(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対の横部材と１対の縦部材とからなる矩形枠内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレースの下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレースの上部とが一体に結合されて、２対のブレースが略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレースの上部がそれに対応する矩形枠の上隅部に連結され、前記下側の対のブレースの下部がそれに対応する矩形枠の下隅部に連結されているブレースを備えた架構において、２対のブレースの交点となる結合部の中心が矩形枠の中心より上方又は下方に偏位しており、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その部材の全体が極低降伏点鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっていることを特徴とする制震架構。
【請求項２】
１対の横部材と１対の縦部材とからなる矩形枠内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレースの下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレースの上部とが一体に結合されて、２対のブレースが略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレースの上部がそれに対応する矩形枠の上隅部に連結され、前記下側の対のブレースの下部がそれに対応する矩形枠の下隅部に連結されているブレースを備えた架構において、２対のブレースの交点となる結合部の中心が矩形枠の中心より上方又は下方に偏位しており、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼で構成されその他の部分が普通鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっていることを特徴とする制震架構。
【請求項３】
１対の鋼製のＨ形断面の梁と１対の鋼製のＨ形断面の柱からなる矩形枠内に、２対の鋼製のＨ形断面のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレースの下部が鋼製の連結体に結合され、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレースの上部が前記連結体に結合されて、２対のブレースが略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレースの上部がそれに対応する矩形枠の上隅部に連結され、前記下側の対のブレースの下部がそれに対応する矩形枠の下隅部に連結されているブレースを備えた架構において、２対のブレースの交点となる連結体の中心が矩形枠の中心より上方又は下方に偏位しており、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その部材の全体が極低降伏点鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっていることを特徴とする制震架構。
【請求項４】
Ｈ形断面の梁のウェブ、Ｈ形断面の柱のウェブ、２対のＨ形断面のブレースのウェブ及び連結体のウェブ板が略同一な平面上に位置するように構成されていることを特徴とする請求項３記載の制震架構。
【請求項５】
全体が極低降伏点鋼で構成されているブレースの中央の所定長さの部分の周囲に小さな隙間をあけて鋼製の管体が被せられ、又はその中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼で構成されその他の部分が普通鋼で構成されている対のブレースの極低降伏点鋼で構成されている部分の中央の所定長さの部分の周囲に小さな隙間をあけて鋼製の管体が被せられ、前記管体が少なくとも１箇所で前記ブレースに止着されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つの項記載の制震架構。
【請求項６】
矩形枠の一方の横部材の下側の面と他方の横部材の下側の面との間の間隔が制震補強すべき既存建物の階高と一致するようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つの項記載の制震架構。
【請求項７】
