JP2007224575A - Triple pipe seismic control brace - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、三重管制震ブレースに関し、さらに詳しくは、地震により軸力管に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用しても軸力管が全体および局部的な座屈により耐力が低下することのない三重管制震ブレースに関するものである。 The present invention relates to a triple-tube seismic brace, and more particularly, even if stress due to repeated axial force of tension or compression is applied to an axial force tube due to an earthquake, the axial force tube is reduced in yield strength due to overall or local buckling. This is about a triple-control seismic brace that never happens.
従来、地震による建物の揺れを軽減させるものとしては、弾塑性履歴特性を有する軸力管を備えた引張・圧縮構造材がある。そして、地震時の繰返し軸力による応力に起因する軸力管の耐力低下に対する対策品としては、二重鋼管型の引張・圧縮構造材がある。 Conventionally, as a material for reducing the shaking of a building due to an earthquake, there is a tensile / compressed structural material provided with an axial force tube having an elastoplastic history characteristic. And as a countermeasure against the decrease in the proof stress of the axial force pipe due to the stress due to the repeated axial force during an earthquake, there is a double steel pipe type tensile / compressed structural material.
例えば特許文献1には、厚肉管とこれよりも肉厚の薄い薄肉管とが同軸に接合された軸力管と、その軸力管の外側への座屈を抑止するため軸力管の外側に全長にわたって同心状に配設された外筒管とから構成される二重鋼管形構造材が開示されている。また、特許文献2には、軸力管と、その軸力管の内側への座屈を抑止するため軸力管の内側に全長にわたって同心状に配設された内筒管とから構成される二重鋼管型構造材が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an axial force tube in which a thick tube and a thin wall tube having a smaller thickness are coaxially joined, and an axial force tube for suppressing buckling of the axial force tube to the outside. There is disclosed a double steel pipe-type structural material composed of an outer tube arranged concentrically over the entire length on the outside. Patent Document 2 is composed of an axial force tube and an inner tube disposed concentrically over the entire length of the axial force tube in order to suppress buckling of the axial force tube to the inside. A double steel tube type structural material is disclosed.
そして、特許文献1や特許文献2に示されるものによれば、地震により軸力管に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用すると、軸力管が弾塑性変形して応力を吸収するので、地震による建物の揺れを軽減させることができる。 And according to what is shown in patent document 1 and patent document 2, when the stress due to the repeated axial force of tension or compression acts on the axial force tube due to the earthquake, the axial force tube deforms elastically and absorbs the stress. This can reduce the shaking of the building due to the earthquake.
このとき、特許文献1に示されるものは、軸力管が外側へ座屈しようとするのを外筒管により阻止することができる。また、特許文献2に示されるものは、軸力管が内側へ座屈しようとするのを内筒管により阻止することができる。 At this time, the one disclosed in Patent Document 1 can prevent the axial tube from buckling outward by the outer tube. Moreover, what is shown by patent document 2 can prevent that an axial force pipe tries to buckle inside by an inner cylinder pipe.
ところが、これらのものは、外筒管または内筒管により、軸力管の外側か内側のいずれか一方側への座屈を阻止することができるものの、同時に他方側へ座屈することには対処できないという問題があった。また、外筒管や内筒管は、軸力管の全長にわたって配設されており、製造コストが高くなるという問題もあった。そこで、これらの問題を解決するものとして、三重管制震ブレースが開発されている。 However, these can prevent buckling to either the outside or the inside of the axial force tube by the outer tube or the inner tube, but cope with buckling to the other side at the same time. There was a problem that I could not. In addition, the outer tube and the inner tube are disposed over the entire length of the axial force tube, which increases the manufacturing cost. In order to solve these problems, a triple pipe seismic brace has been developed.
