JP4830498B2 - Double steel pipe brace material - Google Patents
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Description
本発明は、建築構造物に設置されて地震発生時の地震エネルギを吸収する、軸力管と、該軸力管を補剛する補剛管とを有する二重鋼管型ブレース部材に関する。 The present invention relates to a double steel pipe brace member that is installed in a building structure and absorbs seismic energy when an earthquake occurs, and has an axial force tube and a stiffening tube that stiffens the axial force tube.
建築構造物に設置されて地震発生時等に地震の振動エネルギを吸収するダンパーとして、二重鋼管型ブレース部材が従来から用いられている。二重鋼管型ブレース部材は、地震エネルギを吸収する軸力管と、軸力管を補剛して座屈を防止するための補剛管による二重管構造とされており、軸力管の中に補剛管を挿入する場合(内管としての補剛管)と、補剛管の中に軸力管を挿入する場合(外管としての補剛管)とがある。二重鋼管型ブレース部材は、軸力管が吸収できる地震エネルギを増大させるため、軸力管の全長に渡る座屈だけでなく、軸力管に局部的に発生する座屈である非軸対称局部座屈(以下、局部座屈と記載する。)を防止して、軸力管の全長において圧縮塑性変形の発生を促進するための開発が行なわれている。 A double steel pipe brace member has been conventionally used as a damper that is installed in a building structure and absorbs vibration energy of an earthquake when an earthquake occurs. The double steel tube brace member has a double tube structure with an axial force tube that absorbs seismic energy and a stiffening tube that stiffens the axial force tube to prevent buckling. There are a case where a stiffening tube is inserted (a stiffening tube as an inner tube) and a case where an axial force tube is inserted in a stiffening tube (a stiffening tube as an outer tube). The double steel pipe brace member increases the seismic energy that can be absorbed by the axial force tube, so that it is not only buckling over the entire length of the axial force tube but also a buckling that occurs locally in the axial force tube. Developments have been made to prevent local buckling (hereinafter referred to as local buckling) and promote the occurrence of compressive plastic deformation over the entire length of the axial force tube.
このような二重鋼管型ブレース部材として、特に力のかかる両端部を保護するために、たとえば、軸力管が外管であるとき(内管としての補剛管)、軸力管の両端を厚肉鋼管によって形成したり、軸力管の両端外周に鋼管材や帯鋼材を設置したりする「端部補剛」により局部座屈を防止するものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。 As such a double steel pipe type brace member, in order to protect both ends to which particularly force is applied, for example, when the axial force tube is an outer tube (stiffening tube as an inner tube), both ends of the axial force tube are It is known that a local buckling is prevented by “end stiffening” which is formed by a thick steel pipe or a steel pipe material or a strip steel material is installed on both ends of an axial force pipe (for example, Patent Document 1). reference.).
また、軸力管が内管であるとき(外管としての補剛管)、軸力管の両端に固定された継手部材の外周に溶接ビードを肉盛りし、該溶接ビードの外周を切削加工して外管である補剛管との隙間を可及的に小さくすることにより「最少隙間」を形成して局部座屈を防止する技術が知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特許文献1に記載されている「端部補剛」で局部座屈をある程度は防止できるが、補剛した軸力管部分の強度が増加するため、軸力管の全長において圧縮塑性変形の発生を促進することが困難になるという問題がある。また、特許文献1に記載されている、軸力管の両端部にそれぞれ固定されたスタブコーン(エンドプレート)を有し、スタブコーンに固定されたノード(継手部分)を有しているような二重鋼管型ブレース部材では、スタブコーンは、軸力管に対して比較的剛性が高いので、スタブコーンと軸力管の境界部に近い軸力管部分に圧縮塑性変形が集中することにより、特に軸力管の径厚比が比較的大きい場合、局部座屈を誘発しやすいという問題がある。 The “end stiffening” described in Patent Document 1 can prevent local buckling to some extent, but the strength of the stiffened axial force tube portion increases, so that compression plastic deformation occurs in the entire length of the axial force tube. There is a problem that it becomes difficult to promote. Moreover, it has the stub cone (end plate) each fixed to the both ends of the axial force pipe | tube described in patent document 1, and has a node (joint part) fixed to the stub cone. In the double steel pipe type brace member, the stub cone is relatively rigid with respect to the axial force tube. In particular, when the diameter / thickness ratio of the axial force tube is relatively large, there is a problem that local buckling tends to be induced.
