特開 2024-18690 鉄骨ブレースの端部構造及びその構築方法

(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】P2024018690

(43)【公開日】2024-02-08

(54)【発明の名称】鉄骨ブレースの端部構造及びその構築方法

(51)【国際特許分類】

   E04B 1/58 20060101AFI20240201BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20240201BHJP

【ＦＩ】

E04B1/58 F

E04H9/02 311

【審査請求】有

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022122170

(22)【出願日】2022-07-29

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】303056368

【氏名又は名称】東急建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】240000327

【弁護士】

【氏名又は名称】弁護士法人クレオ国際法律特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】白都 滋

(72)【発明者】

【氏名】ジャオ ユ

【テーマコード（参考）】

2E125

2E139

【Ｆターム（参考）】

2E125AA03

2E125AA13

2E125AA33

2E125AB02

2E125AB05

2E125AB17

2E125AC13

2E125AG03

2E125AG32

2E125AG41

2E125AG57

2E125AG59

2E125BB13

2E125BB34

2E125BC06

2E125BD01

2E125BE05

2E125BE06

2E125BF03

2E125BF08

2E125CA03

2E125CA19

2E125CA90

2E139AA01

2E139AC19

2E139AC33

2E139AD04

2E139BC04

2E139BD16

(57)【要約】

【課題】簡単な構造で首折れ座屈の発生を防ぐことができ、建物などの地震時の安全性を高めることができるようになる鉄骨ブレースの端部構造を提供する。
【解決手段】鋼管ブレース１の端面１１から延伸される接合片１２がガセットプレート２に重ねられてボルト接合される鉄骨ブレースの端部構造である。
そして、ガセットプレートに重ねて固定されるベース部３１と、ベース部から鉄骨ブレースの端面に向けて延伸されるリブ部３２と、リブ部の端部に形成される端面に接触させる当接部３３とを備えている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄骨ブレースの端面から延伸される接合片がガセットプレートに重ねられてボルト接合される鉄骨ブレースの端部構造であって、
前記ガセットプレートに重ねて固定されるベース部と、
前記ベース部から前記鉄骨ブレースの前記端面に向けて延伸されるリブ部と、
前記リブ部の端部に形成される前記端面に接触させる当接部とを備えたことを特徴とする鉄骨ブレースの端部構造。

【請求項2】

前記ベース部には前記接合片と前記ガセットプレートとを接合するボルトの軸部が挿通可能な穴が穿孔されており、前記接合片、前記ガセットプレート及び前記ベース部は前記ボルトによって一体化されることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨ブレースの端部構造。

【請求項3】

前記ベース部には前記接合片と前記ガセットプレートとを接合するボルトの頭部が挿通可能な穴が穿孔されており、少なくとも前記ベース部及び前記ガセットプレートをまとめて挟持するクリップを備えていることを特徴とする請求項１に記載の鉄骨ブレースの端部構造。

【請求項4】

請求項３に記載の鉄骨ブレースの端部構造の構築方法であって、
前記ベース部と前記リブ部と前記当接部とが一体になった補強部材を、前記ベース部の前記穴に前記ボルトの頭部を通して前記ガセットプレートに重ねる工程と、
少なくとも前記ベース部及び前記ガセットプレートをまとめて前記クリップで挟持する工程と、
前記クリップを所定の力で締め付ける工程とを備えたことを特徴とする鉄骨ブレースの端部構造の構築方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、鉄骨ブレースの端面から延伸される接合片がガセットプレートに重ねられてボルト接合される鉄骨ブレースの端部構造及びその構築方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

駅舎や駐車場などの鋼構造建物では、平板割込み形式で一面せん断接合された鋼管ブレースが多く採用されている。図１５（ａ）は、この鋼管ブレースが、鋼構造建物の梁や柱側に取り付けられたガセットプレートに接合される端部構造を拡大して示している。

【0003】

こうした鋼管ブレースの端部においては、割込みプレートがガセットプレートに向けて延伸され、ガセットプレートに重ねられた割込みプレートの接合片は、ボルトによってガセットプレートに接合される。

