(57)【要約】【課題】斜材の座屈やその周辺部の破損を抑制するとともに靱性に優れた構造特性を実現することができる筋交い構造および建物を提供する。【解決手段】筋交い構造１は、長尺棒状の部材であり矩形枠５の縦軸および横軸に傾斜して設けられる斜材１１と、円環状の金属部材であり斜材１１の少なくとも一端部に設けられる環状部材１２と、斜材１１の一端部と環状部材１２とを接続する接続部材１３と、を備え、環状部材１２は、矩形枠５の四隅の角部６のうち少なくとも１つの角部６に固定されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架構を構成する矩形枠の内部に設けられる筋交い構造であって、
長尺棒状の部材であり前記矩形枠の縦軸および横軸に傾斜して設けられる斜材と、
円環状の金属部材であり前記斜材の少なくとも一端部に設けられる環状部材と、
前記斜材の一端部と前記環状部材とを接続する接続部材と、を備え、
前記環状部材は、前記矩形枠の四隅の角部のうち少なくとも１つの角部に固定されていることを特徴とする筋交い構造。
【請求項２】
前記接続部材は、前記環状部材の一部を挟んで対向する一対の対向片部と、これら一対の対向片部に亘って固定される複数の規制部と、を有し、前記複数の規制部は、前記環状部材の内周面に当接する少なくとも１つの第１規制部と、前記環状部材の外周面に当接する少なくとも１つの第２規制部と、を有し、前記環状部材に対する前記斜材の軸方向の移動を規制可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の筋交い構造。
【請求項３】
前記接続部材は、前記一対の対向片部の端部同士を前記環状部材の内側で連結する連結片部を有し、これらの一対の対向片部および連結片部が一体コ字形の金属板材から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の筋交い構造。
【請求項４】
前記規制部は、前記一対の対向片部の一方から他方に貫通するボルトと、他方から前記ボルトに螺合するナットと、を有して構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載の筋交い構造。
【請求項５】
前記規制部は、前記一対の対向片部の間にて前記ボルトが挿通されるとともに前記環状部材に当接する筒部材をさらに有して構成されていることを特徴とする請求項４に記載の筋交い構造。
【請求項６】
前記環状部材は、前記矩形枠の対角となる２箇所の角部に固定され、これら２つの環状部材に亘って前記斜材が前記接続部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の筋交い構造。
【請求項７】
前記２箇所の角部に加えて前記矩形枠の他の対角となる２箇所の角部に他の前記環状部材が固定され、これらの環状部材に亘って他の前記斜材が前記接続部材を介して接続され、前記斜材同士が前記矩形枠の略中央で交差するとともに、固定部材で互いに固定されていることを特徴とする請求項６に記載の筋交い構造。
【請求項８】
前記環状部材は、前記矩形枠の四隅の角部に固定されるとともに、前記矩形枠の略中央の１箇所に設けられ、前記四隅の角部の環状部材の各々と前記略中央の環状部材とに亘って前記斜材が前記接続部材を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の筋交い構造。
【請求項９】
前記環状部材は、前記矩形枠の角部に固定され、
前記矩形枠における前記角部から離れた位置に減衰部材が設けられ、前記斜材の他端部が前記減衰部材に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の筋交い構造。
【請求項１０】
