制震補強架構における支柱の拘束装置
【課題】例えば既存の、あるいは新設のコンクリート造等の主構造体の構面外にその構面に平行に構築され、主構造体を制震補強する制震補強架構において、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設されるダンパー一体型ブレースのダンパーの効きを高める。
【解決手段】柱・梁からなるフレーム６を有する主構造体６０の構面外にその構面に平行に配列する支柱２と、隣接する支柱２、２間に架設されるダンパー一体型ブレース５を備え、支柱２が鉛直方向に複数本の支柱材２１、２２、２３に分離し、上下に分離した支柱材２１、２２、２３間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置４が介在し、構面内水平方向に隣接する支柱材２２、２２（２３、２３）間につなぎ梁４が架設された制震補強架構において、構面内水平方向両側に位置する支柱２の周囲に、最上部の支柱材２３頂部の水平方向の相対移動を許容し、鉛直方向の移動を拘束する拘束装置８を構築する。
【解決手段】柱・梁からなるフレーム６を有する主構造体６０の構面外にその構面に平行に配列する支柱２と、隣接する支柱２、２間に架設されるダンパー一体型ブレース５を備え、支柱２が鉛直方向に複数本の支柱材２１、２２、２３に分離し、上下に分離した支柱材２１、２２、２３間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置４が介在し、構面内水平方向に隣接する支柱材２２、２２（２３、２３）間につなぎ梁４が架設された制震補強架構において、構面内水平方向両側に位置する支柱２の周囲に、最上部の支柱材２３頂部の水平方向の相対移動を許容し、鉛直方向の移動を拘束する拘束装置８を構築する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば既存の、あるいは新設のコンクリート造、鉄骨造等の主構造体の構面外にその構面に平行に構築され、主構造体を制震補強する制震補強架構を構成し、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設されるダンパー一体型ブレースのダンパーの効きを高める制震補強架構における支柱の拘束装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば既存のコンクリート造躯体等の主構造体に耐震性能、あるいは制震性能を付与する目的で、主構造体の表面に接した状態で構築される制震補強架構は主構造体の構面外にその構面内水平方向に配列する支柱と、隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースと、同じく隣接する支柱材間に架設されるつなぎ梁を基本的な構成要素とする（特許文献１参照）。
【０００３】
各支柱は特許文献１の図３に示すように鉛直方向に分離した複数本の支柱材からなり、上下に分離した支柱材間には両者間の相対水平移動を許容する、水平剛性の小さい絶縁装置（積層ゴム支承や滑り支承）が介在し、ダンパー一体型ブレースは隣接する支柱の支柱材間に、層間に跨るように架設される。
【０００４】
つなぎ梁は主構造体が層間変形を生じたときに、その層間変形に制震補強架構が追従するよう、主構造体と制震補強架構を一体構造化するために、隣接する支柱材間に架設されながら、主構造体に接合される（特許文献１の段落００６６）。絶縁装置は構面内水平方向に隣接する支柱材間の相対移動時には支柱材が鉛直状態を維持するように、上下に隣接する支柱材間に介在させられる。特許文献１の図３は本件明細書に添付の図１１である。
【０００５】
主構造体（制震補強架構）の構面内水平方向に地震が発生し、その方向に層間変形が生じたときには主構造体の各階のスラブ等に接合され、制震補強架構の一部となるつなぎ梁とそのつなぎ梁に接合されている支柱材が主構造体に追従して相対移動し（特許文献１の図３）、構面内水平方向に隣接する支柱材間に架設されているブレースのダンパーが伸縮することにより減衰力を発生し、振動エネルギを吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０３８４７２号公報（請求項１、段落００１３〜００２６、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では制震補強架構の構面内水平方向の層間変形時に、上下に分離した支柱材間に介在する絶縁装置がせん断変形することにより上下の支柱材が互いに平行な状態を維持したまま相対移動し、結果としてブレースのダンパーに軸方向力を与え、ダンパーに減衰力を発生させる（特許文献１の図３）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では絶縁装置（積層ゴム）を構成するゴムに引張力を負担させないよう、絶縁装置上に位置する支柱材がその下方に位置する支柱材から浮き上がりを生ずることが許容されているため（特許文献１の段落００７１、図５）、制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱材の上端部は鉛直方向にも水平方向にも拘束を受けていないこともあって、水平方向への相対移動に伴い、本件の図１２に示すように鉛直方向上向きに相対移動する（浮き上がりが生ずる）ことが想定される。
【０００９】
図１２では構面内水平方向左側の支柱２の内、最上部に位置する支柱材２３の上端部が鉛直方向上向きに相対移動するときと、下向きに相対移動する（沈み込みを生ずる）ときを示しているが、特許文献１の支柱材２３は絶縁装置の接続状態から主に浮き上がりを生じ易い。図１２では浮き上がり状態と沈み込み状態を破線で示している。二点鎖線は浮き上がりも沈み込みもなく、水平方向に移動したときの様子を示している。
【００１０】
本来、支柱材には水平方向に相対移動する挙動のみが期待されているが（特許文献１の図３）、鉛直方向の相対移動が伴うことで、ダンパーの伸縮量が想定量より小さくなり、ダンパーが十分なエネルギ吸収能力を発揮できないことが起こり得る。
【００１１】
例えば特許文献１の図３（本件の図１１）において、本件の図１２に破線で示すように構面内水平方向左側の最上部に位置する支柱材が静止状態から右側へ相対移動したときに、支柱材の上端部が上方へ移動すれば、その上端部に接続されているブレースの収縮量が本来の収縮量より小さくなるため、それだけダンパーの効きが低下し、エネルギ吸収効果も低下する。同様に構面内水平方向左側の最上部に位置する支柱材が静止状態から左側へ相対移動したときに、支柱材の上端部が下方へ移動すれば、その上端部に接続されているブレースの伸長量が本来の伸長量より小さくなるため、それだけダンパーの効きが低下する。
【００１２】
各支柱２が４本の支柱材２１、２２、２３からなる場合の特許文献１の制震補強架構１のモデルを図１３に示す。構面内水平方向に隣接する支柱２、２間には、支柱２、２を互いに連結すると共に、主構造体に接合するためのつなぎ梁４が架設される。このモデルの内、太線で示す構面内水平方向中間部（端部より中心側）に位置する支柱２、２間に架設されるブレース５に内蔵されるダンパーの各層での履歴特性を図１４−（ａ）〜（ｄ）に、同じく太線で示す構面内水平方向両側（端部）に位置する支柱２、２間に架設されるブレース５に内蔵されるダンパーの各層での履歴特性を図１５−（ａ）〜（ｄ）に示している。
【００１３】
図１４と図１５の（ａ）は１階と３階間に架設されるブレースのダンパー、（ｂ）は３階と５階間に架設されるブレースのダンパー、（ｃ）は５階と７階間に架設されるブレースのダンパー、（ｄ）は７階と９階間に架設されるブレースのダンパーの履歴特性を示している。図１４に示すように構面内水平方向中間部に位置するブレースのダンパーは下層から最上層まで荷重−変形曲線が面積を持った紡錘形のループを描いているのに対し、構面内水平方向端部に位置するブレースのダンパーは図１５に示すように上層階程、曲線（ループ）が潰れる傾向を示している。
【００１４】
図１５を見る限り、構面内水平方向の端部（両側）に架設されるブレースの内、１−３階から５−７階までのブレース内のダンパーは履歴曲線が紡錘形のループを描き、ダンパーとしてのエネルギ吸収能力を発揮しているのに対し、７−９階のブレース内のダンパーは履歴曲線が潰れ、ほとんどエネルギ吸収能力を発揮できていないことが分かる。一方、構面内水平方向の中間部に架設されているブレースのダンパーは図１４に示すように７−９階においても１−３階から５−７階までより面積が小さくなるものの、紡錘形のループを描き、エネルギ吸収能力を発揮していることが分かる。
【００１５】
図１４と図１５の対比から、構面内水平方向両側で、上層部に位置するブレースのダンパーは本来のエネルギ吸収能力を発揮できていないことが推定される。図１４と図１５の履歴曲線の違いは前記のように構面内水平方向両側に位置する支柱を構成し、最上部に位置する支柱材の上端部が水平方向の相対移動に伴って鉛直方向に、特に鉛直方向上向きに相対移動することに起因して発生すると考えられる。
【００１６】
この発明は上記背景より、既存の構造体等、主構造体を制震補強する制震補強架構において、その架構を構成し、構面内水平方向両側の支柱の内、特に最上部に位置する支柱材に接続されるブレースのダンパーの効きを高める支柱の拘束装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明の制震補強架構における支柱の拘束装置は、柱・梁からなるフレームを有する主構造体の構面外にその構面に平行に配列し、互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱と、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを備え、
前記支柱が鉛直方向に複数本の支柱材に分離し、上下に分離した支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材間につなぎ梁が架設された、前記主構造体を制震補強するための制震補強架構において、
前記制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する前記支柱の周囲に構築され、前記支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束していることを構成要件とする。
【００１８】
主構造体を含む構造物は例えば既存のコンクリート造（鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造を含む）構造物の他、鉄骨造の構造物であり、建築構造物と土木構造物の双方を含む。制震補強架構が接合される主構造体は建物の柱、梁、スラブ、基礎等の他、橋梁の橋桁、橋脚、フーチング等が該当する。主構造体は主として鉄筋コンクリート造構造物の一部であるが、無筋コンクリートやモルタル等の場合もある。
【００１９】
主構造体と制震補強架構の接合部位は問われず、例えば新旧のスラブ同士、梁（桁）同士、柱同士、基礎同士等、あるいは付加構造体の構築位置等に応じ、これらの任意の組み合わせ等になるが、制震補強架構は主構造体のいずれかの部位の表面に制震補強架構を構成するスラブや梁等が接合された状態で構築される。主構造体に対する制震補強架構の構築の時期も問われず、主構造体との打ち継ぎのように主構造体の構築直後に制震補強架構を構築する場合の他、主構造体の構築が完了し、使用期間中に主構造体に対する補強の必要性が発生したとき等になる。
【００２０】
制震補強架構は主構造体の構面に平行に配列し、その構面内水平方向に互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設され、鉛直方向に複数本の支柱材に分離した支柱と、上下に分離した支柱材間に介在し、両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置と、同一レベルで隣接する支柱材間に架設され、両支柱材を互いにつなぐつなぎ梁と、既存フレームの構面内の支柱材間に架設される上記ブレースから構成される。
【００２１】
制震補強架構は主構造体の構面外に、主構造体に接する形で構築される場合と、構面から距離を置いて構築される場合がある。つなぎ梁は前記の通り、隣接する支柱材間に架設されながら、主構造体に接合されることにより（特許文献１の段落００６６）、主構造体と制震補強架構を一体構造化し、主構造体の層間変形に制震補強架構を追従させる。
【００２２】
各支柱は地上や基礎上に定着される最下部の支柱材とその上に位置する上部の支柱材の、計２本の支柱材からなる場合と、図１１（特許文献１の図３）に示すように最下部の支柱材とその上に位置する２本以上の上部の支柱材の、計３本以上の支柱材からなる場合がある。
【００２３】
最下部に位置する支柱材は地盤、もしくは基礎に定着され、最下部より上に位置する支柱材は主構造体に、支柱材をつなぐつなぎ梁が主構造体に接合されることにより間接的に接合されて主構造体と共に挙動する。最下部より上に位置する支柱材が直接主構造体に接合されることも想定されるが、支柱材と主構造体との一体性を高め、主構造体からの地震力を制震補強架構に伝達させる上では、つなぎ梁を主構造体（のフレーム）に接合することが有効である。
【００２４】
ダンパー一体型ブレース（ブレース）は具体的には水平方向に間隔を隔てて配列する支柱間において、いずれかの支柱を構成するいずれかの支柱材と、その支柱材より上、もしくは下に位置し、その支柱の両側に隣接する支柱を構成する支柱材との間に傾斜し、前記いずれかの支柱に関して対称に架設される（請求項５）。
【００２５】
ブレースがいずれかの支柱に関して対称に架設されることで、図１１に矢印で示すようにある層に架設されているブレースに作用する引張力、もしくは圧縮力が支柱に関して対称位置にあるブレースに流れ、最終的には地盤、もしくは基礎に伝達されるため、制震補強架構を構成する支柱自身が最終的に引張力と圧縮力を負担し、処理する場合より支柱の耐力（強度）が小さくて済み、支柱の断面も小さくて済む利点がある。
【００２６】
ブレースは制震補強架構の層間変形時における構面内水平方向に隣接する支柱の、レベルの相違する支柱材間の相対変形時に軸方向力を負担するため、この隣接する支柱の、レベルの相違する支柱材間に架設される。この関係で、ブレースの一端は構面内水平方向に隣接する支柱材の内、一方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続され、他端は他方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続される（請求項５）。
【００２７】
主構造体が地震力により構面内で変形しようとするときには、図１１に二点鎖線で示すように主構造体に一体化している、最下部の支柱材より上の支柱材が主構造体と共に挙動することと、その直下の支柱材から分離し、両支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在していることで、最下部の支柱材より上の支柱材が直下の支柱材に対して相対水平移動する。
【００２８】
ブレースは主構造体に一体化している支柱材やその付近のつなぎ梁と、その直下、または直上の支柱材に隣接する支柱材やその付近のつなぎ梁との間に架設されていることで、上下の支柱材の相対水平移動に伴って伸長、または収縮し、その伸長量や収縮量、あるいは伸縮時の速度に応じた減衰力をダンパーが発生し、振動エネルギを吸収する。同時にダンパーが発生する減衰力が主構造体に一体化している支柱材やつなぎ梁から主構造体に作用することで、主構造体の揺れが抑制される。
【００２９】
図１１に示すように主構造体の構面内水平方向の変形に伴い、分離した上下の支柱材が相対水平移動したとき、ブレースが接続された支柱材にはダンパーからの軸方向力が作用するが、最下部の支柱材に作用する軸方向力に対する反力は地盤や基礎で負担される。
【００３０】
