JP5583381B2 - 架構の補強構造 - Google Patents

Description

本発明は柱と梁との接合部を効果的に補強する架構の補強構造に関するものである。

従来から、鉄骨造の建物においては、柱と梁の接合部をピン接合とし、当該接合部の近傍に方杖材を設け、当該方杖材により地震等の水平力に抵抗するように構成する構成が採用されていることが知られている。
例えば特許文献１には、鋼製の柱梁と方杖ブレースとを有する柱梁仕口構造を有する架構において、梁が第１の接合部材を介して乾式接合で柱に接合されると共に、柱梁間に架設される方杖ブレースがその両端を第２の接合部材を介して乾式接合で柱および梁にそれぞれ接合されている構成が開示されている。
かかる構成によれば、当該架構に荷重が作用する場合でも、梁と柱との間で曲げモーメントと軸方向力とせん断力が伝達可能である。また、当該特許文献１の構成においては、接合部の曲げ強度が梁部材の曲げ強度よりも低く設定されている。

特開２００７−３３２６８２号公報

上記特許文献１の構成の如き接合部の曲げ強度を梁部材の曲げ強度より低いものとした架構では、想定する地震に対して、方杖材が降伏して地震エネルギーを吸収することにより、梁部材に作用する曲げモーメントをその梁部材の曲げ強度に到達させないことを前提としている。
ところで、近年観測される地震動は、その規模が年々大きくなっている。かかる点に鑑みると、上記特許文献１の如き構成においては、設計当初に想定していた地震を超える震度の地震が発生し、想定よりも大きな地震によるエネルギーが架構に作用することにより、方杖材が吸収できるエネルギーを超えて地震エネルギーが入力されると、方杖材は破断することとなり、その結果として梁部材に作用する曲げモーメントが大きくなり、当該曲げモーメントがその梁部材の曲げ強度に到達することが充分に予想される。

しかしながら、特許文献１の構成においては、接合部の曲げ強度が梁部材の曲げ強度より低いため、方杖材が塑性変形した後にさらに過大な荷重が作用すると、梁の塑性変形に先んじて接合部が破壊してしまう虞がある。このため、結局のところ荷重作用時にエネルギー吸収を期待できるのは実質的に方杖材のみとなり、仮に想定外の地震等が発生して過大な荷重が入力されてダンパーが破断してしまうと、架構全体の層間変形が急増して倒壊の危険性が一気に向上してしまうという問題がある。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題を解決し、方杖材の破断を抑制し、且つ、当該方杖材のエネルギー吸収能を充分に発揮させることができる架構の補強構造を提供することを目的とするものである。

上記課題解決のための具体的手段として、本願発明は、
（１）鋼材からなる柱と梁とを接合してなる柱梁接合部の近傍に、前記柱と梁とに亘って方杖材を架設して補強された架構の補強構造であって、
前記柱及び梁が前記方杖材の全塑性耐力を上回る耐力を有し、
前記柱梁接合部は、前記柱と梁とを剛接合又は半剛接合して形成されると共に、前記柱及び梁の全塑性耐力を上回る耐力を有する保有耐力接合とされており、
前記梁は、荷重により前記梁よりも先に前記方杖材を降伏させた後のさらなる荷重の増大によって、前記柱梁接合部を形成する梁端部で最大モーメントを発生させるものであり、
該梁端部には、該最大モーメントに起因して塑性化が予定される塑性化領域が設けられ、
前記方杖材は、当該梁端部の塑性化領域よりもスパン中央側にて前記梁に連結されていることを特徴としている。

これによれば、剛接合又は半剛接合である柱梁接合部に方杖材を設置して補強された架構は、ピン接合である柱梁接合部に方杖材を設置して補強された構造より、地震力や風などの水平力（荷重）に対する建物の剛性が高く、地震や暴風時の層間変形の応答を抑えることができる。この結果、内外装の損傷を抑えられ、災害時の復旧コストを低減させることができる。
また、方杖材を設置する柱梁接合部を、接合される柱及び梁の全塑性耐力を上回る耐力を有するようにした保有耐力接合とすることで以下のような効果が得られる。
耐震設計上想定している規模を上回る地震が発生し、当該地震によるエネルギーが方杖材の吸収可能なエネルギーを超えて架構に作用した場合、当該方杖材の吸収可能なエネルギーを超えるエネルギーは、架構に作用することとなるが、柱梁接合部は、接合される柱および梁の全塑性耐力を上回る耐力を有しているので、柱梁が塑性化してエネルギーを吸収しても壊れることはなく、当該エネルギーを柱梁を塑性化させることで吸収することができる。

