JP2011064012A - ブレース、耐震構造及び建築物 - Google Patents

Abstract

【課題】引張力に対して効果的に抵抗することが可能なブレース、このブレースを有する耐震構造、及びこのブレースを有する建築物を提供する。
【解決手段】ブレース１０は、コンクリートによって形成されたブレース本体１２と、緊張材１４とを有している。ブレース本体１２は架構１８内に斜めに配設され、緊張材１４は、ブレース本体１２へプレストレスを導入すると共に架構１８とブレース本体１２の端部とを圧着接合する。よって、ブレース本体１２に作用する引張力が大きくなって圧縮応力が０になったときに、架構１８に対するブレース本体１２の端部の圧着接合が解放され、ブレース本体１２に発生するひび割れを防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、架構内に配設するコンクリート製のブレース、このブレースを有する耐震構造、及びこのブレースを有する建築物に関する。

建築物に設けられる耐震要素として、建築物を構成する架構内に配設されるブレースが広く用いられている。
ブレースの中でも鉄筋コンクリート製のブレースは、圧縮剛性が高く経済性に優れた部材である。しかし、引張り応力が作用したときに生じるひび割れによって剛性が低下してしまう物理的特性を有しているので、一般的に、引張力に対して抵抗しない構成として用いられている。

図１８に示すように、特許文献１のコンクリートブレース３００では、コンクリートに対するアンボンド加工を施された鉄筋３０２がコンクリートブレース３００内に配設されている。さらに、コンクリートブレース３００には、コンクリート断面に対する引張力伝達遮断部３０４が設けられている。

これにより、コンクリートブレース３００に生じる圧縮力はコンクリートに負担され、引張力は鉄筋３０２に負担されるので、コンクリートブレース３００に生じる引張力によるコンクリートのひび割れの発生を防止することができる。
しかし、引張力は鉄筋３０２のみによって負担されるので、コンクリートブレース３００に生じる引張力に対する十分な抵抗が期待できない。

特開平５−４４２５６号公報

本発明は係る事実を考慮し、引張力に対して効果的に抵抗することが可能なブレース、このブレースを有する耐震構造、及びこのブレースを有する建築物を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、構造物を構成する架構内に斜めに配設されるコンクリート製のブレース本体と、前記ブレース本体へプレストレスを導入すると共に該プレストレスの導入によって前記架構と前記ブレース本体の端部とを圧着接合する緊張材と、を有する。

請求項１に記載の発明では、ブレースが、ブレース本体と緊張材とを有している。ブレース本体は、コンクリートによって形成され、構造物を構成する架構内に斜めに配設される。緊張材は、ブレース本体へプレストレスを導入すると共にこのプレストレスの導入によって架構とブレース本体の端部とを圧着接合する。

ブレース本体は架構内に斜めに配設されているので、架構に外力（地震等により生じる水平力）が作用して架構がせん断変形（層間変形）したときに、この外力の向きによって、ブレースは軸方向に圧縮力又は引張力を受ける。以下、ある向きの外力に対して、軸方向に圧縮力を受けるように配設されているブレースを「圧縮側ブレース」とし、軸方向に引張力を受けるように配設されているブレースを「引張側ブレース」とする。
すなわち、架構に作用する外力の向きによって、１つのブレースが、圧縮側ブレースになったり、引張側ブレースになったりする。

よって、ブレースが圧縮側ブレースとなる場合、ブレースの受ける圧縮力にブレース本体が抵抗する。ブレース本体はコンクリートによって形成されているので、鋼製のブレースに比べて高い圧縮剛性及び座屈耐力を得ることができる。

また、ブレースが引張側ブレースとなる場合、ブレースの受ける引張力は、緊張材により導入されているプレストレス（ブレース本体に作用する圧縮力）によってキャンセルされるので、引張側ブレースは圧縮側ブレースと同等の剛性を有し、引張力に抵抗することができる。
このように、引張側ブレースには引張力が作用するが、この引張力は緊張材により導入されているプレストレスによってキャンセルされるので、引張側ブレース（ブレース本体）に部材応力としての引張応力は生じない。

そして、ブレース本体に生じている圧縮応力は引張力が大きくなると共に小さくなり、この圧縮応力が０になったときに、架構とブレース本体の端部とが離間する。すなわち、架構に対するブレース本体の端部の圧着接合が解放される。これによって、ブレース本体に引張応力が発生することがないので、ブレース本体に発生するひび割れを防ぐことができる。なお、圧着接合が解放された後は、引張側ブレースに作用する引張力を緊張材が負担する。

これらにより、請求項１のブレースは、軸方向に作用する圧縮力及び引張力に対して効果的に抵抗することができる。さらに、地震等の外力が無くなれば、緊張材によってブレース本体に導入されているプレストレスの作用により、せん断変形（層間変形）を起こした架構が元の位置に復元されることが期待できる。

また、ブレース本体に導入するプレストレスの大きさの設定によって、架構に対するブレース本体の端部の圧着接合が解放されるタイミングを変えることができる。

また、架構とブレース本体の端部とが圧着接合されているので、架構に発生する層せん断力をブレースによって伝達することが可能となる。そして、架構に発生する層せん断力の一部又は全部をブレースによって負担することができるので、架構にブレースが無い場合と比べて、架構を構成する柱・梁や、柱・スラブ等に求められる設計耐力を小さくすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記ブレース本体は、分割ブレース部材を軸方向に複数つないで構成されている。