２対のブレースの交点となる結合部又は連結体が座屈により面外へ移動するのを防止する面外座屈防止体が設けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つの項記載の制震架構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、制震架構、特に、Ｘ型ブレースの交点を上方又は下方に偏位させた制震架構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の既存建物の耐震補強構造及び制震補強構造には、例えば、次ぎの(１)〜(３)のものがある。
(１)１対の柱と１対の梁とを結合して矩形枠を形成し、前記矩形枠内に対角線状に、すなわち、Ｘ字状にブレースを配し、そのＸ字状に配したブレースの各端部を矩形枠の隅部に結合して、Ｘ字状に配したブレースの交点を矩形枠の中心に位置させた耐震フレームを使用した既存建物の耐震補強構造(例えば、特開平９−２０３２１７号公報参照)。
(２)既存建物の左右の柱と上下の梁とにより囲まれた開口部に、Ｖ字型又は逆Ｖ字型に鉄製のブレースを設け、Ｖ字型のブレースの下部と下側の梁との間又は逆Ｖ字型のブレースの上部と上側の梁との間に、極低降伏点鋼をハニカム型パネルに加工してなるハニカムダンパーを配し、ハニカムダンパーの梁に面する部分を梁に固着し、ハニカムダンパーのブレースに面する部分をブレースに固着した制震補強構造(例えば、特開平９−１７０３５３号公報参照)。
(３)既存建物の左右の柱と上下の梁とにより囲まれた開口部に、中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼からなる断面が角形又は円形の管体で構成されている１対の制振ブレースをハ字状(逆Ｖ字状)に配し、各ブレースの下部を開口部の下隅部に固着し、各ブレースの上部を開口部の上側の梁の中央の下側に固着した制振フレームを用いた制振補強構造(例えば、特開平８−１３５２５０号公報参照)。
また、従来の補剛ブレースには、(４)軸力を負担する鉄製のブレースの外周に略外接する口径の鋼管を座屈補剛材として被せ、前記鋼管を少なくとも１箇所でブレースに止着したもの(例えば、特開平７−３２４３７７号公報参照)がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記(１)の耐震補強構造は、既存建物の耐震性を高めるためのものであり、それに使う耐震架構は、そのＸ字状に配されたブレースの各端部を矩形のフレームの隅部に結合して、Ｘ字状に配されたブレースの交点と矩形枠の中心とを一致させてあり、耐震性を付与するために、フレームやブレースは降伏点又は耐力の高い鋼材を用いて製作する必要がある。そのため、この耐震補強構造は、制震能（地震力を構成部材の塑性変形についやさせて、地震力を吸収する能力）を有していない。
上記(２)の既存建物の制震補強構造は、既存建物の柱及び梁により囲まれた開口部に、鉄製の対のブレースをＶ字型又は逆Ｖ字型に配し、対のブレースの連結部である下部又は上部とこれに対面する梁との間に、極低降伏点鋼をハニカム型パネルに加工してなるハニカムダンパーを配し、ハニカムダンパーの一方の側を梁に固着し、ハニカムダンパーの他方の側を対のブレースの下部又は上部に固着したものであり、ハニカムダンパーの構造が複雑であり、その製作に多くの手間がかかり、Ｖ字型又は逆Ｖ字型に配される対のブレースも長大になるから、制震補強のための費用が嵩む欠点がある。
上記(３)の既存建物の制震補強構造は、既存建物の柱と梁により囲まれた開口部に、対のブレースをハ字状に配設し、前記の対のブレースとして、中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼からなる断面が角形又は円形の管体で構成したものを使用したものであるが、極低降伏点鋼からなる管体を用いた目的は、前記管体の内周面に絶縁材を配してから、前記管体内にコンクリートを充填して、このコンクリートの存在により、極低降伏点鋼の管体からなるブレースの部分の座屈を防止するためである。そのため、対のブレースの構造が複雑になり、その製作に多くの手間がかかり、既存建物の制震補強のための費用が嵩む欠点がある。
上記(４)の補剛ブレースは、軸力を負担する鉄骨ブレースの外周に略外接する口径の鋼管を座屈補剛材として被せ、前記鋼管を少なくとも１箇所でブレースに止着したもので、軸力を負担するブレースは降伏点又は耐力の高い鋼材で製作する必要があるものであるから、制震能を有していない。
