引張ブレースとは？意味・特徴・丸鋼での計算と圧縮ブレースとの違い
この記事の要点
引張ブレースとは、引張力のみを負担するブレース（斜め材）のことです。
主に丸鋼が使われます。
丸鋼は細長比が大きく座屈しやすいため、圧縮力には抵抗できません。
実務ではX形（たすき掛け）に2本配置することで、どちらの方向の水平力にも引張ブレースとして対応できます。
計算では1本が圧縮側（無効）、1本が引張側（有効）として扱います。
この記事では、引張ブレースとは何か、引張ブレースはどう計算するのかを整理します。
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引張ブレースとは引張力のみ負担するブレースです。
引張ブレースは主に丸鋼を用います。
丸鋼は断面寸法に対して座屈長さが大きい（つまり細長比が大きい）ので、座屈しやすく圧縮力に抵抗できません。
よって、引張ブレースでは圧縮力を負担できず、引張力のみ伝達すると考えるのです。
今回は引張ブレースの意味、特徴、計算、ブレース構造のデメリットについて説明します。
ブレース構造、引張材の詳細は下記が参考になります。
ブレース構造とは？ラーメン構造との違い・種類と地震力の負担メカニズム（設計上の特徴）
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引張ブレースとは？特徴
引張ブレースとは、引張力のみ負担するブレースです。
引張ブレースには丸鋼を用いることが多いです。
丸鋼のように断面寸法が小さい部材は細長比が大きいため、座屈しやすく圧縮力に抵抗できません。
そのため、引張ブレースには圧縮抵抗力を期待せず「引張力のみ伝達する」と考えるのです。
また、下図に示すように外力の方向によりブレースに生じる軸力の向き（引張、圧縮）は変わります。よって、引張ブレースを設ける場合は必ず「交差したブレース（×形のブレース）」を配置します。
なお、溝形鋼やH形鋼のような断面の大きな部材は圧縮力にも抵抗できます。それらの部材をブレースに用いる場合、圧縮力、引張力の両方に抵抗できると考えてよいです。
引張ブレースの計算方法は？
引張ブレースの計算方法は簡単です。計算の流れを下記に示します。
・ブレースに生じる軸力（引張応力）を算定
・引張応力度を算定
・引張応力度＜許容引張応力度を確認
引張ブレース（引張材）の詳細な計算方法は下記も参考になります。
ブレース構造のデメリットは？
ブレース構造のデメリットの１つは建築計画が制限されることです。下図をみてください。ブレースは柱間に斜めに設けます。そのため窓や出入口などの開口部が設置できない（しにくい）のです。
ブレース構造の詳細は下記が参考になります。
ブレース構造とは？ラーメン構造との違い・種類と地震力の負担メカニズム（設計上の特徴）
混同しやすい用語
座屈拘束ブレース
圧縮力と引張力の両方に抵抗できるよう、外管で拘束した特殊なブレース。
引張ブレースが引張力のみ負担するのに対して、座屈拘束ブレースは圧縮力にも抵抗できる点が異なる。
引張ブレースを整理した表を示します。
| 項目 | 引張ブレース | 座屈拘束ブレース |
|---|---|---|
| 使用部材 | 丸鋼（細長比大） | 外管拘束の特殊部材 |
| 圧縮力への対応 | 抵抗しない | 抵抗できる |
| 配置方法 | 交差（×形）配置 | 片側配置も可能 |
まとめ
今回は引張ブレースについて説明しました。
引張ブレースとは引張力のみ負担する（できる）ブレースです。
引張ブレースは主に丸鋼を用います。
丸鋼は細長比が大きく座屈しやすいので圧縮力に抵抗できません。
よって、引張ブレースは引張力のみ伝達する、と考えるのです。
ブレース構造、引張材の詳細は下記が参考になります。
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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- 2010年 弊サイトを開設
- 2010～2017年 国立大学大学院修了
- 2017年12月に当HPが書籍化。
- 「わかる構造力学」
- 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
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