特開 2023-42164 座屈拘束ブレース

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023042164

(43)【公開日】2023-03-27

(54)【発明の名称】座屈拘束ブレース

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20230317BHJP

【ＦＩ】

E04B1/58 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021149322

(22)【出願日】2021-09-14

(71)【出願人】

【識別番号】390037154

【氏名又は名称】大和ハウス工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】吉田 文久

(72)【発明者】

【氏名】中川 学

(72)【発明者】

【氏名】薮田 智裕

【テーマコード（参考）】

2E125

【Ｆターム（参考）】

2E125AA33

2E125AC13

2E125AC23

2E125AG03

2E125AG12

(57)【要約】

【課題】木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、木製拘束材を形成する拘束板や側板を相互に接続するボルトの本数を低減することのできる、座屈拘束ブレースを提供すること。
【解決手段】座屈拘束ブレース１００は、鋼製でプレート状の芯材１０と、芯材１０の有する二つの広幅面１１ａに対向するように配設されている木製で一対の拘束板２１、芯材１０の有する二つの狭幅面１１ｂに対向するように配設されて一対の拘束板２１をそれらの長手方向に亘って接続する複数の第１鎹２９Ａ、により形成される木製拘束材２０と、を備えている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製でプレート状の芯材と、
前記芯材の有する二つの広幅面に対向するように配設されている木製で一対の拘束板と、前記芯材の有する二つの狭幅面に対向するように配設され、前記一対の拘束板をそれらの長手方向に亘って接続する複数の第１鎹と、により形成される木製拘束材と、を備えていることを特徴とする、座屈拘束ブレース。

【請求項2】

前記第１鎹が、前記木製拘束材の長手方向に亘って、ハの字状もしくは逆ハの字状に配設されて、鎹トラスを形成していることを特徴とする、請求項１に記載の座屈拘束ブレース。

【請求項3】

前記木製拘束材の長手方向の中央側には、前記鎹トラスが形成され、
前記木製拘束材の端部側には、前記広幅面に直交する方向に延びる複数の第２鎹が前記一対の拘束板の端部を接続していることを特徴とする、請求項２に記載の座屈拘束ブレース。

【請求項4】

前記芯材の長手方向の端部の前記広幅面には、該広幅面に直交する補強リブが接合されて断面十字状を呈しており、
前記拘束板のうち、前記補強リブに対応する位置には該補強リブに干渉しないスリットが設けられており、
前記拘束板において、前記スリットを跨ぐように複数の第３鎹が取り付けられていることを特徴とする、請求項３に記載の座屈拘束ブレース。

【請求項5】

前記第１鎹と前記第２鎹を目隠しする、化粧板が前記一対の拘束板の側面に取り付けられていることを特徴とする、請求項３又は４に記載の座屈拘束ブレース。

【請求項6】

前記拘束板に対して、前記第１鎹と前記第２鎹と前記第３鎹のそれぞれの二本の突き刺し部が打ち込み固定されている、もしくは、前記拘束板に開設されている固定孔に対して前記第１鎹と前記第２鎹と前記第３鎹のそれぞれの二本の突き刺し部が挿通され、接着固定されていることを特徴とする、請求項４、請求項４に従属する請求項５に記載の座屈拘束ブレース。

【請求項7】

前記拘束板の端部には、前記芯材の前記広幅面と接触しない非接触溝が設けられており、
前記拘束板の前記非接触溝以外の領域と前記芯材の前記広幅面が接触していることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の座屈拘束ブレース。

【請求項8】

前記芯材は、その長手方向の中央側において前記広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部を有し、その長手方向の端部側において前記広幅面の幅が相対的に広い広幅部を有しており、
前記非接触溝は、前記拘束板の端縁から、前記芯材における前記広幅部と前記狭幅部の境界に対応する位置まで延設していることを特徴とする、請求項７に記載の座屈拘束ブレース。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、座屈拘束ブレースに関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、建物の架構（柱・梁架構、屋根架構等）を形成するブレースとして、座屈防止措置が講じられた座屈拘束ブレースが適用されている。座屈拘束ブレースとしては、鋼製の芯材の周囲を鋼板のみで補剛した形態、鋼製の芯材の周囲をＲＣ（Reinforced Concrete：鉄筋コンクリート）で補剛した形態、鋼製の芯材の周囲を鋼材とモルタルで被覆した形態など、多様な補剛形態が存在する。

【0003】

ところで、昨今、木造建築物（木造住宅、木造の倉庫、木造の競技場など）の耐火性能や耐震性能の向上が図られている。木造住宅は本来的に、間取りやデザインの自由度の高さ、自然物の木材による癒し効果、木材の有する調湿効果、住宅などの建物用途によっては鉄骨造やＲＣ造に比べて建設費用が一般に安価であるといった利点を備えているが、上記する耐火性や耐震性の向上が木造住宅をはじめとする木造建築物の注目度を高めている一つの要因である。このような木造住宅の架構内に上記する従来の座屈拘束ブレースを組み込む場合、木製の柱や梁と、金属製もしくはコンクリート製の補剛材を有する座屈拘束ブレースとが混在することになり、不釣合いな外観となることが否めない。

