JP2010508453A - 超高強ブロックによる高強度組積構造用スーパーユニット化ポストテンションブロックシステム - Google Patents

Abstract

ポストテンショニングを使用する改良型高強度建設システム。それは、最小導管（１０３）を有する一連の相互接続された超耐久性中空コアブロック（１０２）、一連の緊張材（１０５）および付加的な特徴を有する複数のアンカーまたは板（１０４）で構成される。システム（１０１）は、互いに近接および接触し、緊張材（１０５）およびアンカー（１０３）を用いて、互いに取り外し可能に連結される、複数の隣接ブロック（１０２）で構成される。独特の特徴は、強固かつ耐久性のある全面板（１０４）およびボルト（１０５）を含み、それらの両方が耐食性に対して処置されてもよい。この新しい連結は、モルタルおよび標準的な補強で建造された通常のブロック構造よりも、はるかに強固な構造をもたらす。システムは、ほとんどの鉄筋コンクリートシステムよりも強固な、より予測可能で制御された強度を有する。

Description

（関連出願の引用）
本願は、米国仮特許出願第６０／８５４，９１３号（２００６年１０月２７日出願）、および同第６０／９２５，３０２号（２００７年４月１９日出願）の利益を主張するものである。両仮特許出願は、Ｒｏｇｅｒ ＭａｒｓｈとＰａｔｒｉｃｉａ Ｍａｒｓｈとによるものであって、名称は「ＳＵＰＥＲ ＵＮＩＴＩＺＥＤ ＰＯＳＴ ＴＥＮＳＩＯＮ ＢＬＯＣＫ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＨＩＧＨ ＳＴＲＥＮＧＴＨ ＭＡＳＯＮＲＹ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ − ｗｉｔｈ ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋｓ」である。ポストテンションシステムに関する最初の教示は、Ｂｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｃｋシステムを用いるものであると考えられ、これは、Ｒｏｇｅｒ Ｍａｒｓｈら（本願と同一の発明者である）によって米国特許出願第１１／２７１，７０３号として２００５年１１月１０日に出願されている。この発明者らは、ユニット化ポストテンションシステムに関する別の改良構成を提供しており、これは、２００６年２月１３日出願の米国特許出願第１１／３５３２５３号、名称「ＵＮＩＴＩＺＥＤ ＰＯＳＴ ＴＥＮＳＩＯＮ ＢＬＯＣＫ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＭＡＳＯＮＲＹ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」によるものである。本願は、先行出願のＢｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｃｋまたはユニット化ポストテンションシステムに開示されていないか、または存在していない、ブロックシステムに対する非常に新しい改良および特徴、並びに組立の特徴を伴っている。本願は、有意な改良と特徴とを有する付加的な構成および方法を開示し、説明する。本願は、全ての従来技術と異なる、より高い構造強度と構造特性とを有する独特かつ斬新なスーパーブロックを開示する。

（発明の分野）
この新しい建造物および建設システムは、ユニット化組積構造に関し、より具体的には、ポストテンション補強および超耐久性強度能力を有する構造に関する。新しい建設システムは、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム（ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いるスーパーＵＰＴブロックシステム）と称される。本発明は、概して、鉄筋コンクリート、またはモルタルおよびブロックもしくは煉瓦の組み合わせを用いる代替的な構造のいずれかが、高強度構造物を建設するために利用されるあらゆる種類の構造に関する。

（背景−発明の分野）
高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム（スーパーＵＰＴブロックシステム）と呼ばれる、本明細書に記述した新しいユニット化組積構造は、モルタル、水、または電力を必要とせずに、どのような場所においても簡易かつ急速に取り付けられるように設計される建設システムである。超耐久性構成は、多くの場所および領域における使用が見込まれる。これらは、軍事用途、行政機関の使用、国土防衛、および橋、ダム、堤防等のための耐久性／高強度用途を含む。

（Ａ．対処課題の導入）
従来技術において、補強手段が、ブロックを用いて使用される場合、一般的には、長い鉄筋、長い鋼棒、全ネジおよび／またはより線等のネジ棒のいずれかを用いて実施される。「鉄筋コンクリート」と一般的にいわれるものは、通常、鋼補強にいかなるテンショニングも有しないものである。この鉄筋コンクリートの強度は、コンクリートの供給者による配送および品質管理に依存することが多い。いくつかの構成において、構造設計は、プレテンショニングまたはポストテンショニングを必要とするか、またはそれを指定する。建設工学および技術に関する当業者による既知のプレまたはポストテンショニング工程は、コンクリート構造の全体的な強度を増大させ得るが、しかし、依然として配送されるコンクリートの品質に依存する。最近まで、ポストテンショニングは、通常、各層間のモルタルの設置と併せて、完全な積層のブロックを用いてのみ使用されてきた。現在まで、棒および板を用いた特殊ブロックシステムの多くは、非常に複雑な設計および建設設計者および技師による高レベルの技術が必要とされてきた。２００６年２月１３日に出願された米国特許出願第１１／３５３２５３号「ＵＮＩＴＩＺＥＤ ＰＯＳＴ ＴＥＮＳＩＯＮ ＢＬＯＣＫ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＭＡＳＯＮＲＹ ＳＴＲＵＣＴＵＲＥＳ」に基本的に記述される場合を除いて、重量および超重量の建造物は予定されていない。

（Ｂ．従来の技術）
２００５年の最後の月に、Ｂｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｋと称される、ボルト、ブロックおよびバーシステムのより新しい技術が、コンクリート組積ユニット（ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｓｏｎｒｙ ｕｎｉｔ：ＣＭＵ）またはブロックの中空キャビティ（または導管）を横断するアンカーとして緩んだバーが利用される、基本的なユニット化ポストテンショニングを導入した。バー（アンカー）は、本質的には、緊張材であるファスナ（ネジ付き通しボルト）によって、そこでは、個々に接続されたネジの有無にかかわらず、開口部を有した。組み合わせボルトのネットワークの（緊張材）とバー（アンカー）とは、緊張材およびアンカーの補強ウェブの均一性を確実にするために、バーの設置においていくらかの注意を必要とした。組積構造のためのユニット化ポストテンションブロックシステムと称さる改良型の方法およびシステムが開発され、これは、本質的には、コンクリート組積ユニット（ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｓｏｎｒｙ ｕｎｉｔ：ＣＭＵ）の凹んだキャビティまたはポケット内にバーを均一に構成するように考案された。この用途は、軍隊における使用の可能性、および場合によっては、橋、ピア、堤防、ダム等の一部の構造的造作のための、全面板および導管システムを用いた代替的な構成の基本を示した。本来の重いブロックという先見は、相互接続や、より発展した構造上の必要性を実現する方法を用いない基本的なシステムであった。本発明の新しいＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムは、あらゆる従来技術よりも著しく改良された配置、組み立て方法、および取り付け手段を提供する。

