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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6125793
(24)【登録日】2017年4月14日
(45)【発行日】2017年5月10日
(54)【発明の名称】座屈拘束型ブレース
(51)【国際特許分類】
E04B 1/58 20060101AFI20170424BHJP
【ＦＩ】
E04B1/58 D
【請求項の数】7
【全頁数】23
(21)【出願番号】特願2012-234165(P2012-234165)
(22)【出願日】2012年10月23日
(65)【公開番号】特開2013-108348(P2013-108348A)
(43)【公開日】2013年6月6日
【審査請求日】2015年5月1日
(31)【優先権主張番号】特願2011-233149(P2011-233149)
(32)【優先日】2011年10月24日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000001373
【氏名又は名称】鹿島建設株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100124316
【弁理士】
【氏名又は名称】塩田 康弘
(72)【発明者】
【氏名】久保田 淳
(72)【発明者】
【氏名】田上 淳
(72)【発明者】
【氏名】金子 貴司
(72)【発明者】
【氏名】清川 貴世
【審査官】
星野 聡志
(56)【参考文献】
【文献】
特開２０１１−１６８９８４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｅ０４Ｂ １／５８
Ｅ０４Ｂ ９／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
柱・梁のフレームに架設され、フレームの層間変形時に軸方向力を負担するブレースであり、軸方向両側部分に位置する端部と、この両側の端部間の中間区間に位置し、前記軸方向力を負担し、塑性化が想定される中間部とに前記軸方向力の作用方向に区分され、
前記中間部は、前記ブレースの断面上の中心から放射方向の外側に分散して複数配置されて前記軸方向力を負担する芯材と、この芯材を断面上の外周側から包囲しながら軸方向に連続的に配置され、前記芯材から実質的に分離し、前記芯材の変形を拘束する筒状の外側拘束材と、この外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束し、軸方向に連続的に配置され、少なくとも前記中間部の区間において前記芯材から分離する内側拘束材とを備え、
前記芯材は前記中間部から前記端部にまで連続し、少なくとも前記端部の区間に、前記外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束する端部拘束材が配置され、この端部拘束材が前記芯材に接合され、前記端部において前記芯材と前記端部拘束材が一体になっていることを特徴とする座屈拘束型ブレース。
前記中間部は、前記ブレースの断面上の中心から放射方向の外側に分散して複数配置されて前記軸方向力を負担する芯材と、この芯材を断面上の外周側から包囲しながら軸方向に連続的に配置され、前記芯材から実質的に分離し、前記芯材の変形を拘束する筒状の外側拘束材と、この外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束し、軸方向に連続的に配置され、少なくとも前記中間部の区間において前記芯材から分離する内側拘束材とを備え、
前記芯材は前記中間部から前記端部にまで連続し、少なくとも前記端部の区間に、前記外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束する端部拘束材が配置され、この端部拘束材が前記芯材に接合され、前記端部において前記芯材と前記端部拘束材が一体になっていることを特徴とする座屈拘束型ブレース。
【請求項2】
前記内側拘束材は前記中間部の少なくとも軸方向中央部の一部の区間を除き、あるいは前記端部の少なくとも一部の区間、もしくは前記中間部の区間と前記端部の区間との境界を除き、前記中間部から前記端部にまで連続していることを特徴とする請求項１に記載の座屈拘束型ブレース。
【請求項3】
前記内側拘束材は前記端部拘束材を兼ね、ブレースの中間部区間のいずれかの部分において軸方向に分離していることを特徴とする請求項２に記載の座屈拘束型ブレース。
【請求項4】
前記芯材から分離し、前記内側拘束材に接合される内側補剛材が前記内側拘束材の軸方向に間隔を置いて断続的に配置されていることを特徴とする請求項２、もしくは請求項３に記載の座屈拘束型ブレース。
【請求項5】
前記内側拘束材から分離し、前記芯材に接合される内側補剛材が前記芯材の軸方向に間隔を置いて断続的に配置されていることを特徴とする請求項２、もしくは請求項３に記載の座屈拘束型ブレース。
【請求項6】
柱・梁のフレームに架設され、フレームの層間変形時に軸方向力を負担するブレースであり、軸方向両側部分に位置する端部と、この両側の端部間の中間区間に位置し、前記軸方向力を負担し、塑性化が想定される中間部とに前記軸方向力の作用方向に区分され、
前記中間部は、前記ブレースの断面上の中心から放射方向の外側に分散して複数配置されて前記軸方向力を負担する芯材と、この芯材を断面上の外周側から包囲しながら軸方向に連続的に配置され、前記芯材から実質的に分離し、前記芯材の変形を拘束する筒状の外側拘束材と、この外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束し、軸方向に連続的に配置され、少なくとも前記中間部の区間において前記芯材から分離し、前記芯材の軸方向に連続的に配置される内側補剛材とを備え、
前記芯材は前記中間部から前記端部にまで連続し、少なくとも前記端部の区間に、前記外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束する端部拘束材が配置され、この端部拘束材が前記芯材に接合され、前記端部において前記芯材と前記端部拘束材が一体になっていることを特徴とする座屈拘束型ブレース。
前記中間部は、前記ブレースの断面上の中心から放射方向の外側に分散して複数配置されて前記軸方向力を負担する芯材と、この芯材を断面上の外周側から包囲しながら軸方向に連続的に配置され、前記芯材から実質的に分離し、前記芯材の変形を拘束する筒状の外側拘束材と、この外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束し、軸方向に連続的に配置され、少なくとも前記中間部の区間において前記芯材から分離し、前記芯材の軸方向に連続的に配置される内側補剛材とを備え、
前記芯材は前記中間部から前記端部にまで連続し、少なくとも前記端部の区間に、前記外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束する端部拘束材が配置され、この端部拘束材が前記芯材に接合され、前記端部において前記芯材と前記端部拘束材が一体になっていることを特徴とする座屈拘束型ブレース。
【請求項7】
前記中間部の区間の前記芯材の断面形状が前記芯材の軸方向に一定であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の座屈拘束型ブレース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は柱・梁のフレーム内等に架設され、軸方向力を負担する芯材が圧縮力を負担したときの全体座屈と局部座屈を拘束しながらも、その拘束に伴う芯材の構造性能への影響を極力、低減する形態の座屈拘束型ブレースに関するものである。
【背景技術】
【0002】
鋼材を用いたブレースは地震時等のフレームの層間変形時に繰り返して作用する軸方向力を受け、軸方向の一部に形成される塑性化区間において、ブレース本体部となる芯材が軸方向引張力、あるいは軸方向圧縮力を受けて降伏することによりエネルギ吸収能力を発揮する。但し、芯材が軸方向圧縮力の負担により座屈を生じたとき以降は、耐力とエネルギ吸収能力を期待することができなくなるため、終局時にまで芯材に座屈を発生させないこと、あるいは座屈が発生したときにそれを進展させないことがブレースを構成する上での課題になる。
