JP3341822B2 - 耐震性平面フレーム、耐震性建築物、及び耐震性建築物の構築方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に地震対策に最
適な耐震性平面フレーム、耐震性建築物、及び耐震補強
方法に関し、更に詳細には、経済的な手段で耐震補強し
てなる耐震性平面フレーム及び耐震性建築物、及び、既
存の建築物から使用者が退去することなく耐震補強する
ことができる耐震補強方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、建築物の地震対策についての社会
的要請が高まってきており、耐震性能の劣る既設の建築
物に耐震補強をすることが強く求められてきている。耐
震性能は、一般的に、建物の強度及び変形性能により評
価されている。従って、耐震補強は、柱や梁を補強又は
増設して建物の強度や変形性能を向上させることにより
行われている。これらの耐震補強方法は、強度依存型補
強法又は靭性依存型補強法と呼ばれている。尚、本明細
書では、柱と梁とから構成される骨組をフレームと称
し、フレームのうち平面状のものを平面フレーム、立体
状のものを立体フレームと称する。また、立体フレーム
に耐震壁を付加したものを主体構造と称する。

【０００３】図１８は、既設のフレームを補強してなる
従来の耐震性フレームの一例の正面図である。既設のフ
レーム１０は、図１８に示すように、３階立てのフレー
ムであって、正面の左右両側に設けられた柱１６Ａ、Ｂ
と、上部から順に設けられた横梁１８Ａ〜Ｃとから構成
されており、各階を形成する骨組は、長方形状の枠１２
Ａ、Ｂ及びＣである。従来の耐震性フレーム１１は、フ
レーム１０と、枠１２Ａ、Ｂ及びＣ内にそれぞれ設けら
れた長方形状の枠体１３Ａ、Ｂ及びＣと、枠体１３Ａ、
Ｂ及びＣ内にそれぞれ設けられたブレース１４Ａ、Ｂ、
１４Ｃ、Ｄ、及び１４Ｅ、Ｆとを備えている。ブレース
１４Ａは、枠体１３Ａの上角部２０及び下辺の中央位置
２２とを結合するブレース１４Ａ１と、枠体１３Ａの下
角部２１とブレース１４Ａ１の中央やや下部とを結合す
るブレース１４Ａ２とから構成される。ブレース１４Ｂ
は、枠体１３Ａ内に、中央位置２２を通る垂直線に対
し、ブレース１４Ａ１に対称なように設けられている。
ブレース１４Ｃ、Ｄ及び１４Ｅ、Ｆも同様である。

【０００４】従来の耐震性フレーム１１は、地震により
水平方向に歪みエネルギーが加えられると、図１９に示
すように、柱１６Ａ、Ｂが傾き、各ブレースは、圧縮力
又は引張り力を受けて耐震性フレーム１１を支える。

【０００５】尚、図２０は、従来の別の耐震性フレーム
の構成概念を示す正面図である。従来の別の耐震性フレ
ーム２４は、図２０に示すように、耐震性フレーム１１
で、枠体１３Ａ〜Ｃを有さないで、枠１２Ａの対角線上
にＸ状にブレースを設けたＸ型ブレースをＶ型ブレース
に代えて有している。枠１２Ｂ、Ｃも同様である。この
場合、フレーム内に窓を設けることはできない。耐震性
フレーム２４は、地震時に、耐震性フレーム１１と同様
に傾く。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の方法
で耐震補強してなる耐震性フレームには、以下の問題が
あった。第１には、建築物の内装材を取り外してフレー
ムを露出させて補強工事を行う必要がある。このため、
補強工事の期間、建築物の使用者は、建築物を使用でき
ないので、一時的に引っ越さなければならない場合があ
り、更には、工事期間が制限される。第２には、フレー
ムの枠に枠体を結合するために、アンカーを枠に打ち込
むなどの煩雑な作業を行う必要があり、また、耐震性フ
レームが枠体を有するので、構成が大がかりになり、外
観が良くない。第３には、建築物のフレームの強度や変
形性能を向上させるためにブレースなどの補強材を取り
付けると、地震時に、補強しなかった部位に過大な力が
加わって破断する虞がある。このことは、主体構造が充
分な変形性能を有していないときに特に顕著である。こ
のため、場合によっては、フレーム全体にわたって補強
材を取り付ける必要が生じてコストが嵩むことがある。
以上のような事情に照らして、本発明の目的は、建築物
の使用者が、耐震補強工事の期間に建築物を継続して使
用することができ、しかも経済的な手段により耐震補強
してなる外観の良い耐震性平面フレーム及び耐震性建築
物、更にはこれらを施工する耐震補強方法を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討の
結果、フレームに加えられる歪みエネルギーを吸収する
エネルギー吸収ダンパを用い、建築物のフレームを補強
して耐震性平面フレームを形成することを考えついた。
上記目的を達成するために、本発明に係る耐震性平面フ
レームは、既設の建築物を補強する平面状の構造の耐震
性平面フレームであって、 既設の建築物の外壁を構成す
る柱及び梁からなる平面フレームと、平面フレームの外
側に取り付けられ、平面フレームの１つの枠の対向する
枠角部同士を結ぶブレース、又は平面フレームの外側に
取り付けられ、平面フレームの１つの枠を形成している
枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜め方向の２個の枠
角部とを結ぶＶ型ブレースと、枠とブレースとの間に配
置されているか、又は１本のブレースを構成する２本の
ブレース部材間に配置され、ブレースの軸方向に加えら
れた歪みエネルギーを吸収する少なくとも１個のエネル
ギー吸収ダンパとを備え、 エネルギー吸収ダンパは、軸
方向がブレースの軸方向に一致するようにブレース又は
ブレース部材の一端に結合された摩擦棒と、 摩擦棒を貫
通させている貫通孔を有し、かつ、貫通孔内周面に、摩
擦棒との間で摩擦摺動する摩擦壁を有する摩擦部材と、
一端で摩擦部材を保持し、摩擦部材を介して摩擦棒に接
続し、他端でブレース部材又は耐震性平面フレームの枠
に結合している摩擦部材保持体と から構成され、 平面フ
レームの歪み発生時に、摩擦棒が貫通孔に対し進行又は
退行して摩擦部材との間に摩擦熱を発生させることによ
り歪みエネルギーを吸収するようにしたことを特徴とし
ている。

【０００８】また、本発明に係る耐震性立体フレーム
は、既設の建築物の外壁を構成する柱及び梁により形成
された建築物補強用耐震性立体フレームであって、少な
くとも一つの耐震性平面フレームを耐震性立体フレーム
の一部として備え、 耐震性平面フレームは、既設の建築
物の外壁を構成する柱及び梁からなる平面フレームと、
平面フレームの外側に取り付けられ、平面フレームの１
つの枠の対向する枠角部同士を結ぶブレース、又は平面
フレームの外側に取り付けられ、平面フレームの１つの
枠を形成している枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜
め方向の２個の枠角部とを結ぶＶ型ブレースと、枠とブ
レースとの間に配置されているか、又は１本のブレース
を構成する２本のブレース部材間に配置され、ブレース
の軸方向に加えられた歪みエネルギーを吸収する少なく
とも１個のエネルギー吸収ダンパと を備え、 エネルギー
吸収ダンパは、軸方向がブレースの軸方向に一致するよ
うにブレース又はブレース部材の一端に結合された摩擦
棒と、 摩擦棒を貫通させている貫通孔を有し、かつ、貫
通孔内周面に、摩擦棒との間で摩擦摺動する摩擦壁を有
する摩擦部材と、 一端で摩擦部材を保持し、摩擦部材を
介して摩擦棒に接続し、他端でブレース部材又は耐震性
平面フレームの枠に結合している摩擦部材保持体と から
構成され、 平面フレームの歪み発生時に、摩擦棒が貫通
孔に対し進行又は退行して摩擦部材との間に摩擦熱を発
生させることにより歪みエネルギーを吸収するようにし
たことを特徴としている。

