JP2010043527A - 耐震架構体 - Google Patents

Abstract

【課題】ブレース２０による耐震力を向上させつつ、簡易的且つ小型化が可能で、ブレース２０が破断に至るまでのフレーム１０の水平変位量Ｕを大きくし、且つ、初期剛性を小さくすることのできる耐震架構体を提供する。
【解決手段】フレーム１０のそれぞれの対角に連結される一対のブレース２０は、それぞれの両端側がフレーム１０のそれぞれの対角に連結される屈曲自在な一対の屈曲部材４１，４２と、一対の屈曲部材の中間付近を束状に所定長さ纏める束形成部材４３とを有する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、地震などの振動外力を受けた場合であっても、耐え得ることができるブレースを備える耐震架構体に関するものである。

従来、架構体の耐震力を向上させるために、梁柱架構体の対角にそれぞれ連結された斜め部材を備えるブレース構造が採用されている。また、斜め部材のみからなるブレース構造以外のものとして、例えば、特開２０００−２７４８３号公報（以下、特許文献１という）、特開２００５−１８８２４０号公報（以下、特許文献２という）、特開平９−２７３３２９号公報（以下、特許文献３という）、特開２００１−２３４６４３号公報（以下、特許文献４という）、特開平１０−２２７０６１号公報（以下、特許文献５という）、特開昭６３−８９７４３号公報（以下、特許文献６という）、特開平９−２７９８９４号公報（以下、特許文献７という）に開示されたものがある。

特許文献１には、一端側が梁柱架構体に固着された４本の斜め部材と、これらの斜め部材の他端側に固着された四角形部材とを備えるブレース構造が開示されている。特許文献２には、一端側が梁柱架構体に固着された４本の斜め部材と、これらの斜め部材の他端側に固着された低降伏点鋼からなるエネルギー吸収部材とを備えるブレース構造が開示されている。また、特許文献３には、一端側が梁柱架構体に固着された４本の斜め部材と、これらの斜め部材の他端側に取り付けられたダンパとを備えるブレース構造が開示されている。そして、特許文献１〜３は、何れも、振動を抑制するいわゆる制振効果を持つことができると記載されている。

また、特許文献４には、それぞれの斜め部材の他端側に先行塑性体を備えるブレース構造が開示されている。このような構成とすることで、梁柱架構体に水平力が作用する際に、先行塑性体が塑性変形することで、梁柱架構体の変形を抑制するとされている。特許文献５には、斜め部材の他端側及びに上下梁にピン接合された中間部材を備えるブレース構造が開示されている。このような構成とすることで、中間部材のうち斜め部材の間に位置する部分がせん断変形をする。これにより、斜め部材が引張破断を起こす前に十分エネルギーを吸収でき、過大な変形を抑制することができるとされている。特許文献６には、斜め部材に接合される塑性化部材を有するブレース構造が開示されている。このような構成とすることで、塑性化部材が、塑性変形することでエネルギーを吸収することができるとされている。つまり、特許文献４〜６は、特許文献１〜３と同様に、振動を抑制する制振効果を持つことになる。

また、特許文献７には、一端側が梁柱架構体に固着された斜め部材と、これらの斜め部材の他端側にピン接合された四角形状の変位吸収装置とを備えるブレース構造が開示されている。このような構成とすることで、梁柱架構体に水平力が作用する際に、全ての斜め部材に引張力が生じるような構成となり、全体として高い靱性を有するとされている。

しかし、特許文献１〜６に記載のブレース構造では、いわゆる制振効果を発揮するようにするために、斜め部材のみからなるブレース構造に比べて耐力（強度）が低下する。例えば、特許文献１に記載のブレース構造は、中央の四角形部材が変形することにより、制振効果を発揮しているが、四角形部材の変形が容易となることにより耐力が低下する。また、特許文献２に記載のブレース構造は、低降伏点鋼が変形することにより、制振効果を発揮しているが、当該低降伏点鋼の変形が容易となることにより耐力が低下する。また、特許文献３に記載のブレース構造では、ダンパが変形することにより、制振効果を発揮しているが、当該低降伏点鋼の変形が容易となることにより耐力が低下する。また、特許文献４〜６についても、同様に、耐力が低下する。

このような制振効果を合わせ持つようなブレース構造は、耐力を大きく向上させることを目的とした場合には適切ではない。

また、特許文献７に記載のブレース構造では、斜め部材のみからなるブレース構造に比べて、耐力が低下するなどの問題は生じない。しかし、中央の変位吸収装置は、四角形状をなしているので、非常に複雑な構成となる。つまり、高コスト化を招来することになり、梁柱架構体への取付が容易ではない。さらに、変位吸収装置の四角形の各辺を構成する部材は、何れも、ある程度の軸力に耐え得るようにしなければならない。従って、変位吸収装置の四角形の各辺を構成する部材がある程度の断面積を有する必要があり、全体として大型化する。

ここで、斜め部材のみからなるブレース構造や上述した特許文献１〜７に記載のブレース構造では、大きな水平力が作用した場合には、梁柱架構体の変形に伴ってブレース自体が大きく変形するために、ブレースが破断するおそれがある。

さらに、上述のブレース構造は、水平力が作用した直後から、梁柱架構体自体の耐震力に加えて、ブレースによる耐震力が発揮し始める。つまり、初期剛性が非常に高い構造となる。このような初期剛性の非常に高いブレース構造を複数階の建物の１階部分のみに作用した場合には、水平力が作用した直後において、上階部分に大きな変形が生じることになる。これは、１階部分と上階部分との初期剛性の比率が大きく異なることが原因である。従って、上階部分の初期剛性を向上させるために、上階部分にもブレース構造を採用するなどの措置を講じなければならない。そうすると、高コスト化を招来するという問題が生じる。

また、特開平７−２７９４７８号公報（以下、特許文献８という）に、上記とは異なるブレース構造が開示されている。このブレース構造は、ブレースと架構との接続部にギャップ量を与える構成としている。さらに、ギャップ量に対応する層間変形量は、梁柱架構体の許容応力以下、すなわち弾性変形域内となるように設計されている。つまり、このブレース構造によれば、梁柱架構体の弾性変形域内において、ギャップ量に対応する層間変形量を超えると、ブレースによる剛性が加わることになる。これにより、地震荷重と風荷重の両者に対して対応できる梁柱架構体であるとされている。

しかし、特許文献８のブレース構造によれば、ギャップ量を与える装置が複雑であり高コストとなるおそれがある。また、梁柱架構体の弾性変形域内でブレースによる剛性が加わるため、大地震時には他の階に悪影響を及ぼすおそれがある。さらに、非常に大きな地震が発生した場合であっても、ブレースが破断に至るまでの梁柱架構体の水平変位量をさらに大きくすることが望まれている。

特開２０００−２７４８３号公報 特開２００５−１８８２４０号公報 特開平９−２７３３２９号公報 特開２００１−２３４６４３号公報 特開平１０−２２７０６１号公報 特開昭６３−８９７４３号公報 特開平９−２７９８９４号公報 特開平７−２７９４７８号公報

本発明は、このような事情に鑑みて為されたものであり、ブレースによる耐震力を向上させつつ、簡易的な耐震架構体を提供することを目的とする。さらには、小型化が可能で、ブレースが破断に至るまでの梁柱架構体の水平変位量を大きくし、且つ、特許文献１〜７のブレース構造に比べて初期剛性を小さくすることのできる耐震架構体及び当該耐震架構体に使用されるブレース部材を提供することを目的とする。

