(57)【要約】【課題】鉄骨フレームを組み立てるにあたり高度な技能を必要とする溶接を排除し、また枠組に高価なＨ形鋼の使用を回避できるようにする。【解決手段】ブレース４を取り付けるためのガセットプレート７には、水平材１、鉛直材２もしくはその両方にボルト付けするための多数のボルト挿通孔１０を形成する。その水平材１および鉛直材２のそれぞれには、ガセットプレート７を挟み付けるべく背中合わせとした二つの形鋼９，９を採用する。そのガセットプレート７は、その二つの形鋼との三つ重ね状態で高力ボルト８，８による摩擦接合によって固定される。水平材、鉛直材、ブレース、ガセットプレートを含んだ鉄骨フレーム５には、これら部材相互の接合のために溶接が採用されることがない。【選択図】        図１
2004324322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平材と鉛直材とで囲んで形成される枠組にブレースが組み込まれた鉄骨フレームを既存建物に取り付けることにより、耐震補強できるようにした鉄骨フレーム耐震補強構造において、
前記ブレースを取り付けるためのガセットプレートには、水平材、鉛直材もしくはその両方にボルト付けするための多数のボルト挿通孔が備えられ、
前記水平材および鉛直材のそれぞれは、前記ガセットプレートを挟み付けるべく背中合わせとした二つの形鋼で形成され、
前記ガセットプレートは、前記二つの形鋼との三つ重ね状態で高力ボルトによる摩擦接合によって固定され、
水平材、鉛直材、ブレース、ガセットプレートを含んだ鉄骨フレームには、これら部材相互の接合のために溶接が使用されていないことを特徴とする鉄骨フレーム耐震補強構造。
【請求項２】
水平材と鉛直材とで囲んで形成される枠組にブレースが組み込まれた鉄骨フレームを既存建物に取り付けることにより、耐震補強できるようにした鉄骨フレーム耐震補強工法において、
背中合わせすることができる二つの形鋼で形成された水平材や鉛直材に、平鋼板で製作されたガセットプレートを挟んで三つ重ねとし、その重ね部において高力ボルトにより摩擦接合し、ブレースを取り付けるためのガセットプレートを介しそれぞれ二部材からなる水平材と鉛直材とを結合させて鉄骨フレームを形成するようにしたことを特徴とする鉄骨フレームによる耐震補強工法。
【請求項３】
水平材と鉛直材とで囲んで形成される枠組にブレースが組み込まれた鉄骨フレームを既存建物に外付けすることにより、耐震補強できるようにした鉄骨フレーム耐震補強工法において、
上下のフランジとそれを繋ぐウエブからなる溝形鋼の腹面を既存建物外壁面に対面させ、該溝形鋼の背面を外側にして水平材と鉛直材からなる鉄骨フレームを形成し、該両部材の繋ぎ部分の背面側であって該溝形鋼の捩れに対する剪断中心もしくはその近傍に平鋼板製のガセットプレートを配置し、その重ね部において高力ボルトにより摩擦接合し、ブレースを取り付けるためのガセットプレートを介しそれぞれ一部材からなる水平材と鉛直材とを結合させて鉄骨フレームを形成するようにしたことを特徴とする鉄骨フレームによる耐震補強工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鉄骨フレーム耐震補強構造および補強工法に係り、詳しくは、既存建物にブレースが組み込まれた鉄骨フレームを取り付けて耐震補強する際に、その鉄骨フレームを組み立てるにあたって、品質確保に多大の手間や熟練作業等を要する溶接を排除し、安価に提供できるようにした鉄骨フレームの構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
水平材と鉛直材とで囲んで形成される枠組は、これを建物の柱・梁に内付けもしくは外付けすることにより、既存建物を耐震補強することができる。内付けは柱・梁内の壁等が取り除かれた開口部に予め組み立てられた枠組を嵌め込むことにより、また、外付けは壁等を取り除くことなく柱・梁内に沿って建物の外壁に枠組を一体化させることにより、既存建物の耐震性を増強させようとするものである。
【０００３】
その枠組を構成する水平材や鉛直材には、Ｈ形鋼を採用することが推奨されている。その鋼材は寸法の標準化された圧延Ｈ形鋼であることが多いが、応力が大きく作用する部分では板厚の大きいもの、適宜のサイズや非標準断面を有した溶接Ｈ形鋼が使用されることもある。従って、安価な溝形鋼や山形鋼が枠組に採用されるということはほとんど無いに等しく、逆に言えばその使用が実質的に排除されているとも言える。