この発明の解決しようとする課題は、従来技術の上記の欠点を有していない制震架構を提供すること、換言すると、小さい地震変形から地震力の履歴吸収が期待でき、制震効果が大きく、その構造が簡単で、製作も容易な制震架構を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明の制震架構は、１対の横部材と１対の縦部材とからなる矩形枠内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレースの下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレースの上部とが一体に結合されて、２対のブレースが略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレースの上部がそれに対応する矩形枠の上隅部に連結され、前記下側の対のブレースの下部がそれに対応する矩形枠の下隅部に連結されているブレースを備えた架構において、２対のブレースの交点となる結合部の中心が矩形枠の中心より上方又は下方に偏位しており、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その部材の全体が極低降伏点鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっていることを特徴とするものである。
また、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼で構成されその他の部分が普通鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっていてもよい。
【０００５】
矩形枠は、好ましい実施形態では、１対の鋼製のＨ形断面の梁と１対の鋼製のＨ形断面の柱とを矩形になるように接合して構成するが、鋼製のＨ形断面以外の断面形状の梁又は柱で構成してもよい。
また、略Ｘ字型に結合される２対のブレースは、好ましい実施形態では、鋼製のＨ形断面の部材で構成するが、Ｈ形断面以外の断面形状の部材で構成してもよい。
鋼製の連結体も、好ましい実施形態では、鋼製のウェブ板と鋼製のフランジ板とを結合してなる部材で構成するが、他の構造の部材で構成してもよい。
Ｈ形断面の梁、Ｈ形断面の柱、Ｈ形断面の２対のブレース及びウェブ板とフランジ板とからなる連結体を用いて制震架構を構成する場合には、Ｈ形断面の梁のウェブ、Ｈ形断面の柱のウェブ、２対のＨ形断面のブレースのウェブ及び連結体のウェブ板がほぼ同じ平面上に位置させるようにするとよい。
【０００６】
制震架構の矩形枠の一方の横部材の下側の面と他方の横部材の下側の面との間の間隔が制震補強すべき既存の建物の階高と一致するようにすると、既存建物の制震補強すべき部分に複数の制震架構を上下方向に連ねて取付ける際に、制震架構の矩形枠の横部材の既存の建物の床や梁への取付が容易になる。
また、好ましい実施形態においては、全体が極低降伏点鋼で構成されているブレースの中央の所定長さの部分の周囲に小さな隙間をあけて鋼製の管体を被せ、又はその中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼で構成されその他の部分が普通鋼で構成されている対のブレースの極低降伏点鋼で構成されている部分の中央の所定長さの部分の周囲に小さな隙間をあけて鋼製の管体を被せ、前記管体を少なくとも１箇所で前記ブレースに止着して、極低降伏点鋼の部分を補剛してその座屈を防止する。
【０００７】
この発明の制震架構においては、２対のブレースの交点となる結合部又は連結体が座屈により面外へ移動するのを防止する面外座屈防止体を設け、地震時におけるブレースの交点の面外への移動を防止する。
この発明の制震架構は、例えば、ＲＣ造、ＳＲＣ造のラーメン構造を備えた既存建物の制震補強に適用できるものである。
【０００８】
【実施例】
実施例１を図１〜図４を用いて詳細に説明する。
制震架構１０は、矩形枠２０と、連結体３０を介して結合された２対のブレース３６，３７等で構成されている。
横部材を構成する鋼製のＨ形断面の梁２１の左右の端よりの部分の上側に、縦部材を構成する鋼製のＨ形断面の柱２３，２４を梁２１に対して直角に立て、かつ梁２１の両端部が柱２３，２４の下端から左右に少々突出するようにして、柱２３，２４の下端を梁２１の上側のフランジ２１ａ1に突き合わせ溶接する。柱２３，２４の上端の上側に、横部材を構成する鋼製のＨ形断面の梁２２を柱２３，２４に対して直角にかつ梁２２の両端部が柱２３，２４の上端から左右に少々突出するようにして、柱２３，２４の上端を梁２２の下側のフランジ２２ａ2に突き合わせ溶接して、矩形枠２０が形成される。
柱２３，２４の各フランジ２３ａ1，２３ａ2，２４ａ2，２４ａ1の下端に対応する梁２１の部分のフランジ２１ａ1，２１ａ2間に鋼製のスチフナー２１ｃ1，２１ｃ2を配し、各スチフナー２１ｃ1，２１ｃ2を各フランジ２１ａ1，２１ａ2及びウェブ２１ｂに溶接する。同様に、柱２３，２４の上端の各フランジ２３ａ1，２３ａ2，２４ａ2，２４ａ1に対応する梁２２の部分のフランジ２２ａ1，２２ａ2間に鋼製のスチフナー２２ｃ1，２２ｃ2を配し、各スチフナー２２ｃ1，２２ｃ2を各フランジ２２ａ1，２２ａ2及びウェブ２２ｂに溶接する。
梁２１，２２及び柱２３，２４としては、例えば、フランジ幅及び成が同じＨ形断面の鋼材からなるものを用いる。
【０００９】
