(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オス要素とメス要素を備える既存の振れ止め構造の改修工法であって、
前記オス要素と前記メス要素の少なくとも一方の振れ止め要素を構成し、外力が作用すると弾性変形できる既存部材がせん断変形を主体として受ける場合に、
前記オス要素と前記メス要素の少なくとも一方に対応する前記既存部材は、
ウェブと、前記ウェブの両端に設けられる一対のフランジと、を備えるＨ型鋼からなり、前記ウェブの幅方向に荷重を受けることで、前記ウェブにせん断変形が生じ、
前記ウェブの所定領域を減肉し、減肉された前記所定領域に対応して、前記ウェブのおもて面及びうら面の一方又は双方に第１追加部材を宛がって、耐力を下げるか、
前記ウェブの前記おもて面及び前記うら面の一方又は双方に第２追加部材を宛がって、耐力を上げる、ことにより、
弾塑性変形性能、エネルギー吸収性能を向上させ、構造物全体系の耐震性能を向上させることを特徴とする振れ止め構造の改修工法。
【請求項２】
前記減肉が、前記所定領域の表裏を貫通する孔である、
請求項１に記載の振れ止め構造の改修工法。
【請求項３】
前記第１追加部材及び前記第２追加部材の一方又は双方のせん断座屈を拘束する補剛部材を設ける、
請求項１又は２に記載の振れ止め構造の改修工法。
【請求項４】
前記第１追加部材及び前記第２追加部材は、
前記ウェブの前記おもて面及び前記うら面の双方に宛がわれる、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の振れ止め構造の改修工法。
【請求項５】
前記補剛部材は、
前記ウェブの前記おもて面及び前記うら面の双方に宛がわれる、
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の振れ止め構造の改修工法。
【請求項６】
前記第２追加部材は、
前記ウェブと隙間を空けて宛がわれる、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の振れ止め構造の改修工法。
【請求項７】
前記第２追加部材は、
一対の前記フランジと、前記補剛部材と、前記Ｈ型鋼が接合される基部との間に囲まれる全領域に亘って宛がわれる、
請求項３〜請求項６のいずれか一項に記載の振れ止め構造の改修工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既存の振れ止め構造を改修する工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラントなどの鉄骨からなる支持構造体にすでに設けられている既存ブレースを座屈拘束させて耐震補強（耐震改修、制震補強など）する場合、既存ブレースを制震ブレースに取り替えることが最も一般的である。しかし、これらのブレースの取替え、補修ができない場合には、耐震性能を向上させることができない。
一方で、新設の支持構造体に振れ止め構造を設置して地震応答レベルを低減できるようにするこ提案は、これまでも数多くなされている（例えば、特許文献１〜特許文献３）。これらの提案は、振れ止め構造として、弾塑性、摩擦、粘性系などの種々のものを設置する、あるいは、特殊な振れ止め構造を採用する、といったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１５７２０６号公報
【特許文献２】特開平１０−３８２０７号公報
【特許文献３】特開昭６２−０６６００５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
要求される耐震性能のレベルによっては、例えば機器と鉄骨からなる支持構造体との間にすでに設置される既存の振れ止め構造にエネルギーを吸収させて耐震性を向上させることが可能である。
そこで本発明は、既存の振れ止め構造に改修を施すことによって、単なる弾性的な振れ止め、あるいは過大外力が作用した場合に損傷するのではなく、地震時に安定した塑性変形、エネルギー吸収性能を発揮させる構造に改修する工法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】
