特許 5967641 建物の補強構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5967641

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】建物の補強構造

(51)【国際特許分類】

   E04G 23/02 20060101AFI20160728BHJP

   E04H 9/02 20060101ALI20160728BHJP

【ＦＩ】

   E04G23/02 D

   E04H9/02 301

【請求項の数】5

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2012-38934(P2012-38934)

(22)【出願日】2012年2月24日

(65)【公開番号】特開2013-174084(P2013-174084A)

(43)【公開日】2013年9月5日

【審査請求日】2015年2月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】599045154

【氏名又は名称】株式会社グレイプ

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100060690

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 秀雄

(74)【代理人】

【識別番号】100070002

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100110733

【弁理士】

【氏名又は名称】鳥野 正司

(74)【代理人】

【識別番号】100173978

【弁理士】

【氏名又は名称】朴 志恩

(72)【発明者】

【氏名】真崎 雄一

【審査官】 五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１４４３７９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０４Ｇ ２３／０２

Ｅ０４Ｈ ９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準面から立ち上がる所定階の層崩壊を防止するための建物の補強構造であって、
前記所定階の上部又は該所定階よりも上方における前記建物外部に固定される連結体と、
前記連結体の軸支部に上端部が軸支されて下方に延びる支持体と、を備え、
前記支持体は、前記所定階の層間変位に伴って前記軸支部を中心に回動可能に設けられ、前記層間変位が所定変形角未満の場合には、該支持体の下端部が前記基準面から所定距離だけ離間して設けられ、前記層間変位が所定変形角を超えた場合には、回動した該支持体の下端部が前記基準面に当接し、該基準面と前記連結体とに亘る圧縮材として該支持体が機能するものであって、
前記支持体の下端部には、少なくとも下方に向かって凸状に形成されるとともに前記基準面に当接可能な球面部を有した当接部材が設けられ、
前記基準面は、略フラットに設けられて前記当接部材に当接する着座面と、この着座面に連続して前記当接部材の滑りを停止させる立上り面と、を有した着座部材から構成され、
前記連結体は、前記建物外部に固定される第１ベース部及び第２ベース部と、これら第１及び第２のベース部にスライド自在に支持されて前記軸支部となるブラケット部と、前記第１及び第２のベース部と前記ブラケット部との間に介挿される粘弾性体からなる減衰部材と、を有して構成されていることを特徴とする建物の補強構造。

【請求項2】

前記当接部材は、前記支持体の長手方向に沿って位置調節可能に該支持体に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の建物の補強構造。

【請求項3】

前記連結体は、前記所定階の柱頭部に接合される梁に固定されるか、又は、前記所定階の直上階の柱に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の建物の補強構造。

【請求項4】

前記連結体の軸支部に対して前記支持体の上端部は、前記建物の側面に沿った水平軸を中心に回動自在に軸支されるか、又は、ボールジョイントを介して軸支されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の建物の補強構造。

【請求項5】

前記連結体には、前記支持体を定常位置から回動方向に該支持体を付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記定常位置にて前記支持体を係止する係止手段と、が設けられ、
前記建物に所定の大きさを超える加速度が作用した場合に前記係止手段による係止が外れるとともに前記付勢手段に付勢されることで、前記支持体が回動可能に構成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の建物の補強構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、建物の補強構造に係り、特に、地震や強風などの水平力を受けた際に建物の所定階が層崩壊することを防止するための補強構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、建物の耐震補強構造として、建物の屋外に新たな補強柱を立設し、この補強柱と建物の柱とを梁で接続することにより、建物の柱を補強する構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この補強構造は、既存の建物に対して室内側での作業を少なくしするとともに、簡単かつ短時間で施工可能とすることを目指したものであって、既存建物の柱から屋外側に離れた位置に基礎を構築するとともに、この基礎上にベースプレートを介して補強柱を立設し、この補強柱の柱頭から建物側に延びる片持ち状の梁と建物の柱とを接続部で連結することによって構成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−７４５６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された補強構造のように、地盤に杭を貫入して基礎を構築したり、この基礎に補強柱の柱脚を固定したりするためには、その施工が大掛かりになってしまい、工期の短縮が十分に図れないとともにコストの増加が避けられず、比較的小規模な建物への適用が困難である。また、建物から屋外側に離隔した位置に基礎や補強柱を設置するためには、建物周辺の敷地に余裕が必要であり、建物が密集した都市部における住宅や店舗などへの適用が困難である。さらに、建物の屋外に出っ張って補強柱及び基礎が設置されることから、敷地の利用が制限されることとなり、利便性が著しく低下してしまうという問題もある。

【0005】

したがって、本発明は、簡便かつ低コストで施工可能であるとともに、利便性を低下させずに様々な規模や敷地条件の建物に適用可能な建物の補強構造を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために請求項１に記載の建物の補強構造は、基準面から立ち上がる所定階の層崩壊を防止するための建物の補強構造であって、前記所定階の上部又は該所定階よりも上方における前記建物外部に固定される連結体と、前記連結体の軸支部に上端部が軸支されて下方に延びる支持体と、を備え、前記支持体は、前記所定階の層間変位に伴って前記軸支部を中心に回動可能に設けられ、前記層間変位が所定変形角未満の場合には、該支持体の下端部が前記基準面から所定距離だけ離間して設けられ、前記層間変位が所定変形角を超えた場合には、回動した該支持体の下端部が前記基準面に当接し、該基準面と前記連結体とに亘る圧縮材として該支持体が機能するものであって、前記支持体の下端部には、少なくとも下方に向かって凸状に形成されるとともに前記基準面に当接可能な球面部を有した当接部材が設けられ、前記基準面は、略フラットに設けられて前記当接部材に当接する着座面と、この着座面に連続して前記当接部材の滑りを停止させる立上り面と、を有した着座部材から構成され、前記連結体は、前記建物外部に固定される第１ベース部及び第２ベース部と、これら第１及び第２のベース部にスライド自在に支持されて前記軸支部となるブラケット部と、前記第１及び第２のベース部と前記ブラケット部との間に介挿される粘弾性体からなる減衰部材と、を有して構成されていることを特徴とする。