【０００９】また、本発明に係る耐震性建築物は、建築
物の少なくとも１面の外壁が耐震性平面フレームで補強
された既設の建築物であって、耐震性平面フレームが、
建築物の外壁を構成する柱及び梁の外側にそれぞれ取り
付けられた柱及び梁からなる平面状の構造の平面フレー
ムと、平面フレームの１つの枠の対向する枠角部同士を
結ぶブレース、又は平面フレームの１つの枠を形成して
いる枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜め方向の２個
の枠角部との間を結ぶＶ型ブレースと、枠とブレースと
の間に配置されているか、又は１本のブレースを構成す
る２本のブレース部材間に配置され、ブレースの軸方向
に加えられた歪みエネルギーを吸収する少なくとも１個
のエネルギー吸収ダンパとを備え、 エネルギー吸収ダン
パは、軸方向がブレースの軸方向に一致するようにブレ
ース又はブレース部材の一端に結合された摩擦棒と、 摩
擦棒を貫通させている貫通孔を有し、かつ、貫通孔内周
面に、摩擦棒との間で摩擦摺動する摩擦壁を有する摩擦
部材と、 一端で摩擦部材を保持し、摩擦部材を介して摩
擦棒に接続し、他端でブレース部材又は耐震性平面フレ
ームの枠に結合している摩擦部材保持体と から構成さ
れ、 平面フレームの歪み発生時に、摩擦棒が貫通孔に対
し進行又は退行して摩擦部材との間に摩擦熱を発生させ
ることにより歪みエネルギーを吸収するようにしたこと
を特徴としている。

【００１０】外壁は、窓を有する壁体でも、窓を有しな
い壁体でも良い。窓は、通常、サッシ内に窓ガラスを組
み込んだものである。以上の構成により、既設の建築物
を耐震補強して本発明に係る耐震性建築物にする場合、
窓ガラスやサッシの付いた窓を従来のように取り外さな
くて済む。また、建築物の使用者は、工事の間、建築物
を継続して使用することができ、しかも取り付け部は簡
素で、外観が良い。

【００１１】摩擦部材保持体とフレーム、又はフレーム
とブレース部材とを結合する結合方式の一例としては、
複数枚の鋼板を溶接してなる箱形状の定着台を介し、ブ
レース端部又は摩擦部材保持体をフレームにＰＣ鋼棒に
より締め付けて剛接するＰＣ鋼棒締め付け方式である。
また、別の一例としては、あと施工アンカーを用いて剛
接するあと施工アンカー方式である。ブレースは、一例
としては、一般構造用炭素鋼管であり、また、別の一例
としては、機械構造用炭素鋼鋼管である。機械構造用炭
素鋼鋼管であると、肉厚が厚いゆえ外径が細く、デザイ
ンの点で優れている。耐震性平面フレームは、Ｖ型ブレ
ース形式でもＸ型ブレース形式でもよく、特に限定しな
い。摩擦棒、摩擦部材、及び摩擦部材保持体の寸法形状
は、摩擦力（摩擦棒を摩擦壁に対して進行又は退行させ
るのに必要な力。以下、ダンパ強度と記載）が摩擦棒の
軸方向に加わっても、摩擦棒が座屈や圧縮破壊しないよ
うな充分な強度を有するように決定する。これにより、
地震時に耐震性フレーム又は耐震性建築物に加えられる
歪みエネルギーは、摩擦により発生する熱に変換される
ので、耐震性フレームに加わる歪みエネルギーが低減さ
れる。

【００１２】従来行われてきた実験により、せん断補強
筋の本数の少ない柱は、層間変形角Ｒが所定値（１／１
００から１／２００程度）に達すると、せん断破壊する
ことが知られている。ここで、層間変形角Ｒとは、 Ｒ＝ｒδ_max／Ｌ ｒδ_max：ある階の床と、その１階上の階の床との水平
方向最大変位差（その階の層間変位） Ｌ：上記のある階の床と、その１階上の階の床との高さ
差 である。ある階とは、１階から最上階までのうち、何れ
かの階である。

【００１３】本発明に係る耐震性立体フレーム又は耐震
性建築物を形成するには、地震波形の水平成分を想定
し、フレーム又は建築物の想定される層間変形角Ｒが所
定値以下になるように、本発明に係る耐震性平面フレー
ムを立体フレーム又は建築物に形成する。立体フレーム
及び建築物は、既設のものでも、新規に製作するもので
も、どちらでもよい。

【００１４】耐震性立体フレーム又は耐震性建築物の想
定される層間変形角Ｒが所定値以下になるようにする一
例の方法（以下、第１方法と記載）を以下に記載する。
先ず、ブレースの断面形状及び断面寸法と、エネルギー
吸収ダンパのダンパ強度とをパラメータとして与える。
次いで、地震波形の水平成分を想定し、立体フレーム又
は建築物の形状及び寸法に基づいて、立体フレーム又は
建築物に加わる地震外力の重心（以下、地震重心と記
載）の水平方向の最大変位δ_max値を解析計算により求
め、立体フレーム又は建築物が、下記に示す変形角Ｒ’
を所定値以下にする本発明に係る耐震性平面フレームを
備えているようにする。 Ｒ’＝δ_max／ｈ ｈ：地面と立体フレーム又は建築物の地震重心との高さ
差 建築物が破壊するまでは、上記の変形角と層間変形角と
は同じ値を示すことが知られている。よって、想定した
地震波形が仮に生じても、第１方法によって耐震補強さ
れた本発明に係る耐震性立体フレーム又は耐震性建築物
は、水平揺れにより倒壊することはない。

【００１５】また、耐震性立体フレーム又は耐震性建築
物の想定される層間変形角Ｒが所定値以下になるように
する別の一例の方法（以下、第２方法と記載）を以下に
記載する。先ず、立体フレーム又は建築物の構造から下
記に示すＭ、Ｑ_str、α_str、の値を算出する。 Ｍ：エネルギー吸収ダンパ付きブレースも含めた立体フ
レーム又は建築物の全重量 Ｑ_str：立体フレーム又は建築物の最大許容負担せん断
力 α_str：Ｑ_str／Ｍ・ｇ （ｇは重力加速度） 次いで、地震波形の水平成分を想定し、そのときの下記
に示すＡ及びＢの所定値を与える。 Ａ：立体フレーム又は建築物のエネルギー消費効率 Ｂ：エネルギー吸収ダンパのエネルギー消費効率 次いで、上記地震波形の水平成分を想定したときの、エ
ネルギー吸収ダンパの負担せん断力Ｑ_dev値をパラメー
タとして与え、各Ｑ_dev値について、（１）式から立体
フレーム又は建築物の地震重心の水平方向の最大変位δ
_max値を求める。 δ_max＝Ｖ_EK ²／｛２ｇ（Ａ・α_str＋Ｂ・α_dev）｝ （１）式 α_dev＝Ｑ_dev／Ｍ・ｇ Ｖ_EKは、履歴消費エネルギー等価速度と呼ばれる値で、
解析計算により求められ、地震強度により決定される一
定の値である。Ｖ_EKは、想定した地震波形の水平成分に
より耐震性平面フレームに加えられる歪みエネルギーＥ
Ｋにより以下の式で表される値である。 ＥＫ＝（Ｍ・Ｖ_EK ²）／２ 次いで、下記に示す変形角Ｒ’を所定値以下にするＱ
_dev値を選定し、このＱ_{d ev}値を満たすブレース及びエネ
ルギー吸収ダンパを有する耐震性平面フレームを立体フ
レーム又は建築物に形成する。 Ｒ’＝δ_max／ｈ ｈ：地面と立体フレーム又は建築物の地震重心との高さ
差

