(57)【要約】【課題】外壁の内側に取り付けして、建物の耐震強度を著しく向上する。鉄骨柱に作用する曲げモーメントを小さくして、鉄骨柱の連結部を簡単にする。【解決手段】建物の耐震補強具は、土台２に固定される土台プレート１２と、梁３に連結される梁プレート１３と、梁プレート１３と土台プレート１２に連結される鉄骨柱１１とを備える。鉄骨柱１１は、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０に配設されると共に、土台プレート１２に連結される下側の鉄骨柱１１Ａと、梁プレート１３に連結される上側の鉄骨柱１１Ｂに分割している。下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂは、互いに連結される部分に連結プレート１８、１９を連結しており、連結プレート１８、１９の間に、緩衝スペース２０を水平方向に離して設けている。耐震補強具は、緩衝スペース２０にゴム状弾性体の緩衝材１４を配設して、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９を連結ボルト２３で連結している。【選択図】図３
2008163700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱(4)を介して連結してなる土台(2)と梁(3)に連結される建物の耐震補強具であって、土台(2)の上面と側面に所定の長さに沿って固定される土台プレート(12)と、梁(3)の下面と側面に沿って連結される梁プレート(13)と、この梁プレート(13)と土台プレート(12)に連結されるチャンネル又は角パイプからなる鉄骨柱(11)とを備え、
鉄骨柱(11)は、土台プレート(12)と梁プレート(13)と柱(4)に囲まれる壁内領域(10)に配設されると共に、土台プレート(12)に連結される下側の鉄骨柱(11A)と、梁プレート(13)に連結される上側の鉄骨柱(11B)に分割され、
さらに、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)は、互いに連結される部分に垂直姿勢に配置されると共に、土台プレート(12)と梁プレート(13)と柱(4)に囲まれる壁内領域(10)に配置して連結プレート(18)、(19)を連結しており、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)は、互いに緩衝スペース(20)を水平方向に離して配置されると共に、水平面内に挿通される連結ボルト(23)を貫通させる挿通穴(24)を直線状に配置して設けており、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)の間の緩衝スペース(20)にあって、土台プレート(12)と梁プレート(13)と柱(4)に囲まれる壁内領域(10)に、弾性変形するゴム状弾性体の緩衝材(14)が配設されて、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)を連結ボルト(23)で連結してなる建物の耐震補強具。
【請求項２】
鉄骨柱(11)の中央部分で、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)を連結している請求項１に記載される建物の耐震補強具。
【請求項３】
下側の鉄骨柱(11A)が、互いに離して配設している４枚の連結プレート(18)を有し、両側に配設される２枚の連結プレート(18)の間に配設される２枚の連結プレート(19)を上側の鉄骨柱(11B)に設けており、上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(19)の両側の緩衝スペース(20)に緩衝材(14)を配設している請求項１に記載される建物の耐震補強具。
【請求項４】
上側の鉄骨柱(11B)が、互いに離して配設している４枚の連結プレート(19)を有し、両側に配設される２枚の連結プレート(19)の間に配設される２枚の連結プレート(18)を下側の鉄骨柱(11A)に設けており、下側の鉄骨柱(11A)の連結プレート(18)の両側の緩衝スペース(20)に緩衝材(14)を配設している請求項１に記載される建物の耐震補強具。
【請求項５】
下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)とが２枚の連結プレート(18)、(19)を有し、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)の間の緩衝スペース(20)に緩衝材(14)を配設している請求項１に記載される建物の耐震補強具。
【請求項６】
柱(4)を介して連結してなる土台(2)と梁(3)に耐震補強具(1)を連結している建物であって、
耐震補強具(1)が、土台(2)の上面と側面に所定の長さに沿って固定される土台プレート(12)と、梁(3)の下面と側面に沿って連結される梁プレート(13)と、この梁プレート(13)と土台プレート(12)に連結されるチャンネル又は角パイプからなる鉄骨柱(11)とを備え、
鉄骨柱(11)は、土台プレート(12)と梁プレート(13)と柱(4)に囲まれる壁内領域(10)に配設されると共に、土台プレート(12)に連結される下側の鉄骨柱(11A)と、梁プレート(13)に連結される上側の鉄骨柱(11B)に分割され、さらに、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)は、その連結部分に垂直面内に配置される連結プレート(18)、(19)を有し、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)は、互いに緩衝スペース(20)を水平方向に離して配置されると共に、水平面内に挿通される連結ボルト(23)を貫通させる挿通穴(24)を直線状に配置して設けており、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)の間の緩衝スペース(20)に、弾性変形するゴム状弾性体の緩衝材(14)が配設されて、下側の鉄骨柱(11A)と上側の鉄骨柱(11B)の連結プレート(18)、(19)を連結ボルト(23)で連結してなる建物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主として木造家屋の耐震補強に使用される建物の耐震補強具と、この耐震補強具で補強している建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