【0003】
芯材に想定される座屈の発生は通常、図１７〜図１９に示すように塑性化区間を含む芯材の回りを例えば鋼材やコンクリートでクリアランスを置いて、もしくは接触した状態で包囲することにより防止される。これらの場合、芯材が断面の周囲から中心側へ向かって拘束され、クリアランスを超える変形が阻止されることにより座屈が防止されるか、制限される。
【0004】
但し、図１７のように芯材を他の鋼材を用いて拘束する方法では、芯材の断面上の周囲に複数枚の鋼材を組み立てて各鋼材同士を溶接するため、芯材に溶接熱の影響が及び、溶接熱により芯材に残留応力が発生する等、芯材の構造性能の低下を招く可能性を否定できない。
【0005】
芯材の周囲を付着の切れたモルタルで包囲し、モルタルを鋼管で包囲する図１８に示す例では、モルタルの鋼管内への充填によって十字形断面の芯材が溶接熱の影響を受けることはないが、芯材を２方向のプレートから構成していることで、この２方向のプレートの溶接によって芯材の形成時に溶接熱が影響することになる。
【0006】
芯材に鋼管を使用した図１９に示す形態では、フレームに接合されるための接合部を、フレーム側に接合されているガセットプレートに接合されることに適した十字形断面にする関係で、芯材の端部に端部プレートを溶接し、この端部プレートに十字形断面の接合部を溶接するため、芯材への溶接熱の影響がないとは言えない。
【0007】
芯材の座屈を防止するための変形を拘束する上で、芯材への溶接熱の影響を低減させるために、溶接箇所を少なくしながら、芯材の変形を拘束する方法もある（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
しかしながら、特許文献１では芯材（平鋼）の断面上の中心付近に座屈止めが配置されるに過ぎず、芯材は全成（全高）に亘って変形を拘束されてはいないため、芯材の断面上の周辺部における局部座屈を防止することが難しい。特許文献２ではＨ形断面の芯材に外接する鋼管を芯材の座屈を防止する拘束材として利用しているが、断面上、芯材の各部が拘束された状態にないため、局部座屈を防止することは難しい。
【0010】
特許文献１、２に限らず、芯材がＩ形断面でない、ウェブの断面上の周辺にフランジを有するＨ形断面や十字形断面の場合には、局部座屈は主に断面上の中心からの距離が大きいフランジに発生する傾向があるものの、ウェブとフランジが一体化（連続）している以上、ウェブにも局部座屈が発生することがあるため、フランジの局部座屈を拘束する働きをウェブに期待することができない。結局、芯材への溶接熱の影響を低減することと、芯材として軸方向力を負担する部分の全断面の座屈を有効に防止することの課題を同時に解決する手法はこれまで存在していない。
【0011】
本発明は上記背景より、溶接熱による芯材の構造性能への影響を低減しながら、芯材の局部座屈を防止することが可能な座屈拘束型ブレースを提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【0012】
請求項１に記載の発明の座屈拘束型ブレースは、柱・梁のフレームに架設され、フレームの層間変形時に軸方向力を負担するブレースであり、軸方向両側部分に位置する端部と、この両側の端部間の中間区間に位置し、前記軸方向力を負担し、塑性化が想定される中間部とに前記軸方向力の作用方向に区分され、前記中間部は、前記ブレースの断面上の中心から放射方向の外側に分散して複数配置されて前記軸方向力を負担する芯材と、この芯材を断面上の外周側から包囲しながら軸方向に連続的に配置され、前記芯材から実質的に分離し、前記芯材の変形を拘束する筒状の外側拘束材と、この外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束し、軸方向に連続的に配置され、少なくとも前記中間部の区間において前記芯材から分離する内側拘束材とを備え、
前記芯材が前記中間部から前記端部にまで連続し、少なくとも前記端部の区間に、前記外側拘束材の断面上の内周側から前記芯材を拘束する端部拘束材が配置され、この端部拘束材が前記芯材に接合され、前記端部において前記芯材と前記端部拘束材が一体になっていることを構成要件とする。
【0013】
「柱・梁のフレームに架設される」とは、ブレース４がフレーム３の構面内（フレーム３内）に配置される場合と、構面の外側（フレーム３外）に配置される（外付けされる）場合を含む趣旨である。ブレース４の両側部分の接続部４Ａ，４Ａは主に柱１・梁２の接合部（フレーム３の隅角部）に接合されるが、ブレース４は柱１・梁２の接合部（フレーム３隅角部）間の他、図１６に示すように梁２の中間部と柱１・梁２の接合部間等に架設される場合もあるため、ブレース４の接続部４Ａはブレース４の架設状態に応じ、フレーム３のいずれかの部分に接合され、必ずしも柱１・梁２接合部に接合されるとは限らない。
【0014】
芯材は軸方向の圧縮力と引張力を負担し、塑性化（降伏）によりエネルギを吸収しながら、圧縮力の負担により座屈の発生が想定される部分であり、例えばブレースがＨ形（Ｉ形）断面や十字形断面等の断面を形成する場合のフランジに相当し、ブレースの断面上の中心から半径（放射）方向の外側に分散して配置される部分である。中間部４Ｃの区間の芯材４１の断面形状は基本的に芯材４１の軸方向に一定である（請求項７）。中間部４Ｃの区間の芯材４１の断面形状が芯材４１の軸方向に一定であることは、中間部４Ｃの区間の外側拘束材４２と内側拘束材４３の断面形状が芯材４１の軸方向に一定であることでもある。
【0015】
ブレースがＨ形（Ｉ形）断面であれば、フランジはウェブの両側に２箇所配置されるから、芯材はその断面上、２箇所に分散し（図４）、ブレースが十字形断面であれば、４箇所に分散される形になるが（図５）、ブレースの断面形状はこれらには限られない。Ｈ形断面には例えば２本の溝形鋼をウェブにおいて背中合わせに接合した形も含まれ、十字形断面には４本の山形鋼を組み合わせて接合した形も含まれる。ブレースはこのように山形鋼を含め、複数本の形鋼を任意の断面形状に組み合わせて構成される場合もある。
【0016】
内側拘束材４３は外側拘束材４２の断面（軸に直交する断面）上の内周側（内側）から、外側拘束材４２と共に芯材４１（フランジ）を拘束する部材（部位）を指し、ブレース４がＨ形（Ｉ形）断面や十字形断面等である場合のウェブに相当する。ブレース４がＨ形断面の場合は、ウェブはＩ形になり（図４）、十字形断面の場合は十字形になる（図５）。内側拘束材４３（ウェブ）は外側拘束材４２と対になって芯材４１の圧縮力負担時の変形を拘束するが、芯材４１が圧縮力を負担するときに、芯材４１から圧縮力が伝達されることがないよう、あるいは芯材４１から伝達される圧縮力の一部を負担することによって座屈を生ずることがないよう、内側拘束材４３は少なくともブレース４の中間部の区間において芯材４１（フランジ）から分離する。
【0017】
外側拘束材４２と内側拘束材４３が「軸方向に連続的に配置される」とは、軸方向に不連続にならずに連続して存在することと、軸方向の一部区間において不連続になる部分がありながらも、全体として連続に近い状態で断続的に配置されることを言う。「連続に近い状態」とは断続的に配置される外側拘束材４２，４２間、または内側拘束材４３，４３間に不連続部分（空隙）が存在しながらも、全体としてはその不連続部分の存在（空隙の大きさ）が、芯材４１を外周側から、または内周側から拘束する効果が失われない程度に留まることを言う。
【0018】
「内側拘束材４３が少なくともブレース４の中間部４Ｃの区間において芯材４１（フランジ）から分離する」とは、内側拘束材４３がブレース４の中間部４Ｃの区間でのみ芯材４１から分離する場合と、中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間の双方（ブレース４の全長）に亘って芯材４１から分離する場合があることを言う。内側拘束材４３がブレース４の中間部４Ｃの区間でのみ分離することは、端部４Ｂの区間では内側拘束材４３が芯材４１に接合され、一体化することであり、その場合の内側拘束材４３は端部拘束材４４を兼ねることになる（請求項３）。内側拘束材４３がブレース４の全長（中間部４Ｃから端部４Ｂにまで）に亘る長さを持ちながら、ブレース４の全長に亘って分離することは、端部４Ｂの区間では内側拘束材４３とは異なる別の端部拘束材４４が端部４Ｂの区間に配置され、芯材４１に接合され、一体化することである。その場合の内側拘束材４３とは別の端部拘束材４４は例えば内側拘束材４３（ウェブ）の幅方向両側等に配置されることになる。
