JP4431051B2 - 建築物の補強構造 - Google Patents

Description

【技術分野】
本発明は、防振性及び耐震性が強化された建築物又は建造物の補強構造に関する。
【背景技術】
木造軸組建築物における柱、間柱、土台、梁及び胴差等の構造材、木造枠組壁構法建築物における角材等の構造材、鉄骨建築物における鉄骨等の構造材では、それら構造材の中で相互に接している２つの構造材の間において、筋交いやブレースなどの補強材を架け渡した補強構造が知られている。例えば、図１０に示すように、一方の構造材１０１と他方の構造材１０２との間に、火打材等の木製又は金属製の補強部材１０３を架け渡し、この補強部材１０３の両端部を構造材１０１、１０２に固定して建築物を補強してなる補強構造が知られている。
上記補強構造を有する建築物は、補強部材を取り付けていない建築物の構造に比べ、耐震性が向上する。
建築物の補強構造において、制振構造を用いて耐震性能を更に高いものとすることを目的として、特願２００１−２８７０２２号及び特願２００１−２８７０２３号が提案された。
上記特願２００１−２８７０２２号の発明に係る補強構造は、一方の構造材と他方の構造材との間に、ばね鋼からなる補強部材を固定してなるものである。また上記特願２００１−２８７０２３号の発明に係る補強構造は、一方の構造材と他方の構造材との間に補強部材を固定し、これらの構造材と補強部材とで形成される空間内に合成樹脂発泡体を圧縮状態で固定してなるものである。
上記発明に係る補強構造は柔構造の耐震補強構造の一種であり、地震、交通振動、強風等により建築物が振動し、構造材が変形した際に、ばね鋼や合成樹脂発泡体からなる補強部材が構造材変形のエネルギーを吸収し、ねじれ変形等を小さくし、建築物の耐久性を向上させることができる。
上記の特願２００１−２８７０２２号発明及び特願２００１−２８７０２３号発明の補強構造は、構造材変形のエネルギーを吸収できるものの、建築物に加わる振動や揺れが大きくなった場合には、構造材変形に追従するための減衰効果が不十分である上、変形を抑制し正常な位置に復元するための復元力においても未だ不十分である。
本発明は地震、交通振動、強風等により建築物が振動した際に、振動エネルギーを良好に吸収して減衰させ、振動による建築物の構造材変形を抑制すると共に、構造材変形を速やかに解消して元の形態に復元できる建築物の補強構造を提供することを目的とする。
また本発明は、エネルギー減衰作用に優れ且つ構造材変形に対する復元力に優れた建築物の補強部材を用いた補強構造を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明は、複数のばね部材からなり、これらのばね部材相互間に空間部を形成してなる補強部材を、建築物における一方の構造材と他方の構造材との相互間のコーナー部に架け渡して固定してなり、上記ばね部材相互間の空間部にダンパー部材及び／又は合成樹脂発泡体が設けられ、且つ、各構造材と補強部材とによって囲まれる空間に合成樹脂発泡体が設けられていることを特徴とする建築物の補強構造であることを要旨とする。
ばね部材相互間の空間部にダンパー部材及び合成樹脂発泡体が設けられるが、該空間部にダンパー部材のみ設けても或いは合成樹脂発泡体のみ設けてもよい。
本発明の建築物補強構造は、各構造材と補強部材とによって囲まれる空間に合成樹脂発泡体を設け、補強部材と合成樹脂発泡体とが協働してエネルギー減衰作用を行うように構成している。
本発明の建築物補強構造によれば、地震又は交通振動等によって建築物が振動したとき、振動エネルギーを十分に吸収して優れたエネルギー減衰作用を発揮することができる。本発明によれば、構造材に対して圧縮方向の力を受けた場合だけではなく、引張方向の力を受けた場合にも、それらのエネルギーを良好に減衰することができ、優れた制振構造を得ることができる。
本発明によれば、振動エネルギーを良好に減衰できるだけでなく、構造材の変形を速やかに元に戻すことが可能であり、従って、建築物の揺れを小さくとどめると共にそれを短時間で収束させることができる。