請求項２に記載の発明では、複数の分割ブレース部材を軸方向につないで、ブレース本体を構成している。
よって、小さな部材（分割ブレース部材）単位で搬送を行うことが可能になるので、搬送を容易に行うことができる。

また、つなぎ合わせる分割ブレース部材の数を変えることによって、さまざまな長さのブレース本体を構成することが可能になる。これにより、部材（分割ブレース部材）の標準化を図ることができる。

請求項３に記載の発明は、前記架構に所定値以上のせん断力が発生したときに前記圧着接合が解放されるように、前記ブレース本体へ導入するプレストレスの大きさが設定されている。

請求項３に記載の発明では、架構に所定値以上のせん断力が発生したときに圧着接合が解放されるように、ブレース本体へ導入するプレストレスの大きさが設定されているので、架構に所定値以上のせん断力が発生するまでは、圧縮側及び引張側ブレースは軸方向に作用する圧縮力及び引張力に対して効果的に抵抗することが可能となる。よって、架構に高い面内剛性を付与することができ、架構に発生するせん断変形（層間変形）を抑制することができる。

また、架構に所定値以上のせん断力が発生したときに、圧縮側ブレースにおいては、ブレース本体が圧縮側ブレースの軸方向に作用する圧縮力に抵抗し、架構に高い面内剛性を付与することができる。また、引張側ブレースにおいては、架構に対するブレース本体の端部の圧着接合が解放されるので、ブレース本体に引張応力が発生することがない。これにより、ブレース本体に発生するひび割れを防ぐことができる。なお、圧着接合が解放された後は、引張側ブレースに作用する引張力を緊張材が負担する。

請求項４に記載の発明は、前記ブレース本体は、プレキャスト部材である。

請求項４に記載の発明では、コンクリート成形品であるブレース本体をプレキャスト化することにより、ブレース本体の品質を向上させることができる。また、部材（ブレース本体）の標準化によって、低コスト化を図ることができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載のブレースと、前記架構と、を有する耐震構造である。

請求項５に記載の発明では、軸方向に作用する圧縮力及び引張力に対して効果的に抵抗することができるブレースを有する耐震構造とすることができる。

請求項６に記載の発明は、前記ブレースは複数配設され、複数の前記ブレースの少なくとも１つが左右一方に傾いており、複数の前記ブレースの少なくとも１つが左右他方に傾いている。

請求項６に記載の発明では、架構内に複数のブレースが配設されている。そして、これらのブレースのうち、少なくとも１つが左右一方に傾いており、少なくとも１つが左右他方に傾いている。

よって、架構に発生するせん断変形（層間変形）が左右どちらの方向に生じても、必ず圧縮側ブレースを存在させることができる。これにより、圧縮側ブレースの有する高い圧縮剛性によって、架構に効果的に面内剛性を付与することができる。

また、架構内に圧縮側ブレースと引張側ブレースとが存在することになるので、架構に付与される面内剛性は、架構自体が付与する面内剛性に各ブレースの付与する面内剛性を足し合わせた値となる。これにより、架構のせん断変形（層間変形）が小さいときには高い面内剛性が付与され、架構のせん断変形（層間変形）が大きいときには低い面内剛性が付与される。

例えば、大地震（再現期間５００年程度の地震）において架構に対するブレース本体の圧着接合が解放されるように、ブレース本体に導入するプレストレスの大きさを設定した場合、架構のせん断変形（層間変形）が小さい中小地震（再現期間５０年程度の地震）においてブレースは高い面内剛性を架構に付与することができる。これによって、架構を有する建築物の変形を抑制し、仕上げ材、外装材、家具等の損傷を防止することができる。

また、架構のせん断変形（層間変形）が大きい大地震においては、引張側ブレースの圧着接合が解放されるため、ブレースは中小地震のときより低い面内剛性を架構に付与する。これによって、架構を有する建築物の固有周期を長くして入力地震動を低減することができる。
また、架構を有する建築物の固有周期を長くすることにより建築物の変形を増大させ、ダンパー（鋼材ダンパー、オイルダンパー等）を別途設置してこのダンパーにより地震エネルギーの吸収を図ることができる。

請求項７に記載の発明は、前記架構内に線状部材が斜めに配設され、前記ブレースが左右一方に傾いており、前記線状部材が左右他方に傾いている。

請求項７に記載の発明では、架構内に線状部材が斜めに配設されている。そして、ブレースは左右一方に傾いており、線状部材は左右他方に傾いている。
よって、線状部材によって架構に面内剛性を付与することが可能になり、架構の面内剛性を向上させることができる。また、線状部材はブレースよりも比較的簡単に配設することができるので、架構に面内剛性を容易に付与させることができる。

また、架構に付与する面内剛性の一部を線状部材が負担するので、ブレースの負担する圧縮耐力及び引張耐力を低減することができる。これによって、ブレース本体の断面積を小さくしたり、ブレース本体に生じさせるプレストレス量を小さくしたりすることができる。ブレース本体の断面積を小さくできれば低コスト化を図ることができ、また、ブレース本体の運搬作業や設置作業が行い易くなる。

請求項８に記載の発明は、前記緊張材と前記線状部材とは連結されており、前記線状部材に引張力を付与する緊張手段が前記架構内に設けられている。

請求項８に記載の発明では、緊張材と線状部材とが連結されている。また、緊張手段が架構内に設けられている。緊張手段は、線状部材に引張力を付与する。
よって、緊張手段による一回の緊張作業で、ブレース本体と線状部材とに同時にプレストレスを導入することができ、作業手間を低減することができる。

