【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２００１年１月９日に出願した米国仮出願第６０／２６０，６９４号の出願日の利益を主張する。
【発明の分野】
【０００２】
本発明は一般に、構造体を支持する基礎支持体に関する。
【発明の背景】
【０００３】
家屋、小屋、納屋などのような構造体は典型的には、地面に設置される基礎上に建てられる。建築の基礎は一般に、その場所に穴を掘り、建築物の支持体を提供するような設計となっている形状にコンクリートを打つ（pour）ことが求められる。
【０００４】
水平面に基礎を建築することは、かなり簡単な仕事である。しかしながら、限界勾配（critical slope）に建築するとき、浸食問題又はすべりの問題を生じる風、雨、又は雪などの要素に土壌がされされるという問題が生じる。限界勾配特性への従来の基礎は通常、大規模な土壌安定化技術を必要とする。これらの技術には、基礎の建築の際に地面に設置されるキャスト−イン−プレース・パイル、オーガー−キャスト・パイル、ピン・パイルなどが含まれる。これらの土壌安定化技術は、建築費用をかなり増加させ、潜在的に費用をかなり高価にするかもしれない。
【０００５】
他の情況として、湖岸や川の土手近隣にドック又はボートハウスなどの構造体を建築することを望む場合がある。湖岸又は川の土手は、限界勾配であるかもしれないし、そうでないかもしれない。しかしながら、環境のため、構造体の基礎を建築するために水の浸入又は水際の土地は、好ましくないか、又は政府の建築許可がおりなかったりする。
【０００６】
本発明は、上記問題及び先行技術における他の欠点を解決する構造体を提供する。
【発明の開示】
【０００７】
本発明は、限界勾配特性上、及び／又は注意を要する土地上もしくは土地際もしくは水上もしくは水際に建てられる、家屋、小屋、ボートハウス、ドック、橋脚（pier）などのような構造体の片持ち構造支持体に関する。本発明の構造支持体は、構造体の大きな割合（即ち、４０％以上）が限界勾配から外側に又は注意を要する土地上もしくは水上に支持されることができるように片持ちされる。本発明は、大規模な土壌安定化技術を必要とする従来の建築基礎に代わる、より安価な代替物を提供する。水の浸入が望ましくないドック又は橋脚の建築又は代替品としても有用である。本発明の他の適切な応用として、例えば小屋又はボートハウスなどの水上構造体を支持することが挙げられる。
【０００８】
本発明の前述の様相及び多くの付随する効果は、添付図面と共に考慮すると、以下の詳細な説明を参照することによってより理解し始めるとき、より容易に理解されるであろう。
【発明の態様の詳細な説明】
【０００９】
本発明にしたがって建築される片持ち構造支持体は、カウンターバランス及びそれに取り付けられて独立構造体（freestanding structure）の荷重を支える長尺支持部材を含む。図１は、本発明の片持ち構造支持体１０の一態様を例示する。図１において、１対の片持ち支持部材１２及び１４は、カウンターバランス１６に取り付けられ、家屋、ドック、又は他のタイプの構造体のような独立構造体１８を支持する。下記に詳述するが、図１に示す支持部材１２，１４は、カウンターバランス１６へと伸びるアンカーボルト２０によってカウンターバランス１６に取り付けられる。鋼鉄プレート２２は、アンカーボルト２０に連結され、支持部材１２，１４の上部を覆って伸び、支持部材１２，１４をカウンターバランス１６に固定する。
【００１０】
本明細書で説明する本発明の好ましい態様は、カウンターバランスとしてコンクリートブロック及び支持部材として該ブロックに取り付けられるＩ型鋼梁を含むが、当業者は、他のタイプの材料をカウンターバランス及び／又は支持部材に用いることができることを理解するであろう。なお、図１は、２つの支持部材と共に１つのカウンターバランスを用いることを例示するが、当業者は、本発明の他の態様が任意の数の支持部材又はカウンターバランスを用いることができることを理解するであろう。例えば、支持部材１２，１４の各々に対して別々のカウンターバランスを提供することができる。
【００１１】
支持部材１２，１４は各々、カウンターバランス１６に取り付けられる固定部２４及びカウンターバランスから外側に伸びる片持ち部２６を有する。片持ち部２６の長さは、片持ち構造支持体１０が保持するように設計される構造体１８の寸法、構造体１８の荷重の大きさ、及び支持部材１２，１４及びカウンターバランス１６が建築されるサイズ及び材料によって変化させることができる。本発明は、片持ち構造支持体１０が独立構造体１８を支持するように設計され、構造体１８の大部分が片持ち部２６によって支持される従来技術とは異なる。特に、構造体１８の周辺長は、支持部材１２，１４によって支持される面積を有する底部（footprint）を規定する。支持部材１２，１４の片持ち部２６は、構造体１８の底部面積の４０％以上を支持するように設計される。
【００１２】
図２は、図１に示す方法で、カウンターバランス３４に取り付けられる支持部材３２を有する片持ち構造支持体３０を例示する。好ましい態様において、カウンターバランス３４は、適所に打ち付けられたコンクリートブロックであり、自立するか又は地面に設置されるパイル、例えばキャスト−イン−プレース・パイルによって支持される。カウンターバランスの形状、体積、及び重さは、片持ち構造支持体３０が支持するように設計される荷重及び構造支持体３０が設置される地面の性質（土壌のタイプ、傾斜など）にしたがって調節される。