【００１６】これにより、想定した地震波形が仮に生じ
ても、第２方法によって耐震補強された本発明に係る耐
震性立体フレーム又は耐震性建築物は、水平揺れにより
倒壊することはない。尚、主体構造に耐震性平面フレー
ムを設けて耐震性主体構造を形成するには、耐震性立体
フレームを形成するのと同様にして行う。

【００１７】耐震性校舎についての、第１方法による解
析計算例及び第２方法による計算例 本発明者は、既設の校舎の主体構造に本発明に係る好適
な耐震性平面フレームを形成した耐震性主体構造につい
て、第１方法による解析計算（以下、この解析計算値を
解析値と言う）と、第２方法による計算（以下、この計
算値を予測値と言う）とを行った。ここで、既設の校舎
とは耐震補強のされていない校舎を意味する。尚、後述
の実施例は、本解析値及び本予測値に基づいて実施して
いる。

【００１８】図１４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、解
析対象の既設校舎の主体構造を示す正面図及び平面図で
あり、図１５は、既設校舎の主体構造を耐震補強してな
る耐震性主体構造３９の正面図である。既設の校舎３０
の主体構造３１は、図１４（ａ）に示すように、地上４
階建てで８×１スパンのＲＣ造ラーメン構造であり、
柱、梁及び耐震壁とから構成される。尚、校舎３０の建
設年代は、昭和３０年代である。各階の柱３４は、柱せ
い（桁行き方向の横幅）Ｄが６５cm、柱幅（はり間方向
の横幅）ｂが６０cm（Ｍ／ＱＤ＝２．１７、帯筋：９φ
−ピッチ２５０、ここで、Ｍは曲げモーメント、Ｑはせ
ん断力を示す）である（図３参照）。また、柱３４Ａと
桁行き方向に隣り合う柱３４Ｂとの中間位置には、横梁
３２Ａに直交する横梁３３が設けられている。柱３４Ａ
と柱３４Ｂとの距離ｄ₁は７０００mm、柱３４Ａと梁間
方向に隣り合う柱３４Ｃとの距離ｄ₂は８６００mmであ
る。校舎３０の桁行き方向の全長ｄ₃は４９０００mmで
ある。桁行き方向の横梁３２Ａは、断面形状がＴ型の梁
で、梁せい（梁の高さ）が８００mm、梁幅（はり間方向
の横幅）が３５０mm（中央肋筋：９φ−ピッチ３００、
ｐｗ＝０．１２％）である。桁行き方向の横梁３２Ａ
と、その直ぐ下に平行に位置する横梁３２Ｂ（図２参
照）との距離ｄ₄は、３６００mmである。柱３４と横梁
３２とにより、平面フレーム４７が形成されている。ま
た、柱と横梁によって形成される枠の内側には、サッシ
付き窓ガラス４３が設けられている。尚、主体構造３１
の地震重心の高さｈは、４階床の高さ１０８００mmとほ
ぼ同じになっている。よって、δ_maxは、４階床の水平
方向の最大変位と同じである。

【００１９】エネルギー吸収ダンパを有するエネルギー
吸収ダンパ付きブレース４０は、図１５に示すように、
平面フレーム４７が耐震性平面フレームに形成されるよ
うに、平面フレーム４７の各枠内にＶ型ブレースとして
設けられている。

【００２０】本解析計算例では、まず、EL Centro＜Ｎ
Ｓ＞波（最大加速度が５３４gal、地面の振動している
時間が５３．９secの横揺れ）で地動最大速度５０cm/s
の地震（震度６〜７程度に相当）が生じた場合を想定し
て解析計算した。地震による主体構造及びエネルギー吸
収ダンパの荷重変位関係の履歴モデルは、それぞれ、武
田モデル及びバイリニアモデルとした。柱については、
１階柱壁脚を固定とし、柱のせん断力がせん断耐力に達
したとき柱頭、柱脚に曲げヒンジを発生させ、その耐力
を保持させる擬似せん断降伏モデルを採用した。柱及び
梁の曲げ耐力は日本建築学会略算式、せん断耐力は荒川
ｍｉｎ式で算定し、降伏時の剛性低下率は管野式とし
た。また、Newmark-β法（β＝１／６）を用い、解析で
の時間刻み幅は０．００５秒とした。尚、本明細書で
は、主体構造の剛性とは、地震重心に水平方向の単位力
を加えたときに、主体構造の地震重心に生じる水平方向
の変位と前記単位力との比Ｐ₁（t/cm）である。また、
耐震性主体構造の剛性とは、地震重心に水平方向の単位
力を加えたときに、耐震性主体構造の地震重心に生じる
水平方向の変位と前記単位力との比Ｐ₂（t/cm）であ
る。更に、両者の剛性比とは、（Ｐ₂−Ｐ₁）／Ｐ₁の値
のことである。

【００２１】解析計算では、エネルギー吸収ダンパの摩
擦棒をダイスに対して進退動させるのに必要な力（以
後、ダンパ強度と記載）をパラメータとして変化させ
た。エネルギー吸収ダンパ付きブレースを取り付ける前
の主体構造３１についても、ダンパ強度０tfとして解析
した。解析条件及び解析値を表１に示す。

【表１】 図１６は、表１に基づいて作成した図である。図１６
で、黒丸は４階床についての解析値であり、白丸は２階
床についての解析値である。また、応答予測式による予
測値も、４階床についての予測値を太破線で、２階床に
ついての予測値を細破線で、併せて図１６に示す。２階
床についての予測値は、４階床についての予測値を１／
３倍したものである。尚、図１６で、１階の層間変形角
の値は、解析値では白丸で、予測値では細破線で示され
た値である。図１６から判るように、解析値と予測値と
はよく一致した。また、ダンパ強度を１０．２ｔｆ以上
にすると、耐震性主体構造３９のδ_maxを１．８cm以内
に、すなわち層間変形角を１８mm／３６００mm以内、つ
まり所定値以内に抑えることが可能なことも判った。

【００２２】次いで、ダンパ強度を１０．２tfの一定値
にし、ブレース断面積をパラメータとして、すなわち主
体構造３１の剛性と耐震性主体構造３９の剛性との剛性
比をパラメータとして変化させて解析した。主体構造３
１についても、ブレース断面積を０cm²として解析し
た。解析条件及び解析値を表２に示す。

【表２】 図１７は、表２を基づいて作成した図である。図１６と
同様、図１７では、黒丸は４階床についての、白丸は２
階床についての解析値を示し、１階の層間変形角の解析
値は、白丸で示す。図１７に示すように、ブレース断面
積が２８cm²以上、すなわち前記剛性比が０．６３以上
あれば、δ_maxは、無補強時に比べて半分程度に低減さ
れ、よって、層間変形角も無補強時に比べて半分程度に
低減されることが判った。また、剛性比が０．６３以上
に上がっても層間変形角はあまり変化しないことも判っ
た。

【００２３】尚、Taft＜ＥＷ＞波（最大加速度が４９
６．８gal、地面の振動している時間が５４．６secの水
平揺れ）、Hachinohe＜ＥＷ＞波（最大加速度が２５
５．４gal、地面の振動している時間が３６．１secの水
平揺れ）で地動最大速度５０cm/sの地震が生じた場合を
想定して、エネルギー吸収ダンパ付きブレース４０を取
り付ける前の主体構造３１について、同様にして、解析
値及び予測値を求めた。この結果、EL Centro＜ＮＳ＞
波での計算結果と同様に、解析値と予測値とがよく一致
した。よって、応答予測式（１）は、EL Centro＜ＮＳ
＞波だけでなく、Taft＜ＥＷ＞波、Hachinohe＜ＥＷ＞
波でも、正しい予測値が求められることが確認された。

