JP2012514706A - 強化耐力構造 - Google Patents

Abstract

コンクリート梁またはスラブの形態の鉄筋コンクリート耐力構造は、コンクリート構造部材および、コンクリート構造部材を通って延びるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）パイプまたはスチール管としての中空要素の膨張を含む。耐力構造はまた、複数のスチール鉄筋および、中空の要素を取り囲むケージのようなスケルトン内に形成されて、コンクリート構造部材を形成するコンクリートに包み込まれるスチールスタンプまたはリベットを含む。代替物の形態において、複数の平行な耐力サポートを有する長さ、幅および厚みを有するコンクリートスラブまたは床は、開示される。一体のサポートは、支持部材を通って延びるケースのような構造によって取り囲まれる中空管を有する床の下で下方へ延びる、矩形または台形の形状を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、強化耐力構造に関し、特に、構造部材またはスラブを通って延びる中空の通路を有する、コンクリート耐力構造部材および／またはスラブに関する。

桁、梁およびスラブのような鉄筋コンクリート部材は、近代的建築物において共通して使われる。例えば、鉄骨鉄筋コンクリートの概して厚み１０〜５０センチメートルの水平スラブは、建築物用の床構造を建設するために頻繁に用いられる。多くの工業的建築物において、基礎で支えられる厚いコンクリートスラブは、建築物の１階の床構造を建設するために用いられる。

それらを通って延びる中空の通路を有する、コンクリートの梁、桁およびスラブの使用もまた、知られている。例えば、米国特許第２，９３８，２５５号は、重量を減らすために長手方向の通路を有する梁を製造する方法を開示する。中空の鉄筋コンクリート床構造を提供する、より最近の装置は、ブロイニングの米国特許第５，３９６，７４７号において開示される。ブロイニングの開示は、より高い強度および剛性（より少ない材料の量）を得るために、そして、曲げ力、剪断力および変形の間のバランスを得るために、そして、セメントの量を減らすために、「二次元構造」を有する平面中空の鉄筋コンクリート床スラブを利用する。

より最近のコンクリートの床システムおよび、床コンポーネントの作成方法は、クラークらの米国特許第７，０２４，８３１号に記述される。そこにおいて開示されるように、コンクリートの床システムは、重量を軽減するための、かつ、それを通してテンションケーブルを受け入れるための、中空コンクリートブロックから成り立つ複数の平行なコンクリート梁を含む。ケーブルの反対の端部は、各中空梁の奥まった端部の内側で、エンドプレート上に保持される。梁の端部は、次に、基礎構造壁の側部の内側に据え付けるのに適している。各平行な梁の上部部分は、複数の角張った形状の床パネルを受け入れるように適応できる。床パネルは、次に、梁の上部部分に連結する。

上記にもかかわらず、本発明による改良された鉄筋コンクリート耐力構造に対する必要性および潜在的商業市場は、現在信じられている。中空部分の量は、別々の形状および材料（例えば発泡スチロール（Ｓｔｙｒｏｆｏａｍ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）パイプおよびスチール管）を用いることにより特定の用途のために注文して作ることが可能であるから、この種の構造に対する潜在市場は、なければならない。例えば、材料のタイプおよび形状は、梁の荷重、スパンおよび深さに応じて変化する。梁の深さが制限される場合には、梁の支持力を増加させるスチールパイプまたは管を使用することは適切でもよい。

本発明による改良された強化耐力構造は、中空領域に起因してコンクリート部材の重量を減らして、これにより、重量に起因する曲げ運動を減らすことができる、という効果とともに用いられることも可能である。これはまた、セメントおよびスチール補強の減少を意味する。そして、たわみの減少に導く挿入パイプまたは管に対しての付加的な慣性モーメントに起因して、部材に対しての慣性モーメントを増加させることを意味する。パイプまたは管は、曲げモーメントの一部を支えて、そしてこれは、パイプの材料および厚みに依存する。このアプローチを適用する結果は、より少ないスラグ重量、より少ないスチール補強およびより少ないコストを提供する。さらに、本発明によるシステムは、梁の落下（ｄｒｏｐ）を除去して、そして、スラブを準備する前にパイプ上に補強スチールを準備して固定することを可能にする。これは、作業者にとっての時間およびコストを減らす。

本発明による強化耐力構造は、外側の長手方向に延びるコンクリートの耐力構造部材、および外側の長手方向に延びる耐力構造部材で包み込まれた内側の長手方向に延びる中空の要素を含む。複数の鉄筋は、外側の長手方向に延びるコンクリートの耐力構造部材を通って延びる。そして、複数のあばら筋は、内側の長手方向に延びる中空の要素に沿って、かつ前記要素のまわりで長手方向に間隔を置かれる。複数のあばら筋は、鉄筋と接触して、そして外側の長手方向に延びる耐力構造部材のセメントまたはコンクリートによって包み込まれる。