【0007】

ここで、本発明の補強構造を適用する建物としては、その用途（住宅、店舗、商業ビル、工場、倉庫など）や、規模（建築面積、容積、階数など）、構造種別（木造、鉄骨造、鉄筋コンクリート造など）、構造形式（軸組構造、ラーメン構造、壁式構造など）は、いずれも限定されず、各種の建物に対して本発明の補強構造を適用することができる。また、本発明において、基準面とは、地表面、基礎や土間の上面、直下階の上面（屋根面）、所定階の床面など、所定階の下方において水平又は略水平に延びる面であればよい。この所定階とは、建物の１階でもよいし、２階以上の階であってもよく、直下階からセットバックした部分の階やピロティ階など、適宜な階であればよく、さらに、所定階としては、一層でも複数層でもよく、耐震（耐風）上の弱点となりやすい階を所定階に設定して本発明の補強構造を適用することができる。また、所定変形角とは、層崩壊を起こしうる１／３０程度以上で１／１０程度以下（又は１／５程度以下）の範囲で適宜に設定することが可能である。

【0009】

請求項２に記載の建物の補強構造は、請求項１に記載された建物の補強構造において、前記当接部材は、前記支持体の長手方向に沿って位置調節可能に該支持体に取り付けられていることを特徴とする。

【0010】

請求項３に記載の建物の補強構造は、請求項１又は２に記載された建物の補強構造において、前記連結体は、前記所定階の柱頭部に接合される梁に固定されるか、又は、前記所定階の直上階の柱に固定されていることを特徴とする。

【0011】

請求項４に記載の建物の補強構造は、請求項１〜３のいずれか一項に記載された建物の補強構造において、前記連結体の軸支部に対して前記支持体の上端部は、前記建物の側面に沿った水平軸を中心に回動自在に軸支されるか、又は、ボールジョイントを介して軸支されていることを特徴とする。

【0012】

請求項５に記載の建物の補強構造は、請求項１〜４のいずれか一項に記載された建物の補強構造において、前記連結体には、前記支持体を定常位置から回動方向に該支持体を付勢する付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記定常位置にて前記支持体を係止する係止手段と、が設けられ、前記建物に所定の大きさを超える加速度が作用した場合に前記係止手段による係止が外れるとともに前記付勢手段に付勢されることで、前記支持体が回動可能に構成されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

請求項１に記載された発明によれば、地震などによって建物の所定階に生じる層間変位が所定変形角を超えた場合には、回動した支持体の下端部が基準面に当接し、基準面と連結体とに亘る圧縮材として支持体が機能するので、この支持体によって所定階よりも上側の建物を支持して所定階の層崩壊を防止することができる。そして、連結体は、建物外部に固定されるので、建物の屋外側からの施工によって補強構造を構成することができる。さらに、支持体は、連結体から下方に延びて吊下げられ、その下端部が基準面から所定距離だけ離間して設けられているので、この支持体が建物の屋外側に大きく出っ張ることがないとともに、支持体を基礎等に連結する必要もない。従って、簡便な施工によって補強構造を構成してコストを抑制させることができるとともに、敷地に余裕がない場合でも補強構造を設置することができ、本発明の補強構造を設置することができる建物の規模や種別、用途等の適用範囲を大幅に拡大することができる。

【0014】

また、下方に向かって凸状の球面部を有した当接部材を支持体の下端部に設け、この当接部材の球面部を基準面に当接させることで、回動した支持体の下端部と基準面との当接状態を安定させることができる。即ち、下端部の形状が角形などの場合には、支持体の回動角度によって基準面に当接する位置が安定せず、所望の支持状態が得にくくなってしまうのに対して、球面部を基準面に当接させるようにしたことで、支持体の回動角度に関わらずに所望の支持状態を得ることができる。

【0015】

請求項２に記載された発明によれば、支持体の長手方向に沿って当接部材を位置調節可能に取り付けることで、連結体を建物側面に固定した後に当接部材の位置調整を行うことができ、所望の支持状態をさらに得やすくすることができる。また、建物への連結体の固定に際し、その高さ方向位置を高精度に位置決めしながら固定する必要もなくなることから、施工をより簡便に実施することができて作業性を向上させることができる。

【0016】

請求項３に記載された発明によれば、所定階の柱頭部に接合される梁、又は、所定階の直上階の柱に連結体を固定することで、所定階の柱に座屈や破損が生じた場合でも、連結体と建物との固定状態を良好に維持することができ、支持状態の支持体に作用する圧縮力を連結体から梁や直上階の柱を介して建物に確実に伝達することができる。