【００１３】
また、カウンターバランス３４は、支持部材３２によって保持される荷重をカウンターバランスをとるのに十分な重さのプレキャストコンクリートブロックのような、他の材料から成っており、かつ他の方法によって、成っていてもよい。プレキャストコンクリートブロックは、持ち上げられ、建築箇所に適所に設置される。図２に示すように、支持部材３２のカウンターバランス３４への取り付けが、カウンターバランスに埋め込まれるボルト又はロッドを必要とするならば、該ボルト又はロッドは、カウンターバランスが形成されるとき、該カウンターバランス３４に埋め込まれるのが好ましい。
【００１４】
カウンターバランス３４のさらなる例示的態様として、支持部材３２によって保持される荷重をカウンターバランスするのに十分な重さを有する、鋼鉄のような材料、又はコンクリート及び鋼鉄のような材料の組合わせからなるスラブを挙げることができる。カウンターバランス３４は、支持部材３２を保持するのに、且つ片持ち構造支持体３０が保持するように設計される荷重をカウンターバランスするのに十分な重さ及び構造的な保全性を有する天然岩形成物を有することもできる。
【００１５】
本発明の好ましい態様において、支持部材３２は、図２に示す形状のＩ型鋼梁である。本発明で使用するのに好適な他の支持部材として、例えば、木製梁、積層集成材製梁、プレキャスト／プレストレス又はポストテンションのコンクリート製梁、鋼鉄とコンクリートとの合成梁、ファイバーガラス製梁、鋼トラス又は木／鋼鉄製トラス、又は上記の任意の組合わせを挙げることができる。
【００１６】
図２において、支持部材３２は、１つ又はそれ以上のオーバーヘッドプレート３８に固定されるアンカーボルト３６によってカウンターバランス３４に取り付けられる。図３〜５は、図２に示す片持ち構造支持体３０のその他の面を提供する。カウンターバランス３４が注入コンクリートから成る態様において、アンカーボルト３６は、コンクリートが打たれるとき、コンクリートに埋め込むのが好ましい。アンカーボルト３６は、カウンターバランスから上方に伸び、１つ又はそれ以上のアンカーボルトが支持部材の両側に配置されるのが好ましい。支持部材３２をカウンターバランス３４に取り付けるため、支持部材３２は、アンカーボルト３６間のカウンターバランス３４上に置かれる。プレート３８は、プレカット穴を有する鋼鉄製であるのが好ましく、支持部材３２の上部上に置かれ、アンカーボルトがプレートの穴を通って伸びる。アンカーボルトは、プレート３８をアンカーボルト３６に固定するのに用いられる、対応するネジ山を有するナット及びワッシャでねじ込みされているのが好ましく、これによって支持部材３２をカウンターバランス３４に固定する。本発明の他の態様において、アンカーボルト３６は、鋼鉄プレート３８及び／又は支持部材３２に溶接されているか又は固定して取り付けられ、支持部材３２をカウンターバランス３４に固定する。
【００１７】
支持部材上の横方向応力に耐えるため、プレート３８は、支持部材３２に溶接するか又は結合するのが好ましい。例えば、鋼鉄製プレート及びＩ型鋼梁を用いるとき、連続溶接又は仮付け溶接を用いるのがよい。アンカーボルト３６の径及び長さ、並びにプレート３８の厚さは、片持ち構造支持体３０が保持するように設計される荷重に依存する。
【００１８】
図３は、図２に示す片持ち構造支持体１０の正面立面図を提供する一方、図４は側面図を提供する。図５は、図２に示す片持ち構造支持体１０の上面平面図である。図３〜５は、本発明の態様において、支持部材３２をカウンターバランス３４に固定するのに用いられるアンカーボルト及びプレートをさらに例示する。
【００１９】
本発明の他の例示的態様を図６〜８に示す。ここで、片持ち構造支持体５０は、支持部材５２及びカウンターバランス５４を有する。支持部材５２は、溶接ヘッドスタッド（ネルソンスタッド）５６及びカウンターバランス５４に埋め込まれるプレート５８によってカウンターバランス５４に取り付けられる。埋め込まれるプレート５８及びヘッドスタッド５６は、カウンターバランスが形成されるときに、カウンターバランス５４に設置されるのが好ましい。支持部材５２は、連続溶接などの固定結合によって、プレート５８に接触する支持部材５２の端部６０に沿って、埋め込みプレート５８に取り付けられる。図６は、本発明の本態様の正面立面図である一方、図７及び８は、その側面図及び上面平面図である。
【００２０】
本発明の他の態様において、支持部材は、ボルト、エポキシ又は膨張アンカー（expansion anchor）によってカウンターバランスに取り付けられるのがよい。支持部材及びカウンターバランスが共にコンクリートからなる応用において、支持部材は、鉄筋ジベル（dowel）、メカニカルカプラー付き鉄筋、鉄筋をコンクリートにエポキシグラウトしたもの（epoxy grouting）、又はタイバック（tieback）によってカウンターバランスに取り付けられるのがよい。
【００２１】
カウンターバランスが設置される土壌の状況に依存して、カウンターバランスは、さらにアンカーなしに地面に置くのがよい。他の土壌状況は、カウンターバランスを地面にアンカーすることを要求する。これらの情況において、鋼鉄パイリング、プレキャストコンクリートパイリング、オーガー−キャストパイリング、キャスト−イン−プレースパイリング、ドリルパイリング、タイバック、ピンパイル、及びヘリカルピアパイリングのような公知のパイリング法を用いることできる。ディビダーク（Dywidag）を用いてカウンターバランスを適所にアンカーすることもできる。