連結体３０は次のようにして製作される。図２及び図３に示すように、鋼製の５角形のウェブ板３１の下側の辺３１ａが梁２１，２２及び柱２３，２４のフランジ幅と同じ幅か又はそれ以下の幅の鋼製の平らなフランジ板３２ａの中心線上に位置するように、ウェブ板３１の下側の辺３１ａをフランジ板３２ａに溶接する。ウェブ板３１の上側のヘ字形の辺３１ｃ、３１ｄがこれに合わせて曲げたフランジ板３２ａの幅と同じ幅の鋼製のヘ字形のフランジ板３２ｃｄの中心線上に位置するように、ウェブ板３１のヘ字形の辺３１ｃ、３１ｄをヘ字形のフランジ板３２ｃｄに溶接する。５角形のウェブ板３１の右側の辺３１ｂがフランジ板３２ａの幅と同じ幅の鋼製の平らなフランジ板３２ｂの中心線上に位置するように、ウェブ板３１の右側の辺３１ｂをフランジ板３２ｂに溶接し、同様に、５角形のウェブ板３１の左側の辺３１ｅがフランジ板３２ａの幅と同じ幅の鋼製の平らなフランジ板３２ｅの中心線上に位置するように、ウェブ板３１の左側の辺３１ｅをフランジ板３２ｅに溶接する。下側のフランジ板３２ａ及び上側のフランジ板３２ｃｄの両端をフランジ板３２ｂ，３２ｅの両端から少々外側に突出させておき、フランジ板３２ｂ，３２ｅの上端及び下端をフランジ板３２ａ，３２ｃｄの両端に溶接し、ウェブ板３１の中央の両側に配したスチフナー３３をウェブ板３１及びフランジ板３２ａ，３２ｃｄに溶接して、連結体３０が完成する。
【００１０】
対のブレース３６，３６は、図１及び図４に示すように、同じ構成で、斜め方向に延びる鋼製の板状のウェブ３６ｂの上側及び下側に鋼製のフランジ３６ａ1，３６ａ2を溶接して製作されている。
ウェブ３６ｂは、上側の水平に辺３６ｂ1と、互いに平行な斜め方向に延びる上側の辺３６ｂ2及び下側の辺３６ｂ3、梁２１の端部よりの上側のフランジ２１ａ1に溶接される前記フランジ２１ａ1の上側面と平行な辺３６ｂ4と、柱２３，２４の下部のフランジ２３ａ2，２４ａ1の外側面に溶接される前記外側面と平行な辺３６ｂ5と、矩形枠２０の隅部２０ａ，２０ａに対応する４角形状の部分の左側又は右側の辺３６ｂ6と、前記辺３６ｂ3の下端と前記辺３６ｂ6の上端とを結ぶ曲がった辺３６ｂ7と、矩形枠２０の隅部２０ａに対応する４角形状の部分の上側の辺３６ｂ8と、前記辺３６ｂ2の下端と前記辺３６ｂ8の内側端とを結ぶ曲がった辺３６ｂ9とを備えている。
上側のフランジ３６ａ1は、前記梁２１，２２及び柱２３，２４のフランジ幅よりも少々幅狭で、ウェブ３６ｂの上側の辺３６ｂ2，３６ｂ9，３６ｂ8に沿って曲げられ、ウェブ３６ｂの上側の辺３６ｂ2，３６ｂ9，３６ｂ8がフランジ３６ａ1の中心線上に位置するように、フランジ３６ａ1がウェブ３６ｂに溶接される。下側のフランジ３６ａ2は、前記フランジ板３６ａ1と同じ幅で、ウェブ３６ｂの下側の辺３６ｂ3、３６ｂ7，３６ｂ6に沿って曲げられ、ウェブ３６ｂの下側の辺３６ｂ3，３６ｂ7，３６ｂ6がフランジ３６ａ2の中心線上に位置するように、フランジ３６ａ2がウェブ３６ｂに溶接され、ブレース３６が完成する。
ブレース３６，３６の下部を矩形枠２０の隅部２０ａ，２０ａに溶接し、ブレース３６，３６の上部を連結体３０のフランジ板３２ａの下側面に溶接する。
【００１１】
対のブレース３７，３７は、図１及び図５に示すように、同じ構成で、極低降伏点鋼で構成され、斜め方向に延びる板状のウェブ３７ｂの上側及び下側にフランジ３７ａ1，３７ａ2を溶接して製作されている。
上記極低降伏点鋼としては、例えば、Ｃが０．０２％以下、Ｓｉが０．０２％以下、Ｍｎが０．２０％以下、Ｐが０．０３０％以下、Ｓが０．０１５％以下の鋼で、降伏点又は０．２％耐力が７０〜１２０Ｎ／mm2、引張強さが２００〜２８０Ｎ／mm2及び延びが５０％以上の機械的性質を有するもの［例えば、川崎製鉄株式会社製のRIVER FLEX100(RF100)］を用いる。
ウェブ３７ｂは、下端の傾斜した辺３７ｂ1と、互いに平行な斜め方向に延びる上側の辺３７ｂ2及び下側の辺３７ｂ3と、梁２２の端部よりの部分の下側のフランジ２２ａ2の外側面に溶接される前記外側面と平行な辺３７ｂ4と、柱２３，２４の上部のフランジ２３ａ2，２４ａ1の外側面に溶接される前記外側面と平行な辺３７ｂ5と、矩形枠２０の隅部２０ｂに対応する４角形状の部分の柱２３，２４と略平行な左側又は右側の辺３７ｂ6と、前記辺３７ｂ2の上端と前記辺３７ｂ6の下端とを結ぶ曲がった辺３６ｂ7，矩形枠２０の隅部２０ｂに対応する４角形状の部分の梁２２と略平行な左側又は右側の辺３７ｂ8と、前記辺３７ｂ3の上端と前記辺３７ｂ8の内側端とを結ぶ曲がった辺３７ｂ9とを備えている。
上側のフランジ３７ａ1は、前記梁２１，２２及び柱２３，２４のフランジ幅よりも少々幅狭で、ウェブ３７ｂの上側の辺３７ｂ2，３７ｂ6，３７ｂ7に沿って曲げられ、ウェブ３７ｂの上側の辺３７ｂ2，３７ｂ7，３７ｂ6がフランジ３７ａ1の中心線上に位置するように、フランジ３７ａ1がウェブ３７ｂに溶接される。下側のフランジ３７ａ2は、前記フランジ３７ａ1と同じ幅で、ウェブ３７ｂの下側の辺３７ｂ3，３７ｂ9，３７ｂ8に沿って曲げられ、ウェブ３７ｂの下側の辺３７ｂ3，３７ｂ9，３７ｂ8がフランジ３７ａ2の中心線上に位置するように、フランジ３７ａ2がウェブ３６ｂに溶接され、ブレース３７の主体が完成する