鉛直部材および水平部材からなる矩形枠を有する架構と、前記矩形枠の内部に設けられる請求項１〜９のいずれか一項に記載の筋交い構造と、を備えることを特徴とする建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、矩形枠の内部に設けられる筋交い構造、および建物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物等において柱及び梁で構成される架構に作用する地震などの水平力に対し、架構の剛性および耐力を高めるために筋交い構造が一般的に利用されている。このような筋交い構造において、建物に大きな地震力が作用した場合であっても、筋交い（斜材）の破損を抑制するための筋交い金物が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された筋交い金物は、筋交いを柱に固定する金物であって、複数のスリットと変形部を設けておき、筋交いに大きな引張り力が作用した際に変形部が変形し、筋交いの移動に追随させることで、筋交いの破損を抑制することを意図したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−２０３３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の筋交い構造は、斜材に引張り力が作用した場合に筋交い金物が変形するようにはなっているものの、逆向きの水平力によって斜材に圧縮力が作用した場合には、斜材の両端部と柱梁接合部とが当接しているために、斜材の圧縮力が直接的に柱梁接合部に作用し、この圧縮力が過大になって斜材が座屈したり柱梁接合部が破損したりする可能性がある。このため、従来の構造では、必ずしも斜材や周辺構造の破損を抑制することができず、さらに、斜材の負担する圧縮力が大きいために、建物の構造特性としても脆性的な破壊モードになってしまう。
【０００５】
本発明は、斜材の座屈やその周辺部の破損を抑制するとともに靱性に優れた構造特性を実現することができる筋交い構造および建物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明の筋交い構造は、架構を構成する矩形枠の内部に設けられる筋交い構造であって、長尺棒状の部材であり前記矩形枠の縦軸および横軸に傾斜して設けられる斜材と、円環状の金属部材であり前記斜材の少なくとも一端部に設けられる環状部材と、前記斜材の一端部と前記環状部材とを接続する接続部材と、を備え、前記環状部材は、前記矩形枠の四隅の角部のうち少なくとも１つの角部に固定されていることを特徴とする。
【０００７】
このような本発明の筋交い構造によれば、斜材の少なくとも一端部に接続部材を介して環状部材が接続され、この環状部材が矩形枠の少なくとも１つの角部に固定されていることで、斜材に作用する軸力（引張り力や圧縮力）に対して環状部材が径方向に変形し、この環状部材の変形によって斜材の軸力の上昇を抑制することができる。従って、斜材に圧縮力が作用した場合でも、その圧縮力が過大になることがなく、斜材の座屈を防止できるとともに、矩形枠における斜材の周辺部の破損を抑制することができる。また、斜材の座屈が防止できることで、建物の靱性が向上して耐力と変形性能のバランスに優れた構造特性を実現することができる。
【０００８】
この際、本発明の筋交い構造では、前記接続部材は、前記環状部材の一部を挟んで対向する一対の対向片部と、これら一対の対向片部に亘って固定される複数の規制部と、を有し、前記複数の規制部は、前記環状部材の内周面に当接する少なくとも１つの第１規制部と、前記環状部材の外周面に当接する少なくとも１つの第２規制部と、を有し、前記環状部材に対する前記斜材の軸方向の移動を規制可能に構成されていることが好ましい。
【０００９】
このような構成によれば、接続部材の規制部（第１規制部および第２規制部）が環状部材の内周面と外周面とに当接し、環状部材に対する斜材の軸方向の移動を規制可能に構成されていることで、接続部材によって斜材の端部と環状部材とを接続する際の接続作業を容易に行うことができ、施工性を良好にすることができる。
【００１０】
さらに、本発明の筋交い構造では、前記接続部材は、前記一対の対向片部の端部同士を前記環状部材の内側で連結する連結片部を有し、これらの一対の対向片部および連結片部が一体コ字形の金属板材から構成されていることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、接続部材が一対の対向片部および連結片部を有した一体コ字形の金属板材を有しているので、接続部材の構造が簡単になるとともに、この接続部材によって斜材と環状部材とを強固に接続することができる。
【００１２】
さらに、本発明の筋交い構造では、前記規制部は、前記一対の対向片部の一方から他方に貫通するボルトと、他方から前記ボルトに螺合するナットと、を有して構成されていることが好ましい。