【００２４】また、本発明方法に係る耐震性建築物の構
築方法は、請求項３に記載の耐震性建築物の構築方法で
あって、複数本の柱及び梁を既設の集合住宅の外側に設
けて剛接することにより平面フレームを形成する第１工
程と、次いで、平面フレームの１つの枠の対向する枠角
部同士を結ぶブレース、又は平面フレームの１つの枠を
形成している枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜め方
向の２個の枠角部とを結ぶＶ型ブレースと、枠とブレー
スとの間に配置されているか、又は１本のブレースを構
成する２本のブレース部材間に配置され、ブレースの軸
方向に加えられた歪みエネルギーを吸収する少なくとも
１個のエネルギー吸収ダンパとを設ける第２工程とを備
えたことを特徴としている。柱及び梁としては、それぞ
れ、鉄骨柱及び鉄骨梁を用いることが多い。本発明方法
により、耐震補強工事の期間、居住者は、建築物を継続
して使用することができ、退去する必要がない。好適に
は、第２工程では、平面フレームの１つの枠の対向する
枠角部同士を結ぶブレース、又は平面フレームの１つの
枠を形成している枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜
め方向の２個の枠角部との間に、ブレース及びエネルギ
ー吸収ダンパを予め一体に製作してなるエネルギー吸収
ダンパ付きブレースを設ける。これにより、施工時間が
短縮される。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下に、実施例を挙げ、添付図面
を参照して、本発明の実施の形態を具体的かつより詳細
に説明する。実施例１ 本実施例は、第１又は第２方法により、本発明に係る耐
震性平面フレームを既設の建築物に形成してなる本発明
に係る耐震性建築物の例である。本実施例では、建築物
は既設の校舎３０で、耐震性建築物は校舎３０を耐震補
強してなる耐震性校舎であり、エネルギー吸収ダンパ及
びブレースの仕様は、前述の解析値及び予測値に基づき
決定する。図１は、本実施例の耐震性校舎３８の正面図
である。耐震性校舎３８は、EL Centro＜ＮＳ＞波の５
０cm/s程度の水平揺れ成分を有する地震が生じても倒壊
しないように、前述の解析値及び予測値に基づいて設計
された耐震用平面フレームを、校舎３０の主体構造３１
にＶ型ブレースで形成したものである。尚、校舎３０の
サッシ付き窓ガラス４３は正面の外壁を形成しており、
サッシ付き窓ガラス４３の外側にベランダ３５（図１及
び図４参照）を有している。

【００２６】図２から図５は、それぞれ、本実施例の耐
震性校舎を正面から見た部分側面拡大図、矢視Ｉ−Ｉ断
面図、矢視ＩＩ−ＩＩ断面図、及び矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ
断面図である。耐震性校舎３８の外壁を形成しているサ
ッシ付き窓ガラス４３の外側には、エネルギー吸収ダン
パ付きブレース４０が設けられており、平面フレーム４
７は耐震性平面フレーム４７’にされている。エネルギ
ー吸収ダンパ付きブレース４０Ａは、図２に示すよう
に、ブレース４１の一端４１Ａにエネルギー吸収ダンパ
４２が設けられたものであり、エネルギー吸収ダンパ４
２の端部は、横梁３２Ｂの、柱３４Ａ、Ｂの中間に位置
する中央位置３７に剛接されている。ブレース４１のも
う一方の端部４１Ａ’は、横梁３２Ａと柱３４Ａとの接
合部３６Ａに剛接されている。エネルギー吸収ダンパ付
きブレース４０Ａに対となってＶ型ブレースを構成する
エネルギー吸収ダンパ付きブレース４０Ｂは、エネルギ
ー吸収ダンパ付きブレース４０Ａと同様の構成であり、
両端部が、中央位置３７、及び横梁３２Ａと柱３４Ｂと
の接合部３６Ｂに、それぞれ、剛接されている。

【００２７】エネルギー吸収ダンパ 図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、エネルギー吸収ダ
ンパ４２の構成を示す正面断面図及び側面図である。エ
ネルギー吸収ダンパ４２は、軸方向がブレースの軸方向
に一致するようにブレースの一端に結合された摩擦棒４
４を有する雄部４６と、摩擦棒４４を貫通させて保持す
る雌部４８とから構成される。摩擦棒４４の材質はステ
ンレス鋼又はリン青銅で、直径Ｄ₁が４９．３mm、長さ
ｌ₁が３００mmである。雄部４６は、摩擦棒４４と、ブ
レース４１の一端に４本のボルトにより固定され、中心
に摩擦棒４４の端部がねじ結合される矩形平板５０と、
後述する筒状保持部を案内するように矩形平板５０に溶
接された筒状案内部５２とから構成される。筒状案内部
５２は、エネルギー吸収ダンパ４０に地震により荷重が
加わっても変形することがないように、外径Ｄ₂が１９
０mmφ、内径Ｄ₃が１６０mmφの一般構造用炭素鋼管で
製造されている。

【００２８】雌部４８は、摩擦棒４４を貫通させている
貫通孔５４を有し、かつ、貫通孔内周面に、摩擦棒との
間で摩擦摺動する摩擦壁４５を有する摩擦部材５６と、
一端で摩擦部材５６を保持し、摩擦部材５６を介して摩
擦棒４４に接続し、他端で主体構造３１のフレームに結
合している摩擦部材保持体６２とを備えている。摩擦部
材５６の材質は機械構造用炭素鋼鋼材又は炭素工具鋼鋼
材である。摩擦部材５６の形状は円柱状で、軸方向高さ
ｈ’は８０mmである。摩擦部材保持体６２の材質は一般
構造用圧延鋼材である。摩擦部材保持体６２は、筒状
で、内側に摩擦部材５６を保持し、筒状案内部５２の内
側に係合して挿入される保持部６４を有している。保持
部６４の内側には、摩擦部材５６の上面５７を保持部６
４の先端から深さｄ_ep＝４０mmだけ深く位置するように
摩擦部材５６の底面を支える摩擦部材押さえ部６３が形
成されている。保持部６４の寸法は、外径Ｄ₃が１６０m
m、摩擦部材押さえ部６３を形成している部分の肉厚ｔ₃
が２２．５mmである。また、摩擦部材保持体６２は、保
持部６４の先端にねじ結合され、摩擦部材５６が保持部
６４から抜け出ることを防止する摩擦部材押さえ６５を
備えている。摩擦部材押さえ６５は、その中心に摩擦棒
４４が貫通する貫通穴を有している。更に、摩擦部材保
持体６２は、保持部６４の基端に溶接され、矩形平板５
０と同じ構成の矩形平板６６を備えている。ブレース４
１、摩擦棒４４、摩擦部材５６、保持部６４、及び摩擦
部材押さえ６３の中心軸は、全て一致している。

【００２９】矩形平板６６のもう一方の面には、ブレー
ス４１と同じ断面形状を有する鋼管６８が、その中心軸
を上記中心軸に一致するようにして接合されている。
尚、鋼管６８の端部６７と、ブレース４１のエネルギー
吸収ダンパ４０を有しない側の端部６９とには、それぞ
れ、半球７０が接合されている（図７（ａ）参照）。

【００３０】雄部４６と雌部４８とは、摩擦棒４４の先
端７１と摩擦部材５６の底面との間隔ｄ₅が１００mmに
なるように係合して挿入されている。尚、先端７１と矩
形平板６６との間隔、及び摩擦部材押さえ６５の先端と
矩形平板５０との間隔ｄ₆は、何れも１００mmである。
摩擦棒４４と摩擦壁４５とに作用しているダンパ強度
は、前述の解析値及び予測値に基づき、柱３４をせん断
破壊させないのに充分な２０tfとする。

