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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Konstruktion bzw. ein Konstrukt
für Gebäude gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1 (siehe zum Beispiel JP-A-2002/146 921) und ein Verfahren
zur Herstellung desselben, das eine günstige Bearbeitbarkeit durch
einen einfachen Aufbau aufweist und in der Lage ist, eine hohe Festigkeit
und Genauigkeit bei strukturellen Stahlbauwerken zu erreichen, die
durch Konstrukte für
Gebäude
wie Säulenelemente
oder Trägerelemente
aufgebaut sind.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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Es
ist herkörnmlicherweise
ein Stahlrohraufbau bekannt, in dem Trennwände in das Innere der Stahlrohre
zur Verstärkung
der Stahlrohre durch die Trennwände
eingesetzt werden (siehe zum Beispiel die offen gelegte japanische
Patentveröffentlichung JP-A-2002/146
921).
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Da
diese Technik ein Verfahren zum Einsetzen der Trennwände in das
Innere der Stahlrohre von klein dimensionierten Öffnungen der Stahlrohre ist, war
das genaue Einsetzen der Trennwände
in das Innere der Stahlrohre ziemlich schwierig, wobei die Bearbeitbarkeit
ungewöhnlich
schwach war.
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Sobald
andererseits die Trennwände
in das Innere der Stahlrohre eingesetzt wurden, konnte die Lage
der Trennwände
nicht ohne weiteres korrigiert werden, wenn sich die Lagen der Trennwände nicht in
korrekten Zuständen
befanden, in denen sie sich nämlich
rechtwinklig zur Längenrichtung
der Stahlrohre befanden.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung entstand zur Lösung der oben genannten Probleme,
wobei es eine Aufgabe davon ist, eine Konstruktion bzw. ein Konstrukt
für Gebäude und
ein Verfahren zur Herstellung desselben zur Verfügung zu stellen, mit dem ein strukturelles
Stahlbauwerk, das durch die Konstrukte für Gebäude wie Säulenelemente und Trägerelemente
konstruiert ist, eine günstige
Bearbeitbarkeit durch einen einfachen Aufbau aufweist und in der
Lage ist, eine hohe Festigkeit und Genauigkeit zu erreichen, wobei
die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude angeordnet ist, um ein
Stahl-Rohrelement und Verstärkungselemente
zu umfassen, die in einem hohlen Bereich des Inneren des Stahl-Rohrelementes
vorgesehen sind, um das Innere des Stahl-Rohrelementes in der Längsrichtung
mit dem Stahl-Rohrelement
zu kreuzen und die Verstärkungselemente verschweißt und verbunden
sind, wobei das Stahl-Rohrelement mit Einführlöchern für die Verstärkungselemente im äußeren Umfangsbereich
des Stahl-Rohrelementes ausgebildet ist, die an Befestigungsstellen
für die
Verstärkungselemente
ausgebildet sind, so dass sie eine Breite haben, die eine Breitenabmessung
der Verstärkungselemente
erfüllt,
wobei die Einführlöcher so
vorgesehen sind, dass sie von der äußeren Umfangsfläche des
Stahl-Rohrelementes zum Inneren nacheinander angeordnet sind, wobei
die Verstärkungselemente
in die Einführlöcher von
der äußeren Umfangsfläche des
Stahl-Rohrelementes zu einer Richtung eingeführt werden, die dem Inneren
des Stahl-Rohrelementes in einer Richtung zugewandt ist, die im
Wesentlichen rechtwinklig zur Längsrichtung
des Stahl-Rohrelementes verläuft.
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Zum
Erreichen der obigen Aufgabe ist die Einrichtung der vorliegenden
Erfindung so angeordnet, dass sie eine Konstruktion bzw. ein Konstrukt
für Gebäude gemäß Anspruch
1 bildet.
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Ferner
wird ein Verfahren zur Herstellung einer Konstruktion bzw. eines
Konstruktes für
Gebäude gemäß Anspruch
7 zur Verfügung
gestellt.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht, die die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude gemäß der vorliegenden
Erfindung als eine auseinander gezogene und teilweise weg geschnittene
Ansicht veranschaulicht;
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2 Schnittansichten,
die die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude nach 1 veranschaulichen,
wobei (a) und (b) Zustände
vor dem Verschweißen
und Verbinden und (c) einen Zustand nach dem Verschweißen und
Verbinden veranschaulichen;
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3 Verstärkungselemente
der Konstruktion bzw. des Konstruktes nach 1, wobei
(a) eine Perspektivansicht und (b), (c) und (d) erläuternde
Ansichten sind, die jeweils Eingriffselement-Bereiche zeigen;
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4 eine
erläuternde
Ansicht, die einen hängenden
Zustand der Verstärkungselemente
der Konstruktion bzw. des Konstruktes für Gebäude nach 1 veranschaulicht;
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5 eine
erläuternde
Ansicht, die vorstehende Elementbereiche in einem Zustand veranschaulicht,
in dem sie in die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude nach 1 eingeführt werden;
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6 eine
Schnittansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem ein Verstärkungs-Füllmaterial
in das Innere der Konstruktion bzw. des Konstruktes für Gebäude nach 1 gefüllt wird;
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7 Zustände, in
denen die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude nach 1 mit
einem Verbindungselement versehen ist, das mit einem Trägerelement
verbunden ist, wobei (a) eine Vorderansicht eines Hauptbereiches
bzw. (b) eine Draufsicht des Hauptbereiches ist;
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8 eine
Schnittansicht, die ein Beispiel veranschaulicht, in dem die Konstruktion
bzw. das Konstrukt für
Gebäude
nach 1 als ein Säulenelement
verwendet wird, wobei das Innere des Säulenelementes mit einem Verstärkungs-Füllmaterial
gefüllt
ist;
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9 eine
Schnittansicht, die eine Anordnung zur Freigabe von ausströmendem Gas
veranschaulicht, die an Verstärkungselementbereichen
der Konstruktion bzw. des Konstruktes für Gebäude nach 1 vorgesehen
ist;
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10 erläuternde
Ansichten, die unterschiedliche Beispiele zur Nutzung der Konstruktion bzw.
des Konstruktes für
Gebäude
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, wobei (a) ein Beispiel
ist, in dem es als ein Säulenelement
verwendet wird, und (b) ein Beispiel ist, in dem es als ein Trägerelement (Brücken usw.)