従来、コンクリート組積ユニットを接合する機械的手段の使用を試みた特許装置はほとんどない。上記のＭａｒｓｈの取り組み以前に、ユニット化ポストテンショニングを使用したものはない。この最新の独特の構成は、ユニット化ポストテンショニングシステムの高強度構成および独特の派生を重視する。上記のように、建設産業は、ユニット化ポストテンションシステムに対してほとんど進歩していない。たとえそうであっても、ブロックは、棒および板を取り扱うためですら、非常に特殊で、時折複雑な構成を必要とし、次いで、特殊なブロックにおいて制限棒のみを教示している。そのような一つの装置は、Ｉｎｓｔａｎｔ ｌｅｖｙ ｂｌｏｃｋ ｓｙｓｔｅｍを教示するＣｅｎｔｅｒに発行された特許文献１（１９９６）に記述される。これは、複数のブロック、複数の接続ペグ、および複数の杭を備える、レヴィを建設するための複雑かつ特別に作られたブロックである。各部分が、独自に設計され、作られているのに対して、本明細書に記述されるような新しいＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムは、コンクリート組積ユニット（ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｍａｓｏｎｒｙ ｕｎｉｔ：ＣＭＵ）のための均一かつ容易に構成されたブロック設計を利用する。骨材、セメントの種類および２つの混合比を変化させることによって、２０００ＰＳＩ〜１４０００ＰＳＩの圧縮強度の種々の強度で適合され、作られてもよい。

別のブロック装置は、埋め込み板を有する組積ブロックを教示するＦａｒｍｅｒ，Ｓｒ．らに発行された特許文献２（１９９８）に記述される。コンクリート組積ブロックは、外側板またはコンクリート組積ブロックを介してアンカーされる板を有する。外側板は、成型時に、鋳型内のコンクリート組積ブロックに流し込まれる。これらの板および金属片は、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムの一環として教示されない。

建設のための別の装置は、Ｆｒａｎｋｌｉｎらに発行された特許文献３（２０００）によって教示される。この技術は、壁サブシステムおよび基礎サブシステムとともに、モジュール式のプレキャストの建設ブロックシステムを開示する。壁サブシステムは、キャビティを有する多くの壁ユニットを有し、事前に応力を受けたテンションケーブルが、キャビティの中に成型される。この装置は、特別に作られ、水を必要とし、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムのように容易に再利用できない、プレキャストの壁およびパススルーケーブルを教示する。また、テンショニングシステムは、構造全体にわたってユニット化されないか、または設置されない。

多少再利用可能なシステムは、Ｃａｒｎｅｙ，Ｊｒ．に発行された特許文献４に教示される（２００１）。長い棒が、特別に成型されたブロックおよびプレキャスト構造内の開口部を通り抜ける。プレまたはポストテンショニングに関する記述は教示または主張されていない。特別な長さの棒、特別なブロック、特別な板および建設するために電源機器を要する複雑なシステムの構成は、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムの単純な構成部品とは異なっている。

モルタルのない壁構造は、Ｐｒｉｃｅに発行された特許文献５に教示される（２００４）。ここで、壁構造は、細長い、垂直に配向された支持梁によって互いに接続されたロックの柱とともに、事前形成され、軽量の積層されたブロックの柱を備える。好ましくは、壁構造は、１つ以上のブラケットによって、構造に動作可能なように接続される。梁およびブロックは、特別な構成であるが、容易に利用可能ではなく、使用が限定されている。

比較的均一な断面の円筒開口金属柱を有するプレキャストのモジュール式金属柱システムは、Ｒｉｃｈｔｅｒらに発行された特許文献６に教示される（２００１）。金属柱断面は、弓形セグメントを接合し、断面を積層することによって形成される。このＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムを予測する設計は示されていない。

連結モルタルのないシステムは、一部の他の装置によって実現される。しかしながら、それらのうちのいずれも、下記の材料におけるＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムに対して記述されるような、構造的なユニット化ポストテンショニングシステムを示すものはない。そのような連結装置の一実施例は、Ｈａｅｎｅｒに発行された特許文献７によって教示される（１９８７）。提供される装置は、平らな底部および上部を有し、コネクタ一体化ブロック連結コネクタとそれらの反対端の種々の構成を支持する離間した平行な一対の直立側壁含む。側壁は、これらの構成を用いて、一体的に接続される。これは、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いる高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムによって教示される構成ではない。同様に、ポストテンショニングは、構造的な完全性および強度を増大させために教示されない。

従来技術、または発明者によって参照された先の出願は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム（スーパーＵＰＴブロックシステム）の全ての特徴および能力を教示するものはない。知る限りにおいて、スーパーＵＰＴブロックシステムとして知られるユニット化されたポストテンションの超重組積ブロック構造に対する必要性を完全に満たすシステムは現在のところない。このスーパーシステムは、単純であるが、強固な構成部品で作られ、簡単なツールで建造されてもよく、モルタルまたは水が必要なく、モルタル構造および多くの鉄筋コンクリート構造よりもはるかに強固で、建設完成後の即時利用および占有が可能であると考えられる。装置の組み合わせおよび多数の新用途は、スーパーＵＰＴブロックシステムに特有である。

米国特許第５，５１１，９０２号明細書 米国特許第５，８０９，７３２号明細書 米国特許第６，０９８，３５７号明細書 米国特許第６，１７８，７１４号明細書 米国特許第６，６９１，４７１号明細書 米国特許第６，２４４，７８５号明細書 米国特許第４，６４０，０７１号明細書

スーパーＵＰＴブロックシステムは、建設手段としての組積および鉄筋コンクリートシステムに代替する、種々の種類の耐久性構造の建設に使用するために開発されている。スーパーＵＰＴブロックシステムは、板およびボルトシステムの使用によって、個々の各中空コアブロックに取り外し可能に連結する建設システムである。この連結は、ブロックまたは鉄筋コンクリート代替的システムと比べて、はるかに強固、迅速、かつ安価な建造物の建設をもたらす。板、ボルトおよびブロックの３つの主要な構成部品がしっかりと接続される一方で、取り付け手段は、所望される場合、完全な解体が可能である。スーパーＵＰＴブロックシステムは、簡単なツールおよび指示を用いて人が達成することができる。水、特別なツール（単純なレンチで十分である）、ブレーシングの必要性はなく、スーパーＵＰＴブロックシステムから構成される構造は、即時利用が可能である。改良型スーパーＵＰＴブロックシステムは、中空コア（小さい貫通キャビティまたは導管）、高強度ファスナボルト（緊張材）および板（アンカー）を特徴とする組積ユニット（コンクリート組積ユニット）で構成される。また、新しい特徴は、種々の場所に構成されてもよく、耐食性のために処置されてもよい、強固かつ耐久性のある全面板およびボルトもまた教示する。

（目的、利点、および利益）
上記のユニット化ポストテンショニングの従来技術を用いて利益および利点があるのと同様に、スーパーＵＰＴブロックシステムには、非常に多くの利益および利点がある。容易に利用可能な部品を使用し、組み立てが非常に簡単な、重量または軽量の建設システムは現在存在していない。しかしながら、ユニット化ポストテンショニング技術を有することによって、構造は、従来のモルタル使用の技術および鉄筋コンクリートによって建造されたものよりもはるかに強固なユニットとなっている。表Ａは、本来のＢｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｃｋシステム（米国特許出願第１１／２７１，７０３号）およびＵｎｉｔｉｚｅｄ Ｐｏｓｔ Ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ（米国特許出願第１１／３５３２５３号）の従来の技術に優る、スーパーＵＰＴブロックシステムの新しい特徴的な利点および利益の一覧を示す。表Ｂは、従来のモルタルおよびブロックならびに鉄筋コンクリートシステムに優る、Ｂｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｃｋおよびユニット化ポストテンショニングシステムと同様の、スーパーＵＰＴブロックシステムの有する利点および利益の一覧を示す。表記したこれらの利点は、新しいスーパーＵＰＴブロックシステムに「受け継がれる」。表Ｃは、本来のＢｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｃｋシステムに優る利点であったユニット化ポストテンショニングシステムの利点および利益の一覧を示す。また、表Ｃのこれらの利点は、新しいスーパーＵＰＴブロックシステムに「受け継がれる」。