【０００５】
振れ止め構造は、メス側の振れ止め要素（以下、メス要素と略記することがある）とオス側の振れ止め要素（以下、オス要素と略記することがある）との二つの要素を備えていることを前提とする。例えば、メス要素が鉄骨構造の本体部分と一体となり非常に強固なものとなっている場合もある。このメス要素は、剛性の高い一対の鉄骨からなる場合もあれば、剛性の高い一対の壁からなる場合もある。逆に、オス要素が鉄骨構造の大きく強固な柱で構成される場合もある。これらの剛性の高いオス要素及びメス要素を改修することは困難を伴うことがある。そこで、本発明では、改修できる部位を選択し、既存のオス要素又はメス要素を構成する既存部材をエネルギー吸収部材として有効利用する改修工法を提案する。
【０００６】
オス要素とメス要素を備える既存の振れ止め構造の改修工法であって、オス要素とメス要素の少なくとも一方の振れ止め要素を構成し、外力が作用すると弾性変形できる既存部材がせん断変形を主体として受ける場合に、オス要素とメス要素の少なくとも一方に対応する既存部材は、ウェブと、ウェブの両端に設けられる一対のフランジと、を備えるＨ型鋼からなり、ウェブの幅方向に荷重を受けることで、ウェブにせん断変形が生じ、ウェブの所定領域を減肉し、減肉された所定領域に対応して、ウェブのおもて面及びうら面の一方又は双方に第１追加部材を宛がって、耐力を下げるか、ウェブのおもて面及びうら面の一方又は双方に第２追加部材を宛がって、耐力を上げる、ことにより、弾塑性変形性能、エネルギー吸収性能を向上させ、構造物全体系の耐震性能を向上させることを特徴とする。
【０００７】
以下、本発明の具体的な改修工法を説明する。
【０００８】
せん断変形についての工法は、既存の振れ止め構造の耐力が大きすぎる場合（前者）と、逆に、既存の振れ止め構造の耐力が小さすぎる場合（後者）によって対応が異なる。
つまり、少なくとも一方の振れ止め要素における既存部材がせん断変形を主体として受ける前者の場合には、既存部材の所定領域を減肉し、減肉された所定領域に対応して、既存部材のおもて面及びうら面の一方又は双方に第１追加部材を宛がって耐力を下げる。所定領域の減肉は、典型的には、所定領域の表裏を貫通する穿孔とされる。
一方、少なくとも一方の振れ止め要素における既存部材がせん断変形を主体として受ける後者の場合には、既存部材のおもて面及びうら面の一方又は双方に第２追加部材を宛がって耐力を上げる。
以上の工法において、第１追加部材及び第２追加部材の一方又は双方のせん断座屈を拘束する補剛部材を設けることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、曲げ変形に対して安定した弾塑性挙動を呈し、安定したエネルギー吸収性能を有する新規な部材をオス要素とメス要素の少なくとも一方に設けるとともに、他方については既存の部材を流用することで、工事コストを低減した状態で効率的に耐震性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る振れ止め構造の改修工法を示す図であり、（ａ）はその概念図、（ｂ）はメス要素の剛性が高い例を示し、（ｃ）はオス要素の剛性が高い例を示し、（ｄ）及び（ｅ）は要素の接合手段を示している。
【図２】第２実施形態に改修工法を示す図であり、（ａ）は改修前を示し、（ｂ）は改修後を示し、（ｃ）は改修前後の効果の相違を示している。
【図３】第２実施形態に係る改修工法に補強材を設ける例を示す図であり、（ａ）、（ｂ）は補強材を溶接により接合する例を示し、（ｃ），（ｄ）は補強材をボルトにより接合する例を示している。
【図４】第３実施形態に係る改修工法を示す図であり、（ａ）は改修前を示し、（ｂ）は追加鋼板を溶接により接合する例を示し、（ｃ）は追加鋼板をボルトにより接合する例を示し、（ｄ）は改修前後の効果の相違を示している。