また本発明は、構成部材の耐久性が高く、メンテナンスが不要であり、コスト的にも安価であり、また構造材間への補強部材の取付けが簡単である等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明の建築物補強構造の実施例を示す側面図、図２は本発明の補強構造の他の実施例を示す側面図、図３は本発明の補強構造の他の実施例を示す側面図、図４は本発明の補強構造の他の実施例を示す側面図、図５は本発明の補強構造の他の実施例を示す側面図、図６Ａは補強部材の実施例を示す側面図、図６Ｂは同底面図、図６Ｃは補強部材の重ね板ばねを示す部分斜視図、図６Ｄは重ね板ばねに取り付けられる保持具を示す正面図、図６Ｅは滑り摩擦抵抗材の平面図、図７は本発明の補強構造の他の実施例を示す分解斜視図、図８は本発明の補強構造を構造材間に設ける態様を示す枠組み構造の正面図、図９は本発明の補強構造を構造材間に設ける他の態様を示す枠組み構造の斜視図、図１０は従来の建築物補強構造を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】
図１には、本発明の建築物補強構造の実施例が示されている。建築物は互いに交叉して組み立てられた構造材１１と構造材１２を有し、一方の構造材１１は例えば柱として構成され、また他方の構造材１２は例えば梁として構成される。本発明の建築物補強構造は、２つの構造材１１と１２が交叉するコーナー部又は２つの構造材１１と１２が当接するコーナー部において、一方の構造材１１と他方の構造材１２との間に補強部材１を架け渡して固定してなるものである。
補強部材１は、第１ばね部材と第２ばね部材とからなり、両ばね部材は端部付近において結合されていると共に、両ばね部材間には空間部が形成されている。それらのばね部材としては金属製の板ばねが用いられる。第１ばね部材と第２ばね部材は１枚の板ばねから構成しても或いは複数枚の板ばねを重ね合わせてなる重ね板ばねとして構成してもよい。図１に示す補強部材１においては、第１ばね部材は１枚の板ばねから構成し、また第２ばね部材は、２枚の板ばねを重ね合わせてなる重ね板ばねとして構成している。
図１において、補強部材１は第１リーフ３１、第２リーフ３２及び第３リーフ３３の３枚の板ばねから構成されている。第１リーフ３１と第２リーフ３２は相互に重ね合わされた状態で設けられており、重ね板ばね５として構成されている。この重ね板ばね５が上記した第２ばね部材に相当し、また第３リーフ３３が上記した第１ばね部材に相当する。
第１リーフ３１、第２リーフ３２及び第３リーフ３３は、構造材１１と構造材１２との間に加わる圧縮力及び引張力を吸収できる能力を有している。
上記圧縮力とは、構造材１１及び構造材１２が交叉する部位の構造材が９０°より小さくなるように変形する場合に補強部材に加わる力をいう。また上記引張力は、構造材１１及び構造材１２が交叉する部位の構造材の角度が９０°より大きくなるように変形する場合に補強部材に加わる力をいう。
本発明において、構造材１１、１２が交叉する部分の角度が９０°よりも大きくなる方向に構造材が変形する際に、それに追従して引っ張られる方向を補強部材の引張方向といい、また、引張方向とは反対に、構造材１１、１２が交叉する部分の角度が９０°よりも小さくなる方向に構造材が変形する際に、それに追従して圧縮される方向を補強部材の圧縮方向という。
補強部材１において、第１リーフ３１と第２リーフ３２は相互に重ね合わされて重ね板ばね５として構成されており、第２リーフ３２の両端部は結合部材としての保持具５３にて第１リーフ３１に結合されている。第３リーフ３３は、その両端が前記重ね板ばね５の両端側に固定部材９により固定されている。
このように構成される補強部材１の一端は構造材１１にボルト６により固定され、また補強部材１の他端は構造材１２にボルト６により固定される。
構造材１１と構造材１２と補強部材１とで囲まれた内部に空間が形成され、補強部材１における第１リーフ３１及び第２リーフ３２は、空間の内方に向かう方向（構造材１１と構造材１２との交叉部又は当接部に向かう方向）に凸状となるように湾曲して形成され、また第３リーフ３３は、空間の外方に向かう方向（構造材１１と構造材１２との交叉部又は当接部に向かう方向とは反対の方向）に凸状となるように湾曲して形成されている。このような構成により、第３リーフ３３と重ね板ばね５との間には、空間部が形成されている。
