(57)【要約】【課題】ブレースの座屈を確実に防止することが可能な耐力壁を提供する。【解決手段】耐力壁は、一対の梁（横架部材）および一対の柱で囲まれた矩形空間の四隅に配置され、一対の梁の各々と一対の柱の各々とを連結する４個の隅金物４と、矩形空間の対角線上に延び、隅金物４と連結する連結部６を有する一対のブレース５とを備えている。隅金物４は、梁と柱とを連結する金物本体４ａと、当該金物本体４ａから矩形空間内部に向けて張り出した少なくとも１枚の張出板４ｂ（被取付部）とを有する。連結部６は、張出板４ｂに取り付けられる羽子板６ａ（取付部）を有する。張出板４ｂおよび羽子板６ａのうちのいずれか一方にブレース５の軸線方向と同じ方向に延びる長孔８が形成され、他方に当該長孔８に挿入されたピン９が設けられている。ブレース５は、長孔８におけるブレース５の中央に近い側の端部８ａの内面とピン９とが当接する長さに設定されている。【選択図】図１
2020122358.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に離間した状態で水平方向に沿って延びる一対の横架部材と、
水平方向に離間した状態で前記一対の横架部材の間を上下方向に延びる一対の柱と、
前記一対の横架部材および前記一対の柱で囲まれた矩形空間の四隅に配置され、前記一対の横架部材の各々と前記一対の柱の各々とを連結する４個の隅金物と、
前記矩形空間の対角線上に延び、それぞれの両端に前記隅金物と連結する連結部を有する一対のブレースと
を備えており、
前記隅金物は、前記横架部材と前記柱とを連結する金物本体と、当該金物本体から前記矩形空間内部に向けて張り出した少なくとも１つの被取付部とを有し、
前記連結部は、前記被取付部に取り付けられる取付部を有し、
前記被取付部および前記取付部のうちのいずれか一方に前記ブレースの軸線方向と同じ方向に延びる長孔が形成され、他方に当該長孔に挿入されたピンが設けられ、
前記ブレースは、前記長孔における前記ブレースの中央に近い側の端部の内面と前記ピンとが当接する長さに設定されている、
耐力壁。
【請求項２】
前記ブレースは、
鉄を含む材料で作製されたブレース本体と、
前記ブレース本体よりも弾性変形しやすい易変形部分と、
を有する請求項１に記載の耐力壁。
【請求項３】
前記易変形部分は、前記ブレース本体の金属材料よりもヤング率が小さく、前記ブレース本体の降伏応力よりも低い応力で降伏し、降伏した後では引張応力に対する歪みの変化が非線形になり、当該非線形の領域において所定の伸び以下の範囲で復元する超弾性の性質を有する超弾性合金で作製された超弾性合金部分である、
請求項２に記載の耐力壁。
【請求項４】
一対の前記被取付部が、互いに離間した状態で１つの前記金物本体から張り出しており、
前記取付部は、前記一対の被取付部の間においてスライド自在に挿入されており、
前記一対の被取付部と前記取付部とは、前記長孔に対して相対的に移動可能な状態で当該長孔に挿入された前記ピンによって連結されている、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の耐力壁。
【請求項５】
前記ブレースは、当該ブレースの長さを調整する長さ調整部をさらに備えている、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の耐力壁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレースが設けられた耐力壁に関する。
【背景技術】
【０００２】
柱と梁とによって耐力壁を構成する場合、地震などの大きな外力に耐えられるように、梁と柱とで囲まれた矩形空間にブレースを設けることが有効であり、従来からブレースを有する耐力壁が種々提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されている耐力壁３１は、図８に示されるように、水平方向に延びる木製の一対の梁３２、３３と、一対の梁３２、３３の間を上下方向に延びる木製の一対の柱３４と、一対の梁３２、３３および一対の柱３４で囲まれた矩形空間３１ａの四隅に配置され、一対の梁３２、３３の各々と一対の柱３４の各々とを連結する４個の隅金物３５と、矩形空間３１ａの対角線上に延び、それぞれの両端に隅金物３５と連結する羽子板３７ａを有する一対のブレース３６とを備えている。
【０００４】
隅金物３５は、梁３２、３３と柱３４とを連結するＬ字状の金物本体３５ａと、当該金物本体３５ａから矩形空間３１ａ内部に向けて張り出した三角形状の張出板３５ｂとを有する。
【０００５】
ブレース３６の両端の羽子板３７ａは、それぞれ隅金物３５の張出板３５ｂにボルトで固定されている。下側の羽子板３７ａは、棒状部分３７ｂと連結して連結部材３７を構成している。
【０００６】
また、ブレース３６は、その長さを調整するために、ブレース３６の本体部分の下端部と連結部材３７の棒状部分３７ｂとの間にターンバックル３８を備えている。
【０００７】
スチールなどの鉄を含む材料などからなるブレース３６は、矩形空間３１ａの対角線上に延びるように設置され、その両端が羽子板３７ａを介して隅金物３５に拘束されている。