また、特許文献2に記載のように「最少隙間」を形成して局部座屈を防止する方法では、溶接ビードによって軸力管と補剛管との隙間を最少にするものであるので最少隙間部分は短いものの、二重鋼管型ブレース部材の製造の際、軸力管を補剛管に挿入するためにはある程度広い隙間(例えば、5〜10mm)である方が製造が容易であり、0.5mm以下の最少隙間を有するような二重鋼管型ブレース部材では製造コストが増加するという問題がある。
Further, in the method for preventing local buckling by forming a “minimum gap” as described in
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、軸力管の両端部に継手が固定された二重鋼管型ブレース部材において、軸力管自体の強度を増加させることなく局部座屈を防止することが可能であり、しかも軸力管と補剛管との隙間を小さく設定する必要が無く従来技術を用いて製造できる二重鋼管型ブレース部材を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and in a double steel tube brace member in which joints are fixed to both ends of an axial force tube, local buckling is prevented without increasing the strength of the axial force tube itself. Another object of the present invention is to provide a double steel pipe brace member that can be manufactured using conventional techniques without the need to set the gap between the axial force pipe and the stiffening pipe small.
このような課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
(1)両端部にそれぞれ固定された十字ガセットプレートにより構造部材に設置されて軸方向の力を受ける軸力管と、該軸力管がその内部全長を貫通している補剛管または該軸力管の内部全長に収容されている補剛管とを有し、前記軸力管に軸圧縮応力が作用した際の座屈の発生を前記補剛管により抑制する二重鋼管型ブレース部材であって、前記軸力管の両端部に前記十字ガセットプレートの一部が挿入されていることを特徴とする二重鋼管型ブレース部材。
(2)軸力管が貫通している補剛管を有する場合に、十字ガセットプレートの軸力管に挿入した側の先端部に、補剛管の内径よりも小さい鋼製リングを設置することを特徴とする(1)に記載の二重鋼管型ブレース部材。
(3)軸力管が貫通している補剛管を有する場合に、軸力管の両端部が、前記補剛管の内径よりも小さい鋼板で閉塞していること特徴とする(1)または(2)に記載の二重鋼管型ブレース部材。
(4)軸力管の内部に収容されている補剛管を有する場合に、十字ガセットプレートの軸力管に挿入した側の先端部に、軸力管の内径よりも小さい鋼製リングを設置することを特徴とする(1)に記載の二重鋼管型ブレース部材。
(5)軸力管の内部に収容されている補剛管を有する場合に、軸力管の両端部が鋼板で閉塞していること特徴とする(1)または(4)に記載の二重鋼管型ブレース部材。
The features of the present invention for solving such problems are as follows.
(1) An axial force tube that is installed on a structural member by cross gusset plates fixed to both ends and receives axial force, and a stiffening tube or shaft that has the axial force tube penetrating the entire inner length thereof A double steel pipe brace member that has a stiffening pipe that is housed in the entire inner length of the force pipe, and that suppresses the occurrence of buckling when axial compressive stress is applied to the axial force pipe by the stiffening pipe. A double steel pipe brace member in which a part of the cross gusset plate is inserted into both ends of the axial force pipe.
(2) In the case of having a stiffening tube through which the axial force tube penetrates, a steel ring smaller than the inner diameter of the stiffening tube is installed at the tip of the cross gusset plate on the side inserted into the axial force tube. (2) The double steel pipe brace member according to (1).
(3) When the axial force pipe has a stiffening tube that penetrates, both ends of the axial force tube are closed with a steel plate smaller than the inner diameter of the stiffening tube (1) or The double steel pipe brace member according to (2).
(4) When having a stiffening tube housed inside the axial force tube, a steel ring smaller than the inner diameter of the axial force tube is installed at the tip of the cross gusset plate on the side inserted into the axial force tube The double steel pipe brace member according to (1), characterized in that:
(5) The duplex unit according to (1) or (4), wherein both ends of the axial force tube are closed with a steel plate when having a stiffening tube accommodated inside the axial force tube. Steel pipe type brace member.