図１に示す実施例では重ね板ばね５は第１リーフ３１と第２リーフ３２の２枚の板ばねから構成されているが、重ね板ばね５を構成する板ばねの枚数は特に限定されず、３枚以上であってもよい。また、第３リーフ３３と重ね板ばね５との間の空間部が１箇所のみならず２箇所以上に形成されていてもよい。
本発明において、補強部材を構成する第１リーフ３１、第２リーフ３２及び第３リーフ３３は、ばね部材から構成されるが、ばね部材の種類としては上記した板ばねの他に、コイルばね、トルクロッド等を用いることができる。板ばねとしては、例えばテーパーリーフスプリングを用いることができる。第１リーフ３１と第２リーフ３２は重ね板ばねを構成するが、この重ね板ばねとしては、たわみ特性が線形であるコンベンショナルスプリング、ばね定数が連続的に変化する線形特性ばねであるプログレッシブスプリング、ばね定数が２段階に変化する非線形特性ばね等を用いることができる。
補強部材１における第３リーフ３３と重ね板ばね５との間の空間部にダンパー部材４及び合成樹脂発泡体２ａが設けられている。
ダンパー部材４は第３リーフ３３と重ね板ばね５との間に連結されて設けられている。ダンパー部材４としては、ばね、ゴム、オイルダンパー等の、ダンパー機能を有する材料を用いることができる。ダンパー部材４に用いられるばねとしては、板ばね、コイルばね、皿ばね、竹の子ばね、輪ばね等が挙げられる。
合成樹脂発泡体２ａは第３リーフ３３と重ね板ばね５との間に充填される。
第３リーフ３３と重ね板ばね５との間の空間部にダンパー部材４のみを設けてもよく、或いは合成樹脂発泡体２ａのみを設けてもよい。
補強部材１の外表面を、炭素繊維シート或いは硝子繊維シート等の網状体により覆い、その上からモルタル等の含浸材等を施して、網状体を補強部材１と一体化するように構成することもできる。このように構成することにより、補強部材１の振動エネルギー減衰作用を増大できる。
構造材１１と構造材１２と補強部材１とで作る空間内に該空間を埋めるように合成樹脂発泡体２ｂが設けられている。合成樹脂発泡体２ｂと構造材１１との相互当接面、及び合成樹脂発泡体２ｂと構造材１２との相互当接面、更には合成樹脂発泡体２ｂと補強部材１の重ね板ばね５との相互当接面は接着されていることが好ましい。そのためには通常は接着剤が使用されるが、粘着テープにより接着してもよい。合成樹脂発泡体２ｂと重ね板ばね５との相互当接面における接着の場合には、熱接着を行うこともでき、この場合、直接熱接着することもできるが、熱接着性樹脂を介して熱接着することもできる。
重ね板ばね５と合成樹脂発泡体２ｂとを予め接合して一体化しておくことも可能である。このように構成すれば、補強部材を構造材１１と１２の間に取り付ける作業が容易となる。
補強部材１におけるダンパー部材４及び合成樹脂発泡体２ａ及び補強部材１と構造材１１、１２との間の空間に設けられる合成樹脂発泡体２ｂは、構造材１１、１２に振動による外力が加わったとき、補強部材１における板ばね（第３リーフ３３、重ね板ばね５）と協働して振動エネルギーを吸収して減衰させる作用を行う。
合成樹脂発泡体２ａ、２ｂの材料樹脂としては、スチレンの単独重合体樹脂、スチレンと他のモノマーとから製造されたスチレン系共重合体樹脂、スチレンの単独重合体樹脂又は／及びスチレン系共重合体樹脂とスチレン−ブタジエンブロック共重合体との混合物、ゴム状重合体の存在下でスチレン系モノマーを重合することによって得られるゴム変性スチレン系樹脂（耐衝撃性ポリスチレン）、或いは上記したスチレン系の樹脂と他の樹脂又は／及びゴム状重合体との混合物等の、スチレン成分比率が５０重量％以上であるポリスチレン系樹脂或いはポリスチレン系樹脂組成物；エチレンの単独重合体樹脂、エチレンと他のモノマーとから製造されたエチレン系共重合体樹脂、エチレンの単独重合体樹脂又は／及びエチレン系共重合体樹脂にスチレン系モノマー等のビニルモノマーを含浸させて重合してなるグラフト変性エチレン系樹脂、或いは上記エチレン系の樹脂と他の樹脂又は／及びゴム状重合体との混合物等の、エチレン成分比率が５０重量％以上であるポリエチレン系樹脂或いはポリエチレン系樹脂組成物；プロピレンの単独重合体樹脂、プロピレンと他のモノマーとから製造されたプロピレン系共重合体樹脂、プロピレンの単独重合体樹脂又は／及びプロピレン系共重合体樹脂にスチレン系モノマー等のビニルモノマーを含浸させて重合してなるグラフト変性プロピレン系樹脂、或いは上記プロピレン系の樹脂と他の樹脂又は／及びゴム状重合体との混合物等の、プロピレン成分比率が５０重量％以上であるポリプロピレン系樹脂或いはポリプロピレン系樹脂組成物；熱可塑性ポリエステル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリアミド樹脂；ポリフェニレンエーテル樹脂；或いは上記した樹脂の２以上の混合物等が用いられる。
合成樹脂発泡体を得るための製造方法としては、従来から採用されている公知の合成樹脂発泡方法を用いることができる。
図２は本発明の建築物補強構造の他の実施例を示すもので、この実施例における補強構造に用いられる補強部材１は、構造材１１、１２と補強部材１とで作られる空間の内方に凸状となるように湾曲している板ばねからなる第１リーフ３１と、長手方向に波形凹凸状に形成された板ばねからなる第２リーフ３２とを有し、それらの両端を接合一体化してなるものである。
第１リーフ３１と第２リーフ３２の間には空間が形成され、その空間には合成樹脂発泡体２ａが充填されている。また、構造材１１、１２と第１リーフ３１との間の空間には合成樹脂発泡体２ｂが充填されている。
図３に示す補強部材１は、構造材１１、１２と補強部材１とで作られる空間の内方に凸状となるように湾曲している板ばねからなる第１リーフ３１と、長手方向の中程がわずかに上記空間の内方に凹状となるように形成された板ばねからなる第２リーフ３２とを有し、それらの両端を接合一体化してなるものである。
第１リーフ３１と第２リーフ３２との間には空間が形成され、該空間に、ばね鋼から形成されたダンパー部材４が第１リーフ３１に接合して取付けられている。ダンパー部材４は、第２リーフ３２側に凸状となるように湾曲したばね鋼であり、凸部先端が第２リーフ３２のほぼ中央付近に接し、その両端が第１リーフ３１に固定一体化されている。
第１リーフ３１と第２リーフ３２の間の空間（但し第１リーフ３１とダンパー部材４との間の空間を除く）には、合成樹脂発泡体２ａが充填されている。また、構造材１１、１２と第１リーフ３１との間の空間には合成樹脂発泡体２ｂが充填されている。
図４に示す補強部材１は、構造材１１、１２と補強部材１とで作られる空間の内方に凸状となるように湾曲している板ばねからなる第１リーフ３１と、長手方向に多数の波形凹凸が形成された波板状板ばねからなる第２リーフ３２とを有し、それらの両端を接合一体化してなるものである。第１リーフ３１と第２リーフ３２の間には空間が形成され、該空間に合成樹脂発泡体２ａが充填されていると共に、構造材１１、１２と第１リーフ３１との間の空間には合成樹脂発泡体２ｂが充填されている。
図５に示す補強部材１は、第１リーフ３１と第２リーフ３２が積層された重ね板ばね５と第３リーフ３３とから構成されている。重ね板ばね５は、構造材１１、１２と補強部材１とで作られる空間の内方に凸状となる湾曲状に形成されている。第３リーフ３３は、両端付近を除いた部分が上記空間の内方に凸状となる湾曲状に形成され、両端付近が直線状に形成されている。湾曲状に形成された部分はその中心付近が第２リーフ３２に接している。このような構成により、補強部材１の両端部側において、第１リーフ３１と第３リーフ３３との間に空間が形成されている。この空間には、合成樹脂発泡体２ａが充填されている。また、構造材１１、１２と補強部材１との間の空間には合成樹脂発泡体２ｂが充填されている。
図６Ａに示すように、補強部材１は、第１リーフ３１（親板ばね５１）と第２リーフ３２（子板ばね５２）を積層してなる重ね板ばね５と、第３リーフ３３と、ダンパー部材４と、合成樹脂発泡体２ａとからなるユニットとして構成されている。第３リーフ３３は全長が重ね板ばね５よりも少し短く形成され、その両端部は固定部材９により重ね板ばね５に固定されている。固定部材９としては、ボルト、リベット等が用いられる。