verwendet wird;
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11 eine
erläuternde
Ansicht, die einen Zustand veranschaulicht, in dem die Verstärkungselemente
in ein Stahl-Rohrelement mit einem kreisförmigen Schnitt der Konstruktion
bzw. des Konstruktes für
Gebäude
nach 1 eingesetzt werden;
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12 eine
Perspektivansicht, die ein Rahmenwerk veranschaulicht, das durch
die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude nach 1 aufgebaut
ist;
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13 eine
erläuternde
Ansicht, die einen Zustand zur Übertragung
der Kraft veranschaulicht, wenn Verstärkungselemente der Konstruktion
bzw. des Konstruktes für
Gebäude
nach 1 aufgehängt sind;
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14 eine
erläuternde
Ansicht, die ein Verhältnis
zwischen Verstärkungselementen
(Punkte von hoher Festigkeit) und hohlen Bereichen (Punkte von geringer
Festigkeit) eines vielgeschossigen Gebäudes in einer Verbindungsstruktur
von Säulenelementen
und Trägerelementen
veranschaulicht, die durch die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude nach 1 aufgebaut
sind;
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15 eine
erläuternde
Ansicht eines Hauptbereiches, die jeweilige Beispiele von vorstehenden
Teilen der Verstärkungselemente
veranschaulicht, die bei der Konstruktion bzw. dem Konstrukt für Gebäude nach 1 verwendet
werden;
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16 weitere
Beispiele des vorstehenden Teils der Verstärkungselemente, das bei der
Konstruktion bzw. dem Konstrukt für Gebäude nach 1 verwendet
wird, wobei (a) eine Perspektivansicht, (b) eine erläuternde
Ansicht eines Hauptbereiches von einem Zustand, in dem ein Hakenelement angebracht ist,
bzw. (c) eine Schnittansicht eines Hauptbereiches ist, die einen
weiteren Zustand zum Ausbilden eines Schraubenmutterelementes veranschaulicht;
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17 ein
Führungselement
zum Führen von
Verstärkungselementen
der Konstruktion bzw. des Konstruktes für Gebäude nach 1,
wobei (a) eine Perspektivansicht ist, die einen Zustand vor dem Anbringen
veranschaulicht, bzw. (b) eine Schnittansicht eines Hauptbereiches
ist, die einen Zustand nach dem Anbringen veranschaulicht;
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18 eine
Schnittansicht eines Hauptbereiches, die einen Zustand mit zwei
Führungselementen
zum Führen
der Verstärkungselemente
der Konstruktion bzw. des Konstruktes für Gebäude nach 17 veranschaulicht,
die angebracht sind.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Es
werden nun Beispiele auf der Basis der Zeichnungen erläutert, die
die Konstruktion bzw. das Konstrukt für Gebäude und das Verfahren zur Herstellung
desselben gemäß der vorliegenden
Erfindung verkörpern.
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Nach 2, 6 bis 10, 12 und 14 kennzeichnet
A eine Konstruktion bzw. ein Konstrukt für Gebäude, welches zum Beispiel als
ein Säulenelement,
das als vertikales Material dient, oder als ein Trägerelement
verwendet wird, das als ein horizontales Material oder ein geneigtes
Material dient, wenn ein strukturelles Stahlbauwerk oder andere
Gebäude
aufgebaut werden. Wie in 1 veranschaulicht ist, umfasst
es ein lang gestrecktes Stahl-Rohrelement 1 mit einem hohlen
Inneren und Verstärkungselemente 2,
die in einem hohlen Bereich 1a des Inneren des Stahl-Rohrelementes vorgesehen
sind, so dass das Innere des Stahl-Rohrelementes 1 in der
Längsrichtung
gekreuzt wird, wobei das Stahl-Rohrelement 1 und die Verstärkungselemente 2 durch
Verschweißungen
und Verbindungen 4 an mehreren Verbindungslöchern 3 fest
angebracht sind, die durch Piercen bzw. Durchschlagen bzw. Stechen
an einem äußeren Umfangsbereich
des Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet sind.
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Das
obige Stahl-Rohrelement 1 ist aus Metall gebildet, wobei
sein Inneres zunehmend hohl und von lang gestreckter Form ist, wobei
sein Schnitt, der seine Längsrichtung
kreuzt, so geformt ist, dass er viereckig (quadratisch oder rechteckig)
oder kreisförmig
(einschließlich
einer elliptischen Form) ausgebildet ist.
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Am äußeren Flächenbereich
des Stahl-Rohrelementes 1 sind durch Bohren bzw. Stechen
mehrere Verbindungslöcher 3 ausgebildet,
die durch den hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 dringen;
wenn der Schnitt des Stahl-Rohrelementes 1 winklig ist,
werden solche Löcher
an drei Richtungen anders als eine Seitenfläche ausgebildet, wobei Einführlöcher 20,
wie später
beschrieben wird, an der verbleibenden einen Oberfläche ausgebildet werden.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die Form der Verbindungslöcher 3 willkürlich ausgebildet
sein kann (z. B. kreisförmig
oder winklig), wobei die Anzahl der Bildung auch nicht speziell
beschränkt
ist.
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Die
oben erwähnten
Verstärkungselemente 2 sind
aus Metall in einer blechähnlichen
Weise ausgebildet und haben eine Abmessung, die sich dem inneren
Umfangsbereich des hohlen Bereiches 1a einschließlich der
Seitenfläche 2a, 2a,
die eine Vorderseite und eine Rückseite
umfassen, die kleiner sind als die kreuzenden inneren Oberflächen, in
denen der hohle Bereich 1a im Inneren des Stahl-Rohrelementes 1 gekreuzt
wird, und einer äußeren Umfangsfläche 2b annähern, die
im Wesentlichen rechtwinklig zu den Seitenflächen 2a, 2a liegt
und die einer inneren Wandfläche
des Stahl-Rohrelementes 1 entspricht. Wenn sie im hohlen
Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 angesammelt
sind, werden diese Elemente so angeordnet, dass sie keine Zwischenräume zwischen
der inneren Wandfläche
des Stahl-Rohrelementes 1 und den äußeren Umfangsflächen 2a der
Verstärkungselemente 2 bilden,
die Bewegungen der Verstärkungselemente 2 ermöglichen.
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Ein
Eingriffselement 6 zum Eingreifen mit einer Aufhänganordnung 5,
die später
erörtert
wird (ein nach oben vorstehendes Teil), ist an einem Seitenbereich
(ein beim Aufhängen
durch die Aufhänganordnung 5 nach
oben gerichteter Bereich) der äußeren Umfangsfläche 2b von
jedem Verstärkungselement 2 ausgebildet.
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Darüber hinaus
ist ein vorstehendes Teil 7, das einem der Verbindungslöcher 3 entspricht,
die am äußeren Umfangsbereich
des Stahl-Rohrelementes 1 durch Bohren bzw. Stechen ausgebildet
sind, an der äußeren Umfangsfläche 2b des
Verstärkungselementes 2 an
der anderen Seite als das Eingriffselement 6 (nach unten
gerichtete Position beim Aufhängen
durch die Aufhänganordnung 5)
vorgesehen. Das Eingriffselement 6 und das vorspringende
Teil 7 können
eine identische Form haben.
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Das
obige Eingriffselement 6 ist, wie in den jeweiligen Zeichnungen
von 3 veranschaulicht ist, dadurch ausgebildet, dass
es eine obere Oberfläche
umfasst, die parallel zu einer Länge
liegt, die parallel zu einer Längsrichtung
der äußeren Umfangsfläche des
Verstärkungselementes 2 liegt,
und dadurch, dass sie sich an einem mittleren Bereich in der Längsrichtung
befindet, wobei die Eingriffselemente 8, 8 zum
Eingreifen mit den Eingriffselementen 15, 15 der
Aufhänganordnung 5 jeweils
an beiden Seitenbereichen in der Längsrichtung ausgebildet sind.
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Die
Eingriffselemente 8, 8 weisen geneigte Oberflächen 8a, 8a auf,
die von über
der äußeren Umfangsfläche 2 des
Verstärkungselementes 2 aufsteigen
und die jeweils in beiden äußeren Richtungen in
der Längsrichtung
der äußeren Umfangsfläche 2b des
Verstärkungselementes 2 breiter
werden, wobei, wie in 3(b) veranschaulicht
ist, ein Winkel θ der geneigten
Oberflächen 8a, 8a so
ausgebildet ist, dass er näherungsweise
30° bis
60° und
vorzugsweise 45° beträgt.