【0019】
「ブレース４の端部４Ｂ」は前記したブレース４の両側部分の接続部４Ａ，４Ａを除いた、接続部４Ａ，４Ａより中間部４Ｃ寄りの一部の区間であり、芯材４１が軸方向力の負担に伴う曲げモーメントにより塑性化するときに、塑性ヒンジの形成が想定される区間を指す。「ブレース４の中間部４Ｃ」はこの「塑性ヒンジの形成が想定される区間」である軸方向両側の端部４Ｂ，４Ｂを除いた区間を指す。端部拘束材４４は「ブレース４の端部４Ｂ」の区間において芯材４１に接合され、一体化することで、芯材４１の断面積を増大させ、芯材４１の剛性と強度を高める働きをし、芯材４１の端部における塑性ヒンジの形成を防止する機能を持つ。
【0020】
「少なくとも端部４Ｂの区間に、外側拘束材４２の断面上の内周側から芯材４１を拘束する端部拘束材４４が配置され」とは、端部拘束材４４が「ブレース４の端部４Ｂ」の区間にのみ配置される場合と、「端部４Ｂ」の区間から前記の接続部４Ａの区間にまで連続し、接続部４Ａの一部を兼ねる場合があることを言う。端部拘束材４４は前記のように内側拘束材４３が兼ねることもある（請求項３）。「端部４Ｂ」の区間から接続部４Ａの区間までは、図１に示すように芯材４１も連続することがある。図１〜図３は内側拘束材４３が端部４Ｂから接続部４Ａにまで連続し、端部４Ｂの端部拘束材４４と接続部４Ａを兼ね、芯材４１も「端部４Ｂ」の区間から接続部４Ａにまで連続し、接続部４Ａを兼ねている場合の例を示している。
【0021】
芯材４１（フランジ）と内側拘束材４３（ウェブ）はブレース４を構成しながらも、内側拘束材４３（ウェブ）が少なくともブレース４の中間部４Ｃの区間において芯材４１（フランジ）から分離することで、芯材４１がフレーム３から伝達される軸方向力を降伏後に至るまで負担する。内側拘束材４３は芯材４１と共に圧縮力を負担することから解放されることで、芯材４１が変形しようとするときに芯材４１に接触することにより芯材４１の座屈を防止する役目を果たす。内側拘束材４３（ウェブ）は芯材４１（フランジ）と分離していない区間、例えばブレース４の軸方向の端部４Ｂの区間において芯材４１（フランジ）に接合される場合に、この接合部分を通じて芯材４１（フランジ）から伝達される限りにおいて軸方向力を負担する。
【0022】
前記のようにブレース４の端部４Ｂには、芯材４１（フランジ）に接合されて一体となる端部拘束材４４が配置され、この端部拘束材４４はブレース４のウェブ（内側拘束材４３）とは異なる断面形状の場合もある。但し、図１、図６、図９〜図１１に示すように内側拘束材４３は中間部４Ｃの少なくとも軸方向中央部の一部の区間を除き、あるいは端部４Ｂの少なくとも一部の区間、もしくは中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界を除き、中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続し、端部拘束材４４が内側拘束材４３と同一の断面形状になることもある（請求項２）。
【0023】
請求項２における「内側拘束材４３が中間部４Ｃの少なくとも軸方向中央部の区間を除き、中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続し」とは、図１〜図３に示すように内側拘束材４３が中間部４Ｃの少なくとも軸方向中央部の区間を除き、中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続して存在することを言う。また請求項２における「内側拘束材４３が端部４Ｂの少なくとも一部の区間、もしくは中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界を除き、中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続し」とは、図６、図９〜図１１に示す例のように内側拘束材４３が端部４Ｂの少なくとも一部の区間、あるいは中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界を除き、中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続的に存在することを言う。
【0024】
前者（図１〜図３）の場合、内側拘束材４３は端部拘束材４４を兼ねる。後者（図６、図９〜図１１）の場合、内側拘束材４３は端部４Ｂの一部区間、もしくは中間部４Ｃと端部４Ｂとの境界を除き、連続して存在するのであるから、端部拘束材４４は内側拘束材４３（ウェブ）とは異なり（別部材になり）、端部拘束材４４が内側拘束材４３（ウェブ）が互いに異なる断面形状にあることもあるが、端部拘束材４４と内側拘束材４３との間の一部区間が不在になる（欠如する）だけで、端部拘束材４４は内側拘束材４３と同一の断面形状になることもある。
【0025】
図１のＦ−Ｆ線断面図を示す図４−（ｄ）に示すように図１の例におけるブレース４の軸方向中央部の、後述の内側補剛材４５，４５で挟まれた区間は内側拘束材４３が不在であることを示している。図６、図９〜図１１では中間部４Ｃと端部４Ｂの境界に位置する端部拘束材４４の端面と内側拘束材４３の端面間は空隙（内側拘束材４３と端部拘束材４４が不在）であることを示している。
【0026】
内側拘束材４３が中間部４Ｃの少なくとも軸方向中央部の一部の区間において、あるいは端部４Ｂの少なくとも一部の区間、もしくは中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界において不連続（不在）になり、内側拘束材４３の一部に空隙が形成されることには、芯材４１が特に軸方向圧縮力を負担し、一部に変形が生じて内側拘束材４３に接触したときに、芯材４１からの圧縮力が内側拘束材４３の全長に伝達されないようにする意味がある。軸方向圧縮力により変形した芯材４１が内側拘束材４３に接触することがあったとしても、内側拘束材４３の軸方向の一部区間が分断されていることで、内側拘束材４３に反力が生じにくくなるため、内側拘束材４３に圧縮力が伝達されにくくなる。仮に内側拘束材４３に圧縮力が伝達されたとしても、後述の分割された内側拘束材構成材４３ａ，４３ａ単位で圧縮力が負担されるため、内側拘束材４３の全長が圧縮力を負担する状態にならなくなる。同じことは軸方向の一部区間において不連続になる部分を有する場合の外側拘束材４２にも言える。
【0027】
図１〜図３に示す例のように中間部４Ｃの軸方向中央部の区間において内側拘束材４３が不在になり、内側拘束材４３が空隙区間を挟んで後述の内側拘束材構成材４３ａ，４３ａに分割される場合には、芯材４１の軸方向の一部区間において内側拘束材４３が不在であること（空隙の形成）によって芯材４１に局部的な塑性化が生ずる可能性があり得る。空隙の形成によって芯材４１の局部的な塑性化が想定される状況は、前記した「内側拘束材４３に不連続部分（空隙）が形成されることの結果として内側拘束材４３による芯材４１の拘束効果が失われる状況」に相当する。
【0028】
内側拘束材４３への空隙の形成に伴い、芯材４１に局部的な塑性化が想定される場合には、芯材４１に座屈が引き起こされる可能性も想定されるため、芯材４１の局部的な塑性化の発生を回避するために、図７、図８に示すように必要により空隙に芯材４１を補剛するための付加内側補剛材４７が溶接等により接合される。いずれの配置例においても付加内側補剛材４７は内側拘束材４３の軸方向の一部区間において内側拘束材４３を不在にしたことによる、芯材４１が負担する圧縮力の、内側拘束材４３への伝達回避の効果が失われないよう、内側拘束材４３に接触しない状態に配置される。
【0029】
