JP5276139B2 - 座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースを用いた建築構造物 - Google Patents

Description

本発明は座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースを用いた建築構造物に関し、特に、該座屈拘束ブレースを解体せずにその芯材の状況を観察することができる座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースを用いた建築構造物に関する。

座屈拘束ブレースは、建築構造物の骨組に組込まれ、地震等によってその骨組に大きな変形が生じたときに生じるせん断応力などの振動エネルギを吸収するダンパである。

例えば図１に示されているように、座屈拘束ブレース９は、通常長手方向の圧縮荷重及び引張荷重を受けて伸縮するように塑性変形する鋼材から作成された芯材９３と、長手方向の圧縮荷重を受けた芯材９３が座屈するのを防止するべくブレース芯材を挟んで補強する座屈拘束用の補強材９２とを備えている。

このように構成された座屈拘束ブレースは、振動エネルギを吸収すると共に破損する恐れがあるため、定期的に点検する必要がある。一方、座屈拘束ブレースは通常建築構造物の壁の内側に配置されている上、補強材９２を取り外さないと芯材９３の状態がわからない場合が多い。しかし、補強材９２はそもそも芯材９３を強く拘束するものであるため、補強材９２を取り外すことは困難であり、そのため、地震など芯材９３が破損する恐れがある事件が起こったら、座屈拘束ブレースの状態を点検せずに、直ちに新品に取り替えることも少なくない。

このため、特許文献１では補強材９２を取り外すことがより簡単で、芯材９３の状態を判断してから座屈拘束ブレース全体を取り替えるかどうかを判断することにより、座屈拘束ブレースの使用寿命を延ばすことができる座屈拘束ブレースを提供している。

図２に示されているように、特許文献１は断面十字形の芯材９３を4つの補強材９２で挟む上、左右一つずつの挟持手段９７で補強材９２を挟持し、更に取り外し可能の固定ねじ９８で２つの挟持手段９７を固定する構成になっている。

したがって、特許文献１が提供する座屈拘束ブレースは固定ねじ９８を取り外すことにより座屈拘束ブレースを解体して芯材９３の状態を点検して取り替える必要があるか否かを判断することができる。

台湾特許公告第５７００８３号明細書

上記座屈拘束ブレースは、固定ねじ９８を取り外す可能性と、十分な拘束力を提供して芯材９３の座屈変形を防ぐ機能を両立させようとするが、この２つの目標の中で１つしか達成できない恐れがある。すなわち、挟持手段９７の十分な拘束力を提供するが、固定ねじ９８の取り外し作業が困難且つ時間がかかる問題と、固定ねじ９８の取り外し作業が簡単であるものの、十分な拘束力を提供することができない重大な問題とのいずれかが発生しやすい。

この問題点に鑑みて、本発明は座屈拘束ブレースを解体せずにその芯材の状況を観察することができる座屈拘束ブレースを提供することによって、芯材に十分な拘束力を提供すると共に、簡単で芯材の状態を判断してから座屈拘束ブレース全体を取り替えるかどうかを判断することができる座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースを用いた建築構造物の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明は、所定方向に沿って延伸してなる延伸部の両端に、接続用の接続部が形成され、且つ、全体が前記所定方向の圧縮荷重及び引張荷重を受けて伸縮するように塑性変形する鋼材から成っている芯材と前記芯材の前記圧縮荷重による座屈を防止するべく前記所定方向に沿って前記芯材の前記延伸部を両側から互いに接触しないように挟みながら前記延伸部の挟まれていない両側面が外から見えるように配置構成されている少なくとも１対の補強材と前記１対の補強材を固定する固定材とを備えており、また、前記固定材は、前記１対の補強材からそれぞれ前記側面が面している方向へ突出していると共に前記所定方向と平行するように延伸している２つ突出部と前記２つ突出部の間で該２つ突出部を連結すると共に前記延伸部の側面を間欠に遮蔽するように配置構成されている複数の連結部とを備えており、この構成により、前記延伸部の側面が外から見えるようになっていることを特徴とする座屈拘束ブレースを提供する。