（１）本発明の耐震架構体
本発明の耐震架構体は、上下梁と該上下梁間に配置される左右柱とからなる四角形状の梁柱架構体と、梁柱架構体のそれぞれの対角に連結される一対のブレースと、を備える耐震架構体であって、一対のブレースは、それぞれの両端側が梁柱架構体のそれぞれの対角に連結される屈曲自在な一対の屈曲部材と、一対の前記屈曲部材の中間付近を束状に所定長さ纏める束形成部材とを有する。

ここで、屈曲部材は、例えば、ワイヤなどが用いられる。このように、一対の屈曲部材と束形成部材とを有するブレースとすることで、確実に、ブレースの耐震力が発揮し始める時点を遅らせることができる。さらに、このような構成からなるブレースとすることで、非常に簡易的となる。つまり、小型化且つ低コスト化を図ることができる。

本発明のブレースは、束形成部材が水平方向又は鉛直方向の何れに延伸するように配置してもよい。束形成部材が水平方向に延伸するように配置される場合には、梁柱架構体とブレースとにより、束形成部材の左右に三角形を形成し、束形成部材の上下に台形を形成する。また、束形成部材が鉛直方向に延伸するように配置される場合には、梁柱架構体とブレースとにより、束形成部材の上下に三角形を形成し、束形成部材の左右に台形を形成する。

そして、本発明のブレースの一対の屈曲部材は、それぞれの両端側が梁柱架構体のそれぞれの対角にヒンジ接合により連結されるようにするとよい。このように、屈曲部材の両端側と梁柱架構体との連結をヒンジ接合により行うことで、屈曲部材は、梁柱架構体に対して回転可能となる。これにより、梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでの間、屈曲部材には、梁柱架構体に水平力が作用することに伴う引張力が確実に生じないようにすることができる。

ここで、梁柱架構体の水平変位量Ｕとは、下梁に対して上梁が水平方向の何れかへ相対移動した場合における当該相対移動量をいう。つまり、梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓとなる場合とは、下梁に対して上梁が水平方向の何れかへ相対的に所定変位Ｕｓ移動した場合となる。また、梁柱架構体に水平力が作用することに伴う引張力とは、梁柱架構体に水平力が作用していない初期設定状態における張力を含まない意味である。また、各ブレースが連結される梁柱架構体の対角とは、梁と柱が接合される部位のみならず、その近傍を含む。この意味は、以下の角部という場合も同意である。

また、初期設定状態におけるブレース張力が大きい場合、梁柱架構体に水平変位を作用後に無視できないブレース剛性が生じる場合などがあり、そのような場合、初期の張力をブレースの設計に考慮するとよい。ただし、ブレースの形状を整えるためなどに必要な量を超えて、初期設定状態のブレース張力を入れない方がよい。なお、ブレースには圧縮力が生じないようにするとよい。

つまり、本発明によれば、梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでは、ブレースが耐震力（引張力及びせん断力）を発揮せず、梁柱架構体のみの耐震力が発揮する。そして、梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後は、梁柱架構体の耐震力に加えてブレースの耐震力（引張力のみで、せん断力は含まない）が発揮し始める。つまり、ブレースの耐震力が発揮し始める時点が、耐震架構体に水平力が作用した時点から梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した時点としている。

ここで、ブレースの耐震力が発揮し始める時点を遅らせる場合であっても、耐震架構体全体としての耐力は、梁柱架構体の耐力とブレースの耐力とを合計したものとなる。従って、本発明のブレースは、上述した特許文献１〜６などに記載されているようなダンパなどを用いていないため、当該ブレースを備えた架構体の耐力は確実に向上させることができる。

また、ブレースの耐震力が発揮し始める時点を遅らせることにより、次の効果を奏する。すなわち、耐震架構体に大きな水平力が作用した場合には、梁柱架構体の水平変位量Ｕが大きくなる。このとき、梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓ以下の場合には、ブレースには引張力が作用していない。そして、梁柱架構体の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超える場合に、ブレースに引張力が作用し始める。つまり、ブレースが破断するまでの梁柱架構体の水平変位量Ｕは、ブレース自体の変形による変位量に所定変位Ｕｓを加えた変位量となる。ここで、従来のブレース構造の架構体では、梁柱架構体が変形すると同時にブレースが変形していた。つまり、ブレースが破断するまでの梁柱架構体の水平変位量Ｕは、ブレース自体の変形による変位量のみとなる。従って、本発明の耐震架構体によれば、ブレースが破断するまでの梁柱架構体の水平変位量Ｕは、従来に比べて所定変位Ｕｓの分だけ増加させることができる。つまり、耐震架構体に非常に大きな水平力が作用して、大きな水平変位が生じるような場合であっても、ブレースが破断することなく、高い耐震力を確実に発揮することができる。

さらに、ブレースの耐震力が発揮し始める時点を遅らせることにより、水平力が作用した直後における耐震架構体の剛性（以下、「初期剛性」という）が実質的に梁柱架構体の剛性のみによることになる。例えば、建物の１階部分のみに本発明の耐震架構体を適用し、上階部分には梁柱架構体のみの構造の場合には、１階の初期剛性及び上階の初期剛性が概ね等しくなる。つまり、１階部分と上階部分との初期剛性を等しくすることができる。これにより、従来のようなブレース構造を採用した場合における１階部分と上階部分との初期剛性が大きく異なることにより、上階部分に悪影響が生じることを防止できる。さらに、従来のブレース構造では、１階部分と上階部分との初期剛性が大きく異なることにより上階部分への悪影響が生じないようにするために、上階部分にも同様のブレース構造を採用するなどの対策を施していた。しかし、本発明の耐震架構体によれば、元々初期剛性が等しいので、上階部分へブレース構造を採用しないとしても、上階部分への悪影響が生じることなく、十分に耐震力を確保することができる。つまり、低コスト化を図ることができる。ただし、上階部分へ本発明の耐震架構体を適用することにより、より耐震力を向上させることができる。

また、本発明のブレースの束形成部材は、以下に示すような種々の形状から選択された形状とするとよい。

すなわち、束形成部材は、一対の屈曲部材を収納可能で且つ周方向全周に閉塞された筒状からなるようにしてもよい。例えば、当該筒状には、円筒状などが含まれる。束形成部材をこのような筒状とすることで、非常に安価に形成することができる。また、例えば円筒状などの筒状のものは、汎用品として多く存在しているので、容易に且つ安価に入手することができる。さらに、高強度を確保することができる。

また、束形成部材は、一対の屈曲部材を収納可能な略Ｃ字型断面筒状からなるようにするとよい。このように、略Ｃ字型断面筒状することで、屈曲部材の取り外しが非常に容易となる。従って、ブレースの組み立て及び取り外しが、非常に容易にできる。

ここで、屈曲部材は、梁柱架構体に水平力が作用していない初期設定状態において、弛みを取り除くことを目的としてある程度の張力が発生している。しかし、この張力は、初期設定状態における張力であって、梁柱架構体に水平力が作用した場合に発生する引張力とは異なる意味である。

また、束形成部材は、一の屈曲部材を収納可能な略Ｃ字型断面筒状からなる第１部材と、他の屈曲部材を収納可能で該第１部材に固定された略Ｃ字型断面筒状からなる第２部材と、を有するようにしてもよい。つまり、一対の屈曲部材は、それぞれ別々の部材（第１部材及び第２部材）に収納されることになる。このように、一対の屈曲部材を別々の部材に収納することにより、一対の屈曲部材が相互に接触することを防止できる。これにより、一方の屈曲部材に引張力が作用した場合に、他方の屈曲部材との接触による影響が生じることを防止できる。さらに、相互に接触しないので、屈曲部材を保護することにもなる。