【0004】

ここで、図１５（ａ）に示すように、鋼管ブレースの軸力Pは、ガセットプレートに対して、割込みプレートとガセットプレートの板厚に応じて発生する偏心距離eだけずれた偏心が生じた状態で作用する。

【0005】

このため、このような一面せん断接合の場合、偏心曲げモーメントMe（=P×e）が発生し、図１５（ｂ）に示すように曲げ変形が起きて、最終的にはガセットプレートと割込みプレートが早期に座屈（以下、「首折れ座屈」という。）することがある。首折れ座屈が起きると、設計で想定している鋼管ブレースの座屈（以下、「全体座屈」という。）による耐力より低い耐力で崩壊することになるので、充分な耐震性能が得られない可能性がある（特許文献１の段落０００６など参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１７－２０３３１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、こうした首折れ座屈が発生する可能性のある鉄骨ブレースは、既設の鋼構造建物などの各所で供用されており、簡単な方法で効率的に補強可能な補強構造や補強方法が求められている。

【0008】

そこで本発明は、簡単な構造で首折れ座屈の発生を防ぐことができ、建物などの地震時の安全性を高めることができるようになる鉄骨ブレースの端部構造及びその構築方法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】

前記目的を達成するために、本発明の鉄骨ブレースの端部構造は、鉄骨ブレースの端面から延伸される接合片がガセットプレートに重ねられてボルト接合される鉄骨ブレースの端部構造であって、前記ガセットプレートに重ねて固定されるベース部と、前記ベース部から前記鉄骨ブレースの前記端面に向けて延伸されるリブ部と、前記リブ部の端部に形成される前記端面に接触させる当接部とを備えたことを特徴とする。

【0010】

ここで、前記ベース部には前記接合片と前記ガセットプレートとを接合するボルトの軸部が挿通可能な穴が穿孔されており、前記接合片、前記ガセットプレート及び前記ベース部は前記ボルトによって一体化される構成とすることができる。

【0011】

また、前記ベース部には前記接合片と前記ガセットプレートとを接合するボルトの頭部が挿通可能な穴が穿孔されており、少なくとも前記ベース部及び前記ガセットプレートをまとめて挟持するクリップを備えている構成であってもよい。

【0012】

また、鉄骨ブレースの端部構造の構築方法の発明は、上記に記載の鉄骨ブレースの端部構造の構築方法であって、前記ベース部と前記リブ部と前記当接部とが一体になった補強部材を、前記ベース部の前記穴に前記ボルトの頭部を通して前記ガセットプレートに重ねる工程と、少なくとも前記ベース部及び前記ガセットプレートをまとめて前記クリップで挟持する工程と、前記クリップを所定の力で締め付ける工程とを備えている。

【発明の効果】

【0013】

このように構成された本発明の鉄骨ブレースの端部構造では、ガセットプレートに重ねて固定されるベース部から鉄骨ブレースの端面に向けてリブ部が延伸されており、リブ部の端部に設けられた当接部を、鉄骨ブレースの端面に接触させる。

【0014】

このような簡単な構造は、既存の鉄骨ブレースの端部においても、容易に設けることができる。そして、地震などによる外力の作用で鉄骨ブレースの端部において曲げ変形が発生しそうになっても、鉄骨ブレースの端面が当接部に当たって曲げ変形が起きないので、首折れ座屈の発生を防ぐことができる。この結果、建物などの地震時の安全性を高めることができるようになる。

【0015】

ここで、ベース部の固定は、接合片とガセットプレートとを接合させていた既存のボルトを利用して行うことができる。また、ベース部及びガセットプレートをまとめて挟持するクリップを利用することもできる。

【0016】

また、鉄骨ブレースの端部構造の構築方法の発明は、既存のボルトを外す必要がないので、鋼構造建物等に仮ブレースを配置するなどの仮補強作業が不要になるだけでなく、鋼構造建物に不安定な状態を発生させることなく、安全に補強工事を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態の鋼管ブレースの端部構造の構成を示した説明図である。