また、方杖材を設置して補強しても、地震による外力の増大によって梁端部の塑性化が避けられない場合がある。この場合、梁端部で全塑性耐力に達すると、塑性ヒンジが形成され、梁端部に塑性化する領域が生じることとなり、かかる領域が塑性変形することで、地震エネルギーが吸収されることとなるのである。ここで、梁端部の塑性化領域にて方杖材と梁とを連結すると、方杖材が取り付く梁端部が塑性化した後は方杖材からの力が梁に十分に伝達されず、方杖材によるエネルギー吸収効果および補強効果を十分に発揮できず、架構の層間変形が急増することが考えられ、そうなると、梁端部の曲げモーメントはさらに上昇して、梁の損傷が増大する。これに対し、梁端部の塑性化領域よりスパン中央側にて梁と方杖材とを連結させておくと、梁端部に塑性化領域が形成されても、方杖材は、その梁端部の塑性変形の影響を受けない位置で梁に連結されているので、梁の塑性化後であっても方杖材による補強効果を十分に発揮させることができる。

（２）また、前記梁端部と前記柱とがボルト接合されることで前記柱梁接合部が形成されていることが好ましい。
これによれば、梁端部と柱梁接合部がボルト接合であることにより、ボルトの伸びによる塑性変形が生じる。その結果、梁端部を溶接により接合する場合に比べ、梁端部の塑性化領域は短くなる。部材を設置する自由度が高まる。
（３）また、前記方杖材は、前記柱、梁及び柱梁接合部に作用する荷重によるエネルギーを吸収するダンパーであることが好ましい。
これによれば、方杖材がエネルギーを吸収するダンパーとして機能することとなり、揺れの初期段階から効率よくエネルギーを吸収するので、建物の最大変形を抑え、損傷を小さくできる。
（４）また、前記方杖材を形成するダンパーは、低降伏点鋼を用いて形成されていることが好ましい。
これによれば、方杖材が低降伏点鋼からなるダンパーであるため、ゴムや樹脂等の粘弾性体と異なり、温度により性能が変化することなく、時間的安定性および耐久性も極めて高い。したがって、温度変化や時間経過（経年劣化）によらず、架構の耐震性を安定的に発揮させることができる。

本発明によれば、方杖材の破断を抑制して当該方杖材のエネルギー吸収能を充分に発揮させることができる。

架構の平面的グリッド構成を示す図である。 架構の全体構成を示す斜視図である。 架構を構成する柱と大梁の接合状態を示す図である。 架構を構成する柱と大梁の接合状態を示す図である。 ダンパーの構成を示す図である。 ダンパーを付加した状態の柱と大梁の接合部を示す図である。 柱梁接合部周りの荷重の作用によるモーメントの変化を示す模式図である。

次に、本発明の最も好ましい実施形態について図を参照して具体的に説明する。本実施形態は、鉄骨造３階建ての架構を有する工業化住宅における補強構造の例であり、図１は架構の平面的グリッド構成を示す図、図２は架構の全体構成を示す斜視図、図３、図４は架構を構成する柱と大梁の接合状態を示す図、図５はダンパーの構成を示す図、図６はダンパーを付加した状態の柱と大梁の接合部を示す図である。図７は柱梁接合部周りの荷重の作用によるモーメントの変化を示す模式図である。

