JPH0473498B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、鉄骨建築物において主に補強部材と
して機能させる鉄骨ブレースの剛性調整と靱性向
上をはかる手段に利用されて好適な鉄骨ブレース
の架構構造に関するものである。

「従来の技術」 従来、この種の鉄骨ブレースには、鉄筋または
山形鋼を用いた引張ブレースと、Ｈ形鋼や角鋼管
を用いた引張、圧縮共有効に働かせたブレースな
どがある。

ところで、このようなブレースに要求される機
能としては、本来の補強機能を発揮させるための
高い剛性はもちろん、例えば地震時等において生
じる軸力や曲げモーメントによつて座屈すること
のない十分な靱性も要求される。

「発明が解決しようとする問題点」 しかしながら、前記した従来のブレースのう
ち、前者の引張ブレースの場合、地震等の繰り返
し荷重による部材降伏後の復元力特性が第７図に
示す如くスリツプ状となるために剛性の点におい
て好ましくはない。また、後者の引張、圧縮共有
効に働かせたブレースも細長比が大きいと座屈を
起こし、その後の履歴曲線が第８図に示す如く負
の勾配となるため靱性が期待できない。従つて、
例えば超高層ビル等の設計において従来は、細長
比λを30以下に制限して、座屈による耐力低下を
防止する処置をとつているが、λ≦30にするに
は、ブレースの断面が非常に大きくなつて不経済
であるばかりでなく、構造バランス、平面計画等
に支障をきたすといつた問題点があつた。

よつて、本発明では、断面の小さいブレースを
用いても座屈を発生させない剛性調整機能および
靱性向上機能の双方を備えた鉄骨ブレースの架構
構造を提供しようとするものである。

「問題点を解決するための手段」 本発明では、鉄骨建築物の骨組みの一部である
梁の下面に対して鉄骨ブレースの一端を取り付け
る架構構造において、前記梁の少なくともスパン
中央部を相互に間隔を有する上梁および下梁から
なる二段構成にすると共に、前記鉄骨ブレースの
一端を前記下梁に取り付け、かつ前記下梁と上梁
間に該下梁の座屈止めを設けてなり、当該座屈止
めは、前記ブレースの一端を前記下梁に取り付け
た位置を中心とするその下梁のスパン方向の両側
にそれぞれ設けて前記上梁および下梁間を連結し
た構成としたものである。

「作用」 鉄骨ブレースの一端が取り付く剛性の大きい梁
の一部を上梁および下梁からなる上下二段構成と
して、剛性を小さくした下梁にブレースの一端を
取り付ける構造となつているので、地震時等にお
いてブレースに生じる軸力は下梁の弾性作用によ
り効果的に吸収される。また、下梁には座屈止め
が設けられているので、下梁のブレースが取り付
く部分をブレースより先に降伏させる設計として
も座屈止めの働きにより該下梁は降伏後も十分に
耐力を保持しながら変形に追従可能となり、これ
らの点から、剛性調整及び靱性向上を容易に図り
得る構造となる。さらに、上下梁間の間隙をダク
ト類や各種部材装置の横断スペースとして有効利
用することができる。

「実施例」 以下、本発明の一実施例を添付の第１図ないし
第６図を参照して説明する。

図に示す実施例は、高層ビル等における鉄骨骨
組みに適用した例を示すもので、これらの図にお
いて、符号１，１は柱材であり、符号２はこれら
柱材１，１間に架設された大梁である。この大梁
２は、そのスパン中央部から両端近くまでの部分
が相互に間隔を有する上梁２ａおよび下梁２ｂか
らなる二段構成とされている。そして、前記下梁
２ｂの下面に、いわゆるＫ形ブレースとなる一対
の鉄骨ブレース３，３の一端が互いに交差する形
態でそれぞれ取り付けられている。また、前記上
梁２ａおよび下梁２ｂ間であつて、前記両ブレー
ス３，３の一端が交差して取り付く位置を中心と
する両側には、下梁２ｂの面内座屈止め４，４が
配設されている。この面内座屈止め４は、第２図
および第３図に示す如く、各々の一端が上梁２ａ
の下面および下梁２ｂの上面に対してそれぞれ溶
接止めされかつ互いに他端部がラツプする形態で
設けられた一対の支承部材４ａ，４ｂと、これら
支承部材のラツプ部分を固定するボルト４ｃとか
ら構成されている。両支承部材４ａ，４ｂには図
示例では共に溝形鋼が用いられそれらの背面どう
しが例えばステンレス板（図示せず）等を介して
部分的に重ね合わせられて結合されている。な
お、ボルト４ｃのボルト穴４ｄは下梁２ｂの伸縮
動がこの座屈止め４によつて制限（阻止）される
ことのないようにスロツトホールに形成されてい
る。さらに、この下梁２ｂには、必要に応じて第
４図に示す如く、他の上梁２ａとの間に面外座屈
止め５，５が配設される。この面外座屈止め５は
図示例ではＴ形鋼よりなり、取付け板５ａ，５ｂ
を介して取付けられている。ここで、前記両ブレ
ース３，３および下梁２ｂには、共にその細長比
λが30以上となる部材が使用されている。しか
し、下梁２ｂについては、これに設ける各座屈止
め４，５により面内座屈止め４，４間における下
梁２ｂ部分の細長比λ1が30以下となるように設
定されている。この細長比λ1の設定は下梁２ｂ
の断面積と面内座屈止め４，４間の距離によつて
決定されることになる。