例えば特許文献3には、上記問題を解決する三重管制震ブレースが開示されている。その構造を図6を用いて説明すると、三重管制震ブレース60は、一般的な構造用鋼材からなる構造用鋼管64とこれよりも降伏点の低い低降伏点鋼材からなる低降伏点鋼管66とが溶接止め68により同軸に接合された軸力管62と、その軸力管62の低降伏点鋼管66側の内側と外側の両方に同心状に配設された補剛管70,72とを有している。
For example, Patent Document 3 discloses a triple pipe seismic brace that solves the above problem. The structure will be described with reference to FIG. 6. A triple pipe
そして、三重管制震ブレース60によれば、地震により軸力管62に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用すると、軸力管62の低降伏点鋼管66が弾塑性変形して応力を吸収するので、地震による建物の揺れを軽減させることができる。このとき、軸力管62が内側へ座屈しようとするのを内側補剛管70により阻止し、軸力管62が外側へ座屈しようとするのを外側補剛管72により阻止することができる。また、補剛管70,72は、軸力管62の全長にわたってではなく低降伏点鋼管66側に配設されるので、製造コストを抑えることもできる。
According to the triple pipe
しかしながら、特許文献3に示される三重管制震ブレース60は、両側の補剛管70,72が軸力管62の全体座屈及び局部座屈を拘束することによって、軸力管62の耐力低下が防止されるものの、座屈される部分を鋼管全体に分散させる加工が低降伏点鋼管66には特に施されていないことから、軸力管62の座屈拘束が局部的なものになりやすい。そして、軸力管62の大変形時(例えば大地震時など)には、補剛管70,72による軸力管62の局部座屈拘束に伴い補剛管70,72と軸力管62が密着することで制震ブレース60の耐力が急激に上昇するとともに、密着箇所以外での低降伏点鋼管66が塑性変形できなくなり、地震により軸力管に作用する引張や圧縮の繰返し軸力による応力が吸収されなくなるという問題があった。
However, in the triple-tube
本発明が解決しようとする課題は、地震により軸力管に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用しても軸力管が全体および局部的な座屈により耐力低下することなくその応力を効率良く吸収するとともに、軸力管が大変形したときに生ずる軸力管の急激な耐力上昇による応力吸収能力の低下を改善した三重管制震ブレースを提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is that even if an axial force pipe is subjected to stress due to repeated tensile or compressive axial force due to an earthquake, the axial force pipe is subjected to the stress without lowering its proof stress due to overall or local buckling. An object of the present invention is to provide a triple-tube seismic brace that efficiently absorbs and improves a decrease in stress absorption capability due to a sudden increase in the proof stress of an axial force tube that occurs when the axial force tube undergoes large deformation.
上記課題を解決するために本発明に係る三重管制震ブレースは、一般的な構造用鋼材からなる構造用鋼管とその構造用鋼管よりも降伏点の低い低降伏点鋼材からなる低降伏点鋼管とが同軸に接合された軸力管の前記低降伏点鋼管側の内側と外側の両方に前記軸力管の座屈による耐力低下を防止する補剛管がこの軸力管と一定の間隔で同心状に配設されるとともに、前記軸力管の低降伏点鋼管には軸方向および周方向に複数のスリット孔が設けられていることを要旨とするものである。 In order to solve the above problems, a triple pipe seismic brace according to the present invention includes a structural steel pipe made of a general structural steel material and a low yield point steel pipe made of a low yield point steel material having a lower yield point than that of the structural steel pipe. A stiffening tube that prevents a decrease in yield strength due to buckling of the axial force tube is concentric with the axial force tube at regular intervals on both the inside and outside of the low yield point steel tube side of the axial force tube that is coaxially joined. The low-yield point steel pipe of the axial force pipe is provided with a plurality of slit holes in the axial direction and the circumferential direction.
この場合、前記複数のスリット孔は、その周方向長さよりもその軸方向長さを長くし、かつその軸方向長さよりも前記低降伏点鋼管の周方向に隣接するスリット孔−スリット孔間距離を長くするように前記低降伏点鋼管に設けられていることが望ましい。 In this case, the plurality of slit holes have a length in the axial direction longer than the circumferential length thereof, and a distance between the slit holes adjacent to the circumferential direction of the low yield point steel pipe than the axial length thereof. It is desirable that the low yield point steel pipe is provided so as to lengthen the length.
そして、前記軸力管は、長さ調整機構を有するものであっても良い。 The axial force tube may have a length adjusting mechanism.