【0004】

そこで、座屈拘束ブレースの全体を木製もしくは紙製のパネル等で覆うことにより、金属製もしくはコンクリート製の補剛材を外部から視認できないようにする方策が考えられるが、この方策には多大な作業手間を要することから建設費の増加が懸念される。また、従来の座屈拘束ブレースは、金属やコンクリート、モルタル等が多用されていることから、重量が重くなる傾向にあり、木造住宅を構成する軽量な木製の梁や柱の中に重量のある座屈拘束ブレースを取り付けることは構造的にも不釣合いである。

【0005】

ここで、特許文献１には、木造住宅をはじめとする木造建築物の架構内に組み込んで使用するのに適した座屈拘束ブレースが提案されている。具体的には、芯材と、芯材の両面に沿って配置した一対の拘束材とを有する座屈拘束ブレースであり、芯材を鋼材にて形成し、一対の拘束材を木材にて形成し、この拘束材に集成材を適用し、集成材は芯材と平行にラミナが積層されたものとした座屈拘束ブレースである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第４９０１４９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の座屈拘束ブレースを形成する鋼製の芯材を包囲する木製拘束材は、芯材の二つの広幅面に対向する一対の拘束板と、一対の拘束板の端部同士を繋ぐ一対の側板とにより構成されるが、芯材の拘束効果を高めるべく木製拘束材を強固な閉合構造に形成しようとすると、一対の拘束板同士を繋ぐボルトや一対の側板同士を拘束板とともに繋ぐボルトの本数が往々にして多くならざるを得ない。

【0008】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、木製拘束材を形成する一対の拘束板を相互に接続するボルトの本数を低減することのできる、座屈拘束ブレースを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

前記目的を達成すべく、本発明による座屈拘束ブレースの一態様は、
鋼製でプレート状の芯材と、
前記芯材の有する二つの広幅面に対向するように配設されている木製で一対の拘束板と、前記芯材の有する二つの狭幅面に対向するように配設され、前記一対の拘束板をそれらの長手方向に亘って接続する複数の第１鎹と、により形成される木製拘束材と、を備えていることを特徴とする。

【0010】

本態様によれば、木製拘束材を形成する一対の拘束板同士を、それらの長手方向に亘って配設されている複数の第１鎹が接続することにより、拘束板を相互に接続するボルトの本数を低減する、もしくはボルトを不要にしながら、一対の拘束板を強固に接続することができる。

【0011】

本態様においては、一対の拘束板による木製拘束材により鋼製の芯材が包囲されている。この構成により、本態様の座屈拘束ブレースを木造建築物の架構に適用した場合でも、架構構成部材と不釣合いな外観を与える恐れはない。ここで、拘束板は、無垢材により形成されてもよいし、ラミナが積層された集成材により形成されてもよい。

【0012】

さらに、本態様においては、木製拘束材が、例えば板状の一対の拘束板により形成されることから、木製拘束材の加工が容易になる。例えば、特許文献１に記載の座屈拘束ブレースは、集成材を加工して断面Ｌ型の二つの木製拘束材を製作し、これらを相互に逆さまにして、芯材を挟んだ状態で接続する加工を要する。これに対して、本態様の座屈拘束ブレースは、例えば板状の一対の拘束板の間に芯材を介在させた状態で拘束板同士を第１鎹にて接続することにより木製拘束材を製作し、同時に座屈拘束ブレースを製作することができる。そのため、座屈拘束ブレースの製作がより一層容易になる。

【0013】

本態様では、一対の拘束板の対応する側面（端面）に対して第１鎹が打ち込み等されることにより、第１鎹の二つの突き刺し部が一対の拘束板の内部に貫入して一対の拘束板を接続する。ここで、一対の拘束板同士を別途ボルトにて接続してもよいが、このボルトは、従来の木製拘束材の製作に必須のボルトではなく、例えば大地震時に一対の拘束板が分離しないためのフェールセーフとして適用されるものであり、従ってボルトを適用する場合でも従来の座屈拘束ブレースに比べてボルトの本数は格段に少なくてよい。

【0014】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記第１鎹が、前記木製拘束材の長手方向に亘って、ハの字状もしくは逆ハの字状に配設されて、鎹トラスを形成していることを特徴とする。

【0015】

本態様によれば、木製拘束材の長手方向に亘って、第１鎹がハの字状もしくは逆ハの字状に配設されて鎹トラスを形成していることにより、強固に一体化された木製拘束材を形成でき、木製拘束材における芯材の強軸方向と弱軸方向の双方の断面剛性を高めることができる。

【0016】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記木製拘束材の長手方向の中央側には、前記鎹トラスが形成され、
前記木製拘束材の端部側には、前記広幅面に直交する方向に延びる複数の第２鎹が前記一対の拘束板の端部を接続していることを特徴とする。

【0017】

本態様によれば、木製拘束材の端部側において、芯材の広幅面に直交する方向に延びる複数の第２鎹が一対の拘束板の端部を接続していることにより、一対の拘束板の端部が複数の第２鎹によって補強されることから、架構と座屈拘束ブレースが構面外に変形した際に、芯材から最も強い押し込み力を受ける一対の拘束板の端部に生じ得る割れ（割裂）を抑制することができる。