【００１３】
この構成によれば、接続部材の規制部がボルトとナットを有していることで、一方の対向片部側からボルトを他方まで貫通させ、このボルトの先端に他方の対向片部側からナットを螺合するという手順で斜材と環状部材とを接続することができ、接続作業の作業性をさらに良好にすることができる。
【００１４】
この際、本発明の筋交い構造では、前記規制部は、前記一対の対向片部の間にて前記ボルトが挿通されるとともに前記環状部材に当接する筒部材をさらに有して構成されていることが好ましい。
【００１５】
この構成によれば、ボルトに挿通された筒部材が環状部材に当接することで、環状部材との摩擦抵抗を低減することができ、環状部材の変形や移動に対して規制部との間で余計な応力の発生や音鳴りを抑制しつつ、斜材の軸力を環状部材に適切に伝達することができる。また、筒部材を樹脂製とすれば、環状部材との間の音鳴りをより一層低減することができる。
【００１６】
また、本発明の筋交い構造では、前記環状部材は、前記矩形枠の対角となる２箇所の角部に固定され、これら２つの環状部材に亘って前記斜材が前記接続部材を介して接続されていることが好ましい。
【００１７】
この構成によれば、矩形枠の対角線に沿った方向に斜材が設けられ、この斜材の両端部がそれぞれ接続部材を介して環状部材に接続され、これら２つの環状部材が矩形枠の角部に固定されている。従って、斜材に作用する軸力が両端部の環状部材を介して矩形枠に伝達されることになり、軸力の過度な上昇を確実に抑制することができ、斜材の座屈と矩形枠の角部の破損を防止することができる。
【００１８】
この際、本発明の筋交い構造では、前記２箇所の角部に加えて前記矩形枠の他の対角となる２箇所の角部に他の前記環状部材が固定され、これらの環状部材に亘って他の前記斜材が前記接続部材を介して接続され、前記斜材同士が前記矩形枠の略中央で交差するとともに、固定部材で互いに固定されていることが好ましい。
【００１９】
この構成によれば、１つの矩形枠の内部において２本の斜材が交差するＸ型の筋交いが構成され、それぞれの斜材の両端部が接続部材および環状部材を介して矩形枠に固定されているので、耐力を略２倍に向上させつつ、斜材の座屈と矩形枠の角部の破損を防止することができる。さらに、交差する斜材の略中央が固定部材で互いに固定されていることで、矩形枠の面外方向への斜材の座屈を防止することができ、靱性をさらに高めることができる。
【００２０】
また、本発明の筋交い構造では、前記環状部材は、前記矩形枠の四隅の角部に固定されるとともに、前記矩形枠の略中央の１箇所に設けられ、前記四隅の角部の環状部材の各々と前記略中央の環状部材とに亘って前記斜材が前記接続部材を介して接続されていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、矩形枠の４箇所の角部と略中央の１箇所との計５箇所に環状部材が設けられ、角部の環状部材の各々と略中央の環状部材とに亘って斜材が接続されていることで、建物に作用する水平力に対して一方の対角線に沿った斜材が引張になり、他方の対角線に沿った斜材が圧縮となることから、中央の環状部材が径方向に大きく変形し、その変形によってエネルギーが吸収され、建物の振動を抑制することができる。
【００２２】
また、本発明の筋交い構造では、前記環状部材は、前記矩形枠の角部に固定され、前記矩形枠における前記角部から離れた位置に減衰部材が設けられ、前記斜材の他端部が前記減衰部材に接続されていることが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、矩形枠の角部に固定された環状部材と、角部から離れた位置に設けられた減衰部材と、に亘って斜材が接続されていることで、建物に作用する水平力によって斜材に軸力が発生した際に、環状部材が変形するとともに減衰部材によって減衰力が発揮され、それらのエネルギー吸収によって建物の振動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上の本発明によれば、環状部材の変形によって斜材の軸力の上昇を抑制することができ、斜材の座屈やその周辺部の破損を抑制することができるとともに、建物の靱性を向上させて耐力と変形性能のバランスに優れた構造特性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る筋交い構造を示す正面図である。