本発明に係る三重管制震ブレースによれば、軸力管の低降伏点鋼管側の内側と外側の両方に補剛管が同心状に配設されていることから、軸力管の全体座屈を両側で拘束することができる。このとき、軸力管と一定の間隔で補剛管が配設されるため、局部座屈の進展を防ぐことができる。これによって、地震により軸力管に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用したときに、軸力管が耐力低下するのを防止し、応力を効率良く吸収することができる。 According to the triple pipe vibration control brace according to the present invention, since the stiffening pipes are concentrically arranged on both the inner side and the outer side of the low yield point steel pipe side of the axial force pipe, the entire buckling of the axial force pipe is performed. Can be restrained on both sides. At this time, since the stiffening tube is arranged at a constant interval from the axial force tube, the progress of local buckling can be prevented. As a result, when stress due to repeated axial force of tension or compression acts on the axial force tube due to an earthquake, it is possible to prevent the axial force tube from lowering its proof stress and efficiently absorb the stress.
そして、本発明に係る三重管制震ブレースには、軸力管の低降伏点鋼管の軸方向および周方向に複数のスリット孔が設けられている。そのため、地震により軸力管に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用したときには、スリット孔とスリット孔との間にある複数の鋼管部分が均等に塑性変形する。その結果、軸方向および周方向全域にわたって軸力管の低降伏点鋼管を均等に降伏させることができる。 And the triple pipe damping brace which concerns on this invention is provided with the several slit hole in the axial direction and circumferential direction of the low yield point steel pipe of an axial force pipe. Therefore, when a stress due to repeated axial force of tension or compression acts on the axial force pipe due to an earthquake, the plurality of steel pipe portions between the slit holes are uniformly plastically deformed. As a result, the low yield point steel pipe of the axial force pipe can be yielded uniformly over the entire region in the axial direction and the circumferential direction.
これによれば、大地震などにより軸力管の低降伏点鋼管が大変形(圧縮変形)すると、内側または外側の補剛管に軸力管が座屈拘束されるが、スリット孔部分の変形によって補剛管と軸力管が密着するのを防ぐため、急激な耐力上昇を緩和させることができる。そして、軸力管の大変形時においても、低降伏点鋼管の全体が塑性変形するのを可能とし、地震により軸力管に作用する引張や圧縮の繰返し軸力による応力を吸収するという所望の効果を発揮することができる。 According to this, when the low yield point steel pipe of the axial force pipe is deformed greatly (compression deformation) due to a large earthquake or the like, the axial force pipe is buckled and restrained by the inner or outer stiffening pipe, but the deformation of the slit hole part This prevents the stiffening tube and the axial force tube from coming into close contact with each other. And even at the time of large deformation of the axial force pipe, it is possible to plastically deform the entire low yield point steel pipe and to absorb the stress caused by repeated axial force of tension and compression acting on the axial force pipe due to the earthquake. The effect can be demonstrated.
この場合、スリット孔の周方向長さよりも軸方向長さを長くし、その軸方向長さよりも周方向に隣接するスリット孔−スリット孔間距離を長くする形状にした複数のスリット孔を低降伏点鋼管に設けるようにすると、地震による圧縮応力が軸力管の低降伏点鋼管に作用するときには、スリット孔が周方向につぶれて(塑性変形して)穴が小さくなり、応力をより効率良く吸収することができる。 In this case, a plurality of slit holes having a shape in which the length in the axial direction is longer than the circumferential length of the slit holes and the distance between the slit holes adjacent to each other in the circumferential direction is made longer than the axial length is low yielding. If a point steel pipe is provided, when the compressive stress due to an earthquake acts on the low yield point steel pipe of an axial force pipe, the slit hole collapses in the circumferential direction (plastically deforms) and the hole becomes smaller, and the stress is more efficiently handled. Can be absorbed.
そして、軸力管が長さ調整機構を有するものであると、この三重管制震ブレースを伸縮させることができるため、建築構造物にこの三重管制震ブレースを取り付ける際の施行誤差によって生ずる長さ調整の問題は解決する。また、制震ブレース全体を回転させて長さを調整する他の方法に比べ作業工程が容易となる。さらに、長さ調整機構の継手部材のみを回動させることによって三重管制震ブレース全体を伸縮できるため、三重管制震ブレースと建築構造物とを接合する際の接合部材を選ばなくても良くなり、クレビス継手やボルト接合等、種々の接合部材に対応できるようになる。 And if the axial force pipe has a length adjusting mechanism, this triple pipe seismic brace can be expanded and contracted, so the length adjustment caused by the error in mounting this triple pipe seismic brace on the building structure The problem is solved. In addition, the work process becomes easier as compared with other methods of adjusting the length by rotating the entire vibration control brace. Furthermore, since the entire triple pipe seismic brace can be expanded and contracted by rotating only the joint member of the length adjusting mechanism, it is not necessary to select a joining member when joining the triple pipe seismic brace and the building structure, It becomes possible to deal with various joining members such as clevis joints and bolt joints.