また最下部より上の支柱材に作用する軸方向力に対する反力はつなぎ梁を介して支柱材が接続される主構造体で負担されるため、ダンパーからの軸方向力によって支柱材に過大な曲げモーメントとせん断力が作用する事態は回避され、分離している各支柱材が転倒する可能性と、支柱材の脚部や頂部に過大な応力を生じさせる可能性は解消される。支柱材の脚部や頂部に過大な応力を生じさせる可能性が解消されることで、支柱材自身は必ずしもダンパーからの軸方向力に抵抗し得る強度を有する必要はない。
【００３１】
特に最下部の支柱材と最上部の支柱材の中間位置でブレースが接続される支柱材のようにブレースが構面内水平方向の両側に、２方向に接続される支柱材には変形前に同一線上に位置するブレースからの軸方向力が実質的に相殺されるため、支柱材にはダンパーからの軸方向力による曲げモーメントとせん断力はほとんど作用しない。
【００３２】
主構造体に入力する地震力の一部は主構造体に接合され、ブレースが接続されている支柱材からブレースに伝達され、そのブレースが負担する。最終的にはブレースが接続され、地盤や基礎に定着されている最下部の支柱材から地盤に伝達され、負担される。地震力の一部がブレースで負担され、最終的に地盤で負担されることで、主構造体が負担すべき地震力が軽減されるため、主構造体の地震力に対する安全性が向上する。
【００３３】
ブレースが地震力の一部を負担しても、制震補強架構を構成する支柱とつなぎ梁は主構造体に入力する地震力を主構造体と共に分担するのではなく、最下部の支柱材より上の支柱材が主構造体と共に挙動して直下の支柱材との間で相対移動を生ずることで、ダンパーが発生する減衰力を主構造体に作用させる働きをする。このため、支柱とつなぎ梁は地震力に抵抗するブレースのダンパーから受ける軸方向力に対する反力を地盤や基礎、あるいは主構造体から受けることができればよく、支柱とつなぎ梁が全長に亘って地震力に抵抗する必要がない。
【００３４】
ブレースが接続される支柱材にはダンパーからの軸方向力が作用する結果、軸方向力の鉛直成分が絶縁装置を通じてその上下に隣接する支柱材に伝達されるものの、その上下に隣接する支柱材とは絶縁装置によって切り離されているため、絶縁装置の水平変形可能な範囲で軸方向力の水平成分は上下に隣接する支柱材には伝達されない。また上記のように支柱材自身は必ずしもダンパーからの軸方向力に抵抗し得る強度を有する必要がないことから、支柱とつなぎ梁は主構造体の耐力と剛性を補う程の耐力と剛性を有する必要がなく、地震力を主構造体と共に分担する場合より断面を減ずることが可能になる。
【００３５】
制震補強架構を構成する支柱とつなぎ梁が主構造体と共に地震力を分担するとすれば、大地震時に地震力に抵抗することで損傷を受ける可能性があるが、支柱とつなぎ梁は全長に亘って地震力に抵抗する必要がなく、またそれぞれの断面の低減により地震力を主構造体と共に分担する場合より制震補強架構自体の剛性を低下させることができることで、制震補強架構は大地震に対しても柔軟に変形することができるため、損傷を受けることは回避される。
【００３６】
請求項１において、支柱の拘束装置が「制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の周囲に構築される」とは、平面上、拘束装置が拘束の対象とする支柱の周囲に制震補強架構とは別に構築される場合（図１）と、制震補強架構の一部（支柱等）を利用する形で（図２〜図４）、あるいは制震補強架構に組み込まれる形で構築される場合（図５、図６）があることを言う。図１〜図４の例は後述の請求項２の具体的な場合に該当し、図５、図６は請求項３の具体的な場合に該当している。
【００３７】
制震補強架構を構成する支柱の内、拘束装置が主として拘束の対象とする支柱が「構面内水平方向両側に位置する支柱」であって、両側以外に位置する支柱を除外する趣旨ではないため、拘束装置は「構面内水平方向両側に位置する支柱」とその内側に位置する支柱に対しても構築されることがある。拘束装置の対象とする支柱が「構面内水平方向両側に位置する支柱」以外の支柱を含むことは請求項４においても同様であり、請求項４の拘束装置は「構面内水平方向両側に位置する支柱」とその内側に位置する支柱の支柱材間に架設されることもある。
【００３８】
「支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材」とは、支柱を構成する複数本の支柱材の内、少なくとも最上部に位置する支柱材のことであり、「少なくとも」であるから、最上部に位置する支柱材に加え、それ以外の高さ方向の中間部に位置する支柱材も含む趣旨である。
【００３９】
「支柱材の頂部の水平方向の相対移動」とは、主構造体の構面内水平方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生ずるときに、制震補強架構と支柱材の頂部との間に生ずる水平方向の相対移動を指す。拘束装置はこの支柱材頂部の、制震補強架構に対する水平方向の相対移動を許容する一方、その相対移動に伴って発生し得る鉛直方向の移動を拘束する（請求項１）。
【００４０】
拘束装置が支柱材頂部の水平方向の相対移動を許容する理由は、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が自由に層間変形を生ずるようにするためであり、拘束装置が支柱材頂部の相対移動を許容しなければ、制震補強架構自体が自由な層間変形を阻害されるためである。
【００４１】
「鉛直方向の移動」は「上向きの移動（浮き上がり）」と「下向きの移動（沈み込み）」を含むが、前記のように制震補強架構を構成する支柱の支柱材間に介在する絶縁装置が下側の支柱材から浮き上がり可能な状態にあることから（特許文献１の段落００７１）、支柱材は下側に隣接する支柱材に対して上向きに移動する可能性が高いため、「鉛直方向の移動」は主として「上向きの移動（浮き上がり）」を言う。
【００４２】
拘束装置が支柱材頂部の鉛直方向上向きの移動と下向きの移動を拘束することで、図１２に破線で示すような浮き上がりと沈み込みがなくなり、二点鎖線で示すように主構造体の構面内方向の層間変形時に原則として支柱材の頂部を水平方向にのみ相対移動させることができる。「原則として」とは、水平方向の相対移動に伴う多少の鉛直方向の相対移動は許容されることがある趣旨である。層間変形時の支柱材頂部の移動の方向が原則として水平方向に制限されることで、ブレースのダンパーに主構造体の層間変形に見合った、本来の伸縮変形を与え、ダンパーの効きを高めることが可能になり、ダンパーのエネルギ吸収能力を有効に発揮させることが可能になる。
【００４３】
上記のように制震補強架構を構成する支柱の支柱材は積層ゴム支承等の絶縁装置を介して互いに連結されるものの、絶縁装置自身は下側の支柱材には定着されないことから、上側に隣接する支柱材が下側の支柱材から浮き上がり（上向きに移動）を生ずる可能性が高く、下向きに移動（沈み込み）を生ずる可能性は高くはない。このため、拘束装置は鉛直方向の相対移動を拘束すべき支柱材の頂部に対しては、基本的に浮き上がり（上向きの移動）を拘束することができれば足りる。
【００４４】
拘束装置は具体的には「水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束」すべき支柱の周囲の、地上、もしくは基礎上に立設される柱部材と、その柱部材の頂部と最上部に位置する支柱材の頂部を通って架設される梁部材と、この梁部材と前記支柱材の頂部との間に介在し、前記支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなる（請求項２）。この他、主構造体と制震補強架構とに跨って架設され、主構造体に接合されるフレーム材と、このフレーム材と制震補強架構との間に介在し、両者間の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなる場合（請求項３）がある。
【００４５】
前者の場合（請求項２）、梁部材は拘束対象である支柱の周囲に立設された複数本の柱部材間に、支柱材の頂部を通って架設される場合（図１）と、支柱の脇に立設された１本、もしくは複数本の柱部材とその支柱の最上部の支柱材の頂部との間に架設される場合（図２）がある。
【００４６】
いずれの場合も、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生ずるときに、絶縁装置が支柱材頂部の梁部材に対する水平方向の相対移動を許容しながら、梁部材が鉛直方向の相対移動を拘束することで、図１２に二点鎖線で示すように支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能にするため、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりも沈み込みも生じさせることがない。
【００４７】
請求項２の場合、梁部材は主にその下に配置される絶縁装置を介して支柱材の頂部を下向きに押さえ込むことで、支柱材頂部の浮き上がりを阻止する。支柱材の頂部が沈み込みを生じようとするときには、絶縁装置が支柱材の頂部に連結されることで、支柱材頂部の沈み込み時に絶縁装置が引張力を負担し得る範囲で、支柱材頂部の沈み込みを阻止することができる。
【００４８】
請求項２の拘束装置を構成する柱部材は制震補強架構とは別に構築されるため、梁部材が最上部の支柱材頂部の浮き上がり、または浮き上がりと沈み込みを拘束するときの反力は地盤、もしくは基礎が負担する。
【００４９】
請求項３のフレーム材は図６に示すように主構造体側の一部において主構造体に接合された状態で、制震補強架構側の一部において制震補強架構のいずれかの部分、例えば支柱材の一部、あるいは支柱材から主構造体側へ張り出した部分（突出部２４）に絶縁装置を介して鉛直方向上向きの移動を拘束した状態に置かれる。フレーム材は請求項２の梁部材と同じく、絶縁装置を介して制震補強架構の一部を下向きに押さえ込む働きをするため、絶縁装置はフレーム材の下に配置され、絶縁装置の下に制震補強架構の一部が入り込む（図６）。
【００５０】
請求項３ではフレーム材が主構造体と制震補強架構間に跨って架設され、フレーム材の下と制震補強架構のいずれかの部分との間に絶縁装置が介在することで（図５、図６）、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生ずるときには、フレーム材自身は相対移動（相対変形）することなく、層間変形前の状態（形態）を維持しようとする。
【００５１】
絶縁装置はその下に位置する制震補強架構の、フレーム材に対する水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の相対移動（主に上向きの移動（浮き上がり））を拘束することで、支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能に保持するため、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりも沈み込みも生じさせることがない。
【００５２】
請求項３ではフレーム材の制震補強架構側の一部が支柱材等、制震補強架構の一部の上向きの移動を拘束した状態にあることで、請求項２の梁部材と同様に、制震補強架構の支柱材等、制震補強架構の一部を下向きに押さえ込むため、支柱材等の浮き上がりを阻止することになる。支柱材等が沈み込みを生じようとするときには、絶縁装置が支柱材等に連結されることで、支柱材等の沈み込み時に絶縁装置が引張力を負担し得る範囲で、支柱材等の沈み込みを阻止することができる。
【００５３】
この結果、請求項３では制震補強架構の一部がフレーム材による拘束を受けることによってブレース端部に浮き上がりも沈み込みも生じないことで、請求項２の場合と同じく、図１２において支柱材が右側へ相対移動するときにはそれに接続されているブレースは収縮し、左側へ相対移動するときには伸長するため、ブレースの内蔵されているダンパーは収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生することが可能になる。ダンパーはブレースの収縮時と伸長時に生ずる相対移動量に応じた減衰力を発生する場合と相対移動時の相対速度に応じた減衰力を発生する場合がある。
【００５４】
請求項３では拘束装置を構成するフレーム材が主構造体と制震補強架構間に跨って架設され、主構造体に接合されているフレーム材が制震補強架構の一部（支柱材を含む）の浮き上がり、または浮き上がりと沈み込みを拘束するため、フレーム材が制震補強架構の浮き上がり、または浮き上がりと沈み込みを拘束するときの反力は主構造体が負担する。
【００５５】
請求項２、請求項３では前記のように拘束の対象とする支柱材の頂部が、あるいは制震補強架構の一部が主として鉛直方向上向きの移動に対して拘束されればよいため、梁部材、またはフレーム材は支柱材の頂部等を少なくとも上から押さえ付ける状態にあればよく、必ずしも梁部材等の下に位置する絶縁装置が支柱材の頂部等に連結されている必要はない。絶縁装置は支柱材の頂部等を水平方向に自由に相対移動させればよいため、絶縁装置には図示するような積層ゴム支承、滑り支承の他、弾性滑り支承等が使用される。絶縁装置は支柱材の頂部等に連結されている場合もある。
【００５６】
支柱の拘束装置はまた、図７〜図１０に示すように制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、支柱材間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材からなる場合もある（請求項４）。
【００５７】
引張材は主構造体の層間変形に追従した制震補強架構の構面内方向の層間変形時に、上下に隣接する支柱材が互いに水平方向に相対移動しようとするときに、上側に位置する支柱材を下側の支柱材に対して水平方向に自由に相対移動させながら、上側の支柱材が下側の支柱材に対して上昇する移動（上向きの移動）を抑える働きをする。上側の支柱材の水平移動を許容するために、引張材には軸方向に伸縮自在な機能が与えられるが、伸長時に上側の支柱材の上昇を抑えるために、一定量を超える伸長が制限される。
【００５８】
引張材は軸方向の伸縮時に伸長量が一定量以内に制限されることにより上側の支柱材の浮き上がりを抑制する。伸長量を一定量以内に制限することは、一定量を超える伸長が引張材に生じようとするときに、引張材を構成する部材間の軸方向の相対移動を、圧油（オイル）等の流体の流れを停止させる（流量を制御する）ことで拘束（ロック）する形式のダンパーを使用することにより、あるいは一定量を超える伸長が生じない形式のコイルスプリングや皿ばね、輪ばね等のばねを使用することにより可能になる。
【００５９】
引張材がダンパーの場合、上側に位置する支柱材が下側の支柱材に対して水平方向に相対移動しようとするときに、引張材は軸方向に伸長しながら伸長量の増大に伴って圧油等、流体の流量を制限することで、伸長量を制限し、上側の支柱材の浮き上がりを阻止しながら水平方向の相対移動を許容する。引張材がばねの場合にも、上側に位置する支柱材が下側の支柱材に対して水平方向に相対移動しようとするときに、引張材は軸方向に伸長しながら伸長量の増大に伴って復元力を増大させることで、自ら伸長量を制限し、上側の支柱材の浮き上がりを阻止しながら水平方向の相対移動を許容する。
【００６０】
ダンパーを使用する場合には引張材の伸長時に減衰力を得ることが可能であり、ばねを使用する場合には引張材の伸長時に復元力を期待することが可能であるから、ダンパーとばねはそれぞれ単独で使用される他、併用されることもある。
【００６１】
いずれの場合も、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生じるときに、引張材が支柱材頂部の梁部材に対する水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の相対移動を拘束することで、図１２に二点鎖線で示すように支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能にするため、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりを生じさせることがない。
