図面 (/)

技術 木造構造体用の座屈拘束ブレース及びこれを備えたフレーム構造

出願人 パナソニックホームズ株式会社パナソニックIPマネジメント株式会社
発明者 一色太空岡義幸伊東和文樋口茂江夏健三田悠山本真平
出願日 2016年2月19日 (4年10ヶ月経過) 出願番号 2016-029557
公開日 2017年8月24日 (3年4ヶ月経過) 公開番号 2017-145654
状態 特許登録済
技術分野 異常な外部の影響に耐えるための建築物 防振装置 建築構造一般 建築構造の接合一般
主要キーワード メインプレート 矩形フレーム 挿し込まれた 接続プレート 端部プレート 伸び性能 鉄骨構造体 耐力低下
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年8月24日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (10)

課題

高い制振機能を発揮することのできる木造構造体用の座屈拘束ブレース、及びこれを備えたフレーム構造を提供する。

解決手段

座屈拘束ブレースB1は、ブレース芯材1と、ブレース芯材1を挟み込んで結合される一対の座屈拘束部材3,4と、ブレース芯材1の両端部12に設けられる接合構造2を備える。接合構造2は、ブレース芯材1の端部12から、厚み方向D2に突出する補強材22と、補強材22に接合される接続プレート24を備える。接続プレート24を通じて、木造矩形フレーム6に複数の木ネジ5が打ち込まれる。

概要

背景

特許文献1には、従来の座屈拘束ブレースが記載されている。

座屈拘束ブレースは、長板状のブレース芯材と、ブレース芯材を挟み込んだ状態で互いに結合される一対の座屈拘束部材と、ブレース芯材の両端部の一面から突出する補強材とを備える。

この座屈拘束ブレースでは、ブレース芯材の両端部が一対の固定片を有し、これら一対の固定片が、鉄骨構造体(柱、梁等)に溶接される。

概要

高い制振機能を発揮することのできる木造構造体用の座屈拘束ブレース、及びこれを備えたフレーム構造を提供する。座屈拘束ブレースB1は、ブレース芯材1と、ブレース芯材1を挟み込んで結合される一対の座屈拘束部材3,4と、ブレース芯材1の両端部12に設けられる接合構造2を備える。接合構造2は、ブレース芯材1の端部12から、厚み方向D2に突出する補強材22と、補強材22に接合される接続プレート24を備える。接続プレート24を通じて、木造矩形フレーム6に複数の木ネジ5が打ち込まれる。

目的

本発明は、木造構造体に用いて高い制振機能を発揮することのできる木造構造体用の座屈拘束ブレース、及びこれを備えたフレーム構造を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

互いに直交する長さ方向、厚み方向及び幅方向を有する長板状のブレース芯材と、前記ブレース芯材を前記厚み方向に挟み込んだ状態で互いに結合される一対の座屈拘束部材と、前記ブレース芯材の前記長さ方向の両端部にそれぞれ設けられる接合構造と、を備え、前記接合構造は、前記ブレース芯材の前記長さ方向の端部の一面から、前記厚み方向に沿って突出する補強材と、前記ブレース芯材とは距離を隔てた位置で前記補強材に接合される接続プレートと、を備え、前記接続プレートは、木ネジが挿し込まれるように貫通形成された複数の貫通孔を有することを特徴とする木造構造体用の座屈拘束ブレース

請求項2

前記ブレース芯材は、低降伏点鋼材であることを特徴とする請求項1に記載の木造構造体用の座屈拘束ブレース。

請求項3

前記補強材は、前記ブレース芯材の前記長さ方向の端部に、前記厚み方向に沿って突出するように接合される補強板と、前記補強板に直交するように接合された副補強板と、を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の木造構造体用の座屈拘束ブレース。