構造物（特に、組積、コンクリート、および鋼構造物）の建設に関する当業者は、このシステムでの実施例に示される特徴、利点および利益が、他の種類の建設の改良に容易に適合されることを容易に理解する。

本明細書に組み込まれ、その一部を成す添付の図面は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム（スーパーＵＰＴブロックシステム）の好適な実施形態を例証する。上記の発明の開示および下記の発明を実施するための形態と併せて、図面は、スーパーＵＰＴブロックシステムの原理を説明することに役立つ。しかしながら、スーパーＵＰＴブロックシステムは、図示した正確な配列および手段のみに限定されるものではないことを理解されたい。

図１は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムのための構成の概略図を示す。 図２は、描写した構成部品特徴を有する、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムに対する構成の概略図を示す。 図３は、先の出願の耐久性ユニット化ポストテンションシステムに対する従来の技術の概略図である。 図４は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムの一般的な壁の組み立てである。 図５Ａ〜５Ｆは、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムの組み立てのプロトタイプおよび構成部品の概略図である。 図６は、ポストテンショニングされた補強および超耐久性強度能力を有する新しいスーパーＵＰＴブロックシステムの種々の構成である。 図７Ａ〜７Ｄは、組み立てを容易にし、スピードを上げる位置マーキングを備えた主板またはアンカー装置の詳細を示す。 図８Ａ〜８Ｃは、スーパーＵＰＴブロックシステムにおける、描写し、特別に印を付けた板またはアンカーによって提供されるグリッド配列の概略図である。 図９は、スーパーＵＰＴブロックシステムのためのグリッド配列板のさらなる詳細である。 図１０Ａ〜１０Ｅは、種々の水平構成における強度板を有するスーパーＵＰＴブロックシステムのプロトタイプ概略図を提供する。図１０Ｆは、標識くい取り付けのために使用されるスーパーＵＰＴブロックシステムの概略図である。 図１１Ａ〜１１Ｅは、種々の垂直構成における強度板を有するスーパーＵＰＴブロックシステムのプロトタイプ概略図を提供する。 図１２は、種々の防護壁構成におけるスーパーＵＰＴブロックシステムの実施例の概略図を示す。 図１３Ａ〜１３Ｆは、スーパーＵＰＴブロックシステムに対する潜在用途である典型的な構造システムにおける種々の補強柱および梁の概略図を示す。 図１４Ａ〜１４Ｃは、スーパーＵＰＴブロックシステムで、劣化または損傷した構造を改修する新しい構造および実施例の両方に対する柱および梁の概略図を示す。 図１５Ａ〜１５Ｅは、スーパーＵＰＴブロックシステムのための種々の補助接続手段および補助ブロック構成を示す。 図１６は、多年にわたる種々のシェルタに対する遷移および比較概略図を示す。 図１７は、現代において使用される種々の建設システムに対する特徴および機能の比較表を示す。

（図面についての記述−参照番号）
以下のリストは、図面に適用する。

４８ ＣＭＵ内の中空キャビティ
８７ ユニット化ポストテンションブロックシステムの高強度（軍事防御または反テロリズム）構成のための一般的部品
８７Ａ ユニット化ポストテンションブロックシステムの高強度（軍事防御または反テロリズム）構成のための組み立て
８８ ポストテンショニングのための全体を覆うＣＭＵ表面板
８９ 比較的小さいキャビティを有する高密度ＣＭＵ
９０ ５等級または８等級鋼または同等物等の高強度緊張材
９１ 土台または搭載構造に取り付けるための雑アンカー
９８ ポストテンショニングのためのアンカー（バー）の通り穴開口部
９９ ポストテンショニングのためのアンカー（バー）のネジ穴開口部
１０１ 一般的な高強度スーパーブロック構成
１０１Ａ いくつかの高強度スーパーブロックの組み立て構成（ＣＭＵ、板およびボルト）
１０１Ｂ 半ブロック構成（ＣＭＵ、板およびボルト）
１０２ 最小キャビティおよび最大コンクリートを有するコンクリート組積ユニット
１０２Ｂ 最小キャビティおよび最大コンクリートを有するコンクリート組積ユニットの半ブロック構成
１０３ 最小キャビティ（導管）
１０３Ａ 最小キャビティ（導管）本質的には垂直
１０３Ｂ 最小キャビティ（導管）本質的には垂直
１０４ 高強度、耐食性板
１０４Ｂ 半ブロックのための高強度、耐食性板
１０５ ボルト等の高強度かつ耐食性の締結手段
１０６ 通り穴
１０７ ネジ穴
１０８ 六角頭等のファスナを回転させる手段
１０９ テーパーネジ
１１０ 衝撃試験手段
１１１ 積層（ソルジャー）積み
１１１Ａ 水平積層積み
１１２ 長手積み
１１３ 雑ランダム構成
１１４ 配列境界画定手段（ペンキ、色分けまたはその他）
１１４Ｂ 配列境界画定手段−幾何学的マーク
１１５ マッチアップグリッド
１１６−１ 水平板−ゼロ位置
１１６−２ 水平板−１８０度位置
１１６−３ 水平板−ゼロ反転
１１６−４ 水平板−反転−１８０度位置
１１６−５ 水平板−２７０度位置
１１６−６ 水平板−９０度位置
１１６−７ 水平板−反転−９０度位置
１１６−８ 水平板−反転−２７０度位置
１１７ ブロックの間の開口部／隙間
１１８ 積層またはソルジャー積み（垂直または水平板）
１１９ 多数の（２つ以上）壁構造（垂直または水平板）
１２０ 充填壁構造（垂直または水平板）
１２１ 離隔壁構造（構造−垂直または水平板間にオープンエアを有する）
１２２ 構造的梁（鉄筋コンクリート等）
１２３ 構造的柱（鉄筋コンクリート等）
１２３Ａ 腐食鉄筋コンクリート柱
１２３Ｂ 差し換えられた鉄筋コンクリート柱
１２４ シェルタ建造物のチャート
１２５ 現代の建造物技術の比較チャート
１２６ 充填材料（自生の石、土材料等）
１２７ 垂直板−境界画定１１４、１１４Ｂを含む、上記の水平板１１６と同じ
１２８ Ｔ字形板構造部材−手段（一体形成、溶接等）によって構成され、しっかりと取り付けられた２つの垂直板１２７および１つの水平板１１６
１２９ 水平および垂直壁を取り付けるための手段（着脱可能−ボルトまたは固定−溶接等に基づいて）固定手段によって、水平板１１６および１２７に取り付けられるＴ字形構造部材
１３０ 手段（一体形成、溶接等）によって構成され、しっかりと取り付けられたＬ字形または角度板構造部材−１つの垂直板１２７および１つの水平板１１６
１３１ 水平および垂直壁を固定する手段によって、板１１６および１２７に取り付けられるＬ字形または角度構造部材
１３２ 双方向導管を有するブロック（同じブロック内の１０３Ａおよび１０３Ｂ）
１３３ 垂直支持のための構造部材−Ｉ梁、Ｈ梁、Ｃチャネル、正方形、矩形または円管等−例えば、標識くい等の埋め込みアイテムとともに使用
１３４ 既存の損傷したまたは劣化した柱
１３５ 既存の梁
１３６ 周囲の構成における改修スーパーＵＰＴブロックシステム柱
１３７ 開放中央部を有する新しいスーパーＵＰＴブロックシステム柱
１３７Ａ 開放中央部を有する新しいより小さな横断面スーパーＵＰＴブロックシステム柱
１３８ 新しいスーパーＵＰＴブロックシステム柱の中央領域
１３９ 固体中央部を有する新しいスーパーＵＰＴブロックシステム柱
１３９Ａ 固体中央部を有する新しいより小さな横断面スーパーＵＰＴブロックシステム柱
１４０ ソルジャー型スーパーＵＰＴブロックシステム梁
１４１ 開放中央部を有する新しいスーパーＵＰＴブロックシステム構造
本発明は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム（スーパーＵＰＴブロックシステム１０１）と称される建設システムである。このポストテンショニングシステムは、異なる数種類のみの構成部品−中空コア（小さい貫通キャビティまたは導管）、高強度ファスナボルト（緊張材）および板（アンカー）を特徴とする組積ユニット（コンクリート組積ユニット）で構成される。新しい特徴は、耐食性に対して処置されてもよい、強固かつ耐久性のある全面板およびボルトもまた教示する。中空キャビティ１０３が導管である、超耐久性中空コアブロック１０２（およびその他）、一連の緊張材（ボルトを介して等）１０５、および付加的な特徴を有する複数のアンカー（板等）１０４。システム１０１は、互いに近接および接触し、緊張材１０５およびアンカー１０３の手段によって、互いに取り外し可能に連結される、複数の隣接ブロック（１０２）で構成される。スーパーＵＰＴブロックシステムを用いたこの新しい連結は、モルタルおよび標準的な補強で建造された通常のブロック構造よりも集合的にはるかに強固である、複数のユニット化かつポストテンショニングされたコンクリート組積ユニットから形成される構造をもたらす。スーパーＵＰＴブロックシステムは、殆どの鉄筋コンクリートシステムよりも強固な、より予想可能で、全体的により強固なシステムとなるように制御された強度を有する。建設分野、特に、鉄筋コンクリートおよび組積構造に関する当業者は、このスーパーＵＰＴブロックシステム１０１を製造および利用することを物理的に可能にするために使用され得る種々の部品を理解する。既存の技術に優る改良は、「目的、利点、および利益」の上記の項目において記述したような多くの利点および利益を有する建設システムを提供する。新しいＢｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｋおよび組積構造のためのユニット化ポストテンションブロックシステムに優る利点は、軍事、行政および橋、ダム堤防等の種々の構造に対するはるかに高度な強度能力を含む。