建物にとって、耐震強度は大切な特性である。建築基準法は、木造建築の耐震強度を特定しないが、鉄骨建物や鉄筋コンクリートなどの建物には所定の耐震強度を特定している。建築基準法が木造建物の耐震強度を特定しないのは、木製の柱や梁からなる木造家屋では、鉄骨建物などに匹敵する耐震強度を実現するのが相当に難しいからである。ただ、木造の建物であっても、地震で破壊されるのは決して好ましいことでなく、種々の耐震補強具が開発されている。木造建築の耐震強度を向上するために、柱の間に固定されるすじかいが使用される。ただ、すじかいは、柱の間隔が広い場合には効果があっても、柱の間隔が、たとえば１間（約１．８ｍ）の半分等と狭い状態では、耐震強度を向上させる効果が少ない。とくに、柱間の壁内に、Ｘ状に配置されるすじかいは、交差部分で互いに切り欠きを設ける必要があり、この部分の強度が低下する欠点がある。
【０００３】
さらに、木造建築は、ツーバイフォーのように、室内側と室外側の両面に構造用合板等を固定する壁パネルによっても、耐震強度を向上することができる。ただ、この構造によっても、壁パネルの幅が狭い状態では、十分な耐震強度を実現できない。
【０００４】
このように欠点を解消することを目的として、土台と梁と柱で囲まれる壁内領域に固定する耐震補強具が開発されている。（特許文献１ないし３参照）
【特許文献１】特開２００２−２２７４２６号公報
【特許文献２】特開２０００−３５２２１８号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２１３３号公報
【特許文献４】特開２００４−１９７５３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの特許文献１ないし３に記載される耐震補強具は、土台と梁と柱で囲まれる壁内領域に、鉄筋のすじかいを固定して建物を補強する。すじかいで補強することから、柱の間隔を広くする必要があり、柱の間隔が狭いと、十分な強度に補強できない。また、これ等の引用文献に記載される耐震補強具は、地震による振動のエネルギーを吸収できない。このため、地震で建物が強く揺れるとき、建物との連結部に極めて大きな力が作用して、木造建築の連結部を損傷させる欠点がある。
【０００６】
この弊害を防止する耐震補強具とし、建物の振動のエネルギーをダンパーに吸収させる耐震補強具が特許文献４に記載される。この耐震補強具は、図１と図２に示すように、基礎フレーム９２に垂直に鉄骨柱９１を固定している鉄骨フレーム９０を、木造住宅の土台９６と基礎コンクリート９７に外側から固定している。鉄骨フレーム９０は、基礎フレーム９２の両端に固定しているベースプレート９３を土台９６と基礎コンクリート９７に固定している。この鉄骨フレーム９０の鉄骨柱９１は、その上端を、木造住宅の梁９８に固定している緊結プレート９４にダンパー９５を介して連結している。この耐震補強具は、大地震時に土台９６と梁９８が相対的に振動するとき、振動のエネルギーをダンパー９５に吸収させる。このため、この耐震補強具は、既存の木造住宅との連結部分が破壊されるのを防止しながら、木造建築を補強できる特徴がある。
【０００７】
ただ、特許文献４の耐震補強具は、鉄骨柱９１の上端をダンパー９５を介して梁９８に連結するので、鉄骨柱９１と基礎フレーム９２との連結強度を極めて強くする必要がある。それは、土台９６と梁９８が相対的に水平方向に移動して振動するとき、長い鉄骨柱９１に強い曲げモーメントが作用するからである。鉄骨柱９１の曲げモーメントは鉄骨柱９１の長さに比例して大きくなる。鉄骨柱９１が、木造建築の柱全長に等しくなることから、鉄骨柱９１の曲げモーメントは相当に大きく、鉄骨柱９１と基礎フレーム９２との連結部分には極めて強い連結強度が要求される。この部分は溶接して連結されることから、理想的な状態で溶接する必要があり、溶接に高度な技術と手間を必要とする欠点がある。
【０００８】
また、ダンパー９５を梁９８の外側に固定することから、梁９８に接近して固定される外壁９９と梁９８の間には配置できない。このため、ダンパー９５を外壁９８の外側に固定する必要がある。この取り付け構造は、耐震補強具が屋外に配置されることから、建物の外観を著しく悪くするばかりでなく、耐震補強具には防錆対策が必要となる。さらに、屋外に固定される耐震補強具は、外壁９９を貫通して梁９８に連結されることから、連結部分を防水する必要がある。この防水は、一般的には外壁の貫通部分にコーキング剤を充填して行われる。ただ、このコーキング剤は経時的な劣化を防止できず、劣化すると、連結部分から外壁の内側に雨水が侵入して、外壁内を湿潤状態にする欠点がある。
【０００９】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、建物の振動のエネルギーを吸収するダンパーである緩衝材を備える構造としながら、外壁の内側に取り付けして、建物の耐震強度を著しく向上できる建物の耐震補強具と建物を提供することにある。
また、地震などの建物の振動で鉄骨柱に作用する曲げモーメントを小さくでき、鉄骨柱の連結部を簡単かつ容易に、しかも能率よく連結しながら、優れた耐震強度を実現できる建物の耐震補強具と建物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の建物の耐震補強具は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