【０００４】
枠組は上記したように剛性等の高いＨ形鋼が使用されるといえども、通常は枠組の保形性を上げるために各部材相互が強固に接合される。そのうえ、枠組にはブレースが組み込まれて耐震性の増強も図られる。このブレースの導入によりＨ形鋼の大型化も抑制され、ひいては鉄骨フレームの軽量化にも寄与させるようにしている。
【０００５】
そのブレースは枠組の中にＶ字状もしくは逆Ｖ字状にまたは対角線状に配置されることが多く、それらを枠組に取り付けるためにガセットプレートが使用される。なお、ブレース自体は鋼管であったり単純な断面形状の形鋼などであることが多いが、その両端には同種構造の継手が取り付けられ、これを介してガセットプレートに接合される。
【０００６】
その継手としてはクレビス継手が採用されたり、十字継手が使用される。前者は一本の太いピンによるピン接合であり、後者は数枚の重ね用当て板と多数の高力ボルトによる締結の剛接合である。いずれにしても、その接合のために溶接が施されることはない。この接合部分に僅かといえども溶接歪みが残留することになれば、それは補強用の斜材として機能を発揮させるうえで好ましくないからでもある。
【０００７】
一方、ブレースの両端を固定するガセットプレートは、水平材や鉛直材に強固に取り付けておく必要があるから、直接溶接付けされたり別途製作されたブラケットを介するなどしてボルト止めされる。ブラケットはやはり枠組に溶接されることになるので、いずれにしてもガセットプレートは直接もしくは間接の別なく溶接を介して固定されることになる。
【０００８】
ところで、ガセットプレートはブレースと接合される関係上、厚い板材が使用される。ましてやピン接合の場合、接合点にモーメントが作用しない設計になるとはいえ荷重が一点集中するので尚更厚くする必要がある。そのガセットプレートをＨ形鋼に取り付けようとするフランジまたはウエブは、往々にしてガセットプレートより薄い。厚いガセットプレートを薄い例えばフランジに溶接しようとすれば、ガセットプレートが取りつく辺りの裏面にスティフナを配置するなどして、Ｈ形鋼のフランジを補強しておかねばならない。
【０００９】
ちなみに、スティフナが存在することになれば、鉄骨フレームに作用する応力のかなりの部分はそのスティフナを介して伝播されることになる。その場合、水平材や鉛直材に対しては必ずしもスムーズな応力伝達がなされるとは限らないという問題も潜んでいる。
【００１０】
そうは言っても、枠組を形成する水平材と鉛直材とを溶接で、ガセットプレートと枠組とも溶接で一体化し、さらには裏当て材としてのスティフナも溶接で固定せざるを得ないことが多い。図８は、内付け用として準備された溶接接合構造の鉄骨フレームの一例である。
【００１１】
これは、上下の水平材４１，４１と左右の鉛直材４２，４２で構成する枠組にガセットプレート４３，４４を介してブレース４５，４５をＶ字形に配したものである。この鉄骨フレーム５１は図９の（ａ）にも示すように、ケミカルアンカ５２、スタッドジベル５３、スパイラルフープ５４などによって高強度無収縮モルタル５５の発現強度の増強を図るなどして躯体５６に内付けされる。
【００１２】
このようにして通常一つの鉄骨フレームを予め組み立てておき、それを開口部に嵌め込むという工程をとるが、その前作業は溶接の中でも最も厄介と言われる突き合わせ溶接が大半を占める。すなわち、図１０からも分かるように、Ｖ形ブレースの鉄骨フレーム５１の場合、水平材４１、鉛直材４２、ブレース４５のほかに、ガセットプレート取付部４６，４７が設けられ、これらが符号４６Ａ，４７Ａで表した一群のような幾つもの部品から構成されることになる。
【００１３】
もう少し詳しく述べると、ガセットプレートが取り付く部分には大きな荷重が集中するので、水平材４１や鉛直材４２よりは剛性の高い構造が与えられる。ガセットプレート取付部４６の例で言えば、水平材４１や鉛直材４２と繋がるところに、Ｈ形鋼のフランジよりも厚い板４８，４８でフランジ部を形成したＨ形断面溶接物が導入される。そして、フランジ部間を橋渡しかつウエブ部４９にも一体化されるスティフナ５０が、ガセットプレート４３，４４の取付位置を考慮して幾つか配置される。