。
【００１２】
軸力を負担するブレース３７，３７の主体には、図５及び図６に示すように、その外側に小さな隙間ｃをあけて鋼製の矩形断面の管体３８が被せられ、前記管体３８を、少なくとも１箇所で、例えば、ブレース３７のウェブ３７ｂ等を貫通するボルト３９にて、前記ブレース３７に止着する。前記管体３８の両端にはそれぞれつば３８ａが形成されている。
図１に示すように、ブレース３７，３７の下部を連結体３０のヘ字型のフランジ板３２ｃｄの上側の傾斜面に溶接し、ブレース３７，３７の上部を矩形枠２０の上隅部２０ｂに溶接して、制震架構１０が完成される。
なお、上記の矩形枠２０、連結体３０、ブレース３６及び管体３８の製作には、一般の溶接構造用圧延鋼材（例えば、ＪＩＳ Ｇ ３１０６）や一般構造用圧延鋼材（ＳＳ４００）が用いられ、この鋼材は、例えば、降伏点又は耐力が２３０〜３５０Ｎ／mm2、引張強さが４００〜６００Ｎ／mm2である。
【００１３】
極低降伏点鋼製のブレースを用いた制震架構の復元力特性は、ブレースの長さ、ブレースの水平に対する傾斜角によって、極低降伏点鋼製のブレースの塑性変形を始めるポイントが左右される。階高（梁間の間隔）に比べてスパン（柱間の間隔）が小さいほど、水平面に対するブレースの傾斜角度が大きくなり、地震時における極低降伏点鋼のブレースの剛性及び該ブレースに作用する軸力が小さくなる。前記ブレースの剛性及び軸力が小さくなると、ある程度大きい地震時変形を受けてから、極低降伏点鋼のブレースが塑性変形を始めるという復元力特性となるため、履歴吸収を期待できる変形領域が小さくなる。
【００１４】
実施例１の制震架構１０が図７の（ａ）に概念的に図示されている。１対の梁２１，２２と１対の柱２３，２４からなる矩形の矩形枠２０内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレース３７，３７の下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレース３６，３６の上部とが一体に結合されて、２対のブレース３６，３７が略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレース３７，３７の上部がそれに対応する矩形枠２０の上隅部２０ｂに連結され、前記下側の対のブレース３６，３６の下部がそれに対応する矩形枠２０の下隅部２０ａに連結され、２対のブレース３６，３７の交点となる結合部の中心３０ｃが矩形枠２０の中心２０ｃより上方に偏位しており、上側の１対のブレース３７，３７が、極低降伏点鋼で構成されていて、下側の１対のブレース３６，３６よりも短くなっている。
地震時に制震架構１０に水平力Ｆが作用すると、制震架構１０の上側の梁２２が下側の梁２１に対して水平方向に変形（層間変形）する。
１対のブレース３６，３６は鉄骨造の建物の建造に通常使用する降伏点が高い鋼材で製作されていて、十分な剛性と強度とを備えているから、地震時における下側の１対のブレース３６，３６に支持された連結体３０の中心３０ｃ、すなわち、ブレースの交点の水平移動は小さい。これに対して、上側の１対のブレース３７，３７は低降伏点鋼で製作され、降伏点が低く耐力も小さいから、図７の（ｂ）に示すように変形し易い。
そして、１対のブレース３７，３７は水平面に対する傾斜角が小さいから、地震時に作用する水平力Ｆのブレース３７の軸線方向の分力が大きくなり、かつ地震時のブレース３７の剛性も大きくなる。そのうえ、ブレース３７の長さがブレース３６に比して短いから、ブレース３７の変形量が大きくなり、履歴吸収を期待できる変形範囲が広く、小さな地震時変形からエネルギーの履歴吸収が期待でき、制振効果が大きい。
【００１５】
比較例の制震架構１０’が図８の（ａ）に概念的に図示されている。実施例１と同じ矩形枠２０内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレース３７’，３７’の下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレース３６’，３６’の上部とが一体に結合されて、２対のブレース３６’，３７’がＸ字型に結合され、上側の対のブレース３７’，３７’の上部がそれに対応する矩形枠２０の上隅部２０ｂに連結され、下側の対のブレース３６’，３６’の下部がそれに対応する矩形枠２０の下隅部２０ａに連結され、２対のブレース３６’，３７’がＸ字状に配されて、２対のブレース３６’，３７’の交点を構成する連結体３０の中心３０ｃが矩形枠２０の中心２０ｃに一致し、上側の１対のブレース３７，３７が、極低降伏点鋼で構成されていて、ブレース３６’とが同じ長さになっている。
地震時に制震架構１０’に水平力Ｆが作用すると、制震架構１０’の上側の梁２２’が下側の梁２１’に対して水平方向に変形する。
