(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製柱と鋼製梁およびブレースからなる構造体において、柱側面に梁の端部が間隔をあけて配置されるとともに、前記梁の端部が接合プレートを介して前記柱側面に接合され、ブレースが柱および梁に接合される部位における梁上面または下面に、梁上面または下面に溶接されたガセットプレートと前記ブレースとをボルトまたは溶接接合することで、ブレースから梁に水平方向力を伝達できる第１水平力伝達機構が設置され、ブレースが柱および梁に接合される部位における柱側面に、前記ガセットプレートと柱側面をボルトまたは溶接接合することで、ブレースから柱に鉛直方向力を伝達する鉛直力伝達機構が設置され、前記第１水平力伝達機構、前記鉛直力伝達機構及び前記接合プレートによって前記柱と前記梁とが接合され、さらに、梁上面にシェアーコネクターが設けられることで、梁に当該梁から床構造に水平方向力を伝達できる第２水平力伝達機構が設置され、前記柱と前記梁との接合にダイヤフラムを用いないことを特徴とする耐震構造。
【請求項２】
鋼製柱と鋼製梁およびブレースからなる構造体において、柱側面に梁の端部が間隔をあけて配置されるとともに、前記梁の端部が金具を介して前記柱側面に接合され、柱と梁の双方にまたがる接合部材が設置され、前記接合部材は鉛直プレートを具備し、当該鉛直プレートの直角接合端縁に固着のボルト接合用プレートを介して梁上面または下面と柱側面とにボルト接合されるとともに、鉛直プレートと前記ブレースとがボルトまたは溶接接合されることで、前記ブレースから梁に水平方向力を伝達する第１水平力伝達機構と、前記ブレースから柱に鉛直方向力を伝達する鉛直力伝達機構とが構成され、前記第１水平力伝達機構、前記鉛直力伝達機構及び前記金具によって前記柱と前記梁とが接合され、さらに、梁上面にシェアーコネクターが設けられることで、梁に当該梁から床構造に水平方向力を伝達できる第２水平力伝達機構が設置され、前記柱と前記梁との接合にダイヤフラムを用いないことを特徴とする耐震構造。
【請求項３】
前記耐震構造において、柱には箱形断面またはＨ断面を使用し、当該柱に接合されるブレース構面以外の梁はＨ形断面を使用し、柱へは梁ウェブのみの接合または、Ｔ形またはＬ形の鋼製金具を介して梁フランジを柱表面に接合する方式または、その組み合せとしたことを特徴とする請求項１又は２記載の耐震構造。
【請求項４】
前記耐震構造において、ブレースは、芯材を鋼管または鋼管コンクリートまたは鉄筋コンクリートで座屈補剛した座屈拘束ブレースとした請求項１〜３の何れか１項に記載の構造。
【請求項５】
前記耐震構造において、柱に箱形断面を使用し、内部にコンクリートを充填した請求項１〜４の何れか１項に記載の耐震構造。
【請求項６】
前記梁はＨ形断面からなり、前記柱に溶接された接合プレートに対して梁ウエブがボルト接合されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項記載の耐震構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物その他の構造物において、地震力等の水平方向力に抵抗させる骨組みを構成する鉄骨造柱・梁における耐震構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の建築構造物としては、例えば、図９に示すようなダイヤフラムによる剛接合ラーメン構造と、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すようなダイヤフラムを省略した半剛接接合がある。
【０００３】
図９に示すダイヤフラムによる剛接合ラーメン構造は一般的であって、箱形断面の柱１の側面にＨ形断面の梁２のフランジ３を柱内部に設けた内ダイヤフラム４や、柱外部に設けた外ダイヤフラム５を介して溶接接合している。図９において、柱１に右側から接合される梁２の上下のフランジ３の端面が、柱１に固着された上下の外ダイヤフラム５に裏当て板６を介して突合せ溶接部７で接合され、柱１に左側から接合される梁２の上フランジ３と下フランジ３の端面が、柱１に固着された上部の外ダイヤフラム５と、内ダイヤフラム４とに裏当て板６を介してそれぞれ突合せ溶接部７で接合されている。