【００１４】
これらの各部材を溶接により高い精度で組み立て、それらを水平材や鉛直材に溶接して枠組を形成させようとすれば、鉄骨フレームの製作にはどうしても設備の整った工場での作業が必要となる。言うまでもなく、組立作業に多くの工数を要し、また溶接歪みを少なくする高度な技能も必要となって簡単な作業でない。突き合わせ溶接では、溶接の手間に加えて、図９の（ｂ），（ｃ）からも分かるように、前加工として開先部４８ａ，５０ａや図１０に示すスカラップ４９ａ，４１ａ，４２ａの形成およびスティフナ５０の取り付けなどの工程が必要となるからである。
【００１５】
ちなみに、溶接による接合品質は近年非溶接部の強度を越えるほどに高くなっていると評価されている。しかし、これはあくまでも熟練工による高度な技能、必要な治具の準備や設備が整った作業環境によって実現されるものである。そのうえ、突き合わせ溶接部には超音波探傷が義務づけられており、厳密な品質管理が強いられているからにほかならない。それゆえ、コストが跳ね上がる原因となっていることは否定できない。
【００１６】
かと言って、鉄骨フレームは、Ｈ形鋼や角形パイプを枠組部材にして、高力ボルトの使用により簡単に組み立てることができるという代物であるとは到底考え難い。また、溶接組立品となっている鉄骨フレームを、そのまま工事現場へ搬入することになるので、工事資材は嵩張ったままの荷姿となり、部材単体での取り扱いの場合に比べれば輸送は極めて手間取り、これがまたコストアップの要因となる。
【００１７】
上記したように突き合わせ溶接は高度な知識と技能を必要とするが、近年、溶接技能者の不足が大きな問題ともなっており、その事態を考慮すると、溶接に代えることができると共にコスト低減にも大いに寄与する接合方法が待たれるところである。
【００１８】
ところで、特開２００２−１４６９０５号公報には、ガセットプレートを枠組に取りつけるブラケットもボルトによって固定する例が開示されている。このように高力ボルト等を使用して締結したり接合することは他の技術分野と同様に耐震補強用フレームの分野においても行われなくはない。
【００１９】
そのようなブラケットを使用するのは、ガセットプレート単体を直接水平材や鉛直材にボルト止めすることが難しいことによるが、それは枠組には角形パイプやＨ形鋼が使用されており、パイプ外面やＨ形鋼のフランジといった水平面や鉛直面を対象にして、それに対して直角に取り付けなければならないことに大きく原因している。
【００２０】
この例に限らないが、ボルト固定方式を採用しようとすると、ガセットプレートを固定するための二次的な部材としてのブラケットやアングルなどが多く必要になる。また、取り付けに際して多数のボルトが使用され、枠組を構成する部品点数の著しい増大をきたす。しかも、水平材・鉛直材にかなりの断面欠損を与えたり、その影響を抑えようとすれば大きなサイズの導入が余儀なくされることになる。
【００２１】
ちなみに、特開２００２−７０３２９号公報には、ブレースを２本の形鋼で構成させ、その先端部においてはガセットプレートを挟みつけて接合した構造が記載されている。それは、溝形鋼を背中合わせにすることによって挟み付けを可能にしたものであり、その三つ重ね部をボルト締めさせた形態となっている。しかし、ガセットプレートはあくまでも枠組を構成する水平材や鉛直材のＴ形鋼と溶接するなどして一体化されたものであり、ガセットプレートを枠組にボルトでじか付けするという思想は見られるところでない。
【００２２】
【特許文献１】
特開２００２−１４６９０５号公報
【特許文献２】
特開２００２−７０３２９号公報の図１の（Ｂ）
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題に鑑みなされたもので、その目的は、鉄骨フレームを組み立てるにあたり高度な技能を必要とする溶接を排除し、鉄骨フレームの組み立て場所を選ばず、建物や工事の難易さもしくは進捗に応じた柔軟な輸送や製作が可能となるようにすること、熟練溶接工不足の影響を受けず、また枠組には高価なＨ形鋼の使用に限定されることなくして、結局はコスト高となるのを抑制できること、構成部品点数を可及的に少なくして施工の簡略化・標準化を図りやすくすること、構成の簡素化によって応力伝播の単純化や枠組部材への円滑な伝達を可能にし、投入資材の有効利用度向上とその消費量の抑制が図られることなどを実現した鉄骨フレーム耐震補強構造および補強工法を提供することである。