ブレース構造、及び該ブレース構造を有する建物
【課題】ブレースの座屈を抑制することを目的とする。
【解決手段】ブレース１６は、上下方向に隣接する上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられている。ブレース１６と立面視にて交差する梁２４には、規制部材が設けられている。この規制部材が粘弾性ダンパの保持材に当たることにより、当該粘弾性ダンパの架構１２、１４の面外方向の変位が規制されている。
【解決手段】ブレース１６は、上下方向に隣接する上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられている。ブレース１６と立面視にて交差する梁２４には、規制部材が設けられている。この規制部材が粘弾性ダンパの保持材に当たることにより、当該粘弾性ダンパの架構１２、１４の面外方向の変位が規制されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレース構造、及び該ブレース構造を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、架構に設けられるブレースが知られている。また、ブレースと粘弾性ダンパ（減衰機構）、又はブレースとオイルダンパとを直列に結合した制振装置が知れている（例えば、特許文献１、２）。これらの特許文献１、２の制振装置は、粘弾性ダンパ又はオイルダンパを梁内に設けることで、設備配管や通路等のための架構の開口スペースを広くしている。
【０００３】
ここで、ブレースは、一般的に建物の各層に設けられることが多く、各ブレースの取り付けに手間がかかる。また、特許文献１、２の制振装置は、建物の一層分の層間変形を利用して、粘弾性ダンパ又はオイルダンパを作動させる。従って、粘弾性ダンパ又はオイルダンパ一つ当りが持つ制振性能を、建物への制振効果として効率良く作用させることに限界がある。
【０００４】
一方、特許文献３に開示された制振構造では、直列に結合されたブレース及び鋼材ダンパ（履歴系ダンパ）が、鉛直方向に連なる複数の架構にまたがって設けられている。この制振構造では、複数層分の層間変形を利用して鋼材ダンパを変形させることにより、鋼材ダンパによるエネルギー吸収効率を向上させている。
【０００５】
しかしながら、複数の架構にまたがってブレース等を設けると、必然的にブレースの座屈長さが長くなり、ブレースが座屈し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６６３２８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７２９５９号公報
【特許文献３】特開２００６−２２５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の事実を考慮し、ブレースの座屈を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のブレース構造は、上下方向に隣接する複数の架構にまたがって取り付けられるブレースと、前記架構を構成し、前記ブレースと立面視にて交差する水平部材と、前記水平部材に設けられ、前記ブレースの前記架構の面外方向の変位を規制する座屈抑制手段と、を備えている。
【０００９】
上記の構成によれば、ブレースは、上下方向に隣接する複数の架構にまたがって取り付けられている。このブレースと立面視にて交差する架構の水平部材には、座屈抑制手段が設けられている。この座屈抑制手段によって、ブレースの架構の面外方向の変位が規制（制限）されている。
【００１０】
ここで、ブレースは複数の架構にまたがって取り付けられる。従って、架構ごとにブレースを取り付ける場合と比較して、ブレースの変形量が大きくなるため、ブレース一つ当りの変形効率が向上する。一方、複数の架構にまたがってブレースを取り付けると、ブレースの座屈長さが長くなり、ブレースが座屈し易くなる。この対策として本発明では、水平部材に座屈抑制手段を設け、ブレースの架構の面外方向の変位を規制している。これにより、ブレースの架構の面外方向の剛性が大きくなるため、ブレースの座屈が抑制される。
【００１１】
請求項２に記載のブレース構造は、請求項１に記載のブレース構造において、前記ブレースが、前記水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、前記水平部材の下方に設けられると共に、前記第１ブレース体に対して相対変位する第２ブレース体と、前記第１ブレース体と前記第２ブレース体とに連結される制振ダンパと、を有し、前記座屈抑制手段が、前記制振ダンパの前記架構の面外方向両側に配置される一対の規制部材を有している。
【００１２】
上記の構成によれば、ブレースが、水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、水平部材の下方に設けられる第２ブレース体と、第１ブレース体と第２ブレース体とに連結される制振ダンパと、を有している。第２ブレース体は、第１ブレース体に対して相対変位可能とされている。従って、風や地震等によって架構に外力が作用すると、第１ブレース体と第２ブレース体とが相対変位し、制振ダンパが作動する。この制振ダンパによって、振動エネルギーが吸収される。
【００１３】
ここで、本発明では、上下方向に隣接する複数の架構にまたがってブレースが取り付けられている。そのため、架構ごとにブレースを取り付ける場合と比較して、第１ブレース体と第２ブレース体との間の相対変位量が大きくなる。従って、制振ダンパの変形量が大きくなり、制振ダンパの振動エネルギー吸収効率が向上する。
【００１４】
また、制振ダンパの架構の面外方向両側には、一対の規制部材が設けられている。この規制部材が、制振ダンパに接触することにより、制振ダンパの架構の面外方向の変位が規制される。従って、制振ダンパに連結された第１ブレース体及び第２ブレース体の座屈が抑制される。
【００１５】
請求項３に記載のブレース構造は、請求項２に記載のブレース構造において、前記制振ダンパが、立面視にて前記水平部材と重なっている。
【００１６】
上記の構成によれば、制振ダンパが立面視にて水平部材と重なっている。従って、従来のように、梁下に制振ダンパを設ける場合と比較して、制振ダンパが水平部材と重なる分だけ架構の開口スペースを広く確保することができる。
【００１７】
請求項４に記載のブレース構造は、請求項２又は請求項３に記載のブレース構造において、前記制振ダンパには、前記第１ブレース体と前記第２ブレース体との相対変位量を規制するストッパ手段が設けられている。
【００１８】
上記の構成によれば、制振ダンパにストッパ手段が設けられている。このストッパ手段によって、第１ブレース体と第２ブレース体とに間に所定の相対変位量が生じたときに、第１ブレース体と第２ブレース体との相対変位が規制される。これにより、第１ブレース体及び第２ブレース体が地震等の外力に対して抵抗し、耐震性能を発揮する。従って、例えば、風や交通振動等の微小振動を制振ダンパで吸収する一方で、大地震時に、第１ブレース体及び第２ブレース体を耐震要素として機能させることができる。よって、耐震性能を確保しつつ、居住性能を向上することができる。
【００１９】
請求項５に記載のブレース構造は、請求項２〜４の何れか１項に記載のブレース構造において、前記制振ダンパが、前記第１ブレース体に固定される第１保持材と、前記第２ブレース体に固定され、前記第１保持材と対向する第２保持材と、前記第１保持材と前記第２保持材との間で保持される粘弾性体と、を有している。
【００２０】
上記の構成によれば、制振ダンパが、第１保持材と、当該第１保持材と対向する第２保持材と、これらの第１保持材と第２保持材との間で保持される粘弾性体と、を有している。第１保持材は第１ブレース体に固定されており、第２保持材は第２ブレース体に固定されている。即ち、第１保持材に対して、第２保持材が相対変位可能とされている。従って、風や地震等の外力が架構に作用し、第１保持材と第２保持材とが相対変位すると、これらの第１保持材及び第２保持材の間で保持された粘弾性体がせん断変形して、振動エネルギーを吸収する。
【００２１】
請求項６に記載のブレース構造は、請求項２〜５の何れか１項に記載のブレース構造において、前記規制部材と前記制振ダンパとの接触面の少なくとも一方に、滑り手段が設けられる。
【００２２】
上記の構成によれば、規制部材と制振ダンパとの接触面の少なくとも一方に、滑り手段が設けられている。この滑り手段によって、制振ダンパと規制部材との接触面に発生する摩擦力が低減されている。即ち、滑り手段を設けない場合と比較して、規制部材が制振ダンパの変形を阻害しない。従って、第１ブレース体及び第２ブレース体の座屈を抑制しつつ、制振ダンパの制振性能を向上することができる。
【００２３】
また、制振ダンパと規制部材との接触面に発生する摩擦力を低減することにより、規制部材及び水平部材に発生する応力（軸力、曲げモーメント等）を小さくすることができる。
【００２４】
請求項７に記載の建物は、請求項１〜６の何れか１項に記載のブレース構造を有している。
【００２５】
上記の構成によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載のブレース構造を有することにより、ブレースの座屈を抑制することができる。従って、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、上記の構成としたので、ブレースの座屈を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレース構造が適用された架構を示す、立面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレースと梁との交差部を示す、拡大斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレースと梁との交差部を示す、拡大斜視図である。
【図４】（Ａ）は図１の１−１線断面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）の拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブレースの変形状態を示す、立面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパの作動状態を示す、図５の拡大図であり、（Ａ）は作動前の状態であり、（Ｂ）は作動後の状態である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示す図であり、図１の１−１断面図に相当する断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に変形例を示す図であり、図１の１−１線断面図に相当する断面図である