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Darüber hinaus
ist eine Form 8b, die in einer Richtung schneidet, die
rechtwinklig zu einer Längenrichtung
des Eingriffselementes 6 liegt, auf dem oberen Bereich
des Eingriffselementes 6 so ausgebildet, dass sie dreieckig
ist, wobei ihr Scheitelpunkt nach oben gewandt ist, wie in 3(c) veranschaulicht ist, so, dass sie
bogenförmig
ist, wobei ihre Bogenfläche
nach oben gewandt ist, wie in 3(d) veranschaulicht
ist, oder so, dass sie trapezförmig mit
einer oberen Seite ist, die kürzer
ist als eine untere Seite, wie in 3(e) veranschaulicht
ist, oder so, obwohl nicht veranschaulicht, dass sie rechteckig
ist, entweder würfelförmig oder
länglich.
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Obwohl
nicht veranschaulicht, kann eine untere Seite der Schnittform 8b so
ausgebildet sein, dass sie kürzer
ist als eine Plattebreite des Verstärkungselementes 2 (für Bezugszwecke
so geformt wie die Schnittform 7a des vorstehenden Teils 7,
wie in 15(d), (e) und (f) veranschaulicht
ist).
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Bei
einer dreieckigen Form ist der Winkel so geformt, dass eine näherungsweise
60° bis
120° und vorzugsweise
90° beträgt.
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Wie
in 4 veranschaulicht ist, ist die obige Aufhänganordnung 5 mit
Greifarmen 14, 14 versehen, die mit einem Paar
Verbindungsstangen 11, 11 verbunden sind, deren
einen Endbereiche an einem unteren Endbereich des Aufhängteils 9 durch
eine Halterungswelle 10 angebracht ist und deren anderen
Endbereiche mit den Halterungswellen 12, 12 verbunden
sind und deren Zwischenbereiche durch eine Montagewelle 13 in
einer gekreuzten Weise verbunden sind, wobei Eingriffselemente 15, 15 jeweils an
unteren Endbereichen der Greifarme 14, 14 angebracht
sind.
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Die
Eingriffselemente 15, 15 weisen Eingriffsflächen auf,
die mit den geneigten Oberflächen 8a, 8a der
Eingriffsteile 8, 8 des Eingriffselementes 6 in
Eingriff kommen.
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Ein
Presselement 17, dessen Basisbereich an der Montagewelle 13 in
einer frei rotierenden Weise angebracht ist und dessen Endspitzenbereich
mit einem Pressteil 16 versehen ist, ist in einer absinkenden
Weise vorgesehen. Wie in 4(b) veranschaulicht
ist, umfasst eine innere Stirnfläche
des Pressteils 16 einen inneren Winkel, der im Wesentlichen mit
dem einer Form 8b identisch ist, die nach oben von dem
Eingriffselement 6 ausgebildet ist, so dass sie sich mit
dieser Form 8b in engem Kontakt befindet.
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Wenn
dementsprechend, wie in 4(a) und 13(a), (b) veranschaulicht ist, die Eingriffsteile 8, 8 des
Eingriffselementes 6 des Verstärkungselementes 2 durch
die Eingriffselemente 15, 15 der Aufhänganordnung 5 erfasst
werden, werden die Greifkräfte p,
p (p' + p' + p') jeweils als nach
innen gerichtete Klemmkräfte
(die Richtung, die durch Pfeil n in 13(a) angezeigt
wird) auf den geneigten Oberflächen 8, 8 wirken.
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Durch
diese Greifkräfte
p, p werden die Eingriffselemente 15, 15 und die
geneigten Oberflächen 8a, 8a so
gleiten, dass sie eine Komponentenkraft m' anhand der geneigten Oberflächen 8a, 8a erzeugen, woraufhin
ein Gewicht W des Verstärkungselementes 2 in
eine Richtung des Pfeils m angehoben wird.
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Andererseits
wird, wie in 4(a) und (b) und 13(a) und (b) veranschaulicht ist, eine Presskraft
(Kompressionskraft) in eine Richtung des Pfeils m1 durch das Pressteil 16 der
Aufhänganordnung 5 erzeugt,
die Bewegungen in vertikalen Richtungen einschränkt, wobei, da der obere Bereich
des Eingriffselementes 6 mit Bezug auf die vertikalen Richtungen
angeordnet ist, das Verstärkungselement 2 in
einer richtigen Lage durch die Wirkung seines eigenen Gewichtes
und auch dadurch, dass es in vertikalen Richtungen mit Bezug auf
seitliche Richtungen und vordere und hintere Richtungen, die zu
den seitlichen Richtungen rechtwinklig sind, korrigiert wird, kontinuierlich
aufrechterhalten wird.
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Da
die auf das Verstärkungselement 2 angewandte
Kraft als (p' +
p' + p'***) × 2 = 2p
= m = (m' + m' + m'***) × 2= m1
= wangegeben ist, wird die gesamte Greifkraft der Eingriffselemente 15, 15 in
eine Kraft zum Anheben des Verstärkungselementes 2 in
die Richtung m umgewandelt, wie durch den Pfeil angezeigt wird.
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Da
spezieller die innere Oberfläche
des Pressteils 16 eine im Wesentlichen horizontale Oberfläche ist,
wird der obere Bereich des Eingriffselementes 6, der an
diese innere Oberfläche
stößt, der inneren
Oberfläche
des Pressteils 16 folgen, wobei, wenn der obere äußere Umfangsbereich 2b des
Verstärkungselementes 2 passend
in einen im Wesentlichen horizontalen Zustand kommt, das gesamte
Verstärkungselement
demzufolge durch die Aufhänganordnung 5 in
einem vertikalen Zustand hängen
wird.
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Es
sollte angemerkt werden, dass das oben erwähnte eine Gewicht des Verstärkungselementes 2 das
Gewicht des Verstärkungselementes 2 selbst kennzeichnet
und mit der Schwerkraft identisch ist, mit dem es zur Seite der
Erdoberfläche
durch die Anziehungskraft gezogen wird.
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Das
vorstehende Teil 7, das am unteren Bereich des Verstärkungselementes 2 vorgesehen
ist, ist so angeordnet, dass eine Form 7b, die in eine Richtung
rechtwinklig zur Längenrichtung
das Verstärkungselementes 2 schneidet,
entweder dreieckig ist, wobei ihr Scheitelpunkt nach unten gewandt
ist, wie in 15(a) und (d) veranschaulicht
ist, so, dass sie bogenförmig
ist, wobei ihre Bogenfläche
nach unten gewandt ist, wie in 15(b) und
(e) veranschaulicht ist, oder so, dass sie trapezförmig mit
einer oberen Seite (nach außen
gerichtete Seite) ist, die kürzer ist
als eine untere Seite (nach innen gerichtete Seite), wie in 15(c) und (f) veranschaulicht ist, oder,
obwohl nicht veranschaulicht, so, dass sie rechteckig ist, entweder
würfelförmig oder
länglich.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die untere Seite (nach innen gerichtete
Seite) der Schnittform 7b auch so geformt sein kann, dass
sie kürzer
ist als die Plattenbreite des Verstärkungselementes 2,
wie in 15(d) und (f) veranschaulicht
ist, wobei dadurch in Eingriff kommende, gestufte Abschnitte 7b, die
gegen die äußeren Umfangsrandbereiche
an inneren Wandseiten der Verbindungslöcher 3 anstoßen, die
am unteren Bereich der inneren Wand des Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet
sind, und mit ihnen in Eingriff kommen, an beiden Seitenbereichen oder
einem Seitenbereich der unteren Seite (nach innen gerichtete Seite)
eines nach unten gerichteten Umfangsrandbereiches des Verstärkungselementes 2 ausgebildet
sind.