図７は対向する芯材（フランジ）４１，４１間に、芯材４１の幅と同程度の幅を持つ板状の付加内側補剛材４７を内側補剛材４５に平行に配置し、両芯材４１，４１に接合した場合、図８は内側拘束材４３の空隙（内側拘束材構成材４３ａ，４３ａ間の間隔）と同程度の幅を持つ付加内側補剛材４７を内側拘束材４３に平行に配置し、両芯材４１，４１に接合した場合である。図７では付加内側補剛材４７の幅が芯材４１の幅に等しく、図８では付加内側補剛材４７の幅が内側拘束材４３の空隙の幅に等しいが、それぞれの幅の大きさは任意である。図７、図８では付加内側補剛材４７を分かり易くするために、便宜的に網目を掛けて示している。
【0030】
前記のようにブレース４の端部４Ｂには、芯材４１（フランジ）に接合されて一体となる端部拘束材４４が配置されるが、請求項３において端部拘束材４４を内側拘束材４３（ウェブ）が兼用する図１〜図３に示す例の場合には、内側拘束材４３が芯材４１の一部区間と接合されることに伴い、接合部分（接合区間）を通じて内側拘束材４３が芯材４１の負担している圧縮力の一部を負担することがあり得る。
【0031】
この場合には、内側拘束材４３が圧縮力を負担する状態になり得るため、内側拘束材４３はブレース４の中間部４Ｃ区間のいずれかの部分において軸方向に分離し（請求項３）、分割された複数本の内側拘束材構成材４３ａ，４３ａから構成されることになる（図１、図３）。図１、図３ではブレース４の軸方向中央部において内側拘束材４３（ウェブ）が不在になり、軸方向中央部に関して両側に、２本の内側拘束材構成材４３ａ，４３ａに分割されているが、内側拘束材４３（ウェブ）が不在になる軸方向の位置は任意であり、内側拘束材構成材４３ａの軸方向の分割数も任意である。
【0032】
但し、図６、図９〜図１１に示すように内側拘束材４３（ウェブ）が端部拘束材４４を兼用せず、内側拘束材４３とは別の端部拘束材４４が芯材４１に接合される場合には、内側拘束材４３はその全長に亘って芯材４１から分離した状態になるため、中間部４Ｃ区間のいずれかの部分において分離する必要はなく、複数本の内側拘束材構成材４３ａから構成される必要はない。内側拘束材４３が全長に亘って芯材４１から分離した状態は、図６に示すように例えば後述の内側補剛材４５が内側拘束材４３に接合されると共に、内側拘束材４３（ウェブ）と内側補剛材４５の上下端が芯材４１に接触した状態に置かれることで維持される。
【0033】
図６、図９〜図１１に示す例の場合、芯材４１がブレース４を構成する鋼材のフランジであり、端部拘束材４４と内側拘束材４３は前記のように同一の断面形状の、または異なる断面形状のウェブになるが、中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する芯材４１（フランジ）には端部拘束材４４のみが溶接等により接合される。図６では端部拘束材４４と芯材４１との接合（溶接）区間を太線で示している。この場合の端部４Ｂ側のウェブ（端部拘束材４４）から分離した中間部４Ｃ側のウェブ（内側拘束材４３）には芯材４１（フランジ）から軸方向力が伝達されることがないため、中間部４Ｃ側のウェブ（内側拘束材４３）は図１〜図３に示す例のように必ずしも中間部４Ｃの区間において軸方向に分離する必要はない。内側拘束材４３とは異なる別の端部拘束材４４を芯材４１に接合することは、図６、図９〜図１１に示す例の他、Ｈ形鋼等のウェブとは異なる断面形状の端部拘束材４４を使用することによっても可能である。
【0034】
このように請求項１では内側拘束材４３とは別部品の端部拘束材４４が芯材４１に接合されることもあるが、請求項２では内側拘束材４３がブレース４の端部４Ｂ区間にまで連続し、端部拘束材４４を兼ねる図１〜図３に示す例、あるいは内側拘束材４３と端部拘束材４４がブレース４の端部４Ｂ区間において分離する図６に示す例のいずれの場合にも、例えばＨ形鋼を構成するウェブプレートとフランジプレートを配置し、軸方向の一部区間においてウェブプレートとフランジプレートを溶接すればよいことになる。すなわち、ウェブプレートとフランジプレートを組み立ててＨ形鋼を完成させる組立Ｈ形鋼の製造要領でブレース４を製作することが可能であり、ブレース４の製作作業性がよい。
【0035】
内側拘束材４３はブレース４の本体（芯材４１（フランジ）＋内側拘束材４３（ウェブ））がＨ形断面、もしくは十字形断面等である場合のウェブに相当する部分であるから、芯材４１（フランジ）の曲げ変形を軸方向の全長に亘って拘束するため、主に芯材４１が接触し得る部分（芯材４１の幅方向中心部）の曲げ変形を拘束する。芯材４１が内側拘束材４３に接触しない部分（芯材４１の幅方向中心部以外の部分）における曲げ変形をも拘束する必要性がある場合は、その曲げ変形は内側拘束材４３の軸方向に沿い、間隔を置いて断続的に配置される、例えば図１、図３、図１０に示す板状等の内側補剛材４５によって拘束される（請求項４、請求項５）。
【0036】
図１、図３、図１０に示す板状の内側補剛材４５は芯材４１（ブレース４）の軸方向に断続的に配置される点で断続型内側補剛材と、あるいは板部分の面内方向が芯材４１（ブレース４）の幅方向を向く点で幅方向型内側補剛材と呼ぶことができる。この断続型、もしくは幅方向型の内側補剛材４５はブレース４の幅方向には、内側拘束材４３の両側に配置されることで、主として内側拘束材４３の幅方向の変形を拘束する働きをする。
【0037】
断続型の内側補剛材４５は芯材４１が内側拘束材４３に接触しない部分（芯材４１の幅方向中心部以外の部分）における曲げ変形を拘束する働きをするから、芯材４１の、内側拘束材４３に接触しない部分に接触し得る形状をすればよいため、図１、図３、図１０に示すように面内方向が芯材４１の幅方向を向く板状の形状をすることが使用鋼材量の点から合理的である。但し、断続型の内側補剛材４５は必ずしも板状である必要はなく、芯材４１の軸方向に一定の長さを持つ溝形鋼、山形鋼等の使用も可能である。内側補剛材４５は板状の場合には、内側拘束材４３の軸方向（面内方向）に交差する方向を向いて配置されるが、形鋼の場合には、その軸方向が内側拘束材４３の軸方向を向いて配置される。
【0038】
断続型の内側補剛材４５は機能的には内側拘束材４３と同様に外側拘束材４２の断面上の内周側から芯材４１を拘束する働きをするため、芯材４１が負担する軸方向力の一部を負担することがないよう、原則として、あるいは実質的に芯材４１から分離した状態に置かれる（請求項４、請求項５）。内側補剛材４５の少なくとも一部は基本的には内側拘束材４３（ウェブ）に接合され、内側補剛材４５は内側拘束材４３に保持されることにより、芯材４１から分離しながら、内側拘束材４３の軸方向に間隔を置いて断続的に配置される状態を維持する（請求項４）。「内側補剛材４５の少なくとも一部」とは、内側拘束材４３（ウェブ）に接触し得る部分、あるいは内側拘束材４３に対向する部分の少なくとも一部を言う。
【0039】
但し、内側拘束材４３が芯材４１から分離した状態にある（芯材４１と接合されない状態にある）限り、断続型の、特に面内方向が芯材４１の幅方向を向く板状の内側補剛材４５の少なくとも一部が芯材４１と接触した状態にあっても、芯材４１が圧縮力を負担するときに芯材４１から内側補剛材４５を通じて内側拘束材４３に伝達される圧縮力による影響はないか、小さい。また内側拘束材４３が芯材４１から分離している限り、断続型の内側補剛材４５の少なくとも一部が図９〜図１１に示すように芯材４１に接合された状態にあっても、内側補剛材４５と内側拘束材４３が分離していれば（接合されていなければ）、芯材４１が圧縮力を負担するときに芯材４１から内側補剛材４５を通じて内側拘束材４３に伝達される圧縮力による影響はないか、小さい。この場合も、「内側補剛材４５の少なくとも一部」とは、芯材４１に接触し得る部分、あるいは芯材４１に対向する部分の少なくとも一部を言う。
【0040】
このことから、内側補剛材４５を芯材４１の軸方向に間隔を置いて断続的に配置した状態を維持する役目を内側拘束材４３に代わって芯材４１に持たせるために、内側補剛材４５の少なくとも一部は芯材４１に接合されることもある（請求項５）。この場合、内側補剛材４５は内側拘束材４３から分離しながら、芯材４１の軸方向に間隔を置いて断続的に配置され、少なくとも一部において芯材４１に接合される（請求項５）。内側補剛材４５は芯材４１の変形時に内側補剛材４５を経て芯材４１から内側拘束材４３に圧縮力が伝達されることがないよう、芯材４１に接合される場合は、芯材４１にのみ接合され、内側拘束材４３には接合（溶接）されない。
