JP7610964B2 - Buckling Restrained Brace - Google Patents
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Description
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。 This invention relates to a buckling restraint brace that is incorporated into a structure to absorb vibration energy and dampen vibration during earthquakes and other events.
特許文献1には、板状部の両端に他部材との接合のための接合部を有した芯材と、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において、上記板状部と上記拘束材との間に、当該拘束材に接触して内挿板が設けられ、上記内挿板と上記芯材との間にアンボンド材を位置させた座屈拘束ブレースが開示されている。
ところで、このような座屈拘束ブレースにおいて、上記アンボンド材を例えば上記芯材に設ける工程では、上記芯材よりも幅が狭い複数本のアンボンド材を貼り合わせる作業を行っている。 In this type of buckling restraint brace, the process of attaching the unbonded material to, for example, the core material involves bonding together multiple pieces of unbonded material that are narrower than the core material.
しかしながら、上記複数本のアンボンド材を貼り合わせる際に、当該複数本のアンボンド材同士の一部が重なり合うと、この重なり箇所でのアンボンド材の厚さが他の箇所と異なり、作製された座屈拘束ブレースにおいて、設計通りの性能が発揮されないおそれがある。ここに、上記アンボンド材は、座屈拘束ブレースに衝撃が加わった際に、上記芯材に波状の変形を可能にするクリアランスとして機能するとともに、この変形の際の拘束材との摩擦を低減する機能を有する。 However, if the multiple unbonded materials overlap when they are bonded together, the thickness of the unbonded material at the overlapping points will be different from other points, and the buckling restrained brace that is manufactured may not perform as designed. Here, the unbonded material functions as a clearance that allows the core material to undergo wavy deformation when an impact is applied to the buckling restrained brace, and also has the function of reducing friction with the restraining material during this deformation.
この発明は、上記の事情に鑑み、アンボンド材の厚みが設計上の厚みと異なる箇所が生じるのを回避し、座屈拘束ブレースに設計通りの制振作用を発揮させることを課題とする。 In view of the above circumstances, this invention aims to prevent the occurrence of locations where the thickness of the unbonded material differs from the designed thickness, and to allow the buckling restraint brace to exert the vibration control effect as designed.
この発明の座屈拘束ブレースは、板状部の両端に他部材との接合のための接合部を有した芯材と、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、上記芯材と拘束材との間に配置されるアンボンド材と、を備える座屈拘束ブレースであって、上記アンボンド材が複数のアンボンド材からなり、上記複数のアンボンド材が、上記芯材の短辺方向に互いに隙間を有して貼付されることを特徴とする。 The buckling restraint brace of this invention is a buckling restraint brace comprising a core material having joints at both ends of the plate-shaped portion for joining to other members, restraint materials arranged opposite each face perpendicular to the weak axis direction of the plate-shaped portion, and unbonded materials arranged between the core material and the restraint materials, characterized in that the unbonded materials are made up of multiple unbonded materials, and the multiple unbonded materials are attached with gaps between each other in the short side direction of the core material.
上記の構成であれば、上記アンボンド材を例えば上記芯材に貼り付ける工程において、上記アンボンド材を直線性良く貼れずに多少の歪みが生じたとしても、上記芯材の短辺方向に互いに隙間があけられて貼付されるので、上記アンボンド材同士の重なりを回避できる。これにより、上記アンボンド材の厚みが設計上の厚みと異なる箇所が生じるのを回避し、座屈拘束ブレースに設計通りの制振作用を発揮させることができる。 With the above configuration, even if the unbonded material is not attached linearly in the process of attaching it to the core material, causing some distortion, the unbonded materials are attached with gaps between them in the short side direction of the core material, so that overlapping of the unbonded materials can be avoided. This prevents the unbonded material from having a thickness that differs from the design thickness in places, allowing the buckling restraint brace to exert the vibration control effect as designed.
また、上記アンボンド材は、上記隙間が有っても、座屈拘束ブレースに衝撃が加わった際に、上記芯材に波状の変形を可能にするクリアランスとして機能できるため、隙間がない構成とそん色ない性能を発揮することができる。また、上記衝撃によって上記芯材に波状の変形が生じるときに、上記アンボンド材が上記芯材の波状変形の頂部箇所で押されて上記隙間側に一部押し出されるので、上記隙間箇所での部材同士の摩擦が軽減されて上記芯材の変形を促すことができる。 In addition, even if there is a gap, the unbonded material can function as a clearance that allows the core material to undergo wavy deformation when an impact is applied to the buckling restraint brace, so it can exhibit performance comparable to that of a configuration without a gap. Furthermore, when the impact causes wavy deformation in the core material, the unbonded material is pushed by the apex of the wavy deformation of the core material and is partially pushed out toward the gap, reducing friction between the components at the gap and promoting deformation of the core material.