【0018】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記芯材の長手方向の端部の前記広幅面には、該広幅面に直交する補強リブが接合されて断面十字状を呈しており、
前記拘束板のうち、前記補強リブに対応する位置には該補強リブに干渉しないスリットが設けられており、
前記拘束板において、前記スリットを跨ぐように複数の第３鎹が取り付けられていることを特徴とする。

【0019】

本態様によれば、芯材の長手方向の端部においては、芯材の広幅面に直交する補強リブが接合されることにより断面十字状を呈していることから、芯材の広幅面が建物の構面に平行に配設されるようにして座屈拘束ブレースがガセットプレートに取り付けられる場合、芯材が構面に平行な広幅面に直交する補強リブを有することにより、芯材の端部において構面外方向の剛性を高めることができる。このように断面十字状の芯材が取り付けられる構面のガセットプレートにおいては、ガセットプレートに対してフィンスチフナが取り付けられ、座屈拘束ブレースの芯材とガセットプレート、補強リブとフィンスチフナがそれぞれスプライスプレートを介してハイテンションボルト等により接合される。本態様においては、木製拘束材の補強リブに対応する位置においてスリットが設けられ、このスリットにより木製拘束材と補強リブが干渉しないように構成されている。

【0020】

また、本態様によれば、スリットを跨ぐように複数の第３鎹が取り付けられていることにより、拘束板において補強リブとの干渉防止用に設けられているスリットの周囲を複数の第３鎹にて補強することができ、架構と座屈拘束ブレースが構面外に変形した際に、拘束板のスリットの周囲に生じ得る割れを抑制することが可能になる。

【0021】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記第１鎹と前記第２鎹を目隠しする、化粧板が前記一対の拘束板の側面に取り付けられていることを特徴とする。

【0022】

本態様によれば、化粧板が一対の拘束板の側面に取り付けられて、第１鎹と第２鎹を目隠しすることにより、座屈拘束ブレースの外観意匠性をより一層向上させることができる。この化粧板は、従来の座屈拘束ブレースにおける側板と同様に一対の拘束板の側面に取り付けられるものであるが、従来の側板のように強度を要求される部材でないことから、化粧板の厚みは薄厚でよい。

【0023】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記拘束板に対して、前記第１鎹と前記第２鎹と前記第３鎹のそれぞれの二本の突き刺し部が打ち込み固定されている、もしくは、前記拘束板に開設されている固定孔に対して前記第１鎹と前記第２鎹と前記第３鎹のそれぞれの二本の突き刺し部が挿通され、接着固定されていることを特徴とする。

【0024】

本態様によれば、拘束板に対する鎹の固定形態として、鎹の突き刺し部が打ち込み固定されている形態と、拘束板に開設されている固定孔に突き刺し部が挿通されて接着固定されている形態のいずれか一方が適用されることにより、いずれの固定形態であっても拘束板に対して鎹を強固に固定することができる。

【0025】

例えば、鎹の突き刺し部が打ち込み固定される形態では、拘束板の側面やスリットの周囲に対して鎹を簡単に固定することができる。

【0026】

一方、拘束板に開設されている固定孔に突き刺し部が挿通されて接着固定される形態では、鎹を打ち込む際の打ち込み力によって拘束板の側面等を破損させるといった恐れが無く、鎹による固定箇所周辺の拘束板の初期の剛性を保持することができる。すなわち、一対の拘束板の側面やスリット周囲には固定孔が開設され、固定孔に鎹の突き刺し部が挿通されて接着固定されることにより、突き刺し部は拘束板に接着固定され、一対の拘束板の側面同士が第１鎹や第２鎹を介して固定され、拘束板のスリット周囲が第３鎹にて補強される。

【0027】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記拘束板の端部には、前記芯材の前記広幅面と接触しない非接触溝が設けられており、
前記拘束板の前記非接触溝以外の領域と前記芯材の前記広幅面が接触していることを特徴とする。

【0028】

本態様によれば、拘束板の端部に芯材の広幅面と接触しない非接触溝が設けられ、拘束板の非接触溝以外の領域と芯材の広幅面が接触していることにより、架構と座屈拘束ブレースが構面外に変形した際に、芯材から最も強い押し込み力を受ける拘束板の端部に非接触溝が設けられていることによって、芯材と拘束板の接触が解消もしくは緩和され、この拘束板の端部に生じ得る割れを抑制することが可能になる。特に、既述する、一対の拘束板の端部が複数の第２鎹により補強されている構成と、拘束板の端部において芯材の広幅面と接触しない非接触溝が設けられている構成が相俟って、拘束板の端部に生じ得る割れの抑制効果が一層高められる。ここで、芯材の二つの広幅面に対向する一対の拘束板のそれぞれの端部において、座屈拘束ブレースの構面外への変形時に芯材が拘束板に当接し得る領域に非接触溝が設けられる。

【0029】

拘束板の端部にある非接触溝により、拘束板の端部と芯材の当接が解消もしくは緩和（強く当接しないこと）される一方で、拘束板における非接触溝以外の領域は芯材と当接することにより、拘束板による芯材の座屈防止性能が保証される。