以下、本発明の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る三重管制震ブレースの一実施形態を表す一部断面図である。図2は、図1に示される三重管制震ブレースの軸力管の低降伏点鋼管部分の拡大図である。図3は、図1に示される三重管制震ブレースが建築構造物の枠組みに組み込まれている一例を示した図である。図4は、軸力管に長さ調整機構を有する三重管制震ブレースの一実施形態を表す一部断面図である。図5は、本発明に係る三重管制震ブレースの作用効果を説明するグラフである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of a triple pipe seismic brace according to the present invention. FIG. 2 is an enlarged view of the low yield point steel pipe portion of the axial force pipe of the triple pipe vibration control brace shown in FIG. FIG. 3 is a view showing an example in which the triple pipe seismic brace shown in FIG. 1 is incorporated in a framework of a building structure. FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing an embodiment of a triple pipe seismic brace having a length adjusting mechanism in an axial force pipe. FIG. 5 is a graph illustrating the effects of the triple pipe seismic brace according to the present invention.
図1に示されるように、本発明の一実施形態に係る三重管制震ブレース10は、主構造材である軸力管12と、軸力管12の内側と外側の両方に一定の間隔で同心状に配設された内側補剛管14,外側補剛管16とからなる三重管構造を有する。
As shown in FIG. 1, a triple-tube
軸力管12は、構造用鋼管18と低降伏点鋼管20とが溶接止め22により同軸に接合されたもので構成される。軸力管12は、構造用鋼管18側の一端が口金24aに溶接止め26aされ、低降伏点鋼管20側の他端が口金24bに同じく溶接止め26bされている。そして、それぞれの口金24a,24bには、それぞれボルト接合部材28a,28bが取付けられている。
The
軸力管12を構成する構造用鋼管18は、一般的な構造用鋼材からなるものであり、例えば設計基準強度が235,325,355,385,440(N/mm2 )からなるものを例示することができる。一方、低降伏点鋼管20は、構造用鋼管よりも剛性や耐力の低い低降伏点鋼材からなるものであり、例えば設計基準強度が80,100,120,160,225(N/mm2 )からなるものを例示することができる。
The
この軸力管12の低降伏点鋼管20の内側には、低降伏点鋼管20よりもやや小径の内側補剛管14が低降伏点鋼管20と一定の間隔となるように同心状に配設され、その一端が口金24bに溶接止め30されている。また、この軸力管12の低降伏点鋼管20の外側には、低降伏点鋼管20よりもやや大径の外側補剛管16が同じく低降伏点鋼管20と一定の間隔となるように同心状に配設され、その一端が同じく口金24bに溶接止め32されている。一方、補剛管14,16の他端は、溶接止めされていない。そのため、地震により三重管制震ブレース10に引張や圧縮の繰返し軸力がかかったときには、軸力管12にのみ応力が作用することになる。なお、これらの補剛管14,16は、軸力管12の構造用鋼管18と同材質の鋼管を用いれば良い。
Inside the low yield
ここでいう一定の間隔とは、低降伏点鋼管20の全体座屈および局部座屈が過大に進展しない程度に均一に設けられる間隔である。間隔が広すぎると、塑性変形した低降伏点鋼管20が、低降伏点鋼管20の両側に設けられた補剛管14,16により座屈拘束される効果が低下し、間隔が狭すぎると、低降伏点鋼管20がすぐに座屈拘束されて、地震により軸力管12に作用する引張や圧縮の繰返し軸力による応力を吸収するために充分な塑性変形がされず、応力を吸収する効果が低下するからである。よって、これらの効果を充分に発揮できるような均一の間隔であれば良い。
The constant interval referred to here is an interval that is uniformly provided to such an extent that the overall buckling and local buckling of the low yield
そして、本実施形態に係る三重管制震ブレース10においては、軸力管12の低降伏点鋼管20が特徴的な形状を有している。よって、その形状について図2を参照しながら詳細に説明する。
And in the triple
図2に示されるように、軸力管12の低降伏点鋼管20には、軸方向に7つ、周方向に6つとなる複数のスリット孔34,34・・・が設けられている。スリット孔34,34・・・は、軸方向に長径を有する楕円形状の貫通孔であり、軸方向および周方向に沿って一定の間隔で配置されている。スリット孔34,34・・・は、低降伏点鋼管20の周方向に隣接する一のスリット孔34と他のスリット孔34との間の距離L1が、スリット孔34の軸方向長さL2よりも長くなるように形成されている。