【図２】前記筋交い構造の要部を示す正面図である。
【図３】前記筋交い構造の要部を示す断面図である。
【図４】前記筋交い構造の変形例を示す正面図である。
【図５】前記筋交い構造の他の変形例を示す正面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る筋交い構造を示す正面図である。
【図７】前記筋交い構造の変形例を示す正面図である。
【図８】前記筋交い構造の他の変形例を示す正面図である。
【図９】前記筋交い構造の一部を拡大して示す断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る筋交い構造を示す正面図である。
【図１１】前記筋交い構造における減衰装置を示す正面図および断面図である。
【図１２】前記筋交い構造の変形例を示す正面図である。
【図１３】前記筋交い構造における減衰装置を示す正面図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の第１実施形態に係る筋交い構造を、図１〜５に基づいて説明する。本実施形態の筋交い構造１は、建物における左右一対の鉛直部材としての柱２と、上下一対の水平部材としての梁３および土台４と、を有して架構を構成する矩形枠５の内部に設けられている。ここで、建物としては、例えば、木造軸組み構造の戸建て住宅など、２〜３階建ての小規模なものであって、この建物の骨組み（架構）における適宜な位置に適宜な個数だけ筋交い構造１が設けられている。
【００２７】
筋交い構造１は、図１に示すように、長尺棒状の木製部材である一対の斜材１１と、円環状の金属部材であり矩形枠５の４つの角部６に固定される環状部材１２と、斜材１１の端部と環状部材１２とを接続する接続部材１３と、を備えている。一対の斜材１１は、矩形枠５の縦軸としての柱２と横軸としての梁３および土台４とに傾斜し、矩形枠５の一方の対角線と他方の対角線とに沿って設けられ、互いに交差する一対の斜材１１の略中央部同士がボルト・ナットからなる固定部材１４によって固定されている。
【００２８】
環状部材１２は、図２、図３に示すように、長尺板状の鋼板を円環状に曲げるとともに端部同士を溶接接合するか、あるいは鋼管を所定幅の輪切りに切断することで形成されている。この環状部材１２は、例えば、直径が２００〜３００ｍｍであり、板厚が８〜１５ｍｍであり、幅寸法が４０〜５０ｍｍである。また、環状部材１２は、柱２と梁３または土台４とをそれぞれ貫通するアンカーボルト１２Ａ、およびアンカーボルト１２Ａに螺合するナット１２Ｂによって矩形枠５の角部６に固定されている。
【００２９】
接続部材１３は、斜材１１および環状部材１２の一部を挟んで対向する一対の対向片部１３Ａと、一対の対向片部１３Ａの端部同士を環状部材１２の内側で連結する連結片部１３Ｂと、一対の対向片部１３Ａに亘って固定される複数の規制部１３Ｃと、一対の対向片部１３Ａを斜材１１の端部に固定する固着部１３Ｄと、を有して構成されている。一対の対向片部１３Ａおよび連結片部１３Ｂは、一体の金属板材から形成されている。固着部１３Ｄは、ボルト・ナットからなる第１固着部１３１と、複数のビスからなる第２固着部１３２と、で構成されている。
【００３０】
複数の規制部１３Ｃは、環状部材１２の内周面１２１に当接する１つの第１規制部１３３と、環状部材１２の外周面１２２に当接する２つの第２規制部１３４と、を有している。各規制部１３Ｃは、一対の対向片部１３Ａの一方から他方に貫通するボルト１３５と、他方からボルト１３５に螺合するナット１３６と、一対の対向片部１３Ａの間にてボルト１３５が挿通されるとともに環状部材１２に当接する筒部材１３７と、を有して構成されている。筒部材１３７は、金属製あるいは樹脂製の円筒状の部材であり、ボルト１３５が遊挿されることで回転自在に支持され、環状部材１２に対して転動することで周方向の相対移動を吸収するように構成されている。
【００３１】
