JPH0972002A - 構造物のブレース支持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 地震等の振動の水平力をブレース材が圧縮力
で負担すると、引張力で負担する場合に比して、座屈に
より塑性変形を来しやすく、座屈変形を起こしてしまう
と耐力低下して、エネルギー吸収能力が低下する。 【解決手段】 地震力等の水平力を受けるブレース材を
分割して、その中間にジョイント部を介在させたブレー
ス支持装置において、ブレース２２を構成する剛棒２２
ａ，２２ｂの対向する分割端部を、上記ジョイント部と
しての環状体２０に、ブレース材の材軸に沿った圧縮方
向の入力に対しては環状体２０の中心方向に逃げること
ができるように挿通し、引張方向の入力に対してはその
鋼棒２２ａ，２２ｂの挿通先端部に設けた係止片のナッ
ト２４と環状体２０との間に介在させたバネ２６又は鉛
等の振動吸収体を介してブレース材２２に引張力を生じ
させて、建物の振動を抑えつつ水平力に抵抗させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地震や激しい振動
などの水平力に抗するために建物等の構造物に設けられ
るブレース支持装置に係わり、特にブレース材の座屈に
よる耐力低下を防止できる様にしたブレース装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、風圧や地震力その他により建物
等の構造物の立柱や横材に激しい繰り返し荷重が加わる
と、その水平力に抗するためのブレース材には、その材
軸に沿った長手方向に引張り（テンション）と圧縮（コ
ンプレッション）とが交互に作用するが、形鋼や鋼棒等
でなるブレース材は引張力に対しては充分抵抗し得る
が、この引張力に比べ圧縮力に対しては座屈による塑性
変形を来たし易く、この様に塑性変形してしまうと耐力
の低下を招いてしまうとともに、復元し難いためブレー
ス架構両端の接続部に亀裂や分離等を発生させてしま
う。

【０００３】このため、従来ではブレース架構全体とし
てのエネルギー吸収能力を高めるために、(1) ブレース
架構は一般に弾性剛性が高く水平外力がまず集中して配
分されやすいとの観点から、ブレース材の座屈による耐
力低下が起きないように座屈防止の補鋼を行うという手
法、または、(2) ブレース架構の履歴性状はブレース材
の座屈後の挙動に左右されるとの観点から、ブレース材
の座屈よりも他の部位の降伏を先行させるという手法、
あるいは、(3) ブレース材に圧縮、引張りの繰り返し荷
重が外力として加わっても、ブレース材の弾性限界内に
おいてもとの直線状態に復元させるという観点から、ブ
レース材に予め緊張力を付与しておき、荷重や振動に対
する剛性及び強度を向上させるという手法等が採用され
ている。

【０００４】ここで、上記(3) の手法としては、ブレー
ス材の中間にジョイント部としてターンバックルを介在
させ、これにより予め材軸に沿った長手方向に緊張力を
付与するようにしたブレース支持装置が特公平４−７５
９７１号公報に開示されている。

【０００５】このブレース支持装置は図３及び図４に示
すように、立柱４、横材６、ブレース材３及び上面覆板
又は床板７等によって形成される重架設構造物１を対象
としたものである。図４に示すように、ブレース材３を
構成する２個の剛棒３´，３´を同一中心線上に配置
し、その対向端部に形成した互いに逆方向の雄ねじ１
１，１１をターンバックル２の両端に形成した互いに逆
方向の雌ねじ１２，１２に螺入させて両剛棒３´，３´
を接続し、両剛棒３´，３´のそれぞれ他端部に平板１
３を溶着し、同平板１３にボルト孔１４を穿設し、同孔
１４に挿入したボルトによって剛棒３´，３´の他端部
を立柱４，４に直接又は横材６を介して間接的に止着し
て、立柱４、４間に２個のブレース材３，３を互いに交
差させて架設するものである。そのため上記剛棒３´，
３´は中心線ａの回りの回動が阻止され、ターンバック
ル２を中心線ａの回りに回動させて同ブレース材３に予
め緊張力を与えることができる。