上記アンボンド材が、上記芯材の短辺方向の端側に位置してもよい。ここで、上記アンボンド材が、例えば、上記芯材の中央側にのみ貼り付けられた場合、その後工程として、例えば、上記アンボンド材上に上記拘束材を置く場合、この置かれた上記拘束材が天秤のように不安定になり、上記アンボンド材で確保しようとするクリアランスが設計通りの数値にならないおそれがある。これに対し、上記アンボンド材が、上記芯材の短辺方向の端側に位置することで、このようなクリアランスの問題を回避することができる。 The unbonded material may be located at the end of the core material in the short side direction. Here, if the unbonded material is attached only to the center of the core material, for example, when the restraining material is placed on the unbonded material in a subsequent process, the restraining material placed thereon may become unstable like a balance, and the clearance to be secured by the unbonded material may not be the designed value. By positioning the unbonded material at the end of the short side direction of the core material, such clearance problems can be avoided.
上記アンボンド材が、上記拘束材の短辺方向の有効幅に対して、20%以上で95%以下の領域を占めて貼付されてもよい。上記アンボンド材が、上記拘束材の短辺方向の有効幅に対して占める割合を少なくすれば、当該アンボンド材の使用量が減るので、低コスト化できる。 The unbonded material may be applied so as to occupy an area of 20% or more and 95% or less of the effective width of the restraining material in the short side direction. By reducing the proportion of the unbonded material in the effective width of the restraining material in the short side direction, the amount of unbonded material used can be reduced, thereby reducing costs.
上記芯材と上記拘束材との間に内挿板が配置されており、上記内挿板と上記芯材との間に上記アンボンド材が位置してもよい。 An insert plate may be disposed between the core material and the restraint material, and the unbonded material may be located between the insert plate and the core material.
本発明であれば、アンボンド材の厚みが設計上の厚みと異なる箇所が生じるのを回避し、座屈拘束ブレースに設計通りの制振作用を発揮させることができるという効果を奏する。 The present invention has the effect of preventing the occurrence of locations where the thickness of the unbonded material differs from the designed thickness, and enabling the buckling restraint brace to exert the vibration control effect as designed.
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)、および図2(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、アンボンド材14、14と、幅方向補剛材15と、補強板16とを備える。この実施形態では、アンボンド材14はテープ状であるが、シート状或いは板状のアンボンド材を用いることができる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in Figures 1(A), 1(B), 2(A), and 2(B), the buckling restrained
芯材11は、例えば、鋼板からなり、板状部11aの両端に接合部11bを有している。板状部11aは一定幅であり、これよりも両端の接合部11bの方が広がった形状とされている。接合部11bは、板状部11aの長手方向に直交する面の断面が略H形状に作製されており、この接合部11bに添板を配置して他部材に接合することができる。接合部11bにおけるフランジ部となる箇所およびウェブ部となる箇所には、上記接合のためのボルトが挿通される孔が形成されている。また、板状部11aから接合部11bに至る境界領域では、板状部11aの幅が徐々に曲線状に広がって接合部11bのウェブ部をなすように形状が変化している。
The
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。拘束材12は、第1面部が芯材11の板状部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。拘束材12の長手方向の両端部は、上記曲線状の広がり部分を越えて接合部11bにおける上記ウェブ部分に至っている。また、上記角形鋼管は、その各面部の交差箇所にアール領域(曲線領域)を有する角部を有している。
The
また、芯材11の長辺方向の中央側であって短辺方向の中央側には、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、拘束材12の内側となる上記第1面部に設けられた孔に、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、芯材11に設けられた孔内に挿入して接合される。
In addition, a pin-shaped
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、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によって拘束材12、12に固定されている。また、幅方向補剛材15の端部には、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内に板状部11aの板状部11aの幅が徐々に曲線状に広がる領域が位置している。
The