図１〜１７は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の完全かつ具体的な実施形態、従来の技術、ならびにスーパーＵＰＴブロックシステムに対する様々な使用および用途を示す。図面および例証において、図面および概略図は、本発明の一般的な構成およびその使用を実証することに留意されたい。システムの好適な実施形態は、図示した数個の部品のみで構成される。また、これらの構成部品の種々の重要な特徴も示し、下記に適切に詳述して、当業者は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の重要性および機能性を理解する。

本明細書に組み込まれ、その一部を成す添付の図面は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の好適な実施形態を例証する。上記の発明の開示および下記の発明を実施するための形態と併せて、図面は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の原理を説明することに役立つ。しかしながら、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、図示した正確な配列および手段のみに限定されるものではないことを理解されたい。

図１は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムまたはスーパーＵＰＴブロックシステム１０１のための構成の概略図を示す。改良型スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、中空コア（小さい貫通キャビティまたは導管）１０３、高強度ファスナボルト（緊張材）１０５および板（アンカー）１０４を特徴とする組積ユニット１０２（コンクリート組積ユニット）で構成される。また、新しい特徴は、板１０４が強固および耐久性であり、板１０３およびボルト１０５が、種々の位置に設置されてもよいことも教示する。それぞれ（板１０４およびボルト１０５）が、耐食性に対して処理されてもよい。

図２は、描写した構成部品特徴を有する、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステムまたはスーパーＵＰＴブロックシステム１０１に対する構成の概略図を示す。これらのＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ構成部品は、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ板１０４およびＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇボルト１０５を含む。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の全体的な構成は、構造１０１Ｂを完成させるために、予備の半ブロック１０２Ｂおよび半面板１０４Ｂも採用および利用する。ブロック１０２および半ブロック１０２Ｂに加えて、また、板構成１０４は、ボルトまたは緊張材１０５を、板またはアンカー１０４に接続するために組み込まれた特徴も有する。採用した実施例は、通り穴１０６およびネジ穴１０７である。ボルト１０５は、キャビティ１０３を通って、開放されたネジ無し通り穴１０６を通過し、ネジ付き開口部１０７において下板１０４を係合する。当業者は、この接続を同様に実現するための多くの締結手段があることを理解する。しかしながら、ネジ付き通しボルト１０５とともに、開放開口部１０６およびネジ付き開口部１０７は、好適な実施形態の手段である。これらの簡単な構成部品は、視覚化し得る、最大かつ最も強固な構造の建造を可能にするために必要なもの全てである。これらの構成部品、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ板１０４およびＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇボルト１０５は、全てポストテンショニングされ、文字通り何トンもの割増の強度を各ユニットに付加する（実験的試験は、この結論を支持し得る）。構造を視覚化すると、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ構成部品（１０２、１０４、および１０５）は、所望の構造に対して任意の相対的サイズで作ることができる。

限定するものではなく、一例として、外側寸法が７．６２５ｘ７．６２５ｘ１５．２５インチであるＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２を使用する場合がある。重要なことには、寸法の比率は、１ｘ１ｘ２である。これは、１ｘ１ｘ２．０５の比率を有する標準的なコンクリートブロックとは異なる。ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２は、ほぼ中実であり、緊張材（ボルト）１０５が、プレキャスト導管（コア）１０３を通過するのに十分な余地のみを残すことに留意されたい。実施例のさらなる説明として（および概念を制限せず）、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２は、コンクリートの１２，０００ＰＳＩ圧縮強度（またはそれ以上）を有する可能性がある。これは、同様の標準的なコンクリート組積ユニットを越える表面領域の増加のために、各ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２が、１４０万ポンドを支持することを可能にする。必要であれば、１２，０００ＰＳＩ強度は、ブロック製造工場における製造時での試験によって制御および確認され得る。スーパーＵＰＴブロックシステムにおけるコンクリートブロックの予測可能な強度は、鉄筋コンクリートよりも著しく優れている。実際の強度確認は、製造されたブロックのサンプルの破壊試験または非破壊試験を介して行われてもよい。