【００６２】
この結果、図１２において支柱材が右側へ相対移動するときにはそれに接続されているブレースは収縮し、左側へ相対移動するときには伸長するため、ブレースの内蔵されているダンパーは収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生することが可能になる。ダンパーはブレースの収縮時と伸長時に生ずる相対移動量に応じた減衰力を発生する場合と相対移動時の相対速度に応じた減衰力を発生する場合がある。
【００６３】
図１６に、図１等に示す８層構造物の主構造体６０に２層のフレーム６に亘るブレース５を持つ制震補強架構１が接合された場合のみの、各ブレース５内のダンパー５２によるエネルギ吸収量と、本発明の拘束装置８が付加された場合の各ブレース５内のダンパー５２によるエネルギ吸収量の差（解析結果データ）を示している。
【００６４】
ダンパー５２によるエネルギ吸収量は図１４、図１５に示すような荷重−変形関係を表す履歴曲線のループの面積から算出される値であり、横軸はブレース５が跨る主構造体６０の層と、制震補強架構１における構面内方向の架設区間を示し、縦軸はエネルギ吸収量を９８Ｊ（ｔｆ・ｃｍのＳＩ単位換算値）の倍数で表している。図１６は図１、図２に示す形式の拘束装置８のモデルを用いた場合の結果を示している。
【００６５】
図１等では制震補強架構１の隣接する支柱２、２で挟まれたブレース５の架設区間が６区間ある場合の例を示しているが、図１６における横軸の末尾の数字はこの区間位置（立面上、左から、もしくは右からの位置）を指している。図１６ではまた、制震補強架構１のみのダンパー５２によるエネルギ吸収量を四角の点を持つ折れ線（破線）で、拘束装置８が付加された場合にダンパー５２によるエネルギ吸収量を三角の点を持つ折れ線（実線）で示している。
【００６６】
図１６より、制震補強架構１全体では下層寄りに架設されるブレース５内のダンパー５２より、上層寄り、特に最上層に架設されるブレース５内のダンパー５２によるエネルギ吸収量が低下していることが分かる。
【００６７】
但し、四角の点を持つ折れ線（破線）で示す制震補強架構１のみの場合には構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収量が極端に小さいのに対し、三角の点を持つ折れ線（実線）で示す拘束装置８付きの場合には構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収量の低下がないか、少ないことが分かる。すなわち、制震補強架構１の構面内方向両側への拘束装置８の設置によって制震補強架構１内の構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収効果が有効に発揮されることが分かる。
【００６８】
この制震補強架構１内の構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収量の確保が本発明の拘束装置８付加の目的であり、解析結果データからその目的が十分に達成されていることが確認される。解析結果に拘束装置８付加の効果が顕著に表れることで、逆に解析モデルを簡素化することができるため、モデルの構築（モデル化）もし易く、解析結果への信頼性も高い、と言える。
【発明の効果】
【００６９】
請求項１乃至請求項３では支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材頂部の水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束するため、制震補強架構の構面内方向の層間変形時にその支柱材に接続されているブレースの端部に少なくとも浮き上がりを生じさせずに済む。この結果、最上部の支柱材が水平方向に相対移動するときにはそれに接続されているブレースを純粋に収縮、もしくは伸長させることができるため、ブレースに内蔵されているダンパーに収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生させることができる。
【００７０】
請求項４では支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、支柱材間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材からなり、制震補強架構の構面内方向の層間変形時に、上側の支柱材の、下側の支柱材に対する上昇を抑えるため、軸方向の伸縮時に伸長量を一定量以内に制限することにより上側の支柱材の浮き上がりを抑制することができる。
【００７１】
この結果、支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能にすることができ、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりを生じさせることがないため、ブレースを純粋に収縮、もしくは伸長させることができ、ブレースに内蔵されているダンパーに収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の両側に並列して立設される柱部材と、両柱部材の頂部間に架設される梁部材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図２】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の片側に立設される柱部材と、最上部に位置する支柱材の頂部との間に架設される梁部材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図３】図２における拘束装置の頂部での梁部材と支柱材との取合いの様子を示した拡大図である。
【図４】図２における拘束装置の中間部での梁部材と支柱材との取合いの様子を示した拡大図である。
【図５】支柱の拘束装置が主構造体と制震補強架構とに跨って架設されるフレーム材と、このフレーム材と制震補強架構との間に介在する絶縁装置からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図６】図５における制震補強架構の高さ方向中間部の拡大図である。
【図７】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、コイルスプリングを用いた引張材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図８】図７における拘束装置部分の拡大図である。
【図９】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、ダンパーを用いた引張材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図１０】図９における拘束装置部分の拡大図である。
【図１１】制震補強架構を構成する支柱が３本の支柱材からなる場合に、制震補強架構に層間変形が生じ、最下層より上の支柱材が水平方向に相対移動したときの様子を示した立面図である。
【図１２】制震補強架構の層間変形時に最上部に位置する支柱材に想定される浮き上がり、もしくは沈み込みの様子を示した立面図である。
【図１３】図１２に示す最上部の支柱材に生ずる浮き上がりや沈み込みによるダンパーのエネルギ吸収能力への影響を確認するための、４本の支柱材からなる制震補強架構のモデルを示した立面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は構面内水平方向両側より内側に架設される各層のブレース内のダンパーの履歴特性を示した荷重−変形曲線図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は構面内水平方向両側に架設される各層のブレース内のダンパーの履歴特性を示した荷重−変形曲線図である。
【図１６】主構造体が図１等に示す８層の構造物である場合に、図示するように２層に亘るブレースに内蔵されたダンパーによる各２層単位でのエネルギ吸収量を構面内方向の架設区間毎に纏めて表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００７４】
図１は柱６１と梁６２からなるフレーム６を有する主構造体６０の構面外にその構面に平行に配列し、構面内水平方向に互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱２と、構面内水平方向に隣接する支柱２、２間に架設される、ブレース本体５１にダンパー５２を組み込んだダンパー一体型ブレース（以下、ブレース）５を備え、主構造体６０を制震補強するための制震補強架構１における支柱の拘束装置８の構成例を示す。主構造体６０の柱６１と梁６２は図６に示している。
【００７５】
支柱２は鉛直方向に複数本の支柱材２１、２２、２３に分離し、上下に分離した支柱材２１、２２間、及び支柱材２２、２３間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置３が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に、制震補強架構１と主構造体６０のフレーム６を一体化させるつなぎ梁４が架設される。以下、支柱２を構成する支柱材２１〜２３の内、最下部に位置する支柱材を２１、最上部に位置する支柱材を２３、その中間部に位置する支柱材を２２とする。
【００７６】
つなぎ梁４は構面内水平方向に配列する複数本の支柱２、２をつなぐ働きをすればよいため、つなぎ梁４が支柱２の構面内方向の側面に突き当たる形で接合されるか、支柱２の構面外方向の側面に重なる形で接合されるかは問われない。
【００７７】
主構造体６０のフレーム６は建築構造物で言えば、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、外壁等にＡＬＣ版を張り付けた鉄骨造、あるいは鋼管コンクリート造の別を問わず、制震補強架構１を構成する支柱２とつなぎ梁４も鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鋼管コンクリート造の場合がある。コンクリート造の場合は現場打ちコンクリート造とプレキャストコンクリート製の場合がある。制震補強架構１、すなわち制震補強架構１を構成する支柱２とつなぎ梁４も鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造の場合がある。図１、図２以下に示す例では主構造体６０が８階建て（８層）の構造物（建物）であり、その主構造体６０のスパン方向の片面に接合される制震補強架構１が主構造体６０の２層に亘って架設されるブレース５を持つ場合を示している。
【００７８】
最下部に位置する支柱材２１は図１等に示すように地盤、もしくは既存建物の基礎１０（１１）等に定着され、最下部の支柱材２１より上に位置する支柱材２２、２３はつなぎ梁４を介してフレーム６に間接的に接合されることによりフレーム６と共に挙動する。図１等では支柱材２１の、地中に位置する下端部に基礎１０としてのフーチングを形成し、フーチングを地中に埋設することにより地盤に定着させているが、地盤や基礎１０への定着方法は問われない。基礎１０は杭１１を含む。
【００７９】
ブレース５は支柱２、２とつなぎ梁４、４からなる架構（フレーム）内に、水平と鉛直に対して傾斜して架設されるから、ブレース５の一端は構面内水平方向に隣接する支柱材２１、２１（２２、２２）の内、一方の支柱材２１（２２）、もしくはその支柱材２１（２２）寄りのつなぎ梁４に接続（連結）され、他端は他方の支柱材２１（２２）の直下、または直上の支柱材２２（２１）、もしくはその支柱材２２（２１）寄りのつなぎ梁４に接続（連結）される。
【００８０】
制震補強架構１を構成する支柱２、２が図１、図２等に示すように構面内水平方向に３本以上、配列する場合には、ブレース５は構面内水平方向両側以外の中間部に位置するいずれかの支柱２を構成するいずれかの支柱材２１（２２、２３）と、その支柱材２１（２２、２３）より上、もしくは下に位置し、その支柱２の両側に隣接する支柱２、２を構成する支柱材２１（２２、２３）との間に傾斜し、前記いずれかの支柱２に関して対称（線対称）に架設される。
【００８１】
図示しないが、例えば１本の支柱２が２本の支柱材２１、２２からなる場合、ブレース５の一端は最下部の支柱材２１やつなぎ梁４に接続され、他端は水平方向に隣接する最下部の支柱材２１の直上の支柱材２２やつなぎ梁４に接続される。図１等では主構造体６０が複数層に亘る集合住宅等の建築物であり、フレーム６の構面が平面をなす場合の例を示しているが、構面が曲面の場合を含め、既存建物の形態、あるいは既存建物の用途は限定されない。
【００８２】
図１１に示すように１本の支柱２が３本以上の支柱材２１、２２、２３からなる場合はブレース５の架設層が２層以上に亘ることから、最下層のブレース５の一端は２本の場合と同じく最下部の支柱材２１やつなぎ梁４に接続され、他端は水平方向に隣接する最下部の支柱材２１の直上の支柱材２２やつなぎ梁４に接続される。その直上層のブレース５の一端は最下部の支柱材２１の直上の支柱材２２やつなぎ梁４に接続され、他端はその支柱材２２に隣接する支柱材２２の直上の支柱材２３やつなぎ梁４に接続される。その直上層のブレース５も同様に接続される。
【００８３】
最上部の支柱材２３を除き、基本的に各支柱材２１、２２はブレース５への地震力の入力と、その軸方向の変形に伴うダンパー５２によるエネルギ吸収の効果を発揮させるために、フレーム６の層間変位に追従するよう、つなぎ梁４を介したフレーム６への接合位置に応じ、１層分乃数層分の高さを有する。最上部の支柱材２３はつなぎ梁４を介したフレーム６への接合と、ブレース５の接続ができればよく、必ずしも１層分の高さを有する必要がないため、図１等では最上部の支柱材２３の高さをつなぎ梁４の成程度、あるいはそれより大きめの程度に留めている。
【００８４】
支柱材２１、２２が数層分の高さを有する場合は１本のブレース５が数層に亘って架設されることになることで、１層の場合より層間変位によるブレース５の変形量が大きくなるため、ダンパー５２によるエネルギ吸収効率が高まる利点がある。
【００８５】
ブレース５は互いに軸方向に相対移動自在なブレース本体５１、５１と、一方のブレース本体５１に内蔵され、他方のブレース本体５１に接続されるダンパー５２からなり、ブレース本体５１、５１の端部に一体化したブラケット５３、５３において、例えば制震補強架構１の支柱２やつなぎ梁４に接合されたベースプレート等に一体化したガセットプレート７に連結される。ブレース５はブレース本体５１、５１がその両端間に作用する圧縮力と引張力によって相対移動するときにダンパー５２が減衰力を発生することによりフレーム６の揺れを抑制する。ダンパー５２にはオイルダンパー（油圧シリンダ）等の粘性流体を用いたダンパーが使用される。
【００８６】
絶縁装置３には積層ゴム支承、または支柱材２１、２２（２２、２３）からの離脱防止のための変形制限機構付きの弾性滑り支承や滑り支承等が使用される。絶縁装置３として積層ゴム支承を使用した場合、ゴムの引張破断を防止するために絶縁装置３は図３、図６に示すように上端と下端のいずれか一方において上下に分離した支柱材２１、２２（２２、２３）の内のいずれか一方の支柱材２１（２２）に接合され、他方において他方の支柱材２２（２３）に鉛直方向に相対移動自在に接続（支持）される。「鉛直方向に相対移動自在」とは、支柱材２１（２２）からの抜け出しが自在であることであり、上側の支柱材２２（２３）からは下向きに抜け出し自在で、下側の支柱材２１（２２）からは浮き上がり自在であることを言う。
【００８７】