【0030】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様において、
前記芯材は、その長手方向の中央側において前記広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部を有し、その長手方向の端部側において前記広幅面の幅が相対的に広い広幅部を有しており、
前記非接触溝は、前記拘束板の端縁から、前記芯材における前記広幅部と前記狭幅部の境界に対応する位置まで延設していることを特徴とする。

【0031】

本態様によれば、芯材がその長手方向の中央側において広幅面の幅が相対的に狭い狭幅部を有し、その長手方向の端部側において広幅面の幅が相対的に広い広幅部を有していることにより、中央側の狭幅部を塑性化し易い領域とすることができ、さらに、塑性化領域を中央側の狭幅部に限定させることができる。また、広幅部と狭幅部の境界領域は芯材の平面積及び断面積が変化する変化領域であることから、芯材に作用する付加曲げモーメントをこの変化領域にて吸収することができる。付加曲げモーメント（あるいは、単に、付加曲げ）とは、例えば大地震時に架構と座屈拘束ブレースが大きく変形した際に、この変形に起因して木製拘束材に作用し得る曲げモーメントのことである。このように、本態様においては、芯材に作用する付加曲げモーメントを、芯材の広幅部と狭幅部の境界領域にて効果的に吸収することができる。

【0032】

芯材が広幅部と狭幅部を有しながら、拘束板においては、その端縁から、芯材における広幅部と狭幅部の境界に対応する位置までの範囲に亘って非接触溝が設けられていることにより、拘束板の端部に対する芯材の当接（押し込み）を高い確度で解消することが可能になる。

【0033】

また、本発明による座屈拘束ブレースの他の態様は、
平面視において、前記スリットと前記補強リブとの間に隙間を有していることを特徴とする。

【0034】

本態様によれば、スリットと補強リブとの間に隙間が存在することにより、構面の変形に応じて芯材が伸縮した際に、この芯材の伸縮を隙間が吸収することができ、伸縮する芯材がスリットの壁面に接触して木製拘束材が破損に至るといった課題を解消することができる。ここで、この隙間の設定は設計者の裁量に委ねられ、設定された層間変形角に基づいて芯材の伸縮量が算定され、例えば隙間が芯材の伸縮量以上に設定される。尚、ここでの「隙間」は、スリットの長手方向の端部と補強リブの間の隙間の他、スリットの側面と補強リブの間の隙間が含まれる。また、その他、拘束板に設けられている非接触溝により、芯材と拘束板との間にも別途の隙間が形成されることになるが、この隙間も、大地震時の座屈拘束ブレースの変形の際に芯材が拘束板を強く押圧しない、もしくは当接しない大きさの隙間に設定される。

【0035】

また、本態様による座屈拘束ブレースの他の態様は、
前記芯材の前記広幅面と前記拘束板の間に内挿板が介在していることを特徴とする。

【0036】

本態様によれば、芯材の高次の座屈変形により、芯材から拘束板に局所的に圧縮力等が作用し、この局所的な力に起因して拘束板が破損することを抑制することができる。芯材の広幅面と拘束板の間に内挿板を介在させることにより、芯材の高次の座屈変形の凸部から作用する力は内挿板にまず伝達され、伝達された力は内挿板内に広がり、内挿板内に拡散された力が木製の拘束板に作用することになる。このことにより、芯材から作用する複数の局所的な力による木製の拘束板の破損が効果的に抑制される。

【発明の効果】

【0037】

以上の説明から理解できるように、本発明の座屈拘束ブレースによれば、木造建築物等の架構内に組み込んで使用するのに好適であり、木製拘束材を形成する一対の拘束板を相互に接続するボルトの本数を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0038】

【図1】実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。

【図2】実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例の斜視図である。

【図3】実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の斜視図である。

【図4】図３のIV方向矢視図である。

【図5】図３のV－V矢視図である。

【図6】図３のVI－VI矢視図である。

【図7】図３のVII－VII矢視図である。

【図8】図３のVIII－VIII矢視図である。

【図9】実施形態に係る座屈拘束ブレースが木造建物等の架構に組み込まれた状態を示す図である。

【図10】大地震時における架構の変形態様と、架構の変形に起因する座屈拘束ブレース接合部における付加曲げモーメントを説明する図である。

【図11】座屈拘束ブレースの全体座屈曲線を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0039】

以下、実施形態に係る座屈拘束ブレースについて添付の図面を参照しながら説明する。尚、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く場合がある。

【0040】

［実施形態に係る座屈拘束ブレース］
＜芯材＞
はじめに、図１を参照して、実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例について説明する。ここで、図１は、実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する芯材の一例をスペーサーとともに示す斜視図である。

【0041】

芯材１０は、細長でプレート状の平鋼により形成されており、その長手方向の中央側において広幅面１１ａの幅が相対的に狭い狭幅部１３を有し、その長手方向の端部側において広幅面１１ａの幅が相対的に広い広幅部１２を有している。また、芯材１０の長手方向の端部の広幅面１１ａには、広幅面１１ａに直交する補強リブ１４が溶接にて接合されて断面十字状を呈している。ここで、広幅部は、端部に向かって幅が大きくなる多段状の形態であってもよい。