【0017】

請求項４に記載された発明によれば、支持体の上端部が建物の側面に沿った水平軸を中心に回動自在に軸支されていれば、支持体の下端部側が建物の側面に対して離間接近する方向に回動することとなり、この方向への層間変位に対する補強構造を構成することができる。一方、支持体の上端部がボールジョイントを介して軸支されていれば、建物の側面に対して離間接近する方向のみならず、建物の側面に沿った方向も含めた三次元空間内を支持体の下端部側が回動可能となるので、所定階に生じる複数方向の層間変位に対して補強構造を機能させることができ、補強構造の設置数を削減することができる。

【0018】

請求項５に記載された発明によれば、連結体に係止手段を設けたことで、常時においては支持体が回動しないように定常位置に保持することができる。一方、地震等によって建物に所定の大きさを超える加速度が作用した場合には、係止手段による係止が外れるとともに、付勢手段によって支持体を回動させることで、回動した支持体による支持状態を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第一実施形態に係る補強構造を用いた建物を示す断面図である。

【図2】前記建物の一部を示す縦断面図及び該建物を簡略して示すモデル図である。

【図3】前記補強構造を示す断面図及び正面図である。

【図4】前記補強構造の一部を拡大して示す斜視図である。

【図5】前記補強構造の作用を説明する図である。

【図6】前記補強構造の作用を詳しく説明する図である。

【図7】前記補強構造における支持体の下端部を拡大して示す側面図である。

【図8】前記支持体の脚部構造の変形例を示す断面図及び平面図である。

【図9】前記補強構造の変形例を示す断面図である。

【図10】前記補強構造の他の変形例を示す断面図である。

【図11】本発明の第二実施形態に係る補強構造を示す断面図である。

【図12】前記第二実施形態の補強構造を適用した建物を示す断面図である。

【図13】本発明の第一変形形態に係る補強構造を示す断面図及び正面図である。

【図14】前記第一変形形態の補強構造を示す斜視図である。

【図15】本発明の第二変形形態に係る補強構造を示す断面図及び正面図である。

【図16】前記第二変形形態の補強構造の要部を示す分解斜視図である。

【図17】前記第二変形形態の補強構造の作用を示す断面図である。

【図18】本発明の補強構造を適用した建物の例を示す正面図である。

【図19】本発明の補強構造を適用した建物の他の例を示す正面図である。

【図20】本発明の補強構造を適用した建物のさらに他の例を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

〔第一実施形態〕
以下、本発明の第一実施形態に係る建物の補強構造を、図１〜図１０に基づいて説明する。本実施形態の補強構造を適用した建物１は、例えば、比較的小規模かつ築年数が経過した戸建住宅やアパート、店舗等の既存建物であって、木造軸組構造等からなる２階建ての建物本体２とコンクリート製の基礎３とを有して構成されるものである。この建物１は、図１に示すように、水平二方向であるＸ，Ｙ方向に沿ってＹ方向に長い矩形の平面形状を有しており、Ｙ方向の一方側（図１の下側）の道路Ｒを隔てる道路境界線Ｒ１と、他の三方を囲む隣地境界線Ｒ２とによって区画された敷地内に建てられている。

【0021】

建物本体２は、図２（Ａ）にも示すように、基礎３上の土台４に立設された１階の柱５、この柱５の柱頭に接合されて２階の床を支持する梁６、この梁６から立ち上がる２階の柱（不図示）、この柱の柱頭に接合されて屋根７を支持するＲ階の梁８、建物１の側面を構成する外壁９、などを備えて構成されている。また、建物本体２の１階部分の前面側（道路Ｒ側）には、出入口や窓からなる開口部Ｏが設けられている。基礎３は、地盤に載置される基礎底版３Ａと、この基礎底版３Ａから立ち上がって地表面ＧＬよりも上方に延びる基礎立上り３Ｂと、を有して形成されている。

【0022】

以上の建物１は、図２（Ｂ）に示すように、構造力学的なフレームにモデル化され、このフレームモデルに基づいて力学特性（各部の応力、変形関係や動的性状）の解析が行われる。このフレームモデルでは、例えば、基礎立上り３Ｂの上面位置が１階のフロアレベル（１Ｆ）とされ、２階の梁６の中心が２階のフロアレベル（２Ｆ）とされ、Ｒ階の梁８の中心がＲ階のフロアレベル（ＲＦ）とされ、１階から２階までのフロアレベル差が１階の構造階高Ｈ１に設定され、２階からＲ階までのフロアレベル差が２階の構造階高Ｈ２に設定されている。また、地表面ＧＬから基礎立上り３Ｂの上面（１階のフロアレベル）までが立上り高Ｈ０に設定されている。このような建物１において、基準面としての地表面ＧＬから立ち上がる所定階としての１階の層崩壊を防止するために、建物本体２の外壁９の屋外面９Ａに補強構造１０が設けられている。

【0023】

補強構造１０は、図１に示すように、図中左右両側にてＹ方向に延びる一対の外壁９に沿った複数個所（本実施形態では、柱５に対応した位置）において、図２に示すように、２階のフロアレベルと略同一高さ位置から下方の地表面ＧＬ近傍までの位置に設けられている。この補強構造１０は、図３にも示すように、２階の梁６の高さ位置にて外壁９の屋外面９Ａに固定される連結体１１と、この連結体１１に上端部が軸支されるとともに屋外面９Ａに沿って下方に延びる支持体１２と、この支持体１２の下端部に取り付けられて基準面である地表面ＧＬに当接可能な当接部材１３と、を備えて構成されている。支持体１２の上端部は、軸支部であるボルト１４を介して連結体１１に吊り下げ支持され、このボルト１４の軸を中心として支持体１２の下端部側（当接部材１３の側）が外壁９に対して離間接近する方向に回動自在に構成されている。

【0024】

連結体１１は、外壁９の屋外面９Ａに沿って設けられるベースプレート２１と、このベースプレート２１に固定された２枚のブラケット２２と、ベースプレート２１を屋外面９Ａを介して２階の梁６に固定する複数（例えば、１０本）のビス２３と、を有して構成されている。ベースプレート２１は、例えば、厚さ４．５ｍｍ〜９ｍｍ程度（好ましくは、６ｍｍ）かつ上下に長い矩形状（１５０ｍｍｘ１１０ｍｍ程度）の鋼板から形成され、ブラケット２２は、ボルト１４を挿通させる挿通孔が設けられた厚さ４．５ｍｍ〜９ｍｍ程度（好ましくは、６ｍｍ）の鋼板から形成され、このブラケット２２がベースプレート２１に溶接固定されるとともに、適宜な防錆処理（亜鉛メッキ等）が施されている。ビス２３は、例えば、軸径６ｍｍかつ長さ１２０ｍｍのステンレス製六角ビスからなり、ベースプレート２１に設けたビス穴を介して外壁９及び梁６に螺合されている。このようなビス２３によって連結体１１が固定された状態において、ベースプレート２１の周縁には、外壁９の屋外面９Ａとの間を止水するためのシール材２４が設けられている。

【0025】

支持体１２は、長尺棒状かつ角筒状の鋼管３１と、この鋼管３１の上端に溶接固定されるエンドプレート３２と、このエンドプレート３２に溶接固定されて鋼管３１の長手方向に突出する軸支プレート３３と、鋼管３１の下端に溶接固定されて当接部材１３を支持する受け部材３４と、を有し、これらが一体に固定されるとともに適宜な防錆処理（亜鉛メッキ等）が施されている。鋼管３１は、例えば、７５ｍｍｘ７５ｍｍｘ３．２ｍｍ（又は４．５ｍｍ）の角パイプからなり、エンドプレート３２は、例えば、８０ｍｍｘ８０ｍｍｘ６ｍｍの鋼板からなり、軸支プレート３３は、例えば、ボルト１４を挿通させる挿通孔が設けられた厚さ４．５ｍｍ〜９ｍｍ程度（好ましくは、６ｍｍ）の鋼板から形成され、連結体１１の２枚のブラケット２２間に挿通されるようになっている。受け部材３４は、例えば、平面形状が８０ｍｍｘ８０ｍｍで高さが３０ｍｍ〜４０ｍｍ程度の全体直方体状に形成され、図４に示すように、その下面に当接部材１３を受け入れる凹部３４Ａと、この凹部３４Ａの底に当接部材１３を螺合させるねじ孔３４Ｂと、を有して形成されている。

【0026】

当接部材１３は、全体略半球状の鋼材からなり、下方に向かって凸状に形成された球面部１３Ａと、この球面部１３Ａに連続する円柱部１３Ｂと、この円柱部１３Ｂの端面であり平坦に形成された上面部１３Ｃと、を有し、球面部１３Ａ及び円柱部１３Ｂの直径は、例えば、７５ｍｍとされ、この球面部１３Ａが地表面ＧＬに当接可能に構成されている。また、上面部１３Ｃには、受け部材３４のねじ孔３４Ｂに螺合するねじ部１３Ｄが固定されている。この当接部材１３は、ねじ部１３Ｄをねじ孔３４Ｂに螺合するとともに、円柱部１３Ｂを凹部３４Ａに挿入して受け部材３４に取り付けられ、ねじ部１３Ｄのねじ込み量を変化させることで、支持体１２の長手方向に沿って位置調節可能に構成されている。即ち、図２，３に示すように、連結体１１から鉛直下方に支持体１２が吊下げられた状態において、当接部材１３の最下部と地表面ＧＬとの間には所定距離だけの隙間（隙間寸法ｈ０）が設けられており、支持体１２に対して当接部材１３を位置調節することにより隙間寸法ｈ０を調節することができるようになっている。

【0027】

ボルト１４は、例えば、Ｍ２０のステンレスボルトであって、その軸部先端に螺合する２個のナット１４Ａとの間にブラケット２２及び軸支プレート３３を挟み込むことで、連結体１１に対して支持体１２を回動自在に支持するものである。このボルト１４の頭部とブラケット２２との間、及びナット１４Ａとブラケット２２との間には、図示しない摺動座金などが介挿されており、このような摺動座金として摩擦係数の小さいものを用いることで、支持体１２が円滑に回動できるように構成されている。このようなボルト１４の軸部の中心（支持体１２の回動中心）から当接部材１３の最下部までの距離が支持体１２の回動半径ｈとなり、図２，３に示すように、支持体１２の回動半径ｈと、当接部材１３の最下部と地表面ＧＬとの隙間寸法ｈ０と、を設定することによって補強構造１０の地表面ＧＬからの取付基準高さＨが算出されるようになっている。なお、本実施形態において、取付基準高さＨとしては、以降の説明を簡明にするために、２階のフロアレベル（２Ｆ）にボルト１４の軸部の中心が合致するように取付基準高さＨ（Ｈ＝Ｈ０＋Ｈ１）を設定している。