【図９】本発明の第１実施形態に変形例を示す図であり、ブレースと水平部材との交差部を示す立面図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係るブレース構造が適用された架構の一部を示す立面図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）の９−９線断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るブレースと梁との分解斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に変形例を示す、立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２９】
先ず、第１実施形態に係るブレース構造について説明する。
【００３０】
図１、図２、及び図３には、第１実施形態に係るブレース構造が適用された建物の架構１２、１４が示されている。これらの架構１２、１４には、ブレース１６が取り付けられている。架構１２（以下、「上架構１２」という）は、架構１４（以下、「下架構１４」という）の上に構築されている。上架構１２及び下架構１４を構成する柱１８、２０には、複数の梁２２、２４、２６が架設されており、上架構１２は柱１８、２０及び梁２２、２４から構成され、下架構１４は柱１８、２０及び梁２４、２６から構成されている。なお、上架構１２と下架構１４とは、柱１８、２０及び梁２４を共有している。また、柱１８、２０は角形鋼管で構成され、梁２２、２６はＨ形鋼で構成されている。なお、図示を省略するが、梁２２、２４、２６の上には、コンクリートスラブが適宜構築される。
なお、柱１８、２０は角形鋼管に限定されず、円筒形の鋼管でも良い。また、梁２２、２６はＨ形鋼に限定されず、Ｉ形鋼でも良い。
【００３１】
図２及び図３に示されるように、梁２４（水平部材）は、Ｈ形鋼からなる２つの梁材２８、３０とＣ形鋼からなる一対の連結梁材３２、３４を接合して構成されている。梁材２８は柱１８に接合され、梁材３０に柱２０に接合されている。また、梁材２８と梁材３０とは、梁２４の材軸方向（矢印Ｂ方向）に間を空けて配置されており、これらの梁材２８と梁材３０との間に後述する粘弾性ダンパ４２（制振ダンパ）が配置されている。対向する梁材２８、３０の端部の各々には、架構１２、１４の面外方向（架構１２、１４の構面と直交する方向（矢印Ａ方向））両側から連結梁材３２、３４が重ね合わせられており、溶接等で接合されている。
【００３２】
梁材２８、３０及び連結梁材３２、３４で囲まれた空間（以下、「収容部３６」という）には、ブレース１６が配置されている。ブレース１６は、上下方向に隣接する上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられており、立面視にて梁２４と交差している。ブレース１６と梁２４との交差部では、梁２４の収容部３６にブレース１６の一部が配置されており、即ち、ブレース１６が梁２４を貫通している。なお、ブレース１６と梁２４とは、梁２４の材軸方向に縁が切られている。
【００３３】
ブレース１６は、梁２４の上方に設けられた鉄骨ブレース体３８（第１ブレース体）と、梁２４の下方に設けられた鉄骨ブレース体４０（第２ブレース体）と、これらの鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０とに連結される粘弾性ダンパ４２と、を備えたＸ型ブレースとされている。鉄骨ブレース体３８は、２本のＨ形鋼３８Ａ、３８ＢをＶ型に結合したＶ型ブレースとされ、Ｈ形鋼３８ＡとＨ形鋼３８Ｂとの結合部（Ｖ型の頂部）を下にして上架構１２の構面に配置されている。鉄骨ブレース体３８の頂部は、粘弾性ダンパ４２が連結される連結部３８Ｃとされている。Ｈ形鋼３８Ａの一端は、柱１８と梁２２の仕口部に固定されており、Ｈ形鋼３８Ｂの一端は柱２０と梁２２との仕口部に固定されている。
【００３４】
鉄骨ブレース体４０は、２本のＨ形鋼４０Ａ、４０ＢをＡ型（逆Ｖ型）に結合したＡ型ブレースとされ、Ｈ形鋼４０ＡとＨ形鋼４０Ｂとの結合部（Ａ型の頂部）を上にして下架構１４の構面に配置されている。鉄骨ブレース体４０の頂部は、粘弾性ダンパ４２が連結される連結部４０Ｃとされている。Ｈ形鋼４０Ａの一端は、柱１８と梁２６の仕口部に固定されており、Ｈ形鋼４０Ｂの一端は柱２０と梁２６との仕口部に固定されている。なお、Ｈ形鋼３８ＡとＨ形鋼３８Ｂとの結合部、及びＨ形鋼４０ＡとＨ形鋼４０Ｂとの結合部は、リブプレート４４によって補強されている。
【００３５】
Ｈ形鋼３８Ａ、３８Ｂ及びＨ形鋼４０Ａ、４０Ｂと架構１４、１６との接合には、一般的なブレースの接合構造が適用可能であり、例えば、溶接接合しても良いし、仕口部に設けられたガセットプレートに、Ｈ形鋼３８Ａ、３８Ｂ又はＨ形鋼４０Ａ、４０Ｂの端部を高力ボルトで摩擦接合しても良い。また、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒等を用いて圧着接合しても良い。更に、Ｈ形鋼３８Ａ、３８Ｂは仕口部に限らず、梁２２にのみ接合しても良いし、柱１８、２０にのみ接合しても良い。これと同様に、Ｈ形鋼４０Ａ、４０Ｂは、梁２６にのみ接合しても良いし、柱１８、２０にのみ接合しても良い。
【００３６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０とは、これらの鉄骨ブレース体３８、４０の間には配置された粘弾性ダンパ４２によって連結されている。粘弾性ダンパ４２は、梁２４の収容部３６に配置されており、立面視（面外方向Ａ）にて梁２４と重なっている。この粘弾性ダンパ４２は、対となる上側部材４６と下側部材４８を備えている。上側部材４６は、鉄骨ブレース体３８の連結部３８Ｃに接合される鋼板４６Ａと、この鋼板４６Ａに設けられた複数（本実施形態では、３つ）の保持材４６Ｂ（第１保持材）とを備えている。板状に形成された保持材４６Ｂは、略水平に配置された鋼板４６Ａの下面から突出しており、架構１２、１４の面外方向に間を空けて配列されている。
【００３７】
下側部材４８は、鉄骨ブレース体４０の連結部４０Ｃに接合される鋼板４８Ａと、この鋼板４８Ａに設けられた複数（本実施形態では、２つ）の保持材４８Ｂ（第２保持材）とを備えている。板状に形成された保持材４８Ｂは略水平に配置された鋼板４８Ａの上面から突出しており、架構１２、１４の面外方向に間を空けて配列されている。これらの上側部材４６と下側部材４８とは、各々の保持材４６Ｂ、４８Ｂが架構１２、１４の面外方向に交互に並ぶように組み合わせられている。なお、各保持材４６Ｂ、４８Ｂは少なくとも一つあれば良い。また、保持材４６Ｂ、４８Ｂは粘弾性体５０を保持できれば良く、その形状は板状に限らない。例えば、粘弾性体５０との一体性を高めるための凹凸や突起が表面に形成された部材でも良い。
【００３８】
保持材４６Ｂと保持材４８Ｂとの間には、板状の粘弾性体５０が設けられている。この粘弾性体５０は、保持材４６Ｂ及び保持材４８Ｂに加硫接着等で固定されている。粘弾性体５０及び保持材４６Ｂ、４８Ｂには貫通孔がそれぞれ形成されており、これらの貫通孔に貫通されるボルト５２（ストッパ手段）及びナット５４によって上側部材４６と下側部材４８とが連結されている。
【００３９】
ここで、保持材４６Ｂに形成された貫通孔５６（ストッパ手段、図６（Ａ）参照）は、梁２４の材軸方向に延びる長孔とされており、当該貫通孔５６内をボルト５２の軸部が移動可能となっている。これにより、貫通孔５６が許容する範囲内で上側部材４６と下側部材４８とが、梁２４の材軸方向に相対変位可能に連結され、保持材４６Ｂと保持材４８Ｂとの間で保持された粘弾性体５０が変形（せん断変形）可能になっている。一方、上側部材４６と下側部材４８との相対変位量が大きくなり（所定値を超え）、ボルト５２が貫通孔５６の内壁に当たると、上側部材４６と下側部材４８との相対変位が規制（制限）される。上側部材４６と下側部材４８との相対変位量の上限値（所定値）は、貫通孔５６の水平方向の長さ（梁２４の材軸方向の長さ）を増減することにより調整される。換言すれば、ストッパ手段が作動するタイミングは、貫通孔５６の水平方向の長さによって決定される。
【００４０】
また、図示を省略するが、保持材４８Ｂ及び粘弾性体５０に形成された貫通孔も、貫通孔５６と同様に、梁２４の材軸方向に延びる長孔とされている。なお、保持材４６Ｂ及び保持材４８Ｂに形成された貫通孔の少なくとも一方が、梁２４の材軸方向に延びる長孔とされていれば良く、これにより、上側部材４６と下側部材４８とが梁２４の材軸方向に相対変位可能に連結される。また、本実施形態では、上側部材４６と下側部材４８とをボルト５２で連結したが、せん断ピン等を用いて連結しても良い。
【００４１】
また、ボルト５２は、必要に応じて適宜設ければ良いが、Ｈ形鋼３８Ａ及びＨ形鋼３８Ｂの材軸（材軸の延長線）が交差する点（交点）と、Ｈ形鋼４０Ａ及びＨ形鋼４０Ｂの材軸（材軸の延長線）が交差する点（交点）とが一致する位置、又はこれの周辺で上側部材４６と下側部材４８とを連結することが望ましい。Ｈ形鋼３８Ａ及びＨ形鋼３８Ｂの材軸の交点と、Ｈ形鋼４０Ａ及びＨ形鋼４０Ｂの材軸の交点とがずれていると、これらの交点間の距離に応じた偏心モーメントが生じるためである。なお、前述の交点が一致する位置以外の位置で、上側部材４６と下側部材４８とを連結しても良いことは勿論である。
【００４２】
粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向両側には、規制部材５８（座屈抑制手段）がそれぞれ配置されている。鋼板からなる規制部材５８は、上側部材４６の最外側にある保持材４６Ｂに対向して配置されており、連結梁材３２、３４のネジ孔に取り付けられたネジ部材６０（座屈抑制手段）によって支持されている。ネジ部材６０の先端に設けられた円盤状の端部プレート６２（図４（Ｂ）参照）は、規制部材５８に設けられた筒状の取付部６４に回転可能に嵌め込まれている。このネジ部材６０は調整手段としての機能を有しており、即ち、当該ネジ部材６０の捻じ込み量によって、上側部材４６の保持材４６Ｂと規制部材５８との距離が調整可能となっており、規制部材５８が保持材４６Ｂに接触した状態で保持されている。この規制部材５８によって、上側部材４６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制（制限）されており、即ち、ブレース１６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されている。なお、取付部６４の開口径は、端部プレート６２より直径よりも小さくなっており、端部プレート６２が抜け出さないようになっている。また、梁２４と粘弾性ダンパ４２とは、梁２４の材軸方向に縁が切られている。
なお、保持材４６Ｂと規制部材５８との間の距離を調整した後に、規制部材５８とネジ部材６０とを溶接等で一体化しても良い。また、本実施形態では、２つのネジ部材６０で一つの規制部材５８を支持したが、ネジ部材６０ごとに規制部材を設けても良い。更に、取付部６４は必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。例えば、ネジ部材６０ごとに規制部材を設ける場合、ネジ部材６０と規制部材とを溶接等で一体化し、規制部材をネジ部材６０と共に回転させながら保持材４６Ｂと規制部材５８との間の距離を調整しても良い。