【０００６】そして、この構成によれば、ブレース材３
にはターンバックル２によって長手方向に予め緊張力を
掛けているから、当該ブレース材３の材軸に沿って長手
方向に入力される圧縮方向の荷重はその予め付与されて
いる緊張力で相殺されることになり、この緊張力分だけ
入力に対するブレース材３の座屈の発生限界を高めて、
元の直線状態への復元性を向上させることができる。な
お、バックル２の慣性回動はブレース材端部に支持した
廻り止め金具５により阻止される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
(1) の手法によるブレース支持装置では、補鋼作業が面
倒であるばかりか、補鋼量に対してエネルギー吸収能力
の向上度合いが低く、効率的でない。

【０００８】また(2) の手法のブレース支持装置では、
エネルギー吸収能力の向上に関しその限界が低く、大地
震等に対する充分な耐力を得るのが難しい。

【０００９】また(3) の手法のブレース装置では、ブレ
ース材の中間に設けたターンバックルによって緊張力を
内部応力として与えているが、ブレース材はあくまで一
体的な剛棒として機能するため、大地震時等におけるよ
うな大きな振動エネルギーが加わった場合には、上記緊
張力以上の圧縮力が掛かるのを避け得ず、当該緊張力を
大きく上回る圧縮力が入力された場合にはブレース材が
座屈してしまう虞があり、ブレース架構全体としてのエ
ネルギー吸収能力を更に高めるという点で改善の余地が
ある。

【００１０】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、ブレース材に圧縮力が掛かることが
無く、よって座屈の発生を防止することができ、地震な
どの大きな振動エネルギーに対する架構全体としてのエ
ネルギー吸収能力が高い構造物のブレース支持装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、構造物のブレース支持装置を次のように
構成する。

【００１２】本出願の請求項１に係わる発明では、地震
力等の水平力を受けるブレース材の中間を分割してその
分割端部間にジョイント部を介在させた構造物のブレー
ス支持装置において、該ジョイント部は、該水平力によ
り該ブレース材の材軸に沿って加わる引張方向の入力に
対しては該両分割端部に係合して該ブレース材に引張力
を生じさせる一方、圧縮方向の入力に対しては該両分割
端部の変位を許容して該ブレース材に圧縮力を生じさせ
ないように両分割端部同士を接続する構成とし、地震力
などの水平力に対して、ブレース材に引張力を生じさせ
て抵抗させる一方、圧縮力が掛かるのを防止して、ブレ
ース材の座屈変形を未然に防ぎ、架構全体としてのエネ
ルギー吸収能力を向上させる。

【００１３】また、本出願の請求項２に係わる発明で
は、地震力等の水平力を受けるブレース材の中間を分割
してその分割端部間にジョイント部を介在させた構造物
のブレース支持装置において、ブレース材を構成する剛
棒の少なくとも一方の分割端部は、該ジョイント部とし
ての環状体に、該水平力により該ブレース材の材軸に沿
って加わる圧縮方向の入力に対して該環状体の中心方向
に逃げることができるように挿通し、引張方向の入力に
対してはその挿通先端部に設けた係合片と環状体とをそ
れらの間に介在させた振動吸収体を介して係合させる構
成とする。

【００１４】地震力などの水平力により、ブレース材を
構成する剛棒に分割端部を離間させるように材軸に沿っ
て引張方向の力が入力されると、鋼棒の挿通先端部と環
状体との間隔が詰まり、これら鋼棒の挿通先端部と環状
体とは振動吸収体を介して係合しあって引張力が生じ、
当該水平力に抵抗する。一方、鋼棒に分割端部を近接さ
せるように材軸に沿って圧縮方向の力が入力されると、
分割端部は環状体の中心方向に逃げ、当該剛棒には圧縮
力は作用せず、よってブレース材にはその形状や細長比
に全く係わり無く座屈が生じない。このため、耐力低下
がない。つまり、ジョイント部は、ブレース材に座屈を
生じさせないように、圧縮力が掛かることを防止する接
合部として機能する。

【００１５】また、ブレース架構とラーメン架構が並立
する場合に、ブレース架構が、水平力を分担する時点の
層間変位を制御することにより、復元力特性の改善が可
能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施形態例
に基づいて説明する。

【００１７】図１において、２２はブレース材であり、
同一中心線上に分割配置された２本の剛棒２２ａ，２２
ｂで構成されている。このブレース材２２は、互いに交
差する形で２個架設されており、両ブレース材２２を構
成する計４本の剛棒２２ａ，２２ｂは、これらのジョイ
ント部たる環状体２０において、材軸方向に沿った圧縮
方向の入力に対しては環状体２０の中心方向に逃げるこ
とができるように連結されている。