【０００４】
内ダイヤフラム４を設けるのは、柱１に梁２を直接突合せ溶接部７で接合することで、梁２からの応力に対して柱１の梁接合部位の強度が低下するのでこれを補強するためである。外ダイヤフラム５を設けるのは、当該外ダイヤフラム５を介して梁２を突合せ溶接することで、柱１に梁２を直接突合せ溶接せず、よって、梁２からの応力に対して柱１の梁接合部位の強度低下を阻止するためである。
【０００５】
図９において、柱１と梁２の接合部に固着されたガセットプレート８とブレース１０の端部に跨ってスプライスプレート１１が配設され、各部材の接合部のボルト挿通孔にボルト１２を挿通しナットを締結することで、ブレース１０が柱・梁に固定ボルトされている。
【０００６】
前記ダイヤフラム方式は架構コストが高く、さらに、突合せ溶接部７に応力が集中し、大地震に至る前に接合部が破壊される恐れがある。
【０００７】
他方、加工コストの高いダイヤフラムを省略するため、柱にダイヤフラムを用いず、図１０（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、Ｌ形の鋼製金具１３またはＴ形の鋼製金具１４を介して梁フランジ３を柱表面に接合する半剛接接合が実用化されている。
【０００８】
図１０を簡単に説明すると、図（Ａ）は、箱形断面の柱１の側面にＨ形の梁２の端面を当てがい、柱１の側面に溶接１５で固着された接合プレート１６を梁ウェブ１７の側面に当てがい、両部材を挿通して固定ボルト１８を設けナットを締結することで、柱１と梁２を結合した剛性の小さいピン接合構造例を示す。このピン接合構造は、小地震でも変形しやすく柱・梁の接合部が剛性的に不十分である。
【０００９】
図１０（Ｂ）は、前記のピン接合構造に加え、柱側面と梁上下フランジの接合部にＬ形の鋼製金具１３を当てがい、両当接面に固定ボルト１８を挿通しナットを締結することで、半剛接接合構造とし接合部強度及び剛性を向上させた例を示す。
【００１０】
図１０（Ｃ）は、図（Ｂ）の接合プレート１６を省略すると共に、Ｌ形の鋼製金具１３に代えてＴ形の鋼製金具１４を用い、かつＴ形の鋼製金具１４の鉛直接合片１４ａを柱側面に当てがって固定ボルト１８で接合し、水平接合片１４ｂを上下の梁フランジ３に当てがって固定ボルト１８で接合し、半剛接接合構造とした例を示す。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、ダイヤフラムによる剛接合ラーメン構造では、当該ダイヤフラムの加工コストが高いという問題がある。
【００１２】
さらに、建築構造物は一般に、小地震に対して変形を一定以下に抑え、大地震に対して倒壊しないように設計する必要があるが、ダイヤフラムが用いられる溶接剛接合構法による従来の中低層建築物は、加工コストが高いだけでなく、大地震により層間変形が過大になったとき柱・梁接合部の回転が変形能力を上回り、梁端部の溶接で破断する欠点があった（図７、図８によって後述する）。
【００１３】
他方、半剛接接合構造は、柱にダイヤフラムを設けないので、ダイヤフラム方式よりも加工コストが低く抑えられる利点があり、また、この半剛接接合は梁端部の回転角を大きくすることには有効である反面、構造物全体の剛性が低下するため、小地震時の変形を制限以下に抑えられない欠点があった。
【００１４】
前述のように、従来技術では、ダイヤフラムが用いられる溶接剛接合構法では加工コスト高、大地震の梁端部の溶接で破断の問題があり、他方、半剛接接合構造では、前記の欠点がない代わりに、構造物全体の剛性低下により小地震時の変形を制限以下に抑えられない欠点があり、このように溶接剛接合構法と半剛接接合構法の何れにも一長一短があった（これは図７のグラフからも分かる）。
【００１５】