１対のブレース３６’，３６’は鉄骨造の建物の建造に通常使用する降伏点が高い鋼材で製作されていて、十分な剛性と強度とを備えているから、地震時における下側の１対のブレース３６’，３６’に支持された連結体３０の中心３０ｃ、すなわち、ブレースの交点の水平移動は小さい。これに対して、１対のブレース３７’，３７’は低降伏点鋼で製作され、降伏点が低く耐力も小さいから、図８の（ｂ）に示すように変形する。しかし、１対のブレース３７’，３７’は水平面に対する傾斜角が実施例１のブレース３７に比して大きいから、水平力Ｆのブレース３７’の軸線方向の分力、すなわち、軸力が実施例１に比して小さい。そのうえ、ブレース３７’の長さが実施例１のブレース３７に比して長いから、ブレース３７’の変形量が小さく、履歴吸収を期待できる変形範囲が狭く、地震時における有意義なエネルギーの履歴吸収を期待することができない。
【００１６】
実施例１の制震架構１０は、ブレース３６，３７の交点が矩形枠２０の中心より上方に偏位しているが、ブレース３６，３７の交点を矩形枠２０の中心より下方に偏位させても同様の効果が得られる。
実施例１のようにブレース３６，３７の交点を矩形枠２０の中心より上方に大きく偏位（例えば、矩形枠２０の中心２０ｃと梁２１，２２との間の距離の１／２〜１／３の偏位）させると、制震架構１０を既存建物の外周壁の内側に設けて、既存建物の耐震性能を改善する場合等に、ブレースの交点を天井内に納めることができ、既存建物の機能的な有効開口面積を大きく狭めることがなく、改善後の建物のデザイン面に与える影響も少ない。
【００１７】
図１に示されている制震架構１０のブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレース３７，３７は、図９に示すブレース３７Ａに替えてもよい。
図９に示すブレース３７Ａは、その中央の所定長さの範囲の中間部３７Ａ2を極低降伏点鋼で構成し、その他の上部３７Ａ1及び下部３７Ａ3を普通鋼で構成し、上部部３７Ａ1の下端と中間部３７Ａ2の上端とを溶接その他の接合手段で接合し、中間部３７Ａ2の下端と下部３７Ａ3の上端とを溶接その他の接合手段で接合して製作されている。
制震架構１０の１対のブレース３７，３７を１対のブレース３７Ａ，３７Ａに替えると、１対のブレース３７Ａ，３７Ａの極低降伏点鋼で構成されている部分が１対のブレース３７，３７に比しても短いから、地震時の変形が大きく、小さな地震時変形からエネルギーの履歴吸収が期待できる。
【００１８】
実施例２は、図１０〜図１２に示され、制震架構１０の矩形枠２０、連結体３０及びブレース３６，３７の構成や結合の仕方は実施例１と同じである。
制震架構１０の矩形枠２０の上側の梁２２の中央の下面に鋼製の取付片２５を溶接にて固着し、連結体３０の上面の中央に鋼製の取付片３５を溶接にて固着し、略垂直に配したＨ形断面の束材４１の上部をボルト・ナットにて取付片２５に固定し、束材４１の下部をボルト・ナットにて取付片３５に固定する。
既存建物１の床４の下側に保持板４２を植設ボルト・ナットｂ・ｎにて固着し、保持板４２の一端を束材４１の上部の梁３側に溶接にて固着したガセットＧ1にボルト・ナットにて固定し、傾斜させて配した鋼製の面外座屈防止体４０の下部を束材４１の中央部より少々下方の部分の梁３側に溶接にて固着したガセットＧ2にボルト・ナットにて固定し、面外座屈防止体４０の上部を保持板４２の梁３側の部分に溶接にて固着したガセットＧ3にボルト・ナットにて固定する。そうすると、連結体３０等が矩形枠２０を含む面に対して直角な方向へ変位し難くすることができる。
面外座屈防止体４０は、矩形枠２０を含む面に対して直角な面内において、矩形枠２０を含む面に対して傾斜させて配置されている。そのため、２対のブレース３６，３７と連結体３０とからなる制震部材が、地震時に面外への移動しようとしても、その移動を阻止することができ、極低降伏点鋼で構成されたブレース３７にその塑性変形によるエネルギーの履歴吸収を確実に行なわせることができる。
なお、図１０及び図１１に示すように、各ブレース３６，３７の大きな応力が作用し易い部分は、必要に応じて、リブＲbを設けて補強する。例えば、ブレース３６，３７のフランジの屈曲した部分のウェブの両側にリブＲbを配し、このリブＲbをウェブ及びフランジの内側面に溶接する。
【００１９】
実施例１及び２の制震架構１０は、既存建物１の上下の梁と左右の柱とからなる開口部内に取り付けて使用することができる。
また、制震架構１０を使って既存建物１の補強する場合には、例えば、図１３及び図１４に示すように、既存建物１の補強すべき部分（面）の両端Ａ，Ｅよりの部分の外壁５、５Ａの内側において、その各階の床４に形成した仮設開口４ａ内に、実施例２の制震架構１０を補強すべき部分の階数だけ上下方向に連ねて形成してなる補強縦フレーム５０Ａ，５０Ｂを、各制震架構１０の各矩形枠２０を既存建物１の柱、梁、床、壁等に固定しながら形成し、補強縦フレーム５０Ａ，５０Ｂの上端間にハットビーム６０を配し、補強縦フレーム５０Ａ，５０Ｂの上端をハットビーム６０に接合して門型補強フレーム１００を形成し、ハットビーム６０の既存建物１の上部の部分Ｂ，Ｄに対応する部分に束材６１を設け、この束材６１を既存建物１に固着する。