上記座屈拘束ブレースにおける前記連結部は、前記２つ突出部を挿通するように取り付けられている複数の固定ねじを備えているものが挙げられる。

上記座屈拘束ブレースにおける前記補強材は、金属材料により前記所定方向に沿って延伸してなる管状体に形成されているものが挙げられる。

上記座屈拘束ブレースにおける前記補強材は、前記管状体の内側に更に前記所定方向と直交している少なくとも１つの支持柱を有しているものが挙げられる。

上記座屈拘束ブレースにおける前記補強材は、前記管状体の内側の空間内にコンクリートが充填されているものも挙げられる。

上記座屈拘束ブレースにおける前記延伸部は、垂直プレートと該垂直プレートの左右両面の前記所定方向に沿って延伸する中心線からそれぞれ突出するように形成されている左、右水平プレートを有し前記所定方向と直交する断面が十字形になるように形成されており、更に、２対の前記補強材を有しており、第１対の補強材は前記左水平プレートを挟み、第２対の補強材は前記右水平プレートを挟んでおり、更に前記第１、第２対の補強材は互いに対応して前記垂直プレートを挟むように構成されることができる。

上記座屈拘束ブレースにおける前記連結部は、前記２つ突出部を連結するはんだを備えていることができる。

更に、本発明は上記座屈拘束ブレースを有している建築構造物であって、該建築構造物に前記座屈拘束ブレースが建築構造物の外側から見られる観察孔が設けられていると共に前記座屈拘束ブレースは前記観察孔から前記延伸部の露出している側面の状態が検査可能になるように配置されていることを特徴とする建築構造物をも提供する。

上記構成により、本発明は芯材を外から見えるように補強材を配置構成するので、該座屈拘束ブレースを解体しなくてもその芯材の状況を観察することができる座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースを用いた建築構造物を提供することができる。

従来例の座屈拘束ブレースの側面図である。 従来例の座屈拘束ブレースの断面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの使用状態例が示されている側面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第１の実施形態の構成が示されている説明図である。 本発明の座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースが取り付けられている建築構造物の構成が示されている説明図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第２の実施形態の構成が示されている断面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第３の実施形態の構成が示されている断面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第４の実施形態の構成が示されている説明図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第５の実施形態の構成が示されている断面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第６の実施形態の構成が示されている断面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第７の実施形態の構成が示されている断面図である。 本発明の座屈拘束ブレースの第８の実施形態の構成が示されている断面図である。

以下は各図面に参照しながら本発明の各好ましい実施形態について詳しく説明する。

図３、図４は本発明の座屈拘束ブレースの第１の実施形態であり、図３に示されているように、本発明の第１の実施形態は、所定方向７に沿って延伸してなる延伸部１１の両端に、接続用の接続部１２が形成され、且つ、全体が所定方向７の圧縮荷重及び引張荷重を受けて伸縮するように塑性変形する鋼材から成っている芯材１と、芯材１の前記圧縮荷重による座屈を防止するべく所定方向７に沿って芯材１の延伸部１１を両側から互いに接触しないように挟みながら延伸部１１の挟まれていない両側面が外から見えるように配置構成されている少なくとも１対の補強材２１とを備えているので、接続部１２で建築構造物の骨組５１と接続するように組込まれ、地震等によってその骨組５１に大きな変形が生じたときに振動エネルギを吸収することができる。

また、図４に示されているように、本発明は金属材料により中空管状体に形成された１対の補強材２１を固定する固定材３を左右１組ずつ備えており、各組の固定材３は、それぞれ１対の補強材２１からそれぞれ前記側面が面している方向へ突出していると共に所定方向７と平行するように延伸している２つ突出部３１と、２つ突出部３１の間で該２つ突出部３１を連結すると共に延伸部１１の側面を間欠に遮蔽するように配置構成されている複数の連結部３２とを備えている。この実施形態において、各連結部３２は２つ突出部３１を連結するはんだである。