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Wie
in 5 veranschaulicht ist, ist ein Winkel r der Schnittform 7b so
ausgebildet, dass er näherungsweise
60° bis
120° und
vorzugsweise 90° beträgt. Das
vorstehende Teil 7 kann so angeordnet sein, dass es ähnlich zu
dem Eingriffselement 6 ist, das am oberen Bereich des Verstärkungselementes 2 ausgebildet
ist, wobei die Bearbeitbarkeit während der
Zeit, in der es hängt,
dadurch verbessert sein kann.
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Selbst
wenn das Verstärkungselement 2, das
an der Aufhänganordnung 5 hängt, sich
nicht in einem Zustand befindet, der einer vertikalen Richtung zum
Aufhängen
des Verstärkungselementes 2 richtig
zugewandt ist, wie durch die virtuelle Linie in 5 veranschaulicht
ist, wenn sie in den hohlen Bereich 1a durch ein Einführloch 20 des
Stahl-Rohrelementes 1 eingeführt wird, werden die geneigten Oberflächen 7 des
vorstehenden Teils 7 entlang gleiten und durch die innere
Umfangsränder 3a des
Verbindungslochs 3 geführt,
so dass das vorstehende Teil 7 sicher in das Verbindungsloch 3 in
der Schwerkraftrichtung, das heißt, automatisch in die vertikale Richtung
eingeführt
wird.
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Es
sollte angemerkt werden, dass die obigen Einführlöcher 20 des Stahl-Rohrelementes 1 an
Befestigungsstellen für
die Verstärkungselemente 2 auf dem äußeren Umfangsbereich
des Stahl-Rohrelementes 1 so ausgebildet sind, dass sie
eine Breite haben, die einem Breitenmaß des Verstärkungselementes 2 entspricht,
das heißt,
eine Breite, mit der das gesamte Verstärkungselement 2 in
den hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 vom äußeren Umfangsbereich
des Stahl-Rohrelementes 1 eingeführt werden kann.
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Die
Einführlöcher 20 sind
so ausgebildet, dass sie von der äußeren Umfangsfläche des Stahl-Rohrelementes 1 zu
einer inneren radialen Breite (hohler Bereich 1a) des Stahl-Rohrelementes 1 nacheinander
angeordnet sind, wobei dadurch die Verstärkungselemente 2 von
der äußeren Umfangsfläche des
Stahl-Rohrelementes 1 zum Inneren des Stahl-Rohrelementes 1 in
einer Richtung eingeführt werden,
die im Wesentlichen zur Längsrichtung
des Stahl-Rohrelementes 1 rechtwinklig ist.
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Da
das Einführen
der Verstärkungselemente 2 durch
das Absenken der Verstärkungselemente 2, die
an der Aufhänganordnung 5 hängen, von über dem
Stahl-Rohrelement 1 beeinflusst wird, werden die Stellen
zum Ausbilden durch Bohren bzw. Stechen der Einführlöcher 20 an der oberen
Oberfläche des
Stahl-Rohrelementes 1 zur
Verfügung
gestellt.
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Das
obige Stahl-Rohrelement 1 und die Verstärkungselemente 2 werden
Verschweißungen
und Verbindungen 4 an mehreren Verbindungslöchern 3 unterzogen,
die durch Bohren bzw. Stechen auf dem oberen Umfangsbereich des
Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet sind, wobei die Verbindungslöcher 3 so ausgebildet
sein können,
dass sie einen inneren Durchmesser haben, der einer Plattenbreite
der Verstärkungselemente 2 entspricht,
wobei die Größe des inneren Durchmessers
jedoch angesichts der Schweißfestigkeit
hinsichtlich der Ausführung
passend ausgewählt
werden kann und die Form nicht auf eine kreisförmige Form beschränkt ist,
sondern auch die Form eines Langlochs haben kann.
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Die
in Abständen
zur Verfügung
gestellten Verbindungslöcher 3 und
die Verbindungsbereiche 36 ohne daran ausgebildete Verbindungslöcher 3 bestehen
nebeneinander auf dem gesamten Umfangsbereich des Stahl-Rohrelementes 1,
wobei mehrere Verbindungslöcher 3 verbunden
werden, wobei sich wenigstens an den Bereichen der Verbindungslöcher 3 das
Stahl-Rohrelement 1 in einem nacheinander angeordneten
Zustand befindet, in dem es nicht in Längenrichtung geteilt ist.
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Während die
Verschweißungen
und Verbindungen 4 durch Verschweißen bei Verschmelzen einer üblicherweise
verwendeten Heißladung
mit dem Stahl-Rohrelement 1 und
den Verstärkungselementen 2 ausgebildet
werden, ist es möglich,
eine willkürliche
Weise von Verschweißungen
und Verbindungen 4 wie eine Falz-/Widerstandsschweißung, die keine
Heißladung
verwendet, oder ein Verfahren auszuwählen, in dem solche Falz-/Widerstandsschweißung und
Lichtbogenschweißen
begleitend verwendet werden, solange es möglich ist, eine vorgegebene
Verbindungsfestigkeit zu erhalten.
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Das
Konstrukt für
Gebäude
A und das Verfahren zur Herstellung des Konstruktes für Gebäude gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Erfindung, wie es in der oben beschriebenen Weise angeordnet
ist, weist Maßnahmen
auf, wie sie unten erörtert
werden.
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Zunächst wird
ein einzelnes und nacheinander angeordnetes Stahl-Rohrelement 1 mit
einem Schnitt, der dessen Längsrichtung
kreuzt, wobei es quadratisch und so ausgebildet ist, dass es eine
vorgegebene Länge
hat, gemäß 1 vorbereitet,
wobei Verbindungslöcher 3, 3, 3 durch
Bohren bzw. Stechen an drei Oberflächen von deren äußeren Umfangsfläche oder
einer beliebigen von ihnen an einem oder mehreren Punkten an Bereichen
des Stahl-Rohrelementes 1 zum festen Anbringen der Verstärkungselemente 2 (entweder
einen oder mehrere Punkte) ausgebildet werden.
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Die
Einführlöcher 20,
die der inneren Abmessung des hohlen Bereiches 1a des Stahl-Rohrelementes 1 entsprechen,
werden dann durch Bohren bzw. Stechen an der verbleibenden einen
Oberfläche anders
als die drei Oberflächen
des Stahl-Rohrelementes 1 in einer Weise ausgebildet, dass
sie auf den gleichen ringförmigen
Positionen (den gleichen Schnittpositionen, die die Längsrichtung
des Stahl-Rohrelementes 1 kreuzen) als die Verbindungslöcher 3, 3, 3 ausgebildet
werden.
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Wenn
das Stahl-Rohrelement 1 dann in einer im Wesentlichen horizontalen
Weise auf einen Halterungstisch (nicht dargestellt) gelegt wird
und die Eingriffsteile 8, 8 der Eingriffselemente 6 der
Verstärkungselemente 2 durch
die Eingriffselemente 15, 15 der Aufhänganordnung 5 erfasst
werden, die mit einem Hebezeug oder Kran verbunden ist, werden Greifkräfte p, p
nach innen an die jeweiligen geneigten Oberflächen 8a, 8a angelegt.
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Durch
diese Greifkräfte
p, p werden die Eingriffselemente 15, 15 und die
geneigten Oberflächen 8a, 8a geschoben,
um die Verstärkungselemente 2 in der
Richtung des Pfeils m anzuheben. Andererseits wird der obere Bereich
der Eingriffselemente 6 durch die Pressteile 16 der
Aufhänganordnung 5 gepresst und
positioniert, während
die Druckkraft so aufgenommen wird, wie in 4(a) und
(b) veranschaulicht ist, dass die Verstärkungselemente 2 in
vertikalen Richtungen durch die Wirkung des eigenen Gewichtes und
die Wirkung der Schwerkraft ausgerichtet sind und in richtigen Lagen
kontinuierlich aufrechterhalten werden, da sie in vertikalen Richtungen
mit Bezug auf seitliche Richtungen und vordere und hintere Richtungen,
die zu den seitliche Richtungen rechtwinklig sind, korrigiert werden.