また、架構内で緊張手段による緊張作業を行うことが可能なので、新築工事においては、ブレースが配設された架構の上階の架構の施工完了を待たずに、緊張作業を行う（ブレース本体にプレストレスを導入する）ことができる。
また、架構内で緊張手段による緊張作業を行うことが可能なので、緊張作業のために別途作業空間を確保しなくてよい。

請求項９に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載のブレースを有する建築物である。

請求項９に記載の発明では、圧縮力及び引張力に対して効果的に抵抗することができるブレースを有する建築物を構築することができる。

本発明は上記構成としたので、引張力に対して効果的に抵抗することが可能なブレース、このブレースを有する耐震構造、及びこのブレースを有する建築物を提供することができる。

本発明の第１の実施形態に係る耐震構造を示す正面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る耐震構造を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るブレースに作用する力を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る架構に作用するせん断力を示す線図である。 本発明の第２の実施形態に係る耐震構造を示す正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る架構に作用するせん断力を示す線図である。 本発明の第３の実施形態に係る耐震構造を示す正面図である。 本発明の第３の実施形態に係るブレースと線状部材との交差の状態を示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る耐震構造の応用例を示す立面図である。 本発明の第３の実施形態に係る耐震構造の変形例を示す立面図である。 本発明の第４の実施形態に係る建築物を示す立面図である。 本発明の第４の実施形態に係るブレースの配置を示す平面図である。 本発明の第４の実施形態に係る建築物の変形例を示す立面図である。 本発明の実施形態に係るブレース本体の変形例を示す正面図である。 本発明の実施形態に係るブレースの変形例を示す正面図である。 本発明の実施形態に係る耐震構造の作用を示す説明図である。 従来のコンクリートブレースを示す説明図である。

図面を参照しながら、本発明のブレース、耐震構造及び建築物を説明する。なお、本実施形態では、鉄筋コンクリート造の建築物に本発明を適用した例を示すが、鉄骨造、鉄骨鉄筋コンクリート造、ＣＦＴ造（Concrete-Filled Steel Tube：充填形鋼管コンクリート構造）、それらの混合構造など、さまざまな構造や規模の建築物に対して適用することができる。

まず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１の正面図に示すように、第１の実施形態の耐震構造６２は、ブレース１０と架構１８とを有し、ブレース１０は、ブレース本体１２と緊張材としてのＰＣ鋼材１４とを有している。

ブレース本体１２はコンクリートによって形成されており、構造物としての鉄筋コンクリート造の建築物１６を構成する架構１８内に斜めに配設されている。架構１８は、鉛直部材２０Ａ、２０Ｂと、水平部材２２Ａ、２２Ｂとによって構成されている。例えば、鉛直部材２０Ａ、２０Ｂとしては、鉄筋コンクリート造の柱や壁の場合が考えられ、水平部材２２Ａ、２２Ｂとしては、鉄筋コンクリート造の梁や床スラブの場合が考えられる。

図１、及び図１のＡ−Ａ断面図である図２（ａ）に示すように、ブレース本体１２は四角柱状に形成されている。ブレース本体１２には、このブレース本体１２を材軸方向に貫通する貫通孔２４が形成されている。貫通孔２４は、ブレース本体１２の横断面において略中央に位置し、ブレース本体１２に管材２６を埋設することにより形成されている。すなわち、管材２６の内空間を貫通孔２４としている。
なお、第１の実施形態では、一例として、ＰＣ鋼材１４を複数のＰＣ鋼より線を束ねた構成の緊張材とするが、図２（ａ）では、ＰＣ鋼材１４の横断面を簡略化して描いている。

図１に示すように、斜めに配置されたブレース本体１２の右上と左下の端面には、鋼製のプレート２８、３０が固定されている。プレート２８、３０の平面略中央には、貫通孔２４と連通する貫通孔３２、３４が形成されている。

架構１８の右上と左下のコーナー部内側には、この架構１８と一体となるようにコンクリート造の接合部４０、４２が設けられている。また、図１に示すように、ブレース本体１２が架構１８内に配置された状態においてプレート２８、３０と対向するように、鋼製のプレート３６、３８が接合部４０、４２に固定されている。

接合部４０、４２及びこの接合部４０、４２と一体となる架構１８には、接合部４０、４２及びこの接合部４０、４２と一体となる架構１８を斜めに貫通する貫通孔４４、４６が形成されている。また、プレート３６、３８の平面略中央には、貫通孔４４、４６と連通する貫通孔４８、５０が形成されている。

そして、貫通孔４６、５０、３４、２４、３２、４８、４４は、図１に示すようにブレース本体１２が架構１８内に配置された状態において、左下から右上に向かってこの順に配置されると共に連通した挿入孔５２を形成する。

図１、及び接合部４０付近を拡大した図３（ａ）に示すように、ＰＣ鋼材１４は、挿入孔５２の全長に渡って配置され、緊張された状態で定着具５４、５６により両端が架構１８に固定されている。これにより、ＰＣ鋼材１４は、ブレース本体１２へプレストレスを導入すると共にこのプレストレスの導入によって架構１８（プレート３６、３８）とブレース本体１２の端部（プレート２８、３０）とを圧着接合する。すなわち、第１の実施形態では、プレート３６、２８によって架構１８（接合部４０）とブレース本体１２の右上端部とを圧着接合する圧着部５８が構成され、プレート３８、３０によって架構１８（接合部４２）とブレース本体１２の左下端部とを圧着接合する圧着部６０が構成されている。