【００４３】
なお、本実施形態では、保持材４６Ｂに規制部材５８を接触させているが、保持材４６Ｂと規制部材５８との間に隙間を設けても良い。この場合、架構１２の面外方向へはらみ出した保持材４６Ｂが、規制部材５８に当たることにより、当該保持材４６Ｂ及び鉄骨ブレース体３８、４０の架構１２、１４の面外方向の変位が規制される。
【００４４】
次に、第１実施形態に係るブレース構造の作用について説明する。
【００４５】
図５には、地震時におけるブレース１６の変形状態が示されている。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は図５の拡大図であり、図６（Ａ）には粘弾性ダンパ４２の作動前の状態が示されており、図６（Ｂ）には粘弾性ダンパ４２の作動後の状態が示されている。なお、図が煩雑となるため、図５では連結梁材３２、３４を省略し、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、連結梁材３２、３４の外形のみを２点鎖線で示している。
【００４６】
風や地震等の外力によって、上架構１２及び下架構１４に層間変形が生じると、上架構１２の梁２２と下架構１４の梁２６との間に２層分の層間変形に応じた相対変位が生じる。また、梁２２の仕口部に取り付けられた鉄骨ブレース体３８が梁２２と一体挙動し、梁２６の仕口部に取り付けられた鉄骨ブレース体４０が梁２６と一体挙動するため、これらの鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０との間に相対変位（矢印Ｂ１方向）が生じる。換言すると、鉄骨ブレース体３８に対して鉄骨ブレース体４０が相対変位する。これにより、鉄骨ブレース体３８の連結部３８Ｃと、鉄骨ブレース体４０の連結部４０Ｃとに連結された粘弾性ダンパ４２が作動し、振動エネルギーが吸収される。具体的には、連結部３８Ｃに接合された上側部材４６と、連結部４０Ｃに接合された下側部材４８とが、貫通孔５６がボルト５２の移動を許容する範囲で相対変位する。これにより、保持材４６Ｂと保持材４８Ｂとの間に設けられた粘弾性体５０がせん断変形し、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて振動が低減される。
なお、説明を省略するが、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０とが逆方向（矢印Ｂ１方向の逆方向）に相対変位した場合も、上記と同様に粘弾性体５０がせん断変形し、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて振動が低減される。
【００４７】
一方、上側部材４６と下側部材４８の相対変位量が大きくなり（所定値に達し）、これらの上側部材４６と下側部材４８とを連結するボルト５２が貫通孔５６の内壁に当たると、上側部材４６と下側部材４８との相対変位が規制される。これにより、これにより、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０が風や地震等の外力に対して抵抗し、耐震性能を発揮する。
【００４８】
従って、風や交通振動等の微小振動を粘弾性ダンパ４２で吸収する一方で、大地震時に、鉄骨ブレース体３８及び鉄骨ブレース体４０を耐震要素として機能させることができる。よって、耐震性能を確保しつつ、居住性能を向上することができる。
【００４９】
また、粘弾性ダンパ４２は、梁２４の収容部３６に配置されている。従って、粘弾性ダンパ４２と梁２２とが立面視にて重なる分、上架構１２及び下架構１４の開口スペースを広く確保することができる。よって、設備配管・配線や、出入口を設け易くなり、建物の設計自由度が向上する。
なお、本実施形態では、粘弾性ダンパ４２全体が、立面視にて梁２４と重なっているが、粘弾性ダンパ４２の少なくとも一部が立面視にて梁２４と重なっていれば良く、これにより、架構１２、１４の開口スペースを広くすることができる。ただし、粘弾性ダンパ４２と梁２４とは、必ずしも立面視にて重なる必要はない。
【００５０】
また、梁は、一般的に軸力を負担しないものとして設計されるところ、従来（例えば、特許文献１、２）の制振装置では、地震時にブレースに作用する軸力が、粘弾性ダンパ又はオイルダンパを内蔵した梁に軸力として伝達される。従って、当該梁の軸耐力と曲げ耐力が減少するため、設計強度の大きな材料、または大きな断面の梁を使用しなければならなくなる。これに対して、本実施形態に係る梁２４とブレース１６とは、梁２４の材軸方向に縁が切られているため、地震時にブレース１６に作用する軸力が梁２４に伝達されない。即ち、梁２４は、ブレース１６が負担する軸力の伝達経路とされていない。従って、従来と比較して、設計強度の小さな材料、または小さな断面の梁２４の設計が可能となる。
【００５１】
更に、ブレース１６は上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられる。そのため、粘弾性ダンパ４２を構成する上側部材４６と下側部材４８との間に２層分の層間変形に応じた相対変位が生じる。従って、上架構１２、下架構１４ごとにブレース１６を取り付ける場合と比較して、粘弾性体５０の変形量が大きくなるため、粘弾性ダンパ４２の制振性能が向上する。更に、粘弾性ダンパ４２の制振性能を向上させることにより、建物に設置するブレース１６の数を減らすことができる。よって、施工性が向上すると共に、工期の短縮化を図ることができる。
【００５２】
ここで、複数の架構にまたがってブレースを取り付けると、ブレースの座屈長が長くなり、ブレースの座屈耐力が小さくなるところ、本実施形態では、粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向両側に規制部材５８が設けられている。この規制部材５８によって粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されるため、ブレース１６の座屈耐力が大きくなる。従って、ブレース１６の耐震性能が向上する。更に、従来と比較して、小さな断面のブレース１６の設計が可能となり、ブレース１６をコンパクトな形状にすることができる。よって、架構１２、１４の開口率（開口スペース）を上げることができる。
【００５３】
また、粘弾性ダンパ４２と規制部材５８との距離は、ネジ部材６０で調整可能であるため、粘弾性ダンパ４２の設置が容易となり、施工性が向上する。更に、ネジ部材６０を調整し、粘弾性ダンパ４２の両側から当該粘弾性ダンパ４２に規制部材５８を圧接して挟み込むことで、粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向の変位をより強固に規制することができる。これにより、ブレース１６の座屈抑制効果を高めることもできる。
【００５４】
なお、ブレース１６に作用する軸力に対して、当該ブレース１６が架構１２の面外方向へはらみ出そうとする力は微小であるが、規制部材５８、及び当該規制部材５８を支持する連結梁材３２、３４には、必要に応じて適宜補強を施しても良い。例えば、図７（Ａ）に示されるように、連結梁材３２、３４のウェブ３２Ａ、３４Ａに、当該連結梁材３２、３４の長手方向に沿って一又は複数（図７（Ａ）では、２つ）のリブ６６を設け、ウェブ３２Ａの面外剛性を大きくしても良い。また、図７（Ｂ）に示されるように、Ｃ形鋼の連結梁材３２、３４に替えて、角形鋼管等の閉断面を有する連結梁材６８、７０を用いて良い。この場合、Ｃ形鋼等の開口断面と比較して、連結梁材６８、７０の面外剛性が大きくなり、規制部材５８の座屈抑制効果を高めることができる。更に、架構１２、１４の面外方向に架設された小梁の端部を連結梁材３２、３４に突き当てて補強しても良い。
【００５５】
なお、本実施形態では、制振ダンパとして粘弾性ダンパ４２を用いたがこれに限らない。例えば、摩擦ダンパ、オイルダンパ、鋼材ダンパ、弾塑性ダンパ等を用いることができる。
【００５６】
また、本実施形態において、鉄骨ブレース体３８が梁２４の上方に設けられるとは、鉄骨ブレース体３８が梁２４より上方にある部材（例えば、柱、梁、スラブ等）に取り付けられること意味し、鉄骨ブレース体３８が架構１２、１４の面外方向において、梁２４と部分的に重なっていても良い。これと同様に、鉄骨ブレース体４０が梁２４の下方に設けられるとは、鉄骨ブレース体３８が梁２４より下方にある部材（例えば、柱、梁、スラブ等）に取り付けられること意味し、鉄骨ブレース体４０が架構１２、１４の面外方向において、梁２４と部分的に重なっていても良い。
【００５７】
次に、第１実施形態に係る規制部材の変形例について説明する。
【００５８】
図８に示されるように、規制部材５８の保持材４６Ｂとの接触面には、滑り材７２（滑り手段）が設けられている。この滑り材７２によって、規制部材５８と保持材４６Ｂとの間に発生する摩擦力が低減されており、規制部材５８に対して保持材４６Ｂが梁２４の材軸方向へ変位し易くなっている。従って、上側部材４６と下側部材４８との相対変位量が大きくなり、粘弾性体５０による振動エネルギー吸収効果が大きくなる。更に、規制部材５８と保持材４６Ｂとの接触面に発生する摩擦力を低減することにより、規制部材５８、ネジ部材６０、及び連結梁材３２、３４に発生する応力（軸力、曲げモーメント等）を小さくすることができ、設計強度の小さな材料、または小さな断面の規制部材５８、ネジ部材６０、及び連結梁材３２、３４の設計が可能となる。
【００５９】
滑り材７２としては、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド、ポリエチレン、ステンレス、テフロン（登録商標）、塗料等を使用することができる。また、滑り手段には、滑り材７２を設ける場合だけでなく、規制部材５８又は保持材４６Ｂをステンレス等の低摩擦材料で形成する場合も含まれる。なお、滑り手段は、規制部材５８と保持材４６Ｂとの接触面の少なくとも一方に設けられていれば良い。
【００６０】
次に、第１実施形態に係るブレースの変形例について説明する。
【００６１】
第１実施形態のブレース１６は、鉄骨ブレース体３８、４０と粘弾性ダンパ４２とを直列に連結して構成したが、粘弾性ダンパ４２は適宜省略可能である。具体的には、図９に示されるように、ブレース７６は、鉄骨ブレース体３８と、鉄骨ブレース体４０と、これらの鉄骨ブレース体３８、４０に連結される連結部材７８と、を備えている。連結部材７８は鋼板からなり、当該連結部材７８の外周に設けられたリブ８２によって補強されている。この連結部材７８には、架構１２の面外方向両側から板状の規制部材８０が当てられている。なお、図示を省略するが、規制部材８０はネジ部材６０によって連結梁材３２（図４（Ａ）参照）に支持されている。