【０００８】
この構造の耐力壁３１は、地震などによって横揺れをしたときには、一方の対角線上にある２個の隅金物３５が遠ざかる方向に変位しようとするが、対角線上にある２個の隅金物３５の間にあるブレース３６が引張力に耐えて抵抗となることにより、耐力壁３１の変形や破損を防ぐことが可能である。このとき、他方の対角線上にある２個の隅金物３５が近づく方向に変位しようとするが、対角線上にある２個の隅金物３５の間にあるブレース３６は圧縮力を受け、ブレース３６の自体の剛性で座屈しないように耐えている。
【０００９】
また、耐力壁のブレースの長さ調整を容易にするための構造として、特許文献２に開示されているターンバックル４２を備えたブレース４１が知られている。このブレース４１は、図９に示されるように、ターンバックル４２と、当該ターンバックル４２を介して連結される２本の連結棒４３、４４とを有する。ターンバックル４２の一方の端部にはめねじ孔４２ａが形成され、他方の端部には貫通孔４２ｂが形成されている。一方の連結棒４３の端部に形成されたおねじ部４３ａは、ターンバックル４２のめねじ孔４２ａに螺合する。他方の連結棒４４は、ターンバックル４２の貫通孔４２ｂに挿入されている。連結棒４４の端部には、径方向に拡大した係止部４４ａが形成されている。係止部４４ａはターンバックル４２の内部の空間に配置されている。
【００１０】
したがって、連結棒４４は、ターンバックル４２の内部に挿入される方向への移動は許容されているが、ターンバックル４２の外部へ出る方向への移動は係止部４４ａがターンバックル４２内部に係止されることによって禁止される。上記のブレース４１では、ターンバックル４２によって２本の連結棒４３、４４の間隔を自由に変えることが可能であるので、ブレース４１全体の長さ調整が容易になる。
【００１１】
このような図９に示されるブレース４１では、連結棒４３、４４に対して圧縮力（すなわち、ターンバックル４２に近づく方向の力）が作用したときには、連結棒４４がターンバックル４２の内部へ入り込むことにより、ブレース４１にかかる圧縮力を逃がしてブレース４１の座屈を抑えることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特許第４７２７６９９号公報
【特許文献２】実願昭６０―１９８６４０号（実開昭６２−１０５２０６号）のマイクロフィルム
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
図８に示される特許文献１の耐力壁は、ブレース３６の両端がそれぞれ隅金物３５によって拘束されている。したがって、耐力壁３１に非常に大きな外力が作用して対角線上にある２個の隅金物３５が近づく方向に過度に変位した場合には、ブレース３６が圧縮力に耐えることが可能な限界を超えてブレース３６が座屈するおそれがある。ブレース３６が座屈すると局部的に大きな歪が生じることが懸念され、繰返し変形を受けると破断することも想定される。
【００１４】
そこで、ブレースの座屈防止のために、上記の図９に示される長さの変更が容易なブレース４１を耐力壁に適用することが考えられる。しかし、このブレース４１の構造では、耐力壁が外力を受けたときに、連結棒４４がターンバックル４２と同一軸線上を維持しながら出没しなければならず、連結棒４４が座屈するおそれが高いので、ブレース４１の座屈防止を確実に達成することは難しい。とくに、地震などの不規則な振動を含む外力が作用する環境下では、連結棒４４がターンバックル４２と同一軸線上を維持することは非常に難しいと考えられる。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ブレースの座屈を確実に防止することが可能な耐力壁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】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の耐力壁は、上下方向に離間した状態で水平方向に沿って延びる一対の横架部材と、水平方向に離間した状態で前記一対の横架部材の間を上下方向に延びる一対の柱と、前記一対の横架部材および前記一対の柱で囲まれた矩形空間の四隅に配置され、前記一対の横架部材の各々と前記一対の柱の各々とを連結する４個の隅金物と、前記矩形空間の対角線上に延び、それぞれの両端に前記隅金物と連結する連結部を有する一対のブレースとを備えており、前記隅金物は、前記横架部材と前記柱とを連結する金物本体と、当該金物本体から前記矩形空間内部に向けて張り出した少なくとも１つの被取付部とを有し、前記連結部は、前記被取付部に取り付けられる取付部を有し、前記被取付部および前記取付部のうちのいずれか一方に前記ブレースの軸線方向と同じ方向に延びる長孔が形成され、他方に当該長孔に挿入されたピンが設けられ、前記ブレースは、前記長孔における前記ブレースの中央に近い側の端部の内面と前記ピンとが当接する長さに設定されていることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成により、地震などによって耐力壁の枠を構成する一対の横架部材および一対の柱に対して対角線上にある２個の隅金物が離れる方向に変位する外力が作用したときには、長孔の端部内面とピンとが当接して２個の隅金具の間のブレースに対して引張力が作用するので、ブレースが当該引張力を負担することにより、耐力壁はこの外力に耐えることが可能である。一方、一対の横架部材および一対の柱に対して、対角線上にある２個の隅金物が近づく方向に変位する外力が作用したときには、長孔の端部内面とピンとが離れて２個の隅金具の間のブレースに対して圧縮力が作用することを禁止する。これにより、ブレースの座屈を確実に防止することが可能である。
