(57)【要約】【目的】架構式構造の建物の耐震性向上を図る。【構成】建物の矩形枠組６内に設けられる耐震装置であり、矩形の枠組６内で左右一対の柱４，４の中間部分に設けられて左右両側が上下に揺動可能とされる揺動体１０と、枠組６内における上下の入隅部分Ａ１〜Ａ４に両端部が接続されて枠組６に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体１０の左右両側を上下に揺動させる引張力を発生するよう、揺動体１０の部位を経由して交差状に張設される一対の高張力線状材７Ａ，７Ｂと、枠組６に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体１０に対して高張力線状材７Ａ，７Ｂの引張力による揺動方向と逆向きの抵抗力を与える弾性部材１２とを有して構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下一対の横材と左右一対の縦材とで形成される建物の矩形枠組内に設けられる耐震装置であって、前記枠組内で左右一対の縦材の中間部分に設けられて左右両側が上下に揺動可能とされる揺動体と、前記枠組内における上下の入隅部分に両端部が接続されて前記枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体の左右両側を上下に揺動させる引張力を発生するよう前記揺動体の部位を経由して交差状に張設される一対の高張力線状材と、前記枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体に対して高張力線状材の引張力による揺動方向と逆向きの抵抗力を与える弾性部材とを有して成る建物用耐震装置。
【請求項２】
揺動体は左右一対の縦材の中間部分で左右両側が上下に揺動可能にして設けられるベースプレートと、このベースプレートの左右両側に配されて一対の高張力線状材が個別に掛け回されるプーリとを有して成る請求項１記載の建物用耐震装置。
【請求項３】
弾性部材は揺動体に固定される板バネで成り、左右一対の縦材には前記板バネの両端部を係合する保持具が取り付けられる請求項１、又は２記載の建物用耐震装置。
【請求項４】
上下一対の横材と左右一対の縦材とで形成される矩形の枠組をもつ建物に耐震性を付与する工法であって、前記枠組内で左右一対の縦材の中間部分に左右両側が上下に揺動可能とされる揺動体を配置する工程と、前記枠組内における上下の入隅部分にそれぞれ一対の高張力線状材の両端部を接続する工程とを有し、一対の高張力線状材は枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体の左右両側を上下に揺動させる引張力を発生するよう前記揺動体の部位を経由して交差状に張設すると共に、前記揺動体には前記枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体に対して高張力線状材の引張力による揺動方向と逆向きの抵抗力を与えるため板状の弾性部材を水平状に固定して、該弾性部材の両端部を左右一対の縦材に固定される保持具に係合することを特徴とする建物用耐震工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地震や風圧による建物の倒壊を防止する技術に係わり、特に木造軸組をはじめとする架構式構造の建物に適用するパッシブ制振構造の耐震装置および耐震工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の構造として架構式構造（軸組構造）やパネル構造などが知られるが、架構式構造の建物では土台、柱、梁又桁から矩形状に組まれる枠組（軸組）内に、筋交いと呼ばれる補剛材が対角線状に入れられる。木造では太筋交い、細筋交い、丸鋼筋交いなどがあり、鉄筋構造では型鋼や棒鋼などが用いられる。係る筋交いは壁面に入れて水平力に耐える耐力壁を構成するものであり、これによれば風や地震による水平力に抵抗し、矩形の枠組が菱形に変形するのを防止することができる。
【０００３】
然し、係る筋交いによれば、弱い揺れや短時間の揺れには対応できるが、長時間の強い揺れが発生した場合には、これが圧縮力を受けて折れ曲がったり、桁などを突き上げたり、又は引張力を受けて枠組から外れてしまうことがある。
【０００４】
