ブレース構造の基礎知識

ブレース構造の基礎知識

ブレース構造とは

ブレース構造とは、骨組みにブレースを配し、風や地震などの水平力を抵抗させる構造のことである。 筋交構造になっており、柱と梁に囲まれた面に斜めに材を渡すことで水平力に耐えるようにしたものである。

柱と梁を強力に接合して長期荷重や地震に耐えられる構造とする「ラーメン構造」に対して、ブレース構造は、ブレースという斜め部材により地震力を負担させ、部材断面を合理的に使えるようにしている。柱と梁、ブレースにより三角形が作られるためブレースは軸力しか作用しない。

ブレースは通常たすき掛けにすることで、正負両方の地震力が作用した場合にも、引張力が作用するようになる。筋交の面を一定間隔で配置する必要があるため、計画に制約がある。

ブレース構造の仕組み

ブレース構造とは、建物の骨組みにブレースを配置し、風や地震などの水平力を抵抗させる構造のことです。筋交構造になっており、柱と梁に囲まれた面に斜めに材を渡すことで水平力に耐えるようにしたものです。ブレース構造は、柱と梁を強力に接合して長期荷重や地震に耐えられる構造とする「ラーメン構造」とは異なり、ブレースという斜め部材により地震力を負担させ、部材断面を合理的に使えるようにしています。その仕組みは、柱と梁、ブレースにより三角形が作られるため、ブレースには軸力しか作用しません。ブレースは通常たすき掛けにすることで、正負両方の地震力が作用した場合にも、引張力が作用するようになります。ブレース構造は、筋交の面を一定間隔で配置する必要があるため、計画に制約があるという欠点があります。

ブレース構造のメリットとデメリット

ブレース構造のメリット

ブレース構造は、ラーメン構造に比べて、部材断面を合理的に使え、材料費を節約できるというメリットがあります。これは、ブレースが軸力しか作用しないため、ラーメン構造のように曲げモーメントに耐える必要がないからです。また、ブレースはたすき掛けにすることで、正負両方の地震力が作用した場合にも、引張力が作用するようになります。これにより、ラーメン構造よりも耐震性に優れています。

ブレース構造のデメリット

ブレース構造は、ラーメン構造に比べて、計画に制約があるというデメリットがあります。これは、筋交の面を一定間隔で配置する必要があるためです。また、ブレースはラーメン構造に比べて、耐火性に劣ります。これは、ブレースがたすき掛けになっているため、火災が発生すると、ブレースが火災の進行を助長してしまうからです。

ブレース構造の施工方法

ブレース構造の施工方法は、ブレースを柱と梁に固定するために、ボルトや溶接などの方法を用います。ブレースの固定方法は、ブレースの種類や形状、施工条件によって異なります。

ブレースを柱と梁に固定するボルトは、一般的に高強度ボルトが使用されます。高強度ボルトは、通常のボルトよりも強度に優れているため、ブレースと柱・梁をしっかりと固定することができます。高強度ボルトは、一般的に締め付けトルクで締め付けられるため、ボルトの締め付けトルクを管理することが重要です。

ブレースを柱と梁に固定する溶接は、一般的にアーク溶接が使用されます。アーク溶接は、電極と母材の間にアークを発生させて母材を溶融し、溶融した母材と電極が固まって接合されるという方法です。アーク溶接は、ボルトよりも強度が高く、施工も容易であるため、ブレースの固定方法としてよく用いられます。しかし、アーク溶接は、ボルトよりも施工時間が長く、また、溶接に伴う熱の影響でブレースの強度が低下する可能性があるため、注意が必要です。

ブレース構造の耐震性

ブレース構造は、風や地震などの水平力に対して抵抗力のある構造である。柱と梁に囲まれた面に斜めに材を渡すことで、水平力に耐えるようにしたものである。ブレースは通常たすき掛けにすることで、正負両方の地震力が作用した場合にも、引張力が作用するようになる。

ブレース構造はラーメン構造に比べて、耐震性に優れている。ラーメン構造は、柱と梁を強力に接合して長期荷重や地震に耐えられる構造とするものであるが、ブレース構造は、ブレースという斜め部材により地震力を負担させ、部材断面を合理的に使えるようにしている。そのため、ラーメン構造よりも、少ない部材で耐震性を確保することができる。

ブレース構造は、計画に制約がある。筋交の面を一定間隔で配置する必要があるため、計画に制約がある。また、ブレースは一般的に金属製のため、ラーメン構造よりもコストがかかる。