絶縁装置３は積層ゴムの上下に一体化しているフランジ３１、３２の内の例えば上部のフランジ３１を上側の支柱材２２（２３）の下面に定着させ、下部のフランジ３２を下側の支柱材２１（２２）の上面に定着させることなく、図３、図６に示すようにフランジ３２の下面に接合されたシアキー３３を下側の支柱材２１（２２）の上面から形成された空洞２ａに嵌合させ、水平方向に係合させることにより支柱材２２（２３）に鉛直方向に相対移動自在に接続される。シアキー３３を上部のフランジ３１の上面に接合し、これを上側の支柱材２２（２３）の下面から形成された空洞２ａに嵌合させると共に、下部のフランジ３２を下側の支柱材２１（２２）の上面に定着させることもある。
【００８８】
シアキー３３を空洞２ａに嵌合させる場合、絶縁装置３より上側の支柱材２２（２３）からの鉛直荷重はフランジ３１、３２と積層ゴムを通じて、またはフランジ３１、３２と積層ゴム、及びシアキー３３を通じて下側の支柱材２１（２２）に伝達される。
【００８９】
図１は拘束装置８が制震補強架構１の構面内（構面内水平）方向両側に位置する支柱２の周囲に並列して立設される複数本の柱部材８１、８１と、最上部の支柱材２３の頂部を通って柱部材８１、８１間に架設される梁部材８２と、梁部材８２と支柱材２３の頂部との間に介在し、支柱材２３の頂部の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置９から構成される場合の具体例を示している。この絶縁装置９も上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に介在する絶縁装置３と同じく、積層ゴム支承の他、弾性滑り支承や滑り支承等が使用される。
【００９０】
柱部材８１、８１は制震補強架構１の支柱２と干渉しない領域に立設され、下端部は基礎１０、もしくは杭１１に接合される。柱部材８１を支持する基礎１０や杭１１は制震補強架構１を支持する基礎１０や杭１１である場合と、制震補強架構１の基礎１０等とは別に地中に構築される場合がある。図１の例では梁部材８２は少なくとも２本の柱部材８１、８１間に架設されるから、柱部材８１、８１は少なくとも２本で対になる。
【００９１】
図１の場合、柱部材８１の下端部は地盤、もしくは基礎１０に定着されることにより、鉛直方向上向きの反力が地盤、もしくは基礎１０等に負担される。基礎１０は既設の場合と新設の場合がある。
【００９２】
図１では制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２の周囲に拘束装置８を構築しているが、拘束装置８はいずれか片側の支柱２の周囲にのみ構築される場合の他、少なくともいずれか片側の支柱２と両側より内側に位置する支柱２の周囲に構築される場合もある。拘束装置８を構成する柱部材８１と梁部材８２は鉄骨造の場合と鉄筋コンクリート造（プレキャストコンクリート製を含む）の場合がある。柱部材８はまた、１本の連続した部材である場合と、軸方向に連結（接合）されながら構築される場合がある。２本の柱部材８１、８１とその頭部間に架設される梁部材８２はラーメン構造のフレームを構成する。
【００９３】
図１ではまた、柱部材８１、８１の頂部間にのみ梁部材８２を架設しているが、梁部材８２は図２に示すように柱部材８１、８１の高さ方向（軸方向）の中間部間にも架設される場合がある。その場合、高さ方向中間部の梁部材８２は高さ方向中間部の支柱材２２のいずれかの部分、もしくは支柱材２２の側面から突出した部分（突出部４１）、あるいはつなぎ梁４を通って柱部材８１、８１間に架設される。
【００９４】
更に図１では制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２を挟むように支柱２の両側に柱部材８１、８１が立設されることから、制震補強架構１との干渉を回避するために、両柱部材８１、８１は制震補強架構１の構面に対して振った方向（構面外方向）に立設される。
【００９５】
絶縁装置９の軸方向の上端と下端にはそれぞれ梁部材８２と支柱材２３に接続、あるいは接合されるための上部フランジ９１と下部フランジ９２が一体化する。絶縁装置９が積層ゴム支承等の場合、本体の積層ゴムが水平力を受けてせん断変形するから、上部フランジ９１は基本的に梁部材８２の下面にボルト等により一体的に接合され、下部フランジ９２は図１に示すように支柱材２３の頂部、あるいは支柱材２３の頂部の位置に架設されるつなぎ梁４の上面にボルト等により一体的に接合される。但し、絶縁装置９自身が梁部材８２と支柱材２３（つなぎ梁４）に対して水平方向に相対移動自在であってもよいため、それぞれ梁部材８２の長さ方向とつなぎ梁４の長さ方向（水平方向）にスライド自在に支持（接続）されることもある。
【００９６】
図２は拘束装置８が制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２と並列して立設される柱部材８１と、その支柱２の最上部の支柱材２３の頂部と柱部材８１の頂部との間に架設される梁部材８２と、梁部材８２の先端部と支柱材２３の頂部との間に介在する絶縁装置９から構成される場合の具体例を示している。図３は図２における梁部材８２部分の拡大図、図４は柱部材８１の高さ方向（軸方向）中間部から水平に、支柱２側へ張り出す張出部材８３の部分の拡大図である。図２では制震補強架構１の構面と同一面内に柱部材８１を立設しているが、必ずしもその必要はなく、図１のように制震補強架構１の構面に対して振った方向（構面外方向）に立設されることもある。
【００９７】
図１、図２では制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２の高さ方向中間部に位置する支柱材２２と、最上部に位置する支柱材２３から、制震補強架構１の構面内方向に主構造体６０との接合のための突出部４１を突出させている。突出部４１はつなぎ梁４の延長線上に、支柱材２２、２３から構面内方向の外側に向かって突出する。つなぎ梁４は例えば主構造体６０のフレーム６と制震補強架構１との接合のためのスラブ６３を増し打ちするような場合に、そのスラブ６３の端部とつなぎ梁４との接合のために突出させられ、その結果として突出部４１が形成されるが、突出部４１はスラブ６３の有無に拘らず、形成されないこともある。
【００９８】
図２における張出部材８３は図４に示すように柱部材８１からこのつなぎ梁４の突出部４１側へ向かって張り出し、この張出部材８３の下面とつなぎ梁４の突出部４１との間に絶縁装置９が介在させられる。張出部材８３は図６におけるフレーム材８４の横枠８４ｂのようにつなぎ梁４以外の方向に張り出す（突出する）部材との間に架設され、両者間に絶縁装置９が介在させられることもある。
【００９９】
図２では拘束装置８を構成する柱部材８１が１本であることで、拘束装置８（柱部材８１）が片持ち梁になり、支柱２の浮き上がりを阻止する上での曲げ剛性が乏しい可能性があるため、柱部材８１の高さ方向の複数箇所で支柱２の浮き上がりを押さえるよう、柱部材８１の頂部と高さ方向中間部から梁部材８２と張出部材８３を張り出させている。但し、柱部材８１単体の剛性の程度によっては必ずしも張出部材８３を張り出させる必要はない。その場合、柱部材８１の頂部のみから梁部材８２を架設すればよく、梁部材８２の下面に配置される絶縁装置９によって最上部の支柱材２３の頂部を下向きに押さえ込めればよい。
【０１００】
図５は拘束装置８が主構造体６０と制震補強架構１とに跨って架設されるフレーム材８４と、このフレーム材８４と制震補強架構１との間に介在し、両者間の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置９からなる場合の具体例を示している。図６は図５におけるフレーム材８４部分の拡大図である。
【０１０１】
フレーム材８４は例えば主構造体６０の柱６１や壁等に接触した状態で接合される縦枠８４ａと縦枠８４ａの上端部と下端部の少なくともいずれかから制震補強架構１側へ張り出す横枠８４ｂから図示するようにコの字形、もしくはＬ字形等の立面形状をし、横枠８４ｂの制震補強架構１側の端部において絶縁装置９を介して制震補強架構１の構面内方向両側に位置する支柱２のいずれかの部分を下向きに押さえ込む。
【０１０２】
フレーム材８４は支柱２の最上部に位置する支柱材２３の頂部を押さえ込むこともあるが、図面ではフレーム材８４の横枠８４ｂが主構造体６０の最上階と中間階に増し打ちされたスラブ６３の下面に入り込んだ状態で主構造体６０に接合されている関係で、高さ方向の中間部に位置する支柱材２２と最上部に位置する支柱材２３の高さ方向中間部から主構造体６０側へ突出する突出部２４の上に横枠８４ｂが位置し、各横枠８４ｂの下と突出部２４との間に絶縁装置９が配置されるようにしている。図５、図６の場合も絶縁装置９は横枠８４ｂの下面と突出部２４の上面との間に配置され、フランジ９１、９２がそれぞれにボルト等により接合される。
【０１０３】
図５、図６では横枠８４ｂが支柱材２２、２３の突出部２４からの上向きの反力を受けるときの横枠８４ｂの変形を抑制するために、横枠８４ｂと縦枠８４ａとの間にブレース８４ｃを架設している。ここでは特に制震補強架構１のブレース５と同様に、横枠８４ｂの縦枠８４ａに対する相対変形時にエネルギを吸収できるよう、ブレース８４ｃにダンパー８４ｄを内蔵させている。
【０１０４】
図７〜図１０は拘束装置８が制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２内の、上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に架設され、その支柱材２１、２２（２２、２３）間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材８５からなる場合の具体例を示す。図７、図８は特に引張材８５がコイルスプリングや皿ばね等のばねである場合の例を、図９、図１０は引張材８５が制震補強架構１のブレース５やフレーム材８４のダンパー８４ｄと同様の油圧シリンダ等のダンパーである場合の例を示している。
【０１０５】
引張材８５が図７、図８に示すコイルスプリング等である場合、上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に水平方向の相対移動が生じていないときに自然長の状態、またはある程度伸長した状態にあり、水平方向に相対移動が生じたときに伸長し、一定量を超える伸長量に達した後にはそれ以上の伸長が生じない状態に至ることで、上側の支柱材２２（２３）の浮き上がりを防止（阻止）する。
【０１０６】
一定量を超える伸長後に伸長しないことは、引張材８５（コイルスプリング等）に例えば変形量の増大に伴ってばね定数が増加するハードニングばね（硬化ばね）を使用することにより、あるいは一定量の伸長時に伸長仕切るばねを使用することにより可能であり、その場合、ばね（コイルスプリング）に一定の伸長が生じた後にはそれ以上の伸長が不能になるため、浮き上がりが阻止される。この場合、引張材８５（コイルスプリング）のばね定数は支柱材２１、２２（２２、２３）間に許容される水平方向の相対移動量までは伸長可能な大きさに設定される。許容される水平方向の相対移動量は絶縁装置９のせん断変形量等、水平変形量でもある。
【０１０７】
引張材８５が図９、図１０に示すダンパーの場合、上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に水平方向の相対移動が生じていないときに引張材８５（ダンパー）に引張力が作用していない状態、または既に一定の引張力を負担した状態にあり、水平方向に相対移動が生じたときに引張力を負担し、一定量を超える引張力を負担したとき以降は、それ以上の引張力を負担しない状態に設定されることで、上側の支柱材２２（２３）の浮き上がりを防止（阻止）する。引張材８５（ダンパー）が一定量を超える引張力を負担しない状態は引張力が一定値を超えたときに、ダンパーを構成するシリンダ内の、ピストンを挟んだ油圧室間を移動する圧油等、流体の流量を制限するか、停止させることによって実現される。
【符号の説明】
【０１０８】
１……制震補強架構、２……支柱、２１、２２、２３……支柱材、２ａ……空洞、２４……突出部、
３……絶縁装置、３１……上部フランジ、３２……下部フランジ、３３……シアキー、
４……つなぎ梁、４１……突出部、
５……ダンパー一体型ブレース、５１……ブレース本体、５２……ダンパー、５３……ブラケット、
６……フレーム、６０……主構造体、６１……柱、６２……梁、６３……スラブ、
７……ガセットプレート、
８……拘束装置、８１……柱部材、８２……梁部材、８３……張出部材、８４……フレーム材、８４ａ……縦枠、８４ｂ……横枠、８５……引張材、
９……絶縁装置、９１……フランジ、９２……フランジ、
１０……基礎、１１……杭。
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば既存の、あるいは新設のコンクリート造、鉄骨造等の主構造体の構面外にその構面に平行に構築され、主構造体を制震補強する制震補強架構を構成し、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設されるダンパー一体型ブレースのダンパーの効きを高める制震補強架構における支柱の拘束装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば既存のコンクリート造躯体等の主構造体に耐震性能、あるいは制震性能を付与する目的で、主構造体の表面に接した状態で構築される制震補強架構は主構造体の構面外にその構面内水平方向に配列する支柱と、隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースと、同じく隣接する支柱材間に架設されるつなぎ梁を基本的な構成要素とする（特許文献１参照）。
【０００３】
各支柱は特許文献１の図３に示すように鉛直方向に分離した複数本の支柱材からなり、上下に分離した支柱材間には両者間の相対水平移動を許容する、水平剛性の小さい絶縁装置（積層ゴム支承や滑り支承）が介在し、ダンパー一体型ブレースは隣接する支柱の支柱材間に、層間に跨るように架設される。
【０００４】
つなぎ梁は主構造体が層間変形を生じたときに、その層間変形に制震補強架構が追従するよう、主構造体と制震補強架構を一体構造化するために、隣接する支柱材間に架設されながら、主構造体に接合される（特許文献１の段落００６６）。絶縁装置は構面内水平方向に隣接する支柱材間の相対移動時には支柱材が鉛直状態を維持するように、上下に隣接する支柱材間に介在させられる。特許文献１の図３は本件明細書に添付の図１１である。
【０００５】
主構造体（制震補強架構）の構面内水平方向に地震が発生し、その方向に層間変形が生じたときには主構造体の各階のスラブ等に接合され、制震補強架構の一部となるつなぎ梁とそのつなぎ梁に接合されている支柱材が主構造体に追従して相対移動し（特許文献１の図３）、構面内水平方向に隣接する支柱材間に架設されているブレースのダンパーが伸縮することにより減衰力を発生し、振動エネルギを吸収する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４０３８４７２号公報（請求項１、段落００１３〜００２６、図１、図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では制震補強架構の構面内水平方向の層間変形時に、上下に分離した支柱材間に介在する絶縁装置がせん断変形することにより上下の支柱材が互いに平行な状態を維持したまま相対移動し、結果としてブレースのダンパーに軸方向力を与え、ダンパーに減衰力を発生させる（特許文献１の図３）。
【０００８】
しかしながら、特許文献１では絶縁装置（積層ゴム）を構成するゴムに引張力を負担させないよう、絶縁装置上に位置する支柱材がその下方に位置する支柱材から浮き上がりを生ずることが許容されているため（特許文献１の段落００７１、図５）、制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱材の上端部は鉛直方向にも水平方向にも拘束を受けていないこともあって、水平方向への相対移動に伴い、本件の図１２に示すように鉛直方向上向きに相対移動する（浮き上がりが生ずる）ことが想定される。