請求項4

前記補強材は、前記ブレース芯材の前記長さ方向の端部に、前記厚み方向に沿って突出するように接合される補強板であり、前記接続プレートは、L字状に折り返された端縁部を有し、前記端縁部は、前記補強板に直交するように接合されることを特徴とする請求項1または2に記載の木造構造体用の座屈拘束ブレース。

請求項5

請求項1〜4のいずれか一項に記載された座屈拘束ブレースと、前記座屈拘束ブレースの前記複数の貫通孔に挿し込まれる複数の木ネジと、前記座屈拘束ブレースが接続される木造矩形フレームと、を備え、前記座屈拘束ブレースの前記接続プレートが、前記複数の木ネジを介して、前記矩形フレームに接合されることを特徴とするフレーム構造

技術分野

0001

本発明は、木造構造体用の座屈拘束ブレース及びこれを備えたフレーム構造に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、従来の座屈拘束ブレースが記載されている。

0003

座屈拘束ブレースは、長板状のブレース芯材と、ブレース芯材を挟み込んだ状態で互いに結合される一対の座屈拘束部材と、ブレース芯材の両端部の一面から突出する補強材とを備える。

0004

この座屈拘束ブレースでは、ブレース芯材の両端部が一対の固定片を有し、これら一対の固定片が、鉄骨構造体(柱、梁等)に溶接される。

先行技術

0005

特開2015−214887号公報

発明が解決しようとする課題

0006

上記した座屈拘束ブレースの技術は、鉄骨構造体に用いる技術である。

0007

この技術を、地震等の揺れで変形しやすい木造構造体に採用した場合には、座屈拘束ブレースの剛性が高いため、繰り返しの大きな揺れが生じたときに木造構造体と座屈拘束ブレースとで剛性が調和しづらく、耐力低下を生じるおそれがある。

0008

本発明は、木造構造体に用いて高い制振機能を発揮することのできる木造構造体用の座屈拘束ブレース、及びこれを備えたフレーム構造を提供することを、目的とする。

課題を解決するための手段

0009

本発明に係る形態の木造構造体用の座屈拘束ブレースは、互いに直交する長さ方向、厚み方向及び幅方向を有する長板状のブレース芯材と、前記ブレース芯材を前記厚み方向に挟み込んだ状態で互いに結合される一対の座屈拘束部材と、前記ブレース芯材の前記長さ方向の両端部にそれぞれ設けられる接合構造とを備える。

0010

前記接合構造は、前記ブレース芯材の前記長さ方向の端部の一面から、前記厚み方向に沿って突出する補強材と、前記ブレース芯材とは距離を隔てた位置で前記補強材に接合される接続プレートとを備える。

0011

前記接続プレートは、木ネジが挿し込まれるように貫通形成された複数の貫通孔を有する。

0012

また、本発明に係る形態のフレーム構造は、木造構造体用の前記座屈拘束ブレースと、前記座屈拘束ブレースの前記複数の貫通孔に挿し込まれる複数の木ネジと、前記座屈拘束ブレースが接続される木造矩形フレームとを備える。前記座屈拘束ブレースの前記接続プレートが、前記複数の木ネジを介して、前記矩形フレームに接合される。

発明の効果

0013

本発明の木造構造体用の座屈拘束ブレース及びこれを備えたフレーム構造は、木造構造体において高い制振機能を発揮することができるという効果を奏する。

図面の簡単な説明

0014

図1は、第一実施形態の座屈拘束ブレースを備えて構成されたフレーム構造を示す正面図である。
図2は、同上の座屈拘束ブレースを示す正面図である。
図3は、図2のA−A線断面図である。
図4は、同上の座屈拘束ブレースから一対の座屈拘束部材が外された状態を示す正面図である。
図5は、図4のB矢視図である。
図6は、図4のC矢視図である。
図7は、第二実施形態の座屈拘束ブレースを示す正面図である。
図8は、図7のD矢視図である。
図9は、図7のE矢視図である。