親板ばね５１の両端部に、構造材１１、１２に補強部材１を固定するための固定部５４が形成されている。５５は固定部５４に設けられたボルト孔である。
子板ばね５２（第２リーフ３２）は親板ばね５１（第１リーフ３１）に対し全長が短く形成されていて、親板ばね５１に重ね合わされ、子板ばね５２の長手方向両端部付近に保持具５３が取り付けられ、この保持具５３によって親板ばね５１と子板ばね５２とが結合されている。
図６Ｃには、重ね合わされた親板ばね５１と子板ばね５２に板状部材が空隙５６を残して巻きつけられている状態が示されている。この巻きつけられた板状部材が保持具５３に相当する。この保持具５３の底面に設けられた挿通孔８に固定用ピン６０が挿通され、この固定用ピン６０は子板ばね５２の下面を押圧し、この固定用ピン６０を介して子板ばね５２と保持具５３とが結合される。子板ばね５２の下面に固定用ピン６０を係合するための孔を設けることができる。
親板ばね５１と子板ばね５２が保持具５３に取り付けられた状態において、親板ばね５１と子板ばね５２との相互当接面はスライド可能に設けられていると共に、親板ばね５１と保持具５３との相互当接面もスライド可能に設けられている
親板ばね５１と保持具５３との相互当接面にはすべり摩擦抵抗材５７が取付けられている。このすべり摩擦抵抗材５７は図６Ｄに示すように、保持具５３の上部内面及び上部内側面に設けられている。
また、親板ばね５１と子板ばね５２との相互当接面にもすべり摩擦抵抗材５８が取り付けられる。このすべり摩擦抵抗材５８の取付位置は任意であるが、例えば図６Ｃに示すように、保持具５３が取り付けられた部位における親板ばね５１と子板ばね５２との間に取り付けることができる。保持具５３は親板ばね５１又は子板ばね５２のいずれか一方の面に接着されて取り付けられる。すべり摩擦抵抗材５８は、板ばね５１、５２よりも僅かに幅広に形成されており、図６Ｅに示すように、保持具５３の側部と係合するための切り欠き部５９が両端に設けられている。
すべり摩擦抵抗材５７、５８はすべり摩擦抵抗を与える材料から構成されるが、更に振動吸収作用をも有する材料からなるものが好ましい。すべり摩擦抵抗材の材料として、例えば、ゴム、軟鉄、銅、アルミニウム、発泡金属等が挙げられる。
建築物に振動が起きた場合、最初の小さい変形力を親板ばね５１で受け、それに続く大きな変形を親板ばね５１と子板ばね５２の双方で受けるように作用する。
第１リーフ３１（親板ばね５１）、第２リーフ３２（子板ばね５２）及び第３リーフ３３の各板ばねとしては、軽量で高い強度を出すことができる金属製のばね鋼を用いることが好ましい。ばね鋼からなる板ばねは、ポリプロピレン系樹脂等からなる合成樹脂発泡体を、該板ばねに直接熱接着させることができる。尚、上記板ばねの材料として強化プラスチック製のものを用いてもよい。
板ばねに用いられるばね鋼は、ＪＩＳ Ｇ４８０１に規定される鋼材を用いることができる。ばね鋼からなる板ばねは、復元力が強いため、振動により板ばねが圧縮方向又は引張方向に変形した際、速やかに元の状態に復元出来る。その結果、建築物の揺れを速やかに収束させ、歪みを起こりにくくして耐久性を向上させることができる。複数の板ばねを重ねてなる重ね板ばねは、大きな応力に対するエネルギー吸収能力に優れるという利点がある。
重ね板ばね５において、親板ばね５１を共通のものとし、ばね力の異なる子板ばね５２を複数種類用意しておくことが好ましい。このように構成することにより、建築物の補強度合いに応じて、適宜、親板ばね５１と組み合わせる子板ばね５２を選択し、それにより全体のばね力を調節することができるため、複数種類の補強部材を用意する必要がなくなる。
図１及び図６Ａに示す態様の重ね板ばね５は、２枚の板ばねを重ね合わせて構成されているが、重ね板ばね５を構成する板ばねの枚数は特に限定されず、３枚以上の板ばねから重ね板ばね５を構成してもよい。