【００２０】
上記の場合の制震架構１０の矩形枠２０の既存建物の柱、梁、床、壁等への固定の仕方の幾つかを、図１３〜図１５を使って説明する。
制震架構１０の矩形枠２０の上側の梁２２の下側のフランジ２２ａ2を既存建物のＲＣ造の床４に固定する場合には、例えば、矩形枠２０の下側のフランジの表面に先端に大径部のあるスタッド（頭部付きスタッドという）Ｓd1を間隔をおいて多数箇溶接にて植設し、各スタッドＳd1を矩形枠２０が挿入されている床４の仮設開口４ａ内に位置させ、仮設開口４ａの周囲のコンクリート部分に穿った孔内に一端を挿入して接着剤にて固着した複数本の鉄筋を床の開口４ａ内に前記表面に沿って格子状に配置してから、仮設開口４ａ内にコンクリートを後打ちして、矩形枠２０を既存建物の床４に固定する。
制震架構１０の矩形枠２０の柱２３のフランジ２３ａ1を既存建物１のＲＣ造の外壁５に固定の場合は、矩形枠２０の柱２３のフランジ２３ａ1の表面に頭部付きスタッドＳd2を間隔をおいて多数本溶接にて植設し、各スタッドＳd2の植設部に対応する外壁５の表面から突出させて、かつその基端を外壁５のコンクリート部分に穿った孔に挿入して接着剤にて固着して、多数本の頭部付きスタッドＳd3を外壁５に植設し、フランジ２３ａ1の表面と外壁５の表面との間の隙間内に縦方向に延びる複数本鉄筋と横方向に延びる複数本の鉄筋とを縦方向及び横方向に間隔をおいて配設してから、前記隙間内にコンクリートを後打ちして、矩形枠２０を既存建物の外壁５に固定する。
制震架構１０の矩形枠２０の下側の梁２１を既存建物１のＲＣ造の増設補強梁３Ａに固定する場合には、例えば、矩形枠２０の梁２１のフランジ２１ａ1，２１ａ2と前記増設補強梁３Ａとにボルト孔を複数箇穿設し、各ボルト孔にＰＣ鋼棒からなるボルトＢ1を通し、ボルトＢ1の両端に形成したねじ部にナットＮ1をねじ込んで締め付け、矩形枠２０を既存建物の増設補強梁３Ａに固定する。
制震架構１０の矩形枠２０の下側の梁２１の下側のフランジ２１ａ2を既存建物１の増設補強梁３Ａの上のＲＣ造の床４に固定の場合は、前記床４に間隔をおいて多数本のボルトＢ2を植設し、各ボルトＢ2を前記フランジ２１ａ2に穿設したボルト孔に通し、各ボルトＢ2のねじ部にナットＮ2をねじ込んで、矩形枠２０を既存建物の床４に固定する。
【００２１】
【発明の効果】
この発明は、特許請求の範囲の各請求項に記載した構成を備えることにより、次の（イ）〜（ト）の効果を奏する。
（イ）請求項１に係る発明の制震架構は、１対の横部材と１対の縦部材とからなる矩形枠内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレースの下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレースの上部とが一体に結合されて、２対のブレースが略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレースの上部がそれに対応する矩形枠の上隅部に連結され、前記下側の対のブレースの下部がそれに対応する矩形枠の下隅部に連結されているブレースを備えた架構において、２対のブレースの交点となる結合部の中心が矩形枠の中心より上方又は下方に偏位しており、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その部材の全体が極低降伏点鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっているから、極低降伏点鋼で構成されいるブレースは、その水平面に対する傾斜角が小さく、地震時に作用する軸力が大きく、かつ地震時の剛性も大きくなって、履歴吸収を期待できる変形範囲が広くなり、小さな地震時変形からエネルギーの履歴吸収が期待でき、制振効果が大きい。
なお、矩形枠の成を階高と略同じにした制震架構を既存建物の外壁の内側に取り付ける場合に、２対のブレースの交点を構成する結合部の中心を矩形枠の中心より上方に大きく偏位させると、ブレースの交点を天井内に収めることができ、既存建物の有効開口面積を大きく狭めることがなく、改修後の建物のデザイン面に与える影響も少なくなる。
【００２２】