そこで、本発明は溶接剛接合構法と半剛接接合構法のそれぞれの長所を取り入れ短所を除去したものである（図８のグラフを用いて後述する）。すなわち、加工コストが安く、大地震にも梁端部の溶接で破断がなく、小地震にも変形を制限以下に抑えて制振機能を発揮できる耐震構造を提供することを目的とする。
【００１６】
【問題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る耐震構造は、次のように構成する。
【００１７】
第１の発明は、鋼製柱と鋼製梁およびブレースからなる構造体において、柱側面に梁の端部が間隔をあけて配置されるとともに、前記梁の端部が接合プレートを介して前記柱側面に接合され、ブレースが柱および梁に接合される部位における梁上面または下面に、梁上面または下面に溶接されたガセットプレートと前記ブレースとをボルトまたは溶接接合することで、ブレースから梁に水平方向力を伝達できる第１水平力伝達機構が設置され、ブレースが柱および梁に接合される部位における柱側面に、前記ガセットプレートと柱側面をボルトまたは溶接接合することで、ブレースから柱に鉛直方向力を伝達する鉛直力伝達機構が設置され、前記第１水平力伝達機構、前記鉛直力伝達機構及び前記接合プレートによって前記柱と前記梁とが接合され、さらに、梁上面にシェアーコネクターが設けられることで、梁に当該梁から床構造に水平方向力を伝達できる第２水平力伝達機構が設置され、前記柱と前記梁との接合にダイヤフラムを用いないことを特徴とする。
【００１９】
第２の発明は、鋼製柱と鋼製梁およびブレースからなる構造体において、柱側面に梁の端部が間隔をあけて配置されるとともに、前記梁の端部が金具を介して前記柱側面に接合され、柱と梁の双方にまたがる接合部材が設置され、前記接合部材は鉛直プレートを具備し、当該鉛直プレートの直角接合端縁に固着のボルト接合用プレートを介して梁上面または下面と柱側面とにボルト接合されるとともに、鉛直プレートと前記ブレースとがボルトまたは溶接接合されることで、前記ブレースから梁に水平方向力を伝達する第１水平力伝達機構と、前記ブレースから柱に鉛直方向力を伝達する鉛直力伝達機構とが構成され、前記第１水平力伝達機構、前記鉛直力伝達機構及び前記金具によって前記柱と前記梁とが接合され、さらに、梁上面に設けられたシェアーコネクターから構成され、梁に当該梁から床構造に水平方向力を伝達できる第２水平力伝達機構が設置され、前記柱と前記梁との接合にダイヤフラムを用いないことを特徴とする。
【００２１】
第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記耐震構造において、柱には箱形断面またはＨ断面を使用し、当該柱に接合されるブレース構面以外の梁はＨ形断面を使用し、柱へは梁ウェブのみの接合または、Ｔ形またはＬ形の鋼製金具を介して梁フランジを柱表面に接合する方式または、その組み合せとしたことを特徴とする。
【００２２】
第４の発明は、第１〜第３の何れかの発明において、前記ブレースは、芯材を鋼管または鋼管コンクリートまたは鉄筋コンクリートで座屈補剛した座屈拘束ブレースとしたことを特徴とする。
【００２３】
第５の発明は、第１〜第４の何れかの発明において、前記耐震構造において、柱に箱形断面を使用し、内部にコンクリートを充填したことを特徴とする。第６の発明は、第１〜第５の発明において、前記梁はＨ形断面からなり、前記柱に溶接された接合プレートに対して梁ウエブがボルト接合されていることを特徴とする。
【００２４】
【作用】
本発明の耐震構造によると、ブレースから柱への鉛直力伝達機構と、ブレースから梁への水平力伝達機構と、梁から床構造への水平力伝達機構とを、柱・梁ブレースとの接合部および梁に組みこんで構築され、または、一つの接合部材によって、ブレースから柱への鉛直力伝達機構と、ブレースから梁への水平力伝達機構が構成されるので、従来のダイヤフラムが用いられる溶接剛接合構法とも、Ｌ形鋼製金具やＴ形鋼製金具のみが用いられる半剛接接合構法とも異なる。
【００２５】