【0041】
この場合の内側補剛材４５は請求項４における内側拘束材４３に代わり、芯材４１に接合されることで、内側拘束材４３（芯材４１）の軸方向に間隔を置いて断続的に配置される状態を維持する。「内側補剛材４５が内側拘束材４３から分離すること」とは、内側補剛材４５から内側拘束材４３に芯材４１の圧縮力が伝達されない程度に分離していればよい趣旨であり、内側補剛材４５が内側拘束材４３に接触していることを含む。図１０−（ａ）、（ｂ）では内側補剛材４５と芯材４１との接合（溶接）区間、及び端部拘束材４４と芯材４１との接合（溶接）区間を太線で示している。図１０−（ｃ）は（ｂ）における内側補剛材４５部分を拡大して示している。
【0042】
断続型の内側補剛材４５が内側拘束材４３と共に芯材４１の周囲に配置される請求項４、請求項５では、芯材４１が内側拘束材４３と内側補剛材４５に拘束されることで、芯材４１の全体曲げ座屈と局部座屈に対する安定性が向上するため、芯材４１が圧縮力を負担するときの降伏後の塑性変形能力が高まり、エネルギ吸収能力も上昇する。
【0043】
外側拘束材４２は請求項１では内側拘束材４３と対になって芯材４１を拘束する働きをすればよいため、前記のように芯材４１と共に中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する場合と、連続に近い状態で断続的に（不連続に）配置される場合がある。外側拘束材４２は芯材４１と同じく、ブレース４の中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続するか、連続的に配置されることで、芯材４１の変形を全長に亘って断面上の外周側から拘束する。
【0044】
外側拘束材４２は芯材４１の変形を拘束する機能のみを発揮すればよいため、軸方向に連続する場合は、芯材４１と共に、軸方向力を負担することがないよう、芯材４１からは芯材４１の全長に亘って実質的に分離する。「実質的に分離する」とは、外側拘束材４２の全長の内の一部において芯材４１に接触する、あるいは接合されることがあっても、そのことが芯材４１の変形を阻害しなければ、接触、もしくは接合を含む趣旨である。外側拘束材４２が芯材４１の軸方向に断続的に配置される場合は、少なくとも不連続区間においては隣接する外側拘束材４２，４２間で軸方向力が伝達されることはないため、必ずしも全外側拘束材４２が芯材４１から分離する必要はない。
【0045】
外側拘束材４２が断続的に配置される場合、全外側拘束材４２は芯材４１の外周面との間にクリアランスを置いて芯材４１から分離する場合と、接触した状態で分離する場合がある。外側拘束材４２が軸方向に断続的に配置される場合に、各外側拘束材４２が軸方向の一部において芯材４１に接合されていたとしても、芯材４１の軸方向の伸縮や曲げ変形に全長が追従することはないため、全外側拘束材４２の全体としては芯材４１から分離しているに等しい。
【0046】
外側拘束材４２と芯材４１間にクリアランスが確保される場合は、そのクリアランスの範囲での芯材４２の曲げ変形が許容される。クリアランスは芯材４１の断面上、芯材４１のいずれかの部分との間に確保される場合と、芯材４１の全外周面（表面）との間に確保される場合がある。クリアランスが芯材４１の断面上、芯材４１のいずれかの一部との間に確保される場合は、芯材４１の他のいずれかの部分は外側拘束材４２に接触する。
【0047】
請求項１では芯材４１の断面上の外周に外側拘束材４２が配置され、内周に、芯材４１から分離した内側拘束材４３が配置されることで、芯材４１の全体曲げ座屈と局部座屈が防止される。芯材４１の局部座屈防止の効果は芯材４１に断面上の中心側から接触し得る断続型の内側補剛材４５が配置される場合（請求項４、請求項５）に向上する。
【0048】
請求項１ではまた、ブレース４の端部４Ｂにおいてその端部４Ｂの区間に配置される端部拘束材４４と芯材４１とが接合され、一体になっていることで、端部４Ｂにおける芯材４１の断面積が中間部４Ｃにおける断面積より増大し、ブレース４の端部４Ｂの区間における芯材４１の剛性と強度が増加するため、塑性ヒンジの形成が回避される。
【0049】
芯材４１から分離し、内側拘束材４３に接合される断続型の内側補剛材４５、もしくは芯材４１に接合される断続型の内側補剛材４５は内側拘束材４３（芯材４１）の軸方向に間隔を置いて断続的に配置されるが（請求項４、請求項５）、内側補剛材４５が断続型でない場合は、図１２〜図１４に示すように中間部４Ｃの区間から端部４Ｂの区間にまで連続的に（連続して、もしくは連続に近い状態で断続的に）配置されることもある（請求項６）。後者の場合、内側補剛材４６は中間部４Ｃの区間から端部４Ｂの区間にまで連続的に配置されるから、請求項４、請求項５における内側拘束材４３に接触し得る区間では内側拘束材４３を兼ねることができるため、図１２〜図１４に示すように内側拘束材４３自体を不在にすることが可能である。
【0050】
すなわち、請求項６に記載の発明の座屈拘束型ブレースは、軸方向両側部分に位置する端部４Ｂ，４Ｂと、この両側の端部４Ｂ，４Ｂ間の中間区間に位置し、軸方向力を負担し、塑性化が想定される中間部４Ｃとに軸方向力の作用方向に区分され、中間部４Ｃが、ブレース４の断面上の中心から放射方向の外側に分散して複数配置されて軸方向力を負担する芯材４１と、この芯材４１を断面上の外周側から包囲しながら軸方向に連続的に配置され、芯材４１から実質的に分離し、芯材４１の変形を拘束する筒状の外側拘束材４２と、この外側拘束材４２の断面上の内周側から前記芯材４１を拘束し、軸方向に連続的に配置され、少なくとも前記中間部４Ｃの区間において前記芯材から分離し、芯材４１の軸方向に連続的に配置される内側補剛材４６とを備える。芯材４１は中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続し、少なくとも端部４Ｂの区間に、外側拘束材４２の断面上の内周側から芯材４１を拘束する端部拘束材４４が配置され、この端部拘束材４４が芯材４１に接合され、端部４Ｂにおいて芯材４１と端部拘束材４４が一体になる。【0051】
請求項６では内側補剛材４６と外側拘束材４２が、請求項１における外側拘束材４２と内側拘束材４３の関係と同じく、互いに対になって芯材４１を拘束する働きをすればよいため、いずれも芯材４１と共に中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する場合と、連続に近い状態で断続的に（不連続に）配置される場合がある。連続する場合は芯材４１から分離するが、断続的な場合は必ずしもその必要はない。
【0052】
請求項６の内側補剛材４６は芯材４１（ブレース４）の軸方向に連続的に配置される点で連続型、もしくは軸方向型内側補剛材と呼ぶことができ、この連続型の内側補剛材４６は中間部４Ｃの区間においては図１２−（ａ）に示すように芯材４１を外側拘束材４２の断面上の内周側から拘束し、端部４Ｂの区間においては図１２−（ｂ）に示すように端部拘束材４４をその厚さ方向両側から拘束する。連続型（軸方向型）の内側補剛材４６はコンクリートブロック（部材）のような中実断面材の他、溝形鋼、山形鋼等の開放形の鋼材、あるいは角形鋼管等の閉鎖形の中空断面材等が使用される。
【0053】
いずれの形状の場合も、連続型の内側補剛材４６は芯材４１の変形を拘束するために芯材４１に接触し得る状態に置かれる。芯材４１には芯材４１からの軸方向力が伝達されないよう、接合されない。内側補剛材４６が例えば図示するようにブロック状等の場合には、内側補剛材４６は外側拘束材４２よりも剛性が圧倒的に高いことで、芯材４１の変形を拘束することに伴う外側拘束材４２の変形を拘束する働きもし得るため、その働きが期待される場合には、内側補剛材４６は外側拘束材４２にも接触し得る状態に置かれる。
【0054】
請求項６では内側補剛材４６が芯材４１の軸方向に沿って連続する形状をするか、連続的に配置され、請求項１〜５における内側拘束材４３を兼ねることで、請求項１〜５で必要とされた内側拘束材４３が不要になるため、ブレース４の構成部材の種類が削減され、ブレース４の組み立てが単純化される。
【発明の効果】
【0055】