【００３１】エネルギー吸収ダンパ端部と校舎の主体構
造との剛接手段 図７（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、エネルギー吸収ダ
ンパ４０と中央位置３７との剛接手段を示す側面部分拡
大図、矢視ＩＶ−ＩＶから見た図、及び矢視Ｖ−Ｖから
見た図であり、図８は、矢視ＶＩ−ＶＩから見た図であ
る。剛接手段は、横梁３２に４本のＰＣ鋼棒７２により
剛接された定着台７４、及び、定着台７４と鋼管６８と
を剛接するガセットプレート部７６から構成される。

【００３２】定着台７４は、２枚のブラケット７８Ａ、
Ｂと、両ブラケットの中央位置に接合された鋼板７９と
を有し、断面形状がＨ形鋼に似たようなものである（図
７（ａ）、図８参照）。ブラケット７８Ａは、矩形平板
で、横梁３２から距離ｄ₇＝２０mmだけ離れて位置して
おり、定着台７４と横梁３２との間には、グラウト材７
５が入れられている。また、ブラケット７８Ｂは、矩形
平板の上部両端を斜めにカットしたもので、ブラケット
７８Ａとの間隔ｄ₈は、図８に示すように、１５０mmで
ある。

【００３３】ＰＣ鋼棒７２は、図７（ａ）に示すよう
に、定着台７４を貫通して、横梁３２に定着台７４を剛
接する４本の鋼棒からなる。貫通位置は、地震が発生し
ても剛接状態を保つように、桁行き方向に互いに距離ｄ
₉＝４９０mm、高さ方向に互いに距離ｄ₁₀＝１５０mmだ
け離れ、定着台７４の中心線７７に対して左右対称の位
置である。定着台７４は、ブラケット７８Ａと横梁３２
との間に作用する圧縮応力が２０kgf/cm²になるよう
に、ＰＣ鋼棒７２により締め付けられている。

【００３４】ガセットプレート部７６は、図７（ｂ）に
示すように、半球７０を貫通し、鋼管６８の矩形平板６
６近傍に至るまで挿入されて溶接された第１プレート８
２と、第１プレートとブラケット７８Ｂとを剛接する第
２プレート８４とから構成される。第２プレート８４
Ａ、Ｂは、第１プレート８２の端部及びブラケット７８
Ｂの該カット部の両面を挟むようにして４本のボルト８
３により結合されている。

【００３５】エネルギー吸収ダンパを有しないブレース
端部と校舎の主体構造との剛接手段 図９は、ブレース４１のエネルギー吸収ダンパを有しな
い端部４１Ａ’と接合部３６Ａとの剛接手段を示す側面
部分拡大図である。剛接手段は、４本のＰＣ鋼棒８５に
より横梁３２に剛接された第２定着台８６、及び、ガセ
ットプレート部７６と同じ構成であって第２定着台８６
とブレース４１とを剛接するガセットプレート部８８と
から構成される。

【００３６】第２定着台８６は、定着台７４と同様、２
枚のブラケット７６Ａ、Ｂと、両ブラケットに等間隔で
接合された複数枚の鋼板（図示せず）と、ブラケット７
６Ａ、Ｂを貫通して横梁３２に剛接するＰＣ鋼棒８５と
から構成される。ブラケット７６Ａは、矩形平板であ
り、ブラケット７６Ｂは、図９に示すように、ブラケッ
ト７６Ａに比べ、中心位置３７に近い端部が中心位置３
７に向けて長いように形成された平板である。ＰＣ鋼棒
８５の貫通位置は、図９に示すように、地震が発生して
も剛接状態を保つように、桁行き方向に互いに距離ｄ₁₁
＝２１２mm、高さ方向に互いに距離ｄ ₁₂＝２５０mmだけ
離れ、左右対称になるような位置である。

【００３７】エネルギー吸収ダンパ付きブレースの寸法 エネルギー吸収ダンパ付きブレースの長さについては、
図２に示すように、エネルギー吸収ダンパ付きブレース
４０Ａ、Ｂの互いの中心軸の交点Ｐ₁と、ＰＣ鋼棒８５
のうちブレース４０の端部４１Ａ’に最も遠くに位置す
るＰＣ鋼棒８５Ａとの距離ｌ₂が４７５４mm、鋼管６８
の端部６７とブレース４１の端部６９との距離ｌ₃が３
５６９mmになるようにされている。また、ブレース４１
の管径は、前述の解析値及び予測値により、断面積が２
８cm²以上の一般構造用炭素鋼管を用いることを考慮
し、外径１６５．２mmφ、肉厚７mmで、断面積が３４．
７９cm²のブレースを用いる。

【００３８】EL Centro＜ＮＳ＞波の５０cm/s程度（震
度６〜７程度）の地震が発生して耐震性校舎３８に歪み
エネルギーが加えられると、柱３４が傾斜し、この結
果、摩擦棒４４は、摩擦部材５６に対し進行又は退行し
て摩擦熱が発生する。よって、歪みエネルギーの一部は
摩擦熱に変換され、耐震性校舎３８に加えられる歪みエ
ネルギーは減少し、耐震性校舎３８の耐震性平面フレー
ム４７’の層間変形角は所定値以下となる。よって、上
記程度の規模の地震が仮に発生しても、耐震性校舎３８
は倒壊しない。

【００３９】本実施例では、既設の校舎３０の外壁であ
るサッシ付き窓ガラス４３の外側にエネルギー吸収ダン
パ付きブレースを取り付けているので、サッシ付き窓ガ
ラス４３を取り外すことなく容易に工事を行うことがで
き、取り付け部は簡素で、外観が良い。また、工事の
間、校舎３０を継続して使用することができる。また、
エネルギー吸収ダンパ付きブレースはＶ型ブレースなの
で、違和感を抑えることができ、しかも、耐震性校舎３
８の傾斜時に歪みエネルギーが効率よくエネルギー吸収
ダンパ４２に吸収される。

【００４０】実験例及び実験に用いた耐震性平面フレー
ムの解析例 本実験例及び本解析例は、実施例１のエネルギー吸収ダ
ンパ４０に比べ、構成部位の材質及び構成原理は同じで
寸法形状が小さいエネルギー吸収ダンパ９０を用い、解
析値と実験値とがよい対応を示すことを確認した例であ
る。図１０は、本実験例及び本解析例に用いた耐震性平
面フレームの平面図である。耐震性平面フレーム９２
は、図１０に示すように、３本の柱９３Ａ〜Ｃに３本の
横梁９４Ａ〜Ｃを、柱間距離及び横梁間距離が均等にな
るように剛接した鉄筋コンクリート造試験体９５に、実
施例１と同様に、エネルギー吸収ダンパ９０をＶ型ブレ
ース形式で縦２段、横２段に剛接したものである。最下
段に位置する横梁９４Ｃは、その下のコンクリート体９
６に固定されている。

【００４１】柱間の距離ｄ₁₃は何れも２３４０mm、横梁
間距離ｄ₁₄は何れも１２２５mmである。柱９３は、断面
寸法が２００mm×２２０mm、主筋（ｐｇ（％））が１４
−Ｄ１０（２．２７）、せん断補強筋（ｐｗ（％））が
φ４−ピッチ１５０（０．０８）である。２階の横梁９
４Ｂは、断面寸法が１６０mm×２９０mm、主筋（ｐｇ
（％））が７−Ｄ１０（１．２０）、せん断補強筋（ｐ
ｗ（％））がφ４−ピッチ８０（０．２０）である。鉄
筋コンクリート造試験体９５の剛性と、エネルギー吸収
ダンパ付きブレース９１を有する鉄筋コンクリート造試
験体の剛性との剛性比は、１．３５である。

【００４２】以下、エネルギー吸収ダンパ９０の構成を
説明する。尚、構成部位は、エネルギー吸収ダンパ４０
と同じ名称を用いる。エネルギー吸収ダンパ９０は、エ
ネルギー吸収ダンパ４０に比べ、摩擦棒はリン青銅製
で、外径は２０mmφである。雄部の筒状案内部は、一般
構造用圧延鋼材で、外径が１００mm、内径が８５mmであ
る。摩擦部材保持体は、摩擦部材上面が先端から距離２
５mmだけ深く位置して摩擦部材を保持するようにされて
いる。保持部の外径は８５mmである。

【００４３】本実験例及び本解析例では、EL Centro＜
ＮＳ＞波の５０cm/sの水平揺れ地震が発生したことに相
当するように、３階の横梁９４Ａの両端に、横梁９４Ａ
に水平方向すなわち紙面に向かって左右に水平方向の荷
重Ｑtfを加え、耐震性平面フレーム９２の柱９３Ｂと横
梁９４Ａとの交点Ｐ₂の水平方向変位ｘmmを測定及び解
析計算した。図１１、図１２は、それぞれ、水平方向荷
重Ｑtfと水平方向変位ｘmmとの関係を示す履歴曲線の実
験値及び解析値を示す図である。また、図１３は、時刻
と水平方向変位ｘmmとの関係を示す図である。図１３
で、実線曲線は実験値、破線曲線は解析値を示す。図１
２、図１３により、解析値と実験値は良く対応している
ことが確認された。

【００４４】実施例２ 本実施例は、本発明方法の一実施例であり、既設の集合
住宅のバルコニー外側に耐震性平面フレームを設ける耐
震補強例である。本実施例で耐震性集合住宅とは、既設
の集合住宅のバルコニー外側に耐震性平面フレームを設
けたものを言う。図２１（ａ）から（ｃ）は、それぞ
れ、本実施例で施工された耐震性集合住宅の部分正面
図、バルコニーの構成を示す部分平面断面図、及び、矢
視ＶＩＩ−ＶＩＩから見たエネルギー吸収ダンパ付きブ
レースの部分平面図である。また、図２２及び図２３
は、それぞれ、剛接された鉄骨柱及び鉄骨梁を示す側面
断面図である。図２１（ａ）では、簡単のため耐震性平
面フレームのみ描いている。図２１（ｂ）は、図２３の
矢視ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩの部分平面断面図であり、溝９
６（図２２、図２３参照）に相当する箇所を一点鎖線で
描いている。ケミカルアンカーは、後施工アンカーとも
呼ばれ、アンカーを固定する際に接着剤が用いられてい
る。また、簡単のため、図２１（ｂ）では耐震性平面フ
レームを構成するＶ型ブレースを省略して、図２１
（ｃ）では鉄骨柱及び鉄骨梁を省略して、それぞれ描い
ている

【００４５】耐震性平面フレーム９９は、図２１（ａ）
に示すように、等間隔に設けられた複数本の垂直な鉄骨
柱１０２、及び、鉄骨柱１０２に水平に接合された複数
本の鉄骨梁１０４と、鉄骨柱１０２及び鉄骨梁１０４に
よって形成される各平面フレーム内に設けられたＶ型ブ
レース１０６とから構成される。耐震性平面フレーム９
９は、前述のケミカルアンカー１００（以下、アンカー
１００と言う）により、バルコニー９８の下端部外側に
剛接されている。アンカー１００の高さ位置は、バルコ
ニー９８の手摺９７の下端に設けられた溝９６よりも低
い（図２２、図２３参照）。Ｖ型ブレース１０６は、図
２１（ａ）に示すように、各平面フレームの枠を形成し
ている枠下辺部中央１０８と枠角部１１０Ａ、Ｂとの間
をそれぞれ結ぶエネルギー吸収ダンパ付きブレース１１
２Ａ、Ｂと、エネルギー吸収ダンパ付きブレース１１２
Ａ、Ｂを枠下辺部中央１０８にそれぞれ剛接する下端剛
接部１１４Ａ、Ｂ、及び、枠角部１１０Ａ、Ｂにそれぞ
れ剛接する上端剛接部１１６Ａ、Ｂとを備えている。

【００４６】エネルギー吸収ダンパ付きブレース１１２
Ａは、ブレース１２０と、ブレース１２０の下端に接合
されたエネルギー吸収ダンパ４２（実施例１と同じも
の）とから構成される（図２１（ａ）及び（ｃ）参
照）。エネルギー吸収ダンパ付きブレース１１２Ｂの構
成も同様である。

【００４７】下端剛接部１１４Ａは、図２１（ｃ）に示
すように、エネルギー吸収ダンパ４２の一端に接合され
た鋼管１２２と、鋼管１２２の下端に付けられた半球１
２４と、鋼管１２２及び枠下辺部中央１０８に溶接接合
されたプレート部１２５とから構成される。プレート部
１２５は、半球１２４を貫通し、エネルギー吸収ダンパ
４２の近傍にまで鋼管１２２に挿入されて溶接接合され
た第１プレート１２６と、枠下辺部中央１０８に下端で
溶接接合された第２プレート１２８と、第１プレート１
２６の下端部及び第２プレート１２８の上端部を両面か
ら挟んで結合する２枚のプレートからなる第３プレート
１３０とから構成される。第１から第３プレートは何れ
も互いに平行な矩形板であって、第１プレート１２６と
第３プレート１３０、及び、第２プレート１２８と第３
プレート１３０は、それぞれボルト１３２Ａ、Ｂ及びボ
ルト１３４Ａ、Ｂにより相互に結合されている。プレー
ト部１２５の幅方向Ｕ（図２１（ｃ）参照）は、鉄骨梁
１０４の幅方向Ｕ（図２１（ｂ）参照）と同じ方向であ
る。下端剛接部１１４Ｂは下端剛接部１１４Ａと同様の
構成である。

【００４８】上端剛接部１１６Ａの構成は、下端剛接部
１１４Ａとほぼ同様であり、図２１（ａ）に示すよう
に、ブレース１２０の上端に付けられた、半球１２４と
同様の半球１３５と、枠角部１１０Ａに上端で溶接接合
され、半球１３５を貫通してブレースの上端部に挿入さ
れて溶接接合された、プレート部１２５と同様のプレー
ト部１３６とから構成される。プレート部１３６は、第
１、第２及び第３プレートとそれぞれ同様の第４、第５
及び第６プレートから構成される。上端剛接部１１６Ｂ
の構成は、上端剛接部１１６Ａと同じである。

【００４９】既設の集合住宅のバルコニー外側に、耐震
性平面フレーム９９を設けて耐震性集合住宅を施工する
には、先ず、バルコニー９８の下端部外側１３８で、隣
り合うアンカーとの間隔が３００ｍｍ以内の所定位置
に、径１６ｍｍφのアンカー１００を配設する（図２
２、図２３参照）。次いで、鉄骨柱１０２及び鉄骨梁１
０４を固定する後打コンクリート梁１４８を地盤１４０
の中に施工する（図２２参照）。その際、既設の集合住
宅の既設柱１４４の基礎部１４５のコンクリートを削っ
て内部の鉄筋を露出させ、後打ちコンクリート１４８の
鉄筋と基礎部１４５の鉄筋とを接合し、更に、鉄骨柱１
０２の固定用のアンカーボルト１４６を所定位置に配置
した上でコンクリートを固化する。次いで、鉄骨柱１０
２及び鉄骨梁１０４をバルコニー９８の下端部外側１３
８から３０ｍｍ離した状態にして設け、仮止めする。
尚、予め工場で、第２プレート１２８を枠下辺部中央１
０８に、第５プレートを枠角部１１６Ａ、Ｂに、それぞ
れ、何れも所定の向きにして溶接接合しておく。続い
て、鉄骨柱１０２又は鉄骨梁１０４とバルコニー９８の
下端部外側１３８との間にグラウト材を入れて固化し、
平板状で厚さ３０ｍｍのグラウト材１４２を形成する。
更に、ナット１４３で締め付けることにより、グラウト
材１４２を介して鉄骨柱１０２及び鉄骨梁１０４をバル
コニー９８に剛接する（図２２、図２３参照）。