すなわち、本発明では、ダイヤフラムを用いない柱・梁接合と、初期剛性が高いブレース型耐震要素を組み合わせる際に、ブレースを柱の接合部分において、ブレースの鉛直方向力成分は柱表面に設けたせん断力伝達機構で処理し、水平方向力成分は床構造を介して伝達することにより、ダイヤフラムを付加せずに、ブレース型耐震要素を柱に接合している。
【００２６】
さらに、本発明では、各鉛直方向力と水平方向力の伝達機構を構成する要素がボルトを要素とする点で、ダイヤフラムが用いられる溶接剛接合構法の欠点が改良されており、また、ガセットプレートまたは、鉛直プレートを具備した接合部材を用いて、ブレースは柱の接合部分において、ブレースの鉛直方向力成分が柱表面に設けたせん断力伝達機構で処理され、ダイヤフラムを付加せずとも、水平方向力成分は床構造を介して伝達できることにより、ダイヤフラムを用いないで、初期剛性が高いブレース型耐震要素が組み合わされており、Ｌ形鋼製金具やＴ形鋼製金具のみを用いる半剛接接合構法の剛性不足の欠点が改良されている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次にこの発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の実施形態１を示し、柱・梁の斜めに位置する接合部にブレース材が傾斜配置された、いわゆる片流れ配置例を示す接合構造の正面図、図２は実施形態２を示し、上部梁の中間部から両側下部の柱・梁接合部にブレース材が逆Ｖ字に配置された、いわゆるＶ字配置例を示す接合構造の正面図である。図３は、実施形態１、２に用いられる柱・梁とブレース材との接合部材の分離斜視図である。
【００２９】
図１〜図３を説明する。図１の実施形態１では、柱１と梁２と片流れ配置のブレース材２０からなるラーメン架構が構築されている。柱１は箱形断面で、梁２はＨ形鋼の例が示されている。
【００３０】
ブレース材２０は柱１と梁２の斜めに位置する接合部に傾斜配置され、当該ブレース材２０の端部が、当該ブレース材２０から柱１への鉛直力伝達機構２１と、当該ブレース材２０から梁２への水平力伝達機構２２とを介して当該柱１と梁２に結合されている。梁２には、当該梁２から床構造２３への水平力伝達機構２４が設けられている。
【００３１】
各伝達機構と部材を順に説明すると、ブレース材２０は芯材２５を鋼管または鋼管コンクリートまたは、鉄筋コンクリートの何れかの座屈拘束部材２６で座屈補剛し、制振機能を持たせた座屈拘束ブレース（例えば、実用新案登録第２５３３９３５等）で構成されていて、芯材端部２７は十字断面に構成されている。
【００３２】
図３において、ブレース材２０から柱１に鉛直方向力を伝達する鉛直力伝達機構２１は、柱１のブレース材２０を設ける側の一側面１ａにボルトまたは溶接接合されており（図では、溶接の例を示す）、上下に間隔を離して設けられたボルト挿通孔２８を有する柱付きガセットプレート２９、後述の挟持部材３５および接合プレート３４で構成される。
【００３３】
ブレース材２０から梁２に水平方向力を伝達する水平力伝達機構２２は、梁２の上フランジ３の端部上面（および下フランジの端部下面）に、ボルトまたは溶接接合された（図では、溶接の例を示す）梁付きガセットプレート３２で構成される。梁付きガセットプレート３２は、図示のように鉛直接合端縁３２ｃと水平接合端縁３２ｄが直角に設けられており、また、鉛直プレート３２ａには傾斜プレート３２ｂを交差させて構成される。傾斜プレート３２ｂの傾斜角は、ブレース材２０の軸線と同じ傾斜角をなすように設けられていて、両プレートの交差部が芯材端部２７の十字断面と合致する断面形状に構成されている。ガセットプレート３２にはスプライスプレート３６を当てがい、ボルトを通すボルト挿通孔２８が複数開設されている。
【００３４】
梁２から床構造２３への水平力伝達機構２４は、Ｈ形の梁２の上フランジ３の上面に溶接したシェアーコネクター３３で構成される。
【００３５】