図１に示す補強構造では、構造材１１、１２と補強部材１とにより囲まれて形成される略三角形状の空間に合成樹脂発泡体２ｂが該空間を全て満たすように充填されているが、本発明はこのような態様に限定されず、合成樹脂発泡体２ｂは前記空間を完全に満たさない状態で充填されていてもよい。要するに、構造材１１、１２から補強部材１に圧縮方向の応力を受けた際に、合成樹脂発泡体２ｂが弾性変形することで圧縮方向のエネルギーを吸収可能であれば、合成樹脂発泡体２ｂの充填状態や形状は特に限定されない。
また前記空間に充填される部材としては合成樹脂発泡体に限定されず、構造材１１、１２間に応力が加わった場合に変形可能であり、圧縮エネルギーを吸収可能なものであれば、合成樹脂発泡体以外の材料を用いてもよい。このような材料として例えば、非発泡合成樹脂、ゴム、柔らかい金属等が挙げられる。
構造材１１、１２と補強部材１との間に充填される合成樹脂発泡体２ｂの厚みは、建築物の構造に応じて適宜決定されるが、構造材１１、１２の厚みに対して２０％〜１００％の厚みであることが好ましく、且つ５０ｍｍ〜２００ｍｍであることが好ましい。
合成樹脂発泡体２ｂは、略三角形状の空間に圧縮状態で充填することができる。合成樹脂発泡体２ｂを上記空間に圧縮状態で取り付けるためには、合成樹脂発泡体の面積が、上記空間部の面積よりも大きくなるように成形する。この合成樹脂発泡体を上記空間に配置すると共に、その上から重ね板ばね５を押し付けて構造材１１、１２に固定することにより、合成樹脂発泡体を圧縮状態で上記空間に充填することができる。
合成樹脂発泡体２ｂを上記空間内に圧縮状態で充填することにより、建築物が振動を受けた際に補強部材１による振動エネルギー吸収作用を一段と増大できる。また、木造建築物の場合には、構造材である柱や梁等の木材が経年変化により痩せた場合に、圧縮充填された合成樹脂発泡体２ｂが復元力により体積増大し、構造材と合成樹脂発泡体２ｂとの間に隙間ができないという利点がある。
圧縮変形可能な合成樹脂発泡体２ｂとしては、５％圧縮時の圧縮応力が５０ｋＰａ〜２０００ｋＰａであることが好ましく、８０ｋＰａ〜１５００ｋＰａであることがより好ましい。５％圧縮時の圧縮応力が５０ｋＰａ未満では、十分な振動エネルギー減衰作用が得られない。
また、合成樹脂発泡体２ｂが略三角形状の空間内に長期間にわたって圧縮状態で充填されている状態を維持するためには、合成樹脂発泡体２ｂの圧縮永久歪が１２％以下であることが好ましく、１０％以下であることがより好ましい。
上記の合成樹脂発泡体の圧縮永久歪は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７−１９７７に従って測定された値である。但し、試験片の厚さの２５％圧縮の際の圧縮スピードは１０ｍｍ／分とする。また、上記５％圧縮時の圧縮応力は、ＪＩＳ Ｋ ６７６７−１９７７における圧縮硬さ測定方法に従って、試験片を初めの厚さの１０％に圧縮して得られた圧縮応力−歪曲線から求められる。
ポリプロピレン系樹脂（ポリプロピレン系樹脂組成物も含む）発泡体は、軽量な上に５％圧縮時の圧縮応力及び圧縮永久歪を上記した特定数値範囲内にすることが容易であるので、圧縮変形可能な合成樹脂発泡体として最も好ましいものの一つである。５％圧縮時の圧縮応力及び圧縮永久歪が上記特定範囲内のポリプロピレン系樹脂発泡体としては、発泡倍率が５倍〜３０倍のものが好ましい。
図１に示される建築物の補強構造において、補強部材１及び合成樹脂発泡体２ｂの側面を覆うように、図７に示す如く側面板７を取り付けることができる。側面板７としては、鉄、銅、ステンレス板等の金属板が用いられる。
側面板７は構造材１１、１２又は補強部材１に固定される。側面板７は補強部材１及び合成樹脂発泡体２ｂの左右両側面に取り付けられても或いは一方の側面にのみ取り付けられてもよい。側面板７を取り付けることにより、構造材の枠組み構造を補強でき、振動による建築物の変形を抑止する作用を増大することができる。
本発明に用いられる補強部材１は図８に示すように、建築物の一方の構造材１１である柱と他方の構造材１２である梁とのコーナー部に架け渡して設けられる他に、建築物の基礎１４の上に設けた土台１３と柱（構造材１１）とのコーナー部に架け渡して設けられる。いずれの場合も補強部材１はボルト等の固定具により構造材１１、１２間又は構造材１１、土台１３間に固定される。