【００５０】次いで、エネルギー吸収ダンパ付きブレー
ス１１２Ａに、鋼管１２２、半球１２４、第１プレート
１２６、半球１３５及び第４プレートが接合されたもの
を設置位置にまで運搬する。続いて、第１プレート１２
６と第２プレート１２８とを第３プレート１３０及びボ
ルト１３２、１３４により剛接して下端剛接部１１４Ａ
を形成し、また、同様にして上端剛接部１１６Ａを形成
する。エネルギー吸収ダンパ付きブレース１１２Ｂも同
様にして剛接する。

【００５１】本実施例により、耐震補強工事の期間、居
住者は、建築物を継続して使用することができ、退去す
る必要がない。

【００５２】図２４は、別の方法で剛接された鉄骨梁を
示す側面断面図である。ケミカルアンカー１００を配設
する代わりに、バルコニー９８の手摺９７の除去工事を
行い、続いて、例えば径１６ｍｍφの通常のアンカー１
５０を所定位置に配置した上で後打コンクリート材１５
２及び手摺１５４を施工し、その後、本実施例と同様に
して耐震性集合住宅を形成してもよい。アンカー１５０
を配置する際、隣り合うアンカーとの間隔（ピッチ）を
例えば６００ｍｍ以内にする。

【００５３】

【発明の効果】本発明に係る耐震性平面フレームは、ブ
レースの軸方向に加えられた歪みエネルギーを吸収する
少なくとも１個のエネルギー吸収ダンパを、平面フレー
ムを構成する枠と枠内のブレースとの間、又はブレース
を構成する２本のブレース部材間に備えている。また、
本発明に係る耐震性建築物は、外壁が、平面フレーム
と、平面フレームの枠の内側に設けられた窓又は壁体
と、窓又は壁体の外側に位置し、枠に結合されているブ
レースと、上記と同様のエネルギー吸収ダンパとを備え
ている。これにより、地震時にブレースに作用する力を
従来に比べて遥かに抑えることができるので、ブレース
断面積を従来に比べて遥かに小さくすることができる。
既設の建築物を耐震補強して本発明に係る耐震性建築物
にする場合には、サッシの付いた窓ガラスや内装材を従
来のように取り外さなくて済み、また、建築物の使用者
は、工事の間、建築物を継続して使用することができ、
更に、取り付け部は簡素で、外観が良い。

【００５４】好適には、エネルギー吸収ダンパが、ブレ
ースの一端に結合された摩擦棒と、摩擦棒との間で摩擦
摺動する摩擦壁を有する摩擦部材と、一端で摩擦部材を
介して摩擦棒に接続し、他端で平面フレームの枠又はブ
レース部材に結合している摩擦部材保持体とから構成さ
れている。これにより、平面フレームの歪み発生時に、
摩擦棒が貫通孔に対し進行又は退行して摩擦部材との間
に摩擦熱を発生させることにより歪みエネルギーが吸収
されるので、耐震性平面フレームに加えられる歪みエネ
ルギーが減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の耐震性校舎の正面図である。

【図２】実施例１の耐震性校舎の部分側面拡大図であ
る。

【図３】矢視Ｉ−Ｉ断面図である。

【図４】矢視ＩＩ−ＩＩ断面図である。

【図５】矢視ＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。

【図６】図６（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、実施例１
のエネルギー吸収ダンパの構成を示す正面断面図及び側
面図である。

【図７】図７（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、実施例１
のエネルギー吸収ダンパと既設の校舎の主体構造との剛
接手段を示す側面部分拡大図、矢視ＩＶ−ＩＶから見た
図、及び矢視Ｖ−Ｖから見た図である。

【図８】矢視ＶＩ−ＶＩから見た図である。

【図９】実施例１で、ブレースのエネルギー吸収ダンパ
を有しない端部と既設の校舎の主体構造との剛接手段を
示す側面部分拡大図である。

【図１０】実験例に用いた耐震性平面フレームの正面図
である。

【図１１】実験例での、水平方向荷重Ｑtfと水平方向変
位ｘmmとの関係を示す実験値である。

【図１２】実験に用いた耐震性平面フレームの解析例で
の、水平方向荷重Ｑtfと水平方向変位ｘmmとの関係を示
す解析値である。

【図１３】実験例及び実験に用いた耐震性平面フレーム
の解析例での、時刻と水平方向変位ｘmmとの関係を示す
図である。

【図１４】図１４（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、既設
校舎の主体構造を示す平面図及び正面図である。

【図１５】既設校舎の主体構造を耐震補強してなる耐震
性校舎の主体構造の正面図である。

【図１６】耐震性校舎の解析例で、ダンパ強度をパラメ
ータとして変化させて得られた解析値を示す図である。

【図１７】耐震性校舎の解析例で、主体構造の剛性とブ
レース剛性との剛性比をパラメータとして変化させて得
られた解析値を示す図である。

【図１８】従来の方法で既設建築物のフレームを補強し
てなる耐震性フレームの正面図である。

【図１９】従来の耐震性フレームが地震により歪んだ状
態を示す正面図である。

【図２０】従来の方法で既設建築物のフレームを補強し
てなる耐震性フレームの構成概念を示す正面図である。

【図２１】図２１（ａ）から（ｃ）は、それぞれ、実施
例２で施工された耐震性集合住宅の部分正面図、バルコ
ニーの構成を示す矢視ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩから見た部分
平面断面図、及び、矢視ＶＩＩ−ＶＩＩから見たエネル
ギー吸収ダンパ付きブレースの部分平面図である。

【図２２】実施例２で剛接された鉄骨柱を示す側面断面
図である。

【図２３】実施例２で剛接された鉄骨梁を示す側面断面
図である。

【図２４】実施例２で別の方法で剛接された鉄骨梁を示
す側面断面図である。

【符号の説明】

１０ フレーム １１ 耐震性フレーム １２Ａ〜Ｃ 枠 １３Ａ〜Ｃ 枠体 １４Ａ〜Ｆ ブレース １６Ａ、Ｂ 柱 １８Ａ〜Ｃ 横梁 ２０ 上角部 ２１ 下角部 ２２ 中央位置 ２４ 耐震性フレーム ３０ 既設の校舎 ３１ 主体構造 ３２Ａ、Ｂ 横梁 ３３ 横梁 ３４Ａ〜Ｃ 柱 ３５ ベランダ ３６ 接合部 ３７ 中央位置 ３８ 耐震性校舎 ３９ 耐震性主体構造 ４０Ａ、Ｂ エネルギー吸収ダンパ付きブレース ４１ ブレース ４１Ａ ブレースの一端 ４１Ａ’ ブレースのもう一端 ４２ エネルギー吸収ダンパ ４３ サッシ付き窓ガラス ４４ 摩擦棒 ４５ 摩擦壁 ４６ 雄部 ４７ 平面フレーム ４７’ 耐震性平面フレーム ４８ 雌部 ５０ 矩形平板 ５２ 筒状案内部 ５４ 貫通孔 ５６ 摩擦部材 ５８ 空間部 ６２ 摩擦部材保持体 ６３ 摩擦部材押さえ部 ６４ 保持部 ６５ 摩擦部材押さえ ６６ 矩形平板 ６７ 端部 ６８ 鋼管 ６９ 端部 ７０ 半球 ７１ 先端 ７２ ＰＣ鋼棒 ７４ 定着台 ７６ ガセットプレート部 ７７ 中心線 ７８Ａ、Ｂ ブラケット ７９ 鋼板 ８２ 第１プレート ８３ ボルト ８４Ａ、Ｂ 第２プレート ８５ ＰＣ鋼棒 ８６ 第２定着台 ８８ ガセットプレート部 ９０ エネルギー吸収ダンパ ９１ エネルギー吸収ダンパ付きブレース ９２ 耐震性平面フレーム ９３Ａ〜Ｃ 柱 ９４Ａ〜Ｃ 横梁 ９５ 鉄筋コンクリート造試験体 ９６ 溝 ９７ 手摺 ９８ バルコニー ９９ 耐震性平面フレーム １００ ケミカルアンカー（後施工アンカー） １０２ 鉄骨柱 １０４ 鉄骨梁 １０６ Ｖ型ブレース １０８ 枠下辺部中央 １１０Ａ、Ｂ 枠角部 １１２Ａ、Ｂ エネルギー吸収ダンパ付きブレース １１４Ａ、Ｂ 下端剛接部 １１６Ａ、Ｂ 上端剛接部 １２０ ブレース １２２ 鋼管 １２４ 半球 １２５ プレート部 １２６ 第１プレート １２８ 第２プレート １３０ 第３プレート １３２Ａ、Ｂ ボルト １３４Ａ、Ｂ ボルト １３５ 半球 １３６ プレート部 １３８ 下端部外側 １４０ 地盤 １４２ グラウト材 １４３ ナット １４４ 既設柱 １４５ 基礎部 １４６ アンカーボルト １４８ 後打コンクリート梁 １５０ 通常のアンカー １５２ 後打コンクリート材 １５４ 手摺