本発明の好ましい実施形態において、強化耐力構造は、中空の要素から間隔を置いて配置される、ケージのような構造を形成するように、それらの接触点で互いに溶接されるスチール製鉄筋およびスチール製あばら筋を含む。

本発明は、ここで、以下の図と関連して記述される。そこにおいて、同様の参照数字は同様のパーツを示すために用いられる。

図１は、本発明の第１実施形態によるコンクリート梁の断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態において用いられているように、鉄筋およびスチール製あばら筋を含む補強の斜視図である； 図３は、本発明の第２実施形態によるコンクリート梁の断面図である。 図４は、本発明の第３実施形態によるコンクリート梁の断面図である。 図５は、本発明の第４実施態様によるコンクリート梁の断面図である。 図６は、本発明の第５実施形態によるコンクリートスラブまたは床構造の断面図である。

本発明の第１実施形態は、図１、２と関連して記述される。図示するように、長手方向に延びるコンクリート梁２０は、その長さに沿って梁２０を通って延びるパイプまたは管２３によって定義される長手方向に延びる通路２２を含む。梁２０はまた、管２３を囲んで、そしてそれと接触する多くのコンクリート２４を含む。図示するように、梁２０は、一般に矩形の断面を有するが、しかし、特定の用途に対して別の形状を用いてよい。

本発明の好ましい実施形態において、複数の鉄筋（ｓｔｅｅｌ ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ ｒｏｄ）２６は、梁２０の長さに沿って延びる。例えば、３本の長手方向に延びる鉄筋２６は、梁２０の下側に提供され、そして、２本の鉄筋２６は、その上側に提供される。図２においてより明らかに図示するように、複数のスチール製あばら筋（ｓｔｉｒｒｕｐ）２８すなわちリングは、梁２０の長さに沿って離間されて、そして一部のコンクリート２４によってパイプまたは管２３から離隔される。図２に示すように、鉄筋およびスチール製あばら筋は、ケージまたはスケルトンを形成するために、それらの接触点で互いに溶接される。

本発明の第２実施形態は、図３において図示されて、そして本発明の第１実施形態と同様である。例えば、コンクリート梁２０は、一般に矩形の断面、および中空の通路（例えば梁２０の長さを通って延びるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）パイプ２３）を有する。しかしながら、本発明の本実施形態において、スチール製あばら筋（ｓｔｉｒｒｕｐ）３８は、本発明の第１実施形態における円形のあばら筋２８とは対照的に、矩形の形状を有する。本発明の第２実施形態はまた、梁２０の上部に配置される２本の鉄筋、およびその下部に配置される３本の鉄筋を有する、長手方向に延びる５本の鉄筋２６を含む。図示するように、鉄筋２６は、矩形のリングすなわちあばら筋３８の各角に１本ずつ配置されて、そして、残りの１本の鉄筋２６は、下部における他の２本の鉄筋２６の間の底部に配置される。

図４は、本発明の第３実施形態を示す。そこにおいて、梁２０は、一般に矩形の形状を有し、本発明の第２実施形態と同様に、そして第２実施形態のように位置決めされる、矩形の形状のリングすなわちあばら筋３８、および、あばら筋３８にそれらの接触点で溶接される複数の長手方向に延びる鉄筋２６を有する。本発明の第２実施形態と第３実施形態との違いは、長手方向に延びる中空の通路３２において存在する。中空の通路３２は、本発明の第１および第２の実施形態におけるポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）パイプとは対照的に、一般に矩形の形状の断面を有するスチール管３８によって定義される。

本発明の第４実施態様は、図５に示される。そこにおいて、梁２０は、本発明の第３実施形態と基本的に同様である。しかしながら、本発明の第４実施態様において、中空の通路は、プラスチックパイプ２２またはスチール管３３によって定義されて、そして、矩形または丸い発泡スチロール（Ｓｔｙｒｏｆｏａｍ）、ポリスチレンフォームエレメント（ｐｏｌｙ ｓｔｙｒｅｎｅ ｆｏａｍ ｅｌｅｍｅｎｔ）のような長手方向に延びる軽量立体構造物４２と置き換えられる。

本発明の第５実施形態による鉄筋コンクリートスラブは、図６に示される。コンクリートスラブ５０は、第１の厚みを有するコンクリートベース５２すなわち床を定義する。図示するように、床またはベース５２は、当業者に十分理解されるように、従来の方法で分散する多くの鉄筋５４を含んでよい。スラブ５０はまた、複数の平行な一体の支持部材６０を含む。図示するように、支持部材６０は、コンクリートベースまたは床５２の下で下方へ延びて、床の厚みの約２倍の厚みを有する。