（ロ）請求項２に係る発明の制震架構は、１対の横部材と１対の縦部材とからなる矩形枠内に、２対のブレースが配され、上側のＶ字状に配された１対のブレースの下部と、下側の逆Ｖ字状に配された１対のブレースの上部とが一体に結合されて、２対のブレースが略Ｘ字型に結合され、前記上側の対のブレースの上部がそれに対応する矩形枠の上隅部に連結され、前記下側の対のブレースの下部がそれに対応する矩形枠の下隅部に連結されているブレースを備えた架構において、２対のブレースの交点となる結合部の中心が矩形枠の中心より上方又は下方に偏位しており、ブレースの交点と横部材との間の間隔が狭くなっている側にある１対のブレースは、その中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼で構成されその他の部分が普通鋼で構成されていて、ブレースの交点と横部材との間の間隔が広くなっている側にある１対のブレースよりも短くなっているから、上記（イ）の作用効果を奏することができるだけでなく、ブレースの極低降伏点鋼で構成されている部分が請求項１記載の発明の極低降伏点鋼で構成されているブレースに比して短くなるから、地震時の変形が大きく、さらに小さな地震時変形からエネルギーの履歴吸収が期待できる。
（ハ）請求項３に記載されているように、矩形枠を１対の鋼製のＨ形断面の梁と１対の鋼製のＨ形断面の柱でつくり、２対の鋼製のブレースの断面をＨ形断面にすると、上記（イ）に記載した効果を奏することができるだけでなく、制震架構の製作が容易になり、かつその既存建物への組み付けが容易になる。
（ニ）請求項４に記載されているように、Ｈ形断面の梁のウェブ、Ｈ形断面の柱のウェブ、２対のＨ形断面のブレースのウェブ及び連結体のウェブ板が略同一平面上に位置するように制震架構を構成すると、上記（イ）及び（ハ）に記載した効果を奏することができるだけでなく、所望の制震能を有する制震架構を少ない鋼材で製作することができる。
【００２３】
（ホ）請求項５に記載されているように、矩形のフレームに一方の横部材の下側の面と他方の横部材の下側の面との間の間隔が制震補強すべき既存の建物の階高と一致するようにすると、既存建物の制震補強すべき部分に複数の制震架構を上下方向に連ねて取付ける際等に、制震架構のフレームの横部材の既存の建物の床や梁への取付が容易になる。
（ヘ）請求項６記載のように、全体が極低降伏点鋼で構成されているブレースの中央の所定長さの部分の周囲に小さな隙間をあけて鋼製の管体が被せられ、又はその中央の所定長さの範囲の部分が極低降伏点鋼で構成されその他の部分が普通鋼で構成されている対のブレースの極低降伏点鋼で構成されている部分の中央の所定長さの部分の周囲に小さな隙間をあけて鋼製の管体が被せられ、前記管体が少なくとも１箇所で前記ブレースに止着されていると、極低降伏点鋼で構成されているブレースの座屈を容易に防止することができる。
【００２４】
（ト）請求項７に係る発明の制震架構は、２対のブレースの交点となる結合部又は連結体が座屈により面外へ移動するのを防止する面外座屈防止体が設けられているから、地震時におけるブレースの交点となる結合部又は連結体の中心の面外への移動を防止することができ、ブレースの極低降伏点鋼で構成された部分の塑性変形によるエネルギーの履歴吸収を確実に行なわせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１の制震架構の正面図
【図２】実施例１の連結体の正面図
【図３】実施例１の連結体の側面図
【図４】実施例１の制震架構内の下側に配するブレースの正面図
【図５】実施例１の制震架構内の上側に配するブレースの正面図
【図６】図５に示すものをそのＡ−Ａ線にて断面した側面図
【図７】（ａ）は実施例１の制震架構を概略的に示す正面図、（ｂ）は実施例１の制震架構の機能等を示す線図
【図８】（ａ）は実施例に含まれない制震架構を概略的に示す正面図、（ｂ）は実施例に含まれない制震架構の機能等を示す線図
【図９】実施例１の制震架構内の上側に配する他のブレースの正面図
【図１０】実施例２の制震架構の正面図
【図１１】実施例２の制震架構のブレースの補強リブの部分の断面図
【図１２】実施例２の制震架構の面外座屈防止体の構成及び既存建物との関係を示す断面図
【図１３】実施例２の制震架構を用いて既存建物を補強する具体例を示す正面図
【図１４】既存建物の標準階の平面図
【図１５】実施例２の制震架構の既存建物への固着の仕方等を示す正面図
【符号の説明】
１  既存建物
２  柱
３Ａ  増設補強梁
４  床
４ａ  仮設開口
５，５Ａ  外壁
１０  制震架構
２０  矩形枠
２０ｃ  矩形枠の中心
２１，２２  梁
２３，２４  柱
３０  連結体
３０ｃ  連結体の中心（ブレースの交点）
３１  ウェブ板
３２ａ〜３２ｅ  フランジ板
３６，３７，３７Ａ  ブレース
３８  管体
４０  面外座屈防止体
４１  束材
５０Ａ，５０Ｂ  補強縦フレーム
６０  ハットビーム
６１  束材
１００  門型補強フレーム
【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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【図１４】
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【図１５】
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