【００２２】
本発明は、片持ち構造支持体が保持されるように設計される構造体の形状又はタイプによって限定されない。図１は、支持部材１２，１４の上部に位置する矩形を有する独立構造体１８を点線で例示する。本発明の他の応用において、支持体１２，１４は、支持される構造体と一体化することができる。構造体１８は、個人又は物体によって占有されてもよく、人々が歩くことができる表面を有するように設計された構造体、例えばドックであってもよい。ドックの応用として、支持部材１２，１４の片持ち部２６、及び構造体１８（即ちドック）は、外側、水面上に伸びる。さらなる取り付け具が、水上のボートを固定するドックに連結されていてもよい。構造体１８は、ボートを支持部材１２及び１４間で係留することができるボートハウスとして形成されていてもよい。
【００２３】
本発明の好ましい態様を例示説明したが、本発明の精神及び範囲を超えずに種々の変更が成されることを理解するであろう。よって、本発明の範囲は、特許請求の範囲及びその等価物によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、本発明にしたがって建築され、且つ独立構造体を支持する情況に示される１対の片持ち構造支持体を示す。
【図２】図２は、支持部材が固定プレート及びカウンターバランスへと伸びるアンカーボルトによってカウンターバランスに取り付けられる、本発明にしたがって建築される片持ち構造支持体の遠近図である。
【図３】図３は、図２に示す片持ち構造支持体の正面立面図である。
【図４】図４は、図２に示す片持ち構造支持体の側面図である。
【図５】図５は、図２に示す片持ち構造支持体の上面平面図である。
【図６】図６は、支持部材がプレート及びカウンターバランス内に埋め込まれる溶接ヘッドスタッド（ネルソン（Nelson）スタッド）によってカウンターバランスに取り付けられる、本発明にしたがって建築される他の片持ち構造支持体の正面立面図である。
【図７】図７は、図６に示す片持ち構造支持体の側面図である。
【図８】図８は、図６に示す片持ち構造支持体の上面平面図である。[Cross-reference of related applications]
[0001]
This application claims the benefit of the filing date of Provisional Application No. 60 / 260,694, filed January 9, 2001.
FIELD OF THE INVENTION
[0002]
The present invention generally relates to a foundation support for supporting a structure.
BACKGROUND OF THE INVENTION
[0003]
Structures, such as houses, sheds, barns, etc., are typically built on ground-based foundations. Building foundations generally require that concrete be drilled in place and pour into a shape that is designed to provide support for the building.
[0004]
Building a foundation on a horizontal surface is a fairly simple task. However, when building on critical slopes, the problem arises that soil is exposed to elements such as wind, rain, or snow, which can cause erosion or slip problems. Conventional foundations for marginal slope properties usually require extensive soil stabilization techniques. These techniques include cast-in-place piles, auger-cast piles, pin piles, etc., which are placed on the ground during foundation construction. These soil stabilization techniques can significantly increase building costs and potentially increase costs.
[0005]