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、水平材と鉛直材とで囲んで形成される枠組にブレースが組み込まれた鉄骨フレームを既存建物に取り付けることにより、耐震補強できるようにした鉄骨フレーム耐震補強構造に適用される。その特徴とするところは、図１を参照して、ブレース４を取り付けるためのガセットプレート７には、水平材１、鉛直材２もしくはその両方にボルト付けするための多数のボルト挿通孔１０が備えられる。その水平材１および鉛直材２のそれぞれは、ガセットプレート７を挟み付けるべく背中合わせとした二つの形鋼９，９（例えば図２の（ａ）も参照）で形成される。そのガセットプレート７は、その二つの形鋼との三つ重ね状態で高力ボルト８，８による摩擦接合によって固定される。水平材、鉛直材、ブレース、ガセットプレートを含んだ鉄骨フレーム５には、これら部材相互の接合のために溶接が使用されていないことである。
【００２５】
耐震補強工法にあっては、背中合わせすることができる二つの形鋼で形成された水平材１や鉛直材２に、平鋼板で製作されたガセットプレート７を挟んで三つ重ねとし、その重ね部において高力ボルト８により摩擦接合し、ブレース４を取り付けるためのガセットプレート７を介しそれぞれ二部材９，９からなる水平材１と鉛直材２とを結合させて、鉄骨フレーム５を形成させるようにしたことである。
【００２６】
また、図７を参照して、上下のフランジ２１ｆ，２１ｆとそれを繋ぐウエブ２１ｗからなる溝形鋼２１の腹面を既存建物外壁面に対面させ、その溝形鋼の背面を外側にして水平材１と鉛直材２からなる鉄骨フレーム５Ａを形成する。両部材の繋ぎ部分の背面側であって溝形鋼の捩れに対する剪断中心もしくはその近傍に平鋼板製のガセットプレート７を配置し、その重ね部において高力ボルト８により摩擦接合する。ブレースを取り付けるためのガセットプレートを介しそれぞれ一部材からなる水平材と鉛直材とを結合させて鉄骨フレームを形成し、既存建物の外付け耐震補強を可能にしたことである。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、既存建物の耐震補強に供するブレースを組み込んだ鉄骨フレームが、水平材、鉛直材およびブレース取付用ガセットプレートを高力ボルトによる接合により容易に組み立てられるようになる。ガセットプレートの取付部の溶接は不要で溶接補強用スティフナも排除され、組み立てに要するコストの大幅な低減が図られる。従って、近年の溶接技能者不足の影響も受けることなく、等質かつ高品質な製品の提供が可能となる。
【００２８】
ガセットプレートの枠組部材への挟み込み構造としたことで、ガセットプレートの形状を若干変えるだけで、ブレースとの取り合いをクレビス接合および高力ボルト接合のいずれの形態であっても簡単に対応させることができる。スティフナを必要としないから応力の流れは単純化し、構造材として極めて効果的に機能させることができる。
【００２９】
枠組を形成する水平材および鉛直材には、背中合わせさえできれば安価な一般形鋼（溝形鋼、山形鋼など）を使用することができる。しかも、それに施す加工は切断、孔明け、摩擦面処理、塗装といった一次加工にとどまり、溶接した場合のような手間の掛かる作業や後処理は、三つ重ねの摩擦接合により必要でなくなる。
【００３０】
さらに言えば、鉄骨フレームの組み立て場所は工場に限らず大型の治工具が準備できない屋外でも可能となり、建物現場の状況や工事の難易、進捗具合に応じた柔軟な輸送や製作が可能となり、施工時間の無駄排除や作り置きを含めた資材管理もしやすくなる。ガセットプレートの枠組へのじか付けによって構成部品点数は可及的に減少し、また高力ボルトによる締結箇所数も大幅に少なくなり、施工の簡略化・標準化も図りやすいものとなる。
【００３１】
ガセットプレートを挟んで形成した三つ重ね部を高力ボルトで摩擦接合し、ガセットプレートを介して各二部材からなる水平材と鉛直材とを結合させた耐震補強工法によれば、ブレースを鉄骨フレーム耐震補強構造に組み込むためのガセットプレートに枠組部材コネクタとしての機能も発揮させることになり、枠組締結専用部品の導入を省き、少ない数の部品によって強固な枠組を形成させることができる。