次いで、本実施例の作用などについて以下に説
明する。

大梁２は、そのスパンの大部分が上梁２ａおよ
び下梁２ｂからなる上下二段構成となつているた
め、梁剛性はそのぶん低下し、従つてこの上梁２
ａは主として鉛直荷重を支える機能を発揮させる
ためのいわゆる小梁的性格となる。一方、下梁２
ｂは床を支える必要もなく、常時は無応力状態に
ある。この状態において、例えば地震等による繰
り返し荷重が作用すると、両鉄骨ブレース３，３
にはそれぞれ軸力が生じるが、この軸力はブレー
ス３，３の交点部分を介して下梁２ｂに伝達され
る。この際、下梁２ｂはブレース３，３の軸力を
受けて伸縮ないし湾曲してその軸力を吸収する。
即ち、下梁２ｂは自体の靱性によつてブレース
３，３の剛性を適度に低下させてブレースに生じ
る地震入力を制御するいわゆる剛性調整機能を発
揮する。従つて、鉄骨ブレース３，３の細長比λ
が30以上であつても、下梁２ｂの作用により両ブ
レース３，３のみが降伏ないし座屈してしまうよ
うなことはない。また、下梁２ｂ全体について
は、その細長比λは30以上となつているが、各座
屈止めの存在により面内座屈止め４，４間におけ
る下梁２ｂ部分は、その細長比λ1が30以下とな
るように設定されていることから、部材降伏後も
十分に耐力を保持しながら変形に追従可能とな
る。そしてこのような点から、特に地震荷重が大
きく作用しても、ブレース３，３が降伏ないし座
屈する前に、下梁２ｂの一部（座屈止め４，４間
の部分）が降伏するように断面設計することも容
易に実施し得、これによつて第５図に示す好適な
弾性履歴曲線を描く性能（靱性向上機能）を与え
ることができる。また、大梁２のスパンの大部分
が上梁および下梁からなる二段構成となつていて
それらの間には十分な空間が形成されているか
ら、この空間を例えばダクト類の横断スペースと
して利用可能となる。

第６図は、従来のブレースのみの場合と本発明
におけるブレースとを応力度−歪み度曲線によつ
て比較した例を示すもので、この図から理解でき
るように、通常のブレースのみではバネ（剛性）
が大きいため過大入力となり、そのためブレース
は座屈を起こして、図中イで示す如く急激に耐力
を失い靱性は期待できない。しかし本発明による
ブレースにおいては、下梁の存在によりバネ定数
が小さくなり、それによつてブレースへの入力も
適度に低下し、かつ座屈止めの働きにより下梁の
降伏後においても、図中ロで示す如く耐力が低下
することはなく降伏時の耐力を保持するようにな
る。

なお、実施例では、大梁２のスパンの大部分を
上下二段梁構成とした例を示したが、こ部分の長
さは、ブレースの取り付く形態や本数などによつ
て適宜決定されることは言うまでもない。

「発明の効果」 以上詳述したように、本発明にあつては、鉄骨
建築物の骨組みの一部である梁の下面に対して鉄
骨ブレースの一端と取り付ける架構構造におい
て、前記梁の少なくともスパン中央部を相互に間
隔を有する上梁および下梁からなる二段構成にす
ると共に、前記鉄骨ブレースの一端を前記下梁に
取り付け、かつ前記下梁に該下梁の座屈止めを設
けてなる構成としたから、下梁および座屈止めの
働きにより、耐震要素としての重要な要求性能で
ある剛性調整機能および靱性向上機能の双方を効
果的に発揮させることができ、これによつて断面
の小さいブレースを用いることも可能になるの
で、構造バランス、平面設計等に支障をきたすと
いつた問題を回避でき、しかも、上梁と下梁との
間に形成される間隙をダクト類や各種部材装置類
の横断スペースとして有効利用し得るなどの優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の一実施例を示す
もので、第１図は正面図、第２図は要部の拡大正
面図、第３図は第２図の−線に沿う断面図、
第４図は面外座屈止めを示す断面図、第５図およ
び第６図はそれぞれ応力度−歪み度曲線を表す
図、第７図および第８図はそれぞれ従来における
ブレースのみの応力度−歪み度曲線を表す図であ
る。 １……柱材、２……大梁、２ａ……上梁、２ｂ
……下梁、３……鉄骨ブレース、４……面内座屈
止め、５……面外座屈止め。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鉄骨建築物の骨組みの一部である梁の下面に
   対して鉄骨ブレースの一端を取り付ける架構構造
   において、前記梁の少なくともスパン中央部を相
   互に間隔を有する上梁および下梁からなる二段構
   成にすると共に、前記鉄骨ブレースの一端を前記
   下梁に取り付け、かつ前記下梁と上梁間に該下梁
   の座屈止めを設けてなり、当該座屈止めは、前記
   ブレースの一端を前記下梁に取り付けた位置を中
   心とするその下梁のスパン方向の両側にそれぞれ
   設けられ、前記上梁および下梁間を連結してなる
   ことを特徴とする鉄骨ブレースの架構構造。