一方、第１規制部１３３の筒部材１３７が環状部材１２の内周面１２１に当接し、第２規制部１３４の筒部材１３７が環状部材１２の外周面１２２に当接することで、環状部材１２に対する斜材１１の軸方向に沿った移動が規制され、これにより、斜材１１に作用する軸力が接続部材１３および環状部材１２を介して矩形枠５に伝達されるようになっている。また、斜材１１からの軸力が作用すると、環状部材１２は、径方向に変形しつつ軸力を矩形枠５に伝達する。すなわち、斜材１１の引張り力に対して環状部材１２は、矩形枠５の角部６と斜材１１との間で伸びるように楕円形状に弾性変形し、斜材１１の圧縮力に対して環状部材１２は、矩形枠５の角部６と斜材１１との間で縮むように楕円形状に弾性変形し、このような環状部材１２の弾性変形を伴いつつ斜材１１の軸力が矩形枠５に伝達されるようになっている。
【００３２】
なお、本実施形態に係る筋交い構造１は、図４、図５に示す形態であってもよい。図４は、筋交い構造１の変形例を示す正面図であり、図５は、筋交い構造１の他の変形例を示す正面図である。
【００３３】
図４に示す筋交い構造１において、一対の斜材１１は、それぞれ上側の第１斜材１１Ａと、下側の第２斜材１１Ｂと、に分割され、矩形枠５の中央部において固定部材１５によって４本の斜材１１Ａ，１１Ｂが連結されている。固定部材１５は、円形の鋼板であって、斜材１１の表面側および背面側に一対で設けられ、この固定部材１５を貫通するビスによって斜材１１に固定されている。このような変形例の筋交い構造１によれば、一対の斜材１１が同一平面内に設けられることになり、筋交い構造１の見込み方向の寸法を薄型化することができる。
【００３４】
図５に示す筋交い構造１において、一対の斜材１１は、それぞれ上側の第１斜材１１Ａと、下側の第２斜材１１Ｂと、に分割され、矩形枠５の中央部において斜材１１Ａ，１１Ｂが接続部材１３を介して環状部材１２に連結されている。このような変形例の筋交い構造１によれば、一対の斜材１１が同一平面内に設けられることになり、筋交い構造１の見込み方向の寸法を薄型化することができる。さらに、斜材１１の軸力に対して矩形枠５の中央部に設けられた環状部材１２も弾性変形することで、筋交い構造１の剛性を調整することができ、これにより弾性変形域を拡大することができる。
【００３５】
以上のような本実施形態の筋交い構造１によれば以下の効果が得られる。すなわち、斜材１１の端部に接続部材１３を介して環状部材１２が接続され、この環状部材１２が矩形枠５の角部６に固定されていることで、斜材１１に作用する軸力に対して環状部材１２が径方向に変形し、この環状部材１２の変形によって斜材１１の軸力の上昇を抑制することができる。従って、斜材１１に圧縮力が作用した場合でも、その圧縮力が過大になることがなく、斜材１１の座屈を防止できるとともに、矩形枠５における斜材１１の周辺部の破損を抑制することができる。また、斜材１１の座屈が防止できることで、建物の靱性が向上して耐力と変形性能のバランスに優れた構造特性を実現することができる。
【００３６】
また、１つの矩形枠５の内部において一対（２本）の斜材１１が交差するＸ型の筋交いが構成され、それぞれの斜材１１の両端部が接続部材１３および環状部材１２を介して矩形枠５に固定されているので、耐力を略２倍に向上させつつ、斜材１１の座屈と矩形枠５の角部６の破損を防止することができる。さらに、交差する斜材１１の略中央が固定部材１４，１５で互いに固定されていることで、矩形枠５の面外方向への斜材１１の座屈を防止することができ、靱性をさらに高めることができる。
【００３７】
また、図５に示すように、矩形枠５の４箇所の角部６と略中央の１箇所との計５箇所に環状部材１２が設けられ、角部６の環状部材１２の各々と略中央の環状部材１２とに亘って斜材１１Ａ，１１Ｂが接続されていることで、建物に作用する水平力に対して一方の対角線に沿った斜材１１が引張になり、他方の対角線に沿った斜材１１が圧縮となることから、中央の環状部材１２が径方向に大きく変形し、その変形によってエネルギーが吸収され、建物の振動を抑制することができる。
【００３８】
また、接続部材１３の第１規制部１３３および第２規制部１３４が環状部材１２の内周面１２１と外周面１２２とに当接し、環状部材１２に対する斜材１１の軸方向の移動を規制可能に構成されていることで、接続部材１３によって斜材１１の端部と環状部材１２とを接続する際の接続作業を容易に行うことができ、施工性を良好にすることができる。さらに、接続部材１３が一対の対向片部１３Ａおよび連結片部１３Ｂを有した一体コ字形の金属板材を有しているので、接続部材１３の構造が簡単になるとともに、この接続部材１３によって斜材１１と環状部材１２とを強固に接続することができる。