建物の耐震補強具は、柱４を介して連結してなる土台２と梁３に連結される。耐震補強具は、土台２の上面と側面に所定の長さに沿って固定される土台プレート１２と、梁３の下面と側面に沿って連結される梁プレート１３と、この梁プレート１３と土台プレート１２に連結されるチャンネル又は角パイプからなる鉄骨柱１１とを備える。鉄骨柱１１は、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０に配設される。さらに、鉄骨柱１１は、土台プレート１２に連結される下側の鉄骨柱１１Ａと、梁プレート１３に連結される上側の鉄骨柱１１Ｂに分割している。下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂは、互いに連結される部分に垂直姿勢に配置されると共に、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０に配置して連結プレート１８、１９を連結している。下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９は、互いに緩衝スペース２０を水平方向に離して配置すると共に、水平面内に挿通される連結ボルト２３を貫通させる挿通穴２４を直線状に配置して設けている。耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９の間の緩衝スペース２０にあって、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０に、弾性変形するゴム状弾性体の緩衝材１４を配設して、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９を連結ボルト２３で連結している。
【００１１】
本発明の請求項２の耐震補強具は、請求項１の構成に加えて、鉄骨柱１１の中央部分で、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂを連結している。
【００１２】
本発明の請求項３の耐震補強具は、請求項１の構成に加えて、下側の鉄骨柱１１Ａが、互いに離して配設している４枚の連結プレート１８を有し、両側に配設される２枚の連結プレート１８の間に配設される２枚の連結プレート１９を上側の鉄骨柱１１Ｂに設けており、上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９の両側の緩衝スペース２０に緩衝材１４を配設している。
【００１３】
本発明の請求項４の耐震補強具は、請求項１の構成に加えて、上側の鉄骨柱１１Ｂが、互いに離して配設している４枚の連結プレート１９を有し、両側に配設される２枚の連結プレート１９の間に配設される２枚の連結プレート１８を下側の鉄骨柱１１Ａに設けており、下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８の両側の緩衝スペース２０に緩衝材１４を配設している。
【００１４】
本発明の請求項５の耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂとが２枚の連結プレート１８、１９を有し、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９の間の緩衝スペース２０に緩衝材１４を配設している。
【００１５】
本発明の建物は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
建物は、柱４を介して連結してなる土台２と梁３に耐震補強具１を連結している。耐震補強具１は、土台２の上面と側面に所定の長さに沿って固定される土台プレート１２と、梁３の下面と側面に沿って連結される梁プレート１３と、この梁プレート１３と土台プレート１２に連結されるチャンネル又は角パイプからなる鉄骨柱１１とを備える。鉄骨柱１１は、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０に配設される。さらに、鉄骨柱１１は、土台プレート１２に連結される下側の鉄骨柱１１Ａと、梁プレート１３に連結される上側の鉄骨柱１１Ｂに分割している。下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂは、その連結部分に垂直面内に配置される連結プレート１８、１９を有し、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９は、互いに緩衝スペース２０を水平方向に離して配置されると共に、水平面内に挿通される連結ボルト２３を貫通させる挿通穴２４を直線状に配置して設けている。耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９の間の緩衝スペース２０に、弾性変形するゴム状弾性体の緩衝材１４を配設して、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９を連結ボルト２３で連結している。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、建物の振動のエネルギーを緩衝材で吸収する構造としながら、外壁の内側に取り付けして、建物の耐震強度を著しく向上できる特徴がある。それは、本発明の耐震補強具が、土台プレートと梁プレートに連結される鉄骨柱を中間で分割して、下側の鉄骨柱と上側の鉄骨柱とし、下側の鉄骨柱と上側の鉄骨柱に連結している連結プレートを緩衝材を介して連結し、さらに、鉄骨柱と連結プレートと緩衝材を土台プレートと梁プレートと柱に囲まれる壁内領域に配設しているからである。中間で分割している鉄骨柱は、連結部分において土台プレートと梁プレートと柱に囲まれる壁内領域に連結プレートと緩衝材を配設できる。本発明の耐震補強具は、土台プレートと梁プレートと柱に囲まれる壁内領域に、鉄骨柱と緩衝材を配設することから、特許文献４のように、外壁の外側に固定する必要がない。このため、本発明の耐震補強具は、地震などの振動を吸収する緩衝材を設ける構造としながら、耐震補強具を外壁に貫通して建物に固定する必要がない。したがって、従来の耐震補強具のように、外壁の貫通部分をコーキングする必要がなく、また、コーキングが劣化して、外壁の内側に雨水が侵入する弊害を完全に防止できる。