支持部材６０の各々内側は、中空のポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）パイプによって定義されるように、長手方向に延びる中空の通路２２を含む。図示するように、支持部材６０は、本発明の第２実施形態の構造を含む。より具体的には、支持部材６０の各々は、複数の長手方向に延びる鉄筋２６、矩形の形状のリングすなわちあばら筋３８、およびプラスチックパイプ２３によって定義される中空の通路２２を含む。床５２および支持部材６０を含むコンクリートスラブ５０は、プラスチックまたは木製の型６５において形成されて、そして基礎６６（例えばスチール桁）上に置く。

本発明がその好ましい実施形態と関連して記述されたが、改変と変更態様が添付の請求の範囲の範囲内において作成されてよいと認識されなければならない。

Claims (14)

1. 強化耐力構造であって：
   外側の長手方向に延びるコンクリートの耐力構造部材、および前記外側の長手方向に延びる耐力構造部材で包み込まれた内側の長手方向に延びる中空の要素；
   前記外側の長手方向に延びるコンクリートの耐力構造部材を通って延びる複数の鉄筋；および、
   前記内側の長手方向に延びる中空の要素に沿って、かつ前記要素のまわりで長手方向に間隔を置かれて、前記鉄筋と接触して、そして前記外側の長手方向に延びる耐力構造部材によって包み込まれる、複数のあばら筋；
   を含む強化耐力構造。
2. 前記鉄筋および前記あばら筋は、金属である、請求項１に記載の強化耐力構造。
3. 前記鉄筋および前記あばら筋は、スチール製である、請求項２に記載の強化耐力構造。
4. 前記複数の鉄筋および前記あばら筋は、それらの接触点で互いに結合される、請求項２に記載の強化耐力構造。
5. 前記鉄筋および前記あばら筋は、それらの接触点で互いに溶接される、請求項４に記載の強化耐力構造。
6. 前記外側の長手方向に延びるコンクリートの耐力構造部材は、矩形の断面を有する、請求項４に記載の強化耐力構造。
7. 前記内側の長手方向に延びる中空の要素は、スチール管を含む、請求項５に記載の強化耐力構造。
8. 前記内側の長手方向に延びる中空の要素は、プラスチックパイプである、請求項５に記載の強化耐力構造。
9. 鉄筋コンクリートスラブであって：
   長さ、幅および厚みを有するコンクリート床、ならびに、前記床を第１の方向にわたって連続し、かつ、そこから前記床の厚みよりも大きい厚みで下方へ延びる、複数の平行な一体の支持部材または梁であって、前記支持部材の各々は、外側の長手方向に延びる耐力構造部材、および前記一体の支持部材で包み込まれた内側の長手方向に延びる中空の要素を含む、前記一体の支持部材または梁；および、
   前記支持部材を通って延びる複数の長手方向に延びる鉄筋、および、前記内側の長手方向に延びる中空の要素に沿って、前記中空の要素のまわりで長手方向に間隔を置かれて、前記鉄筋と接触して、そして前記支持部材の内部に包み込まれる、複数のあばら筋；
   を含む鉄筋コンクリートスラブ。
10. 鉄筋コンクリートスラブであって：
    長さ、幅および厚みを有するコンクリート床、ならびに、前記床の下を第１の方向にわたって連続し、かつ、そこから前記床の厚みの約２倍に等しい厚みで下方へ延びる、複数の平行な一体の支持部材または梁であって、前記支持部材の各々は、前記支持部材で包み込まれた内側の長手方向に延びる中空の要素を含む、前記一体の支持部材または梁；および、
    平面床部における第１の複数のスチール鉄筋、および前記支持部材を通って長手方向に延びる第２の複数のスチール鉄筋、ならびに、前記中空の要素に沿って長手方向に間隔を置いて、かつ前記中空の要素を取り囲む複数のあばら筋であって、前記あばら筋の各々は、前記中空の要素のまわりでケージのような構造を形成するために前記第２の複数のスチール鉄筋と接触してかつ溶接される、前記複数のあばら筋；
    を備える鉄筋コンクリートスラブ。
11. 前記中空の要素は、プラスチックパイプである、請求項１０に記載の鉄筋コンクリートスラブ。
12. 前記中空の要素は、スチール管である、請求項１０に記載の鉄筋コンクリートスラブ。
13. 前記中空の要素は、矩形の断面を有する、請求項１２に記載の鉄筋コンクリートスラブ。
14. 前記中空の要素は、プラスチックフォームで満たされる、請求項１０に記載の鉄筋コンクリートスラブ。

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