図３は、従来技術の耐久性ユニット化ポストテンションシステム８７に対する従来技術の概略図である。これは単純な耐久性オプションである。ＣＭＵ８９全体は、中空キャビティ４８を介してアンカー板８８およびボルト／緊張材９０に依然として接続される。アンカー８８は、全面板である。これは、Ｂｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｋの従来技術に示すようなあらゆる間隙を排除する。これらの板８８は、鋼等の金属で作られている。図３Ａは、板８８におけるネジ付き開口部９８によって、板８８に接続される各キャビティに対する緊張材９０を示す。ネジ無し通り穴９９は、下板を接続するために、次の緊張材を設置するための位置である。図３Ｂは、所望される場合に、複数の緊張材９０が、さらに大きなポストテンショニングを生成するために使用されてもよいことを示す。付加的な緊張材９０は、それに対応して、アンカー板８８に付加的な開口部９８、９９を必要とする。図３Ｃは、耐久性用途８７Ａに対する適用を示す。この実施例において、一連の耐久性ＣＭＵ８９が設置され、組み立てられる。しかしながら、アンカーは、現在、全表面板８８である。緊張材９０は、ボルトまたは他の高強度の通しボルトまたは他の強固かつ耐久性の緊張材である。また、最初の基盤アンカーは、コンクリートパッドに、固められた石に直接、または地面に直接的に取り付けるための、種々の構成９１であってもよい。これらの種々の構成９１は、建造の必要性に対応するために、様々な長さであってもよい。

図４は、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム１０１Ａの一般的な壁の組み立てである。ここで、板１０４およびブロック１０２が、事実上あらゆる方向に設置できることを示しているが、ブロック１０２および板１０４を有する壁構成は直線および水平である。上記のように、この実施例等の構成は、全ブロック１０２および半ブロック１０２Ｂならびに全面板１０４および半面板１０４Ｂを使用するであろう。全ての場合において、緊張材またはボルト１０５は、ブロック１０２、１０２Ｂのそれぞれの側に板（アンカー）１０４、１０４Ｂを接続するための好適な手段として利用される。この設置は、構成１０１Ａのポストテンショニングを容易にする。最終的なテンショニングトルク（および結果として生じる圧力）は、用途によって異なってもよい。実験的試験は、所望の用途に対する適切なテンショニングを明らかにするであろう。例えば、一般的な壁または防爆壁は、禁止トルクにおいて最高の機能を発揮することができ、一方、ハリケーンまたは耐震（地震）システムは、他の組のトルクおよび結果として起こるテンションを必要とし得る。このことは全て、構造システムの当業者によって十分理解され、様々な実験的試験によって実証および確認され得る。また、開放した開口部１０６およびネジ付き開口部１０７の特徴も、この図に示す。最後に、取り付けアンカー９１は、上記の図３における従来の技術を用いて記述したように、システム１０１Ａを支持表面に取り付けるために採用される。

図５Ａ〜５Ｆは、高強度組積構造のためのスーパーユニット化ポストテンションブロックシステム（スーパーＵＰＴブロックシステム１０１）の組み立てのプロトタイプおよび構成部品の概略図である。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の構成部品は、全ての構成部品が一体に組み立てられる方法に関して、上記の図４を補足するために示される。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１Ａは、３部品−ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ構成部品（１０２、１０４、および１０５）のみを使用する一体化建設システムである。ユニークに形成されたブロック１０２は、任意の構成およびパターンにおいて、接合の空洞または間隙がないように、互いに隣接して入れ子にするように設計される。各全体ＳｕｐｅｒＢｌｏｋ１０２は、緊張材１０５に対する導管として機能する２つのコア穴１０３を有する。図５Ａは、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２を示す。図５Ｂは、導管１０３を有するＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２を示す。ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２は、１４０万ポンドを支持する可能性がある。ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ１０２プロトタイプは、約６８ポンドのみの重さがある。ＳｕｐｅｒＢｌｏｋ１０２実施例は、７．５ｘ７．５インチの外側寸法を有する３／８インチ厚のＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ板１０４を使用するであろう。実施例ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇボルト１０５は、１／２直径ｘ８ １／２インチ長さ、１３ネジである。このボルト１０５は、約１３，０００ポンドの締め付け力を有する。２つのボルト１０５は、約１３トンのポストテンショニングを一体となって提供する。Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｆｉｎｅネジは、約１０％より強固であり、当然ながら、より大型のボルト１０５は、確実に、より一層ユニット化されたポストテンショニングのために使用され得る。

図５Ｃにおいて、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ板１０４を示す。また、通り穴１０６およびネジ付き開口部１０７も表示する。板１０４を構成１０１上に調整および設置するための、整列境界画定（ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｄｅｍａｒｃａｔｉｏｎ）１１４を示す。使用方法を下記に記述する。図５Ｄは、いくつかのＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇボルト１０５を示す。図５Ｅは、一方の端に回転手段１０８を、反対の端にテーパーネジ１０９を有する、スーパーボルト１０５の概略図である。テーパー１０９は、通しボルト１０５をネジ付き開口部１０７内に位置付けることによって、組み立て工程を可能にし、向上させる。

ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇ板１０４およびボルト１０５を要素から保護することが重要な場合がある。Ｂｏｌｔ−Ａ−Ｂｌｏｋ標準のバー、タッチバー、およびボルトは、通常、壁または構造内に包含されることによって要素から保護される。ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ組み立て１０１Ａにおいて、板１０４およびボルト１０５は、要素に暴露されてもよく、錆および他の腐食から保護する必要があり得る。ボルト１０５および板１０４を保護する方法がいくつかある。例えば、ボルト１０５は、ジンククロメート化（推奨）されてもよい。板１０４は、ジンククロメート化、亜鉛めっき、または１００を超える錆止めペンキのうちの１つで塗装することができる。別の選択は、ＵＳ Ｓｔｅｅｌによって製造されたＣｏｒ−Ｔｅｎ（登録商標）等の錆自己制御式鋼を使用することであってもよい。板およびファスナの技術分野における当業者は、ボルトおよび板にステンレス鋼または高強度複合材料を使用し得ることを十分理解する。最後に、図５Ｆにおいて、Ｓｌｅｄｇｅ Ｈａｍｍｅｒまたは衝撃試験手段１１０を使用する簡易衝撃試験を示す。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、ブロック１０２の面の表面またはその付近のデトネーションまたは爆発によって断片化するブロック１０２の作用に抵抗する。

図６は、ポストテンショニング補強および超耐久性強度能力を有する新しいスーパーＵＰＴブロックシステム１０１の種々の構成である。典型的なブロックパターンは、水平長手積み、垂直長手積み、積層積み、ソルジャー段積み、および水平および垂直の両方のヘリングボーンであってもよい。図６Ａにおいて、ブロック１０２および板１０４での積層積み１１１を示す。図６Ｂにおいて、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋ橋組み立てまたは水平積層組み立て１１１Ａを示す。ブロック１０２は、何トンもの圧力で一体にボルトで留められる。同時に、ブロック１０２は、板１０４およびボルト１０５によってポストテンショニングされ、ブロックの強度をさらに増強させる。ブロックは、コンクリートおよび鋼の１つの固体塊に一体にボルトで留められ、本質的に統一体となる。壁は、養生すべきモルタル（ブロックおよびモルタル）またはコンクリート（鉄筋場所打ちコンクリート）に対する「待機」時間がないため、即時に完全な強度となる。これは、典型的なコンクリートブロック強度が、場所打ち鉄筋コンクリートの強度の２倍となるように製造されてもよい。図６Ｃは、長手積み１１２を示す。ピアおよび壁構成のこれらの種類に対して、構造は、任意の厚さを有することができ、全３方向の平面で建造することができる。任意の構成は、任意の所望の形のポケットまたは陥凹を有してもよい。構成は、建造物および建設における種々の構造において、多くの用途に所望されるように、梁、柱および片持ち構造を含むことができる。３つの寸法の偏差は、図６Ｄのランダム構成１１３において例示される。

