JPH07324378A - Unbonded steel brace - Google Patents
Unbonded steel braceInfo
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- JPH07324378A JPH07324378A JP12040394A JP12040394A JPH07324378A JP H07324378 A JPH07324378 A JP H07324378A JP 12040394 A JP12040394 A JP 12040394A JP 12040394 A JP12040394 A JP 12040394A JP H07324378 A JPH07324378 A JP H07324378A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、鉄骨造又は鉄骨鉄筋
コンクリート造建物における柱梁架構の耐震要素として
使用されるアンボンド鉄骨ブレースに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an unbonded steel brace used as a seismic element for a beam-column structure in a steel frame structure or a steel frame reinforced concrete structure building.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、柱梁架構の耐震要素として種々な
形状、構造のブレースが採用されている。とりわけ、近
年では、鉄骨ブレースの座屈を防止し、鋼材量の減少と
架構の塑性変形能力を高める目的で鉄骨ブレースを鉄筋
コンクリート等の座屈補剛材で補剛したアンボンド鉄骨
ブレースが多用されるようになった。例えば、特開平２
−１０１２３８号及び同６−３３５１１号公報には、そ
れぞれ鋼材の外周の長手方向にアンボンド材を介してコ
ンクリートで覆った構成のアンボンド鉄骨ブレースが記
載されている。2. Description of the Related Art Conventionally, braces of various shapes and structures have been adopted as seismic resistant elements for column and beam frames. Especially, in recent years, unbonded steel braces in which steel braces are stiffened with buckling stiffeners such as reinforced concrete are often used for the purpose of preventing buckling of steel braces, reducing the amount of steel and increasing the plastic deformation capacity of the frame. It became so. For example, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 101238 and No. 6-33511 describe unbonded steel braces each having a configuration in which a steel material is covered with concrete via an unbonded material in the longitudinal direction of the outer circumference.
【０００３】現在のアンボンドブレースは、平鋼を主材
としたものが主流となっており、ホテルの戸境壁等に使
用されている。しかし、平鋼ブレースでは負担可能な軸
力の大きさに限度があり、より大きな軸力を分担させる
には無理が生ずる。そこで最近では、図７に示したよう
な比較的大きいＨ形鋼１を主材に使用して鉄筋コンクリ
ート１３で補剛したアンボンド鉄骨ブレースが採用さ
れ、前記の欠点を補っている。The current unbonded brace is mainly made of flat steel, and is used as a front wall of a hotel. However, the flat steel brace has a limit to the amount of axial force that it can bear, and it becomes impossible to share a larger axial force. Therefore, recently, an unbonded steel frame brace in which a relatively large H-shaped steel 1 as shown in FIG. 7 is used as a main material and is stiffened by reinforced concrete 13 is adopted to compensate for the above-mentioned drawbacks.
【０００４】[0004]
【本発明が解決しようとする課題】上記図７のアンボン
ド鉄骨ブレースのように断面が大きなＨ形鋼１に鉄筋コ
ンクリート１３で補剛したアンボンド鉄骨ブレースの強
度は、当該コンクリートの曲げひび割れ強度で決まる
が、鉄筋コンクリートのみでは強度が不足して座屈補剛
性能が悪く、その点が問題とされている。The strength of the unbonded steel braces, which are stiffened by the reinforced concrete 13 to the H-shaped steel 1 having a large cross section like the unbonded steel braces of FIG. 7, is determined by the bending crack strength of the concrete. However, reinforced concrete alone has insufficient strength and poor buckling rigidity, which is a problem.
【０００５】したがって、本発明の目的は、鉄筋コンク
リートの品質、施工性に優れ、座屈補剛性能が向上され
たアンボンド鉄骨ブレースを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an unbonded steel frame brace which is excellent in the quality and workability of reinforced concrete and has improved buckling rigidity.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの手段して、第１の発明に係るアンボンド鉄骨ブレー
スは、鉄骨ブレース１の外周に座屈補剛材としてプレス
トレストコンクリート２を設け、鉄骨ブレース１とプレ
ストレストコンクリート２との接触面にアンボンド処理
を施した。As means for solving the above problems, the unbonded steel frame brace according to the first invention is provided with a prestressed concrete 2 as a buckling stiffening material on the outer periphery of the steel frame brace 1, An unbonding treatment was applied to the contact surface between the steel brace 1 and the prestressed concrete 2.