【００６２】
このように、規制部材８０によって、連結部材７８の架構１２、１４の面外方向の変位を規制することにより、ブレース７６の座屈耐力が大きくなり、ブレース７６の座屈を抑制することができる。なお、連結部材７８を低降伏点鋼（例えば、ＬＹ２２５等）で形成することにより、ブレース７６にエネルギー吸収性能を付与しても良い。即ち、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０との間に生じる相対変位によって、連結部材７８をせん断変形させ、鋼材の履歴ループによって振動エネルギーを吸収しても良い。
【００６３】
次に、第２実施形態に係るブレース構造について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００６４】
図１０（Ａ）には、第２実施形態に係るブレース構造が適用された上架構１２の下部と下架構１４の上部が示されている。これらの上架構１２及び下架構１４には、ブレース８６が取り付けられている。このブレース８６はＨ形鋼で、上架構１２及び下架構１４にまたがって取り付けられており、上架構１２及び下架構１４が共有する梁８８と立面視にて交差している。なお、図示を省略するが、ブレース８６の材軸方向上端部は柱２０と梁２２（図１参照）の仕口部に固定されており、ブレース８６の材軸方向下端部は柱１８と梁２６（図１参照）の仕口部に固定されている。
【００６５】
図１０（Ｂ）及び図１１に示されるように、上架構１２及び下架構１４が共有する梁８８はＨ形鋼とされている。この梁８８とブレース８６とは、梁８８の長手方向中央部において、架構１２、１４の面外方向（図１１において、矢印Ｃ方向）に重なって配置されている。梁８８のウェブ８８Ａとブレース８６のウェブ８６Ａの間には、規制部材９０（座屈抑制手段）が設けられている。なお、この梁８８とブレース８６とは、施工誤差を吸収するために、架構１２、１４の面外方向に間を空けて配置されている。
【００６６】
規制部材９０は角形鋼管からなり、ブレース８６の材軸方向に２つ並んで配置されている。ブレース８６のウェブ８６Ａを間に置いて規制部材９０と反対側には、規制部材９２が設けられている。即ち、ブレース８６の架構１２、１４の面外方向両側に規制部材９０、９２がそれぞれ配置されている。この規制部材９２は鋼板からなる。ウェブ８６Ａ、８８Ａ及び規制部材９０、９２には、それぞれ貫通孔１００、１０２、１０４、１０６（図１１参照）が形成されており、これらの貫通孔１００、１０２、１０４、１０６に貫通されるボルト９４及びナット９６によって、梁８８とブレース８６とが連結されている。この規制部材９０、９２によって、ブレース８６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されている。
【００６７】
また、ウェブ８６Ａ、８８Ａに形成された貫通孔１００、１０２は、梁８８の材軸方向（矢印Ｄ方向）に延びる長孔とされており、当該貫通孔１００、１０２内をボルト９４の軸部が移動可能となっている。これにより、貫通孔１００、１０２が許容する範囲内で梁８８とブレース８６とが、梁８８の材軸方向に相対変位可能になっている。これらの貫通孔１００、１０２は、地震等におけるブレース８６の変位量（梁８８の材軸方向の変位量）を考慮して、貫通孔１００、１０２の内壁とボルト９４の軸部とが接触しないようになっている。即ち、梁８８とブレース８６とは、貫通孔１００、１０２が許容する範囲内で、梁４の材軸方向に縁が切られており、ブレース８６に作用する軸力が梁８８に伝達されないようになっている。
【００６８】
次に、第２実施形態に係るブレース構造の作用について説明する。
【００６９】
風や地震等の外力によって、上架構１２及び下架構１４に層間変形が生じると、ブレース８６が外力に対して抵抗し、耐震性能を発揮する。また、ブレース８６は、上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられる。従って、ブレース８６に２層分の層間変形に応じた変形（軸ひずみ）が生じるため、ブレース８６一つ当りの変形効率が向上する。また、ブレース８６の性能を向上させることにより、建物に設置するブレース１６の数を減らすことができる。よって、工期の短縮化を図ることができる。
【００７０】
また、ブレース８６と梁８８とは、貫通孔１００、１０２が許容する範囲内で、梁８８の材軸方向に縁が切られているため、ブレース８６に作用する軸力が梁８８に伝達されない。従って、設計強度の小さな材料、または小さな断面の梁８８の設計が可能となる。なお、第１実施形態と同様に、規制部材９０、９２とブレース８６との接触面の少なくとも一方に、滑り手段（例えば、図７における滑り材７２）を設けても良い。これにより、規制部材９０、９２とブレース８６との間に発生する摩擦力が低減され、当該摩擦力によって梁８８に生じる応力を低減することができる。
【００７１】
更に、ブレース８６の架構１２、１４の面外方向両側には、規制部材９０、９２が設けられている。この規制部材９０、９２によってブレース８６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されるため、ブレース８６の座屈耐力が大きくなる。従って、ブレース８６のエネルギー吸収能力を損なわずに済む。
【００７２】
なお、規制部材９０、９２の形状、大きさは上記したものに限らない。ブレース８６の面外方向に変位を規制できれば良く、例えば、規制部材９０に替えてＨ形鋼、Ｔ形鋼、Ｃ形鋼等を用いることができる。また、規制部材９０、９２とウェブ８６Ａとの間に粘弾性体を設け、ブレース８６にエネルギー吸収性能を付与しても良い。
更に、本実施形態では、梁８８とブレース８６とを架構１２、１４の面外方向に間を空けて配置したが、梁８８にブレース８６を接触させて配置し、梁８８で直接的にブレース８６の架構１２、１４の面外方向の変位を規制しても良い。
【００７３】
なお、上記第１、第２実施形態は、前述したようにＸ型ブレースや片流れブレースに適用することができる。また、ブレース１６、７６、８６と、梁２４、８８とは、立面視にて交差していれば良く、前述の構成に限定されない。例えば、第１実施形態では、梁２４にブレース１６を貫通させたが、第２実施形態（９（Ｂ）参照）のように、梁２４の片側にブレース１６を配置しても良い。また、第２実施形態では、梁８８の両側にブレース８６を配置し、各ブレース８６と梁８８とを規制部材９０、９２で連結しても良い。更に、ブレース８６を当該ブレース８６の中間部で二股に分岐させ、分岐したブレースの間に梁８８を配置しても良い。
【００７４】
また、第１、第２実施形態では、上架構１２と下架構１４とにまたがってブレース１６、７６、８６を取り付けたがこれに限らない。これらのブレース１６、７６、８６は、上下方向に隣接する２つ以上の架構にまたがって取り付けられていれば良い。この際、ブレース１６、７６、８６が立面視にて交差する水平部材（梁やスラブ）に、規制部材５８等の座屈防止手段を設ければ良い。また、ブレース１６、７６、８６が立面視にて複数の水平部材（梁やスラブ）と交差する場合には、少なくとも一つの水平部材に座屈防止手段を設ければ良い。
【００７５】
更に、ブレース１６、７６、８６は、上下方向に隣接する架構にまたがると共に、水平方向に隣接する架構にまたがって取り付けることもできる。例えば、図１２に示されるように、上下左右に隣接する４つの架構１１２、１１４、１１６、１１８にブレース１６が取り付けられている。架構１１２、１１４は、柱１２０、１２２と、これらの柱１２０、１２２の間に架設された梁１３０、１３２、１３４によって構成されており、架構１１６、１１８は、柱１２２、１２４とこれらの柱１２２、１２４の間に架設された梁１３６、１３８、１４０によって構成されている。そして、ブレース１６は、立面視にて梁１３２と交差しており、当該梁１３２に座屈防止手段としての規制部材（不図示）が設けられている。なお、図１２に示す構成では、Ｈ形鋼３８Ａ、４０Ａが柱１２２を貫通しているが、Ｈ形鋼３８Ａ、４０ＡをこれらＨ形鋼３８Ａ、４０Ａの中間部で二股に分岐させ、分岐したブレースの間に柱１２２を配置しても良い。
【００７６】
また、第１、第２実施形態では、鉄骨造の上架構１２、下架構１４を例に説明したが、これらの架構１２、１４は、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、ＣＦＴ造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、梁２４、８８に替えてスラブを用いても良い。更に、柱
【００７７】
更に、第１、第２実施形態に係るブレース構造は、耐震構造、免震構造等の種々の構造の新築建物、改築建物に適用することができる。これらのブレース構造を適用することにより、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。
【００７８】
以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１２ 上架構（架構）
１４ 下架構（架構）
１６ ブレース
２４ 梁（水平部材）
３８ 鉄骨ブレース体（第１ブレース体）
４０ 鉄骨ブレース体（第２ブレース体）
４２ 粘弾性ダンパ（制振ダンパ）
４６Ｂ 保持板
４８Ｂ 保持板
５０ 粘弾性体
５２ ボルト（ストッパ手段）
５６ 貫通孔（ストッパ手段）
５８ 規制部材（座屈抑制手段）
６０ ネジ部材（座屈抑制手段）
７２ 滑り材（滑り手段）
８６ ブレース
８８ 梁（水平部材）
９０ 規制部材（座屈抑制手段）
９２ 規制部材（座屈抑制手段）
矢印Ａ 架構の面外方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブレース構造、及び該ブレース構造を有する建物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、架構に設けられるブレースが知られている。また、ブレースと粘弾性ダンパ（減衰機構）、又はブレースとオイルダンパとを直列に結合した制振装置が知れている（例えば、特許文献１、２）。これらの特許文献１、２の制振装置は、粘弾性ダンパ又はオイルダンパを梁内に設けることで、設備配管や通路等のための架構の開口スペースを広くしている。
【０００３】
ここで、ブレースは、一般的に建物の各層に設けられることが多く、各ブレースの取り付けに手間がかかる。また、特許文献１、２の制振装置は、建物の一層分の層間変形を利用して、粘弾性ダンパ又はオイルダンパを作動させる。従って、粘弾性ダンパ又はオイルダンパ一つ当りが持つ制振性能を、建物への制振効果として効率良く作用させることに限界がある。
【０００４】
一方、特許文献３に開示された制振構造では、直列に結合されたブレース及び鋼材ダンパ（履歴系ダンパ）が、鉛直方向に連なる複数の架構にまたがって設けられている。この制振構造では、複数層分の層間変形を利用して鋼材ダンパを変形させることにより、鋼材ダンパによるエネルギー吸収効率を向上させている。
【０００５】