又、木造軸組における筋交いの多くは、土台などの側面に筋交いの端部を嵌め込み得る切込みを形成し、その切込みに筋交いの端部を嵌め込んで釘などで固定しているため、作業に手間取るという問題があった。
【０００５】
このため、近年では矩形の枠組内において筋交いの両端を金物を用いて固定することが一般に広く行われている（例えば、特許文献１）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３２９０５９０号公報（請求の範囲、図３）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然し乍ら、特許文献１などに示される筋交い装置は、架設作業を容易に行えるようにすることを主たる目的とするもので、強い揺れが長時間続いて筋交いに大きな圧縮力や引張力が連続的に作用した場合には、金物が筋交いから外れたり両者の連結が緩むなどして枠組が変形し、激震時には建物が倒壊する虞れも少なくない。
【０００８】
本発明は以上のような事情に鑑みて成されたものであり、その目的は強い揺れが長時間続いても建物の傾き、倒壊を防止できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するため、上下一対の横材と左右一対の縦材とで形成される建物の矩形枠組内に設けられる耐震装置であって、前記枠組内で左右一対の縦材の中間部分に設けられて左右両側が上下に揺動可能とされる揺動体と、前記枠組内における上下の入隅部分に両端部が接続されて前記枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体の左右両側を上下に揺動させる引張力を発生するよう前記揺動体の部位を経由して交差状に張設される一対の高張力線状材と、前記枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体に対して高張力線状材の引張力による揺動方向と逆向きの抵抗力を与える弾性部材とを有することを特徴とする。
【００１０】
又、上記のような耐震装置において、揺動体は左右一対の縦材の中間部分で左右両側が上下に揺動可能にして設けられるベースプレートと、このベースプレートの左右両側に配されて一対の高張力線状材が個別に掛け回されるプーリとを有し、しかも弾性部材は揺動体に固定される板バネで成り、左右一対の縦材には前記板バネの両端部を係合する保持具が取り付けられることを特徴とする。
【００１１】
更に、上下一対の横材と左右一対の縦材とで形成される矩形の枠組をもつ建物に耐震性を付与する工法であって、前記枠組内で左右一対の縦材の中間部分に左右両側が上下に揺動可能とされる揺動体を配置する工程と、前記枠組内における上下の入隅部分にそれぞれ一対の高張力線状材の両端部を接続する工程とを有し、一対の高張力線状材は枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体の左右両側を上下に揺動させる引張力を発生するよう前記揺動体の部位を経由して交差状に張設すると共に、前記揺動体には前記枠組に横材の長さ方向の外力が作用したとき揺動体に対して高張力線状材の引張力による揺動方向と逆向きの抵抗力を与えるため板状の弾性部材を水平状に固定して、該弾性部材の両端部を左右一対の縦材に固定される保持具に係合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、地震などによって建物における矩形の枠組を形成する横材の長さ方向に外力が作用したときに、高張力線状材、揺動体、及び弾性部材の働きによって矩形の枠組が菱形に変形することが防止されることから、大きな地震が発生しても建物が傾いたり倒壊したりすることがなく、これを垂直状態に維持することができる。
【００１３】
又、従来のように剛直の筋交いが圧縮力を受けて折れたり、桁などを突き上げたりすることがなく、高張力線状材による張力により枠組を形成する部材が強固に緊結されるために、長時間の強い揺れに対応できる。
【００１４】
更に、揺動体には高張力線状材を掛け回すプーリが設けられることから、高張力線状材を通じて揺動体の左右両側を上下に揺動させる引張力が発生したときに、高張力線状材が摩擦力などによって破断する虞れを極力防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。先ず、図１において、１はコンクリート基礎（布基礎）、２は基礎１上に設けられる木造の架構である。架構２は、基礎１上に図示せぬアンカーボルトなどを用いて水平状に固定される土台３、この土台３上に所定の間隔をあけて立てられる柱４、その各柱４の上端に架設される桁５などから構成され、図示例において横材としての土台３及び桁５と、左右一対の柱４，４（縦材）は矩形の枠組６を形成する。尚、係る枠組６は、上下一対の横材として土台と梁、一対の桁又は梁を用いて形成される部分を含む。