本発明によれば、二重鋼管型ブレース部材の軸力管の管端部において、特定の部分に変形が集中することがないので、局部座屈が誘発されにくくなる。局部座屈の発生を防止することで、軸力管の全長において圧縮塑性変形の発生を促進することができるので、地震エネルギーの吸収量を増大でき、制振効果が促進される。 According to the present invention, since the deformation does not concentrate on a specific portion at the tube end portion of the axial force tube of the double steel tube brace member, local buckling is less likely to be induced. By preventing the occurrence of local buckling, the occurrence of compressive plastic deformation can be promoted over the entire length of the axial force tube, so that the amount of seismic energy absorbed can be increased and the damping effect can be promoted.
また、十字ガセットプレートの一部が軸力管と補剛管との隙間部分に存在することで、軸力管を補剛することができ、しかも軸力管と補剛管との隙間の管理幅(許容範囲)を比較的広くすることができる。 In addition, since a part of the cross gusset plate exists in the gap between the axial force tube and the stiffening tube, the axial force tube can be stiffened, and the clearance between the axial force tube and the stiffening tube can be managed. The width (allowable range) can be made relatively wide.
よって、特別の工夫をすることなく二重鋼管型ブレース部材を構造部材に剛接合することができる。同時に、軸力管自体の地震エネルギの吸収量が増大されるから、制振効果が促進される。 Therefore, the double steel pipe brace member can be rigidly joined to the structural member without any special measures. At the same time, since the amount of seismic energy absorbed by the axial force tube itself is increased, the damping effect is promoted.
また、二重鋼管型ブレース部材を製造する際に必要となる軸力管と補剛管との隙間間隔を十分に設けることができるから、軸力管を補剛管に挿入する作業が容易である。 In addition, since the gap space between the axial force tube and the stiffening tube necessary for manufacturing the double steel pipe brace member can be provided sufficiently, it is easy to insert the axial force tube into the stiffening tube. is there.
本発者らは、建築構造物等の構造部材に設置されて軸方向の力を受ける軸力管と、軸力管に軸圧縮応力が作用した際の座屈の発生を抑制する補剛管からなる二重鋼管型ブレース部材が、軸力管の両端部にそれぞれ固定された十字ガセットプレートを有する際に、軸力管の端部に十字ガセットプレートの一部を挿入することで、局部座屈の発生を防止できることを見出し、本発明を完成した。二重鋼管型ブレース部材には、軸力管が貫通している補剛管(外管としての補剛管)の場合と、軸力管の内部に収容されている補剛管(内管としての補剛管)の場合とがあるが、いずれの場合においても本発明を用いることが可能である。 The present inventors are an axial force tube that is installed on a structural member such as a building structure and receives axial force, and a stiffening tube that suppresses the occurrence of buckling when axial compressive stress is applied to the axial force tube. When the double steel pipe type brace member comprising cross gusset plates fixed to both ends of the axial force pipe is inserted into the end of the axial force pipe, a part of the cross gusset plate is inserted. The inventors have found that bending can be prevented and completed the present invention. The double steel pipe type brace member includes a stiffening tube (stiffening tube as an outer tube) through which an axial force tube penetrates and a stiffening tube (inner tube) accommodated inside the axial force tube. However, in any case, the present invention can be used.
外管としての補剛管を有する二重鋼管型ブレース部材では、十字ガセットプレートの軸力管に挿入した側の先端部に、補剛管の内径よりも小さい鋼製リングを設置することが好ましく、軸力管の両端部が、前記補剛管の内径よりも小さい鋼板で閉塞していることが好ましい。 In a double steel pipe brace member having a stiffening pipe as an outer pipe, it is preferable to install a steel ring smaller than the inner diameter of the stiffening pipe at the tip of the cross gusset plate on the side inserted into the axial force pipe. It is preferable that both ends of the axial force tube are closed with a steel plate smaller than the inner diameter of the stiffening tube.
内管としての補剛管を有する二重鋼管型ブレース部材では、十字ガセットプレートの軸力管に挿入した側の先端部に、軸力管の内径よりも小さい鋼製リングを設置することが好ましく、軸力管の両端部が鋼板で閉塞していることが好ましい。 In a double steel pipe brace member having a stiffening pipe as an inner pipe, it is preferable to install a steel ring smaller than the inner diameter of the axial force pipe at the tip of the cross gusset plate on the side inserted into the axial force pipe. It is preferable that both ends of the axial force tube are closed with a steel plate.