【００３９】
また、接続部材１３の規制部１３Ｃがボルト１３５とナット１３６を有していることで、一方の対向片部１３Ａ側からボルト１３５を他方まで貫通させ、このボルト１３５の先端に他方の対向片部１３Ａ側からナット１３６を螺合するという手順で斜材１１と環状部材１２とを接続することができ、接続作業の作業性をさらに良好にすることができる。さらに、ボルト１３５に挿通された筒部材１３７が環状部材１２に当接することで、環状部材１２との摩擦抵抗を低減することができ、環状部材１２の変形や移動に対して規制部１３Ｃとの間で余計な応力の発生や音鳴りを抑制しつつ、斜材１１の軸力を環状部材１２に適切に伝達することができる。また、筒部材１３７を樹脂製とすれば、環状部材１２との間の音鳴りをより一層低減することができる。
【００４０】
次に、本発明の第２実施形態に係る筋交い構造を、図６〜９に基づいて説明する。本実施形態の筋交い構造１Ａは、前記第１実施形態と異なる矩形枠に設けられている。すなわち、筋交い構造１Ａは、鉛直部材である左右の柱２と、水平部材である梁３および中間梁７と、で構成される上側の矩形枠５Ａの内部に設けられるとともに、左右の柱２と、水平部材である中間梁７および土台４と、で構成される下側の矩形枠５Ｂの内部に設けられている。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同一または同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略または簡略することがある。
【００４１】
図６に示す筋交い構造１Ａは、上側の矩形枠５Ａにおいて一方（図中、右側）の柱２と梁３との角部６から他方（図中、左側）の柱２と中間梁７との角部６に向かう対角線に沿う上側の斜材１１と、下側の矩形枠５Ｂにおいて他方の柱２と中間梁７との角部６から一方の柱２と土台４との角部６に向かう対角線に沿う下側の斜材１１と、を備えている。斜材１１の両端部は、接続部材１３および環状部材１２を介して角部６に固定されている。また、上下の各斜材１１と矩形枠５Ａ，５Ｂの他の角部６との間には、副斜材１６が設けられ、この副斜材１６の両端部は、斜材１１および柱２にブラケット１６Ａによって固定されている。なお、環状部材１２の矩形枠５Ａ，５Ｂに対する固定構造、接続部材１３による斜材１１と環状部材１２との接続構造は、前記第１実施形態と略同様である。
【００４２】
図７に示す筋交い構造１Ａは、上側の矩形枠５Ａにおける２本の対角線に沿って設けられる一対の上側の斜材１１と、下側の矩形枠５Ｂにおける２本の対角線に沿って設けられる一対の下側の斜材１１と、を備えている。斜材１１の両端部は、接続部材１３および環状部材１２を介して角部６に固定されている。すなわち、上下の矩形枠５Ａ，５Ｂのそれぞれにおいて、一対の斜材１１が交差したＸ型の筋交いが設けられ、これら４本の斜材１１の全ての端部が接続部材１３を介して環状部材１２に接続されている。なお、環状部材１２の矩形枠５Ａ，５Ｂに対する固定構造、接続部材１３による斜材１１と環状部材１２との接続構造は、前記第１実施形態と略同様である。
【００４３】
図８、図９に示す筋交い構造１Ａは、上側の矩形枠５Ａにおける四隅の角部６と矩形枠５Ａの略中央の１箇所に環状部材１２が設けられ、四隅の環状部材１２の各々と略中央の環状部材１２とに亘って斜材１１が設けられている。さらに、下側の矩形枠５Ｂにおける四隅の角部６と矩形枠５Ｂの略中央の１箇所に環状部材１２が設けられ、四隅の環状部材１２の各々と略中央の環状部材１２とに亘って斜材１１が設けられている。斜材１１の両端部は、接続部材１７を介して環状部材１２に接続され、環状部材１２が角部６に固定されている。なお、環状部材１２の矩形枠５Ａ，５Ｂに対する固定構造は、前記第１実施形態と略同様である。
【００４４】
斜材１１は、図９に示すように、長尺円筒状の金属製部材から構成され、その長手方向の中間部に径大な大径部１１１と、両端部に縮径された小径部１１２と、を有している。接続部材１７は、斜材１１の小径部１１２に挿入されて溶接固定されるボルト１７１と、このボルト１７１に螺合するナット１７２と、を有して構成されている。この接続部材１７は、ボルト１７１を環状部材１２の貫通孔１２３に挿通させるとともに、環状部材１２の内側からボルト１７１に対してナット１７２を螺合させ、締め付けたナット１７２を内周面１２１に当接させ、小径部１１２の端縁を外周面１２２に当接させることで、斜材１１と環状部材１２とを接続するように構成されている。