実施例

0015

(第一実施形態)
図1図6に基づいて、第一実施形態の座屈拘束ブレースB1と、これを備えて構成されたフレーム構造F1について説明する。

0016

図1に示すように、フレーム構造F1は、木造建築構造体(木造構造体)に用いられる木造の矩形フレーム6に、上下二つの座屈拘束ブレースB1を接合させた構造である。

0017

矩形フレーム6は、上下一対梁材61と、左右一対柱材65とを備える。一対の梁材61は、上下に距離を隔てて互いに平行に位置する。一対の柱材65は、左右(水平方向)に距離を隔てて互いに平行に位置する。

0018

以下において、一対の柱材65のうち一方の柱材65を第一柱材651、他方の柱材65を第二柱材652と称する。

0019

第一柱材651と第二柱材652のそれぞれの上端部は、上側の梁材61に接合される。第一柱材651と第二柱材652のそれぞれの下端部は、下側の梁材61に接合される。

0020

上側の座屈拘束ブレースB1は、上側の梁材61と第一柱材651とに、接合される。下側の座屈拘束ブレースB1は、下側の梁材61と第一柱材651とに、接合される。上側の座屈拘束ブレースB1と、下側の座屈拘束ブレースB1は、ハ字状に配置される。

0021

上側の座屈拘束ブレースB1は、上側の梁材61のうち、第二柱材652から水平方向に所定距離d1だけ離れた箇所に、接合される。下側の座屈拘束ブレースB1は、下側の梁材61のうち、第二柱材652から水平方向に所定距離d1だけ離れた箇所に、接合される。

0022

上側の座屈拘束ブレースB1は、第一柱材651の上下方向の中間点から、所定距離d2だけ上方に離れた箇所に、接合される。下側の座屈拘束ブレースB1は、第一柱材651の上下方向の中間点から、所定距離d2だけ下方に離れた箇所に、接合される。

0023

上側の座屈拘束ブレースB1が第一柱材651に接合される箇所と、下側の座屈拘束ブレースB1が第一柱材651に接合される箇所とは、所定距離d3(=d2×2)だけ互いに離れて位置する。たとえば、d1は147.5[mm]、d2は300[mm]、d3は600[mm]である。

0024

次に、木造構造体用の座屈拘束ブレースB1の詳細な構造について、図2図6に基づいて説明する。

0025

図2には座屈拘束ブレースB1を示しており、図3図2のA−A線断面図である。図4には、図2に示す座屈拘束ブレースから一対の座屈拘束部材3,4が外された状態を示しており、図5図4のB矢視図、図6図4のC矢視図である。

0026

座屈拘束ブレースB1は、長板状のブレース芯材1と、ブレース芯材1を挟み込んだ状態で互いに結合される一対の座屈拘束部材3,4とを備える。

0027

ブレース芯材1は、互いに直交する長さ方向D1、厚み方向D2及び幅方向D3を有する。ブレース芯材1は、長さ方向D1に細長薄板状の芯材である。ブレース芯材1の表面には、メッキが施されている。

0028

ブレース芯材1は、厚み方向D2の寸法(厚み寸法)が3.6〜1.0[mm]の範囲内に収まり、幅方向D3の寸法(幅寸法)が30〜10[mm]の範囲内に収まるように、低降伏点鋼を用いて形成される。

0029

低降伏点鋼は、添加元素を極力低減させた純鉄に近いものであり、一般的な鋼材に比較して強度が低く、非常に高い伸び性能を有するという特徴がある。ブレース芯材1に用いる低降伏点鋼としては、たとえば降伏点が205〜295[N/mm2]の範囲内のものが採用される。

0030

一対の座屈拘束部材3,4は共に、長さ方向D1に沿って長尺金属部材である。

0031

一対の座屈拘束部材3,4の一方を構成する第一座屈拘束部材3は、長板状であるウェブ32と、ウェブ32の幅方向D3の両端部から厚み方向D2に突出する一対のフランジ34とを備えた、断面コ字状の部材である(図3参照)。