しかしながら、複数の架構にまたがってブレース等を設けると、必然的にブレースの座屈長さが長くなり、ブレースが座屈し易くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１６６３２８号公報
【特許文献２】特開平１１−１７２９５９号公報
【特許文献３】特開２００６−２２５９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記の事実を考慮し、ブレースの座屈を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載のブレース構造は、上下方向に隣接する複数の架構にまたがって取り付けられるブレースと、前記架構を構成し、前記ブレースと立面視にて交差する水平部材と、前記水平部材に設けられ、前記ブレースの前記架構の面外方向の変位を規制する座屈抑制手段と、を備えている。
【０００９】
上記の構成によれば、ブレースは、上下方向に隣接する複数の架構にまたがって取り付けられている。このブレースと立面視にて交差する架構の水平部材には、座屈抑制手段が設けられている。この座屈抑制手段によって、ブレースの架構の面外方向の変位が規制（制限）されている。
【００１０】
ここで、ブレースは複数の架構にまたがって取り付けられる。従って、架構ごとにブレースを取り付ける場合と比較して、ブレースの変形量が大きくなるため、ブレース一つ当りの変形効率が向上する。一方、複数の架構にまたがってブレースを取り付けると、ブレースの座屈長さが長くなり、ブレースが座屈し易くなる。この対策として本発明では、水平部材に座屈抑制手段を設け、ブレースの架構の面外方向の変位を規制している。これにより、ブレースの架構の面外方向の剛性が大きくなるため、ブレースの座屈が抑制される。
【００１１】
請求項２に記載のブレース構造は、請求項１に記載のブレース構造において、前記ブレースが、前記水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、前記水平部材の下方に設けられると共に、前記第１ブレース体に対して相対変位する第２ブレース体と、前記第１ブレース体と前記第２ブレース体とに連結される制振ダンパと、を有し、前記座屈抑制手段が、前記制振ダンパの前記架構の面外方向両側に配置される一対の規制部材を有している。
【００１２】
上記の構成によれば、ブレースが、水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、水平部材の下方に設けられる第２ブレース体と、第１ブレース体と第２ブレース体とに連結される制振ダンパと、を有している。第２ブレース体は、第１ブレース体に対して相対変位可能とされている。従って、風や地震等によって架構に外力が作用すると、第１ブレース体と第２ブレース体とが相対変位し、制振ダンパが作動する。この制振ダンパによって、振動エネルギーが吸収される。
【００１３】
ここで、本発明では、上下方向に隣接する複数の架構にまたがってブレースが取り付けられている。そのため、架構ごとにブレースを取り付ける場合と比較して、第１ブレース体と第２ブレース体との間の相対変位量が大きくなる。従って、制振ダンパの変形量が大きくなり、制振ダンパの振動エネルギー吸収効率が向上する。
【００１４】
また、制振ダンパの架構の面外方向両側には、一対の規制部材が設けられている。この規制部材が、制振ダンパに接触することにより、制振ダンパの架構の面外方向の変位が規制される。従って、制振ダンパに連結された第１ブレース体及び第２ブレース体の座屈が抑制される。
【００１５】
請求項３に記載のブレース構造は、請求項２に記載のブレース構造において、前記制振ダンパが、立面視にて前記水平部材と重なっている。
【００１６】
上記の構成によれば、制振ダンパが立面視にて水平部材と重なっている。従って、従来のように、梁下に制振ダンパを設ける場合と比較して、制振ダンパが水平部材と重なる分だけ架構の開口スペースを広く確保することができる。
【００１７】
請求項４に記載のブレース構造は、請求項２又は請求項３に記載のブレース構造において、前記制振ダンパには、前記第１ブレース体と前記第２ブレース体との相対変位量を規制するストッパ手段が設けられている。
【００１８】
上記の構成によれば、制振ダンパにストッパ手段が設けられている。このストッパ手段によって、第１ブレース体と第２ブレース体とに間に所定の相対変位量が生じたときに、第１ブレース体と第２ブレース体との相対変位が規制される。これにより、第１ブレース体及び第２ブレース体が地震等の外力に対して抵抗し、耐震性能を発揮する。従って、例えば、風や交通振動等の微小振動を制振ダンパで吸収する一方で、大地震時に、第１ブレース体及び第２ブレース体を耐震要素として機能させることができる。よって、耐震性能を確保しつつ、居住性能を向上することができる。
【００１９】
請求項５に記載のブレース構造は、請求項２〜４の何れか１項に記載のブレース構造において、前記制振ダンパが、前記第１ブレース体に固定される第１保持材と、前記第２ブレース体に固定され、前記第１保持材と対向する第２保持材と、前記第１保持材と前記第２保持材との間で保持される粘弾性体と、を有している。
【００２０】
上記の構成によれば、制振ダンパが、第１保持材と、当該第１保持材と対向する第２保持材と、これらの第１保持材と第２保持材との間で保持される粘弾性体と、を有している。第１保持材は第１ブレース体に固定されており、第２保持材は第２ブレース体に固定されている。即ち、第１保持材に対して、第２保持材が相対変位可能とされている。従って、風や地震等の外力が架構に作用し、第１保持材と第２保持材とが相対変位すると、これらの第１保持材及び第２保持材の間で保持された粘弾性体がせん断変形して、振動エネルギーを吸収する。
【００２１】
請求項６に記載のブレース構造は、請求項２〜５の何れか１項に記載のブレース構造において、前記規制部材と前記制振ダンパとの接触面の少なくとも一方に、滑り手段が設けられる。
【００２２】
上記の構成によれば、規制部材と制振ダンパとの接触面の少なくとも一方に、滑り手段が設けられている。この滑り手段によって、制振ダンパと規制部材との接触面に発生する摩擦力が低減されている。即ち、滑り手段を設けない場合と比較して、規制部材が制振ダンパの変形を阻害しない。従って、第１ブレース体及び第２ブレース体の座屈を抑制しつつ、制振ダンパの制振性能を向上することができる。
【００２３】
また、制振ダンパと規制部材との接触面に発生する摩擦力を低減することにより、規制部材及び水平部材に発生する応力（軸力、曲げモーメント等）を小さくすることができる。
【００２４】
請求項７に記載の建物は、請求項１〜６の何れか１項に記載のブレース構造を有している。
【００２５】
上記の構成によれば、請求項１〜６の何れか１項に記載のブレース構造を有することにより、ブレースの座屈を抑制することができる。従って、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、上記の構成としたので、ブレースの座屈を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るブレース構造が適用された架構を示す、立面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るブレースと梁との交差部を示す、拡大斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るブレースと梁との交差部を示す、拡大斜視図である。
【図４】（Ａ）は図１の１−１線断面図であり、（Ｂ）は図４（Ａ）の拡大図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係るブレースの変形状態を示す、立面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る制振ダンパの作動状態を示す、図５の拡大図であり、（Ａ）は作動前の状態であり、（Ｂ）は作動後の状態である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第１実施形態の変形例を示す図であり、図１の１−１断面図に相当する断面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に変形例を示す図であり、図１の１−１線断面図に相当する断面図である
【図９】本発明の第１実施形態に変形例を示す図であり、ブレースと水平部材との交差部を示す立面図である。
【図１０】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係るブレース構造が適用された架構の一部を示す立面図であり、（Ｂ）は図１０（Ａ）の９−９線断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るブレースと梁との分解斜視図である。
【図１２】本発明の第１実施形態に変形例を示す、立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２９】
先ず、第１実施形態に係るブレース構造について説明する。
【００３０】
図１、図２、及び図３には、第１実施形態に係るブレース構造が適用された建物の架構１２、１４が示されている。これらの架構１２、１４には、ブレース１６が取り付けられている。架構１２（以下、「上架構１２」という）は、架構１４（以下、「下架構１４」という）の上に構築されている。上架構１２及び下架構１４を構成する柱１８、２０には、複数の梁２２、２４、２６が架設されており、上架構１２は柱１８、２０及び梁２２、２４から構成され、下架構１４は柱１８、２０及び梁２４、２６から構成されている。なお、上架構１２と下架構１４とは、柱１８、２０及び梁２４を共有している。また、柱１８、２０は角形鋼管で構成され、梁２２、２６はＨ形鋼で構成されている。なお、図示を省略するが、梁２２、２４、２６の上には、コンクリートスラブが適宜構築される。
なお、柱１８、２０は角形鋼管に限定されず、円筒形の鋼管でも良い。また、梁２２、２６はＨ形鋼に限定されず、Ｉ形鋼でも良い。
【００３１】
図２及び図３に示されるように、梁２４（水平部材）は、Ｈ形鋼からなる２つの梁材２８、３０とＣ形鋼からなる一対の連結梁材３２、３４を接合して構成されている。梁材２８は柱１８に接合され、梁材３０に柱２０に接合されている。また、梁材２８と梁材３０とは、梁２４の材軸方向（矢印Ｂ方向）に間を空けて配置されており、これらの梁材２８と梁材３０との間に後述する粘弾性ダンパ４２（制振ダンパ）が配置されている。対向する梁材２８、３０の端部の各々には、架構１２、１４の面外方向（架構１２、１４の構面と直交する方向（矢印Ａ方向））両側から連結梁材３２、３４が重ね合わせられており、溶接等で接合されている。
【００３２】