【００１８】即ち、環状体２０には、その中心から四方
に貫通穴２１が穿設されており、この貫通穴２１に外周
面から、上記剛棒２２ａ，２２ｂの夫々対向する分割端
部が軸方向に摺動自在に挿通されている。そして、その
環状体２０内部に突出して雄ねじが形成された挿通先端
部２３には、鍔状の係止片としてナット２４が螺合され
ている。また、この環状体２０内部に突出した挿通先端
部２３には、係止片としてのナット２４と環状体２０の
内周面との間に、ワッシャー２５の付いたコイルバネ２
６でなる弾性体が振動吸収体として嵌装されている。こ
のようにして、各ブレース材２２はその剛棒２２ａ，２
２ｂ同士が接続される。但し、各ブレース材２２を構成
する一対の剛棒２２ａ，２２ｂは、その挿通先端部２
３，２３間が、上記逃げとして有効な距離だけ、離間さ
れている。

【００１９】各剛棒２２ａ，２２ｂの他端部は、例え
ば、図３で説明したような平板１３をそれぞれ溶着し、
これに穿設したボルト孔１４に挿入したボルトによって
立柱４，４に直接又は横材６を介して間接的に止着され
る。

【００２０】このようにして立柱４、４間に互いに交差
して架設された２個のブレース材２２，２２は、剛棒２
２ａ，２２ｂがその回動を規制されて固定されているた
め、ナット２４をコイルバネ２６に抗して回すことによ
り、同各ブレース材２２，２２に緊張力を与えることが
できる。

【００２１】上記構成のブレース支持装置によれば、ブ
レース材２２，２２にはコイルバネ２６によって長手方
向に緊張力が掛けられているため、ブレース材２２，２
２はブレース架構の水平方向の層間変位を制御すること
になり、復元力特性の改善が可能となる。

【００２２】また、地震等の振動の水平力によりブレー
ス架構に層間変位が生じた場合には、従来のターンバッ
クルにより一対の剛棒を接続した場合と同様に、ブレー
ス材２２の長手方向の材軸に沿った引張方向の入力に対
しては、鋼棒２２ａ，２２ｂ同士がコイルバネ２６と環
状体２０とを介して相互に係合しあって、より大きな張
力を生じさせつつ水平力に抵抗するとともに、コイルバ
ネ２６で振動を吸収減衰する。一方、逆にブレース材２
２の長手方向の材軸に沿った圧縮方向の入力に対して
は、各剛棒２２ａ，２２ｂの挿通先端部２３が環状体２
０の中心へ変位するだけであって、ブレース材２２には
圧縮力は作用せず、よってその形状や細長比に係わらず
ブレース材２２に座屈が生じることがない。このため、
塑性変形しないので元の直線状態に復元することができ
ると共に、ブレース材２２の耐力低下がない。

【００２３】上記の実施形態では、剛棒製のブレース材
のジョイント部たる環状体２０において、その内面とブ
レース材２２の係止片たるナット２４との間に振動吸収
体として弾性体であるコイルバネ２６を介在させたが、
この種のバネの代わりに、例えば油圧や超塑性材料であ
る鉛等を用いた一方向性ダンパー等を介在させることも
でき、これによっても上記と同様に建物の振動を抑え且
つブレース材の座屈を防止することができる。

【００２４】また上記図１の実施形態では、環状体２０
を単一な真円の円環状としたが、必ずしも円環状体であ
る必要はなく、方形あるいは多角形の環状体であっても
良い。

【００２５】また、図２に示す様に、必ずしも単一の環
状体でなくとも良い。同図の環状体３０は鋼製の方形状
ブロック３２の周側の４面にそれぞれＵ字状のフレーム
３４が一体的に溶接接合されてなり、全体として十字状
を呈して４つの環状部を有している。各環状部を形成す
るＵ字状のフレーム３４にはその先端部中央に貫通穴２
１が形成され、この貫通穴２１に前記図１の場合と同様
にブレース材２２の先端が挿通され、ここにコイルバネ
２６が介装されてナット２４で係止されている。

