引張ブレースの設計

Last updated on 2021年9月21日

久々にブレースの設計をすると、断面積に全断面積Agか有効断面積Aeのどちらを

使うのかわからなくなります（いまだに^^;）

今度こそってことで、まとめておきたいと思います。

 

・山形鋼、溝形鋼

Ag=全断面積

Ae＝AgーAd（突出部の無効部分＋ボルト穴欠損）

 

・丸鋼

転造ねじ　：Ae=Ag　（通常用いるJISターンバックル筋かいの場合こちら）

切削ねじ　：Ae=0.75・Ag　（Agは呼び名から計算した丸鋼の全断面積）

※転造ねじのAgと切削ねじのAgの値は異なるので注意！

JISターンバックル筋かいの軸部は呼び名の寸法より細くなっていて、ターンバックルがついているところだけ呼び名の径になっています。

そのため、Agの計算には、最小軸径を用います。

例）1-M12の場合　最小径＝10.64mm

Ae=Ag=pi・(10.64/2)2=88.9mm2

 

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①剛性計算用

Ag

 

②許容応力度設計（一次設計の引張に対する断面検定）　

Na=Ae・sft

 

例）1-M12の場合（SS400, sft=235）

Na=88.9mm＾2×235×10^-3=21.0kN

 

③保有耐力接合の検討

Aj・σu≧α・Ag・F

 

軸部が降伏して、塑性変形（伸び）によって地震エネルギーを吸収する前に、仕口部が破断してしまうのを防ぐための検討です。

Aj:接合部の破断形式に応じた接合部の有効断面積（ブレース母材端部の破断耐力計算時は、Aj=Ae）

α:安全率（炭素鋼の場合1.2、ステンレス鋼の場合1.5）

SS400の場合、σu=400　,F=235

 

ブレースが十分塑性化するためには、周辺の柱・梁もそれに追随できなければなりません。

つまり、α・Ag・Fの軸力に対して、柱・梁が座屈しないか（主に梁のほう）、梁端部の仕口が破断しないかどうかの検討も必要になります。

 

④二次設計の引張耐力算定

Nu=Ag・F

JIS適合材で、SS400の場合、F=235×1.1＝258.5とできる。

 

例）1-M12の場合（SS400, F=258.5）

Nu=88.9mm＾2×258.5×10^-3=22.9kN

 

※部材の終局強度を計算するに際しては、材料強度として告示で定めた数値の1.1倍の数値をとれます。
（★ただし、ターンバックルについては1.1倍してよいと告示に明示されていないため、鉛直ブレースとして保有水平耐力計算に見込むような場合には、確認申請において「法令上1.1倍は不可」と解釈される可能性もあるので、注意が必要）

※終局引張耐力の計算では、有効断面積Aeではなく全断面積Agとする点に注意！

（JISターンバックル筋交い参考資料）

・現場必携　建築構造ポケットブック, p.505

 

（参考文献）

・2015年　構造設計Ｑ＆Ａ集, 日本建築士事務所協会連合会　,p.95

・2015年版　建築物の構造関係技術基準解説書

・構造計算適合性判定を踏まえた　建築物の構造設計実務のポイント
 

★★★★　JISブレースのAeに要注意

 
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■18/12/13追記
JISターンバックルブレースの取り付けボルトは、摩擦接合ではなく、支圧接合を前提に設計されているそうです。
なので、高力ボルトではなく、中ボルトでもよいそうです。
Q. JISターンバックルの場合の取り付け高力ボルトは、摩擦面の処理は不要か？