0032

一対の座屈拘束部材3,4の他方を構成する第二座拘束部材4は、長板状であるウェブ42と、ウェブ42の幅方向D3の両端部から厚み方向D2に突出する一対のフランジ44とを備えた、断面コ字状の部材である。第二座屈拘束部材4は、第一座屈拘束部材3と比較して、厚み方向D2の寸法と幅方向D3の寸法が一まわり小さい。

0033

ブレース芯材1は、第一座屈拘束部材3と第二座屈拘束部材4によって、厚み方向D2に挟み込まれる。具体的には、第一座屈拘束部材3のウェブ32の内面(フランジ34が突出する方向を向く面)と、第二座屈拘束部材4のウェブ42の外面(フランジ44が突出する方向とは逆方向を向く面)との間に、ブレース芯材1が挟み込まれる。

0034

ブレース芯材1を挟み込んだ状態で、第一座屈拘束部材3のフランジ34は、第二座屈拘束部材4のフランジ44よりも厚み方向D2に突出する。第二座屈拘束部材4のフランジ44の先端部と、第一座屈拘束部材3のフランジ34の内面とが、溶接により接合される。

0035

ブレース芯材1の長さ方向D1の両側の端部12には、接合構造2が設けられている。両側の端部12に設けられた接合構造2は、互いに共通の構成を具備する。以下においては、両側の接合構造2を共通に説明する。

0036

接合構造2は、補強材22と、補強材22に接合された平板状の接続プレート24とを備える。補強材22は、補強板221と副補強板223で構成される。

0037

補強板221は、ブレース芯材1の端部12の厚み方向D2を向く一面125に、接合される。補強板221は、ブレース芯材1の一面125のうち幅方向D3の中央部から、厚み方向D2に沿って突出する。

0038

補強板221は、ブレース芯材1の端部12から、長さ方向D1に所定距離d4(たとえば40[mm])だけ突出する。補強板221の長さ方向D1の先端縁に、全周溶接によって、接続プレート24が接合される。補強板221は、ブレース芯材1の端部12を補強し、且つ、互いに離れて位置するブレース芯材1と接続プレート24の間に介在する部材である。

0039

副補強板223は、補強板221に対して直交するように、補強板221に接合される。補強板221が長さ方向D1に沿って長い板材であるのに対して、副補強板223は幅方向D3に沿って長い板材である。本明細書で用いる直交の文言は、厳密な意味での直交に限定されず、略直交なものを含む。

0040

副補強板223は、接続プレート24に対して直交するように、接続プレート24に接合される。副補強板223は、補強板221と接続プレート24との間に介在し、補強板221がその面外方向倒れることを抑制する。

0041

接続プレート24は、補強材22(補強板221と副補強板223)に接合される。ブレース芯材1と接続プレート24の間には、補強材22(補強板221と副補強板223)が介在する。

0042

接続プレート24は、その厚み方向に貫通する複数の貫通孔245を有する。複数の貫通孔245は、互いに距離をあけて分散配置される。各貫通孔245は、木ネジ5が挿し込まれる孔である。

0043

補強板221と副補強板223は、接続プレート24の厚み方向の一面241に、接合される。補強板221と副補強板223は、ともに一面241から垂直方向に突出する。

0044

接続プレート24の厚み方向から視て、副補強板223は補強板221に対して十字状に交差する。補強板221に対して、副補強板223の半部は幅方向D3の一方に向けて突出し、副補強板223の残り半部は、幅方向D3の他方に向けて突出する。

0045

接続プレート24は、各貫通孔245に挿し込まれた木ネジ5を介して、矩形フレーム6に接合される。つまり、座屈拘束ブレースB1の端部12は、接続プレート24の複数の貫通孔245を通じて矩形フレーム6に打ち込まれた複数の木ネジ5によって、木造の矩形フレーム6に接合される。