各部材の組立手順を説明する。柱１の一側面１ａには、前もって柱付きガセットプレート２９と、柱付き接合プレート３４が溶接されており、梁２の上フランジ３の上面には、前もって梁付きガセットプレート３２が溶接されている。
【００３６】
次に、梁２の端部を柱１の一側面１ａに当てがい、柱付き接合プレート３４と梁ウェブ１７を重ねてそれぞれのボルト挿通孔２８にボルトを挿通してナットで締結することで、柱・梁が仮固定される。このとき、梁付きガセットプレート３２の鉛直接合端縁３２ｃが柱１の一側面１ａに当てがわれ、端部上面３２ｅが柱付きガセットプレート２９の下端縁２９ａに近接位置する。
【００３７】
次に、梁付きガセットプレート３２と柱付きガセットプレート２９を接合するよう、上下に位置する両部材に跨って、かつ両部材を挟んで、チャンネル材またはアングル材または平板材（図ではチャンネル材の例を示す）を所定長に切断してなる２本一組の挟持部材３５を背中合わせに配置し、ガセットプレート３２と接合プレート３４と挟持部材３５の各ボルト挿通孔２８にボルトを挿通し、ナットを締結することでこの３部材を結合一体化して、ブレース材２０から柱１への鉛直力伝達機構２１が構築される。
【００３８】
柱１と梁２を構築した後、ブレース材２０を組むが、この場合、芯材端部２７を梁付きガセットプレート３２の傾斜プレート３２ｂの端面に当接したうえ、斜め上下方向に直線位置する両部材に跨って、かつ両部材を挟んで、鋼板からなるスプライスプレート３６を配置し、ガセットプレート３２と芯材端部２７とスプライスプレート３６の各ボルト挿通孔２８にボルトを挿通し、ナットを締結してこの３部材を結合一体化することで、ブレース材２０から梁２への水平力伝達機構２２が構築される。
【００３９】
このようにして、鉛直力伝達機構２１と水平力伝達機構２２を介して、柱１と梁２とブレース材２０を組んだ後、梁２の上フランジ３の上面が埋まるように床構造２３のコンクリートを打設することで、シェアーコネクター３３が床コンクリート中に埋設されて梁２から床構造２３への水平力伝達機構２２が構築される。
【００４０】
前述のようにして、鉛直力伝達機構２１と水平力伝達機構２２と水平力伝達機構２４を介して、柱１と梁２とブレース材２０と床構造２３が構築された耐震構造において、ブレース材２０に図３の矢印方向４３の力が作用したときの上向き矢印方向の鉛直成分は、梁付きガセットプレート３２と、柱付きガセットプレート２９と挟持部材３５および接合プレート３４と、これらを結合する固定ボルト１８を介して柱１に矢印方向４４（図示上向き）の力として伝達される。
【００４１】
ブレース材２０に図３の矢印方向４３の力が作用したときの水平矢印方向の水平成分は、梁付きガセットプレート３２と、これらを結合する固定ボルト１８と、溶接３２ｄを介して梁２に水平矢印方向４５の力として伝達される。
【００４２】
さらに、ブレース材２０に図３の矢印方向４５の力が作用したときの梁２に作用する水平矢印方向の水平成分は、シェアーコネクター３３を介して床構造２３へ伝達され、一部は下層のブレース材２０へ伝達される。
【００４３】
図１は、図３の耐震構造がブレース材２０を片流れ配置とした柱・梁架構に組込まれた例を示し、図２は、図３の耐震構造が逆Ｖ字配置のブレース材２０の柱・梁の鉄骨架構に組込まれた例を示す。図１では、ブレース材２０の上端と上層の梁２および柱２との接合部は、同ブレース材２０の下端の接合部と同じ構造である。
【００４４】
これに比較し、図２では、逆Ｖ字配置の２本のブレース材２０の上端部は、上層の梁２の中間部の下面に共通の梁付きガセットプレート３２（３２ｅと付記する）で接続されている。このガセットプレート３２ｅにおける鉛直プレート３２ａの外形は、ブレース材２０の下端部のガセットプレート３２における鉛直プレート３２ａと若干異なり、横長矩形である。
【００４５】
これは、図２における上部のガセットプレート３２ｅは、梁２の中間部の下面に固着し、かつ逆Ｖ字配置の２本のブレース材２０の上端部を接続することに対応してそれに適応した形状にしたことによるもので、他の構造はブレース材２０の下端部のガセットプレート３２と同じであり、ブレース材２０から梁２へ水平力を伝達する機能において、ブレース材２０の下端部のガセットプレート３２と変わらない。