【0028】

以上のような補強構造１０の施工手順としては、先ず、取付基準高さＨにブラケット２２の挿通孔（即ち、軸支部であるボルト１４）の中心が位置するように外壁９の屋外面９Ａに連結体１１を位置決めしつつ、ビス２３を外壁９及び梁６に螺合して連結体１１を固定する。その後、ベースプレート２１の周縁にシール材２４を設けて外壁９の屋外面９Ａとの間を止水する。次に、２枚のブラケット２２間に軸支プレート３３を挿通しつつ、ブラケット２２及び軸支プレート３３の挿通孔にボルト１４を挿通し、このボルト１４の軸部にナット１４Ａを螺合して連結体１１に支持体１２を取り付ける。次に、当接部材１３のねじ部１３Ｄを受け部材３４のねじ孔３４Ｂにねじ込み、このねじ込み量を変化させて当接部材１３を位置調節し、球面部１３Ａの最下部と地表面ＧＬとの間隔を所定の隙間寸法ｈ０に設定する。このように当接部材１３を位置調節したら、図示しない固定ねじで当接部材１３を受け部材３４に固定する。以上の手順によって補強構造１０の施工が完了する。

【0029】

次に、補強構造１０の作用について図５〜図８も参照して説明する。ここでは、地震などの水平力が作用した際の建物１の変形と補強構造１０の動作とを、建物１のフレームモデルを用いて説明する。図５（Ａ）に示すように、微小な地震（震度３程度の地震）による水平力Ｆ１が建物１に作用した場合には、建物１の揺れ（加速度や変位）も小さいことから、支持体１２は、ほとんど回動せず、わずかに振動する程度である。図５（Ｂ）に示すように、中程度の地震（震度５程度の地震）による水平力Ｆ２が建物１に作用した場合には、建物１の揺れに応じて支持体１２が回動することになるが、当接部材１３は、地表面ＧＬに当接せずに地表面ＧＬから離間した状態が維持される。次に、図５（Ｃ）に示すように、大地震（震度６を超える地震）による水平力Ｆ３が建物１に作用し、建物１の１階に大きな層間変位が生じた場合には、支持体１２も大きく回動するとともに、１階の柱５や外壁９の倒れに伴って連結体１１及び軸支部（ボルト１４）が移動（水平移動δＨ、鉛直移動δＶ）することから、その鉛直移動δＶによって支持体１２が下降して当接部材１３が地表面ＧＬに当接することになる。

【0030】

具体的には、図６に示すように、建物１の１階に層間変位に伴う変形角θが生じた場合、軸支部（ボルト１４）の水平移動δＨはＨ１ｓｉｎθとなり、鉛直移動δＶはＨ１（１−ｃｏｓθ）となる。ここで、例えば、１階の構造階高Ｈ１を３ｍとし、変形角θを１／３０ｒａｄ（約１．９１°）とした場合には、水平移動δＨが１００ｍｍ、鉛直移動δＶが約１．７ｍｍとなる。さらに、変形角θを１／１０ｒａｄ（約５．７３°）とした場合には、水平移動δＨが３００ｍｍ、鉛直移動δＶが約１５．０ｍｍとなる。さらに、変形角θを１／５ｒａｄ（約１１．４６°）とした場合には、水平移動δＨが６００ｍｍ、鉛直移動δＶが約５９．８ｍｍとなる。このような鉛直移動δＶと、当接部材１３の最下部と地表面ＧＬとの隙間寸法ｈ０とは、図６（Ａ）に示すように、互いに等しくなることから、大地震後においても建物１を使用し続けるために変形角θを１／３０ｒａｄ程度に抑制したい場合には、隙間寸法ｈ０を１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度に設定すればよく、変形角θを１／１０ｒａｄ程度に抑制したい場合には、隙間寸法ｈ０を１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度に設定すればよく、１階の層崩壊を防止するために変形角θを１／５ｒａｄ程度に抑制したい場合には、隙間寸法ｈ０を５０ｍｍ〜６０ｍｍ程度に設定すればよい。このように設定した当接部材１３の最下部と地表面ＧＬとの隙間寸法ｈ０と、支持体１２の回動半径ｈとを加えることで、取付基準高さＨが算出される。

【0031】

以上のように軸支部（ボルト１４）の鉛直移動δＶによって支持体１２が下降することで、図７（Ａ）に示すように、当接部材１３が地表面ＧＬに当接し、これによって地表面ＧＬと連結体１１とに亘る圧縮材として支持体１２が機能し、この補強構造１０によって建物１の荷重が支持される。なお、図７（Ａ）に示すように、当接部材１３が地表面ＧＬに食い込んだ場合や、図７（Ｂ）に示すように、支持体１２が大きく回動して傾斜した状態で当接部材１３が地表面ＧＬに当接した場合などには、前述のように想定したものよりも鉛直移動δＶが大きくなることから、このような現象を考慮して隙間寸法ｈ０を設定してもよい。さらには、図８に示すように、地表面ＧＬへの当接部材１３の食い込みを防止するために、補強構造１０が着座部材１５を備えて構成されていてもよい。この着座部材１５は、鋼板やコンクリートなどから構成されて地表面ＧＬから地盤に埋め込まれて固定され、その上面から凹むとともに地表面ＧＬと略フラットに設けられて当接部材１３に当接する着座面１５Ａと、この着座面１５Ａに連続して当接部材１３の滑りを停止させる立上り面１５Ｂとを有して構成されている。さらに、図７（Ｂ）に示す着座部材１５は、立上り面１５Ｂよりも高い位置に第二立上り面１５Ｃを有して形成され、支持体１２が大きく回動して傾斜した場合であっても、第二立上り面１５Ｃに当接部材１３が当接することで、前述の想定よりも鉛直移動δＶが大きくなることが防止できるようになっている。

