JP4296541B2 - ブレースダンパー - Google Patents
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Description
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、高軸力下で部材長が長い場合でも、強軸および弱軸回りの全体座屈を防止できるシンプルで低コストのブレースダンパーを提供することを目的とする。
ブレース芯材を構成する鋼板の板厚方向をX軸方向、当該鋼板の板幅方向をY軸方向とすると、X軸回りの曲げが強軸曲げ、Y軸回りの曲げが弱軸曲げとなる。従来のブレースダンパーでは、弱軸回りの曲げ剛性が強軸回りの曲げ剛性に比べて低いため、ブレース長さが長くなるとブレース芯材が最大耐力に達する前に、弱軸回りの全体座屈が先行する場合もあった。
これに対して、本発明では、従来の平鋼からなるカバープレートに代えて、溝形鋼を使用することにより、少ない鋼材量で弱軸回りの曲げ剛性が大幅に増大し、高軸力で部材長が長い場合でも、ブレース芯材の最大耐力まで全体座屈を生じないようにすることができる。しかも、形鋼をそのまま使用しているので部品点数が増えず、新たな加工も必要としない。そのため、特別な技量や機械を必要とせず、低コストで製造することができる。
本発明では、帯板状の平鋼の長辺側の両縁部にそれぞれ山形鋼あるいは平板などの形鋼をボルトや溶接などで固着してなる組み立て溝型鋼を第二溝形鋼として使用することにより、弱軸回りの曲げ剛性を大幅に増大させることができるだけでなく、ブレース芯材の厚みやブレース芯材の両側に配置する第一溝形鋼のフランジ幅に応じて平鋼の幅を任意に調整することができる。加えて、形鋼の断面形状を選択できるので、弱軸回りの曲げ剛性を容易に調整することができる。
本発明では、第一溝形鋼が横リブおよび当該横リブに垂直な縦リブの少なくともいずれかをそのウェブ部に備えることにより、ブレース芯材の局部座屈を防止することができる。
本発明では、極軟鋼(極低降伏点鋼)または軟鋼のような、構造物を構成する鋼材よりも低い降伏強度を有する材料をブレース芯材に使用することにより、高い塑性エネルギー吸収能を有するブレースダンパーを実現するできる。しかも、ブレース芯材の材軸方向中間部には両端部よりも小さな断面からなる降伏部が形成されているため、他の部分に比べて降伏部には大きな歪が発生することになり、容易に降伏部で降伏させることができる。
図1は本発明に係るブレースダンパーの第一の実施形態を示す側面図であり、図2は図1の矢視断面図である。
本実施形態によるブレースダンパー1は、帯板状の鋼板からなるブレース芯材2と、ブレース芯材2の板厚方向にウェブ部3wで両側から挟み込む形態でブレース芯材2の両側に装着される一対の第一溝形鋼3、3と、一対の第一溝形鋼3、3のフランジ部3f、3f同士をウェブ部4wを介してブレース芯材2を跨いで連結する一対の第二溝形鋼4、4とを主な構成部材とする。
一方、ブレース芯材2の端部2bはブレースダンパー1の端部2bでもあり、両端部2b、2bが高力ボルトによって構造物に固定される。ブレース芯材2の端部2b両面には、リブプレート7がブレース芯材2の材軸Gに沿って溶接されて十字断面を形成している。
また、第一溝型鋼3のウェブ部3wの材軸G方向の両端部(材軸近傍)には、端面側に開放するスリット9が形成され、ブレースダンパー1の端部2bのリブプレート7がスリット9に差し込まれる構成になっている。
これに対して、本実施形態によるブレースダンパー1では、従来の平鋼からなるカバープレートに代えて第二溝形鋼4を使用することにより、少ない鋼材量で弱軸回りの曲げ剛性が大幅に増大し、高軸力で部材長が長い場合でもブレース芯材2の最大耐力まで全体座屈を生じないようにすることができる。しかも、形鋼をそのまま使用しているので部品点数が増えず、新たな加工も必要としない。そのため、特別な技量や機械を必要とせず、低コストで製造することができる。
また、本実施形態によるブレースダンパー1では、第二溝形鋼4をブレースダンパー1に取り付けてもダンパーの幅は変わらないため、壁厚やデッドスペースが増えたりせず、プラン上の制約とならない。
さらに、本実施形態によるブレースダンパー1では、ブレースダンパー1の端部2bは、構造物に高力ボルトで接合されるため、特別な施工精度は要求されず、現場において一般的な鉄骨ブレースと全く同じ施工性で取り付けることができる。
図3は、第二溝形鋼4として、帯板状の平鋼12の長辺側の両縁部にそれぞれ山形鋼13、13を有する組み立て溝形鋼14を使用するものである。山形鋼13と平鋼12の接合は、図示するように、第一溝形鋼3のフランジ部3fと平鋼12を接合する高力ボルト10と兼用してもよいし、あるいは、山形鋼13を平鋼12に溶接してもよい。
一方、図4は、第二溝形鋼4として、帯板状の平鋼12の長辺側の両縁部にそれぞれ平板13、13を溶接した組み立て溝形鋼14を使用するものである。
2 ブレース芯材
2a 降伏部(ブレース芯材の中間部)
2b ブレースダンパーの端部(ブレース芯材の端部)
3 第一溝形鋼
4、14、24 第二溝形鋼
5v 縦リブ
5h 横リブ
6 綴りボルト
7 リブプレート
8 長孔
9 スリット
10 高力ボルト
11 緩衝材
G ブレース芯材の材軸
Claims (4)
- 所定軸力により降伏する降伏部を有する帯板状の鋼板からなるブレース芯材と、当該ブレース芯材を両側からウェブ部で挟み込む形態で当該ブレース芯材の両側に装着される一対の第一溝形鋼と、当該一対の第一溝形鋼のフランジ部同士を前記ブレース芯材を跨いで連結する一対のカバープレートとを備えるブレースダンパーにおいて、
前記一対のカバープレートに代えて一対の第二溝形鋼を備え、当該第二溝形鋼のウェブ部を介して前記一対の第一溝形鋼のフランジ部同士が連結されていることを特徴とするブレースダンパー。 - 前記第二溝形鋼は、複数の部材を固着して構成される組み立て溝型鋼であることを特徴とする請求項1に記載のブレースダンパー。
- 前記第一溝形鋼は、前記ブレース芯材の材軸に平行な横リブおよび当該横リブに垂直な縦リブの少なくともいずれかをそのウェブ部に備えることを特徴とする請求項1または2に記載のブレースダンパー。
- 前記ブレース芯材は極軟鋼または軟鋼からなり、前記ブレース芯材の材軸方向中間部を両端部よりも小さな断面とすることで前記降伏部が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のブレースダンパー。
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