図１、２に示すように、住宅Ａは、妻方向が２スパンで合計６つの平面グリッドからなる３層の架構からなる。図２に示すように、住宅Ａの架構は、１層から３層まで連続した通し柱形式の複数の柱１と、各階層において隣接する柱１どうしを連結する複数の大梁（梁）２と、大梁２の直下に格子状に形成された鉄筋コンクリート造の基礎３とで構成されている。なお、柱脚部は特開平０１−２０３５２２号公報に開示された露出型固定柱脚工法にて基礎に接合されている。
この架構を構築したのち、相対する大梁２の間に小梁を適宜架け渡した上でＡＬＣ（軽量気泡コンクリート）からなる床パネルを梁の上フランジに載置して床が構成され、外周部の大梁２にＡＬＣからなる壁パネルを取り付けることによって外壁が構成されて住宅Ａの躯体が完成する。

図３、図４に示すように、柱１は、外形寸法が１５０ｍｍ角の角形鋼管からなる通し柱となっており、柱脚プレート１ａの接合部から中途部分に形成された柱・柱接合部１ｂまでの部分である下部柱１ｃは、２２ｍｍの肉厚を有する横断面内に溶接による継目が存在しない角型鋼管であり、長さ方向についても、柱部材を長さ方向に連結する節を有することなく構成されている。下部柱１ｃの上端部に連結されて上部の柱を構成する上部柱１ｄは、外形寸法が下部柱１ｃと同一の１５０ｍｍ角ではあるが、下部柱１ｃよりも薄い４．５ｍｍ〜６．０ｍｍの肉厚を有する角形鋼管で構成されている。

柱１は、各階層の標準的な階高（大梁上端面間の離間寸法）が２８７０ｍｍとなるように大梁２の接合高さ位置が設定されており、当該高さ位置にて、柱１の各面には大梁２のエンドプレート２ｄの孔２ｅに対応する孔１ｆが複数個連続して穿たれており、これによって各階の大梁２を受ける梁受け部１ｅが形成されている。なお、各孔１ｆの内壁には、ネジが切られている。
梁受け部１ｅは、大梁２の孔２ｅと同様に、上部２段と最下段の計６個の孔１ｆが、大梁２と接合するボルト４を螺入する孔であり、下から２段目の孔２個は位置合わせ用の孔である。柱・柱接合部１ｂは、特開平６−１８００２６号公報、特開平８−６０７４０号公報等に記載された公知の接合部構造によって３階の大梁２との梁受け部１ｅの上方に形成されている。

柱1の各面において、２階の大梁２を受ける梁受け部１ｅから下方向及び上方向に所定寸法離間した位置と、３階の大梁２を受ける梁受け部１ｅの下方向に所定方向離隔した位置には、後述するダンパー（方杖材）５をボルト接合する為の複数のボルト孔が穿たれてダンパー５を受けるダンパー受け部１ｇが形成されている。下部柱１ｃはシームレスパイプで構成されているのでダンパー受け部１ｇはボルト孔を穿設するだけで容易に形成することができ接合の高さを自由に設定することができる。なお、各ボルト孔の内壁には、ネジが切られている。

このように、柱１のうち下部柱１ｂを横断面内に溶接による継目が存在しないシームレスパイプで構成したので、ダンパー５を受ける受け部として柱の所定位置にジョイントボックス等を溶接する必要がなく、溶接欠陥によって性能が低下する可能性がない。従って、耐震性能に対する柱１の信頼性を高めることができる。また、シームレスパイプで構成された範囲内においては、柱１の側面の任意の位置にボルト孔を設けるだけでダンパー５を接合することができるので、ダンパー５の接合高さの設定を、住宅Ａに求められる構造耐力や有効な室内空間の広さ等に応じて容易に変更できる。

図３に示すごとく、大梁２は、一対のフランジ２ａ、２ｂをウェブ２ｃによって連結して形成されるＨ形鋼からなり、全ての階層における全ての大梁２は、梁成が２５０ｍｍ、上下のフランジ２ａ、２ｂの幅が１２５ｍｍ、厚みが９ｍｍ、ウェブ２ｃの厚みが６ｍｍに統一されている。
大梁２の各端部には、柱１に接合されるエンドプレート２ｄが溶接により取り付けられている。該エンドプレート２ｄは、所定の厚さを有する平板状に形成されており、該エンドプレートには、横方向に中心から左右対称に２列、縦方向に等間隔に４段、同一径の孔２ｅが計８箇所穿たれている。孔２ｅのうち上部２段と最下段の計６個の孔が柱１との接合に使用するボルト４を挿通する為の孔である。
なお、下から２段目の孔２個は柱１に大梁２を取り付ける接合作業の際、「シノ」と称する挿嵌部材を挿し込んで位置合わせを行う為の孔であり、これら柱１と大梁２との接合には使用しない。このように柱１の梁受け部１ｅに大梁２のエンドプレート２ｄが重ね合わされ、これらを上述の如くボルト締結することにより、柱梁接合部Ｂが形成される。