【図2】鋼管ブレースが使用される建物の構造を例示する側面図である。

【図3】１列のボルトが配置される場合の鋼管ブレースの端部構造を説明する平面図である。

【図4】１列のボルトが配置される場合のリブ部のリブ高さと鋼管ブレースの鋼管外径との関係を示した説明図である。

【図5】補強部材の構成を例示した説明図である。

【図6】２列のボルトが配置される場合の鋼管ブレースの端部構造を説明する平面図である。

【図7】２列のボルトが配置される場合のリブ部のリブ高さと鋼管ブレースの鋼管外径との関係を示した説明図である。

【図8】補強部材による補強効果を数値解析によって確認した結果を示した説明図である。

【図9】補強部材による補強効果を構造実験によって確認した結果を示した図であって、（ａ）は無補強の場合の実験結果の説明図、（ｂ）は補強部材による補強を行った場合の実験結果の説明図である。

【図10】実施例１の鋼管ブレースの端部構造の構成を説明する分解斜視図である。

【図11】１列のボルトが配置される場合の鋼管ブレースの端部構造を説明する斜視図である。

【図12】実施例１の２列のボルトが配置される場合の鋼管ブレースの端部構造の構成を説明する分解斜視図である。

【図13】２列のボルトが配置される場合の鋼管ブレースの端部構造を説明する斜視図である。

【図14】実施例１の補強部材を配置した数値解析の結果を示した図であって、（ａ）は１列のボルトが配置される場合の解析結果の説明図、（ｂ）は２列のボルトが配置される場合の解析結果の説明図である。

【図15】鋼管ブレースの端部構造に発生する首折れ座屈を説明する図であって、（ａ）は作用する力と偏心曲げモーメントの説明図、（ｂ）は偏心曲げモーメントの作用によって生じる曲げ変形の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造の構成を示した説明図である。一方、図２は、鋼管ブレース１が取り付けられた建物Ｍの構造を例示した側面図である。

【0019】

図２に示した建物Ｍは、鉄骨造の架構構造を備えた鋼構造建物であり、その架構構造に鋼管ブレース１が取り付けられた例を示している。この図に示した建物Ｍは、鉄骨製の柱Ｍ１及び梁Ｍ２によって架構構造が構築されている。

【0020】

また、梁Ｍ２には、複数のガセットプレート２が設けられている。そして、ガセットプレート２，２間には、鉄骨ブレースである鋼管ブレース１の端部が、それぞれボルト固定される。図２では、２本の鋼管ブレース１が側面から見てＶ字状に配置されており、建物Ｍの強度及び剛性を増加させることで耐震性や制振性を高めている。

【0021】

図１は、鉄骨ブレースである鋼管ブレース１の端部を拡大して示した説明図である。一方、図３，４は、鋼管ブレース１の端部構造の詳細な構成を説明するための説明図である。本実施の形態で説明する鋼管ブレース１は、鉄骨である鋼管を本体とする軸力材である。

【0022】

この鋼管ブレース１の端部には、割込みプレートが平板割込み形式で設けられており、鋼管の内部に挿し込まれる部分を割込み部１２１とし、鋼管ブレース１の端面１１からガセットプレート２側に張り出される部分を接合片１２と呼ぶこととする。

【0023】

鋼管ブレース１の端面１１は、例えば鋼管に蓋のように取り付けられた円形の鋼板によって形成される。端面１１の外径は、例えば図１，３に示すように、鋼管の外径より一回り大きくする。

【0024】

この鋼管ブレース１の端面１１から張り出される割込みプレートの接合片１２は、図１に示すように、ガセットプレート２の一面に重ねられて、ボルト４によって接合される。図３は、接合片１２とガセットプレート２とを接合するボルト４が、１列で配置される場合を示している。この図には、台形状のガセットプレート２に長方形状の接合片１２が重ねられてボルト４で接合された鋼管ブレース１の端部構造が図示されている。

【0025】

本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造では、この割込みプレートの接合片１２とガセットプレート２との接合箇所に、補強部材３が配置される。補強部材３は、ガセットプレート２に重ねて固定されるベース部３１と、ベース部３１から鋼管ブレース１の端面１１に向けて延伸されるリブ部３２と、リブ部３２の端部に形成される当接部３３とを備えている。