【００１７】
さらに、本発明の耐震補強具は、鉄骨柱を中間で分割して、土台プレートと梁プレートに連結し、さらに、分割部分を緩衝材を介して連結することから、地震などの建物の振動で、梁と土台とが相対的に水平方向に運動するとき、鉄骨柱に作用する曲げモーメントを小さくできる。それは、土台プレートと梁プレートに連結している各々の鉄骨柱の全長を短くできることに加えて、その先端を緩衝材を介して連結しているからである。このため、鉄骨柱を土台プレートや梁プレートに連結する連結部の強度を低くしながら、建物の耐震強度を向上できる。しがって、鉄骨柱を簡単かつ容易に、しかも能率よく溶接して土台プレートや梁プレートに連結しながら、優れた耐震強度を実現できる特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための建物の耐震補強具と建物を例示するものであって、本発明は耐震補強具と建物を以下のものに特定しない。
【００１９】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図３と図４に示す建物は、柱４を介して連結している土台２と梁３に耐震補強具１を連結している。図の建物は、土台２を、基礎コンクリート５と、基礎コンクリート５の上に固定している柱である土台柱６とで構成している。土台２の上面には、所定の間隔で、垂直に複数の柱４を固定しており、この柱４の上端には、水平な姿勢で梁３を固定している。図の建物は木造建築であるが、本発明は必ずしも木造建築に限らず、たとえば図示しないが、鉄骨建物に耐震補強具を固定して耐震補強することもできる。以下、本発明の好ましい実施例として、木造建築に耐震補強具を固定して耐震補強を向上する実施例を詳述する。
【００２１】
以下、耐震強度の設計値を１２トンとする耐震補強具の具体例を詳述する。この耐震補強具１を、建物の四隅にＬ字状に配置する建物は、図５に示すように、横方向と縦方向の壁面に各々４組、全体で８組の耐震補強具１が固定される。したがって、この建物は、縦と横方向の振動に対する耐震強度は、１２×４トンとなり、約５０トンとなる。したがって、１平方メートルの荷重を標準の３００ｋｇ、かつ床面積を１００平方メートルとする建物であって、総重量が３０トンとなる建物にあっては、１Ｇ以上の水平加速度に耐える極めて耐震強度の大きい建物となる。近年の極めて大きな地震として、阪神大震災においては、１Ｇに近い水平加速度が作用した。以下の耐震補強具を四隅に固定する木造建築は、このような大きな地震に対しても充分に耐える耐震強度を実現する。建築基準法で規定される鉄骨建物の耐震強度は１Ｇよりも小さいことから、本発明の耐震補強具で補強する木造建築は、建築基準法で規定される耐震強度を遙かにしのぐ、きわめて優れた耐震強度を実現することができる。
【００２２】
図３と図４の建物に固定している耐震補強具１は、土台２に固定される土台プレート１２と、梁３に固定される梁プレート１３と、この梁プレート１３と土台プレート１２とを連結している鉄骨柱１１と、この鉄骨柱１１を中間で分割して、分割された部分を連結している緩衝材１４とを備える。本発明の耐震補強具は、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０、いいかえると土台２と梁３と柱４とで囲まれる壁内領域１０に固定されて、建物を耐震補強する。本明細書において「壁内領域」とは、建物の壁体を構築する領域であって、土台と梁と柱で囲まれ、かつ外壁と内装材との間の建物の壁を構成する領域を意味する。
【００２３】
土台プレート１２はＬ形鋼で、土台２の上面と側面に所定の長さに沿って固定される。土台プレート１２のＬ形鋼には、たとえば、平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を切断したものを使用する。図のＬ形鋼は、４００×１３０×１０×１６の平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を切断して所定の寸法としている。このＬ形鋼は、土台２の上面に固定される水平プレート１２Ａの幅を１１５ｍｍ、厚さを１６ｍｍ、長さを７５０ｍｍとし、土台２の側面に固定される垂直プレート１２Ｂの上下幅を３１６ｍｍ、厚さを１０ｍｍ、長さを７５０ｍｍとするものである。ただし、ひとつの耐震補強具１の土台プレート１２に要求される耐震強度は、建物の重さ等によって変化するので、土台プレートには、必ずしもこの寸法のＬ形鋼を使用する必要はなく、これよりも厚く、あるいは薄く、また幅が広くあるいは狭く、さらに全長を長くまたは短くすることもできる。
【００２４】
木造建築は、基礎コンクリート５の上に土台柱６を固定して土台２を構築する。図の土台プレート１２は、土台２である基礎コンクリート５と土台柱６の両方に固定している。土台プレート１２は、土台柱６の上面と側面に、直径を８ｍｍ、長さを９０ｍｍとするタッピングスクリュウ１５を介して固定され、基礎コンクリート５には、Ｍ２２の固定ボルト１６を介して固定している。土台プレート１２は、タッピングスクリュウ１５等を挿通し、また固定ボルト１６を挿通する貫通孔を設けている。固定ボルト１６は、基礎コンクリート５を貫通して、土台プレート１２を基礎コンクリート５に固定する。土台柱６と基礎コンクリート５の両方に土台プレート１２を固定する構造は、土台プレート１２をしっかりと建物の土台２に固定できる。ただ、土台プレートは、土台柱と基礎コンクリートのいずれか一方にのみ固定することもできる。