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In
diesem Zustand werden die Verstärkungselemente 2,
die an der Aufhänganordnung 5 hängen, abgesenkt,
in die Einführlöcher 20,
die durch Bohren bzw. Stechen auf dem oberen Bereich des Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet
sind, gerade eingeführt,
um in den hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 einzudringen,
wobei die Verstärkungselemente 2 dann
im hohlen Bereich 1a gesammelt werden, wie in 2(a) und (b) veranschaulicht
ist.
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Wenn
die Verstärkungselemente 2 in
den hohlen Bereich 1a durch die Einführlöcher 20 des Stahl-Rohrelementes 1 eingeführt werden
und sie in einen schrägen
Zustand kommen, in dem sie der vertikalen Richtung im hängenden
Zustand gemäß 5 nicht
richtig zugewandt sind, werden die geneigten Oberflächen der
vorstehenden Teile 7 geführt, während sie entlang der inneren
Umfangsränder 3a der
Verbindungslöcher 3 im
Verlauf des Absenkens der Verstärkungselemente 2 gleiten,
wobei die schräge
Lage der Verstärkungselemente 2 durch die
Schwerkraft automatisch korrigiert wird, wie durch die virtuellen
Linien in der gleichen Zeichnung veranschaulicht ist, so dass die
vorstehenden Teile 7 in die Verbindungslöcher 3 bei
richtigen vertikalen Bedingungen eingeführt werden.
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Da
die äußeren Umfangsflächen 2b an
der unteren Seite der Verstärkungselemente 2 durch
die untere innere Oberfläche
des hohlen Bereiches 1a des Stahl-Rohrelementes 1 gehalten
und aufgenommen werden, werden die äußeren Umfangsflächen 2b, 2b an
beiden Seitenbereichen der nach innen gerichteten Oberfläche des
hohlen Bereiches 1a des Stahl-Rohrelementes 1 entsprechen,
um in diesem Zustand stabil gehalten zu werden.
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Dann
wird durch Ausführen
der Verschweißungen
und Verbindungen 4 zwischen den Verbindungslöchern 3, 3 des
Stahl-Rohrelementes 1 und beiden seitlichen Umfangsbereichen 2b der
Verstärkungselemente 2,
zwischen den Verbindungslöchern 3 und
den unteren äußeren Umfangsbereichen 2b der
Verstärkungselemente 2,
zwischen den vorstehenden Teilen 7 und den Einführlöchern 20 und
zwischen oberen äußeren Umfangsbereichen 2b der Verstärkungselemente 2 und
den Eingriffselementen 6 gemäß 2(c) und
(d) das Konstrukt A für
Gebäude
hergestellt.
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Ein
solches Konstrukt A für
Gebäude
weist eine hohe Festigkeit auf, wenn es als ein Säulenelement
oder als ein Trägerelement
in strukturellen Stahlbauwerken verwendet wird.
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Wenn
mehrere Verstärkungselemente 2 in den
hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 in Abständen in
das Konstrukt A für
Gebäude
eingeführt werden,
kann das Konstrukt A für
Gebäude
durch Füllen
eines Verstärkungs-Füllmaterials 21 in
Raumbereiche 2g, die durch diese Verstärkungselemente 2, 2 ...
gebildet werden, weiter verstärkt
werden.
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Es
wird ein Material als das Verstärkungs-Füllmaterial 21 verwendet,
das keine volumetrischen Beschränkungen
nach der Aushärtung
oder einem Anlegen einer Belastung verursacht, wobei es möglich ist,
unter anderem allgemeinen Beton, mörtelähnliches Material oder nicht
brennbare härtende Materialien
zu verwenden, die solche Zusammensetzungen ersetzen. Zum Einfüllen in
die Raumbereiche 2g der Verstärkungselemente 2 ist
ein bevorzugter Zustand einer, in dem das Füllmaterial eine günstige Fließbarkeit
aufweist, wobei das Füllmaterial
in zum Beispiel einer pasteähnlichen
Weise vorbereitet werden soll.
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Das
Einfüllen
des Verstärkungs-Füllmaterials 21,
Presspassung oder Gewichtsfüllung,
wird durch ein Injektionsloch 22 durchgeführt, das
durch Bohren bzw. Stechen an einer geeigneten Stelle auf dem äußeren Umfangsbereich
des Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet ist, um den Raumbereichen 2g der
Verstärkungselemente 2 zu
entsprechen, die an dem Stahl-Rohrelement 1 angeschweißt sind,
so dass das Füllmaterial
gleichmäßig in die
Raumbereiche 2g verteilt wird, ohne irgendwelche Zwischenräume oder
Luftblasen zu erzeugen.
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Das
Injektionsloch 22 ist entweder an einem oder mehreren Punkten
ausgebildet, wobei die Injektion abhängig von den Bedingungen des
Einfüllens des
Verstärkungs-Füllmaterials 21 von
mehreren Injektionslöchern
aus durchgeführt
werden soll.
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Wenn
die Verstärkungselemente 2 in
einer Anzahl von drei oder mehr zur Verfügung gestellt werden, ist das
dazwischen befindliche Verstärkungselement 2 mit
einem Strömungsloch 23 an
einem oder mehreren Punkten davon durch Bohren bzw. Stechen ausgebildet,
um die Mobilität
des Verstärkungs-Füllmaterials 21 in
den Raumbereichen 2g zum Einfüllen des Verstärkungs-Füllmaterials 21 in den
gesamten Innenraum der Verstärkungselemente 2 zu
fördern.
Die Injektionslöcher 22 können nach Beendigung
des Einfüllens
des Verstärkungs-Füllmaterials 21 verschlossen
werden.
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Darüber hinaus
kann das Füllen
des Verstärkungs-Füllmaterials 21 in
das Stahl-Rohrelement 1 nicht
nur in die Raumbereiche 2g der Verstärkungselemente 2 durchgeführt werden,
sondern das Verstärkungs-Füllmaterial 21 kann
auch in den gesamten hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 gefüllt werden,
wobei das Füllen
des Verstärkungs-Füllmaterials 21 passend
und selektiv abhängig
von der erforderlichen Festigkeit für das Stahl-Rohrelement 1 oder
für das
Gebäude
durchgeführt
wird, wobei in einem solchen Fall das Stahl-Rohrelement 1 Injektionslöcher für das Verstärkungs-Füllmaterial 21 (nicht
dargestellt) an geeigneten Bereichen davon umfasst.
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Ein
Beispiel des Konstruktes A für
Gebäude gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel,
in dem es als ein Säulenelement
verwendet wird, das so aufgerichtet ist, dass seine Längsrichtung
zu einer vertikalen Richtung mit Bezug auf die horizontale Ebene
wird, wenn Säulenelemente
und Trägerelemente
c in einem strukturellen Stahlbauwerk zusammengefügt werden,
wird nun mit Bezug zu 7 bis 10 erläutert.
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Bei
dem Säulenelement,
das in dem Konstrukt A für
Gebäude
enthalten ist, ist ein Verbindungsteil 30 zum Zusammenfügen mit
einem Endbereich eines Trägerelementes
c des Gebäudes
(strukturelles Stahlbauwerk) durch Verschweißungen und Verbindungen 31 mit
verschweißten
und verbundenen Bereichen verbunden, an denen Verschweißungen und
Verbindungen 4 des Stahl-Rohrelementes 1 und der Verstärkungselemente 2 durchgeführt wurden.