【０００９】
図１２では構面内水平方向左側の支柱２の内、最上部に位置する支柱材２３の上端部が鉛直方向上向きに相対移動するときと、下向きに相対移動する（沈み込みを生ずる）ときを示しているが、特許文献１の支柱材２３は絶縁装置の接続状態から主に浮き上がりを生じ易い。図１２では浮き上がり状態と沈み込み状態を破線で示している。二点鎖線は浮き上がりも沈み込みもなく、水平方向に移動したときの様子を示している。
【００１０】
本来、支柱材には水平方向に相対移動する挙動のみが期待されているが（特許文献１の図３）、鉛直方向の相対移動が伴うことで、ダンパーの伸縮量が想定量より小さくなり、ダンパーが十分なエネルギ吸収能力を発揮できないことが起こり得る。
【００１１】
例えば特許文献１の図３（本件の図１１）において、本件の図１２に破線で示すように構面内水平方向左側の最上部に位置する支柱材が静止状態から右側へ相対移動したときに、支柱材の上端部が上方へ移動すれば、その上端部に接続されているブレースの収縮量が本来の収縮量より小さくなるため、それだけダンパーの効きが低下し、エネルギ吸収効果も低下する。同様に構面内水平方向左側の最上部に位置する支柱材が静止状態から左側へ相対移動したときに、支柱材の上端部が下方へ移動すれば、その上端部に接続されているブレースの伸長量が本来の伸長量より小さくなるため、それだけダンパーの効きが低下する。
【００１２】
各支柱２が４本の支柱材２１、２２、２３からなる場合の特許文献１の制震補強架構１のモデルを図１３に示す。構面内水平方向に隣接する支柱２、２間には、支柱２、２を互いに連結すると共に、主構造体に接合するためのつなぎ梁４が架設される。このモデルの内、太線で示す構面内水平方向中間部（端部より中心側）に位置する支柱２、２間に架設されるブレース５に内蔵されるダンパーの各層での履歴特性を図１４−（ａ）〜（ｄ）に、同じく太線で示す構面内水平方向両側（端部）に位置する支柱２、２間に架設されるブレース５に内蔵されるダンパーの各層での履歴特性を図１５−（ａ）〜（ｄ）に示している。
【００１３】
図１４と図１５の（ａ）は１階と３階間に架設されるブレースのダンパー、（ｂ）は３階と５階間に架設されるブレースのダンパー、（ｃ）は５階と７階間に架設されるブレースのダンパー、（ｄ）は７階と９階間に架設されるブレースのダンパーの履歴特性を示している。図１４に示すように構面内水平方向中間部に位置するブレースのダンパーは下層から最上層まで荷重−変形曲線が面積を持った紡錘形のループを描いているのに対し、構面内水平方向端部に位置するブレースのダンパーは図１５に示すように上層階程、曲線（ループ）が潰れる傾向を示している。
【００１４】
図１５を見る限り、構面内水平方向の端部（両側）に架設されるブレースの内、１−３階から５−７階までのブレース内のダンパーは履歴曲線が紡錘形のループを描き、ダンパーとしてのエネルギ吸収能力を発揮しているのに対し、７−９階のブレース内のダンパーは履歴曲線が潰れ、ほとんどエネルギ吸収能力を発揮できていないことが分かる。一方、構面内水平方向の中間部に架設されているブレースのダンパーは図１４に示すように７−９階においても１−３階から５−７階までより面積が小さくなるものの、紡錘形のループを描き、エネルギ吸収能力を発揮していることが分かる。
【００１５】
図１４と図１５の対比から、構面内水平方向両側で、上層部に位置するブレースのダンパーは本来のエネルギ吸収能力を発揮できていないことが推定される。図１４と図１５の履歴曲線の違いは前記のように構面内水平方向両側に位置する支柱を構成し、最上部に位置する支柱材の上端部が水平方向の相対移動に伴って鉛直方向に、特に鉛直方向上向きに相対移動することに起因して発生すると考えられる。
【００１６】
この発明は上記背景より、既存の構造体等、主構造体を制震補強する制震補強架構において、その架構を構成し、構面内水平方向両側の支柱の内、特に最上部に位置する支柱材に接続されるブレースのダンパーの効きを高める支柱の拘束装置を提案するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
請求項１に記載の発明の制震補強架構における支柱の拘束装置は、柱・梁からなるフレームを有する主構造体の構面外にその構面に平行に配列し、互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱と、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを備え、
前記支柱が鉛直方向に複数本の支柱材に分離し、上下に分離した支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材間につなぎ梁が架設された、前記主構造体を制震補強するための制震補強架構において、
前記制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する前記支柱の周囲に構築され、前記支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束していることを構成要件とする。
【００１８】
主構造体を含む構造物は例えば既存のコンクリート造（鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造を含む）構造物の他、鉄骨造の構造物であり、建築構造物と土木構造物の双方を含む。制震補強架構が接合される主構造体は建物の柱、梁、スラブ、基礎等の他、橋梁の橋桁、橋脚、フーチング等が該当する。主構造体は主として鉄筋コンクリート造構造物の一部であるが、無筋コンクリートやモルタル等の場合もある。
【００１９】
主構造体と制震補強架構の接合部位は問われず、例えば新旧のスラブ同士、梁（桁）同士、柱同士、基礎同士等、あるいは付加構造体の構築位置等に応じ、これらの任意の組み合わせ等になるが、制震補強架構は主構造体のいずれかの部位の表面に制震補強架構を構成するスラブや梁等が接合された状態で構築される。主構造体に対する制震補強架構の構築の時期も問われず、主構造体との打ち継ぎのように主構造体の構築直後に制震補強架構を構築する場合の他、主構造体の構築が完了し、使用期間中に主構造体に対する補強の必要性が発生したとき等になる。
【００２０】
制震補強架構は主構造体の構面に平行に配列し、その構面内水平方向に互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設され、鉛直方向に複数本の支柱材に分離した支柱と、上下に分離した支柱材間に介在し、両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置と、同一レベルで隣接する支柱材間に架設され、両支柱材を互いにつなぐつなぎ梁と、既存フレームの構面内の支柱材間に架設される上記ブレースから構成される。
【００２１】
制震補強架構は主構造体の構面外に、主構造体に接する形で構築される場合と、構面から距離を置いて構築される場合がある。つなぎ梁は前記の通り、隣接する支柱材間に架設されながら、主構造体に接合されることにより（特許文献１の段落００６６）、主構造体と制震補強架構を一体構造化し、主構造体の層間変形に制震補強架構を追従させる。
【００２２】
各支柱は地上や基礎上に定着される最下部の支柱材とその上に位置する上部の支柱材の、計２本の支柱材からなる場合と、図１１（特許文献１の図３）に示すように最下部の支柱材とその上に位置する２本以上の上部の支柱材の、計３本以上の支柱材からなる場合がある。
【００２３】
最下部に位置する支柱材は地盤、もしくは基礎に定着され、最下部より上に位置する支柱材は主構造体に、支柱材をつなぐつなぎ梁が主構造体に接合されることにより間接的に接合されて主構造体と共に挙動する。最下部より上に位置する支柱材が直接主構造体に接合されることも想定されるが、支柱材と主構造体との一体性を高め、主構造体からの地震力を制震補強架構に伝達させる上では、つなぎ梁を主構造体（のフレーム）に接合することが有効である。
【００２４】
ダンパー一体型ブレース（ブレース）は具体的には水平方向に間隔を隔てて配列する支柱間において、いずれかの支柱を構成するいずれかの支柱材と、その支柱材より上、もしくは下に位置し、その支柱の両側に隣接する支柱を構成する支柱材との間に傾斜し、前記いずれかの支柱に関して対称に架設される（請求項５）。
【００２５】
ブレースがいずれかの支柱に関して対称に架設されることで、図１１に矢印で示すようにある層に架設されているブレースに作用する引張力、もしくは圧縮力が支柱に関して対称位置にあるブレースに流れ、最終的には地盤、もしくは基礎に伝達されるため、制震補強架構を構成する支柱自身が最終的に引張力と圧縮力を負担し、処理する場合より支柱の耐力（強度）が小さくて済み、支柱の断面も小さくて済む利点がある。
【００２６】
ブレースは制震補強架構の層間変形時における構面内水平方向に隣接する支柱の、レベルの相違する支柱材間の相対変形時に軸方向力を負担するため、この隣接する支柱の、レベルの相違する支柱材間に架設される。この関係で、ブレースの一端は構面内水平方向に隣接する支柱材の内、一方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続され、他端は他方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続される（請求項５）。
【００２７】
主構造体が地震力により構面内で変形しようとするときには、図１１に二点鎖線で示すように主構造体に一体化している、最下部の支柱材より上の支柱材が主構造体と共に挙動することと、その直下の支柱材から分離し、両支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在していることで、最下部の支柱材より上の支柱材が直下の支柱材に対して相対水平移動する。
【００２８】
ブレースは主構造体に一体化している支柱材やその付近のつなぎ梁と、その直下、または直上の支柱材に隣接する支柱材やその付近のつなぎ梁との間に架設されていることで、上下の支柱材の相対水平移動に伴って伸長、または収縮し、その伸長量や収縮量、あるいは伸縮時の速度に応じた減衰力をダンパーが発生し、振動エネルギを吸収する。同時にダンパーが発生する減衰力が主構造体に一体化している支柱材やつなぎ梁から主構造体に作用することで、主構造体の揺れが抑制される。
【００２９】
図１１に示すように主構造体の構面内水平方向の変形に伴い、分離した上下の支柱材が相対水平移動したとき、ブレースが接続された支柱材にはダンパーからの軸方向力が作用するが、最下部の支柱材に作用する軸方向力に対する反力は地盤や基礎で負担される。
【００３０】
また最下部より上の支柱材に作用する軸方向力に対する反力はつなぎ梁を介して支柱材が接続される主構造体で負担されるため、ダンパーからの軸方向力によって支柱材に過大な曲げモーメントとせん断力が作用する事態は回避され、分離している各支柱材が転倒する可能性と、支柱材の脚部や頂部に過大な応力を生じさせる可能性は解消される。支柱材の脚部や頂部に過大な応力を生じさせる可能性が解消されることで、支柱材自身は必ずしもダンパーからの軸方向力に抵抗し得る強度を有する必要はない。
【００３１】
特に最下部の支柱材と最上部の支柱材の中間位置でブレースが接続される支柱材のようにブレースが構面内水平方向の両側に、２方向に接続される支柱材には変形前に同一線上に位置するブレースからの軸方向力が実質的に相殺されるため、支柱材にはダンパーからの軸方向力による曲げモーメントとせん断力はほとんど作用しない。
【００３２】
主構造体に入力する地震力の一部は主構造体に接合され、ブレースが接続されている支柱材からブレースに伝達され、そのブレースが負担する。最終的にはブレースが接続され、地盤や基礎に定着されている最下部の支柱材から地盤に伝達され、負担される。地震力の一部がブレースで負担され、最終的に地盤で負担されることで、主構造体が負担すべき地震力が軽減されるため、主構造体の地震力に対する安全性が向上する。
【００３３】
ブレースが地震力の一部を負担しても、制震補強架構を構成する支柱とつなぎ梁は主構造体に入力する地震力を主構造体と共に分担するのではなく、最下部の支柱材より上の支柱材が主構造体と共に挙動して直下の支柱材との間で相対移動を生ずることで、ダンパーが発生する減衰力を主構造体に作用させる働きをする。このため、支柱とつなぎ梁は地震力に抵抗するブレースのダンパーから受ける軸方向力に対する反力を地盤や基礎、あるいは主構造体から受けることができればよく、支柱とつなぎ梁が全長に亘って地震力に抵抗する必要がない。
【００３４】
ブレースが接続される支柱材にはダンパーからの軸方向力が作用する結果、軸方向力の鉛直成分が絶縁装置を通じてその上下に隣接する支柱材に伝達されるものの、その上下に隣接する支柱材とは絶縁装置によって切り離されているため、絶縁装置の水平変形可能な範囲で軸方向力の水平成分は上下に隣接する支柱材には伝達されない。また上記のように支柱材自身は必ずしもダンパーからの軸方向力に抵抗し得る強度を有する必要がないことから、支柱とつなぎ梁は主構造体の耐力と剛性を補う程の耐力と剛性を有する必要がなく、地震力を主構造体と共に分担する場合より断面を減ずることが可能になる。
【００３５】
制震補強架構を構成する支柱とつなぎ梁が主構造体と共に地震力を分担するとすれば、大地震時に地震力に抵抗することで損傷を受ける可能性があるが、支柱とつなぎ梁は全長に亘って地震力に抵抗する必要がなく、またそれぞれの断面の低減により地震力を主構造体と共に分担する場合より制震補強架構自体の剛性を低下させることができることで、制震補強架構は大地震に対しても柔軟に変形することができるため、損傷を受けることは回避される。
【００３６】
請求項１において、支柱の拘束装置が「制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の周囲に構築される」とは、平面上、拘束装置が拘束の対象とする支柱の周囲に制震補強架構とは別に構築される場合（図１）と、制震補強架構の一部（支柱等）を利用する形で（図２〜図４）、あるいは制震補強架構に組み込まれる形で構築される場合（図５、図６）があることを言う。図１〜図４の例は後述の請求項２の具体的な場合に該当し、図５、図６は請求項３の具体的な場合に該当している。
【００３７】
制震補強架構を構成する支柱の内、拘束装置が主として拘束の対象とする支柱が「構面内水平方向両側に位置する支柱」であって、両側以外に位置する支柱を除外する趣旨ではないため、拘束装置は「構面内水平方向両側に位置する支柱」とその内側に位置する支柱に対しても構築されることがある。拘束装置の対象とする支柱が「構面内水平方向両側に位置する支柱」以外の支柱を含むことは請求項４においても同様であり、請求項４の拘束装置は「構面内水平方向両側に位置する支柱」とその内側に位置する支柱の支柱材間に架設されることもある。
【００３８】
「支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材」とは、支柱を構成する複数本の支柱材の内、少なくとも最上部に位置する支柱材のことであり、「少なくとも」であるから、最上部に位置する支柱材に加え、それ以外の高さ方向の中間部に位置する支柱材も含む趣旨である。
【００３９】
「支柱材の頂部の水平方向の相対移動」とは、主構造体の構面内水平方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生ずるときに、制震補強架構と支柱材の頂部との間に生ずる水平方向の相対移動を指す。拘束装置はこの支柱材頂部の、制震補強架構に対する水平方向の相対移動を許容する一方、その相対移動に伴って発生し得る鉛直方向の移動を拘束する（請求項１）。
【００４０】
拘束装置が支柱材頂部の水平方向の相対移動を許容する理由は、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が自由に層間変形を生ずるようにするためであり、拘束装置が支柱材頂部の相対移動を許容しなければ、制震補強架構自体が自由な層間変形を阻害されるためである。