【図５】第３実施形態に係る他の改修工法を示す図であり、（ａ），（ｃ）は追加鋼板をウェブから離して溶接により接合する例を示し、（ｂ），（ｄ）は追加鋼板をウェブから離して溶接によりボルトにより接合する例を示している。
【図６】第４実施形態に係る振れ止め構造に関し、（ａ），（ｂ）は改修前の構成及び変形の様子を示し、（ｃ）は改修前後の効果の相違を示している。
【図７】第４実施形態に係る振れ止め構造の改修工法を示す図であり、（ａ）は全体図、（ｂ）は拘束部材の種々の接合形態を示す図である。
【図８】第５実施形態に係る振れ止め構造の改修工法を示し、（ａ）は改修前を示し、（ｂ）〜（ｄ）は改修後を示し、（ｅ）は改修の効果を示している。
【図９】第５実施形態に係る振れ止め構造の他の改修工法を示す図である。
【図１０】第６実施形態に係る振れ止め構造の改修工法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態は、第２実施形態〜第６実施形態に共通する振れ止めの改修工法の概念を示すものである。この改修方法は、図１（ａ）に示すように、鉄骨により構成される支持体２と、支持体２により支持される機器３と、を備える支持構造体１において、支持体２と機器３の間に設けられる振れ止め構造４に適用される。振れ止め構造４は、水平方向ｘの振れ止めを行う振れ止め構造４ｘと、鉛直方向ｙの振れ止めを行う振れ止め構造４ｙと、を備えている。支持構造体１は、水平方向ｘ及び鉛直方向ｙに荷重ｆを受けて振動する。
【００１４】
各々の振れ止め構造４は、メス要素４ｆとオス要素４ｍの２種類の構成部材を備えるが、図１（ｂ）に示すようにメス要素４ｆが強固な場合と、図１（ｃ）に示すようにオス要素４ｍが強固な場合とがあるが、いずれかに、本発明を適用することができる。つまり、この既存のメス要素４ｆ又はオス要素４ｍであって、地震時の作用外力に対して弾性変形する要素を流用して、構造的な改修を行い、当該要素（構成部材）の弾塑性変形性能を向上させることで、さらにエネルギー吸収性能を向上させ、構造物全体系の耐震性能を向上させることで、振れ止めの改修を行う。
【００１５】
既存のメス要素４ｆ，オス要素４ｍに対して行なう構造的な改修の例としては、弾性変形が期待できる既存要素の一部を切削などにより部分的に除去する。そして、この除去した部分に、曲げ、せん断、軸変形などに対して安定した弾塑性挙動を呈し、安定したエネルギー吸収性能を有する追加部材を宛がう。追加部材６を宛がうに際しては、図１（ｄ）に示すように完全溶け込み溶接Ｗ、または、部分溶け込み溶接Ｗにより基部５に接合することができる。また、完全溶け込み溶接Ｗ、又は、部分溶け込み溶接Ｗによりベースプレート７に接合された、曲げ、せん断、軸変形などに対して安定した弾塑性挙動を呈し、安定したエネルギー吸収性能を有した新規部材をボルトＢにより基部５に接合して設置することもできる。そうすることにより、接合部分が、短期すべり耐力を超えるすべり耐力を有するように、既存構造に対して設置することができる。以下で説明する第２実施形態〜第６実施形態においても、接合手段として、溶接又はボルト接合のいずれかを適用することができる。なお、以降では、溶接Ｗの図示を省略することがある。
【００１６】
以上説明したように、第１実施形態によると、工事コストを低減しながら、構造全体系としての耐震性能を効率的に向上させることができる。
加えて、曲げ、せん断、軸変形などに対して安定した弾塑性挙動を呈し、安定したエネルギー吸収性能を有した追加部材をメス要素４ｆ及びオス要素４ｍのいずれか一方に設置する一方で、他方の振れ止め構造については既存の状態でそのまま流用することで、工事コストを低減した上で、耐震性能を効率的に向上させることができる。
【００１７】
以下では、第１実施形態から派生するより具体的な改修工法を説明するが、この工法は、せん断変形に対応する振れ止め構造に関する形態（第２実施形態，第３実施形態）、曲げ断変形に対応する振れ止め構造に関する形態（第４実施形態，第５実施形態）、軸変形に対応する振れ止め構造に関する形態（第６実施形態）に区分することができる。以下、順に説明する。