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Spezieller
kann das obige Trägerelement
c als eine H-Schiene, eine T-Schiene, eine winklige Schiene oder
eine kreisförmige
Schiene geformt sein, wobei es, wenn eine H-Schiene als das Trägerelement
c verwendet wird, wie in 7(a) und
(b) veranschaulicht ist, aus einem vertikalen Steg c1 in einem Zwischenbereich
und zwei horizontalen (die Richtung rechtwinklig zum Steg c1) Seiten
besteht, die oberhalb und unterhalb davon vorgesehen sind, nämlich einen
oberen Flansch c2 und einen unteren Flansch c3.
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Das
Verbindungsteil 30 besteht aus einem vertikalen Steg 30a an
einem Zwischenbereich und zwei horizontalen (die Richtung rechtwinklig
zum Steg 30a) Seiten, die oberhalb und unterhalb davon vorgesehen
sind, nämlich
einen oberen Flansch 30b und einen unteren Flansch 30c.
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Spezieller
stößt eine
Stirnfläche
des Verbindungsteils 30 mit Bezug auf das Stahl-Rohrelement 1 gegen
Stellen an, an denen die Verstärkungselemente 2 verschweißt wurden
(Bereiche der Verschweißungen
und Verbindungen 4), um Verschweißungen und Verbindungen 31 zwischen
den Bereichen der Verschweißungen
und Verbindungen 4 und dem Verbindungsteil 30 durchzuführen.
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Zu
dieser Zeit entsprechen die Endbereiche des oberen Flansches 30b und
des unteren Flansches 30c des Verbindungsteils 30 Befestigungsstellen
der Verstärkungselemente 2,
die entsprechend einem Höhenmaß des Verbindungsteils 30 vorbereitend
an das Stahl-Rohrelement 1 geschweißt wurden, wie in 7 veranschaulicht
ist, wobei sie auf einer im Wesentlichen gleichen geraden Linie
wie die Befestigungsstellen zwischen dem oberen Flansch 30b und
dem unteren Flansch 30c des Verbindungsteils 30 und
den jeweiligen Verstärkungselementen 2 vorgesehen
sind, ohne irgendwelche Verschiebungen weder in horizontale Richtungen
noch in vertikale Richtungen zu verursachen.
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Verschweißungen und
Verbindungen 31 werden dann an erforderlichen Punkten zwischen dem
Stahl-Rohrelement 1 und dem Verbindungsteil 30 (das
gegen Umfangsrandbereiche stößt) durchgeführt, um
das Stahl-Rohrelement 1 und das Verbindungsteil 30 zu
fixieren.
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Im
Verlauf der oben genannten Arbeitsabläufe werden der Vorgang zum
Einführen
der Verstärkungselemente 2 in
das Stahl-Rohrelement 1 zum Verschweißen des Stahl-Rohrelementes 1 und
der Verstärkungselemente 2 und
der Vorgang zum Verschweißen
des Verbindungsteils 30 in Fabriken oder ähnlichen
Orten durchgeführt,
die angesichts der Bearbeitbarkeit oder Sicherheit günstig sind.
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Das
Konstrukt A für
Gebäude,
das so verarbeitet wurde, um mit dem Verbindungsteil 30 ausgebildet
zu sein, wird dann zu einer Baustelle eines strukturellen Stahlbauwerks
transportiert und an einer Stelle aufgerichtet, die auf der Basis
eines Entwurfs bestimmt wird, wobei, wenn Trägerelemente c damit verbunden
werden, die Trägerelemente
c durch die Verbindungsteile 30 und Kopplungsteile 32 wie
Bolzen und Muttern fixiert werden, die durch im Trägerelement
c ausgebildete Durchgangslöcher
geführt
werden, indem die Verbindungsteile 30 verwendet werden,
die am Stahl-Rohrelement 1 angeschweißt sind.
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Zu
dieser Zeit werden Verbindungsplatten 33, 34, 35,
die das Trägerelement
c und das Verbindungsteil 30 überbrücken, so angefertigt, dass
sie gegen den Steg c1 des Trägerelementes
c und den Steg 30a des Verbindungsteils 30, den
oberen Flansch c2 des Trägerelementes
c und den oberen Flansch 30b des Verbindungsteils 30 und
den unteren Flansch c3 des Trägerelementes
c und den unteren Flansch 30c des Verbindungsteils 30 stoßen, und werden
durch mehrere Kopplungselemente 32 festgezogen, um das
Trägerelement
c und das Verbindungsteil 30 zu fixieren, wobei auf diese
Weise die Befestigungsstellen zwischen dem oberen Flansch c2 und
dem unteren Flansch c3 des Trägerelementes c
und der jeweiligen Verstärkungselemente 2 auf
einer im Wesentlichen gleichen geraden Linie zur Verfügung gestellt
werden, ohne irgendeine Verschiebung in horizontale Richtungen gegen
vertikale Richtungen zu verursachen.
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Es
versteht sich von selbst, dass die Schnittform des Trägerelementes
c, wie bereits erörtert
wurde, wie eine T-Schiene, eine winklige Schiene oder eine kreisförmige Schiene
ausgeführt
sein kann, wenn das Säulenelement,
das in dem Konstrukt A für Gebäude enthalten
ist, mit dem Trägerelement
c verbunden wird.
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Das
Konstrukt A für
Gebäude,
das als Säulenelement
verwendet wird, kann gemäß 8 so angeordnet
werden, dass die Raumbereiche 2g, die durch die Verstärkungselemente 2, 2 ...
gebildet werden, mit dem Verstärkungs-Füllmaterial 21 zur
weiteren Verstärkung
des Konstruktes A für
Gebäude
gefüllt
wird, wobei die oben beschriebene Anordnung (siehe 6)
als Anordnung zum Füllen
verwendet werden kann.
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Wenn
das Verstärkungs-Füllmaterial 21 in die
Raumbereiche 2g der Verstärkungselemente 2 nach 9 gefüllt wird,
kann im Fall einer Brandkatastrophe und der Erzeugung von Rauch
oder Gas, die die Erwärmung
des Stahl-Rohrelementes 1 und des
Verstärkungs-Füllmaterials 21 begleitet,
ein solches ausströmendes
Gas durch geringfügige
Zwischenräume 36a entweichen,
die zwischen angrenzenden Verbindungslöchern 3, 3 ausgebildet
sind, da das Schweißen
und Fixieren des Stahl-Rohrelementes 1 und der Verstärkungselemente 2 durch
die Verbindungslöcher 3 in
vorgegebenen Abständen
mit Bezug auf die äußeren Umfangsflächen 2b, 2b, 2b der
Verstärkungselemente 2 durchgeführt wird,
wie in 9 veranschaulicht ist (veranschaulicht in einer Weise,
die an den Schweiß- und Verbindungsbereichen 4 geschnitten
ist). Es ist demzufolge möglich, das
Bersten des Verstärkungs-Füllmaterials 21 oder der
Raumbereiche 2g in Folge des Druckanstiegs in den Raumbereichen 2g oder
der Ausdehnung des Verstärkungs-Füllmaterials 21 zu
verhindern.
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Beim
Füllen
des Verstärkungs-Füllmaterials 21 in
die Raumbereiche 2g der Verstärkungselemente 2 ist
es durch die abwechselnde Bereitstellung von Punkten 17 von
hoher Festigkeit der jeweiligen Verstärkungselemente 2, 2, 2,
die mit dem Verstärkungs-Füllmaterial 21 gefüllt sind,
und Punkten 50 von geringer Festigkeit (im Vergleich zu
den Punkten, die das Verstärkungselement 21 aufweisen),
die kein Verstärkungs-Füllmaterial 21 (der
hohle Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1) in
der Höhenrichtung des
Stahl-Rohrelementes 1 aufweisen, gemäß 14 bei
Anwendung in einem vielgeschossigen Gebäude b oder einem super hohen
Gebäude
b möglich,
hohe erschütterungsabsorbierende
Wirkungen aufzuweisen.