ブレースを構成し、軸方向力を負担する芯材４１の断面上の外周に外側拘束材４２を配置し、内周に、芯材４１から分離した内側拘束材４３を配置することで、外側拘束材４２と内側拘束材４３に、芯材４１が負担する圧縮力の負担から解放させた状態で、対になって芯材４１の変形を拘束する機能を発揮させるため、芯材４１の全体曲げ座屈と局部座屈を芯材４１の外周側と内周側から防止することができる。
【0056】
ブレース４の端部においては端部の区間に配置される端部拘束材４４と芯材４１とが接合され、一体になることで、端部の区間における芯材４１の断面積が中間部における断面積より増大し、ブレース４の端部の区間における芯材４１の剛性と強度が増加するため、塑性ヒンジの形成を回避することができる。【図面の簡単な説明】
【0057】
【図1】Ｈ形断面のブレースの中間部が芯材（フランジ）と外側拘束材、及び内側拘束材（ウェブ）からなり、内側拘束材がブレースの端部に配置される端部拘束材（ウェブ）を兼ねる場合のブレースの構成例を示した、ブレースを幅方向に見た断面図であり、図４−（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図5】（ａ）は十字形断面のブレースの中間部が芯材（フランジ）と外側拘束材、及び内側拘束材（ウェブ）からなり、内側拘束材がブレースの端部に配置される端部拘束材（ウェブ）を兼ねる場合のブレースの構成例を示した軸方向に直交する断面図であり、図１のブレースが十字形断面であると仮定した場合の図１のＣ−Ｃ線断面図である。（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は同じく図１のブレースが十字形断面であると仮定した場合のそれぞれ図１のＤ−Ｄ線断面図、Ｅ−Ｅ線断面図、Ｆ−Ｆ線断面図である。
【図6】Ｈ形断面のブレースの中間部が芯材（フランジ）と外側拘束材、及び内側拘束材（ウェブ）からなり、内側拘束材と端部拘束材（ウェブ）とが分離した場合のブレースの構成例を示したブレース幅方向の断面図である。
【図7】（ａ）は図１〜図３に示す例において対向する芯材（フランジ）間に、芯材の幅と同程度の幅を持つ付加内側補剛材を内側補剛材に平行に配置し、両芯材に接合した様子を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のａ−ａ線断面図である。
【図8】（ａ）は図１〜図３に示す例において対向する芯材（フランジ）間に、内側拘束材の空隙と同程度の幅を持つ付加内側補剛材を内側拘束材に平行に配置し、両芯材に接合した様子を示した縦断面図、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図9】断続型の内側補剛材が内側拘束材（芯材）の軸方向に間隔を置いて断続的に配置され、芯材に接合された場合のブレースの外観を示した側面図である。
【図12】Ｈ形断面のブレースの中間部が芯材（フランジ）と外側拘束材、及び内側補剛材（連続型）からなり、芯材が中間部から端部にまで連続し、内側補剛材がブレースの端部に配置される端部拘束材（ウェブ）を拘束している場合のブレースの構成例を示したブレース幅方向の断面図であり、図４−（ｂ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図17】（ａ）は従来の座屈拘束型ブレースの例を示した側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は軸に直交する断面図である。
【図18】（ａ）は従来の座屈拘束型ブレースの他の例を示した側面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は軸に直交する断面図である。
【図19】（ａ）は従来の座屈拘束型ブレースの他の例を示した側面図、（ｂ）は軸に直交する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0058】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【0059】
図１〜図３は柱１と梁２からなるフレーム３に接合される接続部４Ａ，４Ａを除き、軸方向両側部分に位置する端部４Ｂ，４Ｂと、この両側の端部４Ｂ，４Ｂ間の中間区間に位置し、フレーム３の層間変形時の軸方向力を負担し、塑性化が想定される中間部４Ｃとに軸方向力の作用方向に区分され、中間部４Ｃが軸方向力を負担する芯材４１と、この芯材４１を断面上の外周側から包囲して拘束する筒状の外側拘束材４２と、外側拘束材４２の断面上の内周側から芯材４１を拘束する内側拘束材４３とを備えた座屈拘束型ブレース（以下、ブレース）４の製作例を示す。
【0060】
外側拘束材４２は軸方向に連続的に配置され、内側拘束材４３も軸方向に連続的に配置される。「連続的に配置」とは連続して存在する場合と、連続に近い状態で断続的に配置される場合を言う。「連続に近い状態」とは断続的に配置され、軸方向に隣接する外側拘束材４２，４２間、または内側拘束材４３，４３間に距離（クリアランス）が確保されながらも、その大きさが、全外側拘束材４２、または全内側拘束材４３としては連続している場合と変わらない程度に芯材４１に対する変形拘束効果を発揮できることを言う。
【0061】
図示するように外側拘束材４２が軸方向に連続する場合、外側拘束材４２は全長に亘って実質的に芯材４１から分離するが、断続的に配置される場合はその必要はない。「実質的に分離」は外側拘束材４２が芯材４１の変形を阻害しない限り、外側拘束材４２の軸方向の一部が芯材４１に接触するか、接合されることもあることを意味する。内側拘束材４３は少なくとも中間部４Ｃの区間において芯材４１から分離する。
【0062】
芯材４１は中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続し、少なくとも端部４Ｂの区間に、外側拘束材４２の断面上の内周側から芯材４１を拘束する端部拘束材４４が配置され、この端部拘束材４４が芯材４１に接合され、端部４Ｂにおいて芯材４１と端部拘束材４４が一体になっている。端部４Ｂにおいてはこの一体になった芯材４１と端部拘束材４４がブレース４の軸方向力の他、ブレース４が全体曲げ変形を生じようとするときの曲げモーメントを負担し、端部４Ｂにおける芯材４１の塑性ヒンジの形成を防止する。
【0063】
図１〜図４はブレース４の、外側拘束材４２（と後述の内側補剛材４５）を除く本体（芯材４１と内側拘束材４３（及び端部拘束材４４）を合わせた部分）がＨ形断面（Ｈ形鋼）である場合のブレース４の構成例を示す。Ｈ形断面の場合、ブレース４の本体は上下のフランジと両フランジを繋ぐウェブから構成されるが、上下のフランジが芯材４１に相当し、ウェブが内側拘束材４３に相当する。Ｈ形断面の場合、ブレース４の本体は上下の芯材４１（フランジ）と内側拘束材４３（ウェブ）を組立Ｈ形鋼の製造の要領で配置し、内側拘束材４３が兼用する場合の端部拘束材４４、または内側拘束材４３から分離した端部拘束材４４を芯材４１，４１に溶接等によって接合することにより製作される。
【0064】
芯材４１はフレーム３から伝達される軸方向力を負担するから、少なくともブレース４の全長である端部４Ｂ，４Ｂと中間部４Ｃに亘る長さを持ち、外側拘束材４２も連続するか断続的であるかに拘らず、芯材４１の全長を拘束するために、全体としてはブレース４の端部４Ｂ，４Ｂと中間部４Ｃに亘る（ブレース４の全長に亘る）長さを持つ。芯材４１は一方の端部４Ｂから中間部４Ｃを経て他方に端部４Ｂにまで連続する。図面では外側拘束材４２を芯材４１と同じように連続させているが、軸方向に断続的に配置することもある。図面ではまた、芯材４１を接続部４Ａにまで連続させることで、芯材４１に接続部４Ａを兼用させているが、芯材４１とは別に接続部４Ａとなる鋼材（形鋼）を配置することもある。
【0065】
外側拘束材４２が図示するように軸方向に連続している場合は、外側拘束材４２は芯材４１からの軸方向力を負担しないよう、上記のように全長に亘って芯材４１から実質的に分離する。外側拘束材４２が軸方向に断続的に配置される場合には、隣接する外側拘束材４２，４２が不連続になることで、仮に各主構造体４２が部分的に芯材４１に接合されていたとしても、隣接する外側拘束材４２，４２間では軸方向に互いに接触しない限り、芯材４１からの軸方向力が伝達され合うことはないため、必ずしも芯材４１から分離している必要はない。隣接する外側拘束材４２，４２間に芯材４１の伸縮変形時にも接触しない程度のクリアランスが確保されていれば、外側拘束材４２，４２間で力を及ぼし合うことがないため、各外側拘束材４２が芯材４１に接合されていてもよい。