【0042】

芯材１０がその長手方向の中央側に狭幅部１３を有し、長手方向の端部側に広幅部１２を有することにより、中央側の狭幅部１３を塑性化し易い領域とすることができ、さらに、塑性化領域を中央側の狭幅部１３に限定させることができる。

【0043】

また、広幅部１２と補強リブ１４にはそれぞれ、以下で説明するように、構面に設けられているガセットプレートやガセットプレートに取り付けられているフィンスチフナ（図９参照）にスプライスプレートを介してボルト接合されるためのボルト孔１２ａ、１４ａが開設されている。芯材１０の広幅面１１ａが建物の構面に平行に配設されるようにして座屈拘束ブレース１００がガセットプレートに取り付けられる場合、芯材１０が構面に平行な広幅面１１ａに直交する補強リブ１４を有することにより、芯材１０の端部において構面外方向の剛性を高めることができる。

【0044】

芯材１０は、ＳＮ材（建築構造用圧延鋼材）や、ＬＹＰ材（極低降伏点鋼材）等の降伏点の低い鋼材にて形成されているのが好ましく、芯材１０の降伏による地震エネルギー吸収性が良好になる。

【0045】

狭幅部１３の左右の側方に対して、細長の四角柱状のスペーサー１６がＸ１方向に配設され、狭幅部１３の左右の側方にスペーサー１６が配設された状態で芯材１０が以下に示す木製拘束材の内部に収容される。スペーサー１６は、鋼製部材と木製部材のいずれであってもよい。また、スペーサー１６は、円柱状等、図示例以外の形態であってもよい。尚、スペーサー１６には、以下に示すボルトが挿通される複数のボルト孔１６ａが、その長手方向に間隔を置いて開設されている。

【0046】

＜木製拘束材＞
次に、図２を参照して、第１実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例について説明する。ここで、図２は、第１実施形態に係る座屈拘束ブレースを形成する木製拘束材の一例の斜視図である。

【0047】

木製拘束材２０は、一対の拘束板２１を有し、一対の拘束板２１の間の隙間２５に芯材１０が配設されるようになっている。木製で一対の拘束板２１は、芯材１０の有する二つの広幅面１１ａ（図１参照）に対向するように配設されている。一方、一対の拘束板２１に接着される木製で一対の化粧板２２は、芯材１０の有する二つの狭幅面１１ｂ（図１参照）に対向するように配設されている。

【0048】

一対の拘束板２１の対応する側面２１ａには、それらの長手方向に亘って接続する複数の第１鎹２９Ａが打ち込まれるようになっている。

【0049】

より具体的には、第１鎹２９Ａは、木製拘束材２０の長手方向に亘って、ハの字状に配設されて鎹トラスを形成する。ここで、第１鎹２９Ａは、逆ハの字状に配設されてもよい。

【0050】

木製拘束材２０の長手方向の中央側には、複数の第１鎹２９Ａによる上記鎹トラスが形成される。一方、木製拘束材２０の端部側には、芯材１０の広幅面１１ａに直交する方向に延びる複数の第２鎹２９Ｂが一対の拘束板２１の端部を接続している。

【0051】

木製拘束材２０を構成する一対の拘束板２１同士が、それらの左右の側面２１ａ同士をハの字状に配設されて鎹トラスを形成する複数の第１鎹２９Ａにて接続されることにより、一対の拘束板２１同士を繋ぐボルトの本数を低減もしくは省略しながら、強固に接続することができる。

【0052】

図示例では、一対の拘束板２１の対応する位置に、それぞれ座ぐりを有するボルト孔２１ｂが開設されており、ボルト孔２１ｂの座ぐりに座金３２が配設され、座金３２を介してボルト３１が挿通され、他方のボルト孔２１ｂの座ぐりに座金３４が配設され、座金３４から外側に張り出したボルト３１の先端の螺子溝にナット３３が締付けられるようになっている。このボルトによる接続は、大地震時に一対の拘束板２１同士が分離するのを防止するフェールセーフとして機能するものであり、一対の拘束板２１同士の主たる接続手段は複数の第１鎹２９Ａである。

【0053】

鉛直方向の第２鎹２９Ｂは、第１鎹２９Ａよりも狭いピッチ間隔で配設され、木製拘束材２０の端部を可及的に密な配置の第２鎹２９Ｂにより拘束するようになっている。

【0054】

さらに、拘束板２１の端部のうち、隙間２５に芯材１０が収容された際に補強リブ１４に対応する位置には、補強リブ１４に干渉しないスリット２４が設けられている。そして、このスリット２４の周囲を補強するための複数の第３鎹２９Ｃがさらに打ち込まれるようになっている。

【0055】

第１鎹２９Ａ、第２鎹２９Ｂ，及び第３鎹２９Ｃはいずれも、全体がコの字状を呈した金具であり、直線状の繋ぎ部２９ａと、その両端において繋ぎ部２９ａが直角に折り曲げ加工されている二つの突き刺し部２９ｂとを有する。

【0056】

ここで、第１鎹２９Ａ、第２鎹２９Ｂ，及び第３鎹２９Ｃの固定方法は、打ち込み固定する形態の他に、拘束板２１の側面２１ａやスリット２４の周囲に開設されている不図示の固定孔に対して、突き刺し部２９ｂを挿通し、接着剤にて接着固定する形態であってもよい。ここで、固定孔に充填される接着剤には、ウレタン系接着剤やエポキシ系接着剤が適用される。