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Spezieller
gibt es gemäß 14 alternativ zur
Verfügung
gestellte Punkte 17, an denen das Verstärkungs-Füllmaterial 21 in die
Verstärkungselemente 2, 2, 2 ...
gefüllt
wurde, die an den Raumbereich 50 des Stahl-Rohrelementes 1 (1a (siehe 1))
angepasst und verschweißt
sind, und Punkte, die nicht mit dem Verstärkungs-Füllmaterial 21 gefüllt sind,
das heißt
Punkte 50, an denen der hohle Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 in
dem Raum vom unteren Trägerelement
c zum oberen Trägerelement
c vollständig
hohl ist und die hohlen Bereiche 50 auch mit Verstärkungselementen 2 zusammengesetzt
werden können,
wo es erforderlich ist.
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Die
Bereiche der Verstärkungselemente 2 umfassen
die Punkte von hoher Festigkeit, während die Punkte 50,
an denen der hohle Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 vollständig hohl
ist, die Punkte von geringer Festigkeit umfassen.
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Während mit
dieser Anordnung eine Belastung, die auf das Stahl-Rohrelement 1 durch
Schwingungen angelegt wird, die im Fall eines Erdbebens erzeugt
werden, sowohl auf die Punkte von hoher Festigkeit als auch auf
die Punkte von geringer Festigkeit angelegt wird, wird der Weg der
Erschütterung des
Stahlrohrs 1 in deren Erschütterungsrichtung durch die
starke und die schwache Festigkeit an den Punkten von hoher Festigkeit
und den Punkten von geringer Festigkeit geändert, oder die Schwingungen können durch
die Wiederholung eines solchen Phänomens verringert werden, um
dadurch erschütterungsabsorbierende
Wirkungen aufzuweisen.
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In
einem solchen Fall ist es alternativ möglich, von der Injektion des
Verstärkungs-Füllmaterials 21 mit
Bezug auf die Verstärkungselemente 2 abzusehen,
um eine Anordnung zu erhalten, in der Punkte von hoher Festigkeit,
wobei die Verstärkungselemente 2 in
das Innere des Stahl-Rohrelementes 1 eingesetzt werden,
und Punkte mit einer geringeren Festigkeit als die Punkte von hoher
Festigkeit, an denen keine Verstärkungselemente 2 im
Inneren des Stahl-Rohrelementes 1 vorgesehen
sind, abwechselnd zur Verfügung
gestellt werden.
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Wie
bereits erwähnt
wurde, kann die Konstruktion bzw. das Konstrukt A für Gebäude gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Erfindung als Säulenelemente,
die als vertikales Material dienen, oder als Trägerelemente verwendet werden,
die als horizontales Material dienen (auch einschließlich geneigter
Materialien), wobei das Gebäude,
auf das es angewandt wird, gemäß 10(a) ein seitlich überhängendes Element 40 des
Gebäudes
d aufweisen kann, wobei zum Halten und Aufnehmen der vertikalen
Last des überhängenden
Elementes 40 einen Konstrukt A für Gebäude verwendet wird, in dem mehrere
Verstärkungselemente 2, 2 ...
im Stahl-Rohrelement 1 in vorgegebenen Abständen angebracht
sind.
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Wenn
die Konstruktion oder das Konstrukt A für Gebäude als ein Trägerelement
c verwendet wird, kann das Trägerelement
c eine Brücke
eines Gebäudes
e umfassen, wie in 10(b) veranschaulicht
ist.
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11 veranschaulicht
ein Beispiel, in dem ein Verstärkungselement 2 in
den hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 mit
einem kreisförmigen Schnitt
eingeführt
wird, wobei in diesem Fall das Einführloch 20, das durch
Bohren bzw. Stechen im Stahl-Rohrelement 1 ausgebildet
ist, eine Öffnungsbreite
haben muss, die nicht kleiner ist als das innere Maß des Stahl-Rohrelementes 1.
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Besonders
für den
Fall, dass das Konstrukt A für
Gebäude
gemäß dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
der Erfindung als ein Säulenelement
verwendet wird, kann das nacheinander angeordnete und einzelne Stahl-Rohrelement 1 ohne
das Trennen desselben in dessen Mitte zum Zweck der Kürzung im
strukturellen Stahlbauwerk mit mehreren Ebenen gemäß 12 verwendet
werden, wobei die Festigkeit gegen vertikale Belastung und horizontale
Belastung im Vergleich mit einem herkömmlichen Konstruktionsverfahren,
in dem Säulenelemente
durch Trennwände
für jede
Ebene verbunden sind, spürbar erhöht werden
kann, um damit einen größeren Wert zur
Verfügung
zu stellen, da die Dauer und die Kosten für die Konstruktion verringert
sind und die Bearbeitbarkeit verbessert ist.
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Nach 16 veranschaulicht
das Verstärkungselement 2 ein
weiteres Beispiel eines Eingriffselementes 6, wobei dieses
Eingriffselement 6 für das
Verstärkungselement 2 am
oberen Ende der äußeren Umfangsfläche 2b des
Verstärkungselementes 2 vorgesehen
ist, wobei eine Form 8b, die in eine Richtung geschnitten
ist, die rechtwinklig zu einer Längenrichtung
des Eingriffselementes 6 liegt, so ausgebildet ist, dass
sie entweder dreieckig ist, wobei ihr Scheitelpunkt nach oben gewandt
ist, wie in 3(c) veranschaulicht ist,
so, dass sie bogenförmig
ist, wobei ihre Bogenfläche
nach oben gewandt ist, wie in 3(d) veranschaulicht
ist, oder so, dass sie mit einer oberen Seite trapezförmig ist,
die kürzer ist
als die untere Seite, wie in 3(e) veranschaulicht
ist, oder so, obwohl nicht veranschaulicht, dass sie rechteckig
ist, entweder würfelförmig oder
länglich.
Wie des Weiteren in 16(c) veranschaulicht ist,
ist es auch möglich, überhaupt
keine Schnittform 8b am oberen Ende des Verstärkungselementes 2 vorzusehen.
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Obwohl
nicht veranschaulicht, kann eine untere Seite der Schnittform 8b so
ausgebildet sein, dass sie kürzer
ist als eine Plattendicke des Verstärkungselementes 2 (für Bezugzwecke
so geformt wie die Schnittform 7a des vorstehenden Teils 7,
wie in 15(d), (e) und (f) veranschaulicht
ist).
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Dann
wird gemäß 16(a) und (b) ein Schraubenmutterelement 47 zum
Einschrauben eines Schraubenelementes 46 von einem Hakenelement 45,
das mit der Aufhänganordnung 5 wie
einem Kran oder Hebezeug verbunden ist, entweder auf der oberen
Seite des Eingriffselementes 6 oder direkt auf der äußeren Umfangsfläche 2b ausgebildet,
wie in 16(c) veranschaulicht ist.
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Demzufolge
ist die Schraubposition des Schraubenmutterelementes 47 am
Verstärkungselement 2 als
eine Position definiert, mit der die hängende Lage des Verstärkungselementes 2 eine
ausbalancierte ist, die in eine im Wesentlichen vertikale Richtung
gewandt ist, wenn das Verstärkungselement 2 an
der Aufhänganordnung 5 hängt. Das Schraubenmutterelement
kann, falls erforderlich, alternativ an mehreren Punkten bereitgestellt
werden, wobei in einem solchen Fall die Anzahl der Hakenelemente 45,
die in die Schraubenmutterelemente 47 geschraubt werden,
so vorgesehen sind, dass sie der Anzahl der Schraubenmutterelemente 47 entsprechen.