0046

(第二実施形態)
図7図9に基づいて、第二実施形態の座屈拘束ブレースB1について説明する。第二実施形態の座屈拘束ブレースB1の構成のうち、第一実施形態と同様の構成については、第一実施形態と同一符号を付して詳しい説明を省略する。

0047

第二実施形態の座屈拘束ブレースB1は、第一実施形態と比較してブレース芯材1の両側の接続構造2の構造が相違する。

0048

第二実施形態の座屈拘束ブレースB1の補強材22は、第一実施形態のような副補強板223を備えず、補強板221により構成される。

0049

第二実施形態の座屈拘束ブレースB1の接続プレート24は、L字状に折り返された端縁部247を有する。複数の貫通孔245は、接続プレート24のうち端縁部247を除いた平板状の部分(以下、この部分を「メインプレート246」という。)に形成される。

0050

つまり、第二実施形態の接続プレート24は、複数の貫通孔245を有する平板状のメインプレート246と、メインプレート246の端縁(長さ方向D1においてブレース芯材1に近い側の端縁)から立ち上がった端縁部247とを、一体に備える。

0051

接続プレート24の端縁部247は、補強板221に対してT字状に直交する姿勢で当接し、この姿勢で補強板221に接合(溶接)される。補強板221が長さ方向D1に沿って長い板材であるのに対して、接続プレート24の端縁部247は幅方向D3に沿って長い形状を有する。

0052

接続プレート24の端縁部247は、メインプレート246と補強板221の両方に対してT字状に直交するように位置し、補強板221がその面外方向に倒れることを抑制する。補強板221は、メインプレート246の一面から垂直方向に突出し、且つ、端縁部247の一面から垂直方向に突出するように位置する。

0053

第二実施形態では図示を省略しているが、第二実施形態の接続プレート24も、各貫通孔245に挿し込まれた木ネジ5を介して、第一実施形態のような矩形フレーム6に接合される。つまり、第二実施形態の座屈拘束ブレースB1の端部12も、接続プレート24の複数の貫通孔245を通じて矩形フレーム6に打ち込まれた複数の木ネジ5によって、木造の矩形フレーム6に接合される。

0054

以上、添付図面に基づいて説明したように、第一及び第二実施形態の座屈拘束ブレースB1は、互いに直交する長さ方向D1、厚み方向D2及び幅方向D3を有する長板状のブレース芯材1と、ブレース芯材1を厚み方向D2に挟み込んだ状態で互いに結合される一対の座屈拘束部材3,4と、ブレース芯材1の長さ方向D1の両端部12にそれぞれ設けられる接合構造2とを備える。

0055

接合構造2は、ブレース芯材1の長さ方向D1の端部12の一面125から、厚み方向D2に沿って突出する補強材22と、ブレース芯材1とは距離を隔てた位置で補強材22に接合される接続プレート24とを備える。接続プレート24は、木ネジ5が挿し込まれるように貫通形成された複数の貫通孔245を有する。

0056

したがって、第一及び第二実施形態の座屈拘束ブレースB1によれば、これを木造構造体に用いて高い制振機能を発揮することができる。つまり、第一及び第二実施形態の座屈拘束ブレースB1は、従来の鉄骨構造体用の座屈拘束ブレースのように、ブレース芯材1が矩形フレーム6に対して直接的に接合(溶接)されるのではなく、補強材22と接続プレート24を介して、複数の木ネジ5により接合される。地震等の揺れに対して、木造の矩形フレーム6は変形しやすいが、座屈拘束ブレースB1ではブレース芯材1に加えて補強材22が変形するので、木造の矩形フレーム6と座屈拘束ブレースB1とで互いの剛性(変形しやすさ)が調和しやすく、大きな振動が繰り返し生じても、耐力低下が抑えられる。また、接続プレート24は、複数の木ネジ5によって木造の矩形フレーム6に接合されるので、繰り返しの振動によって接続プレート24と矩形フレーム6との間でスリップを生じることが抑えられ、変形の進行が抑制される。