図７Ａ〜７Ｄは、組み立てを容易にし、スピードを向上させる位置マーキング１１４を備えた主板またはアンカー装置１０４の詳細を示す。また、各板１０４に対する通り穴１０６およびネジ穴１０７も示す。留意すべきことは、板１０４は、２対１（幅対長さ）の完璧な相乗比にあることである。これは、幅：高さ：および長さに関して１：１：２のブロック比を調整および補足するための、正確かつ算出された比である。ここで、半ブロック１０２Ｂは、組み立て構成および工程を補完するために、１：１：１の比であることに留意されたい。下記の図に示すように、整列境界画定（色１１４または幾何学１１４Ｂ）が整列させられ、構造１０１の全体は適切に適合および整列する。幾何学１１４Ｂを使用するか、または色分け１１４を使用するかにかかわらず、整列境界画定は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１に対して有意な配列方法を提供する。

各好適な板は、特有の４５度の角度パターンにおいて、緊張材に対する４つの穴（１０６、１０７）を有する。全ての穴は、接続のために、また、ユニット化ポストテンショニングを実現させるためにも正確に配列しなければならない。穴構成は、接続および配列が、８つの位置（図８および９）のいずれかに板を位置付けることによって達成することができる。パターンおよびシステムは複雑であるため、システムを組み立てる人物は、適切な順番で組み立てることが困難であろう。したがって、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、どのように板のパターンおよびレイアウトを組み立てるかが直ぐに分かる、特別に考案および開発された境界画定１１４、１１４Ｂを含む。この色分けシステムは、概略図において明らかである。

図８Ａ〜８Ｃは、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１における、描かれ、特別に印を付けられた板またはアンカーによって提供されるグリッド配列の概略図である。板は、板１０４を、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１のブロック１０２に正確かつ早急に設置することを可能にする、特別な色付きマーク１１４および／または幾何学的マーク１１４Ｂを有する。配列された板１１５は、鋼板のカーペットを生成し、カーペットの色は、完璧な穴１０６、１０７配列に合う。通り穴１０６およびネジ穴１０７は、完璧な４５度位置上にあり、各セットは、隣接する組と逆である（例証図を参照）。カーペットコネクタパターン、角度穴（４穴−２つのネジ付き、２つのネジ無し）半面板１０２Ｂ等は、図８に示す構成を可能にする。後述の実施において、図９は、マッチアップグリッド１１５に関して記述する。個々の構成１１６−１〜１１６−８は、配列グリッド１１５上の特別な境界画定１１４板１０４によってもたらされる種々の角度位置を示す。

図１０Ａ〜１０Ｅは、種々の水平構成における強度板１０４を有するスーパーＵＰＴブロックシステム１０１のプロトタイプ概略図を提供する。これらの概略図において、板１０４パターンおよびマーキング１１４に留意されたい。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の高強度ボルト１０５は、それを、高強度およびポストテンショニングと全て一緒に接続するように設計される。これらの概略図は、水平位置において板１０４を有するスーパーＵＰＴブロックシステム１０１のピアまたは基盤構成を上から見た種々の図である。種々の図は、構成を完成させるための、全スーパーＵＰＴブロックシステム１０１および半ブロック組み立て１０１Ｂの相互接続を示す。また、各例において、板１０４上の境界画定１１４が、近接ブロックの各層に対して、どのようにシステムの近接板に「マッチアップ」するかに留意されたい。

図１０Ａ〜１０Ｅに示すブロックおよび板パターンに関する追加の説明は、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いた３レベルピアの記述を含む。ハンドレンチ、エアインパクトレンチまたは電池式インパクトレンチは、組み立てのために使用し得る。図１０Ｄの電池式インパクトレンチに留意してもよい。板およびブロックは、任意の方向に設置することができる。境界画定１１４板は、「カーペット」（水平）または「壁紙」（垂直）構成または形に、組み合わせるように設計される。ブロックのパターンおよび鋼の各層またはレベルのパターンは、一致する必要はない。事実、最強強度に対して、パターンは、層によって異なるべきである。

図１０Ｆは、標識の柱または同様の取り付けのために使用されるスーパーＵＰＴブロックシステム１０１の概略図である。ブロックシステム１０１は、開口部または隙間１１７が、全体構成の内部にある構成で建造される。これは、構造部材１３３を内部に設置し、グラウトまたはコンクリート等のなんらかの手段によって固定することを可能にする。グラウトは、標識の柱または他のそのような装置の即時使用を可能にするために、急速乾燥および高強度のものである。

図１１Ａ〜１１Ｅは、種々の垂直構成における強度板を有するスーパーＵＰＴブロックシステムのプロトタイプ概略図を提供する。これらの概略図において、壁構成は、垂直板１２７を有する。板およびブロックは、任意の方向に設置することができる。垂直板を有する壁の単一のブロック厚は、３／４インチの鋼プラスＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを包含する。この構成において、鋼は、爆発現象からの飛散破片を制限し、また小型武器発砲の事象における損傷も制限するために、簡便に配置されてもよい。この構成は、材料の断片化を制限し、近くの人材、材料または機器を保護する。

図１２、１３および１４は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の用途を示し、実施において後述する。

図１５Ａ〜１５Ｅは、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１のための種々の補助接続手段および補助ブロック構成を示す。図１５Ａおよび１５Ｃにおいて、全ブロックシステム１０１および半ブロックシステム１０１Ｂは、直角穴１０３Ａおよび１０３Ｂで鋳造および成型されたブロックを有し、そのため、ボルトは双方向に向かう。これは、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の水平および垂直断面を互いに締結すること、および「平面を変更」するための構成を可能にする。断面図１５Ｂは、同じブロック内の２つの導管１０３Ａおよび１０３Ｂを示す。これは、特別な製造技術、および可能性として二次的実施を要するが、垂直導管でのこの構成が予測される。図１５Ｄおよび１５Ｅにおいて、より従来の接合方法を示す。水平板１１６および垂直板１２７は、典型的なスーパーＵＰＴブロックシステム１０１上にある。全面板（１１６、１２７）は、一体に締め付けられてもよく、または、全体を覆うＬ字形装置１３０もしくは脚の短いＬ字形１３１が、それらの各接合面で、板１１６および１２７に設置され、締結され得るように構成されてもよい。同様に、図１５Ｅは、全面板１１６および１２７が、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の水平および垂直部材を接続するための、完全Ｔ字形１２８または脚の短いＴ字形１２９内に構成され得ることを実証する。

図１６は、経時的な、種々のシェルタに対する遷移および比較の概略図を示す。チャート１２４において、種々の種類のシェルタおよび建造物が比較される。高強度のスーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、テント、木材、ブロックおよびさらに鉄筋コンクリートシステムとの、著しい変遷と優位性とを示す。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、ブロックの製造時における鋼のネットワークおよび予測可能かつ制御可能な大量のコンクリートのユニット化ポストテンショニングを利用するために、鉄筋システムは負かされる。また、付加的な鋼とコンクリートとの組合せは、鋼補強ウェブに起因して、プレキャスト壁（図示せず）よりも優れている。加えて、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、プレキャスト構成を設定するために必要な特別な持ち上げ機器を有する必要はない。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、１度に１ユニット行うことができる。当業者は、所望に応じて、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１が、大きな断面で作られることが想定でき、次いで、プレキャストと同様に移行し、適所に設置できることを明白に理解する。