【００１８】
［第２実施形態］
第２実施形態は、せん断変形が主体として生じる既存の振れ止め構造の一部を切削により除去し、除去した箇所に追加部材を宛がう改修工法である。第２実施形態は、既存の振れ止め構造の耐力が大きすぎて、変形が容易でない場合に適用される。
【００１９】
第２実施形態は、図２に示すように、Ｈ型鋼を用いた振れ止め要素１０を例にして説明する。振れ止め要素１０は、図２（ａ）に示すように、ウェブ１１の幅方向に荷重ｆを受けることで、ウェブ１１にせん変形が生じる。なお、図２（ａ）の下段が正面図、上段が平面図である。
振れ止め要素１０は、図２（ａ）に示すように、基部５に垂設するウェブ１１と、ウェブ１１の両端に設けられる一対のフランジ１３ａ，１３ｂと、ウェブ１１のおもて面及びうら面の両面であって、一対のフランジ１３ａ，１３ｂの間に架け渡される補剛板１４ａ，１４ｂと、を備えている。補剛板１４ａ，１４ｂは、幅方向の一方の縁部がウェブ１１と接合され、また、長手方向の両端が各々フランジ１３ａ，１３ｂと接合されている。
【００２０】
第２実施形態の改修工法は、以上の既存の振れ止め要素１０に対して、図２（ｂ）に示すように、ウェブ１１の一部の矩形領域を表裏が貫通するように除去して空隙１２を形成する。空隙１２を設けることにより、ウェブ１１の耐力を下げることができる。
第２実施形態の改修工法は、空隙１２を覆うように追加鋼板（第１追加部材）１７を宛がう。平面視した形状が矩形の追加鋼板１７は、空隙１２の開口面積よりも、接合代の分だけ表面積が大きく形成されている。追加鋼板１７は、空隙１２よりも外側の接合代の領域を溶接することにより、ウェブ１１に接合される。
追加鋼板１７は、図２（ｂ）の中段に示すように、ウェブ１１のおもて面及びうら面の一方又は双方に設けることができるが、おもて面及びうら面の双方に設けると、せん断応力に対する偏心がなく、安定した性能を得やすくなる。
追加鋼板１７は、大きなせん断変形に対しても安定したせん断座屈特性が発揮できるように厚さ等の諸元が定められる。追加鋼板１７に使用する鋼材は、炭素鋼（SS400,SM490，SN400，SN490など）でもよく、また伸び性能に優れた低降伏点鋼（LY225など）でもよい。
【００２１】
以上の第２実施形態の改修工法によると、図２（ｃ）の線図に示すように、安定した繰り返し変形性能が確保できるとともに、全体構造系としての耐震性を最適化するように狙った荷重で塑性化させることが可能となる。これに対して、改修前は、図２（ｃ）に示すように過大な荷重により座屈に到る。
また、第２実施形態の改修工法によると、振れ止め要素１０の全体を取り換えるよりも、現場での施工工数が少なくてすむ。
【００２２】
第２実施形態は、以下に示す変更を加えることができる。
図３（ａ）に示すように、既存の補剛板１４ａ，１４ｂの各々に平行に、つまり、荷重ｆの作用方向に沿って、ウェブ１１のおもて面側とうら面側の両側に補剛板１５ａ，１５ｂを設けることができる。補剛板１５ａ，１５ｂは、追加鋼板１７と隙間を空けて配置されており、各々の長手方向の両端が各々フランジ１３ａ，１３ｂと接合されている。なお、ここに示す例では、補剛板１５ａ，１５ｂは、各々間隔を空けて、２枚ずつ設けられている。また、補剛板１５ａ，１５ｂは、後述する座屈拘束効果を発揮するために、ウェブ１１の両側に設けることを基本とする。
また、図３（ｂ）に示すように、一対のフランジ１３ａ，１３ｂに平行に、つまり、荷重ｆの作用方向に直交する方向に沿って、ウェブ１１のおもて面側とうら面側の両側に補剛板１６ａ，１６ｂを設けることができる。補剛板１６ａ，１６ｂも、追加鋼板１７と隙間を空けて配置されており、各々の長手方向の両端が各々基部５，補剛板１４ａ，１４ｂと接合されている。なお、ここに示す例では、補剛板１６ａ，１６ｂは、各々間隔を空けて、２枚ずつ設けられている。また、図３（ｂ）は、補剛板１５ａ，１５ｂをも備えているが、これを省いて補剛板１６ａ，１６ｂだけを設けることもできる。補剛板１６ａ，１６ｂもウェブ１１の両側に設けることを基本とする。