【００１８】
また、本発明の構造は従来のターンバックルでブレースの圧縮を回避する機構（図９参照）に比べて構造が簡単であるとともに、長孔がブレースの軸線方向と同じ方向に延びているので、長孔とピンとの相対的な移動方向はブレースの軸線方向に維持することが可能である。したがって、ターンバックルでブレースの圧縮を回避する機構と比較して地震などの不規則な振動の外力を受けたときでもブレースの座屈防止効果を確実に奏することが可能である。
【００１９】
前記ブレースは、鉄を含む材料で作製されたブレース本体と、前記ブレース本体よりも弾性変形しやすい易変形部分とを有するのが好ましい。
【００２０】
かかる構成により、対角線上にある２個の隅金物が近づく方向に変位する外力が作用する場合でも、ブレース側の連結部の取付部および隅金物の被取付部では、長孔内部をピンが相対移動することにより、ブレースに作用する圧縮荷重を逃がすことが可能である。したがって、ブレースにおいて鉄を含む材料で作製されたブレース本体よりも弾性変形しやすい易変形部分が存在してもその易変形部分で局部的に座屈が生じることを防ぐことが可能である。また、ブレースに過度の変形が発生したときには、ブレース本体よりも易変形部分の方が弾性変形しやすく伸びが大きいので、鉄を含む材料で作製されたブレース本体への負担を減らしてブレース本体に残留伸びが生じることを防ぐことが可能である。
【００２１】
前記易変形部分は、前記ブレース本体の金属材料よりもヤング率が小さく、前記ブレース本体の降伏応力よりも低い応力で降伏し、降伏した後では引張応力に対する歪みの変化が非線形になり、当該非線形の領域において所定の伸び以下の範囲で復元する超弾性の性質を有する超弾性合金で作製された超弾性合金部分であるのが好ましい。
【００２２】
かかる構成により、ブレースに過度の変形が発生したときでも、初期の段階から鉄を含む材料のブレース本体よりも超弾性合金部分の方が弾性変形しやすく伸びが大きく、引張りがさらに進展すると、超弾性合金部分の方が早期に降伏して引張応力に対する歪みの変化が非線形になって大きく伸びることにより、鉄を含む材料で作製されたブレース本体への負担を減らしてブレース本体に残留伸びが生じることを確実に防ぐことが可能である。しかも、超弾性合金部分は、引張応力を除荷した後は初期の状態に戻るので、除荷後のブレースの締め付け調整が不要になる。
【００２３】
一対の前記被取付部が、互いに離間した位置で状態で１つの前記金物本体から張り出しており、前記取付部は、前記一対の被取付部の間においてスライド自在に挿入されており、前記一対の被取付部と前記取付部とは、前記長孔に対して相対的に移動可能な状態で当該長孔に挿入された前記ピンによって連結されているのが好ましい。
【００２４】
かかる構成では、対角線上にある２個の隅金物が近づく方向に変位する外力が作用する場合でも、取付部が一対の被取付部の間でスライドすることにより、ブレースの座屈を確実に回避することが可能である。
【００２５】
前記ブレースは、当該ブレースの長さを調整する長さ調整部をさらに備えているのが好ましい。
【００２６】
かかる構成により、長さ調整部によって、ブレースの長さを調整することにより、耐力壁の施工時やメンテナンス時において、長孔におけるブレースの中央に近い側の端部の内面とピンとが当接する状態に容易に調整することが可能である。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の耐力壁によれば、ブレースの座屈を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る耐力壁の正面図である。
【図２】図１の隅金物および羽子板の連結状態を示す拡大図である。
【図３】図１の隅金物を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。
【図４】図１の連結部の正面図である。
【図５】超弾性合金および鉄についての応力‐歪み線図である。
【図６】本実施形態の耐力壁における対角線上の２本のブレースにおける荷重‐歪み線図である。
【図７】（ａ）は超弾性合金部分を有する本実施形態のブレースの荷重‐変位線図、（ｂ）は鉄ブレースの荷重‐変位線図である。
【図８】従来の耐力壁の斜視図である。
【図９】従来のターンバックル装置の切欠断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好ましい実施の一形態について詳述する。