【００４１】
「鉛直方向の移動」は「上向きの移動（浮き上がり）」と「下向きの移動（沈み込み）」を含むが、前記のように制震補強架構を構成する支柱の支柱材間に介在する絶縁装置が下側の支柱材から浮き上がり可能な状態にあることから（特許文献１の段落００７１）、支柱材は下側に隣接する支柱材に対して上向きに移動する可能性が高いため、「鉛直方向の移動」は主として「上向きの移動（浮き上がり）」を言う。
【００４２】
拘束装置が支柱材頂部の鉛直方向上向きの移動と下向きの移動を拘束することで、図１２に破線で示すような浮き上がりと沈み込みがなくなり、二点鎖線で示すように主構造体の構面内方向の層間変形時に原則として支柱材の頂部を水平方向にのみ相対移動させることができる。「原則として」とは、水平方向の相対移動に伴う多少の鉛直方向の相対移動は許容されることがある趣旨である。層間変形時の支柱材頂部の移動の方向が原則として水平方向に制限されることで、ブレースのダンパーに主構造体の層間変形に見合った、本来の伸縮変形を与え、ダンパーの効きを高めることが可能になり、ダンパーのエネルギ吸収能力を有効に発揮させることが可能になる。
【００４３】
上記のように制震補強架構を構成する支柱の支柱材は積層ゴム支承等の絶縁装置を介して互いに連結されるものの、絶縁装置自身は下側の支柱材には定着されないことから、上側に隣接する支柱材が下側の支柱材から浮き上がり（上向きに移動）を生ずる可能性が高く、下向きに移動（沈み込み）を生ずる可能性は高くはない。このため、拘束装置は鉛直方向の相対移動を拘束すべき支柱材の頂部に対しては、基本的に浮き上がり（上向きの移動）を拘束することができれば足りる。
【００４４】
拘束装置は具体的には「水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束」すべき支柱の周囲の、地上、もしくは基礎上に立設される柱部材と、その柱部材の頂部と最上部に位置する支柱材の頂部を通って架設される梁部材と、この梁部材と前記支柱材の頂部との間に介在し、前記支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなる（請求項２）。この他、主構造体と制震補強架構とに跨って架設され、主構造体に接合されるフレーム材と、このフレーム材と制震補強架構との間に介在し、両者間の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなる場合（請求項３）がある。
【００４５】
前者の場合（請求項２）、梁部材は拘束対象である支柱の周囲に立設された複数本の柱部材間に、支柱材の頂部を通って架設される場合（図１）と、支柱の脇に立設された１本、もしくは複数本の柱部材とその支柱の最上部の支柱材の頂部との間に架設される場合（図２）がある。
【００４６】
いずれの場合も、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生ずるときに、絶縁装置が支柱材頂部の梁部材に対する水平方向の相対移動を許容しながら、梁部材が鉛直方向の相対移動を拘束することで、図１２に二点鎖線で示すように支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能にするため、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりも沈み込みも生じさせることがない。
【００４７】
請求項２の場合、梁部材は主にその下に配置される絶縁装置を介して支柱材の頂部を下向きに押さえ込むことで、支柱材頂部の浮き上がりを阻止する。支柱材の頂部が沈み込みを生じようとするときには、絶縁装置が支柱材の頂部に連結されることで、支柱材頂部の沈み込み時に絶縁装置が引張力を負担し得る範囲で、支柱材頂部の沈み込みを阻止することができる。
【００４８】
請求項２の拘束装置を構成する柱部材は制震補強架構とは別に構築されるため、梁部材が最上部の支柱材頂部の浮き上がり、または浮き上がりと沈み込みを拘束するときの反力は地盤、もしくは基礎が負担する。
【００４９】
請求項３のフレーム材は図６に示すように主構造体側の一部において主構造体に接合された状態で、制震補強架構側の一部において制震補強架構のいずれかの部分、例えば支柱材の一部、あるいは支柱材から主構造体側へ張り出した部分（突出部２４）に絶縁装置を介して鉛直方向上向きの移動を拘束した状態に置かれる。フレーム材は請求項２の梁部材と同じく、絶縁装置を介して制震補強架構の一部を下向きに押さえ込む働きをするため、絶縁装置はフレーム材の下に配置され、絶縁装置の下に制震補強架構の一部が入り込む（図６）。
【００５０】
請求項３ではフレーム材が主構造体と制震補強架構間に跨って架設され、フレーム材の下と制震補強架構のいずれかの部分との間に絶縁装置が介在することで（図５、図６）、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生ずるときには、フレーム材自身は相対移動（相対変形）することなく、層間変形前の状態（形態）を維持しようとする。
【００５１】
絶縁装置はその下に位置する制震補強架構の、フレーム材に対する水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の相対移動（主に上向きの移動（浮き上がり））を拘束することで、支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能に保持するため、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりも沈み込みも生じさせることがない。
【００５２】
請求項３ではフレーム材の制震補強架構側の一部が支柱材等、制震補強架構の一部の上向きの移動を拘束した状態にあることで、請求項２の梁部材と同様に、制震補強架構の支柱材等、制震補強架構の一部を下向きに押さえ込むため、支柱材等の浮き上がりを阻止することになる。支柱材等が沈み込みを生じようとするときには、絶縁装置が支柱材等に連結されることで、支柱材等の沈み込み時に絶縁装置が引張力を負担し得る範囲で、支柱材等の沈み込みを阻止することができる。
【００５３】
この結果、請求項３では制震補強架構の一部がフレーム材による拘束を受けることによってブレース端部に浮き上がりも沈み込みも生じないことで、請求項２の場合と同じく、図１２において支柱材が右側へ相対移動するときにはそれに接続されているブレースは収縮し、左側へ相対移動するときには伸長するため、ブレースの内蔵されているダンパーは収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生することが可能になる。ダンパーはブレースの収縮時と伸長時に生ずる相対移動量に応じた減衰力を発生する場合と相対移動時の相対速度に応じた減衰力を発生する場合がある。
【００５４】
請求項３では拘束装置を構成するフレーム材が主構造体と制震補強架構間に跨って架設され、主構造体に接合されているフレーム材が制震補強架構の一部（支柱材を含む）の浮き上がり、または浮き上がりと沈み込みを拘束するため、フレーム材が制震補強架構の浮き上がり、または浮き上がりと沈み込みを拘束するときの反力は主構造体が負担する。
【００５５】
請求項２、請求項３では前記のように拘束の対象とする支柱材の頂部が、あるいは制震補強架構の一部が主として鉛直方向上向きの移動に対して拘束されればよいため、梁部材、またはフレーム材は支柱材の頂部等を少なくとも上から押さえ付ける状態にあればよく、必ずしも梁部材等の下に位置する絶縁装置が支柱材の頂部等に連結されている必要はない。絶縁装置は支柱材の頂部等を水平方向に自由に相対移動させればよいため、絶縁装置には図示するような積層ゴム支承、滑り支承の他、弾性滑り支承等が使用される。絶縁装置は支柱材の頂部等に連結されている場合もある。
【００５６】
支柱の拘束装置はまた、図７〜図１０に示すように制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、支柱材間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材からなる場合もある（請求項４）。
【００５７】
引張材は主構造体の層間変形に追従した制震補強架構の構面内方向の層間変形時に、上下に隣接する支柱材が互いに水平方向に相対移動しようとするときに、上側に位置する支柱材を下側の支柱材に対して水平方向に自由に相対移動させながら、上側の支柱材が下側の支柱材に対して上昇する移動（上向きの移動）を抑える働きをする。上側の支柱材の水平移動を許容するために、引張材には軸方向に伸縮自在な機能が与えられるが、伸長時に上側の支柱材の上昇を抑えるために、一定量を超える伸長が制限される。
【００５８】
引張材は軸方向の伸縮時に伸長量が一定量以内に制限されることにより上側の支柱材の浮き上がりを抑制する。伸長量を一定量以内に制限することは、一定量を超える伸長が引張材に生じようとするときに、引張材を構成する部材間の軸方向の相対移動を、圧油（オイル）等の流体の流れを停止させる（流量を制御する）ことで拘束（ロック）する形式のダンパーを使用することにより、あるいは一定量を超える伸長が生じない形式のコイルスプリングや皿ばね、輪ばね等のばねを使用することにより可能になる。
【００５９】
引張材がダンパーの場合、上側に位置する支柱材が下側の支柱材に対して水平方向に相対移動しようとするときに、引張材は軸方向に伸長しながら伸長量の増大に伴って圧油等、流体の流量を制限することで、伸長量を制限し、上側の支柱材の浮き上がりを阻止しながら水平方向の相対移動を許容する。引張材がばねの場合にも、上側に位置する支柱材が下側の支柱材に対して水平方向に相対移動しようとするときに、引張材は軸方向に伸長しながら伸長量の増大に伴って復元力を増大させることで、自ら伸長量を制限し、上側の支柱材の浮き上がりを阻止しながら水平方向の相対移動を許容する。
【００６０】
ダンパーを使用する場合には引張材の伸長時に減衰力を得ることが可能であり、ばねを使用する場合には引張材の伸長時に復元力を期待することが可能であるから、ダンパーとばねはそれぞれ単独で使用される他、併用されることもある。
【００６１】
いずれの場合も、主構造体の構面内方向の層間変形に追従して制震補強架構が層間変形を生じるときに、引張材が支柱材頂部の梁部材に対する水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の相対移動を拘束することで、図１２に二点鎖線で示すように支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能にするため、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりを生じさせることがない。
【００６２】
この結果、図１２において支柱材が右側へ相対移動するときにはそれに接続されているブレースは収縮し、左側へ相対移動するときには伸長するため、ブレースの内蔵されているダンパーは収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生することが可能になる。ダンパーはブレースの収縮時と伸長時に生ずる相対移動量に応じた減衰力を発生する場合と相対移動時の相対速度に応じた減衰力を発生する場合がある。
【００６３】
図１６に、図１等に示す８層構造物の主構造体６０に２層のフレーム６に亘るブレース５を持つ制震補強架構１が接合された場合のみの、各ブレース５内のダンパー５２によるエネルギ吸収量と、本発明の拘束装置８が付加された場合の各ブレース５内のダンパー５２によるエネルギ吸収量の差（解析結果データ）を示している。
【００６４】
ダンパー５２によるエネルギ吸収量は図１４、図１５に示すような荷重−変形関係を表す履歴曲線のループの面積から算出される値であり、横軸はブレース５が跨る主構造体６０の層と、制震補強架構１における構面内方向の架設区間を示し、縦軸はエネルギ吸収量を９８Ｊ（ｔｆ・ｃｍのＳＩ単位換算値）の倍数で表している。図１６は図１、図２に示す形式の拘束装置８のモデルを用いた場合の結果を示している。
【００６５】
図１等では制震補強架構１の隣接する支柱２、２で挟まれたブレース５の架設区間が６区間ある場合の例を示しているが、図１６における横軸の末尾の数字はこの区間位置（立面上、左から、もしくは右からの位置）を指している。図１６ではまた、制震補強架構１のみのダンパー５２によるエネルギ吸収量を四角の点を持つ折れ線（破線）で、拘束装置８が付加された場合にダンパー５２によるエネルギ吸収量を三角の点を持つ折れ線（実線）で示している。
【００６６】
図１６より、制震補強架構１全体では下層寄りに架設されるブレース５内のダンパー５２より、上層寄り、特に最上層に架設されるブレース５内のダンパー５２によるエネルギ吸収量が低下していることが分かる。
【００６７】
但し、四角の点を持つ折れ線（破線）で示す制震補強架構１のみの場合には構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収量が極端に小さいのに対し、三角の点を持つ折れ線（実線）で示す拘束装置８付きの場合には構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収量の低下がないか、少ないことが分かる。すなわち、制震補強架構１の構面内方向両側への拘束装置８の設置によって制震補強架構１内の構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収効果が有効に発揮されることが分かる。
【００６８】
この制震補強架構１内の構面内方向両側におけるダンパー５２によるエネルギ吸収量の確保が本発明の拘束装置８付加の目的であり、解析結果データからその目的が十分に達成されていることが確認される。解析結果に拘束装置８付加の効果が顕著に表れることで、逆に解析モデルを簡素化することができるため、モデルの構築（モデル化）もし易く、解析結果への信頼性も高い、と言える。
【発明の効果】
【００６９】
請求項１乃至請求項３では支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材頂部の水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束するため、制震補強架構の構面内方向の層間変形時にその支柱材に接続されているブレースの端部に少なくとも浮き上がりを生じさせずに済む。この結果、最上部の支柱材が水平方向に相対移動するときにはそれに接続されているブレースを純粋に収縮、もしくは伸長させることができるため、ブレースに内蔵されているダンパーに収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生させることができる。
【００７０】
請求項４では支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、支柱材間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材からなり、制震補強架構の構面内方向の層間変形時に、上側の支柱材の、下側の支柱材に対する上昇を抑えるため、軸方向の伸縮時に伸長量を一定量以内に制限することにより上側の支柱材の浮き上がりを抑制することができる。
【００７１】
この結果、支柱材の頂部を水平方向にのみ移動可能にすることができ、その支柱材に接続されているブレースの端部に浮き上がりを生じさせることがないため、ブレースを純粋に収縮、もしくは伸長させることができ、ブレースに内蔵されているダンパーに収縮量と伸長量に応じた減衰力を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の両側に並列して立設される柱部材と、両柱部材の頂部間に架設される梁部材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図２】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱の片側に立設される柱部材と、最上部に位置する支柱材の頂部との間に架設される梁部材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図３】図２における拘束装置の頂部での梁部材と支柱材との取合いの様子を示した拡大図である。