【００２３】
図３に示す補剛板１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂを設けることにより、追加鋼板１７に大きなせん断変形が生じた際に発生するせん断座屈を拘束できるので、さらに安定した繰り返し変形性能を発揮させることが可能となる。
【００２４】
第２実施形態において、追加鋼板１７のウェブ１１への接合、補剛板１５ａ，１５ｂのフランジ１３ａ，１３ｂへの接合は、溶接に限らず、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、ボルトＢによって行ってもよい。
【００２５】
また、以上で説明した空隙１２の形態はあくまで一例であり、開口形状は矩形に限るものでなく、例えば円形、三角形、矩形を除く多角形、十字形、星形など、必要に応じて任意に設定することができる。また、空隙１２のように大きな開口寸法とするのに代えて、複数の比較的小さな開口寸法の空隙を複数設けることもできる。さらに、第２実施形態では、ウェブ１１の表裏を貫通する空隙１２を例示したが、耐力を落とす調整ができるのであれば、空隙１２に相当する部位の厚さを薄くする減肉加工を施してもよい。
また、以上で説明した追加鋼板１７は、空隙１２の開口の全域を覆っているが、これもあくまで一例であり、開口の一部が追加鋼板１７から露出してもよい。
【００２６】
［第３実施形態］
第３実施形態に係る振れ止め要素２０は、せん断変形が生じる既存の振れ止め構造の改修に関するものである。しかし、第２実施形態とは逆に、既存の振れ止め構造の耐力が小さすぎて、すぐに損傷してしまうおそれがある場合に、適切な荷重で、かつ変形性能に優れる振れ止め構造に改修することを目的とする。以下、図４及び図５を参照して、第３実施形態を説明する。
【００２７】
振れ止め要素２０は、ウェブ１１に空隙１２を設けないところを除けば、振れ止め要素１０と基本的には同じ構成を備えている。したがって、振れ止め要素１０と同じ構成については図２及び図３と同じ符号を付けるとともに、以下では、振れ止め要素１０との相違点を中心に説明する。
【００２８】
振れ止め要素２０は、既存の状態として、図４（ａ）に示すように、ウェブ１１と、一対のフランジ１３ａ，１３ｂと、ウェブ１１のおもて面及びうら面に設けられる補剛板１４ａ，１４ｂと、を備えている。
【００２９】
第３実施形態の改修工法は、以上の既存の振れ止め要素２０に対して、図４（ｂ），（ｃ）に示すように、追加鋼板（第２追加部材）１７を宛がう。追加鋼板１７は、ウェブ１１のおもて面及びうら面の一方又は双方に設けることができるが、おもて面及びうら面の双方に設けると、せん断応力に対する偏心がなく、安定した性能を得やすくなる。図４（ｂ），（ｃ）は、おもて面及びうら面の双方に追加鋼板１７を設けている。また、追加鋼板１７は、図４（ｂ）に示す溶接によってウェブ１１に接合してもよく、また、図４（ｃ）に示すボルトＢによってウェブ１１に接合してもよい。
追加鋼板１７の厚さ等の諸元、追加鋼板１７に使用する鋼材は、第２実施形態と同様の指針に基づいて定めることができる。
【００３０】
以上の第３実施形態の改修工法によると、振れ止め要素２０の荷重、剛性を増加させるとともに、図４（ｄ）に示すように、安定した繰り返し変形性能が確保でき、全体構造系としての耐震性を最適化するように狙った荷重で塑性化させることが可能となる。
また、第３実施形態の改修工法によると、振れ止め要素２０を取り換えるよりも、現場での施工工数が少なくて済む。
【００３１】
第３実施形態は、以下に示す変更を加えることができる。
第３実施形態は、追加鋼板１７をウェブ１１に接触させて設ける以外に、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ウェブ１１と隙間を空けて設けることもできる。この追加鋼板１７によっても、図４に示したのと同じ効果を享受することができるのに加えて、せん断変形するウェブ１１に直接、溶接、孔開け加工を施さないため、地震時の繰り返しを想定した場合の疲労性能が向上することが期待できる。
