述した各実施形態において、座屈補剛材１〜１Ｅにおける芯材５，１５、補剛材６、繋ぎ材９の材料として鋼を用いたが、本発明はこのようなものに限定されない。材料は鉄、アルミ等の金属、コンクリート、木、樹脂材等でもよい。
また、芯材５，１５と補剛材６について異なる材料を用いてもよく、その場合、芯材５，１５よりもその両側に配設した補剛材６の方が曲げ剛性が小さい方が好ましいが、同一またはより大きくてもよい。また、座屈補剛材１〜１Ｅは、長手方向に複数連結して用いても良い。
なお、座屈補剛材１〜１Ｅにおける芯材５，１５と補剛材６との間において同一材料であれば補剛材６の厚さを芯材５，１５より小さくし、異種の材料であれば補剛材６を芯材５，１５よりも曲げ剛性が小さくなるように厚みを設定することで、芯材５，１５に荷重がかかった際に補剛材６に偏心圧縮力がかかることによって芯材５，１５に先行して曲げ変形させて座屈荷重を増大できるため、好ましい。
芯材５，１５および補剛材６がそれぞれ金属材料である場合、連結の方法として溶接が好ましく、芯材５，１５と補剛材６のうち少なくとも一方が金属以外の材料である場合、連結の方法としてボルトとナット等の固定具を用いることが好ましい。
【符号の説明】
【００３８】
１、１Ａ、１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ  座屈補剛材
５、１５、２１  芯材
６、２２  補剛材
９  繋ぎ材
１０  隙間(スリット)
１６  ボルト
１７  ナット
【図１】
2017128885.tif 000005
【図２】
2017128885.tif 000006
【図３】
2017128885.tif 000007
【図４】
2017128885.tif 000008
【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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