【０００７】前記プレストレストコンクリート２の内部
の鉄筋３は、両端部の割裂を発生し易い部分のフープ筋
３ｂのピッチを密な構成としたことや、プレストレスト
コンクリート２の端部を、端部金物８によって補強した
ことも特徴とする。また、第２の発明は、鉄骨ブレース
の外周に、座屈補剛材として鋼繊維入りコンクリート９
を設けたことを特徴とする。In the reinforcing bar 3 inside the prestressed concrete 2, the pitch of the hoop bars 3b at the portions where splitting is likely to occur at both ends is made dense, and the end of the prestressed concrete 2 has an end metal fitting 8 It is also characterized by being reinforced by. In addition, a second aspect of the present invention is to provide a steel fiber-reinforced concrete 9 as a buckling stiffener on the outer periphery of the steel brace
Is provided.
【０００８】[0008]
【作用】柱梁架構に負荷される地震等の水平入力は、鉄
骨ブレース１の軸力（軸圧縮応力、軸引張応力）として
のみ処理し、座屈補剛材としてのプレストレストコンク
リート２又は鋼繊維入りコンクリート９へは一切力を伝
えない。鉄骨ブレース１が過大な軸圧縮力を受けて座屈
の挙動を呈する状況になると、鉄骨ブレース１はプレス
トレストコンクリート２（又は鋼繊維入りコンクリート
９）による強力な拘束力を受けて補剛され、座屈が防止
され、大きな耐力を発揮する。ちなみに、鉄骨ブレース
として大きさが１００×１００×６×８mm、長さが１６
００mm余のＨ形鋼を使用し、これを横断面の１辺が１８
０mm、長さが１４２５mmのコンクリートに、プレストレ
スト力：２３kg／cm2 を導入したプレストレストコンク
リート２で補剛した試験体について加力実験を行なった
水平力−層間変位角関係を図４Ａのグラフに示し、同じ
大きさの鉄骨ブレースを横断面の一辺の大きさが同じ１
８０mmの鉄筋コンクリートで補剛した試験体について加
力実験を行なった水平力−層間変位角関係を図４Ｂのグ
ラフに示した通りであり、両者を比べると、図４Ａのプ
レストレストコンクリート２で補剛した場合の方が耐力
が増強し、全体座屈に関する補剛性能が高められてい
る。[Operation] Horizontal inputs such as earthquakes applied to the beam structure are treated only as axial force (axial compressive stress, axial tensile stress) of the steel braces 1, and prestressed concrete 2 or steel fiber as buckling stiffeners. No power is transmitted to the filled concrete 9. When the steel brace 1 is subjected to an excessive axial compression force and exhibits a buckling behavior, the steel brace 1 is stiffened by the strong restraining force of the prestressed concrete 2 (or the concrete containing steel fiber), Bending is prevented and great resistance is exhibited. By the way, the size of the steel braces is 100 × 100 × 6 × 8mm, and the length is 16.
Use H-section steel with a margin of 00 mm, and use one side of the cross section of 18
A horizontal force-interlayer displacement angle relationship is shown in the graph of FIG. 4A, in which a load test is performed on a test specimen stiffened with prestressed concrete 2 in which a prestressed force of 23 kg / cm 2 is introduced into 0 mm and a length of 1425 mm. , Steel braces of the same size with one side of the same cross section 1
The relationship between the horizontal force and the inter-layer displacement angle, which was subjected to the load test on the test body stiffened with the reinforced concrete of 80 mm, is shown in the graph of FIG. 4B. By comparing the two, the prestressed concrete 2 of FIG. In this case, the proof stress is increased, and the auxiliary rigidity ability related to the overall buckling is increased.
【０００９】[0009]
【実施例】次に、図示した本発明の実施例を説明する。
図１と図２は本発明の第１実施例であるアンボンド鉄骨
ブレースを示し、図３は前記ブレースを建物の柱梁架構
へ適用した例を示している。このアンボンド鉄骨ブレー
スは、主材として大きさが３００×３００×１２×２５
mmのＨ形鋼１を使用し、その外周に座屈補剛材として、
断面の一辺が５５０mmの正方形に形成したプレストレス
トコンクリート２が設けられている。Ｈ形鋼１とプレス
トレストコンクリート２との接触面間には、図示を省略
したポリエチレンフィルム等によるアンボンド処理が施
されている。EXAMPLE An example of the present invention shown in the drawings will be described below.