【0066】
外側拘束材４２が軸方向に連続している場合、外側拘束材４２は芯材４１の外周に、芯材４１の表面（外周面）との間にクリアランスを置いて、あるいは芯材４１の表面に外接する状態で配置されることにより芯材４１から分離した（絶縁された）状態で芯材４１を包囲する。図面では図１のＣ−Ｃ線断面図である図４−（ａ）、図１のＤ−Ｄ線断面図である図４−（ｂ）に示すように外側拘束材４２に角形鋼管を使用しているが、鋼管（円形鋼管）を使用することもできる。図４−（ｃ）は図１のＥ−Ｅ線の断面を示している。
【0067】
内側拘束材４３は芯材４１が負担する全軸方向力が内側拘束材４３に伝達されることなく、芯材４１の曲げ変形を拘束できるよう、図１、図３に示すように中間部４Ｃの少なくとも軸方向中央部の一部の区間を除いて中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続するか、または図６、図９〜図１１に示すように端部４Ｂの少なくとも一部の区間、もしくは中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界を除いて中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する。図面では上記のように芯材４１（フランジ）を端部４Ｂから接続部４Ａにまで連続させていることに伴い、芯材４１（フランジ）と対になる内側拘束材４３（ウェブ）も端部４Ｂから接続部４Ａにまで連続させ、芯材４１（フランジ）と内側拘束材４３（ウェブ）を接続部４Ａの構成要素としている。
【0068】
内側拘束材４３は芯材４１から軸方向力が伝達されることがないよう、図４−（ａ）〜（ｃ）、及び（ｃ）の拡大図である（ｅ）に示すように軸方向に連続している場合の外側拘束材４２と同様に、芯材４１の内側拘束材４３側の面との間にクリアランスを置いて、あるいは接する状態で配置されることにより芯材４１から分離し（絶縁され）、芯材４１の変形（曲げ変形）時に芯材４１に接触し得る状態に置かれる。
【0069】
図１に示すように内側拘束材４３が端部拘束材４４を兼ねる場合は、内側拘束材４３と端部拘束材４４が連続するため、内側拘束材４３は中間部４Ｃの少なくとも軸方向中央部の一部の区間を除いて中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する。内側拘束材４３はその少なくとも軸方向中央部の一部の区間において図１、図３、及び図１のＦ−Ｆ線断面図である図４−（ｄ）に示すように軸方向に複数本の内側拘束材構成材４３ａ，４３ａに分離し、軸方向に不連続になる。
【0070】
内側拘束材４３が軸方向中央部の一部の区間において軸方向に不連続になる結果として、芯材（フランジ）４１，４１に局部的な塑性化の発生が想定される場合に備え、図７、図８では内側拘束材４３が不在になる区間（空隙区間）における芯材４１，４１を面外方向の変形に対して補助的に補剛するために、内側拘束材４３の不在区間に付加内側補剛材４７を配置している。
【0071】
内側拘束材４３は前記のように芯材４１が軸方向圧縮力を負担したときに、芯材４１の変形した部分が内側拘束材４３に接触することにより芯材４１の圧縮力が内側拘束材４３に伝達された場合にも、圧縮力が内側拘束材４３の全長に作用しないよう、軸方向の一部区間において不連続になっているが、付加内側補剛材４７の配置によっても内側拘束材４３の不連続状態を維持するよう、付加内側補剛材４７は内側拘束材４３に連続しない位置に配置される。内側拘束材４３と交わらない位置であれば、付加内側補剛材４７の配置位置と向きは問われない。
【0072】
図７は対向する芯材（フランジ）４１，４１間に内側補剛材４５と同様の、１枚のプレート状の付加内側補剛材４７を内側拘束材４３の空隙の中間部（中央部）に、内側補剛材４５に平行に、内側拘束材４３（内側拘束材構成材４３ａ）に直交させて配置し、両芯材４１，４１に溶接により接合した場合を示す。ここでは付加内側補剛材４７の幅が芯材４１の幅と同程度の大きさになっているが、芯材４１の幅より小さい場合もある。
【0073】
図８は２枚のプレート状の付加内側補剛材４７を内側拘束材４３（内側拘束材構成材４３ａ）に平行に配置し、両芯材４１，４１に溶接により接合した場合を示す。ここでは付加内側補剛材４７の幅が内側拘束材４３の空隙の幅（内側拘束材構成材４３ａ，４３ａ間の間隔）と同程度の大きさになっているが、空隙の幅と相違する場合もある他、付加内側補剛材４７が１枚の場合、または３枚以上の場合もある。図７、図８のいずれの例においても、内側拘束材４３の不連続状態が維持されれば、付加内側補剛材４７にはプレート状以外の形鋼も使用可能である。
【0074】
内側拘束材４３が端部拘束材４４を兼ねる図１の場合、内側拘束材４３（端部拘束材４４）は図１に太線で示すように端部４Ｂの区間において芯材４１に接合される。内側拘束材４３（ウェブ）と芯材４１（フランジ）との接合は図示するように互いの突き合わせ面を溶接（突合せ溶接、もしくは隅肉溶接）することにより、あるいは断面上、内側拘束材４３（ウェブ）と芯材４１（フランジ）に跨る山形鋼等の鋼材を配置し、各板部分をボルト接合することにより行われる。溶接は端部４Ｂの区間において軸方向に連続して、もしくは断続的に行われる。
【0075】
内側拘束材４３が図６、図９〜図１１に示すように端部４Ｂの少なくとも一部の区間、もしくは中間部４Ｃと端部４Ｂ間との境界を除いて中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する場合は、端部４Ｂの区間に、あるいは端部４Ｂの区間から接続部４Ａまでの区間に、内側拘束材４３から分離した端部拘束材４４が配置されるため、この端部拘束材４４が芯材１に溶接等により接合される。「中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続する区間の内、前記した除かれる一部区間、もしくは境界」は内側拘束材４３、もしくは端部拘束材４４が不在であることを意味し、この区間、もしくは境界では内側拘束材４３、もしくは端部拘束材４４は軸方向に不連続になる。
【0076】
この場合、内側拘束材４３は図６、図１０に示すように中間部４Ｃの区間にのみ連続して、もしくは断続的に配置されるか、端部４Ｂの区間にまで連続的に配置され、その区間のいずれかにおいて端部拘束材４４から分離する。内側拘束材４３から分離する端部拘束材４４は内側拘束材４３と同一の断面形状（同一寸法）である場合と、異なる断面形状である場合がある。異なる断面形状には端部拘束材４４と内側拘束材４３が共にプレート状である場合にそれぞれの板厚が相違する場合と、端部拘束材４４と内側拘束材４３を構成する鋼材自体の断面形状が相違する場合がある。
【0077】
図１はまた、芯材４１（フランジ）が前記した内側拘束材４３（ウェブ）に接触し得る箇所以外の範囲の変形を防止するための内側補剛材４５を内側拘束材４３（ウェブ）の幅方向両側に、軸方向に間隔を置いて配置し、内側拘束材４３に溶接等により接合した場合の例を示している。内側補剛材４５は芯材４１（フランジ）の、内側拘束材４３（ウェブ）に接触しない部分の変形を拘束する役目を持つため、芯材４１からの軸方向力を受けないよう、図１のＥ−Ｅ線断面図である図４−（ｃ）、（ｅ）に示すように芯材４１から分離する。内側補剛材４５は芯材４１の軸方向には間隔を置いて断続的に配置され、内側拘束材４３に溶接やボルトにより接合される。内側補剛材４５は外側拘束材４２との間での力の伝達がないよう、原則として図４−（ｅ）に示すように外側拘束材４２からも分離する。
【0078】
図１に示す内側補剛材４５は面内方向が芯材４１の幅方向を向く面（板）状をし、芯材４１の軸方向に間隔を置いて部分的に配置されるため、断続型（幅方向型）の内側補剛材４５として後述の連続型（軸方向型）の内側補剛材４６と区別される。
【0079】