As shown in FIG. 2, the low yield
低降伏点鋼管20は、その材質や管の直径・肉厚などによって耐力や変形性能が変わってくる。よって、低降伏点鋼管20に形成されるスリット孔34,34・・・は、上記する形状や数に限られず、その材質や管の直径・肉厚などに合わせた所望の耐力や変形性能が得られるように、計算によって決めることができる。
The yield strength and deformation performance of the low yield
また、このようなスリット孔34,34・・・は、設計基準強度が80,100,120,160,225(N/mm2 )からなる市場に流通している鋼材に、簡単な加工(穿孔など)により形成することができ、加工の仕方によって耐力・変形性能を自由に調整することが可能となる。すなわち、低降伏点鋼管20の周方向においてスリット孔34の幅やその数を変えることにより、低降伏点鋼管20の耐力を調整することができ、軸方向においてスリット孔34の長さやその数を変えることにより、低降伏点鋼管20の変形性能を調整することができる。
Further, such slit holes 34, 34... Can be easily processed (perforated) in steel materials distributed in the market having design standard strengths of 80, 100, 120, 160, 225 (N / mm 2 ). Etc.), and the yield strength and deformation performance can be freely adjusted according to the processing method. That is, the proof stress of the low yield
このような構成の三重管制震ブレース10は、建築構造物の柱や梁からなる枠組みに組み込む形で建築構造物に取付けることができる。図3を参照して本実施形態に係る三重管制震ブレース10が建築構造物の枠組みに組み込まれている一例について説明する。
The triple-pipe
図3に示されるように、建築構造物36の柱38と梁40で囲まれた枠組みには、一隅と、その一隅と対角位置にある他隅とにそれぞれガセット42a,42bが設けられている。三重管制震ブレース10は、両端に取付けられたボルト接合部材28a,28bをそれぞれガセット42a,42bに取付けることにより、両ガセット42a,42b間に架設されている。
As shown in FIG. 3, the frame surrounded by the
このとき、建築構造物36に三重管制震ブレース10を取付ける際の施工誤差によって、両ガセット42a,42b間の長さと三重管制震ブレース10の両ボルト接合部材28a,28b間の長さとが合いにくいことがある。このようなときには、軸力管に長さ調整機構を有する三重管制震ブレースを用いれば良い。
At this time, due to construction errors when attaching the triple pipe
軸力管に長さ調整機構を有する三重管制震ブレースとしては、例えば、図4に示される三重管制震ブレース44を例示することができる。図示されるように、三重管制震ブレース44は、軸力管部Aと長さ調整部Bとからなる。軸力管部Aは、三重管制震ブレース10と同様、構造用鋼管18と低降伏点鋼管20とが溶接止め22により同軸に接合された主構造材である軸力管12を有し、その軸力管12の低降伏点鋼管20側の内側と外側の両方に一定の間隔で同心状に補剛管14,16が配設された三重管構造を有する。軸力管12の低降伏点鋼管20側の管端には、口金24bが溶接止め26bされ、口金24bにはボルト接合部材28bが取付けられている。
As a triple pipe vibration control brace having a length adjusting mechanism in the axial force pipe, for example, a triple pipe
長さ調整部Bは、継手部材46と一対のねじ部材48a,48bとで構成されている。継手部材46は、軸継手50とその軸継手50の両端に突設された左右逆ねじ構造をなす雄ねじ軸52a,52bとからなる。一対のねじ部材48a,48bは、その対向面に左右逆ねじ構造の雌ねじ孔54a,54bが螺刻されている。そして、一対のねじ部材48a,48bの間に継手部材46が介在され、軸継手50の雄ねじ軸52a,52bが一対のねじ部材48a,48bの雌ねじ孔54a,54bに螺合されるようになっている。
The length adjusting portion B is composed of a
この長さ調整部Bは、一方のねじ部材48bに軸力管12の構造用鋼管18が溶接止め56されることにより軸力管部Aと接合され、他方のねじ部材48aを介してボルト接合部材28aと接合されている。
The length adjusting portion B is joined to the axial force tube portion A by welding 56 the