次に、本発明の第１の実施形態の作用及び効果について説明する。

図１で示したように、ブレース本体１２は架構１８内に斜めに配設されているので、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、架構１８に外力（地震等により生じる水平力Ｐ）が作用して架構１８がせん断変形（層間変形）した場合、この外力（水平力Ｐ）の向きによってブレース１０は軸方向に圧縮力Ｆ_１又は引張力Ｆ_２を受ける。以下、ある向きの外力に対して、軸方向に圧縮力を受けるように配設されているブレースを「圧縮側ブレース」とし、軸方向に引張力を受けるように配設されているブレースを「引張側ブレース」とする。

図４（ａ）には、架構１８内に右に傾いて配設されているブレース１０が示され、左向き（架構１８の右から左へ向かう方向）の水平力Ｐが作用する架構１８が示されている。この場合、ブレース１０は軸方向に圧縮力Ｆ_１を受ける圧縮側ブレースとなる。
図４（ｂ）には、架構１８内に右に傾いて配設されているブレース１０が示され、右向き（架構１８の左から右へ向かう方向）の水平力Ｐが作用する架構１８が示されている。この場合、ブレース１０は軸方向に引張力Ｆ_２を受ける引張側ブレースとなる。
このように、架構１８に作用する外力の向きによって、１つのブレースが、圧縮側ブレースになったり、引張側ブレースになったりする。

地震等の外力により架構１８がせん断変形（層間変形）して、ブレース１０が圧縮側ブレース１０となった場合（図１においては、架構１８が左方向にせん断変形（層間変形）する（左に傾く）ときに、ブレース１０は圧縮側ブレース１０となる。）、ブレース１０の受ける圧縮力にブレース本体１２が抵抗する。ブレース本体１２はコンクリートによって形成されているので、鋼製のブレースに比べて高い圧縮剛性及び座屈耐力を得ることができる。

また、地震等の外力により架構１８がせん断変形（層間変形）して、ブレース１０が引張側ブレース１０となった場合（図１においては、架構１８が右方向にせん断変形（層間変形）する（右に傾く）ときに、ブレース１０は引張側ブレース１０となる。）、ブレース１０の受ける引張力は、ＰＣ鋼材１４により導入されているプレストレス（ブレース本体１２に作用する圧縮力）によってキャンセルされるので、引張側ブレース１０は圧縮側ブレース１０と同等の剛性を有し、引張力に抵抗することができる。

このように、引張側ブレース１０には引張力が作用するが、この引張力は緊張材としてのＰＣ鋼材１４により導入されているプレストレスによってキャンセルされるので、引張側ブレース１０（ブレース本体１２）に部材応力としての引張応力は生じない。

そして、接合部４０付近を拡大した図３（ｂ）に示すように、ブレース本体１２に生じている圧縮応力は引張力が大きくなると共に小さくなり、この圧縮応力が０になったときに、架構１８（プレート３６、３８）とブレース本体１２の端部（プレート２８、３０）とが離間する。すなわち、架構１８に対するブレース本体１２の端部の圧着接合（圧着部５８、６０）が解放される。これによって、ブレース本体１２に引張応力が発生することがないので、ブレース本体１２に発生するひび割れを防ぐことができる。なお、圧着接合が解放された後は、引張側ブレース１０に作用する引張力を緊張材としてのＰＣ鋼材１４が負担する。

これらにより、ブレース１０は、軸方向に作用する圧縮力及び引張力に対して効果的に抵抗することができる。さらに、地震等の外力が無くなれば、ＰＣ鋼材１４によってブレース本体１２に導入されているプレストレスの作用により、せん断変形（層間変形）を起こした架構１８が元の位置に復元されることが期待できる。

また、架構１８（プレート３６、３８）とブレース本体１２の端部（プレート２８、３０）とが圧着接合されているので、架構１８に発生する層せん断力をブレース１０によって伝達することが可能となる。そして、架構１８に発生する層せん断力の一部又は全部をブレース１０で負担することができるので、ブレースが無い場合に比べて、架構１８を構成する柱・梁や、柱・床スラブ等に求められる設計耐力を小さくすることができる。

また、ブレース本体１２に導入するプレストレスの大きさの設定によって、架構１８に対するブレース本体１２の端部の圧着接合（圧着部５８、６０）が解放されるタイミングを変えることができる。

例えば、架構１８に所定値以上のせん断力が発生したときに圧着接合（圧着部５８、６０）が解放されるように、ブレース本体１２へ導入するプレストレスの大きさを設定してもよい。

図５（ａ）は、図１で示した架構１８において、架構１８に生じるせん断変形（層間変形）に対して架構１８に作用するせん断力を示したグラフである。横軸δが、架構１８に生じるせん断変形（層間変形）の値であり、縦軸Ｑが、架構１８に作用するせん断力の値である。

横軸δにおいて、架構１８の右方向のせん断変形（架構１８が右に傾く場合）を正とし、架構１８の左方向のせん断変形（架構１８が左に傾く場合）を負とする。また、縦軸Ｑにおいて、ブレース１０に圧縮力を作用させるせん断力を正とし、ブレース１０に引張力を作用させるせん断力を負とする。