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 信治 東京都渋谷区渋谷２−17−３ 株式会社 青木建設 施工本部 (56)参考文献 特開 平１−203571（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−303045（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−76353（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−235892（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−248577（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−32311（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−203217（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−128840（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−115642（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E04H 9/02 311 E04G 23/02

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設の建築物を補強する平面状の構造の
   耐震性平面フレームであって、 既設の建築物の外壁を構成する 柱及び梁からなる平面フ
   レームと、平面フレームの外側に取り付けられ、 平面フレームの１
   つの枠の対向する枠角部同士を結ぶブレース、又は平面
   フレームの外側に取り付けられ、平面フレームの１つの
   枠を形成している枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜
   め方向の２個の枠角部とを結ぶＶ型ブレースと、 枠とブレースとの間に配置されているか、又は１本のブ
   レースを構成する２本のブレース部材間に配置され、ブ
   レースの軸方向に加えられた歪みエネルギーを吸収する
   少なくとも１個のエネルギー吸収ダンパとを備え、 エネルギー吸収ダンパは、軸方向がブレースの軸方向に
   一致するようにブレース又はブレース部材の一端に結合
   された摩擦棒と、 摩擦棒を貫通させている貫通孔を有し、かつ、貫通孔内
   周面に、摩擦棒との間で摩擦摺動する摩擦壁を有する摩
   擦部材と、 一端で摩擦部材を保持し、摩擦部材を介して摩擦棒に接
   続し、他端でブレース部材又は耐震性平面フレームの枠
   に結合している摩擦部材保持体と から構成され、 平面フレームの歪み発生時に、摩擦棒が貫通孔に対し進
   行又は退行して摩擦部材との間に摩擦熱を発生させるこ
   とにより歪みエネルギーを吸収するようにした ことを特
   徴とする耐震性平面フレーム。
2. 【請求項２】 既設の建築物の外壁を構成する柱及び梁
   により形成された建築物補強用耐震性立体フレームであ
   って、少なくとも一つの耐震性平面フレームを耐震性立
   体フレームの一部として備え、 耐震性平面フレーム は、既設の建築物の外壁を構成する柱及び梁からなる平面フ
   レームと 、平面フレームの外側に取り付けられ、 平面フレームの１
   つの枠の対向する枠角部同士を結ぶブレース、又は平面
   フレームの外側に取り付けられ、平面フレームの１つの
   枠を形成している枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜
   め方向の２個の枠角部とを結ぶＶ型ブレースと、枠とブレースとの間に配置されているか、又は１本のブ
   レースを構成する２本のブレース部材間に配置され、ブ
   レースの軸方向に加えられた歪みエネルギーを吸収する
   少なくとも１個のエネルギー吸収ダンパと を備え、 エネルギー吸収ダンパは、軸方向がブレースの軸方向に
   一致するようにブレース又はブレース部材の一端に結合
   された摩擦棒と、 摩擦棒を貫通させている貫通孔を有し、かつ、貫通孔内
   周面に、摩擦棒との間で摩擦摺動する摩擦壁を有する摩
   擦部材と、 一端で摩擦部材を保持し、摩擦部材を介して摩擦棒に接
   続し、他端でブレース部材又は耐震性平面フレームの枠
   に結合している摩擦部材保持体と から構成され、 平面フレームの歪み発生時に、摩擦棒が貫通孔に対し進
   行又は退行して摩擦部材との間に摩擦熱を発生させるこ
   とにより歪みエネルギーを吸収するようにした ことを特
   徴とする耐震性立体フレーム。
3. 【請求項３】 建築物の少なくとも１面の外壁が耐震性
   平面フレームで補強された既設の建築物であって、 耐震性平面フレームが、建築物の外壁を構成する柱及び
   梁の外側にそれぞれ取り付けられた柱及び梁からなる平
   面状の構造の平面フレームと、平面フレームの１つの枠の対向する枠角部同士を結ぶブ
   レース、又は平面フレームの１つの枠を形成している枠
   辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜め方向の２個の枠角
   部との間を結ぶＶ型ブレースと、 枠とブレースとの間に配置されているか、又は１本のブ
   レースを構成する２本のブレース部材間に配置され、ブ
   レースの軸方向に加えられた歪みエネルギーを吸収する
   少なくとも１個のエネルギー吸収ダンパとを備え、 エネルギー吸収ダンパは、軸方向がブレースの軸方向に
   一致するようにブレース又はブレース部材の一端に結合
   された摩擦棒と、 摩擦棒を貫通させている貫通孔を有し、かつ、貫通孔内
   周面に、摩擦棒との間で摩擦摺動する摩擦壁を有する摩
   擦部材と、 一端で摩擦部材を保持し、摩擦部材を介して摩擦棒に接
   続し、他端でブレース部材又は耐震性平面フレームの枠
   に結合している摩擦部材保持体と から構成され、 平面フレームの歪み発生時に、摩擦棒が貫通孔に対し進
   行又は退行して摩擦部材との間に摩擦熱を発生させるこ
   とにより歪みエネルギーを吸収するようにした ことを特
   徴とする耐震性建築物。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の耐震性建築物の構築方
   法であって、 複数本の柱及び梁を既設の集合住宅の外側に設けて剛接
   することにより平面フレームを形成する第１工程と、 次いで、平面フレームの１つの枠の対向する枠角部同士
   を結ぶブレース、又は平面フレームの１つの枠を形成し
   ている枠辺部の中間点と枠辺部の中間点の斜め方向の２
   個の枠角部とを結ぶＶ型ブレースと、枠とブレースとの
   間に配置されているか、又は１本のブレースを構成する
   ２本のブレース部材間に配置され、ブレースの軸方向に
   加えられた歪みエネルギーを吸収する少なくとも１個の
   エネルギー吸収ダンパとを設ける第２工程とを備えたこ
   とを特徴とする耐震性建築物の構築方法。
5. 【請求項５】 第２工程では、平面フレームの１つの枠
   の対向する枠角部同士を結ぶブレース、又は平面フレー
   ムの１つの枠を形成している枠辺部の中間点と枠辺部の
   中間点の斜め方向の２個の枠角部との間に、ブレース及
   びエネルギー吸収ダンパを予め一体に製作してなるエネ
   ルギー吸収ダンパ付きブレースを設けることを特徴とす
   る請求項４に記載の耐震性建築物の構築方法。