この例では、継手部材46の軸継手50を時計回りに回転させると一対のねじ部材48a,48bが相互に離隔(接近)して三重管制震ブレース44全体が伸び(縮み)、軸継手50を反時計回りに回転させると一対のねじ部材48a,48bが相互に接近(離隔)し、三重管制震ブレース44全体が縮む(伸びる)。このようなターンバックル機構は、一対のねじ部材の互いのねじ構造が逆ねじを螺刻しており、継手部材のねじ構造もねじ部材のねじ構造に合わせ逆ねじ構造であれば、軸継手の回動により三重管制震ブレースの長さ調整を伸縮自在にすることができる。
In this example, when the
次に、実施例により、本実施形態に係る三重管制震ブレース10において、軸力管12の低降伏点鋼管を図2に示される形状としたときの作用効果について、従来のものと比較して説明する。
Next, according to the example, in the triple pipe
(実施例)
設計基準強度が80(N/mm2)である低降伏点鋼管「LY100」(φ172.8×8.5mm、長さ600mm)に、長さ(軸方向)50mm、幅(周方向)10mmの楕円状スリット孔を、軸方向に7つ、周方向に6つ設けた試験材Xを用意した。この試験材Xの内側と外側の両側に所定の間隔(3.5mm)をあけて補剛管を配設した後、引張−圧縮試験を行なった。
(Example)
Low yield point steel pipe “LY100” (φ172.8 × 8.5 mm, length 600 mm) with design standard strength 80 (N / mm 2 ), length (axial direction) 50 mm, width (circumferential direction) 10 mm A test material X having seven elliptical slit holes in the axial direction and six in the circumferential direction was prepared. A tension-compression test was performed after arranging a stiffening tube at a predetermined interval (3.5 mm) on both the inner and outer sides of the test material X.
引張−圧縮試験では、試験材Xに引張荷重を加え、引張変形量が0.6mmになったところで反対に圧縮荷重を加え、圧縮変形量が同じく0.6mmになったところでまた引張荷重を加え、今度は引張変形量が1.5mmになったところで反対に圧縮荷重を加え、圧縮変形量が同じく1.5mmになったところで引張荷重を加え・・・といったように、引張−圧縮の変形量が徐々に大きくなるように荷重を加え、試験材Xの軸方向への変形量(0.6,1.5,3.0,4.5,6.0,15,30,60mm)を段階的に上げていき、そのときに必要な荷重を連続的に測定した。その結果を図5(a)に示す。 In the tension-compression test, a tensile load is applied to the test material X. When the tensile deformation amount becomes 0.6 mm, a compressive load is applied in the opposite direction, and when the compressive deformation amount is also 0.6 mm, a tensile load is applied again. This time, when the amount of tensile deformation becomes 1.5 mm, a compressive load is applied to the opposite direction, and when the amount of compressive deformation becomes 1.5 mm, the tensile load is applied, and so on. A load is applied so that gradually increases, and the amount of deformation (0.6, 1.5, 3.0, 4.5, 6.0, 15, 30, 60 mm) in the axial direction of the test material X is stepped. The load required at that time was continuously measured. The result is shown in FIG.
(比較例)
低降伏点鋼管「LY100」(φ172.8×8.5mm、長さ600mm)にスリット孔を設けない従来のものを試験材Yとした。試験材Xと同様、内外両側に補剛管を配設した後、圧縮−引張試験を行なった。その結果を図5(b)に示す。
(Comparative example)
The test material Y was a low yield point steel pipe “LY100” (φ172.8 × 8.5 mm, length 600 mm) with no slit holes. Similar to the test material X, after the stiffening pipes were arranged on both the inner and outer sides, a compression-tensile test was performed. The result is shown in FIG.