この構成により、延伸部１１の側面は固定材３により完全に遮蔽されず、外から見えるようになっている。図５では図３、図４に示されている座屈拘束ブレースが建築構造物に組み込まれる様子が示されており、図示されているように、該建築構造物５には観察孔５２が設けられており、該座屈拘束ブレースが建築構造物５の外側から観察孔５２を通して観察できるようになっていると共に、該座屈拘束ブレースは延伸部１１の露出している側面が観察孔５２に臨むように配置され、建築構造物５の外側から観察孔５２を通して延伸部１１の露出している側面の状態が検査可能になっている。

図６では本発明の座屈拘束ブレースの第２の実施形態が示されており、図示されているように、この実施形態において１対の補強材２１は、それぞれ水平部２１１と垂直部２１２とを有していて中実でＴ字形断面を有するように形成されている。この構成により、補強材２１は第１の実施形態と異なる機械的強度を有することができる。

図７では本発明の座屈拘束ブレースの第３の実施形態が示されており、図示されているように、この実施形態において１対の補強材２１はそれぞれ水平部２１１と該水平部２１１の両周縁から凸出するように形成されている２つの垂直部２１２とを有していて中実でコ字形断面を有するように形成されている。この構成により、補強材２１は第１、第２の実施形態と異なる機械的強度を有することができる。

図８では本発明の座屈拘束ブレースの第４の実施形態が示されており、図示のように、この第４の実施形態は第１の実施形態と類似する構成を有しており、各連結部３２は２つ突出部３１を連結するはんだを有する上、２つ突出部３１を挿通するように取り付けられている複数の固定ねじ３２ａを備えている。この構成により、各連結部３２の連結強度を強化することができる。

図９では本発明の座屈拘束ブレースの第５の実施形態が示されており、図示されているように、この実施形態において１対の補強材２１はそれぞれ中空の管状体に形成されている上、その中空部分にコンクリート２２が充填されている。この構成により、補強材２１は第１、第２、第３の実施形態と異なる機械的強度を有することができる。

図１０では本発明の座屈拘束ブレースの第６の実施形態が示されており、図示されているように、この実施形態において１対の補強材２１はそれぞれ中空の管状体に形成されている上、その中空部分に複数の支持柱２３が形成されている。この構成により、補強材２１は第１〜第５実施形態と異なる機械的強度を有することができる。

図１１では本発明の座屈拘束ブレースの第７の実施形態が示されており、図示されているように、この実施形態において芯材１の延伸部１１は、垂直プレート１１ａと該垂直プレート１１ａの左右両面の所定方向７に沿って延伸する中心線からそれぞれ突出するように形成されている左、右水平プレート１１ｂ、１１ｃを有し、所定方向７と直交する断面が十字形になるように形成されている。

更に、この実施形態では２対の補強材２１を有しており、第１対の補強材２１ａ、２１ａは左水平プレート１１ｂを挟み、第２対の補強材２１ｂ、２１ｂは前記右水平プレート１１ｃを挟んでおり、更に、第１、第２対の補強材２１ａ、２１ｂは互いに上下対応して垂直プレート１１ａを挟んでいる。

第１対の補強材２１ａ、２１ａからそれぞれ左方へ突出すると共に所定方向７と平行するように延伸している２つ突出部３１が設けられており、２つ突出部３１の間で該２つ突出部３１を連結すると共に延伸部１１の側面を間欠に遮蔽するように配置構成されている複数の連結部としての固定ねじ３３が貫通するように設けられている。

第２対の補強材２１ｂ、２１ｂからそれぞれ右方へ突出すると共に所定方向７と平行するように延伸している２つ突出部３１が設けられており、２つ突出部３１の間で該２つ突出部３１を連結すると共に延伸部１１の側面を間欠に遮蔽するように配置構成されている複数の連結部としての固定ねじ３３が貫通するように設けられている。