【0032】

また、本実施形態の補強構造１０は、図９に示すように、付勢手段及び係止手段を備えて構成されていてもよいし、図１０に示すように、係止手段及び規制手段を備えて構成されていてもよい。

【0033】

具体的には、図９に示す補強構造１０において、連結体１１には、図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、支持体１２が建物１の側面（外壁９の屋外面９Ａ）に沿った定常位置から回動方向（屋外面９Ａから離れる方向）に支持体１２を付勢する付勢手段としてのコイルばね１６と、このコイルばね１６の付勢力に抗して定常位置にて支持体１２を係止する係止手段としての一対の板ばね１７と、が設けられている。コイルばね１６は、その一端が連結体１１のベースプレート２１に接続され、他端が支持体１２の鋼管３１に接続され、ベースプレート２１に対して鋼管３１を押し出す方向に付勢している。一対の板ばね１７は、それぞれの一端がベースプレート２１に固定されるとともに、他端が鋼管３１の側面に沿って延び、この他端側には、鋼管３１を挟んで係止する係止部１７Ａが形成されている。この補強構造１０は、図９（Ｃ），（Ｄ）に示すように、建物１に所定の大きさを超える加速度が作用した場合に、一対の板ばね１７による係止が外れるとともにコイルばね１６に付勢されることで、支持体１２が屋外面９Ａから離れる方向に回動するように構成されている。さらに、ベースプレート２１と鋼管３１とに接続されたコイルばね１６によって、支持体１２の回動角度が規制され、例えば、コイルばね１６が伸びきった場合でも、外壁９の屋外面９Ａと支持体１２との成す角度が１５°〜２０°以下に抑えられるようになっている。

【0034】

一方、図１０に示す補強構造１０において、連結体１１には、支持体１２を定常位置にて係止する係止手段としての係止部１８と、定常位置から回動した支持体１２の回動角度を所定角度以下に規制する規制手段としてのリンクアーム１９と、が設けられている。係止部１８は、連結体１１のブラケット２２に形成される凹部又は凸部と、支持体１２の軸支プレート３３に形成される凸部又は凹部と、が互いに凹凸嵌合することで、支持体１２を係止するように構成されている。リンクアーム１９は、互いに回動自在に連結された一対のリンク部材を有し、一方のリンク部材が連結体１１のベースプレート２１に回動自在に接続され、他方のリンク部材が支持体１２の鋼管３１に回動自在に接続されている。この補強構造１０は、図１０（Ｂ）に示すように、建物１に所定の大きさを超える加速度が作用した場合に、係止部１８による係止が外れることで、支持体１２が屋外面９Ａから離れる方向に回動するとともに、この回動が所定角度（例えば、１５°〜２０°以下の角度）に達した際に、リンクアーム１９におけるリンク部材同士の回動が拘束されることで、支持体１２の回動角度が規制されるようになっている。

【0035】

本実施形態によれば、地震などによって建物１の所定階である１階に生じる層間変位が所定の変形角θを超えた場合には、回動した支持体１２の下端部に設けた当接部材１３が基準面である地表面ＧＬ又は着座部材１５の着座面１５Ａに当接し、この支持体１２によって建物１を支持して層崩壊を防止することができる。従って、建物１が隣地や道路Ｒ側に倒れ込んでしまうことを防止して、地震後の救助活動や復旧活動を阻害することなく、また、地震後においても一定条件下では建物１を継続利用することができる。

【0036】

また、補強構造１０において、連結体１１が建物１の側面である外壁９の屋外面９Ａに固定されるので、建物１の屋外側からの施工によって簡便かつ短工期化を図り、設置コストを抑制させることができる。さらに、支持体１２が建物１の側面に沿って下方に延びて吊下げられ、その下端部の当接部材１３が地表面ＧＬから隙間寸法ｈ０だけ離間して設けられているので、この支持体１２が建物１の屋外側に大きく出っ張ることがないとともに、支持体１２を基礎等に連結する必要もない。従って、施工をさらに簡便化してコストを低減させることができるとともに、敷地に余裕がない場合でも補強構造１０を設置することができる。

【0037】

〔第二実施形態〕
以下、本発明の第二実施形態に係る建物の補強構造を、図１１及び図１２に基づいて説明する。本実施形態の補強構造１０Ａは、前記第一実施形態の補強構造１０と同様に、連結体と、支持体と、当接部材と、を備えて構成されており、連結体１１Ａの構成、及び連結体１１Ａに対して支持体１２Ａを回動自在に支持する軸支部の構成が第一実施形態と相違している。以下、相違点について詳しく説明する。