【００３２】
溝形鋼の腹面を既存建物外壁面に対面させて鉄骨フレームを形成し、その背面側にガセットプレートを配置するようにすれば、形鋼の持つ剛強な雰囲気は和らげられ、建物壁に融和した見栄えの向上が図られる。ガセットプレートは溝形鋼の剪断中心もしくはその近傍に位置することになり、枠組を構成する水平材や鉛直材の曲げ変形は抑制され、安価な鋼材でかつ少量の投入であっても、鉄骨フレームとしての耐用性を発揮させることができるようになる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る鉄骨フレーム耐震補強構造および補強工法を、その実施の形態を表した図面に基づいて詳細に説明する。図１は、既存建物を耐震補強するための鉄骨フレームの全体を表す。これは、上下の水平材１，１と左右の鉛直材２，２とで囲む枠組３にブレース４，４がＶ字状に組み込まれたフレームであり、内付け施工のための構造となっている。
【００３４】
図からも分かるように、この鉄骨フレーム５にはブレース４の端部接合のためにクレビス継手６が採用され、それを接合するガセットプレート７は高力ボルト８によって枠組３に組み込まれている。その枠組を構成する水平材１や鉛直材２にはＨ形鋼が採用されず、例えば図２の（ａ）に示す安価な溝形鋼９が使用される。
【００３５】
この溝形鋼９が採用されているのは、後述するが二つを背中合わせにして組み合わせることができる形状であるからである。すなわち、水平材の溝形鋼９，９とガセットプレート７とで三つ重ね部を形成し、また鉛直材においてもガセットプレートとの三つ重ね部を形成して、それらを挿通する高力ボルト８によって摩擦接合による一体化を図り、ガセットプレート７を枠組３に組み込む構造としようとするのである。
【００３６】
そのために、ブレース４を取り付けるガセットプレート７には、図３に示すように、水平材１や鉛直材２もしくはその両方にボルト付けするための多数のボルト挿通孔１０が設けられる。従って、ガセットプレート７は後述するガセットプレート兼コネクタプレートとして機能することにもなる。背中合わせされる溝形鋼９は原則として同一断面形状であり、三つ重ね部には高力ボルト８を通す抜き孔１１が穿設される、すなわち、一方の形鋼の腹面から挿入され他方の形鋼の腹面側に突き出るボルトのねじ部にナットを掛けて固縛するようにしている（図２の（ａ）を参照）。
【００３７】
これによって、水平材１、鉛直材２、ブレース４、ガセットプレート７を含んだ鉄骨フレーム５は、これら部材相互の接合のために溶接が一切使用されることなく不動な組立品となる。それゆえ、高度な技能を必要とする突き合わせ溶接作業は必要とされず、しかも後で触れるが、その接合は溶接による場合よりやや柔な状態を残しておくことができる。これは、従来技術で示した図１０のように下側の水平材を左右二分しておく必要もなく、鉛直材と同じく水平材も単一寸法品を準備しておけばよいことになる。
【００３８】
このような鉄骨フレームは既存建物の耐震補強を目的とするものであるが、後で述べる外付けする場合を含めて、ＲＣ造のみならずＳＲＣ造、Ｓ造にも適用することができる。なお、本発明は補強フレームの組立構造を主題とするものであるので、鉄骨フレームの躯体取付構造については詳しく触れない。内付けの場合は、例えば図２の（ｂ）に示すようにスタッドジベル５２を植設するなどして図８の外周部（特に右側）に表した要領で固定すればよい。
【００３９】
この内付けの場合、鉄骨フレームの躯体への組込作業は通常一つのユニットを予め組み立てておき、それを開口部に嵌め込むという工程をとる。しかし、本発明に係る鉄骨フレームの場合ではボルト止めであるから組立作業は何処でもできる余地があり、工事現場まで部材単位で輸送し、そこで組み立てたり、甚だしくは開口部に運んでから組み立てつつ固定するということもできる。従って、鉄骨フレームを１ユニットとして取り扱うことが多くなるにしても、施工にはかなりの柔軟性を持たせることができる。
【００４０】
上記したように鉄骨フレームを組み立てるに当たっては溶接を排除できるようにしているので、従来問題となっていた溶接接合によるコスト高は解決される。溶接を排除することになれば、近年問題となっている溶接技能者不足の影響も受けず、かつ鉄骨フレームの等質性を確保した高い品質を発揮させることも容易となる。