追加鋼板１７をウェブ１１と隙間を空けて設ける場合には、追加鋼板１７の両端をフランジ１３ａ，１３ｂに接合することになるので、図５（ａ），（ｂ）に示すように、追加鋼板１７はフランジ１３ａとフランジ１３ｂの間隔に相当する長さを有することになる。
追加鋼板１７とフランジ１３ａ，１３ｂの接合は、図５（ａ）に示す溶接によってもよいし、図５（ｂ）に示すボルトＢによってもよい。
なお、図５（ａ），（ｂ）は、ウェブ１１のおもて面側及びうら面側の両方に設けた例を示しているが、いずれか一方の面側にだけ設けることもできる。
【００３２】
次に、第３実施形態は、図５（ｃ），（ｄ）に示すように、追加鋼板１７を、一対のフランジ１３ａ，１３ｂと、補剛板１５ａ，１５ｂと、基部５との間に囲まれる全領域に亘って宛がうことができる。この追加鋼板１７によっても、図５（ａ），（ｂ）に示したのと同じ効果を享受することができるのに加えて、四辺支持条件となるため、大変形時のせん断変形性状が安定する効果が期待できる。
図５（ｃ），（ｄ）に示す例においても、追加鋼板１７とフランジ１３ａ，１３ｂの接合は、溶接によっても、また、ボルトＢによってもよい。また、追加鋼板１７は、ウェブ１１のおもて面側及びうら面側の一方の又は両方に設けることもできる。さらに、第２実施形態にて用いた補剛板１５ａ，１５ｂを設けてもよい。
【００３３】
［第４実施形態］
第４実施形態は、曲げ変形が主体として生じる既存の振れ止め構造において、曲げ変形に伴い局部座屈を生じ得る部位に、局部座屈を拘束する部材を追加して設ける改修工法に関する。以下、図６及び図７を参照して、第４実施形態を説明する。
【００３４】
第４実施形態は、図６に示すように、Ｈ型鋼を用いた振れ止め要素３０を例にして説明する。振れ止め要素３０は、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ウェブ３１の幅方向の荷重ｆを受けることで、一対のフランジ３３ａ，３３ｂの基部５との接合部分の近傍（以下、根元という）に局部座屈に到る曲げ変形が生じ得る。
振れ止め要素３０は、図６（ａ）に示すように、基部５に垂設するウェブ３１と、ウェブ３１の両端に設けられる一対のフランジ３３ａ，３３ｂと、ウェブ１１のおもて面及びうら面の両面であって、一対のフランジ３３ａ，３３ｂの間に架け渡される補剛板３４ａ，３４ｂと、を備えている。補剛板３４ａ，３４ｂは、幅方向の一方の縁部がウェブ３１と接合され、また、長手方向の両端が各々フランジ３３ａ，３３ｂと接合されている。補剛板３４ａ，３４ｂは、この例では、所定の間隔を空けて、各々３枚設けられている。
【００３５】
第４実施形態の改修工法は、以上の既存の振れ止め要素３０に対して、図７（ａ）に示すように、拘束部材３７をフランジ３３ａ，３３ｂの根元に設ける。拘束部材３７は、フランジ３３ａ，３３ｂの各々のおもて面側及びうら面側に設けられるが、ウェブ３１に対応する部分を避けて設けられる。
【００３６】
拘束部材３７は、図７（ｂ），（ｃ）に示すように、溶接Ｗにより基部５に接合することができるし、図７（ｄ），（ｅ）に示すように、ボルトＢにより基部５に接合することができる。また、拘束部材３７は、図７（ｂ），図７（ｄ）に示すように、肉厚の鋼材により構成することができるし、図７（ｃ），図７（ｅ）に示すように、リブ３７ａを含んで構成することもできる。
【００３７】
以上の第４実施形態の改修工法によると、フランジ３３ａ，３３ｂに作用する曲げ圧縮力に対して局部座屈を拘束するため、図６（ｃ）に示すように、フランジ３３ａ，３３ｂの降伏荷重で塑性化する安定した特性とすることができる。
なお、曲げ変形とせん断変形がともに同等に生じる振れ止め構造の場合には、第３実施形態、第４実施形態に示したせん断変形に対応する改修を合わせて行なうことがきることは言うまでもない。以下説明する第５実施形態、第６実施形態も同様である。
【００３８】
［第５実施形態］