この場合、第２部材は、第１部材に対して筒軸交差方向に回転可能で、且つ、第１部材に対して係止可能とするとよい。第１部材と第２部材とが筒軸交差方向に相対回転可能であるので、第１部材の筒軸方向と第２部材の筒軸方向とを異なるようにすることができる。そして、第１部材と第２部材とが係止された場合には、第１部材の筒軸方向と第２部材の筒軸方向とが略一致するようにされている。ここで、屈曲部材は、それぞれ交差するように配置されている。そして、一対の屈曲部材の中間付近を束状に纏める第１部材と第２部材とは、相互に筒軸方向が異なるようにすることができる。従って、一対の屈曲部材を第１部材及び第２部材の内部にそれぞれ収納することが非常に容易にできる。そして、この状態で、第１部材と第２部材とを相互に係止することにより、一対の屈曲部材の中間付近を束状に纏めることができる。

また、束形成部材が略Ｃ字形断面筒状からなる場合、Ｃ字形の開口距離が大きくなるようにスライド可能な２部材からなるようにしてもよい。つまり、屈曲部材を束形成部材に収容する際には、Ｃ字形の開口距離を大きくしておき、収容した後にＣ字形の開口距離を小さくするようにする。また、束形成部材を略Ｃ字形断面筒状の第１部材と、第１部材の筒軸方向にスライド可能に収容された略Ｃ字形断面筒状の第２部材とからなるようにしてもよい。つまり、束形成部材の筒軸長さを調整できるようになる。この場合、屈曲部材を束形成部材に収容する際には、第２部材の大部分を第１部材の内部に収容して、束形成部材の筒軸長さを短くしておく。そして、屈曲部材を収容した後には、第２部材を第１部材に対してスライドさせて、束形成部材の筒軸長さを長くするようにする。

また、本発明のブレースの屈曲部材は、梁柱架構体の角部に対して着脱可能としてもよい。つまり、梁柱架構体に対してブレース自体の取り外しが容易となる。

（２）本発明のブレース部材
本発明のブレース部材は、上述した本発明の耐震架構体に使用されるブレース部材である。ここで、ブレース部材とは、上述したブレースのみの場合、若しくは、上述したブレースと該ブレースに付けられる付属物との結合物を総称して言う。

本発明の耐震架構体によれば、ブレースによる耐震力を向上させつつ、簡易的な耐震架構体とすることができる。さらには、小型化が可能で、ブレースが破断に至るまでの梁柱架構体の水平変位量Ｕを大きくし、且つ、特許文献１〜７のブレース構造に比べて初期剛性を小さくすることができる。

本発明のブレース部材によれば、本発明の耐震架構体による効果と同一効果を奏することができる。

本発明の基本説明における耐震架構体の全体構成を示す図である。 連結部材２５の詳細構成を示す図である。 斜め部材２１〜２４とフレーム１０の各角部との連結部位の詳細構成を示す図である。 斜め部材２１〜２４とフレーム１０の各角部との連結部位の詳細構成を示す図である。 ブレース２０の降伏変位Ｕｂとフレーム１０の降伏変位Ｕｆとが一致する場合における耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す図である。 ブレース２０の降伏変位Ｕｂがフレーム１０の降伏変位Ｕｆより僅かに小さい場合における耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す図である。 ブレース２０の降伏変位Ｕｂがフレーム１０の降伏変位Ｕｆより僅かに大きい場合における耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す図である。 所定変位Ｕｓがフレーム１０の降伏変位Ｕｆより非常に大きな場合における耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す図である。 従来の耐震架構体について示す図である。 ２階建て建物の１階部分のみに、本発明の基本説明における耐震架構体を適用した場合と従来の耐震架構体を適用した場合との比較を説明する図である。 本実施形態の耐震架構体の全体構成を示す図である。 束形成部材４３の詳細構成を示す図である。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（１）本発明の基本説明
（１．１）耐震架構体の全体構成及び動作
耐震架構体の全体構成について図１を参照して説明する。図１は、耐震架構体を模式的に示す図である。具体的には、図１（ａ）は、水平力が作用していない場合における耐震架構体を示す。図１（ｂ）は、所定の水平力が作用した場合における耐震架構体を示す。

図１（ａ）に示すように、水平力が作用していない場合における耐震架構体は、梁柱架構体１０（以下、「フレーム」という）と、ブレース２０とから構成される。フレーム１０は、水平方向に延伸するように配置された下梁１１及び上梁１２と、下梁１１と上梁１２の間に鉛直方向に延伸するように配置された左柱１３及び右柱１４とから構成される四角形の架構体をなしている。このフレーム１０を構成する上下梁１１、１２及び左右柱１３、１４は、木造、鉄骨造などを含む。すなわち、上下梁１１、１２及び左右柱１３、１４は、例えば、木製の角形材、角形鋼管、及びＨ型鋼などが用いられる。また、下梁１１は、基礎コンクリートの布基礎部分となる場合を含む。

ブレース２０は、フレーム１０のそれぞれの対角に連結される部材である。このブレース２０は、４つの斜め部材２１〜２４と、連結部材２５とから構成される。つまり、フレーム１０の一方の対角を連結するブレース２０は、第１の斜め部材２１と、連結部材２５と、第４の斜め部材２４である。また、フレーム１０の他方の対角を連結するブレース２０は、第２の斜め部材２２と、連結部材２５と、第３の斜め部材２３である。なお、これらの４つの斜め部材２１〜２４は、いずれも、主として直線状の鋼棒、鋼管、Ｈ型鋼又は鋼板などからなる。さらに、これらの４つの斜め部材２１〜２４は、ほぼ同じ長さからなる。

そして、第１の斜め部材２１は、一端側が上梁１２と左柱１３とにより形成される左上角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第１の斜め部材２１は、フレーム１０の左上角部に対して回転可能とされている。第２の斜め部材２２は、一端側が下梁１１と左柱１３とにより形成される左下角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第２の斜め部材２２は、フレーム１０の左下角部に対して回転可能とされている。そして、第１の斜め部材２１の他端側と第２の斜め部材２２の他端側とは、直接的に若しくは連結部材２５を介して間接的に、ヒンジ接合により連結されている。すなわち、第１の斜め部材２１の他端側と第２の斜め部材２２の他端側とは、回転可能とされている。

第３の斜め部材２３は、一端側が上梁１２と右柱１４とにより形成される右上角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第３の斜め部材２３は、フレーム１０の左上角部に対して回転可能とされている。第４の斜め部材２４は、一端側が下梁１１と右柱１４とにより形成される右下角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第４の斜め部材２４は、フレーム１０の右下角部に対して回転可能とされている。そして、第３の斜め部材２３の他端側と第４の斜め部材２４の他端側とは、直接的に若しくは連結部材２５を介して間接的に、ヒンジ接合により連結されている。すなわち、第３の斜め部材２３の他端側と第４の斜め部材２４の他端側とは、回転可能とされている。なお、４つの斜め部材２１〜２４の一端側とフレーム１０の各角部との連結部位の詳細構成は、後述する。

連結部材２５は、直線状に配置され得る部材からなる。この連結部材２５の左端側は、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側にヒンジ接合により連結されている。すなわち、連結部材２５は、第１の斜め部材２１の他端側及び第２の斜め部材２２の他端側に対して回転可能とされている。また、連結部材２５の右端側は、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側にヒンジ接合により連結されている。すなわち、連結部材２５は、第３の斜め部材２３の他端側及び第４の斜め部材２４の他端側に対して回転可能とされている。そして、この連結部材２５は、ほぼ水平方向に延伸するように配置されている。なお、この連結部材２５の詳細構成は、後述する。