本発明は垂直方向に配置した構造材と水平方向に配置した構造材とのコーナー部に補強部材１を架け渡して設ける場合に限定されない。例えば図９に示すように、水平方向に配置した構造材１５（梁）と、これとは９０°の角度をもって水平方向に配置した構造材１６（梁）とのコーナー部に補強部材１を架け渡して設けてもよい。
垂直方向に配置した構造材と水平方向に配置した構造材とのコーナー部に補強部材１を架け渡して設けた場合は、振動による建築物の縦揺れ及び横揺れに対してエネルギー減衰作用が発揮され、また共に水平方向に配置した構造材相互間のコーナー部に補強部材１を架け渡して設けた場合は、振動による建築物の横揺れに対してエネルギー減衰作用が発揮される。
一般に、建築物における構造材のコーナー部の角度は９０°であるが、本発明の補強構造は前記コーナー部角度が９０°である場合にのみ適用されるものではなく、任意のコーナー部角度において同様に適用される。
本発明は、補強部材１を構造材１１、構造材１２間に取付けた後、構造材１１、１２を含めて外面側から網状体を覆い、且つ含浸材を施して一体化するように構成することができる。また、鉄筋若しくは鉄骨造りの建築物における柱や、梁等の構造材に補強部材１を取り付ける場合は、これらの構造材に補強鋼板を取り付けることが好ましい。この場合、補強鋼板に、ボルトユニットを固定することができる。
以下、本発明の作用を説明する。
建築物が地震、交通振動等により振動エネルギーを受けたとき、構造材１１と１２の交叉角度が９０°より小さくなる方向の圧縮力が構造材１１、１２間に加わる場合と、反対に構造材１１と１２の交叉角度が９０°より大きくなる方向の引張力が構造材１１、１２間に加わる場合とがある。
構造材１１と１２の交叉角度が９０°より小さくなる方向の圧縮力が構造材１１、１２間に加わった場合、補強部材１における第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が広がる作用が生じ、この作用によって振動エネルギーは減衰される。
また、構造材１１と１２の交叉角度が９０°より大きくなる方向の引張力が構造材１１、１２間に加わった場合、補強部材１における第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が狭まる作用が生じ、この作用によって振動エネルギーは減衰される。
補強部材１における板ばね相互間に合成樹脂発泡体及びダンパー部材を設け且つ構造材１１、１２と補強部材１との間に形成される空間に合成樹脂発泡体を設けてなる補強構造における作用を図１に基づき説明する。
図１において、構造材１１と１２の交叉角度が９０°より小さくなる方向の圧縮力が構造材１１、１２間に加わった場合、補強部材１における第１リーフ３１及び第２リーフ３２は外側（第３リーフ３３に向かう方向とは反対の方向）に向かって湾曲する方向の力を受け、合成樹脂発泡体２ｂを押圧する。また、第１リーフ３１及び第２リーフ３２の外側への湾曲に伴って、第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が広がり、それによりダンパー部材４は伸びる方向の力を受ける。
合成樹脂発泡体２ｂは重ね板ばね５から押圧力を受けて弾性変形し、この弾性変形により押圧力を吸収し、振動エネルギーを減衰させる。また、重ね板ばね５が外側に向かって湾曲する方向の力をダンパー部材４が伸びることによって吸収するため、このダンパー部材４の作用によって振動エネルギーの減衰が生じる。
更に、重ね板ばね５が外側に向かって湾曲する際、第１リーフ３１と第２リーフ３２との相互当接面及び第１リーフ３１と保持具５３との相互当接面において滑りが生じ、この滑りによる摩擦力によって滑り方向への力が抑制され、これにより振動エネルギーが減衰する。また上記した各相互当接面には滑り摩擦抵抗材５７、５８が設けられているので、これらの摩擦抵抗材５７、５８の作用によって更に一段と振動エネルギー減衰効果が増大する。