【００４６】
実施形態１において、ブレース材２０を配置する柱１の一側面１ａと反対の他側面１ｂ（すなわち、柱に接合されるブレース構面以外の構面）における梁２は、Ｈ形断面を使用し、柱１へは梁ウェブ１７のみの接合または、Ｔ形またはＬ形の鋼製金具を介して梁フランジを柱表面に接合する方式を用いてよく、図１〜３においては、図１０（Ｃ）に示したＴ形の鋼製金具１４を使用した例を示す。すなわち、柱１の他側面１ｂにＴ形の鋼製金具１４の鉛直接合片１４ａを当てがって固定ボルト１８で接合し、水平接合片１４ｂを上下の梁フランジ３に当てがって固定ボルト１８で接合した半剛接接合構造例を示している。
【００４７】
図４、図５は、ブレース材２０からの鉛直方向力と水平力伝達機構の他の実施形態を示す。
【００４８】
この実施形態では、箱形断面の柱１の一側面１ａにＨ形の梁２の端部が配置され、Ｔ形の鋼製金具３８を介して固定ボルトで接合され、ブレース材２０と柱１および梁２との接合部での接合は、鉛直および水平力伝達機構４２を構成する接合部材４０を介して行われる。
【００４９】
さらに説明すると、柱１の一側面１ａにＴ形の鋼製金具３８の鉛直接合片３８ａを柱１の一側面１ａに当てがって固定ボルト１８で接合し、直角接合片３８ｂを梁ウェブ１７に当てがって固定ボルト１８で接合する。
【００５０】
Ｔ形の鋼製金具３８で柱１と梁２が接合された後、その接合部に接合部材４０が配設される。接合部材４０は、あたかも図３に示した梁付きガセットプレート３２における鉛直接合端縁３２ｃと水平接合端縁３２ｄに、ボルト接合用フランジを設けたごとき構造である。
【００５１】
すなわち、接合部材４０は、鉛直プレート４０ａと、これに交差する傾斜プレート４０ｂと、鉛直プレート４０ａの鉛直端縁にＴ字をなして溶接された鉛直ボルト接合用フランジ４０ｅおよび、水平端縁にＴ字をなして溶接された水平ボルト接合用フランジ４０ｆとからなる。各ボルト接合用フランジ４０ｅ、４０ｆには複数のボルト挿通孔２８が開設されている。
【００５２】
鉛直プレート４０ａに交差して設けられている傾斜プレート４０ｂの傾斜角は、ブレース材２０の軸線と同じ傾斜角をなすように設けられていて、両プレート４０ａ、４０ｂの交差部が芯材端部２７の十字断面と合致する断面形状に構成されている。鉛直プレート４０ａ、４０ｂには、スプライスプレート３６を当てがい、ボルトを通すボルト挿通孔２８が複数開設されている。
【００５３】
前記接合部材４０の組立手順を説明する。柱１の一側面１ａには、前もってＴ形の鋼製金具３８とボルト１８で梁２が接合されている。
【００５４】
次に、接合部材４０の鉛直ボルト接合用フランジ４０ｅと水平ボルト接合用フランジ４０ｆを柱１の一側面１ａおよび、梁２の上フランジ３または下フランジ３に当てがい、この鉛直と水平の接合部のボルト挿通孔２８に固定ボルト１８を挿通しナットを締結することで、接合部材４０と柱１と梁２をボルト接合する。
【００５５】
次に、ブレース材２０を組むが、この場合、十字断面の芯材端部２７を接合部材４０の傾斜プレート４０ｂの端面に当接したうえ、斜め上下方向に直線位置する両部材に跨って、かつ両部材を挟んで、鋼板からなるスプライスプレート３６を配置し、鉛直プレート４０ａと芯材端部２７とスプライスプレート３６の各ボルト挿通孔２８にボルトを挿通し、ナットを締結してこの３部材を結合一体化することで、ブレース材２０から柱１および梁２への鉛直および水平力伝達機構４２が構築される。
【００５６】
このようにして、鉛直および水平力伝達機構４２を介して、柱１と梁２とブレース材２０を組んだ後、梁２の上フランジ３の上面が埋まるように床構造２３のコンクリートを打設することで、シェアーコネクター３３が床コンクリート中に埋設されて梁２から床構造２３への水平力伝達機構２２が構築される。
【００５７】