架構１８に生じるせん断変形（層間変形）によって架構１８に作用するせん断力の内、ブレース本体１２が負担するせん断力の特性は図５（ｂ）のグラフのようになり、ＰＣ鋼材１４が負担するせん断力の特性は図５（ｃ）のグラフのようになり、架構１８（柱・梁架構、又は柱・スラブ架構）自体が負担するせん断力の特性は図５（ｄ）のグラフのようになる。すなわち、図５（ａ）に示したせん断力の値は、図５（ｂ）〜（ｄ）のせん断力の値を足し合わせた値となっている。
図５（ｂ）〜（ｄ）に示されている横軸δ及び縦軸Ｑの意味は、図５（ａ）と同様である。なお、説明をわかり易くするために、架構１８にせん断変形（層間変形）が生じた際に、ひび割れや部材降伏の発生によって架構１８の剛性が変化しないものと仮定する。また、図５（ａ）〜（ｄ）に示されたグラフの傾きなどは、建築物に求められる設計条件に応じて適宜設定するものであり、図５（ａ）〜（ｄ）は一例である。

図５（ａ）に示すように、架構１８に所定値以上のせん断力が発生するまでの領域６４（せん断力Ｑが−Ｑ_０以上＋Ｑ_０以下の領域）において、圧縮側ブレース１０は軸方向に作用する圧縮力に対して効果的に抵抗することが可能であり、引張側ブレース１０は軸方向に作用する引張力に対して効果的に抵抗することが可能なので、架構１８に高い面内剛性を付与することができる。これによって、架構１８に発生するせん断変形（層間変形）を抑制することができる。

また、架構１８に所定値以上のせん断力が発生したときに、圧縮側ブレース１０（領域６４の左側の領域）においては、ブレース本体１２が圧縮側ブレース１０の軸方向に作用する圧縮力に抵抗し、架構に高い面内剛性を付与することができる。また、引張側ブレース（領域６４の右側の領域）においては、架構１８に対するブレース本体１２の圧着接合（圧着部５８、６０）が解放されるので、ブレース本体１２に引張応力が発生することがない。これにより、ブレース本体１２に発生するひび割れを防ぐことができる。

所定値は、必要とする耐震性に応じて適宜決めればよい。例えば、中小地震（再現期間５０年程度の地震）を建築物１６が受けた際に架構１８に発生するせん断力の値としてもよいし、大地震（再現期間５００年程度の地震）を建築物１６が受けた際に架構１８に発生するせん断力の値としてもよい。

以上、本発明の第１の実施形態について説明した。

なお、第１の実施形態では、緊張材をＰＣ鋼材１４とした例を示したが、緊張材は、ブレース本体１２にプレストレスを確実に加えられ、且つ架構１８に対してブレース本体１２の端部を圧着接合できる線状の部材であればよい。線状の部材とは、一定の横断面を有する細長い部材を意味する。例えば、緊張材として、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材を用いてもよい。

また、第１の実施形態では、ブレース本体１２を四角柱状とした例を示したが、必要とする圧縮剛性及び座屈耐力が得られれば、他の形状としてもよい。
また、緊張材としてのＰＣ鋼材１４を、ブレース本体１２の横断面において略中央に配置した例を示したが、ブレース本体１２へプレストレスを導入すると共にこのプレストレスの導入によって架構１８とブレース本体１２の端部とを圧着接合することができれば、ＰＣ鋼材１４は他の配置であってもよい。

また、ブレース本体や緊張材は、複数の部材によって構成してもよい。例えば、図１のＡ−Ａ断面図の変形例である図２（ｂ）〜（ｅ）のようにしてもよい。図２（ｂ）〜（ｅ）では、ＰＣ鋼材１４の横断面を簡略化して描いている。

また、第１の実施形態で示したブレース本体１２をプレキャスト部材としてもよい。コンクリート成形品であるブレース本体１２をプレキャスト化すれば、ブレース本体１２の品質を向上させることができる。また、部材（ブレース本体１２）の標準化によって、低コスト化を図ることができる。
近年の低層倉庫、ショッピングセンター、物流施設等の建築物においては、耐震補強を施す箇所が多くなるので、耐震要素となる部材の標準化が有効となる。

また、第１の実施形態では、挿入孔５２にＰＣ鋼材１４を配置した例を示したが、挿入孔５２の内壁とＰＣ鋼材１４との間の隙間に硬化材を充填してもよい。

また、第１の実施形態では、プレート３６、２８によって圧着部５８を構成し、プレート３８、３０によって圧着部６０を構成した例を示したが、プレート３６、２８、３８、３０を設けずに、ブレース本体１２の端面と接合部４０、４２とが直接接触するようにしてもよい。この場合、ブレース本体１２の端面と接合部４０、４２とがスムーズに離間するように、ブレース本体１２の端面や接合部４０、４２の接触面にペンキ等を塗布してもよい。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
図６の正面図に示すように、第２の実施形態の耐震構造６６では、構造物としての鉄筋コンクリート造の建築物６８を構成する架構１８内に２つのブレース１０が配設されている。２つのブレース１０のうちの一方が右に傾いており、他方が左に傾いている。以下の説明では、右に傾いているブレース１０をブレース１０Ａとし、左に傾いているブレース１０をブレース１０Ｂとする。

ブレース１０Ａ、１０Ｂ、接合部４０、４２、及び圧着部５８、６０の構成は、図１で示した耐震構造６２のものと同じなので説明を省略する。ブレース１０Ｂは、ブレース１０Ａの奥側に配置され、ブレース１０Ａと交差している。