補強板16は、鋼板からなり、芯材11における接合部11bのフランジ部間に渡され、当該フランジ部に溶接固定されている。補強板16は無補剛区間(上記カット部15b)に重なるように設けられている。
The reinforcing
図3(A)および図3(B)にも示すように、テープ状のアンボンド材14は、芯材11における板状部11aと拘束材12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。アンボンド材14は、例えばブチルゴムなどからなる。この実施形態では、2本のテープ状のアンボンド材14が配置されている。テープ状のアンボンド材14は、板状部11aの幅が徐々に曲線状に広がる箇所の手前位置までの長さを有すればよい。
As shown in Figures 3(A) and 3(B), the tape-like
上記2本のテープ状のアンボンド材14、14は、芯材11の短辺方向に互いに隙間Gを有して貼付される。また、テープ状のアンボンド材14は、芯材11の短辺方向の端側に位置する。
The two tape-like
テープ状のアンボンド材14を例えば拘束材12に貼り付ける場合、図4に示すように、拘束材12の角のアール領域(水平長さR)に当該テープ状のアンボンド材14の一部がかかるように貼り付けてもよい。ただし、貼り付けの有効幅は、アール領域が省かれた平板部上のX長さ部分となる。ここで、上記アール領域にかかるアンボンド材14は貼り付けの有効長さに含めないため、幅Aの拘束材12の有効幅(平板部分の長さ(A―2R))に対する2枚のアンボンド材14の貼付幅比は、2X/(A―2R)のように表される。また、テープ状のアンボンド材14が芯材11側に貼り付けられてもよい。この場合も、芯材11の端から幾分離れる上記X長さ部分がアンボンド材14の有効長さとなる。なお、片面に離型紙が貼付されたテープ状のアンボンド材14を、他の面側で貼り付け、上記離型紙を付けたままにしておいてもよい。
When the tape-shaped
上記座屈拘束ブレース1においては、テープ状のアンボンド材14は、拘束材12の短辺方向の有効幅に対して、20%以上で95%以下の領域を占めて貼付される。すなわち、20%≦2X/(A―2R)≦95%とされる。なお、テープ状のアンボンド材14を3本以上としてもよく、このような構成では、隙間Gが2以上形成される。テープ状のアンボンド材14が3本の場合は、上記「2X」を「3X」とする。なお、3本のテープ状のアンボンド材14の貼り付けの有効幅が全て同じとすることに限定されるものではない。
In the above-mentioned
上記の構成であれば、テープ状のアンボンド材14を芯材11または拘束材12に貼り付ける工程において、テープ状のアンボンド材14を直線性良く貼れずに多少の歪みが生じたとしても、テープ状のアンボンド材14は芯材11の短辺方向に互いに隙間Gがあけられて貼付されるので、テープ状のアンボンド材14同士の重なりを回避できる。これにより、アンボンド領域の厚みが設計上の厚みと異なる箇所が生じるのを回避し、座屈拘束ブレース1に設計通りの制振作用を発揮させることができる。
With the above configuration, even if the tape-like
テープ状のアンボンド材14は、上記隙間Gが有っても、座屈拘束ブレース1に衝撃が加わった際に、芯材11に波状の変形を可能にするクリアランスとして機能できるため、隙間Gがない構成とそん色ない性能を発揮することができる。なお、2枚のテープ状のアンボンド材14を芯材11の端側に位置させるとともにこれらの間に隙間Gを形成させて、2X/(A―2R)=20%として試験をした結果、隙間Gがない構成とそん色ない性能(履歴曲線)が確認されており、20%<2X/(A―2R)でも、隙間Gがない構成とそん色ない性能が在ると推測できる。
Even if the above-mentioned gap G exists, the tape-shaped
また、上記衝撃によって芯材11に波状の変形が生じるときに、テープ状のアンボンド材14が芯材11の波状変形の頂部箇所で押されて上記隙間G側に一部押し出されるので、上記隙間G箇所での部材同士の摩擦が軽減されて芯材11の変形を促すことができる。なお、テープ状のアンボンド材14の上記隙間G側への押し出しについても、試験によって確認された。
In addition, when the impact causes a wavy deformation in the
ここで、テープ状のアンボンド材14が、例えば、芯材11の中央側にのみ貼り付けられた場合、その後工程として、例えば、テープ状のアンボンド材14上に拘束材12を置く場合、この置かれた拘束材12が天秤のように不安定になり、アンボンド材14で確保しようとしていたクリアランスが設計通りの数値にならないおそれがある。これに対し、テープ状のアンボンド材14が、芯材11の短辺方向の端側に位置すると、このような問題を回避することができる。なお、テープ状のアンボンド材14が芯材11の中央側にのみ貼り付けられる構造でも、芯材11の端側に取り外し可能なスペーサを介在させて拘束材12と幅方向補剛材15とを溶接すれば、設計通りのクリアランスを確保することが可能である。
Here, if the tape-like
また、上記のように、テープ状のアンボンド材14は、拘束材12の短辺方向の有効幅に対して、20%まで削減可能であり、座屈拘束ブレース1の低コスト化が図れる。
In addition, as described above, the tape-shaped
テープ状のアンボンド材14は、芯材11と拘束材12との間に必ずしも配置されなくてもよい。図5に示す他の実施形態の座屈拘束ブレース1Aにおいては、芯材11と拘束材12との間に内挿板13が配置されており、内挿板13と芯材11との間にテープ状のアンボンド材14が位置する。テープ状のアンボンド材14は、芯材11または内挿板13の上記芯材11に対向する面に貼付される。なお、内挿板13は拘束材12に溶接固定される。
The tape-shaped
また、拘束材12は鋼管に限らず、例えば、モルタル或いはコンクリートが充填された溝形鋼材等を用いることができる。また、芯材11の接合部11bは、H形に限らず、十字形等でもよい。
The restraining
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。 Although an embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. Various modifications and variations can be made to the illustrated embodiment within the same scope as the present invention or within an equivalent scope.
1 :座屈拘束ブレース
1A :座屈拘束ブレース
11 :芯材
11a :板状部
11b :接合部
11c :ずれ止め突起
12 :拘束材
13 :内挿板
14 :アンボンド材
15 :幅方向補剛材
15a :溶接部
15b :カット部
16 :補強板
G :隙間
1: Buckling
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