梁材２８、３０及び連結梁材３２、３４で囲まれた空間（以下、「収容部３６」という）には、ブレース１６が配置されている。ブレース１６は、上下方向に隣接する上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられており、立面視にて梁２４と交差している。ブレース１６と梁２４との交差部では、梁２４の収容部３６にブレース１６の一部が配置されており、即ち、ブレース１６が梁２４を貫通している。なお、ブレース１６と梁２４とは、梁２４の材軸方向に縁が切られている。
【００３３】
ブレース１６は、梁２４の上方に設けられた鉄骨ブレース体３８（第１ブレース体）と、梁２４の下方に設けられた鉄骨ブレース体４０（第２ブレース体）と、これらの鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０とに連結される粘弾性ダンパ４２と、を備えたＸ型ブレースとされている。鉄骨ブレース体３８は、２本のＨ形鋼３８Ａ、３８ＢをＶ型に結合したＶ型ブレースとされ、Ｈ形鋼３８ＡとＨ形鋼３８Ｂとの結合部（Ｖ型の頂部）を下にして上架構１２の構面に配置されている。鉄骨ブレース体３８の頂部は、粘弾性ダンパ４２が連結される連結部３８Ｃとされている。Ｈ形鋼３８Ａの一端は、柱１８と梁２２の仕口部に固定されており、Ｈ形鋼３８Ｂの一端は柱２０と梁２２との仕口部に固定されている。
【００３４】
鉄骨ブレース体４０は、２本のＨ形鋼４０Ａ、４０ＢをＡ型（逆Ｖ型）に結合したＡ型ブレースとされ、Ｈ形鋼４０ＡとＨ形鋼４０Ｂとの結合部（Ａ型の頂部）を上にして下架構１４の構面に配置されている。鉄骨ブレース体４０の頂部は、粘弾性ダンパ４２が連結される連結部４０Ｃとされている。Ｈ形鋼４０Ａの一端は、柱１８と梁２６の仕口部に固定されており、Ｈ形鋼４０Ｂの一端は柱２０と梁２６との仕口部に固定されている。なお、Ｈ形鋼３８ＡとＨ形鋼３８Ｂとの結合部、及びＨ形鋼４０ＡとＨ形鋼４０Ｂとの結合部は、リブプレート４４によって補強されている。
【００３５】
Ｈ形鋼３８Ａ、３８Ｂ及びＨ形鋼４０Ａ、４０Ｂと架構１４、１６との接合には、一般的なブレースの接合構造が適用可能であり、例えば、溶接接合しても良いし、仕口部に設けられたガセットプレートに、Ｈ形鋼３８Ａ、３８Ｂ又はＨ形鋼４０Ａ、４０Ｂの端部を高力ボルトで摩擦接合しても良い。また、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒等を用いて圧着接合しても良い。更に、Ｈ形鋼３８Ａ、３８Ｂは仕口部に限らず、梁２２にのみ接合しても良いし、柱１８、２０にのみ接合しても良い。これと同様に、Ｈ形鋼４０Ａ、４０Ｂは、梁２６にのみ接合しても良いし、柱１８、２０にのみ接合しても良い。
【００３６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示されるように、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０とは、これらの鉄骨ブレース体３８、４０の間には配置された粘弾性ダンパ４２によって連結されている。粘弾性ダンパ４２は、梁２４の収容部３６に配置されており、立面視（面外方向Ａ）にて梁２４と重なっている。この粘弾性ダンパ４２は、対となる上側部材４６と下側部材４８を備えている。上側部材４６は、鉄骨ブレース体３８の連結部３８Ｃに接合される鋼板４６Ａと、この鋼板４６Ａに設けられた複数（本実施形態では、３つ）の保持材４６Ｂ（第１保持材）とを備えている。板状に形成された保持材４６Ｂは、略水平に配置された鋼板４６Ａの下面から突出しており、架構１２、１４の面外方向に間を空けて配列されている。
【００３７】
下側部材４８は、鉄骨ブレース体４０の連結部４０Ｃに接合される鋼板４８Ａと、この鋼板４８Ａに設けられた複数（本実施形態では、２つ）の保持材４８Ｂ（第２保持材）とを備えている。板状に形成された保持材４８Ｂは略水平に配置された鋼板４８Ａの上面から突出しており、架構１２、１４の面外方向に間を空けて配列されている。これらの上側部材４６と下側部材４８とは、各々の保持材４６Ｂ、４８Ｂが架構１２、１４の面外方向に交互に並ぶように組み合わせられている。なお、各保持材４６Ｂ、４８Ｂは少なくとも一つあれば良い。また、保持材４６Ｂ、４８Ｂは粘弾性体５０を保持できれば良く、その形状は板状に限らない。例えば、粘弾性体５０との一体性を高めるための凹凸や突起が表面に形成された部材でも良い。
【００３８】
保持材４６Ｂと保持材４８Ｂとの間には、板状の粘弾性体５０が設けられている。この粘弾性体５０は、保持材４６Ｂ及び保持材４８Ｂに加硫接着等で固定されている。粘弾性体５０及び保持材４６Ｂ、４８Ｂには貫通孔がそれぞれ形成されており、これらの貫通孔に貫通されるボルト５２（ストッパ手段）及びナット５４によって上側部材４６と下側部材４８とが連結されている。
【００３９】
ここで、保持材４６Ｂに形成された貫通孔５６（ストッパ手段、図６（Ａ）参照）は、梁２４の材軸方向に延びる長孔とされており、当該貫通孔５６内をボルト５２の軸部が移動可能となっている。これにより、貫通孔５６が許容する範囲内で上側部材４６と下側部材４８とが、梁２４の材軸方向に相対変位可能に連結され、保持材４６Ｂと保持材４８Ｂとの間で保持された粘弾性体５０が変形（せん断変形）可能になっている。一方、上側部材４６と下側部材４８との相対変位量が大きくなり（所定値を超え）、ボルト５２が貫通孔５６の内壁に当たると、上側部材４６と下側部材４８との相対変位が規制（制限）される。上側部材４６と下側部材４８との相対変位量の上限値（所定値）は、貫通孔５６の水平方向の長さ（梁２４の材軸方向の長さ）を増減することにより調整される。換言すれば、ストッパ手段が作動するタイミングは、貫通孔５６の水平方向の長さによって決定される。
【００４０】
また、図示を省略するが、保持材４８Ｂ及び粘弾性体５０に形成された貫通孔も、貫通孔５６と同様に、梁２４の材軸方向に延びる長孔とされている。なお、保持材４６Ｂ及び保持材４８Ｂに形成された貫通孔の少なくとも一方が、梁２４の材軸方向に延びる長孔とされていれば良く、これにより、上側部材４６と下側部材４８とが梁２４の材軸方向に相対変位可能に連結される。また、本実施形態では、上側部材４６と下側部材４８とをボルト５２で連結したが、せん断ピン等を用いて連結しても良い。
【００４１】
また、ボルト５２は、必要に応じて適宜設ければ良いが、Ｈ形鋼３８Ａ及びＨ形鋼３８Ｂの材軸（材軸の延長線）が交差する点（交点）と、Ｈ形鋼４０Ａ及びＨ形鋼４０Ｂの材軸（材軸の延長線）が交差する点（交点）とが一致する位置、又はこれの周辺で上側部材４６と下側部材４８とを連結することが望ましい。Ｈ形鋼３８Ａ及びＨ形鋼３８Ｂの材軸の交点と、Ｈ形鋼４０Ａ及びＨ形鋼４０Ｂの材軸の交点とがずれていると、これらの交点間の距離に応じた偏心モーメントが生じるためである。なお、前述の交点が一致する位置以外の位置で、上側部材４６と下側部材４８とを連結しても良いことは勿論である。
【００４２】
粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向両側には、規制部材５８（座屈抑制手段）がそれぞれ配置されている。鋼板からなる規制部材５８は、上側部材４６の最外側にある保持材４６Ｂに対向して配置されており、連結梁材３２、３４のネジ孔に取り付けられたネジ部材６０（座屈抑制手段）によって支持されている。ネジ部材６０の先端に設けられた円盤状の端部プレート６２（図４（Ｂ）参照）は、規制部材５８に設けられた筒状の取付部６４に回転可能に嵌め込まれている。このネジ部材６０は調整手段としての機能を有しており、即ち、当該ネジ部材６０の捻じ込み量によって、上側部材４６の保持材４６Ｂと規制部材５８との距離が調整可能となっており、規制部材５８が保持材４６Ｂに接触した状態で保持されている。この規制部材５８によって、上側部材４６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制（制限）されており、即ち、ブレース１６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されている。なお、取付部６４の開口径は、端部プレート６２より直径よりも小さくなっており、端部プレート６２が抜け出さないようになっている。また、梁２４と粘弾性ダンパ４２とは、梁２４の材軸方向に縁が切られている。
なお、保持材４６Ｂと規制部材５８との間の距離を調整した後に、規制部材５８とネジ部材６０とを溶接等で一体化しても良い。また、本実施形態では、２つのネジ部材６０で一つの規制部材５８を支持したが、ネジ部材６０ごとに規制部材を設けても良い。更に、取付部６４は必要に応じて設ければ良く、適宜省略可能である。例えば、ネジ部材６０ごとに規制部材を設ける場合、ネジ部材６０と規制部材とを溶接等で一体化し、規制部材をネジ部材６０と共に回転させながら保持材４６Ｂと規制部材５８との間の距離を調整しても良い。
【００４３】
なお、本実施形態では、保持材４６Ｂに規制部材５８を接触させているが、保持材４６Ｂと規制部材５８との間に隙間を設けても良い。この場合、架構１２の面外方向へはらみ出した保持材４６Ｂが、規制部材５８に当たることにより、当該保持材４６Ｂ及び鉄骨ブレース体３８、４０の架構１２、１４の面外方向の変位が規制される。
【００４４】
次に、第１実施形態に係るブレース構造の作用について説明する。
【００４５】
図５には、地震時におけるブレース１６の変形状態が示されている。また、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は図５の拡大図であり、図６（Ａ）には粘弾性ダンパ４２の作動前の状態が示されており、図６（Ｂ）には粘弾性ダンパ４２の作動後の状態が示されている。なお、図が煩雑となるため、図５では連結梁材３２、３４を省略し、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）では、連結梁材３２、３４の外形のみを２点鎖線で示している。
【００４６】
風や地震等の外力によって、上架構１２及び下架構１４に層間変形が生じると、上架構１２の梁２２と下架構１４の梁２６との間に２層分の層間変形に応じた相対変位が生じる。また、梁２２の仕口部に取り付けられた鉄骨ブレース体３８が梁２２と一体挙動し、梁２６の仕口部に取り付けられた鉄骨ブレース体４０が梁２６と一体挙動するため、これらの鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０との間に相対変位（矢印Ｂ１方向）が生じる。換言すると、鉄骨ブレース体３８に対して鉄骨ブレース体４０が相対変位する。これにより、鉄骨ブレース体３８の連結部３８Ｃと、鉄骨ブレース体４０の連結部４０Ｃとに連結された粘弾性ダンパ４２が作動し、振動エネルギーが吸収される。具体的には、連結部３８Ｃに接合された上側部材４６と、連結部４０Ｃに接合された下側部材４８とが、貫通孔５６がボルト５２の移動を許容する範囲で相対変位する。これにより、保持材４６Ｂと保持材４８Ｂとの間に設けられた粘弾性体５０がせん断変形し、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて振動が低減される。