1 and 2 show an unbonded steel frame brace according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows an example in which the brace is applied to a column beam structure of a building. This unbonded steel brace has a size of 300 x 300 x 12 x 25 as the main material.
mm H-shaped steel 1 is used, and on its outer periphery as a buckling stiffener,
There is provided a prestressed concrete 2 having a square shape whose one side is 550 mm. Between the contact surfaces of the H-shaped steel 1 and the prestressed concrete 2, unbonding treatment with a polyethylene film or the like (not shown) is applied.
【００１０】図中符号１０がφ＝１１のＰＣ鋼棒であ
り、このＰＣ鋼棒１０の端部には、コンクリート１３を
若干覆う形の端部金物８が設けられている。同端部金物
８によってもコンクリート１３は拘束され補剛効果が高
められる。図中符号３は、前記Ｈ形鋼１とＰＣ鋼棒１０
の外周に配筋された鉄筋籠である。これは、主筋３ａの
外周全体に亘り約１００mmのピッチでフープ筋３ｂ（φ
＝３．２）が巻装されて成るが、両端部の割裂を生じ易
い部分は、強度を高めるため短い補強筋３ｃを配筋した
上で、フープ筋３ｂがピッチを密にして（ピッチ＝５０
mm）多く配筋されている。なお、Ｈ形鋼１のうちプレス
トレストコンクリート２から突き出た両端部は、柱梁架
構との接合部１ａに加工されている。かくして、コンク
リート１３を打設し強度を発現した後に、前記ＰＣ鋼棒
１０をナット１１で締付けることにより、所定大きさの
プレストレスト力を導入したプレストレストコンクリー
ト２が鉄骨ブレース１に設けられている。In the figure, reference numeral 10 is a PC steel rod of φ = 11, and an end metal 8 which slightly covers the concrete 13 is provided at the end of the PC steel rod 10. The concrete 13 is also restrained by the metal fitting 8 at the same end, and the stiffening effect is enhanced. Reference numeral 3 in the figure denotes the H-shaped steel 1 and the PC steel rod 10.
It is a rebar cage arranged around the outer circumference of. This is the hoop muscle 3b (φ with a pitch of about 100 mm over the entire outer circumference of the main muscle 3a.
= 3.2) is wound, but in the part where splitting is likely to occur at both ends, short reinforcing bars 3c are arranged to increase strength, and then the hoop muscles 3b make the pitch dense (pitch = Fifty
mm) Many are arranged. In addition, both ends of the H-shaped steel 1 protruding from the prestressed concrete 2 are processed into a joint 1a with the beam-column structure. Thus, after the concrete 13 is cast and the strength is developed, the PC steel rod 10 is tightened with the nut 11, so that the steel frame brace 1 is provided with the prestressed concrete 2 into which a predetermined amount of prestressed force is introduced.
【００１１】従って、鉄骨ブレース１が座屈の挙動を呈
する状況になっても、鉄骨ブレース１はプレストレスト
コンクリート２による強力な拘束力を受けて補剛され、
ひび割れの発生が防止され、優れた補剛効果が発揮され
る。本実施例で、プレストレスト力：２３kg／cm2 を導
入した場合、プレストレストコンクリート２の引張強度
は５２．９kg／cm2 で、通常の鉄筋コンクリートの引張
強度２９．９kg／cm2に対して約２倍の強度を発揮す
る。導入するプレストレスト力を３０kg／cm2 、３５kg
／cm2 …と大きくすることにより、より優れた補剛効果
を奏する。Therefore, even when the steel braces 1 exhibit a buckling behavior, the steel braces 1 are stiffened by the strong restraining force of the prestressed concrete 2,
The occurrence of cracks is prevented and an excellent stiffening effect is exhibited. In this embodiment, the prestressed force: in the case of introducing 23 kg / cm 2, the tensile strength of the prestressed concrete 2 is 52.9kg / cm 2, about 2 times the tensile strength of 29.9 kg / cm 2 normal reinforced concrete Exert the strength of. The prestressing force to be introduced is 30kg / cm 2 , 35kg
A larger stiffening effect is obtained by increasing the value to / cm 2 .