【００４１】
鉄骨フレームで荷重に対して最重視されるのは言うまでもなく水平材と鉛直材であり、それらに高価なＨ形鋼を使用しなければならないという従来からの観念を取り除くことになれば、鋼材の投入量の減少や量産品・既製品の積極的な活用が図られ、その面から大幅なコスト低減が期待できることになる。これはブレースに背中合わせ材を使用する場合とは異なり、構造主材を背合わせ品とするという特異な発想によるもので、コスト面のみならず施工の利便性も著しく向上させることになる。
【００４２】
なお、枠組部分は既存建物に融合して埋没もしくはそれに近いかたちとされることになるが、ブレースはその枠組をよぎる部材であり、それが背合わせ品であると見栄えを損なう。従って、図１のように体裁のよい筒状本体を持ったブレースをスマートなピン接合用のクレビス継手で接合するか、剛接合式とするなら後述する十字継手とすれば見栄えが良くなる。
【００４３】
いずれにしても目に映りやすいブレースにはソフトな印象を与えておき、建物に融和させやすい枠組部分は美的感覚が少し欠けても差し支えない場合が多いとの知見にも基づいていると言える。本発明においては枠組材を背合わせ品とするので、それにガセットプレートを挟み込んで取り付ける。そして溶接を採用していないことにもよるが、後述する図６の左下部に表したように、ブレース４をいずれの箇所にでも配置できる余地が残される。
【００４４】
その点でも、ガセットプレートの位置やブレースの長さに関して大きな自由度を与えておくことができ、設計に高い柔軟性を持たせることができ都合よいものとなる。さらには、工作の単純化、高精度加工からの解放、組立作業の簡易化という面などでボルト締結はおおいに寄与するものであり、価格面で着工が手控えられることの多い耐震補強工事の一層の普及を促すことができる。
【００４５】
ピン接合にするとモーメントは作用しなくなるとはいえ、一点集中するのでガセットプレートは厚くなる傾向にある。図１の例では一枠組あたり３枚、図４の対角線配置なら２枚のガセットプレート７が必要であるが、水平材と鉛直材との接合を図る必要のある角部にガセットプレートが位置しない場合、同じ厚みの接合用プレート（スペーサ兼コネクタプレート）１２を準備してやればよい。ガセットプレートは単純な一枚板でよく、接合用プレートと共に同一の板材から材料どりすることができる。
【００４６】
すなわち、枠組を構成する部材としては溝形鋼と平鋼板を準備しておけばよいことを意味し、これによって購入しておかなければならない鋼材の寸法や種類は可及的に少なくなる。例えば特開２００２−１４６９０５号公報などに記載されているような多岐にわたる形状のブラケット等を製作するための各種鋼材の準備や、それらからの個々の部材の製作は必要でなくなる。それゆえ、枠組にガセットプレートを固定するための高力ボルトの数も格段に少なくなり、ひいてはボルト締結の作業量低減が助長される。
【００４７】
ガセットプレートの枠組に対する固定形態が簡素化されると、ブレースとの間でやりとりされる力の伝達も、スティフナが取り付けられている場合に比べれば単純化されることになる。構造材としての寄与率は高くなり、無駄の抑えられた鉄骨フレームを製作することができる。
【００４８】
なお、背合わせ品となる水平材や鉛直材の対面隙間にはモルタルを圧入するなどして部材としての一体性を上げておくことが好ましい。これは、内付けの場合も後述する外付けの場合（図２の（ｅ）を参照）も、躯体５６との接合に無収縮モルタル５５等を施すときに自ずと充填されるようにしておくか、両者同時期に充填操作するなどすれば、それがために特に大きな作業負担を新たに生じさせることもない。
【００４９】
ちなみに、水平材や鉛直材さらにはガセットプレートやスペーサ兼コネクタプレートにおいても、高力ボルトが挿通する孔にはねじが刻設されることなくナットを掛けて固定される。従って、ボルト挿通孔はねじ径に対して多少余裕のある大きさとなっている。高力ボルトによる接合はあくまで摩擦接合を達成させようとするものであるが、この孔の僅かな余裕は接合時の挿通作業の労力を軽減させるだけでなく、溶接による場合のような無用な残留応力の発生も回避させる効用があり、また部材の対面馴染みも助長させることになって都合がよい。