当該柱梁接合部Ｂは、大梁２端部のエンドプレート２ｄを柱１に高力ボルト４により締結する剛接合であり、また、荷重作用時に被接合材である大梁２及び柱１が塑性域に達するまで破断しない保有耐力接合として構成されている。
詳述すると、柱と梁との接合部を剛接合とする場合、梁は地震発生時に躯体に作用する地震エネルギーを塑性変形により吸収する構造要素となることが期待されている。大きな地震動を受けている間に亘って梁の塑性化によるエネルギー吸収機構を保持するためには、当該梁を保持する柱との接合部である梁両端の柱梁接合部が破断してはならない。このように、梁の塑性変形能を充分に発揮させるべく、梁の塑性変形よりも先に柱梁接合部を破断させない接合状態を保有耐力接合という。

ここで、柱梁接合部を保有耐力接合とするためには、柱と梁との接合方法はもちろん、梁や柱の鋼材の材質や強度など多くの点が設計と関係するが、柱梁接合部の耐力に関しては、当該柱梁接合部の最大曲げ耐力が、梁の梁端部に作用する最大曲げモーメントを上回ることがもっとも主要な条件となる。
そこで、梁の終局耐力をその全塑性モーメントで評価すると、柱梁接合部の必要曲げ耐力は以下の式で規定される。

また、大梁２の上下フランジ２ａ、２ｂには、各種部材をボルト固定する為の孔群２ａ１、２ｂ１が柱１に接合した状態でモジュールに基づく基準線を中心にして穿たれている。この構成は寸法も含め全ての階層の全ての大梁２に共通している。
ところで、大地震に対する設計においては、柱梁接合部Ｂを形成する大梁２の梁端部に塑性化が生じることが想定される。梁や柱を線材に置換した解析においては、梁や柱の塑性化は、塑性ヒンジという仮想点を梁端縁部や柱端縁部に仮定し、当該仮想点の回転で代表されることが多いが、実際には、特に曲げモーメント分布が材軸方向に添って勾配を有する梁などにおいて、塑性回転を引き起こすためには、塑性化する領域である塑性化領域が梁端縁部のみならず材軸方向に拡げた位置にも設けられるものとなる。

耐震設計上、当該塑性化領域は、柱と梁とを溶接接合により接合する場合、梁の長さをｌ、梁成をＤとすると、柱梁接合部Ｂを形成する柱芯から梁のスパン中央方向に向けてｌ／１０又は２Ｄの領域とされているが、本実施形態においては柱１と大梁２とを高力ボルト接合により接合しており、これによって、本実施形態においては、図６に示す如く、柱１の中心線から大梁２のスパン中央方向に向けてＤまでの領域のうち、大梁２が占める領域が当該大梁２の塑性化領域２ｈとなり、該塑性化領域２ｈは、上記溶接接合により梁と柱を接合する構成よりも梁端部側に縮小されるものとなっているのである。
また、大梁２の上下フランジ２ａ、２ｂには、柱梁接合部Ｂを形成する梁端部からみて上記塑性化領域２ｈよりもスパン中央側となる位置に、各種部材をボルト固定する為の孔群２ａ１、２ｂ１が設けられている。