【００１２】上述のプレストレストコンクリート２で補
剛したアンボンド鉄骨ブレースは、図３のように、建物
の鉄骨柱４と鉄骨梁５で形成された架構の面内に、Ｈ形
鋼１のフランジが曲げを負担する向き（強軸）の配置
（梁鉄骨のウエブとＨ形鋼１のウエブとが平行な向き）
として、Ｈ形鋼１の両端が梁中央部の接合部材６及び架
構内隅部の接合部材７と夫々ウエブはボルト接合、フラ
ンジは溶接接合により組み入れて設置されている。但
し、ブレースとしての使用態様は図３の限りではなく、
従来一般に実施されているブレースと全く同様に適用さ
れる。The unbonded steel braces stiffened by the above-mentioned prestressed concrete 2 have the flange of the H-section steel 1 bent in the plane of the frame formed by the steel columns 4 and the steel beams 5 of the building, as shown in FIG. Orientation (strong axis) arrangement (direction in which the web of the beam steel frame and the web of the H-section steel 1 are parallel)
As for the H-shaped steel 1, both ends of the H-shaped steel 1 and the joining member 6 at the center of the beam and the joining member 7 at the corners of the frame are installed by web joining by bolts and flanges by welding. However, the usage as a brace is not limited to that shown in FIG.
It is applied in exactly the same way as the brace that is generally used in the past.
【００１３】[0013]
【第２実施例】図５と図６は、Ｈ形鋼１の外周に、座屈
補剛材として鋼繊維入り強化コンクリート９が設けられ
たアンボンド鉄骨ブレースを示している。鋼繊維入りコ
ンクリート９は、長さ２０〜３０mmの鋼繊維（図示は省
略）が、通常の配筋に必要な鉄筋と略同じ量（体積比で
１％ぐらい）コンクリートに混入されている。当該鋼繊
維入りの強化コンクリート９の引張強度は６３．４kg／
cm2 で、通常の鉄筋コンクリートの引張強度２９．９kg
／cm2 に対して２．１倍の強度を発揮し、優れた座屈補
剛性能を有するという作用効果を奏する。とりわけ、本
実施例によれば鉄筋を配筋する必要がないので、すこぶ
る施工性に優れる。[Second Embodiment] FIGS. 5 and 6 show an unbonded steel frame brace in which a reinforced concrete 9 containing steel fibers is provided as a buckling stiffener on the outer periphery of an H-shaped steel 1. In the concrete 9 containing steel fibers, steel fibers having a length of 20 to 30 mm (not shown) are mixed in the concrete in substantially the same amount (about 1% in volume ratio) as the reinforcing bars required for normal reinforcement. The tensile strength of the reinforced concrete 9 containing the steel fibers is 63.4 kg /
In cm 2 , the tensile strength of ordinary reinforced concrete is 29.9 kg.
It exerts 2.1 times the strength of / cm 2 and has the effect of having excellent buckling rigidity. In particular, according to this embodiment, it is not necessary to arrange the reinforcing bars, so that the workability is excellent.
【００１４】[0014]
【本発明が奏する効果】本発明によるアンボンド鉄骨ブ
レースには、補剛材としてプレストレストコンクリート
２又は鋼繊維入りコンクリート９が使用されているの
で、座屈補剛性能が向上された高品質で、しかも施工性
に優れたアンボンド鉄骨ブレースが提供される。その結
果、ブレースの適用限界を耐力ベースで拡大でき、事務
所ビルのコア部分等への適用度が広がるものと期待され
る。また、プレストレスト力を導入し又は鋼繊維入りコ
ンクリート９を使用したので、強度が大きい分だけ補剛
材の断面を従来に比して小さくでき、鋼材量を減少せし
めて施工コストの低減化にも寄与する。EFFECTS OF THE INVENTION Since the unbonded steel braces according to the present invention use prestressed concrete 2 or steel fiber-reinforced concrete 9 as a stiffening material, it is of high quality with improved buckling rigidity and is of high quality. An unbonded steel brace with excellent workability is provided. As a result, it is expected that the application limit of braces can be expanded on a yield strength basis, and that the applicability to the core parts of office buildings will expand. Further, since the prestressing force is introduced or the steel fiber-containing concrete 9 is used, the cross section of the stiffening material can be made smaller than that of the conventional one due to the large strength, and the amount of steel material can be reduced to reduce the construction cost. Contribute.