【００２５】
梁プレート１３もＬ形鋼で、梁３の下面と側面に沿って固定される。Ｌ形鋼である梁プレート１３には、土台プレート１２と同じように、平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を切断したものを使用する。すなわち、このＬ形鋼も、４００×１３０×１０×１６の平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を切断して所定の寸法としている。このＬ形鋼は、梁３の下面に固定される水平プレート１３Ａの幅を１１５ｍｍ、厚さを１６ｍｍ、長さを７５０ｍｍとし、梁３の側面に固定される垂直プレート１３Ｂの上下幅を２００ｍｍ、厚さを１０ｍｍ、長さを７５０ｍｍとするものである。図の梁プレート１３は、木製の梁３にねじ込まれるタッピングスクリュウ１５、あるいは梁３に打ち込まれる釘を介して連結され、さらに、梁３を貫通する固定ボルト１６によっても梁３に固定している。梁プレート１３は、これらのタッピングスクリュウ１５、ネジ、固定ボルト１６を挿通する貫通孔をあらかじめ設けている。
【００２６】
鉄骨柱１１は、梁プレート１３と土台プレート１２に溶接して連結される。この鉄骨柱１１は、３８０×１００×１０．５×１６ｍｍのチャンネル材、すなわち溝形鋼である。このチャンネル材は、幅広部分の幅を３８０ｍｍ、厚さを１０．５ｍｍとし、この幅広部の両側に設けているリブ部の幅を１００ｍｍ、厚さを１６ｍｍとする。ただし、この鉄骨柱１１には、チャンネルに代わって角パイプも使用できるのは言うまでもない。鉄骨柱１１は、土台プレート１２に連結される下側の鉄骨柱１１Ａと、梁プレート１３に連結される上側の鉄骨柱１１Ｂとに中間で分割している。分割された下側の鉄骨柱１１Ａは土台プレート１２に溶接して連結され、また上側の鉄骨柱１１Ｂは梁プレート１３に溶接して連結している。鉄骨柱１１は、図４に示すように、土台プレート１２と梁プレート１３を土台２と梁３に固定する状態で、土台柱６と梁３と同一垂直面内に配置するように、土台プレート１２と梁プレート１３に溶接して直角に固定される。鉄骨柱１１は、好ましくは、上側の鉄骨柱１１Ｂと下側の鉄骨柱１１Ａの長さが同じになるように、中間で分割する。ただし、本発明の耐震補強具は、土台と梁の間の寸法が異なる種々の建物に固定されることから、たとえば、下側の鉄骨柱の長さを一定とし、建物に合わせて上側の鉄骨柱の寸法を調整する。したがって、鉄骨柱は、ほぼ中央が分割されるが、必ずしも全ての建物に固定される状態で、鉄骨柱の正確な中央で分割されるわけではない。
【００２７】
図の耐震補強具１は、土台プレート１２の長さを下側の鉄骨柱１１Ａの幅よりも長くして、下側の鉄骨柱１１Ａの両側にコーナープレート１７を溶接して、下側の鉄骨柱１１Ａと土台プレート１２との連結強度、とくに曲げ強度を大きくしている。また、梁プレート１３の長さも上側の鉄骨柱１１Ｂの幅よりも長くして、上側の鉄骨柱１１Ｂの両側にコーナープレート１７を溶接して、上側の鉄骨柱１１Ｂと梁プレート１３との連結部分の曲げ強度を大きくしている。コーナープレート１７は、厚さを９ｍｍとする直角三角形の鉄板である。
【００２８】
分割された鉄骨柱１１を連結するために、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂは、図３、図６、及び図７に示すように、その連結部分に連結プレート１８、１９を固定している。連結プレート１８、１９は、垂直姿勢に配置されると共に、土台プレート１２と梁プレート１３と柱４に囲まれる壁内領域１０に配置して設けられる。図の耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａに４枚の連結プレート１８を固定して、上側の鉄骨柱１１Ｂに２枚の連結プレート１９を固定している。下側の鉄骨柱１１Ａに連結される連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂに連結される連結プレート１９は、互いに水平方向に離して配置されて、その間に緩衝スペース２０を設けている。下側の鉄骨柱１１Ａは、２枚の連結プレート１８を一対として、図６において、鉄骨柱１１の左右に配置している。一対の連結プレート１８の間に、上側の鉄骨柱１１Ｂに連結する連結プレート１９を配設して、上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９の両側に緩衝スペース２０を設けている。この耐震補強具１は、上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９の両側の緩衝スペース２０に緩衝材１４を配設している。緩衝材１４は、下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９の間に挟着される状態で配置される。図３、図６、及び図７の耐震補強具１は、上側の鉄骨柱１１Ｂに連結している２枚の連結プレート１９の両側に緩衝スペース２０を設けて、ここに緩衝材１４を配置する。したがって、全体で４個の緩衝材１４を緩衝スペース２０に配置し、４個の緩衝材１４を介して下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９を相対的に水平方向に振動できるように連結する。
【００２９】