【0038】

補強構造１０Ａは、建物１の四隅などの出隅部に設けられ、連結体１１Ａは、出隅部の柱５に固定されている。この連結体１１Ａは、Ｘ，Ｙ各方向の外壁９の屋外面９Ａに沿う一対の固定面部２５と、これらの固定面部２５に連続する支持面部２６と、が一体に形成されたベースプレート２１Ａを有して構成されている。このベースプレート２１Ａは、一対の固定面部２５を貫通するビス２３によってＸ方向及びＹ方向の外壁９を介して柱５に固定されている。支持面部２６は、Ｘ，Ｙ各方向から傾斜して設けられ、即ち、出隅部の角が突出する方向（図１０の左側に向かう方向）と直交した鉛直面に沿って設けられ、この支持面部２６には、ボール軸受部２７が固定されている。一方、支持体１２Ａのエンドプレート３２には、鋼管３１の長手方向に突出するボール軸３５が固定されている。これらのボール軸受部２７とボール軸３５とによって軸支部としてのボールジョイント１４Ｂが構成され、従って、支持体１２Ａは、Ｘ，Ｙ各方向の外壁９の屋外面９Ａに沿った方向のみならず、出隅部の角が突出する方向を含んだ三次元空間内を回動自在に支持されている。

【0039】

以上の補強構造１０Ａは、例えば、図１２に示すように、建物１の前面側（図の下側）における左右２箇所の出隅部に取り付けられる。この建物１は、前記第一実施形態において説明したように、前面側に開口部Ｏを有しているとともに、背面側（図の上側）と左右両側部側との三方に外壁９等の壁を有していることから、剛性の偏りが大きく、地震などによって前面側の変位が大きくなる偏心振動が生じやすくなっている。このような建物１に対して開口部Ｏ側の出隅部に補強構造１０Ａを設けたことで、建物１に偏心振動が生じた場合であっても、その振動方向に追従して支持体１２Ａが回動することができる。従って、前記第一実施形態の補強構造１０と同様に、補強構造１０Ａの支持体１２Ａによって建物１を支持して層崩壊を防止することができる。このように建物１の前面側の左右２箇所に補強構造１０Ａを設けることで、建物１の左右方向（Ｘ方向）への振動のみならず、建物１の前後方向（Ｙ方向）への振動に対しても、補強構造１０Ａを機能させて層崩壊を防止することができ、補強構造１０Ａの設置個所数を削減しつつ隣地側や道路側への建物１の倒れ込みを有効に防止することができる。

【0040】

なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。

【0041】

例えば、本発明の補強構造としては、前記実施形態で説明した補強構造１０，１０Ａの他に、図１３，１４に示す第一変形形態に係る補強構造１０Ｂや、図１５〜１７に示す第二変形形態に係る補強構造１０Ｃなど、各種形態が採用可能である。

【0042】

具体的には、図１３，１４に示す補強構造１０Ｂは、連結体１１Ｂ及び支持体１２Ｂの構成が補強構造１０，１０Ａと相違するものであって、連結体１１Ｂが鋼板から折り曲げ加工によって構成され、支持体１２Ｂから前記軸支プレート３３が省略されている。即ち、連結体１１Ｂは、建物１に固定されるベース部４１と、このベース部４１から折り曲げられた２枚のブラケット部４２と、を有して形成されている。この連結体１１Ｂは、前記実施形態の補強構造１０，１０Ａのように２階の梁６に固定されずに、ベース部４１が複数のビス４３によって２階の柱５Ａにおける柱脚部に固定されている。支持体１２Ｂは、鋼管３１とエンドプレート３２とを備えるものの、軸支プレート３３が設けられずに鋼管３１を左右に貫通する貫通孔にボルト１４が挿通されている。また、鋼管３１の下端部には、前記実施形態と同様の受け部材３４と当接部材１３とが設けられている。このような補強構造１０Ｂによれば、ベースプレート２１にブラケット２２を溶接接合するとともに、エンドプレート３２に軸支プレート３３を溶接接合した補強構造１０，１０Ａと比較して、製造コストを抑制することができる。

【0043】

一方、図１５〜１７に示す補強構造１０Ｃは、連結体１１Ｃの構成が補強構造１０，１０Ａ，１０Ｂと相違するものであって、補強構造１０Ｂと支持体１２Ｂの構成は同様である。即ち、連結体１１Ｃは、第１ベース部４３及び第２ベース部４４と、これら第１及び第２のベース部４３，４４に支持されるブラケット部４５と、第１及び第２のベース部４３，４４とブラケット部４５との間に介挿される減衰部材４６と、を有して構成されている。第１ベース部４３は、外壁９に沿った平板状に形成され、第２ベース部４４は、第１ベース部４３とともに外壁９及び柱５Ａに固定される上下の固定面部４４Ａと、固定面部４４Ａから屋外側にコ字形に突出して第１ベース部４３側に開口した凹部４４Ｂと、を有して形成されている。ブラケット部４５は、鋼板を折り曲げ加工して平面コ字形に形成され、第１ベース部４３と第２ベース部４４の凹部４４Ｂとの間に遊挿される挿通板部４５Ａと、この挿通板部４５Ａの両側端部から屋外側に延びる一対の側板部４５Ｂと、を有し、挿通板部４５Ａの高さ寸法が凹部４４Ｂの上下間隔よりも小さく形成されている。減衰部材４６は、粘弾性体などの適宜な弾性を有する材料からなり、挿通板部４５Ａの背面と第１ベース部４３との間、及び挿通板部４５Ａの前面と第２ベース部４４の凹部４４Ｂ底面との間に挟まれている。