【００３０】
図１に示される耐力壁１は、一対の横架部材の一例である木製の一対の梁２ａ、２ｂと、木製の一対の柱３と、４個の隅金物４と、一対のブレース５とを備えている。各ブレース５は、その両端には隅金物４と連結する連結部６を有し、さらにブレースの長さ調整用のターンバックル７を有する。
【００３１】
木製の一対の梁２ａ、２ｂは、上下方向に離間し、互いに平行に水平方向に延びるように配置されている。下側の梁２ｂの上面には、下枠材２ｃおよび床合板２ｄが積層されて当該梁２ｂと一体になるように釘などで固定されている。上側の梁２ａの下面には、上弦材２ｅが当該梁２ａと一体になるように釘などで固定されている。
【００３２】
本実施形態では、木製の一対の柱３は、水平方向に離間した状態で上下方向に延び、一対の梁２ａ、２ｂの間を連結するように立てられている。また、本実施形態では、柱３の上下両端部に設けられた凸部は、梁２ａ、２ｂに形成された凹部に嵌合している。さらに柱３の上下両端部は、柱３の外面に設けられた金具などを用いて梁２ａ、２ｂから抜け出ないように固定されている。なお、このような図１に示される耐力壁１の構成は、本発明の耐力壁の構成を例示する一つの実施形態であり、他の構成の耐力壁であってもよい。
【００３３】
なお、梁２ａ、２ｂおよび柱３は、木製に限定されるものではなく、他の材料、例えば金属材料や樹脂材料などで作製されてもよい。
【００３４】
一対のブレース５は、矩形空間１ａの対角線上に延びる長尺な棒状または線状の部材である。
【００３５】
各ブレース５は、上記の連結部６およびターンバックル７とともに、スチールなどの鉄を含む材料で作製されたブレース本体１０と、ブレース本体１０よりも弾性変形しやすい易変形部分である材料（超弾性合金部分１１など）とを有している。超弾性合金部分１１についての詳細は後段で説明する。
【００３６】
ブレース本体１０と超弾性合金部分１１との端部同士は、高ナットなどの接続部材１２によって接続されている。接続部材１２として高ナットを用いれば、最適な長さの高ナットの選択、ならびに高ナット両端のめねじ部分の嵌合量の微調整などによって、ブレース５全体の長さを容易に調節することが可能である。
【００３７】
４個の隅金物４は、一対の梁２ａ、２ｂおよび一対の柱３で囲まれた矩形空間１ａの四隅に配置されている。４個の隅金物４は、一対の梁２ａ、２ｂの各々と一対の柱３の各々とを連結する。
【００３８】
隅金物４は、図２および図３（ａ）〜（ｃ）に示されるように、各梁２ａ、２ｂと柱３とを連結する金物本体４ａと、当該金物本体４ａから矩形空間１ａ内部に向けて張り出した少なくとも１枚の被取付部として張出板４ｂ（本実施形態では一対の張出板４ｂ）とを有する。
【００３９】
金物本体４ａは、Ｌ字形状を有しており、柱３の矩形空間１ａの内側を向く面に当接して釘などで固定される柱側固定部４ａ１と、梁２ａまたは２ｂの矩形空間１ａの内側を向く面に当接して釘などで固定される梁側固定部４ａ２とを有する。柱側固定部４ａ１および梁側固定部４ａ２には、複数のくぎ孔１５が形成されている。このくぎ孔１５に釘を通して梁２ａ、２ｂや柱３に金物本体４ａが固定される。
【００４０】
一対の張出板４ｂは、互いに離間した位置で１つの金物本体４ａから張り出した状態で当該金物本体４ａに固定されている。一対の張出板４ｂの取付位置は、金物本体４ａから矩形空間１ａ内部に張り出していればいかなる位置でもよい。例えば、本実施形態では、矩形空間１ａが縦長であることに対応して、一対の張出板４ｂが金物本体４ａの柱側固定部４ａ１から張り出しているが、張出板４ｂが梁側固定部４ａ２から張り出してもよい。さらに、一対の張出板４ｂは、柱側固定部４ａ１および梁側固定部４ａ２の両方に固定されていてもよい。
【００４１】
なお、本実施形態の隅金物４は、一対の張出板４ｂが金物本体４ａから突出しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、１枚の張出板４ｂが金物本体４ａから突出してもよい。また、１枚の張出板４ｂが金物本体４ａから突出した隅金物４を２個用意して、張出板４ｂ同士を隙間をあけて対向して配置してもよい。
【００４２】
一方、ブレース５の連結部６は、図２および図４に示されるように、隅金物４の張出板４ｂ（被取付部）に取り付けられる取付部としての羽子板６ａと、当該羽子板６ａに連結された棒状部分６ｂとを有する。羽子板６ａの先端側の端部（図４の下側の端部）には、後述するピン９が挿入されるピン孔６ｃが形成されている。棒状部分６ｂの一方の端部は、羽子板６ａの根元側の端部（図４の上側の端部）に溶接などによって固定されている。棒状部分６ｂの他方の端部には、おねじ部６ｄが形成されている。
【００４３】
連結部６の棒状部分６ｂは、ターンバックル７を介してブレース本体１０に連結され、ブレース５の上側において、高ナットなどの接続部材１３を介して超弾性合金部分１１に連結されている。
【００４４】
羽子板６ａは、図１〜２に示されるように、一対の張出板４ｂの間の隙間１４においてスライド自在に挿入されている。