ここで、フレーム１０のそれぞれの対角を連結するブレース２０の全長は、フレーム１０に水平力が作用していない場合におけるフレーム１０の対角線Ｌａよりも長くされている。なお、フレーム１０の一方の対角を連結するブレース２０は、第１の斜め部材２１と、連結部材２５と、第４の斜め部材２４である。また、フレーム１０の他方の対角を連結するブレース２０は、第２の斜め部材２２と、連結部材２５と、第３の斜め部材２３である。

次に、上述したように構成される耐震架構体に、水平力（特に水平右方向への力）が作用した場合について、図１（ｂ）を参照して説明する。図１（ｂ）に示すように、水平右方向への力が耐震架構体に作用した場合には、フレーム１０が傾斜する。具体的には、フレーム１０の上梁１２が下梁１１に対して右側へ平行移動する。さらに、フレーム１０の左右柱１３、１４は、右側に傾斜する。つまり、フレーム１０は、長方形の状態から平行四辺形の状態へ変化する。以下、下梁１１に対する上梁１２の水平方向への移動量は、フレーム１０の水平変位量Ｕという。

そして、フレーム１０が平行四辺形の状態に変化する際に、ブレース２０は、以下のようになる。すなわち、連結部材２５が、水平状態から、右端側が右上がりとなるように回転する。この動作に伴って、４つの斜め部材２１〜２４が移動する。つまり、耐震架構体に水平力が作用した直後、すなわちフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓ以下の場合においては、ブレース２０を構成する全ての部材２１〜２５には引張力が作用しない。

そして、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達すると、第２の斜め部材２２と連結部材２５と第３の斜め部材２３とがほぼ一直線上に位置するようになる。つまり、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓとなる場合におけるフレーム１０の左下角部と右上角部とを結ぶ対角線Ｌが、第２の斜め部材２２と連結部材２５と第３の斜め部材２３の全長と一致する。この時点においても、ブレース２０を構成する全ての部材２１〜２５には引張力が作用しない。

さらに、フレーム１０の水平変位量Ｕがさらに増大し、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超えた場合には、第２の斜め部材２２と連結部材２５と第３の斜め部材２３とがほぼ一直線上の状態で、これら３つの部材２２、２５、２３に引張力が作用する。そして、第２の斜め部材２２と連結部材２５と第３の斜め部材２３とが、軸方向（対角線方向）に伸長する。

つまり、本耐震架構体は、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでの間は、ブレース２０に引張力が作用しない。換言すると、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでの間は、ブレース２０が耐震力を発揮しない。そして、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超えた場合に、ブレース２０に引張力が作用し始める。つまり、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超える場合に、ブレース２０が耐震力を発揮し始める。このように、本耐震架構体は、ブレース２０により耐震力の発揮する時点を、耐震架構体に水平力が作用した直後とするのではなく、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した時点としている。

（１．２）連結部材２５の詳細構成
次に、連結部材２５の詳細構成について、図２を参照して説明する。図２（ａ）〜（ｈ）は、連結部材２５の種々の構成を示す図である。連結部材２５は、上述したように、直線状に配置され得る部材からなり、両端側が斜め部材２１〜２４にヒンジ接合により連結されている。ここで、図２（ａ）〜（ｇ）に示す４つの斜め部材２１〜２４の他端側は、何れもリング状の部材を有しているものとする。また、図２（ｈ）に示す４つの斜め部材２１〜２４は、例えば、鋼管やＨ型鋼と、エンドプレートと、一対のリンク部材とから構成されるものとする。

図２（ａ）に示す連結部材２５は、直線状の鋼棒部２５ａと、鋼棒部２５ａの両端に固定されたリング部２５ｂとから構成される。また、そして、連結部材２５の左端側のリング部２５ｂには、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側に固定されたリング状の部材が係合している。また、連結部材２５の右端側のリング部２５ｂには、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側に固定されたリング状の部材が係合している。

図２（ｂ）に示す連結部材２５は、リングキャッチ２５ｃと、リングキャッチ２５ｃに係合された２つのリング２５ｄとから構成される。そして、連結部材２５の一方のリング２５ｄは、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側のリング部に係合されている。また、連結部材２５の他方のリング２５ｄは、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側のリング部に係合されている。従って、一方のリング２５ｄ、リングキャッチ２５ｃ、他方のリング２５ｄの順に、直線状に配置されている。なお、リングキャッチ２５ｃは、開閉可能なキャッチ部を有している。つまり、リングキャッチ２５ｃのキャッチ部を開放することにより、リングキャッチ２５ｃは、それぞれのリング２５ｄに対して着脱可能となる。

図２（ｃ）に示す連結部材２５は、リングキャッチ２５ｅのみから構成される。このリングキャッチ２５ｅは、４つの斜め部材２１〜２４全ての他端側のリング部が係合されている。なお、このリングキャッチ２５ｅは、図２（ｂ）に示すリングキャッチ２５ｃよりも長手方向長さが長いものが用いられている。

図２（ｄ）に示す連結部材２５は、ネジシャックル２５ｆと、ネジシャックル２５ｆに係合された２つのリング２５ｇとから構成される。そして、連結部材２５の一方のリング２５ｇは、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側のリング部に係合されている。また、連結部材２５の他方のリング２５ｇは、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側のリング部に係合されている。従って、一方のリング２５ｇ、ネジシャックル２５ｆ、他方のリング２５ｇの順に、直線状に配置されている。なお、ネジシャックル２５ｆのネジ部を開放することにより、ネジシャックル２５ｆは、それぞれのリング２５ｇに対して着脱可能となる。

図２（ｅ）に示す連結部材２５は、ターンバックル２５ｈのみから構成される。このターンバックル２５ｈは、両端にリングを有している。そして、ターンバックル２５ｈの左端側のリングは、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側のリング部に係合されている。また、ターンバックル２５ｈの右端側のリングは、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側のリング部に係合されている。なお、ターンバックル２５ｈは、長さ調整が可能である。従って、ターンバックル２５ｈの取付が非常に容易に行うことができる。なお、このターンバックル２５ｈの両端形状は、リング状の他に、フック状のものを用いても良い。

図２（ｆ）に示す連結部材２５は、両端にフックを有している。そして、右側のフックは、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側のリング部に係合されている。また、他方のフックは、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側のリング部に係合されている。

図２（ｇ）に示す連結部材２５は、順に係合された複数のリングからなる。そして、一端側のリングが、第１の斜め部材２１及び第２の斜め部材２２の他端側のリング部に係合されている。また、他方側のリングが、第３の斜め部材２３及び第４の斜め部材２４の他端側のリング部に係合されている。

図２（ｈ）に示す連結部材２５について説明する。図２（ｈ）の左図は、斜め部材２１〜２４（２１及び２２のみ示す）と連結部材２５とを接合する前の状態を示す。図２（ｈ）の右図は、斜め部材２１〜２４（２１及び２２のみ示す）と連結部材２５とを接合した場合の上方から見た図を示す。図２（ｈ）の左図に示すように、連結部材２５は、鋼板からなり、両端側に２つの円形孔が形成されている。４つの斜め部材２１〜２４は、例えば、鋼管やＨ型鋼２１ａ、２２ａと、第１面側に鋼管又はＨ型鋼の端部が溶接されたエンドプレート２１ｂ、２２ｂと、エンドプレートの第２面側に溶接された一対のリンク部材２１ｃ、２２ｃとから構成されるものとする。そして、図２（ｈ）の右図に示すように、ピンにより、第１の斜め部材２１のリンク部材２１ｃと、第２の斜め部材２２のリンク部材２２ｃと、連結部材２５の一方の円形孔とが、連結される。一方、図示しないが、ピンにより、第３の斜め部材２３のリンク部材と、第４の斜め部材２４のリンク部材と、連結部材２５の他方の円形孔とが、連結される。なお、当該ピンは、本発明におけるブレース２０に付けられる付属物に含まれる。