【００１６】
そして、本発明の耐震装置は上記のような矩形の枠組６内に装置して、地震や風による建物の傾き、倒壊を防止することができる。係る耐震装置は、筋交いの代用として枠組６内に張設される一対の高張力線状材７Ａ，７Ｂを備える。本例において、高張力線状材７Ａ，７Ｂは所定の線径を有するワイヤーロープで成り、その各両端部はそれぞれ枠組６内における上下の入隅部分Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に接続される。
【００１７】
尚、枠組６内における下方の入隅部分Ａ３，Ａ４には高張力線状材７Ａ，７Ｂの各一端部を接続する接続金具８が固定されると共に、高張力線状材７Ａ，７Ｂの上方の各一端部はそれぞれ桁５を貫通して該桁に図示せぬ掛金などを介して係止されるが、上方の入隅部分Ａ１，Ａ２にも高張力線状材７Ａ，７Ｂの各一端を接続する接続金具を固定するようにしても良い。又、高張力線状材７Ａ，７Ｂにはそれぞれ張力調整具９を介在させることが好ましい。係る張力調整具９にはバックル胴９Ａに逆ネジのフック９Ｂ，９Ｂを取り付けたターンバックルが好適に用いられ、これによれば高張力線状材７Ａ，７Ｂの両端部を上下の入隅部分Ａ１〜Ａ４に接続した後、バックル胴９Ａを回して高張力線状材７Ａ，７Ｂを緊張状態に張設することができる。
【００１８】
ここで、一対の高張力線状材７Ａ，７Ｂは後述する揺動体１０の部位を経由して交差状に張設され、地震などによって枠組６に土台３や桁５から成る横材の長さ方向の外力（水平力）が左右交互に作用したとき、揺動体１０の左右両側を上下交互に揺動させるような引張力を発生する構成とされる。
【００１９】
１１は揺動体１０を取り付ける帯板であり、この帯板１１は左右一対の柱４，４の間に架設され、その中央に上記した揺動体１０の中心がピン接合される構成としてある。これにより、係る揺動体１０は左右一対の柱４，４の中間部分にあって、その左右両側が上下に揺動可能とされる。
【００２０】
又、図１に示されるように、揺動体１０には上下一対の板状の弾性部材１２が固定される。係る弾性部材１２は板バネで成り、これは揺動体１０の上部と下部とに水平状に固定され、その両端部が揺動体１０の両端より張り出すようにしてある。
【００２１】
１３は左右一対の柱４，４に取り付けた保持具であり、それら保持具１３にはそれぞれ弾性部材１２の両端部が係合される。これにより、枠組６に土台３や桁５から成る横材の長さ方向の外力（水平力）が左右交互に作用したとき、揺動体１０に対して高張力線状材７Ａ，７Ｂの引張力による揺動方向と逆向きの抵抗力が与えられる構成としてある。
【００２２】
次に、図２は揺動体を示した正面図であり、図３には図２のＸ−Ｘ断面を示す。これらの図で明らかなように、揺動体１０は帯板１１にピン１４にて取り付けられる矩形状のベースプレート１５を有し、その左右両側には回転自在なプーリ１６Ａ，１６Ｂが２つずつ縦列状に配される。このうち、対角に位置する一組のプーリ１６Ａ，１６Ａには一方の高張力線状材７Ａが掛け回され、もう一組のプーリ１６Ｂには高張力線状材７Ｂが掛け回され、それら高張力線状材７Ａ，７Ｂが揺動体１０の揺動中心を成すピン１４の位置を交点として交差するようにしてある。特に、２組のプーリ１６Ａ，１６Ｂは高張力線状材７Ａ，７Ｂが接触せぬよう、図３のようにベースプレート１５の表面からの距離を相違させて段違いに設けられる。但し、プーリ１６Ａ，１６Ｂに代えて数本の丸ピンなどをベースプレート１５に突設して、これに高張力線状材７Ａ，７Ｂを掛け回すようにしても良い。
【００２３】
次に、図４は保持具の取付部分を示した正面図であり、図５はその側面部を示す。図４及び図５において、１７はＬ型鋼から成る固定板であり、この固定板１７には上記の接続金具８、保持具１３、及び帯板受１８が溶接などによって固定されて一体の取付金具１９を構成している。このうち、保持具１３は相互間に水平状のスリットＳを形成する一対のアングル１３Ａ，１３Ａから成り、その間に形成されるスリットＳに上記弾性部材１２の端部が挿入して係合するようになっている。又、帯板受１８は上記した帯板１１の端部を接続するブラケットで、係る帯板受１８には帯板１１の端部がボルト／ナットにより強固に結合される。そして、上記のような保持具１３や帯板受１８などを備える取付金具１９は左右一対の柱４，４の側面に相対向して取り付けられる。尚、固定板１７にはこれを柱４に固定するための木ネジなどを通す孔１７Ａが穿設される。