【００５０】ところで、図２の（ａ）に表した例で言えば、ガセットプレート７におけるクレビス座面にはディスク１３，１３を張りつけるなどして接合時の係合状態の安定が図られている。この部分は、溶接による一体化で歪みが残ったとしても、ボルト止めされるまでは単品で扱われるから、後処理を施すなどして修正することができる。本発明はこの部分まで溶接排除を企図するものでなく、ガセットプレートの重量増を抑える配慮や母材の座面増厚等は適宜な手段で行えばよい。
【００５１】
上の例では背合わせ品として溝形鋼を使用した例を説明したが、それに限らず図２の（ｃ），（ｄ）に示した山形鋼９Ａや図示しないＴ形鋼であっても差し支えない。背中合わせが可能な形状の形鋼であればよく、しかも標準品などの低廉な圧延鋼材で十分である。いずれにしても、鋼材に施す加工は切断、孔明け、摩擦面処理、塗装といった一次加工だけでよくなり、溶接のような手間の掛かる作業や後処理は必要でなくなる。このように溝形鋼等を枠組を形成する水平材や鉛直材に適用するということは、Ｈ形鋼の使用を一般的な推奨規準としていることに対して一石を投じることになるとも言える。
【００５２】
図４はＶ字形のブレースに代えて対角線に配したブレース４Ａを備える鉄骨フレームの例である。これにおいても理屈上は図１の場合と何ら変わるところはない。ちなみに、この図は、水平材１と鉛直材２との端部がそれぞれ約４５度に切り落とされ、両部材の交差部材が斜めに突き合わされた例となっている。このようにしておけば、内付けの場合、躯体との接合において小口塞ぎを積極的に行わなくても充填モルタルが漏れ出ないようにしておくことができる利点がある。
【００５３】
図５は十字継手１５を採用したブレース１６が組み込まれている例である。断面が十字をなす継手は、左側に表したようにガセットプレート７Ａ，７Ａ間に配置した後、右側のように当て板１７が継手面に重ねられて高力ボルト８により固縛される。この例においても、図４のように交差部を斜めに突き合わせておくことは差し支えない。
【００５４】
十字継手を使用する場合はクレビス継手の場合に比べて薄いガセットプレートを使用できるので、その場合にはスペーサ兼コネクタプレート１２Ａも薄いものを採用することができる。これからも分かるように、ガセットプレートの枠組部材への挟み込み構造としていることで、ガセットプレートの形状を少し変えたり厚みを変更するだけで、クレビス接合および高力ボルト接合といったごとく、ブレースとの取り合いに対して簡単に対応を変化させることができる。
【００５５】
図６は外付け工事とした場合の例である。その場合には、部材を一つひとつ組み上げていくことが多い。建物の前に広場があれば、地上で何階分もの枠組を一体化して作り、それを立て掛けるということもできる。なお、この図のように水平材１Ａを左右に長く通すと鉛直材２Ａは一区画ごとの短いものとなる。図示しないが、鉛直材を長くすれば水平材は区画単位のものとなる。いずれにしても、水平材１と鉛直材２の交差部にはスペーサ兼コネクタプレート１２が、その部分にブレース４が取り付けられる場合にはガセットプレート兼コネクタプレート１４を使用することになる。
【００５６】
もちろん、ガセットプレート（ガセットプレート兼コネクタプレートを含む）やスペーサ兼コネクタプレートは一区画で独立させるのではなく、左右や上下の区画との連続性を図る配慮がなされた形状となることは言うまでもない。なお、水平材、鉛直材のいずれが長くても、ガセットプレートやガセットプレート兼コネクタプレート等は限られた数の形のものを準備しておけば十分となる。
【００５７】
外付けする場合の躯体への取付構造は内付けの場合と向きが異なる程度で実質的に変わりがなく、図２の（ｅ）に表したように枠組３と躯体５６の壁面との間に各種の繋ぎ材を配して無収縮モルタル５５が打設される。以上述べたようにピン接合であれ高力ボルト接合（十字継手）であれ枠組には何の影響も及ばなく、従って、ガセットプレートを変えるだけで枠組は共通して使用することができ、ボルト孔の数や位置が若干違うことを除けば、ガセットプレートの厚みが異なるだけということになる。
【００５８】
本発明はまた、ガセットプレートを挟んで形成した三つ重ね部を高力ボルトで摩擦接合し、ガセットプレートを介してそれぞれ二部材からなる水平材と鉛直材とを結合させた鉄骨フレームによる耐震補強工法ともしているので、ブレースを鉄骨フレームに組み込むためのガセットプレートに、枠組部材（水平材・鉛直材）のコネクタとしての機能も発揮させることができる。従って、枠組締結専用部品の導入は必要でないか少なくなり、数少ない部品によって強固な鉄骨フレームを形成させることができる。