本発明の一実施形態を、実施形態1として図面を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described as Embodiment 1 with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態であり、外管としての補剛管を有する二重鋼管型ブレース部材の一端部を模式的に示す一部断面の側面図(a)、および(a)におけるA−A部分の断面図(b)である(実施形態1)。なお、図中、構造を明瞭にするために各部位の寸法は誇張されているから、それぞれの大小関係は図示するものに限定されるものではない。また、以下の各図において、同じ部分または相当する部分にはこれと同じ符号を付し、一部の説明を省略する。 FIG. 1 is an embodiment of the present invention, and is a partial cross-sectional side view schematically showing one end portion of a double steel pipe brace member having a stiffening pipe as an outer pipe, and (a). It is sectional drawing (b) of the AA part in (embodiment 1). In the drawings, the dimensions of each part are exaggerated for the sake of clarity of structure, and the magnitude relationship is not limited to that illustrated. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and a part of the description is omitted.
図1において、二重鋼管型ブレース部材10は、軸方向の力を受ける軸力管1と、軸力管1が挿入されている補剛管2と、軸力管1の両端部にそれぞれ挿入された継手部分である十字ガセットプレート4とを有している。
In FIG. 1, a double steel
上記したように従来の継手部分を有する二重鋼管型ブレース部材は、軸力管1の両端部にエンドプレート(特許文献1においてはスタブコーン)を溶接し、エンドプレートに接続部を形成して継手を構成するものであるため、エンドプレートと軸力管の境界部に近い軸力管部分に圧縮塑性変形が集中することにより、局部座屈を誘発しやすいという問題があるが、本発明では軸力管1の両端部に十字ガセットプレートを所定の長さ差し込むことで継手部分を構成している。たとえば、軸力管1の両端部に差し込み長さに相当する切込みを4箇所ずつ形成することで、十字ガセットプレート4を軸力管1に差し込むことができる。 As described above, the double steel pipe brace member having the conventional joint portion is formed by welding end plates (stub cones in Patent Document 1) to both ends of the axial force pipe 1 and forming connection portions on the end plates. Since it constitutes a joint, there is a problem that local buckling is likely to be induced by concentrating compressive plastic deformation on the axial force tube portion near the boundary between the end plate and the axial force tube. A joint portion is configured by inserting a cross gusset plate to both ends of the axial force tube 1 for a predetermined length. For example, the cross gusset plate 4 can be inserted into the axial force tube 1 by forming four cuts corresponding to the insertion length at both ends of the axial force tube 1.
十字ガセットプレート4は鋼板で構成されるものであり、軸力管1の所定範囲まで十字ガセットプレート4の端部を挿入している。十字ガセットプレート4の挿入部分は軸力管1と溶接接合されている。これにより、軸力管1と十字ガセットプレート4の力の伝達が端部のみに集中することが無くなり、所定の長さの差し込み部分で分散して力を伝達させることができ、特定の部分に変形が集中し難くなるため局部座屈が防止される。また、管軸に垂直な面外の変形(例えば、円形のままの径拡化や周長が伸びるような楕円化等)も生じ難くなる。 The cross gusset plate 4 is made of a steel plate, and the end of the cross gusset plate 4 is inserted to a predetermined range of the axial force tube 1. The insertion portion of the cross gusset plate 4 is welded to the axial force tube 1. As a result, the transmission of the force between the axial force tube 1 and the cross gusset plate 4 is not concentrated only on the end portion, and the force can be dispersed and transmitted at the insertion portion of a predetermined length. Local buckling is prevented because deformation becomes difficult to concentrate. In addition, out-of-plane deformation perpendicular to the tube axis (for example, enlargement of the diameter in a circular shape or ovalization in which the circumference is extended) is less likely to occur.