【0026】

ベース部３１は、例えば長方形の鋼板によって形成される。ベース部３１は、少なくともボルト４が配置される範囲のガセットプレート２に重ねられるので、図５に示すように、ボルト４の軸部を通す穴３１１が穿孔される。この図５では、穴３１１を丸穴として図示しているが、ベース部３１の位置の微調整が可能となるように、鋼管ブレース１の軸方向に長い長穴とすることもできる。

【0027】

図３，５に示した補強部材３のベース部３１は、ガセットプレート２に重ねられる接合片１２の投影形状とほぼ同じ形状に成形されている。そして、このベース部３１に対して、一対のリブ部３２を取り付ける。

【0028】

すなわちリブ部３２は、図３に示すように、１列に配置されたボルト４を挟んで平行にベース部３１に溶接などによって接合される。リブ部３２は、ベース部３１から鋼管ブレース１の端面１１に向けて延伸される。

【0029】

リブ部３２は、長方形状の鋼板などによって形成され、図１に示すように、ベース部３１から鋼管ブレース１の端面１１に向けて張り出される。このリブ部３２の張り出された部分は、ベース部３１に接合される部分より高さが高く、ガセットプレート２の端縁と接触する箇所には段差部３２１が形成される。すなわち、ベース部３１とガセットプレート２の板厚分の段差部３２１が生じることになる。

【0030】

本実施の形態では、リブ部３２は、ベース部３１より鋼管ブレース１の軸方向の長さが長く、ベース部３１から飛び出したリブ部３２の端部には、当接部３３が設けられる。詳細には、図５に示すように、一対のリブ部３２，３２の端部間を繋ぐように、長方形板状の当接部３３が架け渡される。この当接部３３のリブ部３２と反対側の面は、鋼管ブレース１の端面１１に接触させる。なお、ベース部３１に設ける穴３１１を長穴とした場合は、補強部材３の位置の微調整ができるようになる。

【0031】

図１に示すように、地震などの発生によって鋼管ブレース１に作用する軸力（圧縮力）が大きくなって、曲げ変形が起きそうになると、曲げを受ける側となるガセットプレート２側に配置された補強部材３が、反力材として機能することになる。この反力材としての機能を、曲げ変形の初期段階で生じさせようとすれば、当接部３３の一面を鋼管ブレース１の端面１１に接触（好ましくはメタルタッチ）させておくことが効果的である。

【0032】

さらに、偏心曲げを受けることによって、補強部材３にはガセットプレート２側に押す方向の力が作用するが、段差部３２１の引っ掛かりがあることによって、この力に対しても対抗させることができる。

【0033】

ここで、図４は、リブ部３２のリブ高さｈと鋼管ブレース１の鋼管外径Ｄとの関係を示した説明図である。この図に示すように、鋼管ブレース１の鋼管の端部は、鋼管外径Ｄより直径の大きな円形鋼板によって形成される端面１１に覆われているので、リブ部３２のリブ高さｈがどの程度であっても、曲げ変形に対する反力にはできる。

【0034】

一方において、リブ部３２を充分に機能させようとすれば、鋼管ブレース１の鋼管の肉厚部分をリブ部３２が押せる高さにリブ高さｈを設定するのが好ましい。例えば、鋼管外径Ｄの半分程度以上のリブ高さｈのリブ部３２を設けることが好ましい。

【0035】

ここで、ガセットプレート２と接合片１２との接合は、２列のボルト４によって行われていることもある。そこで、図６，７を参照しながら、２列のボルト４が配置される場合の鋼管ブレース１の端部構造について説明する。

【0036】

２列のボルト４が配置される場合に取り付けられる補強部材３Ａも、ガセットプレート２に重ねて固定されるベース部３１Ａと、ベース部３１Ａから鋼管ブレース１の端面１１に向けて延伸されるリブ部３２と、リブ部３２の端部に形成される当接部３３とを備えている。