図５に示すダンパー５は、低降伏点鋼からなる芯部材５ａと、該芯部材５ａに圧縮力を作用させた際の座屈を防止する為の座屈防止部材５ｂとからなる。
芯部材５ａは、矩形断面を有する扁平で長尺な棒板状の本体５ａ１と、該本体５ａ１の一端に溶接され大梁２のフランジ２ｂに接合される第１座部５ａ２と、該本体５ａ１の他端に溶接されて柱のダンパー受け部１ｇに接合される第２座部５ａ３とを備えている。
座屈防止部材５ｂは、一般構造用圧延鋼材からなる一対の平板５ｂ１の間に一対の側板５ｂ２を挟みこんで断面ロ字状とし、これらをボルト５ｂ３により締結して構成され、当該座屈防止部材５ｂの中央の空隙部分に芯部材５ａの本体５ａ１が配されている。座屈防止部材５ｂの一対の平板５ｂ１の間隔は芯部材５ａの厚さよりも僅かに大きいものとされると共に、一対の側板５ｂ２の間隔は芯部材５ａの幅よりも僅かに大きく形成されている。

これにより、座屈防止部材５ｂによって芯部材５ａは弱軸まわりの面外曲げが規制されることとなり、これによって芯部材５ａの座屈が規制されることとなっている。この結果、ダンパー５は引張力とともに圧縮力をも負担することができ、正負いずれの水平力に対しても抵抗することができるものとなっている。

図６に示すように、ダンパー５は方杖型であり、第１座部５ａ２を大梁２の下フランジ２ｂにボルト接合し、第２座部５ａ３を柱１のダンパー受け部１ｇにボルト接合することによって、大梁２と柱１に亘って架設されている。大梁２は、該大梁２の下フランジ２ｂにモジュールに基づいて設けられた複数の孔群のうち、柱１の配置の基準となる基準線（通り芯）から３０５ｍｍ（モジュールの１倍）の位置にある孔群２ｂ１及びその周囲をダンパー連結部２ｇとして設定されており、当該ダンパー連結部２ｇにダンパー５の第１座部５ａ２がボルト接合されている。ここで、該ダンパー連結部２ｋは、上記大梁の塑性化領域２ｈよりも大梁２のスパン中央方向となる位置に設けられており、かかる位置でダンパー５が大梁２に連結されることにより、ダンパー５は大梁２の梁端部の塑性変形の影響を受けることはない。

ここで、塑性化領域２ｈは、上述の如く柱芯から大梁２のスパン方向に向けて梁成Ｄの大きさに等しい領域における大梁２の占める領域とされており、当該塑性化領域よりもスパン中央側にダンパー連結部２ｇが設けられているが、これら各部材を線材と仮定し、柱芯と梁端部を一致させて耐震設計を行うことに鑑みれば、大梁２の中心線とダンパー５の中心線との交点が少なくとも大梁２の梁端部から大梁２のスパン中央方向に向けて梁成Ｄとして設定される塑性化領域２ｈ’よりも大梁２のスパン中央側に設けられていることが好ましい。本実施形態においては、大梁２のダンパー連結部２ｇが柱１の中心線から梁成Ｄとして設定される塑性化領域２ｈよりも大梁２のスパン中央側に設けられ、且つ、大梁２の中心線とダンパー５の中心線の交点が梁端部（各部材を線材と仮定する耐震設計上は柱芯に一致する）から大梁２のスパン中央方向に向けて梁成Ｄとして設定される塑性化領域２ｈ’よりもスパン中央側に設けられており、いずれにしても、大梁２の梁端部に生じる塑性変形の影響を受けない位置にて大梁２とダンパー５とが接続されるものとなっているのである。
また、本実施例においてダンパー５は、柱１と大梁２に接合した状態でダンパー５の中心線Ｙ１と大梁２の長手方向の中心線Ｘ１とのなす角度θが７０度となるように構成されている。

なお、上述の如き孔群は、大梁２の長手方向に沿って所定の間隔で形成されており、塑性化領域２ｈとして規定されている範囲にも形成される場合があるが、その場合は、柱梁接合部Ｂを形成する大梁２の梁端部からみて当該塑性化領域２ｈよりもスパン中央側に位置する領域にて最も塑性化領域２ｈに近い位置に設けられている孔群又は当該孔群よりもさらにスパン中央側に設けられる孔群（本実施形態においては孔群２ｂ１）からなるダンパー連結部２ｇを介してダンパー５が大梁２にボルト接合により連結されている。
また、ダンパー５と大梁２との連結位置を固定してダンパー受け部１ｇを柱梁接合部Ｂから離隔させていくと大梁２の長手方向とのなす角度が直角に近づいていき、大梁２の補剛効果を高めることができる。また、ダンパー５と大梁２の長手方向とのなす角度を変えずにダンパー５とのダンパー受け部１ｇを柱梁接合部Ｂから離隔させるとともにダンパー連結部２ｇをスパン中央方向に移動させた場合も、大梁２に作用する曲げモーメントを小さくすることができ、補強という点では有効である。