In other situations, it may be desirable to build structures such as docks or boathouses near lake shores or river banks. Lake banks or river banks may or may not be marginal gradients. However, due to the environment, water intrusion or waterside land to build the foundation of the structure is not preferred or has no government building permit.
[0006]
The present invention provides a structure that solves the above problems and other disadvantages in the prior art.
DISCLOSURE OF THE INVENTION
[0007]
The present invention relates to the cantilever of structures such as houses, huts, boat houses, docks, piers, etc., which are built on marginal slope characteristics and / or on or near land or on or near water. Related to structural supports. The structural supports of the present invention are cantilevered so that a large percentage of the structure (i.e., greater than 40%) can be supported outside the critical slope or on land or water that requires attention. The present invention provides a cheaper alternative to traditional building foundations that require extensive soil stabilization techniques. It is also useful as a dock or pier construction or replacement where water ingress is undesirable. Other suitable applications of the invention include supporting floating structures such as huts or boat houses.
[0008]
The foregoing aspects and many of the attendant advantages of the present invention will be more readily understood, when taken in conjunction with the accompanying drawings, when begin to be better understood by reference to the following detailed description.
DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS OF THE INVENTION
[0009]
A cantilevered structure support constructed in accordance with the present invention includes a counterbalance and an elongate support member attached thereto to support the load of a freestanding structure. FIG. 1 illustrates one embodiment of a cantilevered structure support 10 of the present invention. In FIG. 1, a pair of cantilevered support members 12 and 14 are attached to a counterbalance 16 and support a stand-alone structure 18, such as a house, dock, or other type of structure. As described in detail below, the support members 12 and 14 shown in FIG. 1 are attached to the counterbalance 16 by anchor bolts 20 extending to the counterbalance 16. The steel plate 22 is connected to the anchor bolt 20, extends over the support members 12, 14, and fixes the support members 12, 14 to the counterbalance 16.