（１．３）斜め部材２１〜２４とフレーム１０の各角部との連結部位の詳細構成
次に、４つの斜め部材２１〜２４の一端側とフレーム１０の各角部との連結部位の詳細構成について図３を参照して説明する。図３（ａ）〜（ｅ）は、角部の連結部位の種々の構成を示す図である。なお、図３（ａ）〜（ｅ）に示す角部は、上梁１２と左柱１３との角部について示す。

図３（ａ）に示す角部の連結部位には、上梁１２及び左柱１３の前後面の何れか一方に鋼板３１ａがボルト３１ｂにより固定されている。そして、この鋼板３１ａのうち当該角部の内側には、貫通孔が形成されている。この貫通孔には、第１の斜め部材２１の一端側に形成された貫通孔が係合されるボルト３１ｃが係合されている。つまり、第１の斜め部材２１は、フレーム１０に対して、図３（ａ）の前後軸回りに揺動可能に連結されている。なお、斜め部材２１に鋼棒など曲げ剛性の小さな部材を用いた場合には、ボルト３１ｃに高力ボルトを用いて、斜め部材２１を鋼板３１ａに強く締付けて回転拘束した場合でも、ヒンジ接合とみなすことができる。

なお、鋼板３１ａは、図３（ｂ）に示すような形状としてもよい。この場合、鋼板３１ａは、上梁１２の下面側及び左柱１３の左面側にボルト３１ｂにより固定される。また、鋼板３１ａは、図３（ｃ）に示すように、上梁１２の下面側及び左柱１３の左面側に溶接により固定してもよい。ただし、溶接による場合には、フレーム１０が鉄骨造の場合に限られる。

図３（ｄ）に示す角部の連結部位には、左柱１３の上端側に固定部材３２が固定されている。この固定部材３２は、一端側にリング３２ａを有している。このリング３２ａには、第１の斜め部材２１の一端側に形成された貫通孔又はリングが係合している。なお、固定部材３２は、上梁１２に固定するようにしてもよい。つまり、第１の斜め部材２１は、フレーム１０に対して、あらゆる方向に回転可能となる。

図３（ｅ）に示す角部の連結部位には、左柱１３の上端側の外周面に一対の挟持部材３３が挟持固定されている。具体的には、それぞれの挟持部材３３は、ボルト３３ａにより連結されている。このボルト３３ａには、第１の斜め部材２１の一端側に形成された貫通孔が係合されている。つまり、第１の斜め部材２１は、フレーム１０に対して、図３（ｅ）の前後軸回りに揺動可能に連結されている。

また、図４に示すように、角部の連結部位が下梁１１の部分の場合には、下梁１１を基礎コンクリートの布基礎部分３４としてもよい。すなわち、例えば図３（ｄ）に示す固定部材３２を布基礎部分３４に固定するようにしてもよい。布基礎部分３４に図３（ｄ）に示す固定部材３２などを固定することで、より強固に固定することができる。

ここで、図３（ａ）〜（ｅ）及び図４に示した角部の連結部位を構成する部材は、本発明におけるブレース２０に付けられる付属物に含まれる。

（１．４）水平力Ｐと水平変位量Ｕとの関係
次に、耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係について図５〜図８を参照して説明する。図５〜図８は、ブレース２０の耐震力が発揮し始める時点がそれぞれ異なる場合を示す。

ここで、図５〜図８において、耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係については、細実線により示す。すなわち、当該関係は、フレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆに達するまでは、水平力Ｐが増加するにつれてフレーム１０の水平変位量Ｕが比例的に増加する。つまり、フレーム１０の水平変位量Ｕが降伏変位Ｕｆに達するまでは、フレーム１０が弾性変形する。このとき、フレーム１０のみの初期剛性は、傾き角Ｋｆにて表される。そして、フレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆに達した後は、フレーム１０に作用する水平力Ｐはほぼ一定の水平力Ｐｆ状態で、フレーム１０の水平変位量Ｕが増大する。

また、図５〜図８において、耐震架構体に作用する水平力Ｐとブレース２０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係については、細破線により示す。すなわち、当該関係は、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでは、ブレース２０は耐震力を発揮しない。つまり、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでは、ブレース２０は耐震架構体に作用する水平力Ｐの影響を全く受けない。そして、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後には、ブレース２０の降伏変位Ｕｂに達するまで、水平力Ｐが増加するにつれて、ブレース２０の伸長量の比例的な増大に伴ってフレーム１０の水平変位量Ｕが比例的に増加する。つまり、フレーム１０の水平変位量Ｕが降伏変位Ｕｂに達するまでは、ブレース２０が弾性変形することに伴って、フレーム１０が弾性変形する。このとき、ブレース２０のみの初期剛性は、傾き角Ｋｂにて表される。そして、フレーム１０の水平変位量Ｕがブレース２０の降伏変位Ｕｂに達した後は、ブレース２０及びフレーム１０に作用する水平力Ｐはほぼ一定の水平力Ｐｂの状態で、ブレース２０の伸長量の増大に伴ってフレーム１０の水平変位量Ｕが増大する。この状態は、ブレース２０が破断する際のフレーム１０の水平変位量Ｕｅに達するまで継続される。ここで、ブレースの破断とは、ブレース部材自体が破断する場合だけでなく、ブレースとフレームの接合部が破壊する場合も含まれる。

上記の各関係を踏まえた上で、以下に、ブレース２０の耐震力が発揮し始める時点をそれぞれ異ならしめた場合について説明する。

まず、ブレース２０の降伏変位Ｕｂとフレーム１０の降伏変位Ｕｆとが一致する場合について、図５に示す。そして、図５における太実線が、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す。

図５の太実線にて示すように、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕは、所定変位Ｕｓに達するまでの間、フレーム１０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕと同じ挙動を示す。すなわち、耐震架構体の初期剛性は、フレーム１０の剛性Ｋｆに等しくなる。そして、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後には、ブレース２０が耐震力を発揮し始める。従って、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後、フレーム１０の降伏変位Ｕｆに達するまでの間、傾き角Ｋｆ＋Ｋｂの弾性変形をする。ここで、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆに達した時には、耐震架構体に作用する水平力Ｐは、Ｐｆ＋Ｐｂとなる。その後、ブレース２０が破断するフレーム１０の水平変位量Ｕｅに達するまで、耐震架構体に作用する水平力Ｐはほぼ一定の状態が継続される。

従って、耐震架構体に作用する水平力ＰがＰｆ＋Ｐｂとなるまでの間は、フレーム１０及びブレース２０は何れも弾性変形の状態となる。つまり、ブレース２０の降伏変位Ｕｂとフレーム１０の降伏変位Ｕｆとを一致させることで、非常に大きな水平力Ｐｆ＋Ｐｂが耐震架構体に作用したとしても、フレーム１０及びブレース２０は塑性変形することなく、弾性変形のみとすることができる。

次に、ブレース２０の降伏変位Ｕｂがフレーム１０の降伏変位Ｕｆより僅かに小さい場合について、図６に示す。そして、図６における太実線が、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す。

図６の太実線にて示すように、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕは、所定変位Ｕｓに達するまでの間、フレーム１０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕと同じ挙動を示す。すなわち、耐震架構体の初期剛性は、フレーム１０の剛性Ｋｆに等しくなる。そして、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後には、ブレース２０が耐震力を発揮し始める。従って、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後、ブレース２０の降伏変位Ｕｂに達するまでの間、傾き角Ｋｆ＋Ｋｂの弾性変形をする。ここで、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがブレース２０の降伏変位Ｕｂに達した時には、耐震架構体に作用する水平力Ｐは、Ｐｃとなる。さらに、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがブレース２０の降伏変位Ｕｂに達した後、フレーム１０の降伏変位Ｕｆに達するまでの間、傾き角Ｋｆの変形をする。ただし、このとき、ブレース２０は、僅かではあるが塑性変形することになる。ここで、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆに達した時には、耐震架構体に作用する水平力Ｐは、Ｐｆ＋Ｐｂとなる。その後、ブレース２０が破断するフレーム１０の水平変位量Ｕｅに達するまで、耐震架構体に作用する水平力Ｐはほぼ一定の状態が継続される。