【図１】本発明の第１実施例を示した全体図である。FIG. 1 is an overall view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】Ａは図１の側面図、Ｂは図１のＩ−Ｉ矢視断面
図である。2 is a side view of FIG. 1, and B is a cross-sectional view taken along the line II of FIG.
【図３】柱梁架構への適用例を示した立面図である。FIG. 3 is an elevational view showing an application example to a column-beam frame.
【図４】Ａは本発明の、Ｂは従来一般の鉄筋コンクリー
トで補剛されたアンボンド鉄骨ブレースの水平力−層間
変位角関係を示したグラフであり、各々の縦軸の水平力
は鉄骨ブレースの降伏軸力に対応する降伏荷重Ｐy で無
次元化され、圧縮側を正としている。横軸のＲは柱の回
転角に相当する。FIG. 4A is a graph showing a horizontal force-interlayer displacement angle relationship of an unbonded steel frame brace stiffened with conventional general reinforced concrete according to the present invention, and the horizontal force of each vertical axis is that of the steel frame brace. It is made dimensionless by the yield load Py corresponding to the yield axial force, and the compression side is positive. R on the horizontal axis corresponds to the rotation angle of the column.
【図５】第２実施例を示した全体図である。FIG. 5 is an overall view showing a second embodiment.
【図６】図５の側面図である。FIG. 6 is a side view of FIG.
【図７】従来例を示した立面図である。FIG. 7 is an elevational view showing a conventional example.
１ 鉄骨ブレース（Ｈ形鋼） ２ プレストレストコンクリート ３ 鉄筋 ８ 端部金物 ９ 鋼繊維入りコンクリート 1 Steel brace (H-shaped steel) 2 Prestressed concrete 3 Reinforcing bar 8 End hardware 9 Steel fiber concrete
フロントページの続き (72)発明者 鈴木 直幹 大阪市中央区本町四丁目１番13号 株式会 社竹中工務店大阪本店内 (72)発明者 東端 泰夫 千葉県印旛郡印西町大塚一丁目５番 株式 会社竹中工務店技術研究所内Front page continuation (72) Inventor Naoki Suzuki 4-1-1-13 Honmachi, Chuo-ku, Osaka Stock company Takenaka Corporation Osaka Main Store (72) Inventor Yasuo Higashibata 1-5 Otsuka, Inzai-cho, Inba-gun, Chiba Stocks Takenaka Corporation Technical Research Institute
Claims (4)
レストレストコンクリートが設けられ、鉄骨ブレースと
プレストレストコンクリートとの接触面にアンボンド処
理が施されていることを特徴とする、アンボンド鉄骨ブ
レース。1. An unbonded steel frame brace characterized in that prestressed concrete is provided as a buckling stiffening material on the outer periphery of the steel frame brace, and the contact surface between the steel frame brace and the prestressed concrete is unbonded.
リートの内部の鉄筋は、両端部の割裂を発生し易い部分
のフープ筋のピッチが密な構成とされていることを特徴
とする、アンボンド鉄骨ブレース。2. The unbonded steel frame brace characterized in that the reinforcing bar inside the prestressed concrete according to claim 1 has a dense pitch of the hoop bars at the portions where cracking easily occurs at both ends. .
リートの端部は、端部金物によって補強されていること
を特徴とする、アンボンド鉄骨ブレース。3. An unbonded steel frame brace, wherein the end portion of the prestressed concrete according to claim 1 is reinforced by an end metal member.
繊維入りコンクリートが設けられ、鉄骨ブレースと鋼繊
維入りコンクリートとの接触面にアンボンド処理が施さ
れていることを特徴とする、アンボンド鉄骨ブレース。4. An unbonded structure characterized in that steel fiber concrete is provided as a buckling stiffener on the outer periphery of the steel frame brace, and the contact surface between the steel frame brace and the steel fiber concrete is unbonded. Steel brace.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12040394A JPH07324378A (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Unbonded steel brace |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12040394A JPH07324378A (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Unbonded steel brace |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07324378A true JPH07324378A (en) | 1995-12-12 |
Family
ID=14785355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12040394A Pending JPH07324378A (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Unbonded steel brace |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07324378A (en) |
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-
1994
- 1994-06-01 JP JP12040394A patent/JPH07324378A/en active Pending
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