【００４５】
張出板４ｂおよび羽子板６ａのうちのいずれか一方にブレース５が延びる方向、すなわちブレース５の軸線方向と同じ方向に延びる長孔８が形成され、他方に当該長孔８に挿入されたピン９が設けられている。
【００４６】
本実施形態では、一対の張出板４ｂのそれぞれにブレース５の軸線方向と同じ方向に延びる長孔８が形成されている。すなわち、長孔８は、ブレース５に近い方の端部８ａと遠い方の端部８ｂとがブレース５の軸線方向に沿って並ぶように配置されている。
【００４７】
ピン９は羽子板６ａのピン孔６ｃに挿入されて羽子板６ａの両面側から飛び出る状態で固定されている。これにより、ピン９の両端部は、一対の張出板４ｂに形成された長孔８に挿入される。
【００４８】
なお、本実施形態と反対の構成、すなわち、一対の張出板４ｂのそれぞれに両端固定されたピン９が設けられ、一方、羽子板６ａにはブレース５の軸線方向と同じ方向に延びる長孔８が形成されてもよい。
【００４９】
ブレース５は、地震などによってブレース５に圧縮力がかからない通常の状態では、長孔８におけるブレース５の中央に近い側の端部８ａの内面とピン９とが当接する長さに設定されている。ブレース５の長さは、このような長さになるように、ターンバックル７によって調整することが可能である。
【００５０】
一対の張出板４ｂと羽子板６ａとは、ピン９が長孔８に対して相対的に移動可能な状態で、ピン９によって連結されている。本実施形態では、羽子板６ａのピン孔６ｃに挿入されたピン９が、一対の張出板４ｂに形成された長孔８の内部で当該長孔８の延びる方向（すなわちブレース５の軸線方向）に移動可能になっている。
【００５１】
本実施形態では、例えば、ピン９としてボルト、さらに具体的にいえば、棒状の部材の周面全体にねじが形成された全ねじボルトまたは寸切ボルトなどが用いられる。ボルトは、一対の張出板４ｂの長孔８を通るとともに羽子板６ａのピン孔を貫通する。ボルトは、その両端部が一対の張出板４ｂの外側に出ている状態で、一対の張出板４ｂの外側に２つのナット同士が締め付けられている。２つのナットは、ブレース５に圧縮力がかかったときに羽子板６ａの移動を妨げない程度に張出板４ｂとクリアランスをとり、２つのナットの締付力は２つのナット同士が緩まない程度に締め付ける。
【００５２】
ターンバックル７は、ブレース本体１０の下端部と連結部６の棒状部分６ｂとの間に設けられ、ブレース５の長さを調整する長さ調整部として機能する。
【００５３】
すなわち、ターンバックル７は、両端部にねじ孔を有しており、これらのねじ孔には、ブレース本体１０の下端部に形成されたおねじ部および連結部６の棒状部分６ｂのおねじ部６ｄがそれぞれ螺合している。そのため、ターンバックル７を回転することによって、ブレース本体１０と棒状部分６ｂとの間隔を調整して、ブレース５全体の長さを調整することが可能である。
【００５４】
上記のように本実施形態の耐力壁１では、図１〜２に示されるように、隅金物４の張出板４ｂ（被取付部）にはブレース５の軸線方向と同じ方向に延びる長孔８が形成され、連結部６の羽子板６ａ（取付部）には当該長孔８に挿入されたピン９が固定されている。そして、ブレース５は、長孔８におけるブレース５の中央に近い側の端部８ａの内面とピン９とが当接する長さに設定されている。
【００５５】
このような構成を有することにより、地震などによって耐力壁１の枠を構成する一対の梁２ａ、２ｂおよび一対の柱３に対して対角線上にある２個の隅金物４が離れる方向に変位する外力が作用したときには、長孔８の端部８ａの内面とピン９とが当接して２個の隅金具の間のブレース５に対して引張力が作用するので、ブレース５が当該引張力を負担することにより、耐力壁１はこの外力に耐えることが可能である。一方、一対の梁２ａ、２ｂおよび一対の柱３に対して、対角線上にある２個の隅金物４が近づく方向に変位する外力が作用したときには、長孔８の端部８ａの内面とピン９とが離れて２個の隅金具の間のブレース５に対して圧縮力が作用することを禁止する。これにより、ブレース５が圧縮力を受けて座屈することを確実に防止することが可能である。また、地震によって耐力壁１が大きく変形したときでも、ブレース５の端部が耐力壁１の外部に突出することを回避できる。
【００５６】
また、従来のようにターンバックルでブレース５の圧縮を回避する機構（図９参照）に比べて構造が簡単であるとともに、長孔８がブレース５の軸線方向と同じ方向に延びているので、長孔８とピン９との相対的な移動方向はブレース５の軸線方向に維持することが可能である。したがって、ターンバックル７でブレース５の圧縮を回避する機構と比較して地震などの不規則な振動の外力を受けたときでもブレース５の座屈防止効果を確実に奏することが可能である。
【００５７】
本実施形態の耐力壁１では、ブレース５は、鉄を含む材料で作製されたブレース本体１０と、ブレース本体１０よりも弾性変形しやすい易変形部分として超弾性合金部分１１とを有する。
【００５８】