図１２では本発明の座屈拘束ブレースの第８の実施形態が示されており、図示されているように、この実施形態は第４の実施形態と類似している構成を有していると共に、芯材１の延伸部１１と１対の補強材２１の間に、それぞれ強化プレート２５が介在しており、強化プレート２５の延伸部１１および補強材２１と異なる機械的特性を利用して延伸部１１の座屈変形をより効率的に防ぐことができる。

上記構成により、本発明は芯材を外から見えるように補強材を配置構成するので、該座屈拘束ブレースを解体しなくてもその芯材の状況を観察することができる座屈拘束ブレース及び該座屈拘束ブレースを用いた建築構造物を提供することができる。

１ 芯材
１１ 延伸部
１１ａ 垂直プレート
１１ｂ 左水平プレート
１１ｃ 右水平プレート
１２ 接続部
２１ 補強材
２１１ 水平部
２１２ 垂直部
２１ａ 第１対の補強材
２１ｂ 第２対の補強材
２２ コンクリート
２３ 支持柱
２５ 強化プレート
３ 固定材
３１ 突出部
３２ 連結部
３２ａ 固定ねじ
３３ 固定ねじ
５ 建築構造物
５１ 骨組
５２ 観察孔
７ 所定方向
９ 座屈拘束ブレース
９２ 補強材
９３ 芯材
９７ 挟持手段
９８ 固定ねじ

Claims (8)

1. 所定方向に沿って延伸してなる延伸部の両端に、接続用の接続部が形成され、且つ、全体が前記所定方向の圧縮荷重及び引張荷重を受けて伸縮するように塑性変形する鋼材から成っている芯材と、
   前記芯材の前記圧縮荷重による座屈を防止するべく前記所定方向に沿って前記芯材の前記延伸部を両側から互いに接触しないように挟みながら前記延伸部の挟まれていない両側面が外から見えるように配置構成されている少なくとも１対の補強材と、
   前記１対の補強材を固定する固定材とを備えており、
   また、前記固定材は、
   前記１対の補強材からそれぞれ前記側面が面している方向へ突出していると共に前記所定方向と平行するように延伸している２つ突出部と、
   前記２つ突出部の間で該２つ突出部を連結すると共に前記延伸部の側面を間欠に遮蔽するように配置構成されている複数の連結部とを備えており、
   この構成より前記延伸部の側面が外から見えるようになっている、ことを特徴とする座屈拘束ブレース。
2. 前記連結部は前記２つ突出部を挿通するように取り付けられている複数の固定ねじを備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の座屈拘束ブレース。
3. 前記補強材は、金属材料により前記所定方向に沿って延伸してなる管状体に形成されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の座屈拘束ブレース。
4. 前記補強材は前記管状体の内側に前記所定方向と直交している少なくとも１つの支持柱を有している、ことを特徴とする請求項３に記載の座屈拘束ブレース。
5. 前記補強材は前記管状体の内側の空間内にコンクリートが充填されている、ことを特徴とする請求項３または請求項４に記載の座屈拘束ブレース。
6. 前記延伸部は、垂直プレートと該垂直プレートの左右両面の前記所定方向に沿って延伸する中心線からそれぞれ突出するように形成されている左、右水平プレートを有し前記所定方向と直交する断面が十字形になるように形成されており、
   更に、２対の前記補強材を有しており、第１対の補強材は前記左水平プレートを挟み、第２対の補強材は前記右水平プレートを挟んでおり、
   更に前記第１、第２対の補強材は互いに対応して前記垂直プレートを挟んでいる、ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１つの請求項に記載の座屈拘束ブレース。
7. 前記連結部は前記２つ突出部を連結するはんだを備えている、ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１つの請求項に記載の座屈拘束ブレース。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１つの請求項に記載の座屈拘束ブレースを有している建築構造物であって、
   該建築構造物に前記座屈拘束ブレースが建築構造物の外側から見られる観察孔が設けられていると共に、
   前記座屈拘束ブレースは前記観察孔から前記延伸部の露出している側面の状態が検査可能になるように配置されている、ことを特徴とする建築構造物。

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