【0037】

ここで、１列のボルト４が配置される場合の補強部材３との主な違いは、補強部材３Ａでは、２列のボルト４の間に１本のリブ部３２が設けられる点である。そして、リブ部３２の両側のベース部３１Ａには、ボルト４の位置に合わせて穴３１１が穿孔される。

【0038】

図６に示した当接部３３は、リブ部３２の端部に、リブ部３２の延伸方向に直交する方向に向けて長方形の鋼板を取り付けることによって形成されている。なお、リブ部３２の先端をそのまま当接部とすることもできるが、当接部３３の幅が広い方が、リブ部３２の面外変形を抑えることができる。

【0039】

図７は、２列のボルト４が配置される場合のリブ部３２のリブ高さｈと鋼管ブレース１の鋼管外径Ｄとの関係を示した説明図である。この図に示すように、鋼管ブレース１の鋼管の肉厚部分をリブ部３２で押せる高さにするためには、鋼管外径Ｄの半分以上のリブ高さｈにすることが望ましい。

【0040】

次に、本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造の構築方法について説明する。
本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造は、新たに鋼管ブレース１を設置する際の新設時であっても、既設の鋼管ブレース１を補強するために補強部材３，３Ａを追加で取り付ける場合であっても適用できる。

【0041】

以下では、既設の鋼管ブレース１を補強するために補強部材３，３Ａを配置する場合の鋼管ブレース１の端部構造の構築方法について説明する。まず、工場や製作ヤードにおいて、鋼板を加工するなどして補強部材３，３Ａを製作する。

【0042】

続いて、仮ブレースなどによって仮補強された建物Ｍにおいて、ガセットプレート２と割込みプレートの接合片１２とを連結していたボルト４とナット４２を外す。ボルト４及びナット４２を外すと、接合片１２とガセットプレート２とに連通するボルト穴が現れる。

【0043】

次の工程では、そのボルト穴に対して、ガセットプレート２側から補強部材３，３Ａを近づけ、ガセットプレート２の一面にベース部３１，３１Ａの一面を接触させる。そして、ボルト穴とベース部３１，３１Ａの穴３１１にボルト４を通し、ナット４２を装着する。

【0044】

続く工程では、補強部材３，３Ａを鋼管ブレース１の軸方向にスライドさせて、当接部３３を鋼管ブレース１の端面１１に接触させ、ボルト４とナット４２を締め付けてベース部３１，３１Ａをガセットプレート２に対して固定させる。

【0045】

このような本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造の構築方法であれば、溶接や溶断やサンダー掛け等の火気が発生する作業を伴わないため、大掛かりな養生を行わなくても施工中の安全性を確保することができる。

【0046】

要するに、既設の鋼管ブレース１の端部からボルト４を外して、補強部材３，３Ａを配置した後にボルト４を締め直すだけで、首折れ座屈が起きない鋼管ブレース１の端部構造を構築することができる。また、溶接接合をする場合と比べて、ボルト４の締結力を管理するだけでよいので、品質確保が簡易となる。

【0047】

次に、本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造の作用について説明する。
図８は、補強部材３による補強効果を数値解析によって確認した結果を示した説明図である。

【0048】

数値解析は、１列のボルト４が配置される場合について、補強部材３を配置しない「無補強」の場合と、リブ部３２の高さを変えた複数の補強部材３を配置した「補強後」の場合で行った。ＦＥＭ解析で設定した鋼管ブレース１の解析モデルの鋼管外径Ｄは76.3mmで、リブ部３２の高さは、25mmから45mmまでの５種類でモデル化した。

【0049】

この結果、リブ部３２の高さがいずれの場合であっても、「無補強」と比べて大幅に座屈が起きるまでの軸力が増加し、補強効果が得られることが分かる。なお、軸力の増加は、破壊モードが首折れ座屈から全体座屈に移行したことを表している。

【0050】

一方、図９は、補強部材３による補強効果を構造実験によって確認した結果を示した図である。図９（ａ）は無補強の場合の実験結果を示し、図９（ｂ）は補強部材３による補強を行った場合の実験結果を示している。