【0057】

また、拘束板２１の両端部には、隙間２５に収容される芯材１０の広幅面１１ａと接触しない非接触溝２３が設けられており、拘束板２１における非接触溝２３以外の領域（中央側の領域）と芯材１０の広幅面１１ａは接触している。この構成とこの構成により奏される効果については、以下で詳説する。

【0058】

拘束板２１は、無垢材、又は、ラミナが積層された集成材を含む木質材料のいずれにより形成されてもよい。以下で詳説するように、座屈拘束ブレースの全体座屈を防止できるように、木製拘束材２０の断面積や断面剛性、ヤング係数等が設定される。そして、このヤング係数は木材の材質により決定される。木材の材質としては、ヒノキやアカマツ、カラマツ、モミ、エゾマツ等が挙げられる。

【0059】

一対の拘束板２１同士を、複数の第１鎹２９Ａと第２鎹２９Ｂにより接続した後、第１鎹２９Ａと第２鎹２９Ｂを目隠しする、一対の化粧板２２が一対の拘束板２１の側面２１ａに接着されるようになっている。ここで、化粧板２２は、例えば拘束板２１と同材質の木材により形成される。また、化粧板２２と拘束板２１の側面２１ａとを接着する接着剤には、ウレタン系接着剤やエポキシ系接着剤が適用される。

【0060】

化粧板２２にて第１鎹２９Ａと第２鎹２９Ｂが目隠しされることにより、木製拘束材２０の外観意匠性を一層向上させることができる。尚、化粧板２２の設置は任意であり、外観意匠性を問題にしない場合は化粧板２２の設置は不要である。

【0061】

＜座屈拘束ブレース＞
次に、図３乃至図８を参照して、これまでに説明した芯材１０と木製拘束材２０にて形成される、実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例について説明する。ここで、図３は、実施形態に係る座屈拘束ブレースの一例の斜視図である。また、図４、図５、図６，図７、及び図８はそれぞれ、図３のIV方向矢視図、図３のV－V矢視図、図３のVI－VI矢視図、図３のVII－VII矢視図、及び図３のVIII－VIII矢視図である。

【0062】

座屈拘束ブレース１００は、芯材１０の狭幅部１３と広幅部１２の一部を包囲するように木製拘束材２０が配設され、広幅部１２の端部の十字状の部分が木製拘束材２０の端部から張出すようにしてその全体が構成されており、外側に張り出している広幅部１２と補強リブ１４の有するボルト孔１２ａ、１４ａが外部に臨んでいる。

【0063】

一対の拘束板２１の間の隙間２５に芯材１０が配設され、一対の拘束板２１の対応する側面２１ａ同士を第１鎹２９Ａと第２鎹２９Ｂが接続し、さらに、ボルト３１がボルト孔２１ｂに挿通されてナット３３にて締付けられることにより、座屈拘束ブレース１００が形成される。

【0064】

座屈拘束ブレース１００によれば、一対の拘束板２１同士が鎹トラスを形成する複数の第１鎹２９Ａにより接続されて、断面剛性の高い木製拘束材２０にて芯材１０が包囲されていることから、座屈強度の高い座屈拘束ブレースとなる。また、一対の拘束板２１の端部同士が密に配置された複数の第２鎹２９Ｂにて強固に繋がれることにより、端部における強固な閉合構造を有する座屈拘束ブレースとなる。さらに、鋼製の芯材１０が木製拘束材２０にて包囲されていることにより、座屈拘束ブレース１００を木造建築物の架構に適用した場合でも、架構構成部材と不釣合いな外観を与えない。

【0065】

芯材１０の広幅部１２の側面と木製拘束材２０の間には、幅ｔ１の隙間Ｇ１が設けられている。

【0066】

また、拘束板２１の端部には、拘束板２１が芯材１０の広幅部１２に当接しないように非接触溝２３が形成されており、非接触溝２３と広幅部１２の間には高さｔ２の隙間Ｇ３が設けられている。この非接触溝２３は、図７に詳細に示すように、拘束板２１の端縁から、芯材１０の付加曲げ吸収エリアＡ（広幅部１２と狭幅部１３の境界領域Ａ）に対応する位置までの範囲に設けられている。

【0067】

図７及び図８に示すように、広幅部１２と狭幅部１３の境界領域Ａは芯材１０の平面積及び断面積が変化する変化領域であることから、芯材１０に作用する付加曲げモーメントをこの変化領域にて吸収することができる付加曲げ吸収エリアとなっている。このように、芯材１０に作用する付加曲げモーメントを芯材１０の広幅部１２と狭幅部１３の境界領域Ａにて効果的に吸収し、芯材１０と木製拘束材２０の端部の間に設けられた隙間Ｇ１により、芯材１０に作用する付加曲げモーメントを木製拘束材２０の端部に作用させないようにすることができる。