下側の鉄骨柱１１Ａは、４００×１３０×１４×２２ｍｍのチャンネル材である平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を中央で切断して両側の連結プレート１８とし、２２ｍｍの鉄板を裁断したものを中央の連結プレート１８とする。チャンネル材は、連結プレート１８の厚さを２２ｍｍとするように切断して使用する。これらの連結プレート１８は、壁内領域１０に配置できるように、幅を１００ｍｍとしている。両側の連結プレート１８となるチャンネル材と、中央の２枚の連結プレート１８となる鉄板は、図７に示すように、チャンネル材からなる鉄骨柱１１の先端に溶接して固定される。さらに、図６と図７に示す耐震補強具１は、中央の２枚の連結プレート１８の間を補強プレート２１で連結している。補強プレート２１は、両端縁を中央の２枚の連結プレート１８の対向する内側に溶接して、一方の側縁を、下側の鉄骨柱１１Ａの上端縁に溶接している。さらに、下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８は、中央の２枚の連結プレート１８の下端に、１６ｍｍの厚さのベースプレート２２を溶接している。ベースプレート２２は、チャンネル材である下側の鉄骨柱１１Ａの内側に溶接される形状であって、鉄骨柱１１のチャンネル材から突出しない幅に切断されて、チャンネル材である鉄骨柱１１の内側に溶接され、さらに、中央の２枚の連結プレート１８の下端にも溶接している。ベースプレート２２は、中央の２枚の連結プレート１８をしっかりと下側の鉄骨柱１１Ａに連結する。上側の鉄骨柱１１Ｂは、４００×１３０×１４×２２ｍｍのチャンネル材である平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を１００ｍｍの長さに切断して、チャンネル材の背面を、鉄骨柱１１の先端縁に溶接している。
【００３０】
図３の耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａに４枚の連結プレート１８を、上側の鉄骨柱１１Ｂに２枚の連結プレート１９を固定するが、本発明は、図３の耐震補強具の上下を反転してなる構造として、下側の鉄骨柱に２枚の連結プレートを固定し、上側の鉄骨柱に４枚の連結プレートを固定することもできる。
【００３１】
下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９は、連結ボルト２３を挿通する挿通穴２４を設けている。各々の連結プレート１８、１９は、連結ボルト２３を水平方向に挿通できるように、連結ボルト２３を貫通させる挿通穴２４を直線状に設けている。連結ボルト２３は、連結プレート１８、１９の挿通穴２４に挿通されて、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９を連結する。図６と図７の耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａの両側に２組の連結プレート１８を設けているので、２本の連結ボルト２３で、下側の鉄骨柱１１Ａの両側に設けている一対の連結プレート１８に上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９を連結している。連結ボルト２３は、連結プレート１８、１９の挿通穴２４に挿通され、さらに緩衝材１４の中心部に設けている連結孔２５を貫通して、上下の鉄骨柱１１に連結している連結プレート１８、１９を連結する。連結ボルト２３は、連結プレート１８、１９の挿通穴２４に摺動できる状態で挿通される。このため連結ボルト２３の外径は、連結プレート１８、１９の挿通穴２４の内径よりも小さくしている。上側の鉄骨柱１１Ｂと下側の鉄骨柱１１Ａが相対運動するとき、連結ボルト２３が連結プレート１８、１９の挿通穴２４を摺動するからである。
【００３２】
図６と図７の耐震補強具１は、全体で４個の緩衝材１４を緩衝スペース２０に配置し、４個の緩衝材１４を介して下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９を相対的に水平方向に振動できるように連結している。ただ、本発明の耐震補強具は、図８に示すように、２個の緩衝材１４を介して、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂを連結プレート１８、１９を介して連結することもできる。この耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａに２枚の連結プレート１８を固定し、この連結プレート１８の外側に、上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９を配置している。この耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９の間に緩衝スペース２０を設けて、ここに緩衝材１４を配設している。
【００３３】
さらに、本発明の耐震補強具は、図９ないし図１２に示すように、鉄骨柱１１の側面に位置するプレートを連結プレート１８、１９に併用して、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂとを、緩衝材１４を介して連結することもできる。これらの図に示す耐震補強具は、鉄骨柱１１をチャンネル材としているので、チャンネル材の両側のフランジ部１１ａを連結プレート１８、１９に併用している。図示しないが、角パイプからなる鉄骨柱は、側面を連結プレートに併用する。
【００３４】
図９と図１０に示す耐震補強具は、チャンネル材である下側の鉄骨柱１１Ａの対向するフランジ部１１ａの上端部を一対の連結プレート１８としている。さらに、この耐震補強具は、上側の鉄骨柱１１Ｂの下端から下方に突出するチャンネル材２６を、チャンネル材である上側の鉄骨柱１１Ｂの内側に固定しており、このチャンネル材２６の対向するフランジ部２６ａの下端部を一対の連結プレート１９としている。このチャンネル材２６は、一対のフランジ部２６ａの間隔を、上側の鉄骨柱１１Ｂのフランジ部１１ａの間隔よりも狭くすると共に、フランジ部２６ａの先端がフランジ部１１ａの先端よりも突出しない形状として、上側の鉄骨柱１１Ｂを壁内領域に配設できる幅としている。チャンネル材２６は、本体プレート部２６ｂを、チャンネル材である上側の鉄骨柱１１Ｂの本体プレート部１１ｂに溶接して固定している。さらに、チャンネル材２６は、上端にベースプレート２２を溶接している。ベースプレート２２は、チャンネル材である上側の鉄骨柱１１Ｂの内側に溶接される形状であって、上側の鉄骨柱１１Ｂの内側と、チャンネル材２６の上端に溶接している。さらに、下側の鉄骨柱１１Ａは、チャンネル材２６の下方において、チャンネル材である下側の鉄骨柱１１Ａの内側に補強プレート２７を溶接して、左右の連結プレート１８を補強している。