図１７は、現代において使用される種々の建設システムに対する特徴および機能の比較表１２５を示す。チャートは、一目瞭然であり、実験的な確認が容易である。しかしながら、熟練した建造または構造技師は、他のシステムと比較した、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の特徴および機能性が、大部分は直感的であることもまた認識する。

全体的なスーパーＵＰＴブロックシステム１０１に対して、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋまたは軍事ブロックを強化するための方法がいくつかある。建設技術における当業者は、緊張材（ボルト）１０５が追加され得ること［単一のキャビティまたは導管１０３内に複数のボルト１０５］を理解する。これは、付加的な開口部１０６、１０７が、板１０４に必要とされる手段であろう。板１０４に対して、冷間ロールまたは他のより強固な合金を指定および使用し得る。ボルト１０５および板１０４の接続に対して、ネジ式接続は、例えば、１０％もの強度を付加するため、またはさらに強度を与えるために、板上のナットを溶接するため、またはさらにより厚い板を指定するために、ＳＡＥ Ｎａｔ’１ Ｆｉｎｅネジを用いる場合がある。僅かに小さいブロックコア１０３が可能である。また、コンクリートに関する当業者が理解するように、より強固なコンクリート混合物（骨材タイプおよびセメント濃度）は、より強固なシステムをもたらす。

全体的なスーパーＵＰＴブロックシステム１０１に対して、板／アンカー１０４およびボルト／緊張材１０５を製造するために有効に使用されてもよい、いくつかの材料および特徴を有する構造的構成もある。種々の材料、合金、複合材料等は、継続的なベースで改良および考案される。種々のファスナならびに接続装置および手段は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１を相互接続するために使用されてもよい。明らかに、好適な実施形態は、アンカーおよび緊張材のための鋼板１０４およびネジ付きボルト１０５である。しかしながら、代替的な材料および接続手段は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１に関して実証する本発明の範囲および精神の範囲内にある。

本明細書に記述した詳細は、例示的であり、限定するものではない。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、種々のサイズおよび厚さで作られたＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを有してもよい。任意の所望の組み合わせ、形またはパターンを組み立てることができる。また、建設材料の技術分野における当業者によって十分に理解されるように、材料の全ての実施例は、同様の性質を有する他のプラスチックおよび複合材料で置換されてもよく、依然として、このスーパーＵＰＴブロックシステム１０１の範囲および精神の範囲内にある。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の記述に特有である他の構成部品は、上述の実施形態から明白なように、建設分野における当業者によって追加されてもよい。

（好適な実施形態の実施）
新しいスーパーＵＰＴブロックシステム１０１を上記の実施形態において記述した。装置の実施方法を下記に記述する。上記の説明および本明細書に記述した実施は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の概念を完全に例証するために、統合して考える必要があることに留意されたい。

図７、８および９は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１に対するグリッド配列板１１５のさらなる詳細である。図７は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１のブロック１０２上に、板１０４を正確かつ急速に設置することを可能にする、特別な色付きマーク１１４および／または幾何学的マーク１１４Ｂを有する板を示す。種々の配列を、概略図１１６−１〜１１６−８によって図８および９に示す。境界画定１１４を伴うこれらの８個の構成は、板１０４内でのボルト１０５のネジとの穴の配列が、「自動的に提供される」ために、急速かつ正確に建造されることを可能にする。図９は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１に対する板のマッチアップグリッド１１５配列をさらに詳述する一群の概略図である。個々の構成１１６−１〜１１６−８は、配列グリッド１１５上の特別な境界画定１１４板１０４によってもたらされる種々の角度位置を示す。配列された板１１５は、「鋼板のカーペット」を生成し、カーペットの色は、完璧な穴１０６、１０７配列に整合する。通り穴１０６およびネジ穴１０７は、完璧な４５度位置上にあり、各組は、隣接する組と逆である（例証図を参照）。カーペットコネクタパターン、角度穴（４穴−２つのネジ付き、２つのネジ無し）半面板１０２Ｂ等は、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の図１０Ａ〜１０Ｅプロトタイプ概略図に示す構成を可能にする。この同じマッチアップシステムは、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１を、垂直板１０４での実施において構成することを可能にする。これらの構成は、種々の垂直構成における強度板を有するスーパーＵＰＴブロックシステムのプロトタイプの、図１１Ａ〜１１Ｅにおける概略図に示される。

図１２は、防護壁または強固な壁の構成におけるスーパーＵＰＴブロックシステム１０１の種々の実施例の概略図を示す。標準的な構成は、長手積み１０１Ａである。ソルジャー積み１１８は、ブロックを垂直に積層するが、板１０４が、近接ブロックを簡易に繋ぐために使用されてもよい。二重長手壁１１９は、近接および事実上接触する単一壁１０１Ａによって構成されてもよい。これらの同じ単一壁１０１Ａは、分離されていてもよく、かつ端壁１２０を有してもよい。この構成は、内側が開放されたままでもよく、または材料１２６で充填されてもよい。複数の壁１２１は、２つ以上の単一壁１０１Ａを含むであろう。これらは、特定の周囲に沿って、またはさらに境界もしくは縁に沿って建造される場合がある。「複数の」壁は、開放領域によって分離される。図１３および１４は、付加的な実施を示す。

図１３Ａ〜１３Ｆは、スーパーＵＰＴブロックシステムに対する潜在的な用途であ一般的な構造システムにおける種々の補強柱および梁の概略図を示す。図１３Ａおよび１３Ｂにおいて、橋、陸橋等のための水平な梁構造１２２は、垂直な柱構造１２３によって支持される。図１３Ｃ〜１３Ｆは、腐食または他の外部の力によって劣化した梁および柱を示す。劣化した梁構造１２２Ａおよび劣化した柱１２３Ａは、劣化の程度および残存した構造強度が未知のため、不明確な危険を引き起こす。そのために、本来の設計は、構造により高い安全係数を組み込ませる。この装置建設は、材料、労働力、および時間の追加に起因してより高い費用がかかる。構造１２２Ａおよび１２２Ｂは、未知の構造条件および公衆安全への懸念のために、非難され、撤去されることが多い。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、下記に示すように、この解決に役立つことができる。

図１４Ａ〜１４Ｃは、上述したように、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１を用いて、劣化または損傷した構造を改修する新しい構造および実施例の両方に対する柱および梁の概略図を示す。スーパーＵＰＴブロックシステムは、新しいまたは改修された構造への多大な支持を提供する。ダム、ピア、または建造物の重量を支持するために、重量は、大きな領域にわたって拡散されなければならない。スーパーＵＰＴブロックシステムは、完全なレベルおよび平底で特別に設計される。加えて、全てのブロックは、本質的には、統一体を形成するために、一体に固定される。一例として、プロトタイプＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋは、１２０平方インチの平面−ほぼ正方形の脚部を有する。実施例について続けると、各平方フィート当たり４，０００ポンドのばね定数である土に対して、各ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋは、３，３３３ポンドの重量（４０００ｘ８３％）を支持するであろう。構造の基盤が、３００個のＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを有するのであれば、構造は、１００万ポンド、すなわち５００トンを支持するであろう。この実施例は、ＳｕｐｅｒＳｔｒｏｎｇＢｌｏｋを用いたスーパーＵＰＴブロックシステム１０１の荷重負担能力が極めて高いことを示す。