【0051】

図９（ａ）を見ると、荷重が-50kN程度載荷された時点で座屈が発生しており、首折れ座屈が起きたことが確認できた。これに対して図９（ｂ）では、荷重が-110kNに至るまで座屈が起きず、鋼管ブレース１自体が座屈する全体座屈まで耐力が向上したことが分かる。また、正負交番載荷の荷重変位曲線によって囲まれる面積も大きくなっており、エネルギー吸収能力も高まっていることが分かる。要するに、破壊モードが首折れ座屈から全体座屈となって、補強効果が得られたと言える。

【0052】

本実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造では、ガセットプレート２に重ねて固定されるベース部３１から鋼管ブレース１の端面１１に向けてリブ部３２が張り出されており、リブ部３２の端部に設けられた当接部３３を、鋼管ブレース１の端面１１に接触させる。

【0053】

このような簡単な構造は、既存の鋼管ブレース１の端部においても、容易に設けることができる。そして、地震などによる外力の作用で鋼管ブレース１の端部において曲げ変形が発生しそうになっても、鋼管ブレース１の端面１１が当接部３３に当たって曲げ変形が起きないので、首折れ座屈の発生を防ぐことができる。この結果、建物Ｍなどの地震時の安全性を高めることができるようになる。

【0054】

そして、ベース部３１の固定は、接合片１２とガセットプレート２とを接合させていた既存のボルト４を利用して行うことができる。この際、溶接などの火気を発生させる作業を施工現場で実施しなくてよいので、防火用の大掛かりな養生が必要なく、効率よく補強工事を実施していくことができる。

【実施例0055】

以下、前記した実施の形態の鋼管ブレース１の端部構造とは別の形態について、図１０－図１４を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。

【0056】

前記実施の形態では、ガセットプレート２と割込みプレートの接合片１２とを接合させるボルト４を利用して補強部材３，３Ａを固定する構造について説明したが、本実施例１では、クリップ５を使って補強部材３Ｂ，３Ｃの固定を行う構造について説明する。

【0057】

図１０は、１列のボルト４が配置される場合の実施例１の鋼管ブレース１の端部構造の構成を説明する分解斜視図である。本実施例１では、ガセットプレート２と接合片１２とをボルト４で接合させたままの状態で、補強部材３Ｂの取り付けを行う。

【0058】

１列のボルト４が配置される場合の補強部材３Ｂは、ガセットプレート２に重ねて固定されるベース部３１Ｂと、ベース部３１Ｂから鋼管ブレース１の端面１１に向けて延伸されるリブ部３２と、リブ部３２の端部に形成される当接部３３とを備えている。

【0059】

ベース部３１Ｂは、例えばガセットプレート２と同じ平面形状となる台形の鋼板によって形成される。ベース部３１Ｂは、ボルト４が配置されているガセットプレート２に重ねられるので、図１０に示すように、ボルト４の頭部４１が挿通可能な大きさの穴３１２が穿孔される。

【0060】

ベース部３１Ｂに対しては、前記実施の形態と同様に、１列に配置されたボルト４を挟んで一対のリブ部３２が平行に取り付けられる。リブ部３２は、長方形状の鋼板などによって形成され、ベース部３１Ｂから鋼管ブレース１の端面１１に向けて張り出される。図１０に示すように、リブ部３２の張り出された部分は、ベース部３１Ｂに接合される部分より高さが高く、ガセットプレート２の端縁と接触する箇所には段差部３２１が形成される。すなわち、ベース部３１Ｂとガセットプレート２の板厚分の段差部３２１が生じることになる。

【0061】

そして、ベース部３１Ｂから飛び出した一対のリブ部３２，３２の端部間を繋ぐように、長方形板状の当接部３３が架け渡される。この当接部３３のリブ部３２と反対側の面は、鋼管ブレース１の端面１１に接触させることになる。

【0062】

本実施例１では、補強部材３Ｂのベース部３１Ｂをガセットプレート２に固定するために、複数のクリップ５を使用する。クリップ５は、万力の本体のように側面視コ字状に形成された本体部５１と、本体部５１の上下の張り出しにねじ込まれる一対の締付けネジ５２とを備えている。締付けネジ５２の先端には凹凸状に歯が設けられていて、ベース部３１Ｂやガセットプレート２の表面に食い込ませることができる。