第５実施形態は、曲げ変形が主体として生ずる既存の振れ止め構造において、曲げ変形に伴い塑性化する部位を限定するように、部分的に削除し、削除した部位で曲げ変形に伴う塑性化を生じさせる改修工法に関する。以下、図８を参照して、第８実施形態を説明する。
【００３９】
第５実施形態は、第４実施形態と同様に、Ｈ型鋼を用いた振れ止め要素４０を例にして説明する。したがって、振れ止め要素３０と同じ構成については図６及び図７と同じ符号を付けるとともに、以下では、振れ止め要素３０との相違点を中心に説明する。
【００４０】
第５実施形態の改修工法は、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、既存の振れ止め要素４０のフランジ３３ａ，３３ｂの一部を切削して切除部分３６を形成する。ここでは、下から一番目の補剛板３４ａ，３４ｂと下から二番目の補剛板３４ａ，３４ｂの間における、フランジ３３ａ，３３ｂの幅方向の両端縁を除去した例を示している。
【００４１】
次に、図８（ｅ）を参照して、第５実施形態の作用及び効果について説明する。
塑性化する際の水平力は、塑性化する部位の曲げモーメントで設定できる。部材の基部で塑性化させる場合には、基部断面の曲げ耐力／高さ（基部から荷重作用点までの距離）で塑性化する水平荷重が決まる。したがって、水平耐力を低減させたい場合には、荷重作用点までの距離を大きくするか、又は、曲げ耐力を低下させればよい。本実施形態は、後者を採用する。
基部断面を部分的に切削すれば、水平耐力を小さくできる。また、部材の中間部分を断面切削して、その部位の曲げ耐力／高さ（対象部位から荷重作用点までの距離）にて水平耐力を算定し、それが基部の曲げ耐力／高さよりも小さければ、中間部分で塑性化させることができる。
以上を前提にして図８（ｅ）を参照する。改修前には、断面耐力分布（ＹＤ）とモーメント分布（ＭＤ）を比較すれば判るように、振れ止め要素４０の基部５との接合部分において、モーメントが耐力を上回っている。したがって、改修前には、この接合部分で塑性化が起こる。一方で、改修後には、切除部分３６を設けているので、当該部分はモーメントが耐力を上回り、この中間部分で塑性化させることができる。
【００４２】
振れ止め要素４０において中間部分で塑性化させるメリットは、以下の通りである。振れ止め要素４０は基部５と溶接により接合されており、この場合、地震時に繰り返し変形を受けると溶接による接合部分から疲労亀裂が生じることになるため、振れ止め要素４０の繰り返し変形性能が悪くなる可能性がある。一方で、中間部分で塑性化させる場合には、そこには溶接部がないため、亀裂が発生する可能性が少なく、振れ止め要素４０の繰り返し変形性能を向上できる。
【００４３】
第５実施形態は、以下に示す変更を加えることができる。
つまり、第５実施形態は、図９に示すように、フランジ３３ａ，３３ｂの切除部分３６の周りに、座屈拘束部材３８を設けることができる。この座屈拘束部材３８は、切除部分３６を除くフランジ３３ａ，３３ｂの幅と厚さの比率（幅厚比）が大きいために局部座屈が発生するおそれがある場合に有効である。
【００４４】
座屈拘束部材３８は、フランジ３３ａ，３３ｂの各々のおもて面側及びうら面側に設けられるパネル３８ａ，３８ｂと、パネル３８ａ，３８ｂの幅方向の両端部分に挟まれるスペーサ３８ｃ，３８ｄと、がボルトＢにより接合されている。
【００４５】
座屈拘束部材３８を設ける場合も、水平耐力の設定は上述と同じであるが、切削した断面のフランジ３３ａ，３３ｂの幅厚比が大きくなると、フランジ３３ａ，３３ｂに局部座屈が発生するおそれがある。そこで、切除部分３６の周りに隙間をあけて座屈拘束部材３８を設置することによって、フランジ３３ａ，３３ｂの局部座屈変形を拘束することが好ましい。
また、仮に改修後の振れ止め要素４０において、設計的には局部座屈が発生しないと想定される場合でも、初期不整、残留応力などの影響で、万一、局部座屈が生じた場合でも座屈拘束して安定した繰り返し変形性能を確保できるので、より信頼性を向上できる。
【００４６】
［第６実施形態］