【0068】

また、補強リブ１４と木製拘束材２０の拘束板２１の有するスリット２４の間には、補強リブ１４の長手方向に幅ｔ３であり、補強リブ１４の側方に幅ｔ１の隙間Ｇ２が設けられている。このように、広幅部１２の側面と木製拘束材２０の間に隙間Ｇ１を有していることにより、座屈拘束ブレース１００が取り付けられている構面が大きく変形した場合に、この隙間Ｇ１にて芯材１０の変形を吸収し、所謂付加曲げモーメントが木製拘束材２０に作用することを解消できる。一方、スリット２４と補強リブ１４との間に隙間Ｇ２が存在することにより、構面の変形に応じて芯材１０が伸縮した際に、この芯材１０の伸縮を隙間Ｇ２が吸収することができ、伸縮する芯材１０がスリット２４の壁面に接触して木製拘束材２０が破損に至るといった課題を解消できる。

【0069】

座屈拘束ブレース１００では、図４及び図５に示すように、拘束板２１において、その端縁から、芯材１０の付加曲げ吸収エリアＡに対応する位置までの範囲に亘り非接触溝２３が設けられている。一方、図６に示すように、拘束板２１の非接触溝２３以外の領域と芯材１０の狭幅部１３は接触している。

【0070】

上記構成により、架構Ｓ（図９参照）と座屈拘束ブレース１００が構面外に変形した際に、芯材１０から最も強い押し込み力を受け得る拘束板２１の端部では、非接触溝２３により、芯材１０と拘束板２１の接触が解消もしくは緩和（強く当接しないこと）される。

【0071】

このように、拘束板２１に対する芯材１０からの押し込みが解消もしくは緩和されることにより、拘束板２１の端部に生じ得る割れを抑制することが可能になる。

【0072】

図示例では、一対の拘束板２１の端部同士が側面２１ａの外側から打ち込まれた鎹２９Ｂにて繋がれている（補強されている）ことから、この補強構造と、非接触溝２３にて芯材１０と拘束板２１の接触の解消や緩和が相俟って、拘束板２１の端部における割れの抑制効果が一層高くなる。

【0073】

また、拘束板２１の端部にある非接触溝２３により、拘束板２１の端部と芯材１０の当接が解消もしくは緩和される一方で、拘束板２１における非接触溝２３以外の領域（中央側の領域）は芯材１０と当接することにより、拘束板２１による芯材１０の座屈防止性能が保証される。

【0074】

図７及び図８に示すように、芯材１０の中央側に狭幅部１３を設けたことにより、狭幅部１３の側方に存在する比較的大きな隙間Ｇ４（芯材１０の端部側の広幅部１２の側方の隙間Ｇ１よりも大きな隙間）に対して、この隙間Ｇ４にスペーサー１６を介在させて隙間Ｇ４を閉塞することにより、芯材１０の強軸方向（芯材１０の広幅面１１ａに平行な方向）の座屈を防止することができる。そのため、座屈拘束ブレース１００の全体座屈が抑制され、座屈拘束ブレース１００の圧縮耐力が向上することにより、座屈拘束ブレース１００が組み込まれた架構とこの架構を含む建築物に対して優れた耐震補強効果を付与できる。

【0075】

ここで、図示を省略するが、座屈拘束ブレース１００において、芯材１０の広幅面１１ａと拘束板２１の内面との間に内挿板が介在していてもよい。内挿板は、鋼製プレート、木製プレートのいずれを適用してもよく、木製プレートとしては、例えばＬＶＬ（Laminated Veneer Lumber:単板積層材）が適用できる。

【0076】

芯材１０の高次の座屈変形により、芯材１０から拘束板２１の内面に局所的に押圧力が作用し、この局所的な押圧力に起因して拘束板２１が破損する恐れがある。これに対して、芯材１０と拘束板２１の間に内挿板が介在していることにより、芯材１０の高次の座屈変形の際に凸部から作用する押圧力は内挿板にまず伝達され、伝達された押圧力は内挿板の内部に広がり、内挿板の内部に拡散された押圧力が木製の拘束板２１に分散力として作用することになる。このことにより、芯材１０から作用する複数の局所的な押圧力による、木製の拘束板２１の破損が効果的に抑制される。

【0077】

＜架構への座屈拘束ブレースの適用例＞
次に、図９及び図１０を参照して、架構への座屈拘束ブレースの適用例について説明する。ここで、図９は、実施形態に係る座屈拘束ブレースが木造建物等の架構に組み込まれた状態を示す図である。また、図１０は、大地震時における架構の変形態様と、架構の変形に起因する座屈拘束ブレース接合部における付加曲げモーメントを説明する図である。尚、図示例の座屈拘束ブレースは、木造建物の架構以外にも、Ｓ造（S:Steel）建物の架構、ＲＣ造建物の架構、ＳＲＣ造（SRC:Steel Reinforced Concrete）建物の架構に組み込まれてもよい。

【0078】

図９に示す架構Ｓは、木造建築物等を構成する木製の柱Ｃと梁Ｂにより形成されている。対角線位置にある二つの隅角部には、平鋼により形成されるガセットプレートＧＰが取付けられている。ガセットプレートＧＰの表面には、該表面に直交するようにフィンスチフナＦＳが溶接にて接合されている。柱Ｃの柱芯Ｌ１と梁Ｂの梁芯Ｌ２の交点Ｏに対して、フィンスチフナＦＳの芯Ｌ３が交差するようにしてフィンスチフナＦＳがガセットプレートＧＰに接合される。そして、座屈拘束ブレース１００も、対角位置にある双方の交点Ｏを通る線状に配設される。