【0063】

図１１は、補強部材３Ｂの両側に２個ずつ、合計４個のクリップ５によって補強部材３Ｂが固定された鋼管ブレース１の端部構造を説明する斜視図である。クリップ５は、少なくともベース部３１Ｂ及びガセットプレート２をまとめて挟持する。クリップ５の取付け箇所によっては、ベース部３１Ｂ、ガセットプレート２及び接合片１２をまとめて挟持していてもよい。

【0064】

一方、図１２及び図１３は、２列のボルト４が配置される場合の実施例１の鋼管ブレース１の端部構造を説明するための斜視図である。２列のボルト４が配置される場合に取り付けられる補強部材３Ｃも、ガセットプレート２に重ねて固定されるベース部３１Ｃと、ベース部３１Ｃから鋼管ブレース１の端面１１に向けて延伸されるリブ部３２と、リブ部３２の端部に形成される当接部３３Ｃとを備えている。

【0065】

ベース部３１Ｃは、例えばガセットプレート２と同じ平面形状となる台形の鋼板によって形成される。またこの例では、リブ部３２の張り出した側の端面が、そのまま当接部３３Ｃになっている。

【0066】

次に、本実施例１の鋼管ブレース１の端部構造の構築方法について説明する。
本実施例１の鋼管ブレース１の端部構造は、新たに鋼管ブレース１を設置する際の新設時であっても、既設の鋼管ブレース１を補強するために補強部材３Ｂ，３Ｃを追加で取り付ける場合であっても適用できる。

【0067】

以下では、既設の鋼管ブレース１を補強するために補強部材３Ｂ，３Ｃを配置する場合の鋼管ブレース１の端部構造の構築方法について説明する。まず、工場や製作ヤードにおいて、鋼板を加工するなどして補強部材３Ｂ，３Ｃを製作する。

【0068】

続いて、既存の建物Ｍの鋼管ブレース１の端部に補強部材３Ｂ，３Ｃを取り付けることになるが、実施例１では、ガセットプレート２と割込みプレートの接合片１２とを接合するボルト４とナット４２を外さないので、仮ブレースなどによって建物Ｍを仮補強する必要がない。また、ボルト４が錆などによって固着していても、外す必要がないので、問題にならない。

【0069】

次の工程では、そのボルト４の頭部４１に対して、ガセットプレート２側から補強部材３Ｂ，３Ｃを近づけ、ベース部３１Ｂ，３１Ｃの穴３１２にボルト４の頭部４１を通すことで、ガセットプレート２の一面にベース部３１Ｂ，３１Ｃの一面を接触させて重ねる。

【0070】

続く工程では、少なくともベース部３１Ｂ，３１Ｃ及びガセットプレート２をまとめて、位置によってベース部３１Ｂ，３１Ｃ、ガセットプレート２及び接合片１２をまとめて、複数のクリップ５で挟持する。

【0071】

このクリップ５の対向する一対の締付けネジ５２による締め付けは、設計時に決められた所定の力で行われる。要するに、偏心曲げに抵抗させるための反力を、クリップ５の締付け力に応じてベース部３１Ｂ，３１Ｃとガセットプレート２との間で生じる摩擦力によって確保する必要がある。

【0072】

そこで、クリップ５によって確保すべき締付け力の大きさについて検討する。上述したように、クリップ５を用いて補強部材３Ｂ，３Ｃの固定を行う場合、補強部材３Ｂ，３Ｃが滑り出さない適切な締付け力を、クリップ５によって与える必要がある。そこで、クリップ５を使用した場合の補強効果を確認するために、数値解析を行った。

【0073】

ここで、補強部材３Ｂ，３Ｃに滑りが起きる力F_fの大きさが、首折れ座屈が起きるときに補強部材３Ｂ，３Ｃを押す力Fより小さいと、首折れ座屈が発生することになる。したがって、補強部材３Ｂ，３Ｃを滑らせないためには、クリップ５の必要締付け力Nの大きさを、F_f /μ（ここに、μは鋼材同士の摩擦係数）より大きくする必要がある。この補強部材３Ｂ，３Ｃに滑りが起きる力F_fは、一般的に使用される鋼管ブレース１の鋼管外径Ｄとボルト列を対象としたＦＥＭ解析によるパラメトリックスタディによって求めることができる。