特に図１４Ａ〜１４Ｃにおいて、新しく、かつ改修された柱および梁への使用の実施例を示す。図１４Ａは、１辺当たり１つおよび半分のブロックを使用するスーパーＵＰＴブロックシステム１０１の小横断面を示す。この比較的小さな柱１３７Ａ、１３９Ａは、開放されている［柱１３７Ａ］（隙間は、チェイスまたは他の用途のためであってもよい）、またはブロックもしくは他の材料１３８で充填されている［柱１３９Ａ］中心を有する。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、依然として、基本的なシステムおよび建設方法として使用される。上部構造は、柱１３７Ａ、１３９Ａによって支持されるソルジャー積層１４０または他の水平構造部材等の別のスーパーＵＰＴブロックシステムであり得る。図１４Ｂは、１辺当たり複数のブロックを使用するスーパーＵＰＴブロックシステム１０１のより大きな横断面を示す。この柱１３７、１３９は、開放されている［柱１３７］（隙間は、他の構造部材、チェイスまたは他の充填１３８用途のためであってもよい）またはブロック充填されている［柱１３９］中心を有する。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１は、それでもなお、建設の基本的なシステムおよび方法として使用される。上部構造は、柱１３７、１３９によって支持される、水平構造部材等の別のスーパーＵＰＴブロックシステムであり得る。図１４Ｃは、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１による周囲の構成を伴う、劣化した柱１３４の簡易な改造を示す。ここで、スーパーＵＰＴブロックシステムは、劣化した部材１３４を包囲し、構造全体に新しい強度を与える。水平の梁または構造１３５付近に、新しい再生された垂直構造から水平構造１３５を接続または支持する手段があるであろう。支持される改造された垂直構造および水平構造からの可動（回転、摺動等）の支持部を相互接続または有するための多くの手段がある。各用途は、改造された構造に極めて特有であってもよいが、それでも、スーパーＵＰＴブロックシステムの使用が適用される。

詳細な部分および操作についての本説明によって、スーパーＵＰＴブロックシステム１０１が、開示した実施形態に限定されないことを理解されたい。スーパーＵＰＴブロックシステム１０１の特徴は、本明細書の精神および範囲内に含まれる種々の変更および同等の構成を包含することが意図される。

Claims (25)

1. ユニット化ポストテンショニング補強を有する高強度組積構造のための建設システムであって、該システムは、
   ａ）耐久性およびアンカーバー設置のための特別な特徴を有する複数のコンクリート組積ユニットであって、各ユニットは、少なくとも１つの小さいキャビティを有し、かつ、該中空キャビティを中に有する最上の平面と最下の平面とを有し、各ユニットの該平面は、本質的に互いに平行である、複数のコンクリート組積ユニットと、
   ｂ）特徴を有する一連のアンカー板であって、各アンカー板は、複数のネジ付き開口部と複数の比較的大きいネジ無し開口部とを有し、第１の板は、該組積ユニットの該中空キャビティを有する該第１の平面に近接して設置され、第２の板は、該組積ユニットの該中空キャビティを有する該最上の上面に近接して設置され、該第１の板および該第２の板は、該整列した開口部によって互いに本質的に平行に設置されることにより、該最上の板の該ネジ無し開口部が、該最下の板の該ネジ付き開口部と整列する、一連のアンカー板と、
   ｃ）緊張材の役割を果たす特徴を有する複数のファスナであって、該特徴は、該アンカー板のそれぞれを、最初に、上方に整列した該板に一体的かつ着脱可能に接続し、もしあれば、次に、該接続された板の間に挿入される該耐久性組積ユニットを有する下側の該板に一体的かつ着脱可能に接続する、手段を有する、複数のファスナと、
   ｄ）該板への該ファスナの該接続手段を容易にする簡便なツールと、
   ｅ）モルタル構造を有する標準的な組積と比較して、同等およびより優れた機能を有する該耐久性組積構造を完成させる一組の種々の付属物であって、それによって、該システムおよび構成部品の組み合わせは、別のユニットに近接して設置された横列および縦列等の種々の構造構成で設置された一連の該コンクリート組積ユニットの、容易に建設される高強度の構造を提供し、該構造は、モルタルおよび組積ユニット構造よりも比較的優れた構造強度を提供するユニット化ポストテンショニング（Ｕｎｉｔｉｚｅｄ Ｐｏｓｔ Ｔｅｎｓｉｏｎｉｎｇ）補強方法を特徴としており、そして、該補強方法は、一般的に設計された入手可能な材料で作られ、該板と組積ユニットとの間に間隙がなく、非熟練工による簡便なツールによって、その構成部品の再利用のために組み立てられ、解体され得る構造を提供する、付属物と
   を備える、システム。
2. 前記構造は、梁であり、それによって、該梁は、鉄筋コンクリートシステムによる組み立てが従来制限されている、建物、橋および他の大型構造物を建設するために使用され得る、請求項１に記載の高強度組積構造。
3. 前記構造は、柱であり、それによって、該柱は、鉄筋コンクリートシステムによる組み立てが従来制限されている、建物、橋および他の大型構造物を建設するために使用され得る、請求項１に記載の高強度組積構造。
4. 前記構造は、凹んだポケットを有する基盤であり、それによって、該基盤は、鉄筋コンクリートシステムでの組み立てが従来制限されている、標識基礎および他の大型構造物を建設するために使用されてもよい、請求項１に記載の高強度組積構造。
5. 前記構造は、互いに近接して設置される１つ以上の壁である、請求項１に記載の高強度組積構造。
6. 前記構造は、平行に設置され、前記壁の隣接する面の間に非充填空間を有する、一連の２つ以上の壁である、請求項１に記載の高強度組積構造。
7. 前記壁の前記隣接する面の間の前記空間は、種々の材料で充填されることが可能である、請求項６に記載の高強度組積構造。
8. 前記導管は、最小の横断面である、請求項１に記載の高強度組積ユニット。
9. 前記ファスナは、一方の端にネジが切られ、反対の端に特別な構成を有し、それによって、該特別な構成は、前記ツールによって該ファスナを回転させ、該ネジが切られた端を前記板に固定するために使用され得る、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
10. 前記ファスナは、金属合金である、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
11. 前記金属合金は、合金鋼である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記合金鋼は、ステンレス鋼である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記合金鋼は、Ｃｏｒ−Ｔｅｎ（登録商標）鋼の同等物である、請求項１１に記載の装置。
14. 前記ファスナは、複合材料で作られている、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
15. 前記ファスナは、被覆される、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
16. 前記板は、複合材料で作られている、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
17. 前記板は、金属合金で作られている、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
18. 前記金属合金は、合金鋼である、請求項１７に記載の装置。
19. 前記合金鋼は、ステンレス鋼である、請求項１８に記載の装置。
20. 前記合金鋼は、Ｃｏｒ−Ｔｅｎ（登録商標）鋼の同等物である、請求項１８に記載の装置。
21. 前記板は、被覆される、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
22. 前記板は、伸展され、Ｌ字形アングルとして構成される、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
23. 前記板は、伸展され、Ｔ字形構造として構成される、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
24. 前記板は、様々な色付き線によって配列のために境界を画定される、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。
25. 前記板は、様々な幾何学的構成によって配列のために境界を画定される、請求項１に記載の高強度組積ユニットシステム。

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