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Nach 17(a) und (b) kennzeichnet 48 ein Führungselement,
das in die unteren Verbindungslöcher 3 eingepasst
ist, die durch Bohren bzw. Stechen am äußeren Umfangsbereich des Stahl-Rohrelementes 1 für eine richtige
Führungsübereinstimmung
der Verstärkungselemente 2 mit
den unteren Verbindungslöchern 3 ausgebildet
sind, wenn die Verstärkungselemente 2 von
den oberen Einführlöchern 20, die
durch Bohren bzw. Stechen auf der Umfangsfläche des Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet
sind, eingeführt
werden. Wenn ein solches Führungselement 48 verwendet
wird, ist es nicht unbedingt erforderlich, die vorstehenden Teile 7 an
unteren Bereichen der äußeren Umfangsflächen 2b der
Verstärkungselemente 2 auszubilden,
so dass die äußeren Umfangsflächen 2b der
Verstärkungselemente 2 flach
sein werden.
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Wie
in 17(a) und (b) veranschaulicht ist, weist
das Führungselement 48 Anschlag-
bzw. Stoppelemente 48a, 48a, die gegen eine innere
Wandfläche 3b, 3b des
Verbindungslochs 3 stoßen,
und Führungsteile 48b, 48b auf,
die vorgesehen sind, um sich von den einen Endbereichen (innere
Seiten der Endbereiche) der Anschlagelemente 48a, 48a zu
erstrecken, so dass sie in den hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 vorstehen
bzw. ragen, wobei die anderen Endbereiche (äußere Seiten der Endbereiche)
der Anschlagelemente 48a, 48a durch ein Verbindungsteil 48c verbunden
sind, während
sich die Führungselemente 48b, 48b an
der gegenüberliegenden
Seite des Verbindungsteils 48c nach innen bewegen können.
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Die
Führungselemente 48b, 48b sind
mit nach unten geneigten Oberflächen 49 versehen,
die sich zu beiden Seiten mit Bezug auf die Längenrichtung des Stahl-Rohrelementes 1 ausdehnen,
wobei das Verbindungsloch 3, das zwischen und längs den unteren
Stirnkantenbereichen 2e, 2e der äußeren Umfangsfläche 2b des
Verstärkungselementes 2 eingeklemmt
ist, anstoßen
und gleiten kann.
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Es
sollte angemerkt werden, dass, wenn das Führungselement 48 aus
einem Material ausgebildet ist, das eine Elastizität aufweist,
zum Beispiel einem Material mit Federeigenschaften, das Anbringen
und zeitweise Befestigen an den Verbindungslöchern 3 vorteilhaft
ausgeführt
werden kann. Darüber
hinaus können
die Führungselemente 48 auch
von den Verbindungslöchern 3 gelöst werden,
nachdem die Verstärkungselemente 2 in
das Stahl-Rohrelement 1 eingeführt wurden. Wenn die Führungselemente
aus einem schmelzenden Material ausgebildet sind und keine Nachteile
hinsichtlich der Theorie der Struktur oder Festigkeit des Konstruktes
A für Gebäude vorhanden
sind, kann das Führungselement 48 einstückig zusammen
verschmolzen werden, wenn Verschweißungen und Verbindungen 4 des
Stahl-Rohrelementes 1 und der Verstärkungselemente 2 an
den Verbindungslöchern 3 durchgeführt werden.
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Die
Führungselemente 48 können durch mehrere
Anzahlen in vorgegebenen Abständen
mit Bezug auf die Längenrichtung
des im Stahl-Rohrelement 1 ausgebildeten Verbindungslochs 3 ausgebildet
werden, wie in 18 veranschaulicht ist, wobei die
zu verwendende Anzahl willkürlich
ausgesucht wird.
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Obwohl
das geeignete gesamte Breitenmaß für das Führungselement 48 näherungsweise
1/3 der Abmessung des Verbindungslochs 3 in der Längenrichtung
beträgt,
kann das Maß willkürlich ausgewählt werden.
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Zum
Ausbilden der Konstruktion bzw. des Konstruktes A für Gebäude durch
Verwendung des Führungselementes 48 wird
das Verstärkungselement 2 durch
das Einführloch 20 eingeführt, das
sich auf dem oberen Bereich des Stahl-Rohrelementes 1 befindet, wobei
die Längenrichtung
des Stahl-Rohrelementes 1 seitlich zu dessen hohlen Bereich 1a gelegt
wird, und sich das Verstärkungselement 2 vertikal
in den hohlen Bereich 1a über die Aufhänganordnung 5 und
das Hakenelement 45 durch vertikal erhaltende Wirkungen
des eigenen Gewichts des Verstärkungselementes 2 selbst
absenkt.
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Das
Verstärkungselement 2 entspricht
genau dem Verbindungsloch 3, das durch Bohren bzw. Stechen
an einem unteren Bereich des Stahl-Rohrelementes 1 ausgebildet
ist. Wenn sich die aufrechterhaltene Lage des Verstärkungselementes 2,
das an der Aufhänganordnung 5 hängt, nicht
in einem vertikalen Zustand befinden sollte, das heißt, wenn
der untere Bereich des Verstärkungselementes 2 von
der Positionen des Verbindungslochs 3 in einer seitlichen Richtung
etwas verschoben ist, werden die unteren Stirnkantenbereiche 2e, 2e der äußeren Umfangsfläche 2b gegen
die geneigten Oberflächen 49 der
Führungsteile 48b, 48b des
Führungselementes 48 stoßen, so
dass die unteren Stirnkantenbereiche 2e, 2e längs den
geneigten Oberflächen 49 zusammen
mit dem Absenken des Verstärkungselementes 2 gleiten werden,
das in die Seite des Verbindungslochs 3 eingeführt werden
soll, so dass die aufrechterhaltene Lage des Verstärkungselementes 2 in
eine richtige vertikale Richtungsposition korrigiert wird, um genau dem
Verbindungsloch 3 zu entsprechen, wobei das Verstärkungselement 2 demzufolge
richtig in den hohlen Bereich 1a des Stahl-Rohrelementes 1 eingeführt wird.
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Wenn
in diesem Zustand die Verschweißungen
und Verbindungen 4 an den Verbindungslöchern 3, 3, 3 und
den Einführlöchern 20 durchgeführt werden,
können
das Stahl-Rohrelement 1 und die Verstärkungselemente 2 verschweißt und verschmolzen werden,
so dass sie einstückig
werden.
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Wie
so weit gemäß der vorliegenden
Erfindung erörtert
wurde, kann das Anbringen der Verstärkungselemente an den hohlen
Bereich des Stahl-Rohrelementes genau und zuverlässig durchgeführt werden,
und dies in einer einfachen Weise, in dem lediglich Verbindungslöcher und
Einführlöcher an
willkürlichen
Stellen des äußeren Umfangsbereiches
des Stahl-Rohrelementes ausgebildet werden.
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Da
die aufrechterhaltene Lage der Verstärkungselemente kontinuierlich
in der vertikalen Richtung besonders positioniert ist, da sie an
der Aufhänganordnung
hängen,
kann das Einführen
in die Einführlöcher zuverlässig durchgeführt werden,
wobei sich die Lage der Verstärkungselemente
während der
Einführung
nicht vorschnell bewegen wird.