[0010]
Although the preferred embodiments of the invention described herein include a concrete block as a counterbalance and an I-beam attached to the block as a support member, those skilled in the art will appreciate that other types of materials can be counterbalanced and / or supported. It will be appreciated that the components can be used. Although FIG. 1 illustrates the use of one counterbalance with two support members, those skilled in the art will appreciate that other aspects of the invention can use any number of support members or counterbalances. Will do. For example, a separate counterbalance can be provided for each of the support members 12,14.
[0011]
Each of the support members 12 and 14 has a fixed portion 24 attached to the counterbalance 16 and a cantilever portion 26 extending outward from the counterbalance. The length of the cantilever 26 depends on the size of the structure 18 designed to be held by the cantilever structure support 10, the magnitude of the load on the structure 18, and the support members 12, 14 and the counterbalance 16 that are built. It can vary depending on the size and material used. The present invention differs from the prior art in which the cantilevered structure support 10 is designed to support the independent structure 18, with most of the structure 18 being supported by the cantilever 26. In particular, the perimeter of the structure 18 defines a footprint having an area supported by the support members 12,14. The cantilever portions 26 of the support members 12 and 14 are designed to support at least 40% of the bottom area of the structure 18.
[0012]
FIG. 2 illustrates a cantilevered support 30 having a support member 32 attached to a counterbalance 34 in the manner shown in FIG. In a preferred embodiment, the counterbalance 34 is a concrete block hammered in place and supported by a free standing or ground mounted pile, such as a cast-in-place pile. The shape, volume, and weight of the counterbalance are adjusted according to the load designed to be supported by the cantilevered structural support 30 and the nature of the ground on which the structural support 30 is installed (soil type, slope, etc.). Is done.
[0013]
The counterbalance 34 may also be made of other materials, such as a precast concrete block weighing enough to counterbalance the load held by the support member 32, and may be made by other methods. You may. The precast concrete block is lifted and placed in place at the building site. As shown in FIG. 2, if the attachment of the support member 32 to the counterbalance 34 requires a bolt or rod embedded in the counterbalance, the bolt or rod will be attached to the counterbalance when the counterbalance is formed. It is preferably embedded in the balance 34.
[0014]
As a further exemplary embodiment of the counterbalance 34, it comprises a material such as steel or a combination of materials such as concrete and steel, having a weight sufficient to counterbalance the load held by the support member 32. Slabs can be mentioned. The counterbalance 34 is a natural rock that has sufficient weight and structural integrity to hold the support member 32 and to counterbalance the load that the cantilever support 30 is designed to hold. It can also have formations.
[0015]
In a preferred embodiment of the present invention, the support member 32 is an I-shaped steel beam having the shape shown in FIG. Other support members suitable for use in the present invention include, for example, wooden beams, laminated glulam beams, precast / prestressed or post-tensioned concrete beams, composite beams of steel and concrete, fiberglass beams. , Steel truss or wood / steel truss, or any combination of the above.
[0016]
In FIG. 2, the support member 32 is attached to the counterbalance 34 by anchor bolts 36 secured to one or more overhead plates 38. 3-5 provide other aspects of the cantilevered support 30 shown in FIG. In embodiments where the counterbalance 34 is comprised of cast concrete, the anchor bolts 36 are preferably embedded in the concrete as it is struck. The anchor bolts 36 extend upwardly from the counterbalance, and preferably one or more anchor bolts are located on both sides of the support member. To attach the support member 32 to the counterbalance 34, the support member 32 is placed on the counterbalance 34 between the anchor bolts 36. The plate 38 is preferably made of steel with pre-cut holes and is placed on top of the support member 32 and anchor bolts extend through holes in the plate. The anchor bolts are preferably threaded with corresponding threaded nuts and washers used to secure the plate 38 to the anchor bolts 36, thereby securing the support member 32 to the counterbalance 34. In another aspect of the invention, anchor bolts 36 are welded or fixedly attached to steel plate 38 and / or support member 32 to secure support member 32 to counterbalance 34.