【００３５】
この耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａのフランジ部１１ａである２枚の連結プレート１８と、上側の鉄骨柱１１Ｂに固定したチャンネル材２６のフランジ部２６ａである２枚の連結プレート１９の間に緩衝スペース２０を設けて、ここに緩衝材１４を配設している。さらに、図に示す耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８の外側にも緩衝材１４を配置している。緩衝スペース２０に配設される緩衝材１４と連結プレート１８の外側に配設される緩衝材１４は、連結プレート１８、１９を貫通する連結ボルト２３を介して連結される。連結プレート１８の外側に配置される緩衝材１４は、外側の端面に保持プレート２８が配設されており、この保持プレート２８に連結ボルト２３を貫通させる状態で鉄骨柱１１に締め付けて固定している。この緩衝材１４は、保持プレート２８を介して端面が押圧される状態で鉄骨柱１１に連結される。この耐震補強具は、４個の緩衝材１４を介して地震のエネルギーを吸収する。ただ、この耐震補強具は、各々の緩衝スペースに配設される２個の緩衝材を介して、連結プレートを連結することもできる。
【００３６】
さらに、図に示す耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａと、上側の鉄骨柱１１Ｂに固定したチャンネル材２６とを引付ボルト３０を介して連結している。下側の鉄骨柱１１Ａとチャンネル材２６は、互いに密着する本体プレート部１１ｂと本体プレート部２６ｂとを、これらを貫通する引付ボルト３０を介して互いに連結している。下側の鉄骨柱１１Ａの本体プレート部１１ｂと、チャンネル材２６の本体プレート部２６ｂは、引付ボルト３０を挿通する連結穴２９を対向する位置に開口している。これらの連結穴２９は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの左右方向のずれを許容できるように、少なくとも一方を、左右方向に伸びるスリット状としている。図の耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａの本体プレート部１１ｂに設ける連結穴２９を円形として、チャンネル材２６の本体プレート部２６ｂに設ける連結穴２９を左右方向に延びるスリット状としている。引付ボルト３０は、本体プレート部１１ｂの連結穴２９と、本体プレート部２６ｂの連結穴２９とに挿通されると共に、先端にスプリングワッシャ３２とナット３１を挿入して、下側の鉄骨柱１１Ａとチャンネル材２６とを互いに連結している。このように、引付ボルト３０を介して互いに連結される下側の鉄骨柱１１Ａとチャンネル材２６は、摩擦のある状態で連結できるので、地震の揺れによる下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの相対的な位置ずれを抑制して、建物の振動のエネルギーを軽減できる。
【００３７】
以上の耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの上下方向の中心軸を同軸に配置している。ただ、本発明の耐震補強具は、下側の鉄骨柱と上側の鉄骨柱とを同軸に配置することなく、偏心して配置することもできる。図１１と図１２に示す耐震補強具は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂとを左右方向にずらして、すなわち、中心軸を編心して配置している。さらに、この図に示す耐震補強具は、チャンネル材である上下の鉄骨柱１１のフランジ部１１ａを連結プレート１８、１９としている。すなわち、下側の鉄骨柱１１Ａの対向するフランジ部１１ａの上端部を一対の連結プレート１８とし、上側の鉄骨柱１１Ｂの対向するフランジ部１１ａの下端部を一対の連結プレート１９としている。この耐震補強具１は、下側の鉄骨柱１１Ａの連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１９の間に緩衝スペース２０を設けて、ここに緩衝材１４を配設している。さらに、図に示す耐震補強具は、４枚の連結プレート１８、１９のうち、内側に位置する２枚の連結プレート１８、１９の内面にも緩衝材１４を配置している。緩衝スペース２０に配設される緩衝材１４と内側に位置する連結プレート１８、１９の内側に配設される緩衝材１４は、連結プレート１８、１９を貫通する連結ボルト２３を介して連結される。内側に位置する連結プレート１８、１９の内側に配置される緩衝材１４は、内側の端面に保持プレート２８が配設されており、この保持プレート２８に連結ボルト２３を貫通させる状態でナット３３を締め付けて、鉄骨柱１１に固定している。内側に配置される緩衝材１４は、保持プレート２８を介して、端面が押圧される状態で鉄骨柱１１に連結される。この耐震補強具は、４個の緩衝材１４を介して地震のエネルギーを吸収する。ただ、この耐震補強具も、各々の緩衝スペースに配設される２個の緩衝材を介して、連結プレートを連結することができる。
【００３８】