【図４】図２における拘束装置の中間部での梁部材と支柱材との取合いの様子を示した拡大図である。
【図５】支柱の拘束装置が主構造体と制震補強架構とに跨って架設されるフレーム材と、このフレーム材と制震補強架構との間に介在する絶縁装置からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図６】図５における制震補強架構の高さ方向中間部の拡大図である。
【図７】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、コイルスプリングを用いた引張材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図８】図７における拘束装置部分の拡大図である。
【図９】支柱の拘束装置が制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、ダンパーを用いた引張材からなる場合の制震補強架構と拘束装置の関係を示した斜視図である。
【図１０】図９における拘束装置部分の拡大図である。
【図１１】制震補強架構を構成する支柱が３本の支柱材からなる場合に、制震補強架構に層間変形が生じ、最下層より上の支柱材が水平方向に相対移動したときの様子を示した立面図である。
【図１２】制震補強架構の層間変形時に最上部に位置する支柱材に想定される浮き上がり、もしくは沈み込みの様子を示した立面図である。
【図１３】図１２に示す最上部の支柱材に生ずる浮き上がりや沈み込みによるダンパーのエネルギ吸収能力への影響を確認するための、４本の支柱材からなる制震補強架構のモデルを示した立面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は構面内水平方向両側より内側に架設される各層のブレース内のダンパーの履歴特性を示した荷重−変形曲線図である。
【図１５】（ａ）〜（ｄ）は構面内水平方向両側に架設される各層のブレース内のダンパーの履歴特性を示した荷重−変形曲線図である。
【図１６】主構造体が図１等に示す８層の構造物である場合に、図示するように２層に亘るブレースに内蔵されたダンパーによる各２層単位でのエネルギ吸収量を構面内方向の架設区間毎に纏めて表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７３】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【００７４】
図１は柱６１と梁６２からなるフレーム６を有する主構造体６０の構面外にその構面に平行に配列し、構面内水平方向に互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱２と、構面内水平方向に隣接する支柱２、２間に架設される、ブレース本体５１にダンパー５２を組み込んだダンパー一体型ブレース（以下、ブレース）５を備え、主構造体６０を制震補強するための制震補強架構１における支柱の拘束装置８の構成例を示す。主構造体６０の柱６１と梁６２は図６に示している。
【００７５】
支柱２は鉛直方向に複数本の支柱材２１、２２、２３に分離し、上下に分離した支柱材２１、２２間、及び支柱材２２、２３間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置３が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に、制震補強架構１と主構造体６０のフレーム６を一体化させるつなぎ梁４が架設される。以下、支柱２を構成する支柱材２１〜２３の内、最下部に位置する支柱材を２１、最上部に位置する支柱材を２３、その中間部に位置する支柱材を２２とする。
【００７６】
つなぎ梁４は構面内水平方向に配列する複数本の支柱２、２をつなぐ働きをすればよいため、つなぎ梁４が支柱２の構面内方向の側面に突き当たる形で接合されるか、支柱２の構面外方向の側面に重なる形で接合されるかは問われない。
【００７７】
主構造体６０のフレーム６は建築構造物で言えば、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、外壁等にＡＬＣ版を張り付けた鉄骨造、あるいは鋼管コンクリート造の別を問わず、制震補強架構１を構成する支柱２とつなぎ梁４も鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造、鋼管コンクリート造の場合がある。コンクリート造の場合は現場打ちコンクリート造とプレキャストコンクリート製の場合がある。制震補強架構１、すなわち制震補強架構１を構成する支柱２とつなぎ梁４も鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、鉄骨造の場合がある。図１、図２以下に示す例では主構造体６０が８階建て（８層）の構造物（建物）であり、その主構造体６０のスパン方向の片面に接合される制震補強架構１が主構造体６０の２層に亘って架設されるブレース５を持つ場合を示している。
【００７８】
最下部に位置する支柱材２１は図１等に示すように地盤、もしくは既存建物の基礎１０（１１）等に定着され、最下部の支柱材２１より上に位置する支柱材２２、２３はつなぎ梁４を介してフレーム６に間接的に接合されることによりフレーム６と共に挙動する。図１等では支柱材２１の、地中に位置する下端部に基礎１０としてのフーチングを形成し、フーチングを地中に埋設することにより地盤に定着させているが、地盤や基礎１０への定着方法は問われない。基礎１０は杭１１を含む。
【００７９】
ブレース５は支柱２、２とつなぎ梁４、４からなる架構（フレーム）内に、水平と鉛直に対して傾斜して架設されるから、ブレース５の一端は構面内水平方向に隣接する支柱材２１、２１（２２、２２）の内、一方の支柱材２１（２２）、もしくはその支柱材２１（２２）寄りのつなぎ梁４に接続（連結）され、他端は他方の支柱材２１（２２）の直下、または直上の支柱材２２（２１）、もしくはその支柱材２２（２１）寄りのつなぎ梁４に接続（連結）される。
【００８０】
制震補強架構１を構成する支柱２、２が図１、図２等に示すように構面内水平方向に３本以上、配列する場合には、ブレース５は構面内水平方向両側以外の中間部に位置するいずれかの支柱２を構成するいずれかの支柱材２１（２２、２３）と、その支柱材２１（２２、２３）より上、もしくは下に位置し、その支柱２の両側に隣接する支柱２、２を構成する支柱材２１（２２、２３）との間に傾斜し、前記いずれかの支柱２に関して対称（線対称）に架設される。
【００８１】
図示しないが、例えば１本の支柱２が２本の支柱材２１、２２からなる場合、ブレース５の一端は最下部の支柱材２１やつなぎ梁４に接続され、他端は水平方向に隣接する最下部の支柱材２１の直上の支柱材２２やつなぎ梁４に接続される。図１等では主構造体６０が複数層に亘る集合住宅等の建築物であり、フレーム６の構面が平面をなす場合の例を示しているが、構面が曲面の場合を含め、既存建物の形態、あるいは既存建物の用途は限定されない。
【００８２】
図１１に示すように１本の支柱２が３本以上の支柱材２１、２２、２３からなる場合はブレース５の架設層が２層以上に亘ることから、最下層のブレース５の一端は２本の場合と同じく最下部の支柱材２１やつなぎ梁４に接続され、他端は水平方向に隣接する最下部の支柱材２１の直上の支柱材２２やつなぎ梁４に接続される。その直上層のブレース５の一端は最下部の支柱材２１の直上の支柱材２２やつなぎ梁４に接続され、他端はその支柱材２２に隣接する支柱材２２の直上の支柱材２３やつなぎ梁４に接続される。その直上層のブレース５も同様に接続される。
【００８３】
最上部の支柱材２３を除き、基本的に各支柱材２１、２２はブレース５への地震力の入力と、その軸方向の変形に伴うダンパー５２によるエネルギ吸収の効果を発揮させるために、フレーム６の層間変位に追従するよう、つなぎ梁４を介したフレーム６への接合位置に応じ、１層分乃数層分の高さを有する。最上部の支柱材２３はつなぎ梁４を介したフレーム６への接合と、ブレース５の接続ができればよく、必ずしも１層分の高さを有する必要がないため、図１等では最上部の支柱材２３の高さをつなぎ梁４の成程度、あるいはそれより大きめの程度に留めている。
【００８４】
支柱材２１、２２が数層分の高さを有する場合は１本のブレース５が数層に亘って架設されることになることで、１層の場合より層間変位によるブレース５の変形量が大きくなるため、ダンパー５２によるエネルギ吸収効率が高まる利点がある。
【００８５】
ブレース５は互いに軸方向に相対移動自在なブレース本体５１、５１と、一方のブレース本体５１に内蔵され、他方のブレース本体５１に接続されるダンパー５２からなり、ブレース本体５１、５１の端部に一体化したブラケット５３、５３において、例えば制震補強架構１の支柱２やつなぎ梁４に接合されたベースプレート等に一体化したガセットプレート７に連結される。ブレース５はブレース本体５１、５１がその両端間に作用する圧縮力と引張力によって相対移動するときにダンパー５２が減衰力を発生することによりフレーム６の揺れを抑制する。ダンパー５２にはオイルダンパー（油圧シリンダ）等の粘性流体を用いたダンパーが使用される。
【００８６】
絶縁装置３には積層ゴム支承、または支柱材２１、２２（２２、２３）からの離脱防止のための変形制限機構付きの弾性滑り支承や滑り支承等が使用される。絶縁装置３として積層ゴム支承を使用した場合、ゴムの引張破断を防止するために絶縁装置３は図３、図６に示すように上端と下端のいずれか一方において上下に分離した支柱材２１、２２（２２、２３）の内のいずれか一方の支柱材２１（２２）に接合され、他方において他方の支柱材２２（２３）に鉛直方向に相対移動自在に接続（支持）される。「鉛直方向に相対移動自在」とは、支柱材２１（２２）からの抜け出しが自在であることであり、上側の支柱材２２（２３）からは下向きに抜け出し自在で、下側の支柱材２１（２２）からは浮き上がり自在であることを言う。
【００８７】
絶縁装置３は積層ゴムの上下に一体化しているフランジ３１、３２の内の例えば上部のフランジ３１を上側の支柱材２２（２３）の下面に定着させ、下部のフランジ３２を下側の支柱材２１（２２）の上面に定着させることなく、図３、図６に示すようにフランジ３２の下面に接合されたシアキー３３を下側の支柱材２１（２２）の上面から形成された空洞２ａに嵌合させ、水平方向に係合させることにより支柱材２２（２３）に鉛直方向に相対移動自在に接続される。シアキー３３を上部のフランジ３１の上面に接合し、これを上側の支柱材２２（２３）の下面から形成された空洞２ａに嵌合させると共に、下部のフランジ３２を下側の支柱材２１（２２）の上面に定着させることもある。
【００８８】
シアキー３３を空洞２ａに嵌合させる場合、絶縁装置３より上側の支柱材２２（２３）からの鉛直荷重はフランジ３１、３２と積層ゴムを通じて、またはフランジ３１、３２と積層ゴム、及びシアキー３３を通じて下側の支柱材２１（２２）に伝達される。
【００８９】
図１は拘束装置８が制震補強架構１の構面内（構面内水平）方向両側に位置する支柱２の周囲に並列して立設される複数本の柱部材８１、８１と、最上部の支柱材２３の頂部を通って柱部材８１、８１間に架設される梁部材８２と、梁部材８２と支柱材２３の頂部との間に介在し、支柱材２３の頂部の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置９から構成される場合の具体例を示している。この絶縁装置９も上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に介在する絶縁装置３と同じく、積層ゴム支承の他、弾性滑り支承や滑り支承等が使用される。
【００９０】
柱部材８１、８１は制震補強架構１の支柱２と干渉しない領域に立設され、下端部は基礎１０、もしくは杭１１に接合される。柱部材８１を支持する基礎１０や杭１１は制震補強架構１を支持する基礎１０や杭１１である場合と、制震補強架構１の基礎１０等とは別に地中に構築される場合がある。図１の例では梁部材８２は少なくとも２本の柱部材８１、８１間に架設されるから、柱部材８１、８１は少なくとも２本で対になる。
【００９１】
図１の場合、柱部材８１の下端部は地盤、もしくは基礎１０に定着されることにより、鉛直方向上向きの反力が地盤、もしくは基礎１０等に負担される。基礎１０は既設の場合と新設の場合がある。
【００９２】
図１では制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２の周囲に拘束装置８を構築しているが、拘束装置８はいずれか片側の支柱２の周囲にのみ構築される場合の他、少なくともいずれか片側の支柱２と両側より内側に位置する支柱２の周囲に構築される場合もある。拘束装置８を構成する柱部材８１と梁部材８２は鉄骨造の場合と鉄筋コンクリート造（プレキャストコンクリート製を含む）の場合がある。柱部材８はまた、１本の連続した部材である場合と、軸方向に連結（接合）されながら構築される場合がある。２本の柱部材８１、８１とその頭部間に架設される梁部材８２はラーメン構造のフレームを構成する。
【００９３】
図１ではまた、柱部材８１、８１の頂部間にのみ梁部材８２を架設しているが、梁部材８２は図２に示すように柱部材８１、８１の高さ方向（軸方向）の中間部間にも架設される場合がある。その場合、高さ方向中間部の梁部材８２は高さ方向中間部の支柱材２２のいずれかの部分、もしくは支柱材２２の側面から突出した部分（突出部４１）、あるいはつなぎ梁４を通って柱部材８１、８１間に架設される。
【００９４】
更に図１では制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２を挟むように支柱２の両側に柱部材８１、８１が立設されることから、制震補強架構１との干渉を回避するために、両柱部材８１、８１は制震補強架構１の構面に対して振った方向（構面外方向）に立設される。
【００９５】
絶縁装置９の軸方向の上端と下端にはそれぞれ梁部材８２と支柱材２３に接続、あるいは接合されるための上部フランジ９１と下部フランジ９２が一体化する。絶縁装置９が積層ゴム支承等の場合、本体の積層ゴムが水平力を受けてせん断変形するから、上部フランジ９１は基本的に梁部材８２の下面にボルト等により一体的に接合され、下部フランジ９２は図１に示すように支柱材２３の頂部、あるいは支柱材２３の頂部の位置に架設されるつなぎ梁４の上面にボルト等により一体的に接合される。但し、絶縁装置９自身が梁部材８２と支柱材２３（つなぎ梁４）に対して水平方向に相対移動自在であってもよいため、それぞれ梁部材８２の長さ方向とつなぎ梁４の長さ方向（水平方向）にスライド自在に支持（接続）されることもある。
【００９６】
図２は拘束装置８が制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２と並列して立設される柱部材８１と、その支柱２の最上部の支柱材２３の頂部と柱部材８１の頂部との間に架設される梁部材８２と、梁部材８２の先端部と支柱材２３の頂部との間に介在する絶縁装置９から構成される場合の具体例を示している。図３は図２における梁部材８２部分の拡大図、図４は柱部材８１の高さ方向（軸方向）中間部から水平に、支柱２側へ張り出す張出部材８３の部分の拡大図である。図２では制震補強架構１の構面と同一面内に柱部材８１を立設しているが、必ずしもその必要はなく、図１のように制震補強架構１の構面に対して振った方向（構面外方向）に立設されることもある。
【００９７】
