Basic study on single shear bolted connections applicable to buckling-restrained braces

一面摩擦接合された座屈拘束ブレース接合部を対象として、理論的に圧縮耐力を評価し、試験体の設計を行った。圧縮耐力評価値は、既往文献を参考にガセットプレートの可撓領域と芯材端部の縮み代を回転ばねに置換した剛体-ばねモデルを用いて、力の釣合から算出した。2つの回転ばねが塑性ヒンジになるときの軸力を圧縮耐力としたが、パラメータの設定によっては、塑性ヒンジが2つ形成された時に力の釣合状態を満たす軸力が存在しない場合が確認されたため、評価式はさらなる検討が必要である。提案する一面摩擦接合部では、リブを用いて接合部を補強したこと、ガセットプレートとブレースの材軸を一致させ偏心圧縮を防止したことによって、圧縮耐力評価値は想定する芯材の降伏荷重よりも十分大きくなり、接合部で生じる首折れ座屈を防止することができると予測された。一面摩擦接合は二面摩擦接合に比べて接合面が半分になりボルト1本あたりのせん断耐力は半分になるが、ボルトサイズを調整することにより、ボルト全体のせん断耐力を同等に設計した場合でも、両者の接合部長さを等しくできることが分かった。接合部の長さを同等に設計した試験体において、一面摩擦接合と二面摩擦接合の鋼材使用量を積算した結果、部材ごとの使用鋼材量は異なるものの、その総量は概ね等しくなった。ただし、一面摩擦接合は二面摩擦接合に比べ部材数が少ないため、施工性の点で有利である。また、この結果は、接合部の長さを実験のパラメータから除くために、ボルトピッチを調整して一面摩擦接合と二面摩擦接合の試験体の長さを等しくしたことによって生じたものである。そのため、標準ボルトピッチを採用した一般的な寸法の接合部では、一面摩擦接合部の方が使用鋼材量を抑えることができると考えられる。

一面摩擦接合された座屈拘束ブレース接合部を対象として、理論的に圧縮耐力を評価し、試験体の設計を行った。圧縮耐力評価値は、既往文献を参考にガセットプレートの可撓領域と芯材端部の縮み代を回転ばねに置換した剛体-ばねモデルを用いて、力の釣合から算出した。2つの回転ばねが塑性ヒンジになるときの軸力を圧縮耐力としたが、パラメータの設定によっては、塑性ヒンジが2つ形成された時に力の釣合状態を満たす軸力が存在しない場合が確認されたため、評価式はさらなる検討が必要である。提案する一面摩擦接合部では、リブを用いて接合部を補強したこと、ガセットプレートとブレースの材軸を一致させ偏心圧縮を防止したことによって、圧縮耐力評価値は想定する芯材の降伏荷重よりも十分大きくなり、接合部で生じる首折れ座屈を防止することができると予測された。一面摩擦接合は二面摩擦接合に比べて接合面が半分になりボルト1本あたりのせん断耐力は半分になるが、ボルトサイズを調整することにより、ボルト全体のせん断耐力を同等に設計した場合でも、両者の接合部長さを等しくできることが分かった。接合部の長さを同等に設計した試験体において、一面摩擦接合と二面摩擦接合の鋼材使用量を積算した結果、部材ごとの使用鋼材量は異なるものの、その総量は概ね等しくなった。ただし、一面摩擦接合は二面摩擦接合に比べ部材数が少ないため、施工性の点で有利である。また、この結果は、接合部の長さを実験のパラメータから除くために、ボルトピッチを調整して一面摩擦接合と二面摩擦接合の試験体の長さを等しくしたことによって生じたものである。そのため、標準ボルトピッチを採用した一般的な寸法の接合部では、一面摩擦接合部の方が使用鋼材量を抑えることができると考えられる。