前述のようにして、鉛直および水平力伝達機構４２を介して、柱１と梁２とブレース材２０と床構造２３が構築された耐震構造において、ブレース材２０に材軸方向の力が作用したときの鉛直方向成分と水平方向成分は、接合部材４０および、これと柱１と梁２を結合する固定ボルト１８を介して柱１、梁２に鉛直方向および水平方向の力として伝達される。
【００５８】
さらに、ブレース材２０に図３の矢印方向の力が作用したときの梁２に作用する水平矢印方向の水平成分は、シェアーコネクター３３を介して床構造２３へ伝達され、一部は下層のブレース材２０へ伝達される。
【００５９】
図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、図３、図４に示す実施形態１、２の耐震構造を適用したラーメン架構の構成形態例を示す。図（Ａ）は、図１と同じブレース材２０の片流れ配置例における鉛直力・水平力伝達機構９の配置例を示し、図（Ｂ）は、図２と同じブレース材２０のＶ字配置例における鉛直力・水平力伝達機構９の配置例を示す。図（Ｃ）は、図５（Ｂ）と同じブレース材２０の横Ｖ字配置例における鉛直力・水平力伝達機構９の配置例を示し、図（Ｄ）は、図４とブレース材２０が上下層でＸ字をなす配置例における耐震構造９の配置例を示す。
【００６０】
本発明者は、従来の耐震構造と本発明の耐震構造における小地震時と大地震時の耐震フレームの塑性変形特性をシミュレーションしたので、その結果を図７（Ａ）、（Ｂ）、図８にグラフで示す。
【００６１】
図７（Ａ）において曲線（イ）は、従来の図９に示すごとき、ダイヤフラム付きで、溶接による剛接フレームの特性を示し、曲線（ロ）は、図１０に示すごときＬ形やＴ形の鋼製金具を用いた半剛接フレームの特性を示し、図中の○は小地震に対する応答、●は大地震に対する応答、×は溶接破壊時点を示す。
【００６２】
図７（Ａ）から分かるように、曲線（イ）の溶接による剛接フレームでは、小地震に対しての応答は制限値以下に抑制されるが大地震の前に溶接破壊に至る。これと反対に、曲線（ロ）のＴ形鋼製金具等による半剛接フレームでは、大地震に対しても充分な変形能力を持ち破壊するおそれはないが、小地震に対しては変形を一定以下に抑えることができないことが分かる。また半剛接フレームでは、剛接フレームに比べて層せん断力が低下している。
【００６３】
図７（Ｂ）において曲線（ハ）は、Ｌ形やＴ形の鋼製金具を用いた半剛接フレームの特性を示し、曲線（ニ）は、通常のブレースの特性を示し、曲線（ホ）は、半剛接フレームと通常のブレースを組合わせた構造の特性を示す。
【００６４】
図７（Ｂ）から分かるように、曲線（ハ）の半剛接フレーム、曲線（ニ）の通常のブレースを合成した曲線（ホ）で示す本発明の耐震構造では、小地震での変形制限を満足し、しかも大地震に至る前にブレースの座屈によって耐力が低下するものの破壊することがなく、大変形でも安定した耐力を保持することが分かる。
【００６５】
図８において曲線（ヘ）は、Ｌ形やＴ形の鋼製金具を用いた半剛接フレームの特性を示し、曲線（ト）は、芯材を鋼管または鋼管コンクリートまたは鉄筋コンクリート座屈補剛した座屈拘束ブレースの特性を示し、曲線（チ）は、これらを合成した本発明に係る座屈拘束ブレースと半剛接フレームを結合した耐震構造の特性を示す。
【００６６】
図８から分かるように、曲線（チ）で示す本発明の耐震構造では、小地震での変形制限を満足し、しかも大地震に至る前に破壊することがなく、かつ座屈による耐力低下を起こすこともなく、大変形でも安定した耐力を満足することが分かる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明は以上の構成であり、次の効果を有している。
【００６８】
本発明は溶接剛接合構法と半剛接接合構法のそれぞれの長所のみを取り入れ、短所を除去して、加工コストが安く、大地震にも小地震にも円滑に対応できる耐震構造を実現できた。
【００６９】