【００４５】
以上のような本実施形態の筋交い構造１Ａによれば、前記第１実施形態と同様に、斜材１１の端部に接続部材１３，１７を介して環状部材１２が接続され、この環状部材１２が矩形枠５Ａ，５Ｂの角部６に固定されていることで、斜材１１に作用する軸力に対して環状部材１２が径方向に変形し、この環状部材１２の変形によって斜材１１の軸力の上昇を抑制することができる。従って、斜材１１に圧縮力が作用した場合でも、その圧縮力が過大になることがなく、斜材１１の座屈を防止できるとともに、矩形枠５Ａ，５Ｂにおける斜材１１の周辺部の破損を抑制することができる。また、斜材１１の座屈が防止できることで、建物の靱性が向上して耐力と変形性能のバランスに優れた構造特性を実現することができる。
【００４６】
次に、本発明の第３実施形態に係る筋交い構造を、図１０〜１３に基づいて説明する。本実施形態の筋交い構造１Ｂは、前記第１実施形態と同様の矩形枠５の内部に設けられている。この筋交い構造１Ｂでは、矩形枠５の角部６に設けられた環状部材１２に斜材１１の一端部が接続されるとともに、斜材１１の他端部が減衰部材２０に接続されている。なお、本実施形態において、前記第１実施形態と同一または同様の構成については同一符号を付し、その説明を省略または簡略することがある。
【００４７】
図１０に示す筋交い構造１Ｂは、矩形枠５における四箇所の角部６に環状部材１２が固定され、各環状部材１２に接続部材１３を介して斜材１１の一端部が接続されている。斜材１１は、接続される環状部材１２が位置する角部６とは反対側の柱２に向かって延び、柱２に固定された減衰部材２０に斜材１１の他端部が接続されている。また、矩形枠５における上側２箇所の角部６に設けられた環状部材１２に接続された斜材１１の他端部は、柱２の中間位置よりも下側まで延びて設けられ、矩形枠５における下側２箇所の角部６に設けられた環状部材１２に接続された斜材１１の他端部は、柱２の中間位置よりも上側まで延びて設けられている。すなわち、斜材１１の他端部が接続される減衰部材２０は、柱２の軸方向の１／３および２／３の高さ位置に設けられ、下側の減衰部材２０に上側の斜材１１が接続され、上側の減衰部材２０に下側の斜材１１が接続されている。なお、環状部材１２の矩形枠５に対する固定構造、接続部材１３による斜材１１と環状部材１２との接続構造は、前記第１実施形態と略同様である。
【００４８】
減衰部材２０は、図１１に示すように、ベース部２１と、ベース部２１に対してスライド自在に設けられるスライド部２２と、ベース部２１とスライド部２２との間に設けられる粘弾性材料２３と、を有して構成されている。粘弾性材料２３は、ベース部２１とスライド部２２との相対移動に伴ってせん断変形することで内部発熱し、振動エネルギーを熱エネルギーに変換することによって、エネルギー吸収するＶＥＭ（Visco-elastic Material）で構成されている。ベース部２１は、柱２の側面に沿う平板状の第１ベース２１１と、第１ベース２１１に重ねられるハット型の第２ベース２１２と、第２ベース２１２に重ねられるハット型の第３ベース２１３と、を有し、第１〜３ベース２１１，２１２，２１３が重なって柱２に固定される。スライド部２２は、断面コ字形の第１部材２２１と、第１部材２２１の内側に設けられて断面コ字形の第２部材２２２と、を有し、第１、２部材２２１，２２２が重なるとともに、第２部材２２２の内側に挿入された斜材１１にビス固定される。
【００４９】
図１２に示す筋交い構造１Ｂは、矩形枠５における四箇所の角部６に環状部材１２が固定され、各環状部材１２に接続部材１３を介して斜材１１の一端部が接続されている。斜材１１は、接続される環状部材１２が位置する角部６とは反対側の柱２に向かって延び、柱２に固定された減衰部材２０に斜材１１の他端部が接続されている。減衰部材２０は、柱２の軸方向の中間高さ位置に設けられ、矩形枠５における上側の角部６に設けられた環状部材１２に接続された斜材１１の他端部と、矩形枠５における下側の角部６に設けられた環状部材１２に接続された斜材１１の他端部とは、同一の減衰部材２０に接続されている。減衰部材２０は、図１３に示すように、ベース部２１と、スライド部２２と、粘弾性材料２３と、を有し、スライド部２２の第１部材２２１および第２部材２２２の内側には、上下２本の斜材１１の他端部が挿入されて、各斜材１１とスライド部２２とがビス固定される。なお、環状部材１２の矩形枠５に対する固定構造、接続部材１３による斜材１１と環状部材１２との接続構造は、前記第１実施形態と略同様である。