従って、耐震架構体に作用する水平力ＰがＰｃとなるまでの間は、フレーム１０及びブレース２０は何れも弾性変形の状態となる。つまり、フレーム１０及びブレース２０の何れもが弾性変形可能な水平力Ｐは、フレーム１０のみにより弾性変形可能な水平力Ｐｆ、ブレース２０のみにより弾性変形可能な水平力Ｐｂよりも大きな水平力とすることができる。従って、大きな水平力Ｐｃが耐震架構体に作用するまでの間は、フレーム１０及びブレース２０は塑性変形することなく、弾性変形のみとすることができる。さらに、耐震架構体に作用する水平力ＰがＰｃ以上であってＰｆ＋Ｐｂとなるまでの間は、ブレース２０が僅かに塑性変形し、フレーム１０は弾性変形のみとなる。つまり、非常に大きな水平力Ｐｆ＋Ｐｂが耐震架構体に作用したとしても、フレーム１０及びブレース２０がほとんど塑性変形することのない状態となる。

次に、ブレース２０の降伏変位Ｕｂがフレーム１０の降伏変位Ｕｆより僅かに大きい場合について、図７に示す。そして、図７における太実線が、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す。

図７の太実線にて示すように、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕは、所定変位Ｕｓに達するまでの間、フレーム１０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕと同じ挙動を示す。すなわち、耐震架構体の初期剛性は、フレーム１０の剛性Ｋｆに等しくなる。そして、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後には、ブレース２０が耐震力を発揮し始める。従って、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後、ブレース２０の降伏変位Ｕｂに達するまでの間、耐震架構体は傾き角Ｋｂの弾性変形をする。ここで、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがブレース２０の降伏変位Ｕｂに達した時には、耐震架構体に作用する水平力Ｐは、Ｐｆ＋Ｐｂとなる。また、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがブレース２０の降伏変位Ｕｂに達したときには、ブレース２０は弾性変形のみであるが、フレーム１０は僅かではあるが塑性変形している。具体的には、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆを超えて、ブレース２０の降伏変位Ｕｂに達するまでの間、僅かではあるがフレーム１０は塑性変形する。その後、ブレース２０が破断するフレーム１０の水平変位量Ｕｅに達するまで、耐震架構体に作用する水平力Ｐはほぼ一定の状態が継続される。

従って、耐震架構体に作用する水平力ＰがＰｆ＋Ｐｂとなるまでの間は、フレーム１０が僅かに塑性変形し、ブレース２０は弾性変形のみとなる。つまり、非常に大きな水平力Ｐｆ＋Ｐｂが耐震架構体に作用したとしても、フレーム１０及びブレース２０がほとんど塑性変形することのない状態となる。

次に、所定変位Ｕｓがフレーム１０の降伏変位Ｕｆより非常に大きな場合について、図８に示す。そして、図８における太実線が、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係を示す。そして、この場合の所定変位Ｕｓは、フレーム１０の層間変形角Ｒが１／６０〜１／１０に対応するフレーム１０の水平変位量Ｕの範囲としている。ここで、層間変形角Ｒとは、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕをフレーム１０の柱長さ（階高）ａで除した値（＝Ｕ／ａ）である。そして、層間変形角Ｒが１／６０〜１／１０の範囲とは、フレーム１０がいわゆる大破・中破の状態である。

図８の太実線にて示すように、耐震架構体に作用する水平力Ｐと実際のフレーム１０の水平変位量Ｕは、所定変位Ｕｓに達するまでの間、フレーム１０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕと同じ挙動を示す。すなわち、耐震架構体の初期剛性は、フレーム１０の剛性Ｋｆに等しくなる。そして、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後には、ブレース２０が耐震力を発揮し始める。従って、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した後、ブレース２０の降伏変位Ｕｂに達するまでの間、耐震架構体は傾き角Ｋｂの変形をする。ここで、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがブレース２０の降伏変位Ｕｂに達した時には、耐震架構体に作用する水平力Ｐは、Ｐｆ＋Ｐｂとなる。その後、ブレース２０が破断するフレーム１０の水平変位量Ｕｅに達するまで、耐震架構体に作用する水平力Ｐはほぼ一定の状態が継続される。

このように大破・中破の状態にてブレース２０が耐震力を発揮し始めることにより、フレーム１０のうち倒壊しそうになる部分のみに有効にブレースが機能する。また、フレーム１０のうち倒壊しそうにない部分に配置されているブレース２０は機能しない。従って、ブレース２０が耐震力を発揮することにより生じるフレーム１０のうちの他の部分への悪影響を抑制できる。例えば、上階部分にブレース構造を採用していない場合であって、フレーム１０のうち倒壊しそうにない部分に配置された１階部分のブレース２０が機能した場合には、上階部分へ大きな変形が生じてしまう等の悪影響を及ぼすおそれがある。しかし、大破・中破の状態にてブレース２０が耐震力を発揮するようにすることで、このような悪影響を及ぼすことを抑制できる。

（１．５）従来の耐震架構体
ここで、比較のため、従来の耐震架構体について、図９を参照して簡単に説明する。図９（ａ）は、フレーム１０とブレース３０とを備えた従来の耐震架構体を示す図である。図９（ｂ）は、従来の耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係について示す図である。なお、図９（ｂ）は、上述した図５〜図８に対応する図となっている。すなわち、図９（ｂ）における細実線は、従来の耐震架構体に作用する水平力Ｐとフレーム１０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係について示す。また、図９（ｂ）における細破線は、従来の耐震架構体に作用する水平力Ｐとブレース３０のみの耐震力によるフレーム１０の水平変位量Ｕとの関係について示す。

図９（ａ）に示すように、従来の耐震架構体は、鋼棒からなる一対のブレース３０がフレーム１０のそれぞれの対角に固定されている。図９（ｂ）に示すように、この場合、耐震架構体に水平力Ｐが作用し始めたと同時に、ブレース３０が耐震力を発揮し始める。具体的には、耐震架構体に水平力Ｐが作用し始めたと同時に、ブレース３０の降伏変位Ｕｂに達するまでの間、フレーム１０及びブレース３０が何れも耐震力を発揮する。つまり、耐震架構体の初期剛性は、フレーム１０の剛性Ｋｆとブレース３０の剛性Ｋｂとを合計したＫｆ＋Ｋｂとなる。ブレース３０が降伏した後、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆに達するまでの間、傾き角Ｋｆの変形をする。このとき、ブレース３０は、塑性変形することになる。ここで、実際のフレーム１０の水平変位量Ｕがフレーム１０の降伏変位Ｕｆに達した時には、耐震架構体に作用する水平力Ｐは、Ｐｆ＋Ｐｂとなる。その後、ブレース３０が破断するフレーム１０の水平変位量Ｕｅに達するまで、耐震架構体に作用する水平力Ｐはほぼ一定の状態が継続される。

このように、本耐震架構体に比べて、従来の耐震架構体は、フレーム１０の水平変位量Ｕが小さい状態でブレース３０が破断している。つまり、大きな水平力Ｐが作用して、水平変位量Ｕが大きくなる際には、ブレース３０によっては耐震力を発揮することができなくなる。