【００５９】
ところで、溝形鋼を水平材と鉛直材に使用した場合には、三つ重ねとすることなく、図７に示すように、背中合わせとしない形態をすることもできる。すなわち、溝形鋼２１を水平材１および鉛直材２として各一本採用し、その腹面を既存建物外壁面に対面させ、背面側にガセットプレート７および結合用プレート１２を固定するようにしている。
【００６０】
もう少し詳しく述べれば、上下のフランジ２１ｆ，２１ｆとそれを繋ぐウエブ２１ｗからなる溝形鋼２１の背面を外に向けることにより、ウエブ外面の平坦さが人目につくようにして鉄骨フレームの存在を目立たなくさせようとするものである。この図７の例では、ガセットプレート７は水平材１と鉛直材２の繋ぎ部分および水平材１の中央部分に外側から重ね合わされて高力ボルト８により固定されるが、鉄骨フレーム５Ａの全体としてはフランジが突き出た図１などに比べ、見た目では躯体側との馴染みが向上したものとなる。
【００６１】
ガセットプレート７は外面に現れることになるが、それゆえブレースが鉄骨フレーム面から少し迫り出したかのように映る。ブレースの存在がやや強調されることになるが、その美観上の善し悪しは別として、力学的に極めて当を得た構造を形づくる。すなわち、ブレースに作用する軸力はガセットプレートを介して水平材や鉛直材に伝わるが、そのガセットプレートが溝形鋼の剪断中心もしくはその近傍に位置するという極めて都合のよい形態をとる。
【００６２】
地震が発生するなどして水平材とブレースの交差部において圧縮側ブレースが最大耐力に達すると、それ以後も引張側ブレースの耐力は上昇するため、水平材に剪断力が生じる。水平材に溝形鋼一本が採用される場合には、この剪断力は左右非対称な溝形鋼に捩れの発生を伴う。ところが、本発明においては、ガセットプレート７を介してブレース４に軸力が作用し、水平材に剪断力が作用すると、力の中心が溝形鋼の剪断中心もしくはその近傍に位置するため、捩りモーメントの発生が抑制されることになるという実用上極めて有用な挙動を発現させることができる。
【００６３】
このように、ガセットプレートを溝形鋼の背面に固定すれば、溝形鋼のみによって、しかも少ない数量により枠組を形成させることができる。言うまでもなく既製の溝形鋼は安価な鋼材であるから、工費の節減は大幅なものとなる。使用に耐え得ないとみなされていた低廉材の飛躍的な耐用性増進も図られる。なお、補強の程度にもよるが、アングル材二つを突き合わせ（図示せず）、溝形鋼同等の断面形状を得るように組み合わせて使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鉄骨フレーム耐震補強構造の代表的な例を表した正面図。
【図２】（ａ）ないし（ｄ）は枠組を構成する部材とガセットプレートとの三つ重ねによる固縛状態の説明図、（ｅ）は外付けした場合の躯体固定状態断面図。
【図３】鉄骨フレームの構成品を分離して描いた分解図。
【図４】ブレースを対角線状に配置した場合の正面図。
【図５】十字継手による接合を採用した鉄骨フレームの正面図。
【図６】階層を連ねて外付けする場合の正面図。
【図７】溝形鋼の背面を外側にしてガセットプレートを取り付けた外付け用の鉄骨フレームの正面図および各部の他方向矢視図。
【図８】従来技術である溶接構造となっている内付け用鉄骨フレームの正面図。
【図９】（ａ）は内付けした場合の躯体固定状態説明図、（ｂ）および（ｃ）はスティフナや開先部の位置および形状を表したガセットプレート取付部断面図。
【図１０】溶接構造の鉄骨フレームを分解した構成品図。
【符号の説明】１，１Ａ…水平材、２，２Ａ…鉛直材、３…枠組、４，４Ａ…ブレース、５，５Ａ…鉄骨フレーム、７，７Ａ…ガセットプレート、８…高力ボルト、９…溝形鋼、９Ａ…山形鋼、１０…ボルト挿通孔、１４…ガセットプレート兼コネクタプレート、１６…ブレース、２１…溝形鋼、２１ｆ…フランジ、２１ｗ…ウエブ。
【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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