上記の図１〜２に示される耐力壁１の構成では、対角線上にある２個の隅金物４が近づく方向に変位する外力が作用する場合でも、ブレース５側の連結部６の羽子板６ａおよび隅金物４の張出板４ｂでは、長孔８内部をピン９が相対移動することにより、ブレース５に作用する圧縮荷重を逃がすことが可能である。したがって、ブレース５において鉄を含む材料で作製されたブレース本体１０よりも弾性変形しやすい易変形部分としての超弾性合金部分１１が存在してもその超弾性合金部分１１で局部的に座屈が生じることを防ぐことが可能である。また、ブレース５に過度の変形が発生したときには、ブレース本体１０よりも易変形部分である超弾性合金部分１１の方が弾性変形しやすく伸びが大きいので、鉄を含む材料で作製されたブレース本体１０への負担を減らしてブレース本体１０に残留伸びが生じることを防ぐことが可能である。
【００５９】
なお、上記の作用効果は、ブレース５がブレース本体１０よりも弾性変形しやすい易変形部分を有していれば奏することが可能であり、超弾性合金部分１１以外の易変形部分であってもよい。
【００６０】
本実施形態では、上記のように、ブレース５は、鉄を含む材料のブレース本体１０よりも弾性変形しやすい易変形部分として超弾性合金部分１１を有する。この超弾性合金部分１１は、超弾性の性質を有する超弾性合金で作製されている。ここでいう超弾性とは、ブレース本体１０の金属材料よりもヤング率が小さく、ブレース本体１０の降伏応力よりも低い応力で降伏し、降伏した後では引張応力に対する歪みの変化が非線形になり、当該非線形の領域において所定の伸び以下の範囲で復元する性質のことをいう。
【００６１】
超弾性合金は、例えば、銅（Ｃｕ）とアルミニウム（Ａｌ）とマンガン（Ｍｎ）から構成される合金であり、見かけ上の降伏後にほぼ一定の応力を維持しながら大きく伸び、かつ、引張応力後の除荷後に初期状態に復元する特性を有する合金であればよい。
【００６２】
このような超弾性合金部分１１を有する構成では、ブレース５に過度の変形が発生したときでも、初期の段階から鉄を含む材料のブレース本体１０よりも超弾性合金部分１１の方が弾性変形しやすく伸びが大きい。例えば、図５に示されるように、超弾性合金の歪みを示すモデルＩ（時計回りのヒステリシス曲線）では、鉄の歪みを示すモデルＩＩと比較してヤング率が小さいので初期の弾性変形において同じ応力を受けても歪みが大きいことがわかる。
【００６３】
引張りがさらに進展すると、超弾性合金部分１１（すなわち、図５のモデルＩの上半分の超弾性変形を示す部分）の方が鉄を含む材料のブレース本体１０（すなわち図５のモデルＩＩ）よりも早期に降伏して引張応力に対する歪みの変化が非線形になって大きく伸びる。これにより、金属材料からなるブレース本体１０への負担を減らしてブレース本体１０に残留伸び（すなわち塑性変化）が生じることを確実に防ぐことが可能である。しかも、超弾性合金部分１１は、引張応力を除荷した後は初期の状態に戻る（モデルＩの下側の復元の様子を示す部分参照）。そのため、除荷後のブレース５におけるターンバックル７を用いた締付け調整が不要になる。
【００６４】
また、このような超弾性の性質を有する超弾性合金は、ブレース本体１０の鉄を含む材料よりもヤング率が小さいので、ブレース５が圧縮力を受ければブレース本体１０よりも先に座屈しやすいが、上記のように本実施形態では、隅金物４の張出板４ｂに対して羽子板６ａがスライドする機構を有するので、ブレース５に圧縮力がかからない。
【００６５】
例えば、図１の耐力壁１を横方向に揺らすことにより、図６に示されるように、矩形空間１ａの対角線上に２本設けられたブレース５（ＢＲ１、ＢＲ２とする）に引張荷重および圧縮荷重を交互に与えられる場合、２本のブレースを示すモデルＢＲ１、ＢＲ２いずれも、引張荷重を受けたときの歪みは、図６のグラフにおける正方向の歪みとして引張荷重に比例して斜めに上方または下方に延びる直線上に表れる。しかし、圧縮荷重を受けたときの歪みは、隅金物４の張出板４ｂに対して羽子板６ａがスライドすることによってブレース５のいずれにも圧縮荷重による歪みが生じないので、モデルＢＲ１、ＢＲ２のいずれにおいても圧縮による歪みは０のままであり、歪み０の縦軸上に表れる。
【００６６】
以上のように、隅金物４の張出板４ｂに対して羽子板６ａがスライドする機構を有するので、ブレース５に圧縮力がかからないため、鉄を含む材料よりヤング率が小さく変形能力が大きい超弾性合金部分１１に局所的に変形が生じることを防止することが可能である。そのため、超弾性合金部分１１が最大限の超弾性の性能（すなわち、大きな伸びと復元を実現した性能）を発揮することが可能になっている。
【００６７】
本実施形態の超弾性合金部分１１としては、応力誘起マルテンサイト変態に伴うプラトー領域終了の歪（ハードニング歪み）８％以上、かつ、破断伸び（破断歪）２０％以上、好ましくは４０％程度の超弾性合金が使用される。
【００６８】