よって、地震発生時に建築構造物が変形して、軸力管1に軸方向の圧縮力および曲げが作用した場合でも、軸力管1は、補剛管2により管軸方向および円周方向で補剛されており、しかも軸力管1の両端部のみに応力が集中することが無いので局部座屈が生じ難くなり、軸力管1の広い範囲(軸方向の長い範囲に同じ)で圧縮塑性変形が生じ、地震エネルギを十分に吸収することができることになる。
Therefore, even when the building structure is deformed when an earthquake occurs and axial compression force and bending are applied to the axial force tube 1, the axial force tube 1 is supported by the
また、本発明の二重鋼管型ブレース部材は局部座屈が生じ難いため、従来よりも軸力管1の肉厚を薄くして二重鋼管型ブレース部材を製造しても、所定の制振性能を発揮することが可能になる。 In addition, since the double steel pipe brace member of the present invention is unlikely to be locally buckled, even if the double steel pipe brace member is manufactured by making the thickness of the axial force pipe 1 thinner than before, the predetermined vibration damping is achieved. It becomes possible to demonstrate performance.
なお、十字ガセットプレート4の形状は図1に限定するものではなく、軸力管1への取付け方法も溶接を主として行なえばよいが、この方法に限定するものではない。 The shape of the cross gusset plate 4 is not limited to that shown in FIG. 1, and the attachment method to the axial force tube 1 may be mainly performed by welding, but is not limited to this method.
十字ガセットプレート4の先端部(差し込み先端部)には、補剛管2の内径よりも小さい鋼製リング5を取付けてもよい。十字ガセットプレート4の先端部の力を分散し、より軸力管1と十字ガセットプレート4の力の伝達がスムースになる。
A
また、軸力管1の径厚比が大きい場合は局部座屈が誘発されやすいので、必要に応じて軸力管1の両端部を補剛管2の内径よりも小さい鋼板で形成した管端蓋6で閉塞すると軸力管1の径拡化や楕円化等が防止できる。
Further, since the local buckling is likely to be induced when the diameter-thickness ratio of the axial force tube 1 is large, a tube end in which both ends of the axial force tube 1 are formed of steel plates smaller than the inner diameter of the stiffening
また、軸力管1と補剛管2との隙間の大きさは、軸力管1を補剛管2に挿入する作業が可能な程度で、軸力管1が波状に塑性変形(軸対称塑性変形に同じ)することが可能な程度にすることができる。
Further, the size of the gap between the axial force tube 1 and the
さらに、上記十字ガセットプレート4の表面には、補剛管内周面との摩擦を低減するためにアンボンド処理を施してもよい。 Furthermore, the surface of the cross gusset plate 4 may be subjected to an unbonding process in order to reduce friction with the inner peripheral surface of the stiffening tube.
軸力管1には、低降伏点鋼材からなる鋼管を用い、補剛管2にはSTK400以上の引張強度を有する鋼管を用いることが好ましい。
The axial force pipe 1 is preferably a steel pipe made of a low yield point steel material, and the
なお、十字ガセットプレート4は建築構造物に設置された十字ガセットプレートに突き合わされ、スプライスプレートを介して接合されるものである。このとき、十字ガセットプレート4に設けられた貫通孔41に接続用のボルトが挿入されるものである。また、十字ガセットプレート4の端部に「取付け用プレート」を固定し、該取付け用プレートを建築構造物に固定して設置用プレートに当接して、両者をボルトによって接合してもよい。
The cross gusset plate 4 is abutted against the cross gusset plate installed in the building structure and joined via a splice plate. At this time, a connecting bolt is inserted into the through
さらに、本発明における建築構造物との接合手段は限定するものではなく、ピン接合してもよい。 Furthermore, the joining means with the building structure in the present invention is not limited, and pin joining may be performed.
また、補剛管2が軸力管1から抜け出さないように、ストッパ(図示せず)を設けることができる。なお、抜け出し防止手段は設けることが望ましいが、ストッパに限定するものではなく、補剛管2と軸力管1との一部を連結してもよい。
Further, a stopper (not shown) can be provided so that the stiffening
つぎに、二重鋼管型ブレース部材10の製造方法の一例を説明する。十字ガセットプレート4を挿入する手順は、軸力管1の端部に十字ガセットプレート4を挿入する工程と、軸力管1と十字ガセットプレート4とを溶接する工程とからなる。より詳しくは下記(a)〜(c)の工程とする。
(a)挿入される十字ガセットプレート4の形状に合わせて軸力管1の端部を切断する。
(b)上記の軸力管切断部に十字ガセットプレート4を挿入する。
(c)そして、十字ガセットプレート4を軸力管に半自動の炭酸ガスアーク溶接等を用いてフレア溶接する。
Below, an example of the manufacturing method of the double steel pipe
(A) The end portion of the axial force tube 1 is cut according to the shape of the cross gusset plate 4 to be inserted.