図５−（ａ）〜（ｄ）はブレース４の、外側拘束材４２（と内側補剛材４５）を除く本体（芯材４１と内側拘束材４３（及び端部拘束材４４）を合わせた部分）が十字形断面（クロスＨ形）である場合のブレース４の構成例を示す。十字形断面の場合、ブレース４の本体は上下（成方向両側）と左右（幅方向両側）の４箇所のフランジと全フランジを繋ぐ十字形断面のウェブから構成されるが、４箇所のフランジが芯材４１に相当し、ウェブが内側拘束材４３に相当する。図５の（ａ）〜（ｄ）は図４の（ａ）〜（ｄ）に対応し、図１のＣ−Ｃ線〜Ｆ−Ｆ線の断面に対応する。
【0080】
図５の例においても、内側拘束材４３は（ｂ）、（ｃ）に示すように中間部４Ｃの区間では芯材４１とは接触、もしくは非接触状態にあり、端部４Ｂの区間で（ａ）に示すように端部拘束材４４を兼ねる場合に、端部拘束材４４の区間で芯材４１に接合される。内側拘束材４３は中間部４Ｃの中央部等、いずれかの区間においては（ｄ）に示すように不在になり、軸方向に複数本の内側拘束材構成材４３ａ，４３ａに分割される。内側補剛材４５は（ｃ）に示すように原則的に内側拘束材４３に接合されることにより内側拘束材４３の軸方向に間隔を置いた配置状態を維持し、芯材４１からは軸方向力を受けないよう、芯材４１とは分離する。または内側補剛材４５は内側拘束材４３に接合されることなく、芯材４１に接合されることにより芯材４１の軸方向に間隔を置いた配置状態を維持し、芯材４１からの軸方向力を内側拘束材４３に伝達しないよう、内側拘束材４３から分離する。
【0081】
図９〜図１１は内側拘束材４３が中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界を除き、中間部４Ｃから前記端部４Ｂにまで連続する場合に、芯材４１に接合される内側補剛材４５が芯材４１の軸方向に間隔を置いて断続的に配置されている場合の例を示す。図１０−（ａ）は図９の軸を通る縦断面を、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線の断面を、（ｃ）は（ｂ）の一部を拡大して示す。図１１−（ａ）は図１０−（ａ）のＢ−Ｂ線の断面を、（ｂ）はＣ−Ｃ線の断面を、（ｃ）はＤ−Ｄ線の断面を示す。図１０−（ｃ）、図１１−（ｃ）に示すように内側補剛材４５はその幅方向には内側拘束材４３寄りの部分を除いて上下の芯材４１，４１に溶接され、内側拘束材４３に接合されることなく、芯材４１，４１に接合されている。
【0082】
図９〜図１１に示す例は図６に示す例と同様に内側拘束材４３が端部４Ｂの少なくとも一部の区間、あるいは中間部４Ｃの区間と端部４Ｂの区間との境界を除いて中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続的に存在すると共に、芯材４１（内側拘束材４３）の軸方向に間隔を置いて断続的に配置されている内側補剛材４５が内側拘束材４３から分離しながら、芯材４１に溶接等により接合されている場合の例を示す。この場合、端部４Ｂの区間から接続部４Ａの区間までには内側拘束材４３とは異なる端部拘束材４４が配置され、端部拘束材４４が芯材４１に溶接等によって接合される。「内側拘束材４３とは異なる端部拘束材４４」とは端部拘束材４４に内側拘束材４３とは別の部材が使用されることを言い、形状と寸法自体は同一の場合と相違する場合がある。
【0083】
図９〜図１１に示す例は図１〜図３に示す例における内側拘束材４３が端部４Ｂの区間において不連続になり、端部４Ｂの区間に内側拘束材４３から分離した端部拘束材４４が配置され、芯材４１に接合されている点と、内側補剛材４５が内側拘束材４３に代わって芯材４１に接合されている点で、図１〜図３に示す例と相違する。端部拘束材４４が芯材４１に溶接されている区間を図１０−（ａ）に太線で示し、端部拘束材４４と内側補剛材４５が芯材４１に溶接されている、水平断面上の範囲を図１０−（ｂ）に太線で示している。端部拘束材４４と芯材４１との溶接の様子を図１１−（ａ）に、内側補剛材４５と芯材４１との溶接の様子を図１１−（ｃ）に示しているが、端部拘束材４４と内側補剛材４５はそれぞれ芯材４１に接触し得る（対向する）部分の少なくとも一部において芯材４１に溶接されれば足り、必ずしも図１１−（ａ）に示すように芯材４１に接触し得る部分の全長に亘って溶接される必要はない。
【0084】
図９〜図１１に示す例では内側補剛材４５は高さ方向の上端面と下端面において芯材４１，４１に接触し得る状態にあり、幅方向の一方の側面において内側拘束材４３に接触し得る状態にあるが、図１１−（ｃ）では芯材４１の変形時に内側補剛材４５を経て芯材４１から内側拘束材４３に圧縮力が伝達されることによる内側拘束材４３の座屈を回避するために、内側補剛材４５の芯材４１に接触し得る部分のみを芯材４１に溶接し、内側拘束材４３に接触し得る部分を内側拘束材４３に溶接していない。内側補剛材４５の内側拘束材４３に接触し得る部分は内側拘束材４３に接触している場合と、内側拘束材４３との間にクリアランスが確保される場合がある。
【0085】
図１〜図３に示すようにブレース４本体の端部４Ｂに連続する接続部４Ａはブレース４の軸方向に直交する二方向からの外力に対しても十分な曲げ剛性を確保した状態でフレーム３に接合されるよう、例えばブレース４の軸方向に直交する二方向に接合のための片を有する十字形の断面形状に形成される。図１〜図３では前記のように芯材４１（フランジ）と内側拘束材４３（ウェブ）を端部４Ｂから接続部４Ａにまで連続させていることから、芯材４１と内側拘束材４３を用いて接続部４Ａを構成している。
【0086】
この場合、接続部４Ａの芯材４１と内側拘束材４３を合わせた部分はＨ形断面に形成されるため、上側の芯材４１（フランジ）の上面と下側の芯材４１の下面にガセットプレート４０ａ、４０ｂを接合（溶接）し、接続部４Ａの断面をブレース４の成方向（高さ方向）に２個の十字形が連結された形状に形成している。
【0087】
ブレース４の接続部４Ａが接合されるフレーム３の隅角部、または柱１や梁２の中間部等には図１６に示すようにこの２個の十字形が連結された形状の接合部材５が接合されている。ブレース４の接続部４Ａは図１６に示すようにこのフレーム３の接合部材５に突き合わせられ、同一面で突き合わせられる双方の板要素の両面間に継手プレート４０ｃを跨設し、継手プレート４０ｃと各板要素を貫通するボルト４０ｄによって継手プレート４０ｃと各板要素を接合することにより接続部４Ａが接合部材５に接合される。
【0088】
図１２〜図１５は柱１と梁２からなるフレーム３に架設され、軸方向両側部分に位置する端部４Ｂ，４Ｂと、この両側の端部４Ｂ，４Ｂ間の中間区間に位置し、フレーム３の層間変形時の軸方向力を負担し、塑性化が想定される中間部４Ｃとに軸方向力の作用方向に区分され、中間部４Ｃが軸方向力を負担する芯材４１と、この芯材４１を断面上の外周側から包囲して拘束する筒状の外側拘束材４２と、外側拘束材４２の断面上の内周側から芯材４１を拘束する内側補剛材４６とを備えた座屈拘束型ブレース（ブレース）４の製作例を示す。この例においても、外側拘束材４２は軸方向に連続的に配置され、内側補剛材４６も軸方向に連続的に配置される。
【0089】
図１２〜図１５においても、芯材４１は中間部４Ｃから端部４Ｂにまで連続し、少なくとも端部４Ｂの区間に、外側拘束材４２の断面上の内周側から、外側拘束材４２と対になって芯材４１を拘束する端部拘束材４４が配置される。この端部拘束材４４が図１２のＣ−Ｃ線断面図である図１５−（ａ）に示すように芯材４１に接合され、端部４Ｂにおいて芯材４１と端部拘束材４４が一体になる。端部４Ｂにおいてはこの一体になった芯材４１と端部拘束材４４がブレース４の軸方向力の他、ブレース４が全体曲げ変形を生じようとするときの曲げモーメントを負担し、端部４Ｂにおける芯材４１の塑性ヒンジの形成を防止する。
【符号の説明】
【0093】
１……柱、２……梁、３……フレーム、４……座屈拘束型ブレース、
４Ａ……接続部、４Ｂ……端部、４Ｃ……中間部、
４０ａ、４０ｂ……ガセットプレート、４０ｃ……継手プレート、４０ｄ……ボルト、
４１……芯材、４２……外側拘束材、４３……内側拘束材、４３ａ……内側拘束材構成材、４４……端部拘束材、
４５……内側補剛材（断続型）、４６……内側補剛材（連続型）、
４７……付加内側補剛材、
５……接合部材。