このように、補強部材１における板ばね（第３リーフ３３、重ね板ばね５）の作用、ダンパー部材４の作用、保持具５３の作用及び合成樹脂発泡体２ｂの作用によって振動エネルギーが減衰する。
また、構造材１１と１２の交叉角度が９０°より大きくなる方向の引張力が構造材１１、１２間に加わった場合、補強部材１は長手方向に引っ張られる力を受けるために、第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が狭まり、ダンパー部材４及び合成樹脂発泡体２ａは圧縮される。この圧縮力によりダンパー部材４は縮まり、また合成樹脂発泡体２ａは弾性変形する。
ダンパー部材４が縮まることによって第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が狭まる方向の力を吸収し、これにより振動エネルギーの減衰が生じる。また合成樹脂発泡体２ａが弾性変形することによって同様に第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が狭まる方向の力を吸収し、これにより振動エネルギーが減衰する。
更に、第３リーフ３３と重ね板ばね５との間隔が狭まる方向の力を受けて重ね板ばね５が第３リーフ３３に向かう方向に引っ張られて変形する際、第１リーフ３１と第２リーフ３２との相互当接面及び第１リーフ３１と保持具５３との相互当接面において滑りが生じ、この滑りによる摩擦力によって滑り方向への力が抑制され、これにより振動エネルギーが減衰する。また上記した各相互当接面には滑り摩擦抵抗材５７、５８が設けられているので、これらの摩擦抵抗材５７、５８の作用によって更に一段と振動エネルギー減衰効果が増大する。
このように、補強部材１における板ばね（第３リーフ３３、重ね板ばね５）の作用、ダンパー部材４の作用、合成樹脂発泡体２ａの作用及び保持具５３の作用によって振動エネルギーが減衰する。
図２〜図５に示す他の実施例における補強構造においても、ダンパー部材４の作用の有無、重ね板ばね５の作用の有無を除いて基本的には上記と同様の作用を生じる。
本発明の建築物補強構造は、鉄骨建築物、鉄筋鉄骨建築物における鉄骨、コンクリート製柱、コンクリート製梁等の構造材及び木造軸組建築物における柱、間柱、土台、梁及び胴差等の構造材更には木造枠組壁構法建築物における角材等の構造材に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
本発明の建築物補強構造を建築物に適用することは、建築物の防振性及び耐震性を強化する上で極めて有益である。

Claims (3)

1. 複数のばね部材からなり、これらのばね部材相互間に空間部を形成してなる補強部材を、建築物における一方の構造材と他方の構造材との相互間のコーナー部に架け渡して固定してなり、上記ばね部材相互間の空間部にダンパー部材及び／又は合成樹脂発泡体が設けられ、且つ、各構造材と補強部材とによって囲まれる空間に合成樹脂発泡体が設けられていることを特徴とする建築物の補強構造。
2. 補強部材は第１のばね部材と第２のばね部材とからなり、第１のばね部材は板ばねからなると共に、第２のばね部材は、１枚の板ばねか、あるいは２枚の板ばねを重ね合わせて保持具により結合してなる重ね板ばねとして構成されている請求項１に記載の建築物の補強構造。
3. 上記コーナー部の角度が平常時より小さくなる方向の圧縮力が構造材間に加わった場合に、上記空間部を形成するばね部材は、互いに外側方向に湾曲する力を受け、これに伴い、上記ダンパー部材が伸び、及び／または、上記各構造材と補強部材とによって囲まれる空間に設置される合成樹脂発泡体が弾性変形し、また、
   上記コーナー部の角度が平常時より大きくなる方向の引張力が構造材間に加わった場合に、上記補強部材が長手方向に引っ張られ、上記空間部を形成するばね部材間の間隔が狭まり、これに伴い、上記ダンパー部材が縮まり、及び／または、上記空間部に設置される合成樹脂発泡体が弾性変形することを特徴とする請求項１または２に記載の建築物の補強構造。

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