なお、説明を省略するが、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０とが逆方向（矢印Ｂ１方向の逆方向）に相対変位した場合も、上記と同様に粘弾性体５０がせん断変形し、振動エネルギーが熱エネルギーに変換されて振動が低減される。
【００４７】
一方、上側部材４６と下側部材４８の相対変位量が大きくなり（所定値に達し）、これらの上側部材４６と下側部材４８とを連結するボルト５２が貫通孔５６の内壁に当たると、上側部材４６と下側部材４８との相対変位が規制される。これにより、これにより、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０が風や地震等の外力に対して抵抗し、耐震性能を発揮する。
【００４８】
従って、風や交通振動等の微小振動を粘弾性ダンパ４２で吸収する一方で、大地震時に、鉄骨ブレース体３８及び鉄骨ブレース体４０を耐震要素として機能させることができる。よって、耐震性能を確保しつつ、居住性能を向上することができる。
【００４９】
また、粘弾性ダンパ４２は、梁２４の収容部３６に配置されている。従って、粘弾性ダンパ４２と梁２２とが立面視にて重なる分、上架構１２及び下架構１４の開口スペースを広く確保することができる。よって、設備配管・配線や、出入口を設け易くなり、建物の設計自由度が向上する。
なお、本実施形態では、粘弾性ダンパ４２全体が、立面視にて梁２４と重なっているが、粘弾性ダンパ４２の少なくとも一部が立面視にて梁２４と重なっていれば良く、これにより、架構１２、１４の開口スペースを広くすることができる。ただし、粘弾性ダンパ４２と梁２４とは、必ずしも立面視にて重なる必要はない。
【００５０】
また、梁は、一般的に軸力を負担しないものとして設計されるところ、従来（例えば、特許文献１、２）の制振装置では、地震時にブレースに作用する軸力が、粘弾性ダンパ又はオイルダンパを内蔵した梁に軸力として伝達される。従って、当該梁の軸耐力と曲げ耐力が減少するため、設計強度の大きな材料、または大きな断面の梁を使用しなければならなくなる。これに対して、本実施形態に係る梁２４とブレース１６とは、梁２４の材軸方向に縁が切られているため、地震時にブレース１６に作用する軸力が梁２４に伝達されない。即ち、梁２４は、ブレース１６が負担する軸力の伝達経路とされていない。従って、従来と比較して、設計強度の小さな材料、または小さな断面の梁２４の設計が可能となる。
【００５１】
更に、ブレース１６は上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられる。そのため、粘弾性ダンパ４２を構成する上側部材４６と下側部材４８との間に２層分の層間変形に応じた相対変位が生じる。従って、上架構１２、下架構１４ごとにブレース１６を取り付ける場合と比較して、粘弾性体５０の変形量が大きくなるため、粘弾性ダンパ４２の制振性能が向上する。更に、粘弾性ダンパ４２の制振性能を向上させることにより、建物に設置するブレース１６の数を減らすことができる。よって、施工性が向上すると共に、工期の短縮化を図ることができる。
【００５２】
ここで、複数の架構にまたがってブレースを取り付けると、ブレースの座屈長が長くなり、ブレースの座屈耐力が小さくなるところ、本実施形態では、粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向両側に規制部材５８が設けられている。この規制部材５８によって粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されるため、ブレース１６の座屈耐力が大きくなる。従って、ブレース１６の耐震性能が向上する。更に、従来と比較して、小さな断面のブレース１６の設計が可能となり、ブレース１６をコンパクトな形状にすることができる。よって、架構１２、１４の開口率（開口スペース）を上げることができる。
【００５３】
また、粘弾性ダンパ４２と規制部材５８との距離は、ネジ部材６０で調整可能であるため、粘弾性ダンパ４２の設置が容易となり、施工性が向上する。更に、ネジ部材６０を調整し、粘弾性ダンパ４２の両側から当該粘弾性ダンパ４２に規制部材５８を圧接して挟み込むことで、粘弾性ダンパ４２の架構１２、１４の面外方向の変位をより強固に規制することができる。これにより、ブレース１６の座屈抑制効果を高めることもできる。
【００５４】
なお、ブレース１６に作用する軸力に対して、当該ブレース１６が架構１２の面外方向へはらみ出そうとする力は微小であるが、規制部材５８、及び当該規制部材５８を支持する連結梁材３２、３４には、必要に応じて適宜補強を施しても良い。例えば、図７（Ａ）に示されるように、連結梁材３２、３４のウェブ３２Ａ、３４Ａに、当該連結梁材３２、３４の長手方向に沿って一又は複数（図７（Ａ）では、２つ）のリブ６６を設け、ウェブ３２Ａの面外剛性を大きくしても良い。また、図７（Ｂ）に示されるように、Ｃ形鋼の連結梁材３２、３４に替えて、角形鋼管等の閉断面を有する連結梁材６８、７０を用いて良い。この場合、Ｃ形鋼等の開口断面と比較して、連結梁材６８、７０の面外剛性が大きくなり、規制部材５８の座屈抑制効果を高めることができる。更に、架構１２、１４の面外方向に架設された小梁の端部を連結梁材３２、３４に突き当てて補強しても良い。
【００５５】
なお、本実施形態では、制振ダンパとして粘弾性ダンパ４２を用いたがこれに限らない。例えば、摩擦ダンパ、オイルダンパ、鋼材ダンパ、弾塑性ダンパ等を用いることができる。
【００５６】
また、本実施形態において、鉄骨ブレース体３８が梁２４の上方に設けられるとは、鉄骨ブレース体３８が梁２４より上方にある部材（例えば、柱、梁、スラブ等）に取り付けられること意味し、鉄骨ブレース体３８が架構１２、１４の面外方向において、梁２４と部分的に重なっていても良い。これと同様に、鉄骨ブレース体４０が梁２４の下方に設けられるとは、鉄骨ブレース体３８が梁２４より下方にある部材（例えば、柱、梁、スラブ等）に取り付けられること意味し、鉄骨ブレース体４０が架構１２、１４の面外方向において、梁２４と部分的に重なっていても良い。
【００５７】
次に、第１実施形態に係る規制部材の変形例について説明する。
【００５８】
図８に示されるように、規制部材５８の保持材４６Ｂとの接触面には、滑り材７２（滑り手段）が設けられている。この滑り材７２によって、規制部材５８と保持材４６Ｂとの間に発生する摩擦力が低減されており、規制部材５８に対して保持材４６Ｂが梁２４の材軸方向へ変位し易くなっている。従って、上側部材４６と下側部材４８との相対変位量が大きくなり、粘弾性体５０による振動エネルギー吸収効果が大きくなる。更に、規制部材５８と保持材４６Ｂとの接触面に発生する摩擦力を低減することにより、規制部材５８、ネジ部材６０、及び連結梁材３２、３４に発生する応力（軸力、曲げモーメント等）を小さくすることができ、設計強度の小さな材料、または小さな断面の規制部材５８、ネジ部材６０、及び連結梁材３２、３４の設計が可能となる。
【００５９】
滑り材７２としては、例えば、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド、ポリエチレン、ステンレス、テフロン（登録商標）、塗料等を使用することができる。また、滑り手段には、滑り材７２を設ける場合だけでなく、規制部材５８又は保持材４６Ｂをステンレス等の低摩擦材料で形成する場合も含まれる。なお、滑り手段は、規制部材５８と保持材４６Ｂとの接触面の少なくとも一方に設けられていれば良い。
【００６０】
次に、第１実施形態に係るブレースの変形例について説明する。
【００６１】
第１実施形態のブレース１６は、鉄骨ブレース体３８、４０と粘弾性ダンパ４２とを直列に連結して構成したが、粘弾性ダンパ４２は適宜省略可能である。具体的には、図９に示されるように、ブレース７６は、鉄骨ブレース体３８と、鉄骨ブレース体４０と、これらの鉄骨ブレース体３８、４０に連結される連結部材７８と、を備えている。連結部材７８は鋼板からなり、当該連結部材７８の外周に設けられたリブ８２によって補強されている。この連結部材７８には、架構１２の面外方向両側から板状の規制部材８０が当てられている。なお、図示を省略するが、規制部材８０はネジ部材６０によって連結梁材３２（図４（Ａ）参照）に支持されている。
【００６２】
このように、規制部材８０によって、連結部材７８の架構１２、１４の面外方向の変位を規制することにより、ブレース７６の座屈耐力が大きくなり、ブレース７６の座屈を抑制することができる。なお、連結部材７８を低降伏点鋼（例えば、ＬＹ２２５等）で形成することにより、ブレース７６にエネルギー吸収性能を付与しても良い。即ち、鉄骨ブレース体３８と鉄骨ブレース体４０との間に生じる相対変位によって、連結部材７８をせん断変形させ、鋼材の履歴ループによって振動エネルギーを吸収しても良い。
【００６３】
次に、第２実施形態に係るブレース構造について説明する。なお、第１実施形態と同じ構成のものは同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
【００６４】
図１０（Ａ）には、第２実施形態に係るブレース構造が適用された上架構１２の下部と下架構１４の上部が示されている。これらの上架構１２及び下架構１４には、ブレース８６が取り付けられている。このブレース８６はＨ形鋼で、上架構１２及び下架構１４にまたがって取り付けられており、上架構１２及び下架構１４が共有する梁８８と立面視にて交差している。なお、図示を省略するが、ブレース８６の材軸方向上端部は柱２０と梁２２（図１参照）の仕口部に固定されており、ブレース８６の材軸方向下端部は柱１８と梁２６（図１参照）の仕口部に固定されている。
【００６５】
図１０（Ｂ）及び図１１に示されるように、上架構１２及び下架構１４が共有する梁８８はＨ形鋼とされている。この梁８８とブレース８６とは、梁８８の長手方向中央部において、架構１２、１４の面外方向（図１１において、矢印Ｃ方向）に重なって配置されている。梁８８のウェブ８８Ａとブレース８６のウェブ８６Ａの間には、規制部材９０（座屈抑制手段）が設けられている。なお、この梁８８とブレース８６とは、施工誤差を吸収するために、架構１２、１４の面外方向に間を空けて配置されている。
【００６６】
規制部材９０は角形鋼管からなり、ブレース８６の材軸方向に２つ並んで配置されている。ブレース８６のウェブ８６Ａを間に置いて規制部材９０と反対側には、規制部材９２が設けられている。即ち、ブレース８６の架構１２、１４の面外方向両側に規制部材９０、９２がそれぞれ配置されている。この規制部材９２は鋼板からなる。ウェブ８６Ａ、８８Ａ及び規制部材９０、９２には、それぞれ貫通孔１００、１０２、１０４、１０６（図１１参照）が形成されており、これらの貫通孔１００、１０２、１０４、１０６に貫通されるボルト９４及びナット９６によって、梁８８とブレース８６とが連結されている。この規制部材９０、９２によって、ブレース８６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されている。