(B) The cross gusset plate 4 is inserted into the axial force tube cutting portion.
(C) Then, the cross gusset plate 4 is flare welded to the axial force tube using a semi-automatic carbon dioxide arc welding or the like.
なお、十字ガセットプレート4の最適挿入長さは、軸力管の最大耐力においても溶接部が破断しない溶接有効断面が確保できる条件から求めることができる。 Note that the optimum insertion length of the cross gusset plate 4 can be obtained from the conditions that can secure an effective weld cross-section where the welded portion does not break even at the maximum proof stress of the axial force pipe.
十字ガセットプレート4を軸力管1に取り付けた後、補剛管2に軸力管1を挿入して、通常の二重鋼管型ブレース部材と同様にして製造する。補剛管2と軸力管1を材中央部で栓溶接することが好ましい。
After the cross gusset plate 4 is attached to the axial force tube 1, the axial force tube 1 is inserted into the stiffening
次に、本発明の他の一実施形態を、実施形態2として説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described as a second embodiment.
図2は本発明の他の一実施形態であり、内管としての補剛管を有する二重鋼管型ブレース部材を模式的に示す一部断面の側面図(a)、および(a)におけるA−A部分の断面図(b)である(実施形態2)。 FIG. 2 is another embodiment of the present invention, and is a partial cross-sectional side view schematically showing a double steel pipe brace member having a stiffening pipe as an inner pipe, and A in FIG. It is sectional drawing (b) of -A part (Embodiment 2).
図2において、二重鋼管型ブレース部材20は、軸方向の力を受ける軸力管1が外側に配置され、軸力管1の内部に補剛管2が収容されている。補剛管2は2つの部分からなり、補剛管2bの一部に補剛管2aが挿入されている。軸力管1の両端部および補剛管2の端部にそれぞれ挿入された継手部分である十字ガセットプレート4を有している。
In FIG. 2, the double steel
十字ガセットプレート4は鋼板で構成され、軸力管1および補剛管2の所定範囲まで十字ガセットプレート4の端部を挿入している。十字ガセットプレート4の挿入部分は軸力管1および補剛管2と溶接接合されている。これにより、軸力管1と十字ガセットプレート4の力の伝達が端部のみに集中することが無くなり、特定の部分に変形が集中し難くなるため局部座屈が防止され、実施形態1と同様の効果がある。
The cross gusset plate 4 is made of a steel plate, and the end of the cross gusset plate 4 is inserted to a predetermined range of the axial force tube 1 and the
十字ガセットプレート4の先端部(差し込み先端部)には、鋼製リング5を取付けてもよい。十字ガセットプレート4の先端部の力を分散し、より軸力管1と十字ガセットプレート4の力の伝達がスムースになる。
A
また、軸力管1の径厚比が大きい場合は局部座屈が誘発されやすいので、必要に応じて軸力管1の両端部を補剛管2の内径よりも小さい鋼板で形成した管端蓋6で閉塞すると軸力管1の径拡化や楕円化等が防止できる。
Further, since the local buckling is likely to be induced when the diameter-thickness ratio of the axial force tube 1 is large, a tube end in which both ends of the axial force tube 1 are formed of steel plates smaller than the inner diameter of the stiffening
本発明の一実施形態である、上記の図1に示す二重鋼管型ブレース部材(実施形態1)の十字ガセットプレート部の性能を確認するための試験を行なった。試験に供した試験体の一部断面の側面図を図3に示す。 A test for confirming the performance of the cross gusset plate portion of the double steel pipe brace member (Embodiment 1) shown in FIG. 1, which is an embodiment of the present invention, was performed. FIG. 3 shows a side view of a partial cross section of the test specimen subjected to the test.