第６実施形態は、軸変形が主体として生ずる既存の振れ止め要素５０において、圧縮力により座屈するおそれのある部材に対して、座屈拘束するとともに、振れ止め要素５０の面外変形を抑制する改修工法に関する。
【００４７】
振れ止め要素５０は、図１０（ａ）に示すように、基部５から立設される柱５１と、柱５１と基部５の間に掛け渡されるブレース５３ａ，５３ｂと、を備える。ブレース５３ａ，５３ｂは、柱５１を中心に線対称の位置に配置される。柱５１と基部５の接合、柱５１とブレース５３ａ，５３ｂの接合などは、溶接によって行われている。
【００４８】
第６実施形態の改修工法は、以上の既存の振れ止め要素５０に対して、図１０（ｂ）に示すように、ブレース５３ａ，５３ｂの周囲を覆う座屈拘束部材５５ａ，５５ｂを設ける。ブレース５３ａと座屈拘束部材５５ａの間、ブレース５３ｂと座屈拘束部材５５ｂの間には、ブレース５３ａ，５３ｂの所定の変形を許容する隙間が設けられている。そうすることにより、ブレース５３ａ，５３ｂは、安定した圧縮変形性能を保有することになる。
【００４９】
一方で、振れ止め要素５０は、柱５１には、上端部及び下端部の一方又は双方に塑性ヒンジが発生して、単なるトラス平面を構成するための部材となり、水平耐力はほとんど負担しなくなるおそれがある。
この状態で水平方向に荷重が作用すると、トラス構造の面外方向にトラス構造が倒れる向きの変形が発生することになる。そこで本実施形態の改修工法は、この面外方向の不安定な変形を抑制し、トラス構造面を保持するための面外拘束部材５７ａ，５７ｂを設けることで、トラス構造全体としての安定した変形性能を確保することができる。
第６実施形態は、図１０（ｃ），（ｄ）に示すように、ブレース５３が一方の側だけに設けられる場合にも適用可能である。
【００５０】
第６実施形態の改修工法によれば、ブレース５３ａ，５３ｂの座屈を拘束することで圧縮力に対して安定した変形性能が確保できるとともに、トラス構造としての不安定な変形も抑制可能となる。
なお、第６実施形態のトラス構造において、柱５１に生じる変形がせん断変形を主体とする場合には、第２実施形態、第３実施形態の改修工法を併用してもよいし、曲げ変形を主体とする場合には、第４実施形態、第５実施形態の改修工法を併用してもよい。その場合には、ブレース５３ａ，５３ｂの安定性のみでなく、柱５１の安定性を向上させることができる。
【００５１】
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
例えば、振れ止め構造は、必ずオス要素４ｍとメス要素４ｆの対で構成される。したがって、以上で説明した振れ止め要素１０，２０，３０，４０，５０は、オス側の構造として用いられる場合もあるし、メス側の構造として用いられる場合もある。オス側及びメス側の両方の構造に適用することもできる。
また、以上では、既存の振れ止め構造を改修することを前提に説明したが、同様の工法を新設の振れ止め構造に対して適用しても問題ないことはいうまでもない。
【符号の説明】
【００５２】
１  支持構造体
２  支持体
３  機器
４，４ｘ，４ｙ  振れ止め構造
４ｆ  メス要素
４ｍ  オス要素
５  基部
６  追加部材
７  ベースプレート
１０，２０，３０，４０，５０  振れ止め要素
１１，３１  ウェブ
１２  空隙
１３ａ，１３ｂ，３３ａ，３３ｂ  フランジ
１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂ，３４ａ，３４ｂ  補剛板
１７  追加鋼板
３６  切除部分
３７  拘束部材
３７ａ  リブ
３８  座屈拘束部材
３８ａ，３８ｂ  パネル
３８ｃ，３８ｄ  スペーサ
５１  柱
５３，５３ａ，５３ｂ  ブレース
５５ａ，５５ｂ  座屈拘束部材
５７ａ，５７ｂ  面外拘束部材
Ｂ  ボルト
Ｗ  溶接
ｆ  荷重
【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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