さらに、図１３に示す耐震補強具は、鉄骨柱１１として角パイプを使用している。これらの鉄骨柱１１は、壁内領域１０に収納できるように、幅を１００ｍｍとする細長い長方形の断面形状としている。さらに、下側の鉄骨柱１１Ａは、チャンネル材である平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を１００ｍｍの長さに切断して、チャンネル材の背面を、下側の鉄骨柱１１Ａの上端縁に溶接して、両側に連結プレート１８を設けている。また、上側の鉄骨柱１１Ｂは、チャンネル材である平行フランジ溝形鋼（ＰＦＣ）を１００ｍｍの長さに切断して、チャンネル材の背面を、上側の鉄骨柱１１Ｂの下端縁に溶接して、両側に連結プレート１９を設けている。下側の鉄骨柱１１Ａに連結プレート１８と上側の鉄骨柱１１Ｂに固定される連結プレート１９は、互いに反対方向に位置ずれする姿勢で固定しており、互いに対向する連結プレート１８、１９間に緩衝スペース２０を設けて、ここに緩衝材１４を配設している。図に示す耐震補強具は、上下の鉄骨柱１１に対する上下の連結プレート１８、１９のずれを緩衝材１４の長さと等しくしており、上下の鉄骨柱１１の中心軸を同軸に配設している。この耐震補強具は、各々の緩衝スペース２０に配設される２個の緩衝材１４を介して、連結プレート１８、１９を連結しているが、前述の実施例と同様に、対向する連結プレートの内側又は外側に２個の緩衝材を配設して、４個の緩衝材を介して、地震のエネルギーを吸収することもできる。
【００３９】
緩衝材１４は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９に挟着されて弾性変形するゴム状弾性体である。緩衝材１４のゴム状弾性体は、天然又は合成ゴム、あるいは弾性変形する軟質の合成樹脂が使用される。緩衝材１４のゴム状弾性体は、たとえば、軟質ウレタンを使用する。緩衝材１４は、連結ボルト２３を挿通する連結孔２５を中心に設けている円柱状ないしは多角柱状で、連結プレート１８、１９の外側に突出しない太さに加工している。
【００４０】
図６、図７、及び図９ないし図１２の耐震補強具１に使用する緩衝材１４は、１方向の水平力を２個の緩衝材１４の圧縮力として支持する。したがって、緩衝材１４は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂの連結プレート１８、１９に、１２トンの水平力が作用するとき、すなわち、各々の緩衝材１４に１２／２トンの水平力が作用するとき、１０％ないし３０％圧縮される弾性率のものを使用する。図８と図１３に示す耐震補強具１は、１方向の水平力をひとつの緩衝材１４の圧縮力として支持する。したがって、この耐震補強具１の緩衝材１４は、下側の鉄骨柱１１Ａと上側の鉄骨柱１１Ｂに１２トンの水平力が作用するとき、この力で１０％ないし３０％圧縮される弾性率のものを使用する。ただし、耐震補強具は、使用する建物によって、支持する水平力が異なるので、支持する水平力に耐える圧縮率の緩衝材を使用する。
【００４１】
以上の耐震補強具１は、以下の方法で建物に固定される。耐震補強具１は、建前の完了した土台２と梁３に固定される。耐震補強具１は、土台プレート１２を土台２に、梁プレート１３を梁３に固定する。土台プレート１２と梁プレート１３は、タッピングスクリュウ１５と固定ボルト１６を介して土台２と梁３に固定される。この状態で、耐震補強具１は、土台２と梁３の水平方向の振動を緩衝材１４に吸収し、緩衝材１４を介して上側の鉄骨柱１１Ｂと下側の鉄骨柱１１Ａを連結して建物の耐震強度を向上する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】従来の耐震補強具の一例を示す正面図である。
【図２】図１に示す耐震補強具を木造住宅に使用する状態を示す垂直断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかる耐震補強具を建物に連結した状態を示す正面図である。
【図４】図３に示す耐震補強具と建物の連結構造を示す垂直断面図である。
【図５】耐震補強具を四隅に配置する建物の一例を示す概略水平断面図である。
【図６】図３に示す耐震補強具の中央部を示す拡大正面図である。
【図７】図３に示す耐震補強具の中央部の分解斜視図である。
【図８】本発明の他の実施例にかかる耐震補強具の中央部を示す拡大正面図である。
【図９】本発明の他の実施例にかかる耐震補強具の中央部を示す拡大正面図である。
【図１０】図９に示す耐震補強具の中央部を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図１１】本発明の他の実施例にかかる耐震補強具の中央部を示す拡大正面図である。
【図１２】図１１に示す耐震補強具の中央部を示すＡ−Ａ線断面図である。
【図１３】本発明の他の実施例にかかる耐震補強具の中央部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４３】
１…耐震補強具
２…土台
３…梁
４…柱
５…基礎コンクリート
６…土台柱
１０…壁内領域
１１…鉄骨柱                  １１Ａ…下側の鉄骨柱
１１Ｂ…上側の鉄骨柱
１１ａ…フランジ部
１１ｂ…本体プレート部
１２…土台プレート            １２Ａ…水平プレート
１２Ｂ…垂直プレート
１３…梁プレート              １３Ａ…水平プレート
１３Ｂ…垂直プレート
１４…緩衝材
１５…タッピングスクリュウ
１６…固定ボルト
１７…コーナープレート
１８…連結プレート
１９…連結プレート
２０…緩衝スペース
２１…補強プレート
２２…ベースプレート
２３…連結ボルト
２４…挿通穴
２５…連結孔
２６…チャンネル材            ２６ａ…フランジ部
２６ｂ…本体プレート部
２７…補強プレート
２８…保持プレート
２９…連結穴
３０…引付ボルト
３１…ナット
３２…スプリングワッシャ
３３…ナット
９０…鉄骨フレーム
９１…鉄骨柱
９２…基礎フレーム
９３…ベースプレート
９４…緊結プレート
９５…ダンパー
９６…土台
９７…基礎コンクリート
９８…梁
９９…外壁
【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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