【００２６】なお、本発明は、建物や一般の構造物の
他、架設桟橋や、架設構台等の重架設構造物にも適用す
ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたように、本出願の請求項１に
係わる発明では、地震力等の水平力を受けるブレース材
の中間を分割してその分割端部間にジョイント部を介在
させた構造物のブレース支持装置において、該ジョイン
ト部は、該水平力により該ブレース材の材軸に沿って加
わる引張方向の入力に対しては該両分割端部に係合して
該ブレース材に引張力を生じさせる一方、圧縮方向の入
力に対しては該両分割端部の変位を許容して該ブレース
材に圧縮力を生じさせないように両分割端部同士を接続
する構成としたので、地震等の振動の水平力に対して、
ブレース材に引張力を生じさせて十分な抵抗力を得る一
方、圧縮力が掛かるのを防止してブレース材の座屈変形
を防ぐことができ、座屈変形による耐力の低下を防いで
架構全体としてのエネルギー吸収能力を可及的に向上さ
せることができる。

【００２８】また、本出願の請求項２に係わる発明で
は、地震力等の水平力を受けるブレース材の中間を分割
してその分割端部間にジョイント部を介在させた構造物
のブレース支持装置において、ブレース材を構成する剛
棒の少なくとも一方の分割端部は、該ジョイント部とし
ての環状体に、該水平力により該ブレース材の材軸に沿
って加わる圧縮方向の入力に対して該環状体の中心方向
に逃げることができるように挿通し、引張方向の入力に
対してはその挿通先端部に設けた係合片と環状体とをそ
れらの間に介在させた振動吸収体を介して係合させる構
成としたので、地震等の振動の水平力により、ブレース
材を構成する剛棒に材軸に沿って引張方向の力が入力さ
れた場合には、鋼棒の挿通先端部と環状体との間に介在
させた振動吸収体で振動を吸収減衰させながら、引張力
を生じさせて当該水平力に抵抗することができる一方、
鋼棒に材軸に沿って圧縮方向の力が入力された場合に
は、分割端部を環状体の中心方向に逃がして当該剛棒に
圧縮力が作用するのを防止できる。このため、ブレース
材にはその形状や細長比に全く係わり無く座屈が生じる
のを防止することでき、座屈変形による耐力低下を防い
で、架構全体としてのエネルギー吸収能力を可及的に向
上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のブレース支持装置の一実施形態例を示
す図である。

【図２】本発明のブレース支持装置の別の実施形態例を
示す図である。

【図３】従来のブレース支持装置による架設構造物を示
す斜視図である。

【図４】従来のターンバックルブレースの斜視図であ
る。

【符号の説明】

１ 重架設構造物 ２ ターンバック
ル ３ ブレース ３´ 剛棒 ４ 立柱 ５ 廻り止め金具 ６ 横材 １１ 雄ねじ １２ 雌ねじ １３ 平板 １４ ボルト孔 ２０ 環状体（ジ
ョイント部） ２１ 貫通穴 ２２ ブレース材 ２２ａ，２２ｂ 剛棒 ２３ 挿通先端部 ２４ ナット（係止片） ２５ ワッシャー ２６ コイルバネ（振動吸収体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 地震力等の水平力を受けるブレース材の
   中間を分割してその分割端部間にジョイント部を介在さ
   せた構造物のブレース支持装置において、 該ジョイント部は、該水平力により該ブレース材の材軸
   に沿って加わる引張方向の入力に対しては該両分割端部
   に係合して該ブレース材に引張力を生じさせる一方、圧
   縮方向の入力に対しては該両分割端部の変位を許容して
   該ブレース材に圧縮力を生じさせないように両分割端部
   同士を接続することを特徴とする構造物のブレース支持
   装置。
2. 【請求項２】 地震力等の水平力を受けるブレース材の
   中間を分割してその分割端部間にジョイント部を介在さ
   せた構造物のブレース支持装置において、 ブレース材を構成する剛棒の少なくとも一方の分割端部
   は、該ジョイント部としての環状体に、該水平力により
   該ブレース材の材軸に沿って加わる圧縮方向の入力に対
   して該環状体の中心方向に逃げることができるように挿
   通し、引張方向の入力に対してはその挿通先端部に設け
   た係合片と環状体とをそれらの間に介在させた振動吸収
   体を介して係合させることを特徴とする構造物のブレー
   ス支持装置。