【0079】

ガセットプレートＧＰと芯材１０の広幅部１２は、スプライスプレートＳＰを介してハイテンションボルトにより接合され、フィンスチフナＦＳと補強リブ１４は、スプライスプレートＳＰを介してハイテンションボルトにより接合される。

【0080】

図１０に示すように、大地震時において構面が変形することにより、座屈拘束ブレース接合部においては、接合部を剛と見なした場合に、以下の式（１）に示す付加曲げモーメントが作用し得る。

【0081】

【数1】

【0082】

座屈拘束ブレース１００によれば、芯材１０の広幅部１２の側面に幅ｔ１の隙間Ｇ１が設けられていることにより、座屈拘束ブレース１００が取り付けられている構面が大きく変形した場合に、この隙間Ｇ１にて芯材１０の変形を吸収し、付加曲げモーメントが木製拘束材２０に作用することを解消できる。また、補強リブ１４と木製拘束材２０の拘束板２１の有するスリット２４の間において、補強リブ１４の長手方向に幅ｔ２であり、補強リブ１４の側方に幅ｔ１の隙間Ｇ２が設けられていることにより、構面の変形に応じて芯材１０が伸縮した際に、この芯材１０の伸縮を隙間Ｇ２が吸収することができ、伸縮する芯材１０がスリット２４の壁面に接触して木製拘束材２０が破損に至るといった課題を解消できる。さらに、芯材１０から最も強い押し込み力を受け得る拘束板２１の端部同士が複数の第２鎹２９Ｂにて繋がれ、当該端部にある非接触溝２３によって隙間Ｇ３が形成され、隙間Ｇ３により芯材１０と拘束板２１の接触が解消もしくは緩和されることにより、拘束板２１の端部に生じ得る割れを、効果的に抑制することができる。

【0083】

［全体座屈の検討］
次に、座屈拘束ブレースの全体座屈を防止するための設計方法について説明する。

【0084】

座屈拘束ブレースの設計においては、以下の式（２）を満足して座屈拘束ブレースの全体座屈が生じないように設計する。

【0085】

【数2】

【0086】

ここで、拘束板の中央に作用する曲げモーメントは、以下の式（３）で示すことができる。

【0087】

【数3】

【0088】

木製拘束材の全体座屈を防止する条件は、以下の式（４）を満足することとなる。

【0089】

【数4】

【0090】

式（４）を座屈拘束ブレースの全体座屈曲線として図１１に示す。図１１において、全体座屈曲線の上側は安全域であり、下側は危険域であり、安全域に入るように木製拘束材の設計用軸力、オイラー荷重、芯材の一般部の長さ、及び木製拘束材の降伏曲げ耐力が設定される。尚、図１１に示す座屈拘束ブレースの全体座屈曲線は、芯材の弱軸方向の全体座屈、強軸方向の全体座屈の双方に妥当する。

【0091】

上記する木製拘束材の降伏曲げ耐力と作用する曲げモーメントとの関係を照査することの他にも、短期の木製拘束材の許容曲げ耐力が芯材降伏時に作用する曲げモーメントよりも大きくなることも合せて照査するのがよい（数式は省略）。

【0092】

＜木製拘束材のめり込み破壊の検討＞
次に、木製拘束材のめり込み破壊の検討方法について説明する。芯材が木製拘束材に対してめり込むことにより、木製拘束材が破壊することを防止するには、以下の式（５）を満足することを検証する。

【0093】

【数5】

【0094】

尚、上記する拘束板のめり込み耐力と作用する補剛力との関係を照査することの他にも、短期の拘束板の許容めり込み耐力が芯材降伏時に作用する補剛力よりも大きくなることも合せて照査するのがよい（数式は省略）。

【0095】

尚、上記実施形態に挙げた構成等に対し、その他の構成要素が組み合わされるなどした他の実施形態であってもよく、ここで示した構成に本発明が何等限定されるものではない。この点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

【符号の説明】

【0096】

１０：芯材
１１ａ：広幅面
１１ｂ：狭幅面
１２：広幅部
１２ａ：ボルト孔
１３：狭幅部
１４：補強リブ
１４ａ：ボルト孔
１５：突起
１６：スペーサー
１６ａ：ボルト孔
１７：内挿板
１７ａ：ボルト孔
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ：木製拘束材
２１：拘束板
２１ａ：側面
２１ｂ：ボルト孔
２２：化粧板
２３：非接触溝
２４：スリット
２５：隙間
２９Ａ：第１鎹
２９Ｂ：第２鎹
２９Ｃ：第３鎹
２９ａ：繋ぎ部
２９ｂ：突き刺し部
３１：ボルト
３２：座金
３３：ナット
３４：座金
１００：座屈拘束ブレース
Ｇ１，Ｇ２、Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５：隙間
Ａ：付加曲げ吸収エリア（境界領域）
Ｓ：架構（構面）
Ｃ：柱
Ｂ：梁
ＧＰ：ガセットプレート
ＦＳ：フィンスチフナ
ＳＰ：スプライスプレート

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】