0057

加えて、第一及び第二実施形態の座屈拘束ブレースB1のブレース芯材1は、低降伏点鋼材である。

0058

したがって、第一及び第二実施形態の座屈拘束ブレースB1によれば、木造の矩形フレーム6とブレース芯材1とで、互いの剛性がさらに調和しやすくなり、繰り返しの振動による耐力低下がさらに抑制される。

0059

第一実施形態の座屈拘束ブレースB1において、補強材22は、ブレース芯材1の長さ方向D1の端部12に、厚み方向D2に沿って突出するように接合される補強板221と、補強板221に直交するように接合された副補強板223とを備える。

0060

したがって、第一実施形態の座屈拘束ブレースB1によれば、地震等の揺れによって補強板221がその面外方向に倒れることを、副補強板223で効果的に抑えることができる。

0061

第二実施形態の座屈拘束ブレースB1において、補強材22は、ブレース芯材1の長さ方向D1の端部12に、厚み方向D2に沿って突出するように接合される補強板221である。接続プレート24は、L字状に折り返された端縁部247を有する。端縁部247は、補強板221に直交するように接合される。

0062

したがって、第二実施形態の座屈拘束ブレースB1によれば、地震等の揺れによって補強板221がその面外方向に倒れることを、端部プレート24の端縁部247で効果的に抑えることができる。

0063

フレーム構造F1は、第一または第二実施形態の座屈拘束ブレースB1と、座屈拘束ブレースB1の複数の貫通孔245に挿し込まれる複数の木ネジ5と、座屈拘束ブレースB1が接続される矩形フレーム6とを備える。座屈拘束ブレースB1の接続プレート24が、複数の木ネジ5を介して、矩形フレーム6に接合される。

0064

したがって、このフレーム構造F1によれば、地震等の繰り返しの揺れに対して、木造の矩形フレーム6と、座屈拘束ブレースB1とが共に変形してエネルギーを吸収するとともに、座屈拘束ブレースB1と矩形フレーム6との間でスリップを生じることが抑えられる。そのため、高い制振機能を発揮することができる。

0065

以上、各実施形態について説明したが、座屈拘束ブレースB1やこれを備えたフレーム構造F1は、前記した各実施形態に限定されない。

0066

たとえば、補強材22に副補強板223を備えず、且つ、接続プレート24に端縁部247を備えないことも可能である。また、第一座屈拘束部材3や第二座屈拘束部材4として、他の構造のものを採用することも可能である。その他の構成についても、適宜の設計変更を行うことや、公知の技術を組み合わせることが可能である。

0067

1ブレース芯材
12 端部
125 一面
2接合構造
22補強材
221補強板
223 副補強板
24接続プレート
245貫通孔
247端縁部
3座屈拘束部材
4 座屈拘束部材
5木ネジ
6矩形フレーム
B1座屈拘束ブレース
D1 長さ方向
D2 厚み方向
D3幅方向
F1 フレーム構造

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 濱脇 久の「 デザイン提供システム」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】無名なデザイナーと有名なデザイナーとの仕事を受ける機会の格差を減少させることを可能するデザイン提供システムを提供する。【解決手段】デザイン提供システムは、顧客端末、デザイナー端末及び元請け施工... 詳細

  • 黒沢建設株式会社の「 無緊張PC鋼棒コンクリート柱梁構造」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】コンクリート部材からなる柱同士の接続を複雑な作業を必要とせずに簡単かつ経済的に接続できるようにする。【解決手段】柱3と梁5とで構成されたラーメン構造の柱梁接合構造であって、柱3aは、梁5を受け... 詳細

  • 日鉄エンジニアリング株式会社の「 屋根および構造物」が 公開されました。( 2020/10/29)

    【課題】屋根のライズを設けつつ下部構造に対する負担を軽減する。【解決手段】屋根11は、トラス構造によって形成される屋根11であって、平面視において環状に形成された外周材51と、平面視において第1方向X... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