また、図１０に示すように、２階建ての建物のうち、１階部分のみにブレース２０、３０を配置して、２階にはブレース２０、３０を配置しない場合について、比較検討する。ここで、図１０（ａ）は、本耐震架構体を１階部分に適用した場合を示し、図１０（ｂ）は、従来の耐震架構体を１階部分に適用した場合を示す。

図１０（ｂ）に示すように、従来の耐震架構体の初期剛性は、Ｋｆ＋Ｋｂとなる。一方、フレーム１０のみの初期剛性は、Ｋｆとなる。従って、従来の耐震架構体を１階部分のみに適用した場合には、１階部分の初期剛性と２階部分の初期剛性が大きく異なる。この場合、当該２階建て建物に水平力Ｐが作用した直後において、２階部分のみに大きな変形が生じることになり問題である。しかし、図１０（ａ）に示すように、本耐震架構体の初期剛性は、Ｋｆである。従って、本耐震架構体を１階部分のみに適用した場合には、１階部分の初期剛性と２階部分の初期剛性が等しくなる。そのため、上述した問題が生じることはない。

（１．６）耐震架構体を構成する部材の長さと所定変位Ｕｓとの関係
次に、耐震架構体を構成する部材の長さと所定変位Ｕｓとの関係について、数式を用いて説明する。つまり、下記の数式を用いることにより、非常に容易に耐震架構体を構成する部材の長さを決定することができる。具体的には、数１に示すように、ブレース２０の全長Ｌ、左右柱１３、１４の長さａ、及び、上下梁１１、１２の長さｂと、所定変位Ｕｓとの関係を示す。ここで、ブレース２０の全長とは、第１・第３の斜め部材２１、２３の長さｍと連結部材２５の長さｗとの合計値、又は、第２・第４の斜め部材２２、２４の長さｍと連結部材２５の長さｗとの合計値である。なお、数２には、斜め部材２１〜２４の長さｍ及び連結部材２５の長さｗを用いて示した関係を示す。

そして、例えば、左右柱１３、１４の長さａが３００ｃｍで、上下梁１１、１２の長さｂが４００ｃｍの場合に、連結部材２５の長さｗと所定変位Ｕｓとの関係は、表１に示すようになる。なお、この場合、所定変位Ｕｓが５ｃｍとなる状態が、層間変形角Ｒが１／６０となる状態である。

そして、一般的には、左右柱１３、１４の長さａ及び上下梁１１、１２の長さｂは予め決定されている。従って、表１のような連結部材２５と所定変位Ｕｓとの関係を導き出しておくことで、ブレース２０の設計が非常に容易に行うことができる。なお、左右柱１３、１４が傾斜することにより、左右柱１３、１４の上端と下端との鉛直方向の距離ａ’は、左右柱１３、１４の長さａより短くなる。ここで、層間変形角が０〜１／３０程度の範囲においては、長さａと距離ａ’との差は十分に小さい。このような場合には、数１に示すように、長さａを用いて算出することができる。ただし、長さａと距離ａ’との差が十分に小さいとは言えない場合には、数１において長さａの代わりに距離ａ’を用いて算出すればよい。

（２）本発明の実施形態
（２．１）耐震架構体の全体構成及び動作
本発明の実施形態の耐震架構体の全体構成について図１１を参照して説明する。図１１は、本実施形態の耐震架構体を模式的に示す図である。具体的には、図１１（ａ）は、水平力が作用していない場合における本実施形態の耐震架構体を示す。図１１（ｂ）は、所定の水平力が作用した場合における本実施形態の耐震架構体を示す。

図１１（ａ）に示すように、水平力が作用していない場合における耐震架構体は、フレーム１０と、ブレース４０とから構成される。フレーム１０は、上述した基本説明におけるフレーム１０と同様である。

ブレース４０は、フレーム１０のそれぞれの対角に連結される部材である。このブレース４０は、２本のワイヤ４１、４２（本発明における一対の屈曲部材）と、束形成部材４３とから構成される。つまり、フレーム１０の一方の対角を連結するブレース４０は、実質的に、第１のワイヤ４１となる。また、フレーム１０の他方の対角を連結するブレース４０は、実質的に、第２のワイヤ４２となる。なお、これらの２本のワイヤ４１、４２は、何れも屈曲自在である。さらに、これらの２本のワイヤ４１、４２の全長は、フレーム１０に水平力が作用していない場合におけるフレーム１０の対角線Ｌａよりも長くされている。

そして、第１のワイヤ４１の一端側は、上梁１２と左柱１３とにより形成される左上角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第１のワイヤ４１は、フレーム１０の左上角部に対して回転可能とされている。さらに、第１のワイヤ４１の他端側は、下梁１１と右柱１４とにより形成される右下角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第１のワイヤ４１は、フレーム１０の右下角部に対して回転可能とされている。

また、第２のワイヤ４２の一端側は、上梁１２と右柱１４とにより形成される右上角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第２のワイヤ４１は、フレーム１０の右上角部に対して回転可能とされている。さらに、第２のワイヤ４１の他端側は、下梁１１と左柱１３とにより形成される左下角部にヒンジ接合により連結されている。すなわち、第２のワイヤ４１は、フレーム１０の左下角部に対して回転可能とされている。

束形成部材４３は、２本のワイヤ４１、４２の中間付近を束状に所定長さｗで纏める部材である。この束形成部材４３は、軸方向長さが所定長さｗからなる例えば円筒状からなる。束形成部材４３が円筒状の場合には、この円筒内に、２本のワイヤ４１、４２が嵌挿されている。また、この束形成部材４３は、水平方向に延伸するようにされている。なお、束形成部材４３の詳細構成については、後述する。

そして、２本のワイヤ４１、４２が束形成部材４３に嵌挿されている状態において、２本のワイヤ４１、４２は、何れもターンバックル等（図示せず）により突っ張られた状態となっている。ターンバックルの他には、例えば、ワイヤクリップ等（図示せず）を用いて、ワイヤが突っ張られた状態となるようにワイヤ同士を固定するようにすることもできる。もちろん、ターンバックル及びワイヤクリップ等の併用もできる。

つまり、束形成部材４３の左側口とフレーム１０の左上角部との間には、第１のワイヤ４１が直線状に配置されていることになる。また、束形成部材４３の左側口とフレーム１０の左下角部との間には、第２のワイヤ４２が直線状に配置されていることになる。また、束形成部材４３の右側口とフレーム１０の右上角部との間には、第２のワイヤ４２が直線状に配置されていることになる。束形成部材４３の右側口とフレーム１０の右下角部との間には、第１のワイヤ４１が直線状に配置されていることになる。なお、この束形成部材４３は、金属製、樹脂製など種々の材質とすることができる。

ここで、２本のワイヤ４１、４２を束形成部材４３で所定長さｗに纏め、束形成部材４３の側口とフレーム１０の各角部との間のワイヤ４１、４２を直線状に配置しておくことにより、後述するようにフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した時点で確実に耐震力を発揮させ始めることができる。さらに、ワイヤ４１、４２の弛みを除いておくことにより、必要な性能を保持していることが外観から確認できるだけでなく、ワイヤ４１、４２が振れないので安全であり見栄えもよい。

次に、上述したように構成される耐震架構体に、水平力（特に水平右方向への力）が作用した場合について、図１１（ｂ）を参照して説明する。図１１（ｂ）に示すように、水平右方向への力が耐震架構体に作用した場合には、フレーム１０が傾斜する。具体的には、フレーム１０の上梁１２が下梁１１に対して右側へ平行移動する。さらに、フレーム１０の左右柱１３、１４は、右側に傾斜する。つまり、フレーム１０は、長方形の状態から平行四辺形の状態へ変化する。