図5(a)に示されるように、実施例においては、変形量が段階的に大きくなると、そのときに必要な荷重も段階的に大きくなっている。このときの変形量と必要な荷重の関係は、図5(a)に描かれるグラフが相似形をしているように、急激な荷重の上昇はなく、規則的に荷重が上昇していることが分かる。特に、圧縮変形量が60mmとなるときに必要な荷重(約1750kN)は、圧縮変形量が0mmのときに必要な荷重(約1120kN)から真っ直ぐに延びた線上にあり、圧縮変形量が60mmまで急激な荷重の上昇は起こっていないことが分かる。 As shown in FIG. 5A, in the embodiment, when the amount of deformation increases stepwise, the load required at that time also increases stepwise. The relationship between the amount of deformation at this time and the required load is that there is no sudden increase in the load, and the load is increasing regularly, as in the graph drawn in FIG. 5A. I understand. In particular, the load required when the amount of compressive deformation is 60 mm (about 1750 kN) is on a line extending straight from the load required when the amount of compressive deformation is 0 mm (about 1120 kN), and the amount of compressive deformation is up to 60 mm. It can be seen that there is no sudden increase in load.
そして、圧縮変形量が60mmとなったときの試験材Xの状態を観察すると、軸方向に設けられた複数のスリット孔とスリット孔との間にある複数の鋼管部分が、軸方向および周方向の全域にわたって均等に(波形に)圧縮変形していた。 And when the state of the test material X when the amount of compressive deformation becomes 60 mm is observed, a plurality of steel pipe portions between the plurality of slit holes provided in the axial direction are in the axial direction and the circumferential direction. Was uniformly deformed (in a waveform).
これに対し、比較例においては、図5(b)に示されるように、最初の変形段階(圧縮変形30mmまで)では、実施例と同様、変形量が段階的に大きくなるにつれて必要な荷重も段階的に大きくなっており、描かれるグラフは相似形をしている。ところが、圧縮変形量が30mmの次の変形段階では、圧縮変形量を大きくするのに必要な荷重が急激に上昇(図中、耐力上昇部)していることが分かる。そして、圧縮変形量が38mmとなったときの試験材Yの状態を観察すると、低降伏点鋼管が補剛管に局部的に座屈拘束され、その箇所が密着していた。 On the other hand, in the comparative example, as shown in FIG. 5B, in the first deformation stage (up to 30 mm compression deformation), as in the embodiment, the necessary load increases as the deformation amount increases stepwise. The graphs are gradually increasing, and the drawn graphs are similar. However, it can be seen that in the next deformation stage where the amount of compressive deformation is 30 mm, the load required to increase the amount of compressive deformation is rapidly increased (in the figure, the yield strength increasing portion). And when the state of the test material Y when the amount of compressive deformation became 38 mm was observed, the low yield point steel pipe was locally buckled restrained by the stiffening pipe, and the location was closely_contact | adhered.
以上の結果から、低降伏点鋼管の軸方向および周方向に複数のスリット孔が設けられていない従来の三重管制震ブレースにおいては、軸力管の大変形時には、低降伏点鋼管の局部座屈拘束に伴う急激な耐力上昇が生じることとなる。つまり、大地震などにより軸力管の低降伏点鋼管に大変形が生じるときには、低降伏点鋼管が充分に塑性変形できず、地震により軸力管に作用する引張や圧縮の繰返し軸力による応力を吸収することができなくなるものと考えられる。 From the above results, in the conventional triple pipe seismic brace without multiple slit holes in the axial direction and circumferential direction of the low yield point steel pipe, the local buckling of the low yield point steel pipe during large deformation of the axial force pipe A sudden increase in proof stress accompanying restraint will occur. In other words, when a large deformation occurs in the low yield point steel pipe of an axial force pipe due to a large earthquake, etc., the low yield point steel pipe cannot be sufficiently plastically deformed, and the stress due to repeated axial forces of tension and compression acting on the axial force pipe due to the earthquake. It is thought that it becomes impossible to absorb the water.