次に、本発明の第２の実施形態の作用及び効果について説明する。

第２の実施形態では、図６に示すように、架構１８に発生するせん断変形（層間変形）が左右どちらの方向に生じても、必ず圧縮側ブレース１０を存在させることができる。これにより、圧縮側ブレース１０の有する高い圧縮剛性によって、架構に効果的に面内剛性を付与することができる。

また、架構１８内に圧縮側ブレース１０と引張側ブレース１０とが存在することになるので、架構１８に付与される面内剛性は、架構１８（柱・梁架構、又は柱・スラブ架構）自体が付与する面内剛性に各ブレース本体１２及び各ＰＣ鋼材１４の付与する面内剛性を足し合わせた値となる。これにより、架構１８のせん断変形（層間変形）が小さいときには高い面内剛性が付与され、架構１８のせん断変形（層間変形）が大きいときには低い面内剛性が付与される。

このことを先に説明した図５（ｂ）〜（ｄ）と図７（ａ）〜（ｃ）とを用いて具体的に説明する。図７（ａ）〜（ｃ）に示す横軸δ及び縦軸Ｑの意味は、図５（ａ）と同様である。

図６に示す架構１８に生じるせん断変形（層間変形）によって架構１８に作用するせん断力の内、ブレース１０Ａのブレース本体１２、ブレース１０ＡのＰＣ鋼材１４、架構１８（柱・梁架構、又は柱・スラブ架構）自体が負担するせん断力の特性は、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）のグラフとそれぞれ同じである。

また、図６に示す架構１８に生じるせん断変形（層間変形）によって架構１８に作用するせん断力の内、ブレース１０Ｂのブレース本体１２が負担するせん断力の特性は、図７（ａ）のようになり、ブレース１０ＢのＰＣ鋼材１４が負担するせん断力の特性は、図７（ｂ）のようになる。

よって、圧縮側ブレース１０と引張側ブレース１０とが存在する図６の架構１８においては、図５（ｂ）〜（ｄ）、及び図７（ａ）、（ｂ）の値を全て足し合わせた、図７（ｃ）のせん断変形−せん断力特性が得られる。

図７（ｃ）では、架構１８のせん断変形（層間変形）が小さい領域６４において、高い面内剛性が付与される。また、架構１８のせん断変形（層間変形）が大きい、領域６４の右側及び左側の領域において、低い面内剛性が付与される（領域６４内の実線の傾きよりも領域６４外の実線の傾きが小さくなる）。

この原理を利用して、例えば、大地震（再現期間５００年程度の地震）において架構１８に対するブレース本体１２の端部の圧着接合（圧着部５８、６０）が解放されるように、ブレース本体１２に導入するプレストレスの大きさを設定した場合、架構１８のせん断変形（層間変形）が小さい中小地震（再現期間５０年程度の地震）においてブレース１０は高い面内剛性を架構１８に付与することができる。これによって、架構１８を有する建築物６８の変形を抑制し、仕上げ材、外装材、家具等の損傷を防止することができる。

また、架構１８のせん断変形（層間変形）が大きい大地震においては、引張側ブレース１０の圧着接合が解放されるため、ブレース１０は中小地震のときより低い面内剛性を架構１８に付与する。これによって、架構１８を有する建築物６８の固有周期を長くして入力地震動を低減することができる。

また、架構１８を有する建築物６８の固有周期を長くすることにより建築物６８の変形を増大させ、ダンパー（鋼材ダンパー、オイルダンパー等）を別途設置してこのダンパーにより地震エネルギーの吸収を図ることができる。

以上、本発明の第２の実施形態について説明した。

なお、第２の実施形態では、架構１８内に２つのブレース１０Ａ、１０Ｂを配設した例を示したが、３つ以上のブレース１０を架構１８内に配設してもよい。この場合には、複数のブレース１０のうち、少なくとも１つを左右一方に傾いて配設し、少なくとも１つを左右他方に傾いて配設すればよい。

次に、本発明の第３の実施形態について説明する。

第３の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
図８の正面図に示すように、第３の実施形態の耐震構造７０では、構造物としての鉄筋コンクリート造の建築物７２を構成する架構１８内に、ブレース１０と線状部材としてのＰＣ鋼材７４とが配設されている。ブレース１０は右に傾いて配設され、ＰＣ鋼材７４は左に傾いて配設されている。
ＰＣ鋼材７４の端部は、ブレース１０に設けられているＰＣ鋼材１４と同様の方法で、定着具５４、５６によって架構１８に固定されている。

図８及び図９（ａ）の斜視図に示すように、ＰＣ鋼材７４は、ブレース１０（ブレース本体１２）の奥側に配置され、ブレース１０と交差している。

次に、本発明の第３の実施形態の作用及び効果について説明する。

第３の実施形態では、図８に示すように、線状部材としてのＰＣ鋼材７４によって架構１８に面内剛性を付与することが可能になり、架構１８の面内剛性を向上させることができる。また、ＰＣ鋼材７４はブレース１０よりも比較的簡単に配設することができるので、架構１８に面内剛性を容易に付与させることができる。

線状部材にＰＣ鋼材を用いれば、ＰＣ鋼材の断面が小さくてもヤング係数がコンクリートの１０倍程度はあるので、ＰＣ鋼材が座屈しなければ、コンクリートによって形成されたブレース本体１２と同等の軸剛性を得ることは可能である。