【0074】

図１４は、実施例１の補強部材３Ｂ，３Ｃを配置した数値解析の結果を示した図である。図１４（ａ）は、１列のボルト４が配置される補強部材３Ｂを使用した場合の解析結果を示し、図１４（ｂ）は２列のボルト４が配置される補強部材３Ｃを使用した場合の解析結果を示している。

【0075】

ここで、１列のボルト４が配置される場合の解析モデルは、鋼管外径Ｄが76.3mm（肉厚2.8mm）で、鋼管ブレース１の長さは2000mmから4000mmで設定した。一方、２列のボルト４が配置される場合の解析モデルについては、鋼管外径Ｄが76.3mm（肉厚2.8mm）で鋼管ブレース１の長さが2000mmから4000mm、鋼管外径Ｄが114.3mm（肉厚3.5mm）で鋼管ブレース１の長さが2500mmから5000mm、鋼管外径Ｄが139.8mm（肉厚4.5mm）で鋼管ブレース１の長さが3500mmから6000mmで設定して解析を行った。

【0076】

図１４（ａ），（ｂ）では、横軸をN_cr（全体座屈荷重(kN)）／N_y（鋼管の降伏耐力(kN)）という無次化した値とし、縦軸をF_max（補強部材３Ｂ，３Ｃに滑りが起きる力F_fを安全側に評価できる値(kN)）とし、解析結果をプロットした。

【0077】

そして、解析結果のプロットに基づいて求められる回帰分析結果となる回帰直線を、安全側に移動させて設計式を導いた。その結果、１列のボルト４が配置される場合は、F_max=101×N_cr/N_y-10という関係式が導き出され、２列のボルト４が配置される場合は、F_max=135×N_cr/N_y-10という関係式が導き出された。

【0078】

このように構成された本実施例１の鋼管ブレース１の端部構造及びその構築方法では、ベース部３１Ｂ，３１Ｃ及びガセットプレート２をまとめて挟持するクリップ５を補強部材３Ｂ，３Ｃの固定に利用する。

【0079】

このため、鋼管ブレース１の端部構造の構築方法を、ガセットプレート２と接合片１２とを接合している既存のボルト４を外すことなく実施できるので、建物Ｍに仮ブレースなどを配置する補強作業が不要になるだけでなく、建物Ｍに一時的でも不安定な状態を発生させることなく、安全に補強工事を行うことができる。

【0080】

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

【0081】

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

【0082】

例えば、前記実施の形態及び実施例１では、円形鋼管が鉄骨ブレースとなる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、本実施の形態の鉄骨ブレースの端部構造は、山形鋼、溝形鋼などによって形成される鉄骨ブレースにも適用することができる。

【0083】

また、前記実施の形態では、鋼管ブレース１を鉄骨造の建物Ｍに適用する例を示したが、これに限定されるものではなく、本実施の形態の鉄骨ブレースの端部構造は、駅舎や駐車場などの鋼構造建物、鋼橋等の土木構造物にも適用することができる。

【0084】

さらに、前記実施の形態及び実施例１では、補強部材３，３Ａ－３Ｃを火気を伴わない方法でガセットプレート２に固定する例を示したが、これに限定されるものではなく、補強部材のベース部を溶接などによってガセットプレート２に固定することもできる。

【符号の説明】

【0085】

１ ：鋼管ブレース（鉄骨ブレース）
１１ ：端面
１２ ：接合片
２ ：ガセットプレート
３，３Ａ－３Ｃ：補強部材
３１，３１Ａ－３１Ｃ：ベース部
３１１ ：穴
３１２ ：穴
３２ ：リブ部
３３，３３Ｃ：当接部
４ ：ボルト
４１ ：頭部
５ ：クリップ
４２ ：ナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】