すなわち、本発明の耐震構造によると、ブレースから柱への鉛直力伝達機構と、ブレースから梁への水平力伝達機構と、梁から床構造への水平力伝達機構とを、柱・梁ブレースとの接合部および梁に組み込んで構築され、さらには、一つの接合部材によって、ブレースから柱への鉛直力伝達機構と、ブレースから梁への水平力伝達機構が構成されるので、従来のダイヤフラムが用いられる溶接剛接合構法とも、Ｌ形鋼製金具やＴ形鋼製金具のみが用いられる半剛接接合構法とも異なり、ダイヤフラムを用いない柱・梁接合と、初期剛性が高いブレース型耐震要素を組み合わせる際に、ブレースを柱の接合部分において、ブレースの鉛直方向力成分は柱表面に設けたせん断力伝達機構で処理し、水平方向力成分は床構造を介して伝達することにより、ダイヤフラムを付加せずに、ブレース型耐震要素を柱に接合している。
【００７０】
したがって、本発明によると、ダイヤフラムがなく、初期剛性が高く、かつ塑性変形能力の高いフレームシステムを構築することにより、低コストで耐震性能の高い構造構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る耐震構造を適用したラーメン架構の第１例の正面図である。
【図２】本発明の実施形態１に係る耐震構造を適用したラーメン架構の第２例の正面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る耐震構造の分離斜視図である。
【図４】本発明の実施形態２に係る耐震構造の側面図であり、図５のＡ部の要部を拡大して示す図である。
【図５】（Ａ）は、実施形態２に係る耐震構造の主要素である接合部材の斜視図、（Ｂ）は、前記耐震構造を適用したラーメン架構の正面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、実施形態１、２の耐震構造が適用されたラーメン架構の４つの構成形態の説明図である。
【図７】（Ａ）は、従来の耐震構造における作用をグラフで示す図、（Ｂ）は、本発明に係る耐震構造の作用をグラフで示す図である。
【図８】本発明に係る耐震構造の作用を従来例と比較してグラフで示す図である。
【図９】従来のダイヤフラム方式による柱・梁接合構造の説明図である。
【図１０】（Ａ）は、従来のピン接合例を示す斜視図、（Ｂ）、（Ｃ）は、従来の半接合構造の２例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１      柱
１ａ    一側面
２      梁
３      フランジ
４      内ダイヤフラム
５      外ダイヤフラム
６      裏当て板
７      突合せ溶接
８      ガセットプレート
９      鉛直力・水平力伝達機構
１０    ブレース
１１    スプラインプレート
１２    ボルト
１３    Ｌ形鋼製金具
１４    Ｔ形鋼製金具
１５    溶接部
１６    接合プレート
１７    梁ウェブ
１８    固定ボルト
２０    ブレース材
２１    鉛直力伝達機構
２２    水平力伝達機構
２３    床構造
２４    水平力伝達機構
２５    芯材
２６    座屈拘束部材
２７    芯材端部
２８    ボルト挿通孔
２９    柱付きガセットプレート
３０    接合プレート
３１    溶接
３２    柱付きガセットプレート
３３    シェアーコネクター
３４    柱付き接合プレート
３５    挟持部材
３６    スプライスプレート
３８    Ｔ形鋼製金具
３８ａ  鉛直接合片
３８ｂ  直角接合片
４０    接合部材
４０ａ  鉛直プレート
４０ｂ  傾斜プレート
４０ｃ  鉛直ボルト接合端縁
４０ｄ  水平ボルト接合端縁
４０ｅ  鉛直ボルト接合用フランジ
４０ｆ  水平ボルト接合用フランジ
４２    鉛直または水平力伝達機構
【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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