ＰＣ鋼材７４の両端が架構１８に固定されている状態において、ＰＣ鋼材７４は緊張されていてもよいし、緊張されていなくてもよい。ＰＣ鋼材７４に緊張力を与えておけば、ＰＣ鋼材７４に圧縮力が作用した場合おいても所定の大きさの圧縮力が作用するまでは圧縮座屈せずに軸剛性を保持することができる。

また、架構１８に付与する面内剛性の一部をＰＣ鋼材７４が負担するので、ブレース１０の耐力を低減することができる。これによって、ブレース本体１２の断面積を小さくしたり、ブレース本体１２に生じさせるプレストレス量を小さくしたりすることができる。ブレース本体１２の断面積を小さくできれば低コスト化を図ることができ、また、ブレース本体１２の運搬作業や設置作業が行い易くなる。

以上、本発明の第３の実施形態について説明した。

なお、第３の実施形態では、ブレース１０が右に傾いて配設され、ＰＣ鋼材７４が左に傾いて配設されている例を示したが、ブレース１０が左右一方に傾いて配設され、線状部材としてのＰＣ鋼材７４が左右他方に傾いて配設されていればよい。

また、第３の実施形態では、ブレース１０（ブレース本体１２）とＰＣ鋼材７４とが、図９（ａ）に示すように交差する例を示したが、ブレース１０（ブレース本体１２）とＰＣ鋼材７４とを他の方法で交差させてもよい。
例えば、図９（ｂ）の斜視図に示すように、ブレース１０（ブレース本体１２）を挟むように２つのＰＣ鋼材７４を配設してもよいし、図９（ｃ）の斜視図に示すように、ブレース本体１２に貫通穴７６を形成し、この貫通穴７６にＰＣ鋼材７４を通すようにしてもよい。

また、第３の実施形態では、線状部材にＰＣ鋼材７４を用いれば、コンクリートによって形成されたブレース本体１２と同等の軸剛性を得ることが可能であることを説明したが、あえて線状部材の軸剛性をブレース本体１２の軸剛性よりも小さくして耐震構造の耐震性に方向性を持たせてもよい。

図１０（ａ）、（ｂ）の立面図に示すように、線状部材としてのＰＣ鋼材７４の軸剛性がブレース本体１２の軸剛性よりも小さい耐震構造７８を、偏在荷重を有する建築物８０、８２に適用してもよい。このようにすれば、線状部材（ＰＣ鋼材７４）の断面を無駄に大きくしなくてよいので、低コスト化を図ることができる。なお、図１０（ａ）に示す耐震構造７８は、架構１８の左方向へのせん断変形（層間変形）に対して高い面内剛性を付与することができるものであり、図１０（ｂ）に示す耐震構造７８は、架構１８の右方向へのせん断変形（層間変形）に対して高い面内剛性を付与することができるものである。

図１０（ａ）の建築物８０では、２〜４階の構造物の一部が左に張り出しているので、建築物８０には半時計回りのモーメントが作用する。よって、架構１８には、左方向に大きなせん断変形（層間変形）が作用するので、耐震構造７８が効果的に機能する。

図１０（ｂ）の建築物８２では、建築物８２の左に配置された地盤８６から建築物８２へ右方向の土圧が作用する。よって、架構１８には、右方向に大きなせん断変形（層間変形）が作用するので、耐震構造７８が効果的に機能する。

また、第３の実施形態では、線状部材としてのＰＣ鋼材７４と、ブレース１０に設けられるＰＣ鋼材１４とを別部材とした例を示したが、図１１の立面図に示すように、緊張材としてのＰＣ鋼材１４と、線状部材としてのＰＣ鋼材７４とを連結して１本の緊張材９２Ａ〜９２Ｄとしてもよい。
例えば、緊張材９２Ｃの一部を柱内部に配置するようにすれば、柱をプレストレス部材とすることができる。

また、例えば、１つの架構１８内に配設されるＰＣ鋼材１４と、ＰＣ鋼材７４とを連結して緊張材９２Ｂとし、架構１８内に設けられている緊張手段９４によって緊張材９２Ｂ（ＰＣ鋼材１４、７４）に引張力を付与してもよい。
このようにすれば、緊張手段９４による一回の緊張作業で、ブレース本体１２とＰＣ鋼材７４とに同時にプレストレスを導入することができ、作業手間を低減することができる。

また、架構１８内で緊張手段９４による緊張作業を行うことが可能なので、新築工事においては、ブレース１０が配設された架構１８の上階の架構の施工完了を待たずに、緊張作業を行う（ブレース本体１２にプレストレスを導入する）ことができる。
また、架構１８内で緊張手段９４による緊張作業を行うことが可能なので、緊張作業のために別途作業空間を確保しなくてよい。

また、第３の実施形態では、線状部材をＰＣ鋼材７４とした例を示したが、必要とする軸剛性が得られる線状の部材や軸状の部材であればよく、例えば、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼より線、ＰＣ鋼棒等のＰＣ鋼材や、Ｈ型鋼、Ｃ型鋼等の型鋼としてもよいし、炭素繊維によって形成してもよい。

次に、本発明の第４の実施形態とその作用及び効果について説明する。

第４の実施形態の説明において、第１の実施形態と同じ構成のものは、同符号を付すると共に、適宜省略して説明する。
図１２の立面図に示すように、第４の実施形態では、ブレース１０が左右対称となるように、建築物１６に耐震構造６２が配置されている。図１３（ａ）の平面図に示すように、ブレース１０は、地震により建築物１６に作用する水平力Ｐの方向と直交する仮想線９８に対して線対称となり、且つブレース１０の材軸が水平力Ｐの方向と平行となるように配置されている。