本実施形態の耐力壁１（図１）のようにブレース５の一部に上記の超弾性合金部分１１を含み、ブレース５と隅金物４とが長孔８とピン９とで結合された圧縮力を回避する機構を含む場合には、図７（ａ）に示されるように、ブレース５が引張荷重（図７の縦軸の正方向の荷重）および圧縮荷重（図７の縦軸の負方向の荷重）を交互に受けた場合には、モデルＡに示されるように、引張荷重および圧縮荷重をかけたときは超弾性合金部分１１はいずれも変位する（なお、圧縮荷重を受けたときには羽子板６ａがスライドするのでブレース５には圧縮荷重がかからないが、見かけの変位は生じる。）。荷重を０にしたときは超弾性合金部分１１が超弾性を発揮することにより変位が０に戻り、残留変形（すなわち、荷重０の横軸上における残留変位）が生じないことがわかる。
【００６９】
すなわち、本実施形態では、超弾性合金という、引張荷重を受けても除荷するとある一定の伸びを超えるまでは残留変形０ｍｍまで戻る合金を用いることにより、大きな変形に対しても除荷時のブレース５の全長が変わらず、応答履歴はスリップしない（すなわち残留変位は生じない）。
【００７０】
一方、比較例として鉄を含む材料のみからなるブレース（以下、鉄ブレースという）に用いて、上記と同様にブレースと隅金物４とが長孔８とピン９とで結合された圧縮力を回避する機構を含む場合には、図７（ｂ）に示されるように、引張荷重（図７の縦軸の正方向の荷重）および圧縮荷重（図７の縦軸の負方向の荷重）を交互に受けた場合には、モデルＢに示されるように、引張荷重および圧縮荷重をかけたときはいずれも変位するが、引張荷重を受けたときに降伏点を超えて塑性変形することによって残留変形が生じるので、荷重を０にしたときでも変位が０に戻らない。
【００７１】
このような鉄ブレースにおいても、上記のような長孔８とピン９とによる圧縮回避機構を用いれば、座屈を回避する効果はあるが、引張側のブレースは鉄の塑性化が生じ、ブレース全長が伸びているため、次に引張られる際に長孔８とピン９が接触するまでにある程度の変形が必要なため、図７（ｂ）のようにある程度の変形を生じるまでは荷重を負担することができない（応答履歴のスリップとなる荷重０の位置で右方向に変形がシフトする）ため、圧縮回帰機構の有用性は小さい。
【００７２】
すなわち、弾性変形能力が小さい鉄ブレースのようなものでは、圧縮回避の効果が低いので、上記のように、ブレース５の一部に超弾性合金部分１１を有する弾性変形能力の高い構成の方が圧縮回避の効果が高いといえる。
【００７３】
以上のように、本実施形態では、ブレース本体１０の鉄よりも降伏応力の小さい超弾性合金を超弾性合金部分１１としてブレース５に組み込むことにより、鉄を含む材料のブレース本体１０が降伏することを回避し、ブレース５の全体として繰り返し耐力を発揮することが可能である。
【００７４】
また、耐力壁１での変形性能確認における１／１５ｒａｄでも破断伸びに達しない太さ及び長さの超弾性合金をブレース５の一部に用いることにより、脆性的な破壊が生じない耐力壁１を構成することが可能である。
【００７５】
すなわち、耐力壁１で想定される変形１／１５ｒａｄに適合しても破断しない延び性能の超弾性合金部分１１が、鉄を含む材料のブレース本体１０の端部に高ナットなどの接続部材１２を用いて結合されているようにすればよい。鉄より降伏応力の小さな超弾性合金をブレース５の一部に用いるため、鉄を含む材料のブレース本体１０の塑性変形を防ぎ、繰り返し引張応力に対して強いブレース５を構成することが可能である。
【００７６】
上記のような超弾性合金を一般鉄骨造の耐力壁に使用すれば、修復不要のブレース式耐力壁を構成することが可能になる。
【００７７】
本実施形態では、隅金物４の張出板４ｂに対して羽子板６ａがスライドする機構を有するので、ブレース５に圧縮力が入らない構成であるので、鉄よりヤング率の小さい変形能力の大きい超弾性合金に局所的に変形が生じることを防止することが可能である。そのため、超弾性合金が最大限の性能（大きな伸びと復元を実現した性能）を発揮するようにしている。なお、このような圧縮力がブレース５に入らない機構は、一般の鉄を含む材料のみからなるブレース５（鉄ブレース）においても使用可能であるが、ブレース５が同一材料で形成される場合は、ブレース５が弾性域を超えて塑性変形した後に、圧縮力を受けたときにブレース５全体で座屈するため必要性が低い。また、ブレース５の残留伸びによってピン９と長孔８の端部８ａとが初期状態で当接しないで隙間が生じた状態になり、次回にブレース５が引張応力を受けたときにブレース５が隙間の分だけスリップする。したがって、ブレースが同一材料で形成される場合には上記のような長孔８とピン９とからなる圧縮回避機構を適用するメリットが低いといえる。
【００７８】
本実施形態の耐力壁１では、一対の張出板４ｂが、互いに離間した位置で１つの金物本体４ａから張り出した状態で当該金物本体４ａに固定されている。羽子板６ａは、一対の張出板４ｂの間の隙間１４においてスライド自在に挿入されている。一対の張出板４ｂと羽子板６ａとは、長孔８に対して相対的に移動可能な状態で当該長孔８に挿入されたピン９によって連結されている。
【００７９】
この構成では、対角線上にある２個の隅金物４が近づく方向に変位する外力が作用する場合でも、羽子板６ａが一対の張出板４ｂの間の隙間１４でスライドすることにより、ブレース５の座屈を確実に回避することが可能である。しかも、羽子板６ａを一対の張出板４ｂに連結する場合には、羽子板６ａを一対の張出板４ｂの間の隙間１４に挿入して当該一対の張出板４ｂにピン９で結合するだけでよいので、施工が容易である。