【００２４】
ここで、以上のように構成される耐震装置を用いて耐震構造の建物を構築するには、先ず、枠組６内における左右一対の縦材（柱４，４）の側面に取付金具１９を相対向して取り付け、その双方の帯板受１８，１８に帯板１１の両端部をボルト／ナットで結合する。次に、柱４，４の中間部分において、板状の弾性部材１２（板バネ）が固定された揺動体１０を左右両側が上下に揺動するよう、その中心部を帯板１１の中央部にピン１４にて枢着せしめると共に、上下左右の保持具１３にはその各スリットＳにそれぞれ水平状を成す弾性部材１２の両端部を挿入して係合する。尚、帯板１１を柱４，４の間に架設する前に、帯板１１に揺動体１０を取り付けておくようにしても良い。
【００２５】
而して、係る枠組６内において、張力調整具９を介在せしめた一対の高張力線状材７Ａ，７Ｂを揺動体１０の部位を経由して交差状に張設する。特に、一方の高張力線状材７Ａは揺動体１０のプーリ１６Ａ，１６Ａに掛け回し、その両端部を対角位置にある上下の入隅部分Ａ１，Ａ４に接続する。又、他方の高張力線状材７Ｂは揺動体１０のプーリ１６Ｂ，１６Ｂに掛け回し、その両端部を別の対角位置にある上下の入隅部分Ａ２，Ａ３に接続する。
【００２６】
このようにして枠組６内に設けられた耐震装置によれば、地震などにより枠組６に対して図１に示す矢印Ｆa 方向の外力が作用すると、一方の高張力線状材７Ｂが弛緩する一方で、他方の高張力線状材７Ａに引張力が作用する。これにより、高張力線状材７Ａを通じて揺動体１０を図１の反時計回りに揺動させるような引張力が発生するが、同時に揺動体１０には弾性部材１２によって高張力線状材７Ａによる揺動方向と逆向き（図１の時計回り）の抵抗力が与えられる。
【００２７】
又、図１に示す矢印Ｆb 方向の外力が作用すると、上記とは逆に高張力線状材７Ａが弛緩する一方で、他方の高張力線状材７Ｂに引張力が作用する。これにより、高張力線状材７Ｂを通じて揺動体１０を図１の時計回りに揺動させるような引張力が発生するが、同時に揺動体１０には弾性部材１２によって高張力線状材７Ｂによる揺動方向と逆向き（図１の反時計回り）の抵抗力が与えられる。
【００２８】
このため、枠組６に対して横材の長さ方向の外力が左右交互に繰り返して作用しても、その振動エネルギーは弾性部材１２の変形により吸収される。この結果、建物の揺れは緩和され、建物は傾いたり倒壊せず、垂直状態を維持することができる。
【００２９】
以上、本発明について説明したが、係る耐震装置は一つの枠組内に装置するのでなく、建物の前面、背面、並びに側面などに形成される多数の枠組内に装置することが肝要である。尚、以上の説明において上下、左右なる表現は耐震装置を設ける枠組に面する方向であり、建物に対するものではない。又、係る耐震装置は上記例に限らず、例えば弾性部材として、ゴム材を縦材と揺動体の間に介在させたり、コイルバネにより揺動体の左右両側と横材とを連結するなどしてもよい。更に、高張力線状材として金属製の芯線をもつ樹脂紐などを利用することもできる。又、係る耐震装置は木造の建物のみならず、鉄骨組みの建物にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る耐震装置を設けた建物の枠組を示す正面概略図
【図２】係る耐震装置を構成する揺動体の正面概略図
【図３】図２のＸ−Ｘ断面図
【図４】保持具の取付部分を示す正面概略図
【図５】保持具の取付部分を示す側面概略図
【符号の説明】
【００３１】
１  基礎
２  架構
３  土台（横材）
４  柱（縦材）
５  桁（横材）
６  枠組
７Ａ，７Ｂ  高張力線状材
１０  揺動体
１１  帯板
１２  弾性部材（板バネ）
１３  保持具
１５  ベースプレート
１６Ａ，１６Ｂ  プーリ
【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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