また、１本の柱１に対してダンパー５が取付け可能な位置（レベル）は、２階の大梁２のレベルにあっては大梁２の上下フランジ２ａ、２ｂであり、３階の大梁２のレベルでは下フランジ２ｂであり、夫々のレベルで４面（Ｘ、Ｙ夫々の方向について２ヶずつ）取り付けることが可能である。
このように、柱梁接合部Ｂの近傍にダンパー５を設けることにより、本実施形態の架構Ｃが構成される。

上記構成による作用について、図７を参照しつつ説明する。
上記構成によれば、想定される大地震の発生においては、架構に作用する水平力をダンパー５が負担し、ダンパー５が塑性変形域に達して変形することでエネルギーを吸収し、これによって地震に耐えるものとなっている。特にダンパー５を効かせている状態においては、ダンパー５を不存在とする一般的な架構に比べて大梁２に作用する最大の曲げモーメントを小さくすることができ、しかもそれを大梁２の柱１との連結部分ではなく母材部分に作用させることができるので構造耐力上有利となる。例えばスパンが４２７０ｍｍの場合、大梁２に作用する曲げモーメントはダンパー連結部２ｇで最大となり、その値はダンパー５を設置しない状態での２階の大梁２の端部に作用する曲げモーメントの凡そ８９％となる。

そして、ごくまれに発生する巨大地震により想定を超える水平力が作用した場合、大梁２においては、大梁２とダンパー５のダンパー連結部２ｇにもっとも大きなモーメントが作用することとなり、当該モーメントがダンパー５の降伏耐力よりも大きなものとなると、大梁２や柱梁接合部Ｂに先行して先ずダンパー５が降伏し、塑性変形域に達する（図７のＭ１）。
この後、ダンパー５は塑性変形域に達しているものの、破断していない状態であるので、かかる状態において、ダンパー５は、それ以上の荷重を負担することはできないものの、塑性変形を生じさせるだけの一定の荷重を負担する。このため、この後に引き続き先ほどよりも大きな水平力が作用すると、ダンパー５は一定の荷重を負担しつつ塑性変形すると共に、徐々に柱梁接合部Ｂに作用する荷重が増大する。すなわち、当該梁柱接合部５まわりのモーメント分布は、柱梁接合部５に作用するモーメントよりもダンパー連結部２ｇでのモーメントの方を大とするものの、これらモーメントの差分を徐々に小さなものとして推移する（図７のＳ２）。

そして、さらに水平力が増大することとなると、遂にはダンパー連結部２ｇのモーメントよりも柱梁接合部Ｂに作用するモーメントの方が大きなものとなり、これによって、柱梁接合部Ｂも塑性化することとなる。本実施形態においては、柱梁接合部Ｂは保有耐力接合として形成されているため、当該柱梁接合部Ｂの塑性化とは、実挙動においては大梁の梁端部に予め設けた塑性化領域２ｈが塑性化するものであって、これにより、大梁２は当該塑性化領域２ｈの塑性変形によって荷重を負担することとなるが、この状態においても、ダンパー５は大梁２の塑性化領域２ｈを外したスパン中央側にて大梁２に接続されているので、当該ダンパー５は、大梁２の塑性変形に伴って未だ塑性変形しつつ荷重（モーメント）を負担する。

これによって、上記実施形態においては、かかる終局的な局面においてもダンパー５をエネルギー吸収機構のメンバーとして加えることができる。また、大梁２の梁端部に塑性化領域２ｈが塑性化された状態であっても、ダンパー５が連結されている位置には塑性化が及ばないので、ダンパー５と大梁２間でダンパー５の降伏耐力に相当する力の伝達が可能となり、これによって、当該ダンパー５による柱梁接合部Ｂの補強効果を発揮させることも可能である。