図１、図２では制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２の高さ方向中間部に位置する支柱材２２と、最上部に位置する支柱材２３から、制震補強架構１の構面内方向に主構造体６０との接合のための突出部４１を突出させている。突出部４１はつなぎ梁４の延長線上に、支柱材２２、２３から構面内方向の外側に向かって突出する。つなぎ梁４は例えば主構造体６０のフレーム６と制震補強架構１との接合のためのスラブ６３を増し打ちするような場合に、そのスラブ６３の端部とつなぎ梁４との接合のために突出させられ、その結果として突出部４１が形成されるが、突出部４１はスラブ６３の有無に拘らず、形成されないこともある。
【００９８】
図２における張出部材８３は図４に示すように柱部材８１からこのつなぎ梁４の突出部４１側へ向かって張り出し、この張出部材８３の下面とつなぎ梁４の突出部４１との間に絶縁装置９が介在させられる。張出部材８３は図６におけるフレーム材８４の横枠８４ｂのようにつなぎ梁４以外の方向に張り出す（突出する）部材との間に架設され、両者間に絶縁装置９が介在させられることもある。
【００９９】
図２では拘束装置８を構成する柱部材８１が１本であることで、拘束装置８（柱部材８１）が片持ち梁になり、支柱２の浮き上がりを阻止する上での曲げ剛性が乏しい可能性があるため、柱部材８１の高さ方向の複数箇所で支柱２の浮き上がりを押さえるよう、柱部材８１の頂部と高さ方向中間部から梁部材８２と張出部材８３を張り出させている。但し、柱部材８１単体の剛性の程度によっては必ずしも張出部材８３を張り出させる必要はない。その場合、柱部材８１の頂部のみから梁部材８２を架設すればよく、梁部材８２の下面に配置される絶縁装置９によって最上部の支柱材２３の頂部を下向きに押さえ込めればよい。
【０１００】
図５は拘束装置８が主構造体６０と制震補強架構１とに跨って架設されるフレーム材８４と、このフレーム材８４と制震補強架構１との間に介在し、両者間の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置９からなる場合の具体例を示している。図６は図５におけるフレーム材８４部分の拡大図である。
【０１０１】
フレーム材８４は例えば主構造体６０の柱６１や壁等に接触した状態で接合される縦枠８４ａと縦枠８４ａの上端部と下端部の少なくともいずれかから制震補強架構１側へ張り出す横枠８４ｂから図示するようにコの字形、もしくはＬ字形等の立面形状をし、横枠８４ｂの制震補強架構１側の端部において絶縁装置９を介して制震補強架構１の構面内方向両側に位置する支柱２のいずれかの部分を下向きに押さえ込む。
【０１０２】
フレーム材８４は支柱２の最上部に位置する支柱材２３の頂部を押さえ込むこともあるが、図面ではフレーム材８４の横枠８４ｂが主構造体６０の最上階と中間階に増し打ちされたスラブ６３の下面に入り込んだ状態で主構造体６０に接合されている関係で、高さ方向の中間部に位置する支柱材２２と最上部に位置する支柱材２３の高さ方向中間部から主構造体６０側へ突出する突出部２４の上に横枠８４ｂが位置し、各横枠８４ｂの下と突出部２４との間に絶縁装置９が配置されるようにしている。図５、図６の場合も絶縁装置９は横枠８４ｂの下面と突出部２４の上面との間に配置され、フランジ９１、９２がそれぞれにボルト等により接合される。
【０１０３】
図５、図６では横枠８４ｂが支柱材２２、２３の突出部２４からの上向きの反力を受けるときの横枠８４ｂの変形を抑制するために、横枠８４ｂと縦枠８４ａとの間にブレース８４ｃを架設している。ここでは特に制震補強架構１のブレース５と同様に、横枠８４ｂの縦枠８４ａに対する相対変形時にエネルギを吸収できるよう、ブレース８４ｃにダンパー８４ｄを内蔵させている。
【０１０４】
図７〜図１０は拘束装置８が制震補強架構１の構面内水平方向両側に位置する支柱２内の、上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に架設され、その支柱材２１、２２（２２、２３）間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材８５からなる場合の具体例を示す。図７、図８は特に引張材８５がコイルスプリングや皿ばね等のばねである場合の例を、図９、図１０は引張材８５が制震補強架構１のブレース５やフレーム材８４のダンパー８４ｄと同様の油圧シリンダ等のダンパーである場合の例を示している。
【０１０５】
引張材８５が図７、図８に示すコイルスプリング等である場合、上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に水平方向の相対移動が生じていないときに自然長の状態、またはある程度伸長した状態にあり、水平方向に相対移動が生じたときに伸長し、一定量を超える伸長量に達した後にはそれ以上の伸長が生じない状態に至ることで、上側の支柱材２２（２３）の浮き上がりを防止（阻止）する。
【０１０６】
一定量を超える伸長後に伸長しないことは、引張材８５（コイルスプリング等）に例えば変形量の増大に伴ってばね定数が増加するハードニングばね（硬化ばね）を使用することにより、あるいは一定量の伸長時に伸長仕切るばねを使用することにより可能であり、その場合、ばね（コイルスプリング）に一定の伸長が生じた後にはそれ以上の伸長が不能になるため、浮き上がりが阻止される。この場合、引張材８５（コイルスプリング）のばね定数は支柱材２１、２２（２２、２３）間に許容される水平方向の相対移動量までは伸長可能な大きさに設定される。許容される水平方向の相対移動量は絶縁装置９のせん断変形量等、水平変形量でもある。
【０１０７】
引張材８５が図９、図１０に示すダンパーの場合、上下に隣接する支柱材２１、２２（２２、２３）間に水平方向の相対移動が生じていないときに引張材８５（ダンパー）に引張力が作用していない状態、または既に一定の引張力を負担した状態にあり、水平方向に相対移動が生じたときに引張力を負担し、一定量を超える引張力を負担したとき以降は、それ以上の引張力を負担しない状態に設定されることで、上側の支柱材２２（２３）の浮き上がりを防止（阻止）する。引張材８５（ダンパー）が一定量を超える引張力を負担しない状態は引張力が一定値を超えたときに、ダンパーを構成するシリンダ内の、ピストンを挟んだ油圧室間を移動する圧油等、流体の流量を制限するか、停止させることによって実現される。
【符号の説明】
【０１０８】
１……制震補強架構、２……支柱、２１、２２、２３……支柱材、２ａ……空洞、２４……突出部、
３……絶縁装置、３１……上部フランジ、３２……下部フランジ、３３……シアキー、
４……つなぎ梁、４１……突出部、
５……ダンパー一体型ブレース、５１……ブレース本体、５２……ダンパー、５３……ブラケット、
６……フレーム、６０……主構造体、６１……柱、６２……梁、６３……スラブ、
７……ガセットプレート、
８……拘束装置、８１……柱部材、８２……梁部材、８３……張出部材、８４……フレーム材、８４ａ……縦枠、８４ｂ……横枠、８５……引張材、
９……絶縁装置、９１……フランジ、９２……フランジ、
１０……基礎、１１……杭。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
柱・梁からなるフレームを有する主構造体の構面外にその構面に平行に配列し、互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱と、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを備え、
前記支柱は鉛直方向に複数本の支柱材に分離し、上下に分離した支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材間につなぎ梁が架設された、前記主構造体を制震補強するための制震補強架構において、
前記制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する前記支柱の周囲に構築され、前記支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束していることを特徴とする制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項２】
前記支柱の周囲の、地上、もしくは基礎上に立設される柱部材と、その柱部材の頂部と前記最上部に位置する支柱材の頂部を通って架設される梁部材と、この梁部材と前記支柱材の頂部との間に介在し、前記支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなることを特徴とする請求項１に記載の制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項３】
前記主構造体と前記制震補強架構とに跨って架設され、前記主構造体に接合されるフレーム材と、このフレーム材と前記制震補強架構のいずれかの部分との間に介在し、両者間の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなることを特徴とする請求項１に記載の制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項４】
柱・梁からなるフレームを有する主構造体の構面外にその構面に平行に配列し、互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱と、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを備え、
前記支柱は鉛直方向に複数本の支柱材に分離し、上下に分離した支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材間につなぎ梁が架設された、前記主構造体を制震補強するための制震補強架構において、
前記制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する前記支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、前記支柱材間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材からなることを特徴とする制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項５】
前記ダンパー一体型ブレースは水平方向に間隔を隔てて配列する支柱間において、いずれかの支柱を構成するいずれかの支柱材と、その支柱材より上、もしくは下に位置し、その支柱の両側に隣接する支柱を構成する支柱材との間に傾斜し、前記いずれかの支柱に関して対称に架設され、
前記隣接する支柱間に架設されたダンパー一体型ブレースの一端は一方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続され、他端は他方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項１】
柱・梁からなるフレームを有する主構造体の構面外にその構面に平行に配列し、互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱と、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを備え、
前記支柱は鉛直方向に複数本の支柱材に分離し、上下に分離した支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材間につなぎ梁が架設された、前記主構造体を制震補強するための制震補強架構において、
前記制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する前記支柱の周囲に構築され、前記支柱の少なくとも最上部に位置する支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容しながら、鉛直方向の移動を拘束していることを特徴とする制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項２】
前記支柱の周囲の、地上、もしくは基礎上に立設される柱部材と、その柱部材の頂部と前記最上部に位置する支柱材の頂部を通って架設される梁部材と、この梁部材と前記支柱材の頂部との間に介在し、前記支柱材の頂部の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなることを特徴とする請求項１に記載の制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項３】
前記主構造体と前記制震補強架構とに跨って架設され、前記主構造体に接合されるフレーム材と、このフレーム材と前記制震補強架構のいずれかの部分との間に介在し、両者間の水平方向の相対移動を許容する絶縁装置からなることを特徴とする請求項１に記載の制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項４】
柱・梁からなるフレームを有する主構造体の構面外にその構面に平行に配列し、互いに間隔を隔てて地上、もしくは基礎上に立設される支柱と、構面内水平方向に隣接する支柱間に架設される、ブレース本体にダンパーを組み込んだダンパー一体型ブレースを備え、
前記支柱は鉛直方向に複数本の支柱材に分離し、上下に分離した支柱材間に両者間の相対水平移動を許容する絶縁装置が介在すると共に、構面内水平方向に隣接する支柱材間につなぎ梁が架設された、前記主構造体を制震補強するための制震補強架構において、
前記制震補強架構の構面内水平方向両側に位置する前記支柱内の、上下に隣接する支柱材間に架設され、前記支柱材間の鉛直方向の、互いに分離する向きの相対移動を拘束する引張材からなることを特徴とする制震補強架構における支柱の拘束装置。
【請求項５】
前記ダンパー一体型ブレースは水平方向に間隔を隔てて配列する支柱間において、いずれかの支柱を構成するいずれかの支柱材と、その支柱材より上、もしくは下に位置し、その支柱の両側に隣接する支柱を構成する支柱材との間に傾斜し、前記いずれかの支柱に関して対称に架設され、
前記隣接する支柱間に架設されたダンパー一体型ブレースの一端は一方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続され、他端は他方の支柱材の、フレーム、もしくはつなぎ梁との接合部、またはつなぎ梁の、支柱材との接合部に接続されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の制震補強架構における支柱の拘束装置。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１２−３１５８７（Ｐ２０１２−３１５８７Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７００９７（Ｐ２０１０−１７００９７）
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【特許番号】特許第４５８５０４６号（Ｐ４５８５０４６）
【特許公報発行日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（５０３３６１４４４）
【出願人】（５１０２０７２４３）株式会社ＫＳＥ ｎｅｔｗｏｒｋ (4)
【出願人】（０００１４９５９４）株式会社大本組 (40)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【特許番号】特許第４５８５０４６号（Ｐ４５８５０４６）
【特許公報発行日】平成２２年１１月２４日（２０１０．１１．２４）
【出願人】（５０３３６１４４４）
【出願人】（５１０２０７２４３）株式会社ＫＳＥ ｎｅｔｗｏｒｋ (4)
【出願人】（０００１４９５９４）株式会社大本組 (40)
【Ｆターム（参考）】
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