なお、ブレース１０は少なくとも一対配置されていればよい。また、図１３（ｂ）の平面図に示すように、一対のブレース１０の材軸の両方が一直線上になくてもよい。説明の都合上、図１３（ａ）、（ｂ）には、ブレース本体１２、圧着部５８、６０、及び接合部４０、４２のみが示されている。

よって、第４の実施形態の建築物１６では、架構１８に発生するせん断変形（層間変形）が左右どちらの方向に生じても、ブレース１０によって各層に設計耐力上必要な層せん断耐力を付与させることができる。

以上、本発明の第４の実施形態について説明した。

なお、第４の実施形態では、第１の実施形態の耐震構造６２を左右対称に配置した例を示したが、第２の実施形態の耐震構造６６や第３の実施形態の耐震構造７０を左右対称に配置してもよい。第３の実施形態の建築物７２に耐震構造７０が左右対称に配置されている例を図１４の立面図に示す。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明した。

なお、第１〜第４の実施形態では、ブレース本体１２が１つの部材である例を示したが、図１５（ａ）、（ｂ）の正面図に示すように、複数の分割ブレース部材１０２、１０４を軸方向につないで、ブレース本体１２を構成してもよい。このようにすれば、小さな部材（分割ブレース部材１０２、１０４）単位で搬送を行うことが可能になるので、搬送を容易に行うことができる。

また、つなぎ合わせる分割ブレース部材１０２、１０４の数を変えることによって、さまざまな長さのブレース本体１２を構成することが可能になる。これにより、部材（分割ブレース部材１０２、１０４）の標準化を図ることができる。

また、第１〜第４の実施形態では、架構１８とブレース本体１２の端部とを圧着接合するために圧着部５８、６０を設けた例を示したが、圧着部５８、６０の一方のみを設けて、他方においてはブレース本体１２の端部と架構１８とを一体化させてもよい。また、図１５（ａ）、（ｂ）においては、ブレース本体１２の両端部を架構１８と一体化させてもよい。

また、第１〜第４の実施形態では、ブレース本体１２をプレキャスト部材とする例を示したが、ブレース本体１２を現場打ちコンクリート部材としてもよい。

また、第１〜第４の実施形態で示したブレース１０は架構内に斜めに配設されていればよく、図１６（ａ）、（ｂ）の正面図に示すように、逆Ｖ字状やＶ字状に配設してもよい。

また、第１〜第４の実施形態では、本発明のブレース１０を架構１８に設けることにより、架構１８に高い面内剛性を付与できることを説明したが、他の効果も期待できる。

ここで、図１７（ａ）の立面図に示すように、建築物１０８において、一般的な鉄骨ブレース１１０が配設された架構１１２の間に境界梁１０６が設けられている場合、鉄骨ブレース１１０が境界梁１０６から作用する引張力を負担するので、境界梁１０６の端部１１４の変形が固定され（境界梁１０６の端部１１４の固定度が変わらず）、境界梁１０６には大きな応力が発生する。特に境界梁１０６が短スパンの場合にこの応力は過大となる。

これに対して、図１７（ｂ）の立面図に示すように、ブレース１０を有する架構１８を境界梁１０６の両側に設けることにより、境界梁１０６の端部１１４の固定度が緩和され、それに応じた応力で境界梁１０６の設計を行うことが可能となる。

以上、本発明の第１〜第４の実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものでなく、第１〜第４の実施形態を組み合わせて用いてもよいし、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

１０ ブレース
１２ ブレース本体
１４ ＰＣ鋼材（緊張材）
１６、６８、７２、８０、８２ 建築物
１８ 架構
６２、６６、７０、７８ 耐震構造
７４ ＰＣ鋼材（線状部材）
９４ 緊張手段
１０２、１０４ 分割ブレース部材

Claims (9)

1. 構造物を構成する架構内に斜めに配設されるコンクリート製のブレース本体と、
   前記ブレース本体へプレストレスを導入すると共に該プレストレスの導入によって前記架構と前記ブレース本体の端部とを圧着接合する緊張材と、
   を有するブレース。
2. 前記ブレース本体は、分割ブレース部材を軸方向に複数つないで構成されている請求項１に記載のブレース。
3. 前記架構に所定値以上のせん断力が発生したときに前記圧着接合が解放されるように、前記ブレース本体へ導入するプレストレスの大きさが設定されている請求項１又は２に記載のブレース。
4. 前記ブレース本体は、プレキャスト部材である請求項１〜３の何れか１項に記載のブレース。
5. 請求項１〜４の何れか１項に記載のブレースと、
   前記架構と、
   を有する耐震構造。
6. 前記ブレースは複数配設され、
   複数の前記ブレースの少なくとも１つが左右一方に傾いており、複数の前記ブレースの少なくとも１つが左右他方に傾いている請求項５に記載の耐震構造。
7. 前記架構内に線状部材が斜めに配設され、
   前記ブレースが左右一方に傾いており、前記線状部材が左右他方に傾いている請求項５に記載の耐震構造。
8. 前記緊張材と前記線状部材とは連結されており、
   前記線状部材に引張力を付与する緊張手段が前記架構内に設けられている請求項７に記載の耐震構造。
9. 請求項１〜４の何れか１項に記載のブレースを有する建築物。

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