ブレース

ブレース

ブレースは、隣接する階の異なる2つの節点を端点として定義し、軸バネにモデル化します。ブレースに関する基本事項を以下に示します。

■ブレース断面は一様として断面性能および耐力を算定します。

■端部はピン接合とし、軸力のみを負担するものとします。ただし、「面内に拘束する」とした場合には面外方向には剛接合となります。

鉄骨ブレース

鉄骨造ブレースの軸非線形特性

鉄骨造ブレースの軸非線形特性は、下図に示すバイリニアモデルで評価します。

引張耐力および圧縮耐力は指定により下記から選択可能です。

終局耐力（Nu）
$$N_u = \sigma_y \cdot A_n$$

$σ_y$：降伏点強度（N/mm2）

$A_n$：全断面積（mm2）

許容応力度（ $N_a$）

鉄骨ブレースの許容応力度は、鋼構造設計指針により次式で算定します2）。

引張
$$N_a = \sigma_{as} \cdot A_n$$

$σ_{as}$：短期許容応力度（N/mm2）

$A_n$：全断面積（mm2）

圧縮
$$N_a = f_{cS} \cdot A_n$$

　

圧縮材の座屈の長期許容応力度（ $fc_L$）は次式で算定します。なお、圧縮材の座屈の短期許容応力度（ $fc_S$）は長期許容応力度（ $fc_L$）の1.5倍とします。

$$ fc_L = \begin{align} \left\lbrace \begin{array}{ll} \displaystyle \frac{F}{\nu} \left( 1-0.4 \cdot \left( \frac{\lambda}{\Lambda} \right)^2 \right) & \displaystyle \left( \lambda \leq \Lambda \right)　\\ \displaystyle \frac{\frac{18}{65} \cdot F}{ \left( \frac{\lambda}{\Lambda} \right)^2} & \displaystyle \left( \Lambda < \lambda \right) \end{array} \right. \end{align}$$ 　　　　　　　　　　　　　

$fc_L$：圧縮材の座屈の長期許容応力度

$F$：鋼材の規準強度（N/mm2）

$λ$：有効細長比（＝ $l_k/i$）

$i$：座屈軸についての断面2次半径（mm）

$l_k$：有効座屈長さ（mm）

$Λ$：限界細長比

$ν$：安全率

$\Lambda = \frac{1500}{\sqrt{\frac{F}{1.5}}}$ $\nu = \frac{3}{2}+\frac{2}{3} \left( \frac{\lambda}{\Lambda} \right)^2$
安定座屈耐力 $N_{sb}$

鉄骨ブレースの安定座屈耐力は次式で算定します。

$$ N_{sb} = \begin{align} \left\lbrace \begin{array}{ll} \displaystyle \sigma_y \cdot A_n & \displaystyle \left( \lambda_B \leq 0.15 \right)　\\ \displaystyle \frac{\sigma_y \cdot A_n}{11\lambda_B-0.65} & \displaystyle \left( 0.15 < \lambda_B \leq 0.3 \right)\\ \displaystyle \frac{\sigma_y \cdot A_n}{6\lambda_B-0.85} & \displaystyle \left( 0.35<\lambda_B \right) \end{array} \right. \end{align}$$

$K_b$ : $0.75$

$\lambda_B = \frac{K_b \cdot L}{i} \cdot \sqrt{\frac{\sigma_y}{\pi^2E}}$ 　

座屈拘束ブレース（直接入力）の軸非線形特性

座屈拘束ブレース（直接入力）の軸非線形特性は、下図に示すバイリニアモデルで評価します。

座屈拘束ブレースの場合、引張および圧縮耐力は次式によります。

$$N_{y} = A_{n} \cdot \sigma_{y}$$

メーカー製品ダンパーブレースの軸非線形特性

“制振要素"をご参照ください。

「制振要素」

1)　日本建築学会：鋼構造限界状態設計指針・同解説；P.20,　2010.2

2)　日本建築学会：鋼構造設計基準；1999.4