【0044】

以上の補強構造１０Ｃによれば、図１７（Ａ）に示すように、常時においては、吊下げられた支持体１２Ｂの重量によってブラケット部４５とともに減衰部材４６が下方に引き下げられている。一方、地震時や地震後などにおいて支持体１２Ｂが建物１を支持した支持状態においては、支持体１２Ｂに作用する圧縮力によってブラケット部４５が押し上げられ、このブラケット部４５の上昇に伴って減衰部材４６も上方に押し上げられている。即ち、支持体１２Ｂの下端部（当接部材１３）が地表面ＧＬに当接して支持体１２Ｂに圧縮力が作用する際に、押し上げられたブラケット部４５の挿通板部４５Ａと、第１ベース部４３及び第２ベース部４４の凹部４４Ｂ底面との間に相対変位が生じ、減衰部材４６にせん断力及びせん断変形が生じて減衰力が発揮される。さらに、第１ベース部４３及び第２ベース部４４の凹部４４Ｂ底面に対して減衰部材４６が摺動することから、この摺動抵抗による減衰力も発揮される。従って、支持体１２Ｂに作用する圧縮力の衝撃が減衰部材４６によって吸収されてから建物１に伝達されることになり、この緩衝作用によって建物１内の居住者への影響や家具等の転倒などが緩和できるようになっている。

【0045】

さらに、前記補強構造１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、支持体１２は、角形の鋼管３１を有して構成されていたが、これに限らず、円形鋼管や中実の棒材を有して支持体が構成されていてもよい。さらに、前記実施形態では、支持体１２の下端部に当接部材１３が設けられていたが、当接部材１３省略して鋼管３１の下端部が基準面（地表面ＧＬ等）に当接可能に構成されていてもよい。また、当接部材１３は、球面部１３Ｂを有したものに限らず、任意の形状のものが利用可能である。さらに、前記実施形態では、当接部材１３が受け部材３４に対してねじ部１３Ｄによって螺合され、この当接部材１３を回転させることで鋼管３１の長手方向に沿って位置調節可能に設けられていたが、これに限らず、当接部材１３が鋼管３１の下端部に固定されていてもよい。また、鋼管３１の途中位置や上端位置に位置調節手段が設けられていてもよいし、連結体１１と支持体１２との軸支部（ボルト１４の位置）に支持体１２の支持高さを調節する調節手段が設けられていてもよく、さらには、連結体１１を建物に対して高さ方向に位置調節可能に固定する位置調節手段が設けられていてもよい。

【0046】

また、前記実施形態では、戸建住宅やアパート、店舗等の既存建物に補強構造を適用する場合を例示したが、本発明の補強構造は、既存建物に限らず、新築の建物にも適用可能である。また、本発明の補強構造は、図１８に示すように、１階に駐車場等に利用されるピロティＰを有した建物１Ａに適用することができる。この場合、補強構造１０は、前述したように建物本体２の外壁９の屋外面９Ａに連結体１１が固定され、屋外面９Ａに沿って支持体１２が吊下げられたものに限られない。即ち、補強構造１０は、ピロティＰ内部において、建物本体２の床下面（２階の梁６の下側など）に連結体１１が固定され、ピロティＰの柱や壁の内部に沿って支持体１２が吊下げ支持されたものでもよい。この補強構造１０では、図１８（Ｂ）に示すように、地震等によってピロティＰの階に大きな層間変位が生じた場合に、屋外面９Ａに沿った支持体１２は、その下端部が前述のように地表面ＧＬに当接し、ピロティＰ内部に設けられた補強構造１０の支持体１２は、その下端部がピロティの床（例えば、土間や１階床）に当接することで、ピロティＰの階の層崩壊を防止することができるようになっている。

【0047】

さらに、本発明において、建物の所定階としては、前記各実施形態のように、１階に限られず、基準面としては、前記各実施形態のように、地表面ＧＬに限られない。即ち、図１９に示すように、１層又は複数層（図１９の例では、２層）の低層部と、この低層部からセットバックした上層部を有する建物１Ｂにおいて、低層部の屋根面（図１９の例では、２階の屋根面であり、３階の床面３ＦＬ）を基準面とし、この基準面から立ち上がる上層部における最下階（図１９の例では、３階）を所定階とし、前述と同様の補強構造１０を設けてもよい。この補強構造１０では、図１９に二点鎖線で示すように、地震等によって３階に大きな層間変位が生じた場合に、回動した支持体１２は、その下端部が２階の屋根面（３階の床面３ＦＬ）に当接することで、３階の層崩壊を防止することができるようになっている。また、所定階としては、１層の階に限られず、図２０に示すように、３階建て以上の建物１Ｃにおいて、複数層（図２０の例では、１階と２階とを合わせた２層）を所定階とし、その上部や上方に補強構造１０の連結体１１を固定し、略２層分の長さを有する支持体１２を吊り下げ支持するようにしてもよい。

【符号の説明】

【0048】

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 建物
９Ａ 屋外面（建物の側面）
１０ 補強構造
１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ 連結体
１２，１２Ａ，１２Ｂ 支持体
１３ 当接部材
１３Ａ 球面部
１４ ボルト（軸支部）
１４Ｂ ボールジョイント（軸支部）
１６ コイルばね（付勢手段）
１７ 板ばね（係止手段）
１８ 係止部（係止手段）
ＧＬ 地表面（基準面）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】