そして、フレーム１０が平行四辺形の状態に変化する際に、ブレース４０は、以下のようになる。第２のワイヤ４２の両端側がフレーム１０の左下角部及び右上角部により引っ張られるように作用する。その結果、束形成部材４３が、水平状態から、右端側が右上がりとなるように回転する。この動作に伴って、第１のワイヤ４１も移動する。つまり、耐震架構体に水平力が作用した直後、すなわちフレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓ以下の場合においては、ブレース４０を構成する２本のワイヤ４１、４２には引張力が作用しない。

そして、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達すると、第２のワイヤ４２がほぼ一直線上になる。つまり、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓとなる場合におけるフレーム１０の左下角部と右上角部とを結ぶ対角線Ｌが、第２のワイヤ４２の全長と一致する。この時点においても、ブレース４０を構成する２本のワイヤ４１、４２には引張力が作用しない。

さらに、フレーム１０の水平変位量Ｕがさらに増大し、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超えた場合には、第２のワイヤ４２が一直線上の状態で、第２のワイヤ４２に引張力が作用する。そして、第２のワイヤ４２が軸方向（対角線方向）に伸長する。

つまり、本実施形態の耐震架構体は、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでの間は、ブレース４０に引張力が作用しない。換言すると、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達するまでの間は、ブレース４０が耐震力を発揮しない。そして、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超えた場合に、ブレース４０に引張力が作用し始める。換言すると、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓを超える場合に、ブレース４０が耐震力を発揮し始める。このように、本実施形態の耐震架構体は、ブレース４０により耐震力の発揮する時点を、耐震架構体に水平力が作用した直後とするのではなく、フレーム１０の水平変位量Ｕが所定変位Ｕｓに達した時点としている。

（３．２）束形成部材４３の詳細構成
次に、束形成部材４３の詳細構成について、図１２を参照して説明する。図１２（ａ）〜（ｄ）は、束形成部材４３の種々の構成を示す図である。束形成部材４３は、２本のワイヤ４１、４２の中間付近を束状に所定長さｗで纏める部材である。

図１２（ａ）に示す束形成部材４３は、単なる円筒状からなる。つまり、この円筒内部に２本のワイヤ４１、４２が嵌挿される。そして、この束形成部材４３の筒長さが、ｗとなる。

図１２（ｂ）に示す束形成部材４３は、Ｃ字型断面筒状であって、筒長さがｗからなる。例えば、この束形成部材４３は、円筒状の部材に長手方向へ切欠（開口部）を形成した形状となる。そして、この切欠から２本のワイヤ４１、４２を挿脱することができる。つまり、２本のワイヤ４１、４２と束形成部材４３との着脱が非常に容易にできる。

図１２（ｃ）に示す束形成部材４３は、Ｃ字型断面筒状であって筒長さがｗの部材を２個用いて形成している。具体的には、２個のＣ字型断面筒状の部材４３ａ、４３ｂが、ほぼ平行に結合されている。そして、一方のＣ字型断面筒状の部材４３ａの開口側と他方のＣ字型断面筒状の部材４３ｂの開口側とが反対側を向くように、両者のＣ字型断面筒状の部材４３ａ、４３ｂが結合されている。一方のＣ字型断面筒状の部材４３ａには、例えば第１のワイヤ４１が嵌挿され、他方のＣ字型断面筒状の部材４３ｂには、例えば第２のワイヤ４２が嵌挿される。このように、２本のワイヤ４１、４２を束形成部材４３の中の異なる場所にそれぞれ収納することにより、２本のワイヤ４１、４２が相互に接触することを防止できる。これにより、特に、一方のワイヤ４１、４２に引張力が作用した場合に、他方のワイヤ４１、４２との接触による影響が生じることを防止できる。さらに、相互に接触しないので、２本のワイヤ４１、４２を保護することにもなる。

図１２（ｄ）に示す束形成部材４３は、図１２（ｃ）に示す束形成部材４３の２個のＣ字型断面筒状の部材４３ａ、４３ｂが、筒軸交差方向に回転可能な構成としている。具体的には、図１２（ｄ）左図に示すように、奥側のＣ字型断面筒状の部材４３ｃの一端側（図１２（ｄ）左図の右側）と手前側のＣ字型断面筒状の部材４３ｄの一端側（図１２（ｄ）左図の右側）とが相互に筒軸交差方向（例えば、筒軸直交方向）に回転可能としている。そして、奥側のＣ字型断面筒状の部材４３ｃの他端側（図１２（ｄ）左図の左側）と手前側のＣ字型断面筒状の部材４３ｄの他端側（図１２（ｄ）左図の左側）とは、相互に係止可能とされている（図１２（ｄ）右図参照）。さらに詳細には、奥側のＣ字型断面筒状の部材４３ｃに第１のワイヤ４１が嵌挿され、手前側のＣ字型断面筒状の部材４３ｄに第２のワイヤ４２が嵌挿される場合には、係止部分４３ｅは以下のようになる。つまり、奥側のＣ字型断面筒状の部材４３ｃが手前側のＣ字型断面筒状の部材４３ｄに対して下側から上側へ動く際に、奥側のＣ字側断面筒状の部材４３ｃの係止部分４３ｅが手前側のＣ字側断面筒状の部材４３ｄの係止部分４３ｅに係止される。これにより、２本のワイヤ４１、４２の引張力により、束形成部材４３の係止が解除されないようにできる。さらに、束形成部材４３を形成する両部材が相互に回転可能とすることで、２本のワイヤ４１、４２を非常に容易に束形成部材４３の内部に嵌挿することができる。

なお、束形成部材４３は、上述した機能と同様の機能を有する限り、上述した筒状やＣ字型断面筒状など以外の任意形状の部材を用いてもよい。

（４）本実施形態の変形態様
上述した本実施形態の変形態様の耐震架構体について説明する。上述した本実施形態の耐震架構体を構成する２本のワイヤ４１、４２は、何れか一端側、若しくは両端側がフレーム１０に対して着脱可能となるようにしてもよい。例えば、ワイヤ４１、４２の一端側のみがフレーム１０に対して着脱可能となる場合には、取り外したワイヤ４１、４２の一端側が保持可能なフックなどをフレーム１０に設けるようにしてもよい。

Claims (7)

1. 上下梁と該上下梁間に配置される左右柱とからなる四角形状の梁柱架構体と、
   前記梁柱架構体のそれぞれの対角に連結される一対のブレースと、
   を備える耐震架構体であって、
   一対の前記ブレースは、
   それぞれの両端側が前記梁柱架構体のそれぞれの対角に連結される屈曲自在な一対の屈曲部材と、
   一対の前記屈曲部材の中間付近を束状に所定長さ纏める束形成部材と、
   を有することを特徴とする耐震架構体。
2. 一対の前記屈曲部材は、それぞれの両端側が前記梁柱架構体のそれぞれの対角にヒンジ接合により連結される請求項１記載の耐震架構体。
3. 前記束形成部材は、一対の前記屈曲部材を収容可能で且つ周方向全周に閉塞された筒状からなる請求項１又は２に記載の耐震架構体。
4. 前記束形成部材は、一対の前記屈曲部材を収納可能な略Ｃ字型断面筒状からなる請求項１又は２に記載の耐震架構体。
5. 前記束形成部材は、
   一の前記屈曲部材を収納可能な略Ｃ字型断面筒状からなる第１部材と、
   他の前記屈曲部材を収納可能で該第１部材に固定された略Ｃ字型断面筒状からなる第２部材と、
   を有する請求項１又は２に記載の耐震架構体。
6. 前記第２部材は、前記第１部材に対して筒軸交差方向に回転可能で、且つ、前記第１部材に対して係止可能である請求項５記載の耐震架構体。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載の耐震架構体に使用されるブレース部材。

Images