【００８０】
本実施形態では、ブレース５を柱３と梁２ａ、２ｂに留め付けるための隅金物４において、長孔８が形成され一対の張出板４ｂが適度な間隔をあけて金物本体４ａに溶接されている。これらの張出板４ｂの間の隙間１４で連結部６の羽子板６ａをスライドさせることにより、ブレース５の圧縮座屈を回避することが可能である。
【００８１】
ブレース５の端部に設けられる羽子板６ａの厚さに合わせて間隔をあけた２枚の長孔８を有する張出板４ｂを予め金物本体４ａに溶接しておくことで、羽子板６ａを挟み込み、ピン９によって羽子板６ａと２枚の張出板４ｂとの連結を行うだけで良いので、耐力壁１の施工が容易である。
【００８２】
本実施形態の耐力壁１では、ピン９が棒状の部材の周面全体にねじが形成された全ねじボルトまたは寸切ボルトなどのボルトであり、当該ボルトは、その両端部が一対の張出板４ｂの外側に出ている状態で、一対の張出板４ｂの外側にわずかなクリアランスを取り、2つのナットをかけ、ナット同士は緩まないように締め付けられている。このような構成では、一対の張出板４ｂが、その間の羽子板６ａを押さえつける力が生じないので、羽子板６ａが動かなる不具合を無くすことが可能である。なお、ボルトは、全ねじボルトや寸切ボルト以外にも、六角ボルトでもよい。
【００８３】
なお、上記の実施形態では、ピン９がボルトである例について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ボルト以外のもの（例えば、リベットまたはかしめピンなど）でピン９を構成してもよい。
【００８４】
隅金物４における長孔８を有する一対の張出板４ｂが一定の大きさの隙間１４を有するように金物本体４ａに溶接などによって固定されているため、羽子板６ａを一対の張出板４ｂの間に容易に取り付けることが可能であり、耐力壁の施工が容易になる。
【００８５】
本実施形態の耐力壁１では、ブレース５は、当該ブレース５の長さを調整する長さ調整部としてターンバックル７を備えている。そのため、ターンバックル７によって、ブレース５の長さを調整することにより、耐力壁１の施工時やメンテナンス時において、長孔８におけるブレース５の中央に近い側の端部８ａの内面とピン９とが当接する状態に容易に調整することが可能である。
【００８６】
本実施形態のターンバックル７は規格品を用いることが可能である。規格品のターンバックル７、および上記実施形態のような隅金物４でブレース５の圧縮を回避する機構は、一般的なブレース式耐力壁に適用することが可能である。また、本実施形態では隅金物４でブレース５の圧縮を回避する機構を有しているので、ブレース５の座屈を回避し、地震時の変形により耐力壁から押し出てくることも防ぐことが可能である。
【００８７】
一方、本発明の比較例として、従来技術である図９のブレース４１では、一対の連結棒４３、４４のうち一方の連結棒４３がターンバックル４２に螺合され、他方の連結棒４４がターンバックル４２の貫通孔４２ｂにスライド自在に挿入されているとともに、当該連結棒４４の端部に設けられた係止部４４ａによって抜け止めされている。そのため、ターンバックル４２に従来のターンバックルと比べて特殊な構造が必要になり、製造コストがかかるという問題もあり、実用化および量産化が難しいという問題がある。これに対し、本実施形態のターンバックル７は、規格品を用いることが可能であるので、実用化や量産化が可能である。
【００８８】
また、上記実施形態では、ブレース５の長さを調整する長さ調整部として規格品のターンバックル７を用いることができるので、耐力壁１の施工や品質管理（とくにターンバックルのトルク管理など）が容易になる。
【００８９】
なお、上記実施形態では、一対の横架部材の一例として、一対の梁を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、上下方向に離間した状態で水平方向に沿って延びる一対の部材であれば、本発明の一対の横架部材として採用することが可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１  耐力壁
１ａ  矩形空間
２ａ、２ｂ  梁（横架部材）
３  柱
４  隅金物
４ａ  金物本体
４ｂ  張出板（被取付部）
５  ブレース
６  連結部
６ａ  羽子板（取付部）
７  ターンバックル（長さ調整部）
８  長孔
８ａ  中央側端部
９  ピン
１０  ブレース本体
１１  超弾性合金部分
１４  隙間
【図１】
2020122358.tif 000003
【図２】
2020122358.tif 000004
【図３】
2020122358.tif 000005
【図４】
2020122358.tif 000006
【図５】
2020122358.tif 000007
【図６】
2020122358.tif 000008
【図７】
2020122358.tif 000009
【図８】
2020122358.tif 000010
【図９】
2020122358.tif 000011