【００５０】
以上のような本実施形態の筋交い構造１Ｂによれば、前記第１、２実施形態と同様に、斜材１１の一端部に接続部材１３を介して環状部材１２が接続され、この環状部材１２が矩形枠５の角部６に固定されていることで、斜材１１に作用する軸力に対して環状部材１２が径方向に変形し、この環状部材１２の変形によって斜材１１の軸力の上昇を抑制することができる。従って、斜材１１に圧縮力が作用した場合でも、その圧縮力が過大になることがなく、斜材１１の座屈を防止できるとともに、矩形枠５における斜材１１の周辺部の破損を抑制することができる。また、斜材１１の座屈が防止できることで、建物の靱性が向上して耐力と変形性能のバランスに優れた構造特性を実現することができる。
【００５１】
さらに、筋交い構造１Ｂによれば、斜材１１の他端部が減衰部材２０に接続され、減衰部材２０の粘弾性材料２３によってエネルギーが吸収されることで、地震等に対する建物の振動を抑制することができる。この際、減衰部材２０におけるベース部２１とスライド部２２とは、中小地震に対してスライドが許容されるとともに、大地震に対してはスライドが規制されるように、移動距離が設定されていることが好ましい。すなわち、大地震においてベース部２１に対してスライド部２２がロックされ、減衰部材２０が剛になるものの、斜材１１の一端部側に接続された環状部材１２が弾性変形することで、筋交い構造１Ｂの耐力と剛性を適切に維持しつつ変形性能を高めることができる。
【００５２】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【００５３】
例えば、前記実施形態では、木造軸組み構造の建物に筋交い構造１，１Ａ，１Ｂを適用した場合を例示したが、本発明の筋交い構造を適用する建物の構造種別や構造形式は特に限定されない。すなわち、建物としては、木造枠組壁構造のものでもよいし、軽量鉄骨軸組構造のものでもよいし、鉄骨造や鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造のものでもよい。さらに、本発明の筋交い構造は、建物に適用されるものに限らず、各種の構築物や工作物に適用されてもよいし、その他任意の物品に対して適用されてもよい。
【００５４】
また、前記実施形態では、矩形枠５が一対の柱２と梁３および土台４とで構成されるか、または矩形枠５が一対の柱２と梁３、中間梁７および土台４とで構成されていたが、これに限らず、鉛直部材としての壁と水平部材としての床スラブとで矩形枠が構成されてもよい。さらに、鉛直部材と水平部材とが直交するものに限らず、直角よりも大きいまたは小さい角度で交差する鉛直部材と水平部材とによって矩形枠が構成されてもよい。また、一対の鉛直部材同士あるいは一対の水平部材同士は、互いに平行に設けられるものに限らず、非平行に設けられていてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ，１Ｂ  筋交い構造
２          柱（鉛直部材）
３          梁（水平部材）
４          土台（水平部材）
５，５Ａ，５Ｂ  矩形枠
６          角部
７          中間梁（水平部材）
１１，１１Ａ，１１Ｂ  斜材
１２        環状部材
１３，１７  接続部材
１３Ａ      対向片部
１３Ｂ      連結片部
１３Ｃ      規制部
１４，１５  固定部材
２０        減衰部材
１２１        内周面
１２２        外周面
１３３        第１規制部
１３４        第２規制部
１３５        ボルト
１３６        ナット
１３７        筒部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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