これに対し、本実施形態に係る三重管制震ブレース10のように、低降伏点鋼管20の軸方向および周方向に複数のスリット孔34,34・・・が設けられたものとすることにより、大地震などにより軸力管12の低降伏点鋼管20に大変形が生じ、軸力管12が補剛管14,16に座屈拘束されるときにも、スリット孔34部分の変形によって補剛管14,16と軸力管12が密着するのを防ぐため、低降伏点鋼管20の全体が塑性変形するのを可能とし、地震により軸力管12に作用する引張や圧縮の繰返し軸力による応力を吸収するという所望の効果を発揮することができる。
On the other hand, by assuming that a plurality of slit holes 34, 34... Are provided in the axial direction and the circumferential direction of the low yield
そして、上記のように構成された三重管制震ブレース10によれば、軸力管12の低降伏点鋼管20側の内側と外側の両方に補剛管14,16が同心状に配設されていることから、図3に示されるように、建築構造物36の柱38と梁40で囲まれた枠組みに組み込まれた状態において、地震により軸力管12に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用したときに、軸力管12の全体座屈を補剛管14,16により拘束することができる。このとき、軸力管12と一定の間隔で補剛管14,16が配設されるため、局部座屈の進展を防ぐこともできる。これによって、地震により軸力管12に引張や圧縮の繰返し軸力による応力が作用したときに、軸力管12が耐力低下するのを防止し、応力を効率良く吸収することができる。
And according to the triple pipe
また、本実施形態に係る三重管制震ブレース10は、スリット孔34,34・・・の周方向長さよりも軸方向長さを長くし、その軸方向長さよりも周方向に隣接するスリット孔34−スリット孔34間距離を長くする形状にした複数のスリット孔34,34・・・を低降伏点鋼管20に設けているため、地震による圧縮応力が軸力管12の低降伏点鋼管20に作用したときには、スリット孔34,34・・・が周方向につぶれて(塑性変形して)穴が小さくなることにより、その応力をより効率良く吸収することができる。
Further, the triple-tube
この三重管制震ブレース10の軸力管12を構成する低降伏点鋼管20は、設計基準強度が80,100,120,160,225(N/mm2 )からなる市場に流通している鋼材であり、これに簡単な加工を施すことにより、耐力・変形性能を自由に調整することができるため、バリエーションに富んだ制震部材を提供することができる。
The low yield
さらに、図4に示されるように、軸力管12が長さ調整機構を有すると、三重管制震ブレース44を伸縮させることができるため、建築構造物にこの三重管制震ブレース44を取り付ける際の施行誤差によって生ずる長さ調整の問題は解決する。また、制震ブレース全体を回転させて長さを調整する他の方法に比べ作業工程が容易となる。さらに、長さ調整機構Bの継手部材46の軸継手50を回動させることによって三重管制震ブレース44全体を伸縮できるため、三重管制震ブレース44と建築構造物とを接合する際の接合部材を選ばなくても良くなり、クレビス継手やボルト接合等、種々の接合部材に対応できるようになる。
Further, as shown in FIG. 4, when the
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention is not limited to the said embodiment at all, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.
例えば、軸力管12の低降伏点鋼管20に形成されるスリット孔の形状は、楕円形状に限定されることはない。他にも、丸形であっても構わない。また、スリット孔の軸方向長さと周方向に隣接するスリット孔間距離との関係も、図2に示されるものに限定されることはない。軸方向に複数のスリット孔が形成されていれば、スリット孔間にある複数の鋼管部分で降伏させやすくなるため、軸方向全体に均一に降伏させることができるし、周方向にも複数のスリット孔が形成されていれば、合わせて周方向全体に均一に降伏させることができるからである。
For example, the shape of the slit hole formed in the low yield
また、長さ調整部Bは、図4に示されるものに限定されることはない。例えば、継手部材に雌ねじ孔が形成され、ねじ部材に雄ねじ軸が形成されたものであっても問題ない。 Moreover, the length adjustment part B is not limited to what is shown by FIG. For example, there is no problem even if a female screw hole is formed in the joint member and a male screw shaft is formed in the screw member.
さらに、三重管制震ブレースの両端に取付けられる接合部材は、ボルト接合部材28a,28bに限られず、クレビス継手など他の接合部材であっても良い。
Furthermore, the joining members attached to both ends of the triple pipe seismic brace are not limited to the
本発明に係る三重管制震ブレースは、鉄骨鉄筋コンクリート建築、鉄筋コンクリート建築、鉄骨建築等の各種の建築構造物や、必要によっては土木構造物等にも使用することができる。 The triple-pipe seismic brace according to the present invention can be used for various building structures such as steel-framed reinforced concrete architecture, reinforced concrete architecture, steel-framed architecture, and civil engineering structures if necessary.
10,44 三重管制震ブレース
12 軸力管
14 内側補剛管
16 外側補剛管
18 構造用鋼管
20 低降伏点鋼管
34 スリット孔
36 建築構造物
10,44 Triple pipe
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006046156A JP2007224575A (en) | 2006-02-23 | 2006-02-23 | Triple pipe seismic control brace |
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