図3において、試験に供した二重鋼管型ブレース部材30(以下、試験体30と称する。)は、軸力管1が、外径190.7mm、厚さ6.0mm、長さ707mm(うち、十字ガセットプレート挿入長さ135mm)の、100N/mm2級低降伏点鋼管(JFEスチール(株)社製、商品名「RIVERFLEX100−S」、RF100−S)であり、補剛管2が、外径250.0mm、厚さ6.0mm、長さ707mm、STK400の鋼管である。
In FIG. 3, a double steel pipe brace member 30 (hereinafter referred to as “
また、十字ガセットプレート4が、厚さ12mm、400mm×210mmの長方形板、SS400を1枚と、厚さ12mm、400mm×109mmの長方形板、SS400を2枚とを接合したものである。また、十字ガセットプレート4の端部に試験機に取付けるためのつかみ部42の鋼板が固定されている。
The cross gusset plate 4 is a 12 mm thick, 400 mm × 210 mm rectangular plate, one SS400, and a 12 mm thick, 400 mm × 109 mm rectangular plate, two SS400. In addition, a steel plate of the
図4は、試験体30との比較のために作製した、比較試験体31の形状を示す一部断面の側面図である。軸力管1と十字ガセットプレート4は、軸力管1の端部に溶接したエンドプレート3を介して接合されている。エンドプレート3は、厚さ32mm、外径210mm、SN490Cの円形鋼板である。
FIG. 4 is a side view of a partial cross section showing the shape of the
試験体30は、十字ガセットプレート4を挿入するために、挿入される十字ガセットプレート4の形状に合わせて軸力管1の端部を、幅14mm、長さ137mmで4箇所切断し、軸力管切断部に十字ガセットプレート4を挿入し、十字ガセットプレート4を軸力管に半自動の炭酸ガスアーク溶接にてフレア溶接して製造した。試験体31は、軸力管1の端部に、十字ガセットプレート4を溶接したエンドプレート3を半自動の炭酸ガスアーク溶接にて完全溶込み溶接して製造した。
In order to insert the cross gusset plate 4, the
試験体30の両端にそれぞれ固定されたつかみ部42は、加力装置に結合した。加力装置により軸力管1には、軸方向の圧縮力を作用させた。比較試験体31についても、同様に試験を行なった。測定した応力−歪み線図を図5に示す。
The
図5において、縦軸は軸力管に発生する応力(付加された荷重を軸力管1の断面積で除した計算値)である。また、横軸は、十字ガセットプレート4に設けた標点間距離の伸び量を当初の長さで除した歪度である。 In FIG. 5, the vertical axis represents the stress generated in the axial force tube (calculated value obtained by dividing the applied load by the cross-sectional area of the axial force tube 1). Further, the horizontal axis represents the skewness obtained by dividing the elongation of the distance between the gauge points provided on the cross gusset plate 4 by the initial length.
図5中に本発明例として示した試験体30についての結果によれば、軸力管1には圧縮力が加わって、圧縮降伏し、僅かに耐力上昇しながら塑性変形が進み、8%の歪度の段階「ア」において、応力の増加が停止し、軸力管1に座屈が発生した。
According to the result of the
一方、図5中に比較例として示した比較試験体31については、軸力管1は試験体30と同様な挙動を示し、試験体30に準じた応力−歪み曲線が描かれた。しかしながら、5%の歪度である段階「あ」において、局部座屈を開始した。
On the other hand, for the
以上の試験結果より、十字ガセットプレート4をエンドプレート3を介さずに軸力管1と所定の長さで接合することによって、軸力管1の座屈発生を遅延させることができ、本発明の効果が顕著であることが示された。 From the above test results, the occurrence of buckling of the axial force tube 1 can be delayed by joining the cross gusset plate 4 to the axial force tube 1 with a predetermined length without using the end plate 3. It was shown that the effect of is remarkable.
1 軸力管
2(2a、2b) 補剛管
3 エンドプレート
4 十字ガセットプレート
5 鋼製リング
6 管端蓋
10 二重鋼管型ブレース部材(実施形態1)
20 二重鋼管型ブレース部材(実施形態2)
30 二重鋼管型ブレース部材(試験体)
31 二重鋼管型ブレース部材(比較試験体)
41 貫通孔
42 つかみ部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Axial force pipe 2 (2a, 2b) Stiffening pipe 3 End plate 4
20 Double steel pipe brace member (Embodiment 2)
30 Double steel pipe brace member (test body)
31 Double steel pipe brace member (Comparative specimen)
41 Through
Claims (5)
5. The double steel pipe brace according to claim 1, wherein both ends of the axial force pipe are closed with a steel plate when having a stiffening pipe accommodated inside the axial force pipe. Element.
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