このように、ダンパー５は破断するまでエネルギー吸収メンバーとなるものであるが、本実施形態において、ダンパー５は低降伏点鋼により形成されているため、その塑性変形能は著しく大きく、上述の如き終局的な局面であっても早期には破断に至らず、充分なエネルギー吸収能を発揮するのである。
また、ダンパー５は、低降伏点鋼を用いて形成されているため、ゴムや樹脂等の粘弾性体によりかかるダンパーを形成する場合と異なり、日射による紫外線照射、温度や湿度等の周辺環境や経年により性能が変化することなく、時間的安定性および耐久性も極めて高い。したがって、温度変化や時間経過によらず、建物全体の構造躯体としての耐震性を安定的に発揮させるものとなる。

大梁２のエンドプレート２ｄと柱１とがボルト接合されることで柱梁接合部Ｂが形成されているので、エンドプレート２ｄの曲げ変形及びボルトの伸びによる塑性変形が生じる。その結果、梁端部を柱に溶接により接合する場合に比べ、大梁２の梁端部の塑性化領域２ｈは短くなり、当該大梁２の長さ方向に亘って部材を設置する自由度が高められている。

なお、必要に応じて３階の大梁２のレベルにおいて上フランジ２ａに取り付け可能にしてもよいし、Ｒ階の大梁２のレベルにおいて下フランジ２ｂに取り付け可能としてもよい。この場合、柱１の全てを長さ方向に継ぎ目のない１本のシームレスパイプで構成するのが好ましい。
また、純鉄骨造以外に鋼管柱にセメントミルクを充填したCFT造や鉄骨鉄筋コンクリート造にも適用可能である。また、本発明の構成は、柱と梁の接合部を半剛接合する構成においても、採用可能である。

Ａ…住宅
Ｂ…柱梁接合部
Ｃ…架構
１…柱
１ａ…柱脚プレート
１ｂ…柱・柱接合部
１ｃ…下部柱
１ｄ…上部柱
１ｅ…大梁との接合部
１ｆ…孔
１ｇ…ダンパー受け部
２…大梁（梁）
２ａ…上フランジ
２ａ１…孔群
２ｂ…下フランジ
２ｂ１…孔群
２ｃ…ウェブ
２ｄ…エンドプレート
２ｅ…孔
２ｈ…塑性化領域
２ｇ…ダンパー連結部
３…基礎
４…ボルト
５…ダンパー（方杖材）
５ａ…芯部材
５ａ１…本体
５ａ２…第１座部
５ａ３…第２座部
５ｂ…座屈防止部材
５ｂ１…平板
５ｂ２…側板
５ｂ３…ボルト

Claims (4)

1. 鋼材からなる柱と梁とを接合してなる柱梁接合部の近傍に、前記柱と梁とに亘って方杖材を架設して補強された架構の補強構造であって、
   前記柱及び梁が前記方杖材の全塑性耐力を上回る耐力を有し、
   前記柱梁接合部は、前記柱と梁とを剛接合又は半剛接合して形成されると共に、前記柱及び梁の全塑性耐力を上回る耐力を有する保有耐力接合とされており、
   前記梁は、荷重により前記梁よりも先に前記方杖材を降伏させた後のさらなる荷重の増大によって、前記柱梁接合部を形成する梁端部で最大モーメントを発生させるものであり、
   該梁端部には、該最大モーメントに起因して塑性化が予定される塑性化領域が設けられ、
   前記方杖材は、当該梁端部の塑性化領域よりもスパン中央側にて前記梁に連結されていることを特徴とする架構の補強構造。
2. 前記梁端部と前記柱とがボルト接合されることで前記柱梁接合部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の架構の補強構造。
3. 前記方杖材は、前記柱、梁及び柱梁接合部に作用する荷重によるエネルギーを吸収するダンパーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の架構の補強構造。
4. 前記方杖材を形成するダンパーは、低降伏点鋼を用いて形成されていることを特徴とする請求項３に記載の架構の補強構造。