[0017]
The plate 38 is preferably welded or bonded to the support member 32 to withstand lateral stress on the support member. For example, when using steel plates and I-beams, continuous welding or tack welding may be used. The diameter and length of the anchor bolt 36 and the thickness of the plate 38 depend on the load that the cantilever support 30 is designed to hold.
[0018]
FIG. 3 provides a front elevation view of the cantilevered support 10 shown in FIG. 2, while FIG. 4 provides a side view. FIG. 5 is a top plan view of the cantilever structure support 10 shown in FIG. 3-5 further illustrate anchor bolts and plates used to secure support member 32 to counterbalance 34 in aspects of the present invention.
[0019]
Another exemplary embodiment of the present invention is shown in FIGS. Here, the cantilevered structure support 50 has a support member 52 and a counterbalance 54. The support member 52 is attached to the counterbalance 54 by a welding head stud (Nelson stud) 56 and a plate 58 embedded in the counterbalance 54. The embedded plate 58 and head stud 56 are preferably installed on the counterbalance 54 when the counterbalance is formed. The support member 52 is attached to the embedding plate 58 along an end 60 of the support member 52 that contacts the plate 58 by a fixed connection such as continuous welding. FIG. 6 is a front elevation view of this aspect of the invention, while FIGS. 7 and 8 are side and top plan views thereof.
[0020]
In another aspect of the invention, the support member may be attached to the counterbalance by bolts, epoxies, or expansion anchors. In applications where the support member and the counterbalance are both made of concrete, the support member may be counterbalanced by a reinforced dowel, a reinforcing bar with a mechanical coupler, epoxy grouting of the reinforcing bar to the concrete, or a tieback. It is good to be attached to.
[0021]
Depending on the condition of the soil on which the counterbalance is to be installed, the counterbalance may be placed on the ground without further anchoring. Other soil conditions require that the counterbalance be anchored to the ground. In these circumstances, known piling methods such as steel piling, precast concrete piling, auger-cast piling, cast-in-place piling, drill piling, tieback, pin pile, and helical pir piling can be used. The counterbalance can also be anchored in place using Dywidag.
[0022]
The present invention is not limited by the shape or type of structure designed to hold the cantilevered support. FIG. 1 illustrates, by dotted lines, an independent structure 18 having a rectangle located above support members 12 and 14. In another application of the invention, the supports 12, 14 can be integral with the structure to be supported. The structure 18 may be occupied by an individual or an object, and may be a structure designed to have a surface on which people can walk, such as a dock. For dock applications, the cantilevered portions 26 of the support members 12, 14 and the structure 18 (i.e., dock) extend outward and above the water surface. Additional fittings may be connected to the dock securing the boat over the water. The structure 18 may be formed as a boathouse where the boat can be moored between the support members 12 and 14.
[0023]
While the preferred embodiment of the invention has been illustrated and described, it will be appreciated that various changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Thus, the scope of the invention should be determined by the appended claims and equivalents thereof.
[Brief description of the drawings]
[0024]
FIG. 1 illustrates a pair of cantilevered supports constructed in accordance with the present invention and shown in the context of supporting a stand-alone structure.
FIG. 2 is a perspective view of a cantilevered support constructed in accordance with the present invention in which the support members are attached to the counterbalance by anchoring bolts extending to the fixed plate and the counterbalance.
FIG. 3 is a front elevation view of the cantilevered structure support shown in FIG. 2;
FIG. 4 is a side view of the cantilevered structure support shown in FIG. 2;
FIG. 5 is a top plan view of the cantilever structure support shown in FIG. 2;
FIG. 6 shows another cantilevered support constructed in accordance with the invention in which the support member is mounted on the counterbalance by welding head studs (Nelson studs) embedded in the plate and counterbalance. FIG.
FIG. 7 is a side view of the cantilever structure support shown in FIG. 6;
FIG. 8 is a top plan view of the cantilevered structure support shown in FIG. 6;