【００６７】
また、ウェブ８６Ａ、８８Ａに形成された貫通孔１００、１０２は、梁８８の材軸方向（矢印Ｄ方向）に延びる長孔とされており、当該貫通孔１００、１０２内をボルト９４の軸部が移動可能となっている。これにより、貫通孔１００、１０２が許容する範囲内で梁８８とブレース８６とが、梁８８の材軸方向に相対変位可能になっている。これらの貫通孔１００、１０２は、地震等におけるブレース８６の変位量（梁８８の材軸方向の変位量）を考慮して、貫通孔１００、１０２の内壁とボルト９４の軸部とが接触しないようになっている。即ち、梁８８とブレース８６とは、貫通孔１００、１０２が許容する範囲内で、梁４の材軸方向に縁が切られており、ブレース８６に作用する軸力が梁８８に伝達されないようになっている。
【００６８】
次に、第２実施形態に係るブレース構造の作用について説明する。
【００６９】
風や地震等の外力によって、上架構１２及び下架構１４に層間変形が生じると、ブレース８６が外力に対して抵抗し、耐震性能を発揮する。また、ブレース８６は、上架構１２と下架構１４にまたがって取り付けられる。従って、ブレース８６に２層分の層間変形に応じた変形（軸ひずみ）が生じるため、ブレース８６一つ当りの変形効率が向上する。また、ブレース８６の性能を向上させることにより、建物に設置するブレース１６の数を減らすことができる。よって、工期の短縮化を図ることができる。
【００７０】
また、ブレース８６と梁８８とは、貫通孔１００、１０２が許容する範囲内で、梁８８の材軸方向に縁が切られているため、ブレース８６に作用する軸力が梁８８に伝達されない。従って、設計強度の小さな材料、または小さな断面の梁８８の設計が可能となる。なお、第１実施形態と同様に、規制部材９０、９２とブレース８６との接触面の少なくとも一方に、滑り手段（例えば、図７における滑り材７２）を設けても良い。これにより、規制部材９０、９２とブレース８６との間に発生する摩擦力が低減され、当該摩擦力によって梁８８に生じる応力を低減することができる。
【００７１】
更に、ブレース８６の架構１２、１４の面外方向両側には、規制部材９０、９２が設けられている。この規制部材９０、９２によってブレース８６の架構１２、１４の面外方向の変位が規制されるため、ブレース８６の座屈耐力が大きくなる。従って、ブレース８６のエネルギー吸収能力を損なわずに済む。
【００７２】
なお、規制部材９０、９２の形状、大きさは上記したものに限らない。ブレース８６の面外方向に変位を規制できれば良く、例えば、規制部材９０に替えてＨ形鋼、Ｔ形鋼、Ｃ形鋼等を用いることができる。また、規制部材９０、９２とウェブ８６Ａとの間に粘弾性体を設け、ブレース８６にエネルギー吸収性能を付与しても良い。
更に、本実施形態では、梁８８とブレース８６とを架構１２、１４の面外方向に間を空けて配置したが、梁８８にブレース８６を接触させて配置し、梁８８で直接的にブレース８６の架構１２、１４の面外方向の変位を規制しても良い。
【００７３】
なお、上記第１、第２実施形態は、前述したようにＸ型ブレースや片流れブレースに適用することができる。また、ブレース１６、７６、８６と、梁２４、８８とは、立面視にて交差していれば良く、前述の構成に限定されない。例えば、第１実施形態では、梁２４にブレース１６を貫通させたが、第２実施形態（９（Ｂ）参照）のように、梁２４の片側にブレース１６を配置しても良い。また、第２実施形態では、梁８８の両側にブレース８６を配置し、各ブレース８６と梁８８とを規制部材９０、９２で連結しても良い。更に、ブレース８６を当該ブレース８６の中間部で二股に分岐させ、分岐したブレースの間に梁８８を配置しても良い。
【００７４】
また、第１、第２実施形態では、上架構１２と下架構１４とにまたがってブレース１６、７６、８６を取り付けたがこれに限らない。これらのブレース１６、７６、８６は、上下方向に隣接する２つ以上の架構にまたがって取り付けられていれば良い。この際、ブレース１６、７６、８６が立面視にて交差する水平部材（梁やスラブ）に、規制部材５８等の座屈防止手段を設ければ良い。また、ブレース１６、７６、８６が立面視にて複数の水平部材（梁やスラブ）と交差する場合には、少なくとも一つの水平部材に座屈防止手段を設ければ良い。
【００７５】
更に、ブレース１６、７６、８６は、上下方向に隣接する架構にまたがると共に、水平方向に隣接する架構にまたがって取り付けることもできる。例えば、図１２に示されるように、上下左右に隣接する４つの架構１１２、１１４、１１６、１１８にブレース１６が取り付けられている。架構１１２、１１４は、柱１２０、１２２と、これらの柱１２０、１２２の間に架設された梁１３０、１３２、１３４によって構成されており、架構１１６、１１８は、柱１２２、１２４とこれらの柱１２２、１２４の間に架設された梁１３６、１３８、１４０によって構成されている。そして、ブレース１６は、立面視にて梁１３２と交差しており、当該梁１３２に座屈防止手段としての規制部材（不図示）が設けられている。なお、図１２に示す構成では、Ｈ形鋼３８Ａ、４０Ａが柱１２２を貫通しているが、Ｈ形鋼３８Ａ、４０ＡをこれらＨ形鋼３８Ａ、４０Ａの中間部で二股に分岐させ、分岐したブレースの間に柱１２２を配置しても良い。
【００７６】
また、第１、第２実施形態では、鉄骨造の上架構１２、下架構１４を例に説明したが、これらの架構１２、１４は、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、プレストレスコンクリート造、ＣＦＴ造、更には現場打ち工法、プレキャスト工法等の種々の工法を用いることができる。また、梁２４、８８に替えてスラブを用いても良い。更に、柱
【００７７】
更に、第１、第２実施形態に係るブレース構造は、耐震構造、免震構造等の種々の構造の新築建物、改築建物に適用することができる。これらのブレース構造を適用することにより、耐震性能、制振性能が向上された建物を構築することができる。
【００７８】
以上、本発明の第１、第２の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものでなく、第１、第２の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７９】
１２ 上架構（架構）
１４ 下架構（架構）
１６ ブレース
２４ 梁（水平部材）
３８ 鉄骨ブレース体（第１ブレース体）
４０ 鉄骨ブレース体（第２ブレース体）
４２ 粘弾性ダンパ（制振ダンパ）
４６Ｂ 保持板
４８Ｂ 保持板
５０ 粘弾性体
５２ ボルト（ストッパ手段）
５６ 貫通孔（ストッパ手段）
５８ 規制部材（座屈抑制手段）
６０ ネジ部材（座屈抑制手段）
７２ 滑り材（滑り手段）
８６ ブレース
８８ 梁（水平部材）
９０ 規制部材（座屈抑制手段）
９２ 規制部材（座屈抑制手段）
矢印Ａ 架構の面外方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に隣接する複数の架構にまたがって取り付けられるブレースと、
前記架構を構成し、前記ブレースと立面視にて交差する水平部材と、
前記水平部材に設けられ、前記ブレースの前記架構の面外方向の変位を規制する座屈抑制手段と、
を備えるブレース構造。
【請求項２】
前記ブレースが、
前記水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、
前記水平部材の下方に設けられると共に、前記第１ブレース体に対して相対変位する第２ブレース体と、
前記第１ブレース体と前記第２ブレース体とに連結される制振ダンパと、
を有し、
前記座屈抑制手段が、前記制振ダンパの前記架構の面外方向両側に配置される一対の規制部材を有する請求項１に記載のブレース構造。
【請求項３】
前記制振ダンパが、立面視にて前記水平部材と重なっている請求項２に記載のブレース構造。
【請求項４】
前記制振ダンパには、前記第１ブレース体と前記第２ブレース体との相対変位量を規制するストッパ手段が設けられている請求項２又は請求項３に記載のブレース構造。
【請求項５】
前記制振ダンパが、
前記第１ブレース体に固定される第１保持材と、
前記第２ブレース体に固定され、前記第１保持材と対向する第２保持材と、
前記第１保持材と前記第２保持材との間で保持される粘弾性体と、
を有する請求項２〜４の何れか１項に記載のブレース構造。
【請求項６】
前記規制部材と前記制振ダンパとの接触面の少なくとも一方に、滑り手段が設けられる請求項２〜５の何れか１項に記載のブレース構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載のブレース構造を有する建物。
【請求項１】
上下方向に隣接する複数の架構にまたがって取り付けられるブレースと、
前記架構を構成し、前記ブレースと立面視にて交差する水平部材と、
前記水平部材に設けられ、前記ブレースの前記架構の面外方向の変位を規制する座屈抑制手段と、
を備えるブレース構造。
【請求項２】
前記ブレースが、
前記水平部材の上方に設けられる第１ブレース体と、
前記水平部材の下方に設けられると共に、前記第１ブレース体に対して相対変位する第２ブレース体と、
前記第１ブレース体と前記第２ブレース体とに連結される制振ダンパと、
を有し、
前記座屈抑制手段が、前記制振ダンパの前記架構の面外方向両側に配置される一対の規制部材を有する請求項１に記載のブレース構造。
【請求項３】
前記制振ダンパが、立面視にて前記水平部材と重なっている請求項２に記載のブレース構造。
【請求項４】
前記制振ダンパには、前記第１ブレース体と前記第２ブレース体との相対変位量を規制するストッパ手段が設けられている請求項２又は請求項３に記載のブレース構造。
【請求項５】
前記制振ダンパが、
前記第１ブレース体に固定される第１保持材と、
前記第２ブレース体に固定され、前記第１保持材と対向する第２保持材と、
前記第１保持材と前記第２保持材との間で保持される粘弾性体と、
を有する請求項２〜４の何れか１項に記載のブレース構造。
【請求項６】
前記規制部材と前記制振ダンパとの接触面の少なくとも一方に、滑り手段が設けられる請求項２〜５の何れか１項に記載のブレース構造。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載のブレース構造を有する建物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−６９６５（Ｐ２０１１−６９６５Ａ）
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１５２７１７（Ｐ２００９−１５２７１７）
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月２６日（２００９．６．２６）
【出願人】（０００００３６２１）株式会社竹中工務店 (1,669)
【Ｆターム（参考）】
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