JP2018520285A - 組み立て式柱と梁タイプの建設 - Google Patents

Abstract

柱−梁タイプの建物構造の進歩した組み立てを行なう建設のシステムは、このタイプの建設の工業化をもたらすプレハブ施工である。同じ技術的条件でこの達成を可能にする主な開発とは、従来のシステムによるよりも良い状態でも、縦と同じぐらい横へのブレース（補強材）の大規模な使用である。このような建物システムは、高い地震リスクエリアにとって特別な興味がある。なぜなら建物は、軽量で、構造的に自給的な単位で構成され、大きく三角形分割されて、それゆえ、変形可能で、すべてが比較的穏当なコストだからである。

Description

この発明は、木材、コンクリートあるいは他の資材からなる、組み立て式の柱および梁の建設タイプに関連するものである。

別個の柱および梁から作られている建物はまれである。なぜなら、鉄筋およびコンクリート打設では、できるだけたくさん、それぞれのフロアで縦と横を連結させることが、より有利であるからである。
一方で、木製の建築分野では、別個の柱と梁の広範囲に渡った使用が見られる。それらは種々の金属付属品により組み立てられるように、常に事前に製作され、建設現場に輸送される。

第一に、縦と横のブレース（補強材）のシステムによって、そして第二に、それらの交差点において鉄筋コンクリートジャンクション（コンクリート接合）により、建設現場にて組み立てられる、及び工場で事前製作される柱と梁の使用を含む、木材、鉄筋コンクリートあるいは他の資材から作られている建物の建設テクニックに、この発明は関連している。

柱と梁が、固定されるとすぐに、それらの最終位置でしっかりとそれらを保つブレース（補強材）によって、中心的役割を果たす。周辺接続と呼ばれる接続は、当該柱と梁の交差点でなされる中央の接続（セントラルリンクともいう）から区別する。

ネジ山付きロッドは、柱と梁に、ブレース（補強材）を組み立てるのに最も適切である。

セントラルジャンクション（中央接合ともいう）は、それ自身現場で鋳造（打設の意味）されえ、その結果、我々は、部分的なプレハブ施工をもち、又は、組み立て式につくられえ、その結果、我々得は、完全なプレハブ施工をもつ。

ブレースと柱や梁の間の接触表面は、特別規定もなくシンプルでありうる。この場合、もし柱と梁から作られるアングルを開く若しくは閉じる傾向がある力が生じるならば、この力の動きに対して、ブレース自身が反発して、その役割を果たすだろう。

しかし、ブレースが柱または梁に沿って摺動するのを妨ぐために、製作されたねじ山付きロッドは、せん断力の対象となり、それに応じた、優れたセクションでなければならない。この問題を解決するために、ブレース等の終わりにウェッジ（楔ともいう）が付いている、柱や梁の切り込み、接触表面などに、種々のアスペリティ（隆起）が供給される。

ある力が、柱と梁の間の角度を変更させる傾向がある場合に、このようなシステムは、柱あるいは梁に沿ったブレースの摺動のいかなるリスクも防ぐ。外側の切り込みは、当該角度の閉鎖を防ぎ、内側の切り込みは、その開放を防ぐ。効率のために、内側の切り込みは外側の切り込みより長く、そして、柱あるいは梁の軸と鋭角を形成しえる。

組み立て式に作られたエレメント、例えば柱、梁、ブレース、ジャンクションブロック、の間のどんなスペースも防ぎ、減らし、除くために、さらに、当該エレメントの間のある一定の接続を達成するために、、例えばセメントモルタルの形式にあるシールが、該エレメントの交差において適用される。
ボルト、ピン、びょう、くぎ、など補強材の数や傾き、それらを柱または梁に固定する数またはタイプに制限はない。
それは以下に説明する、ブロックジャンクション（ブロック接合ともいう）と柱と梁の終端間の接続でも同じである。

部分的なプレハブ施工 （現場にて接合部へのコンクリート注ぎ込み）
梁は、ジャンクションに入るスターティングバーと共に、工場にて事前製作される。
柱は、そのインストール時に現場でコンクリートを注ぎ込まれるスターティングバーと、およそ２０センチのゾーンをもつ底部に提供される。

該柱のトップは、一方で、接合部の一部となり、他方で、上層階の柱の次の接合組立のためのスターティングバーとして役立つ、十分な長さのスターティングバーと共に、提供される。

柱と梁は、水平そして垂直の方向で（各々水平支え、垂直支えともいう）、しっかりとブレースにより、それらの最終位置で保持される。前記柱と梁の端は、ジャンクションへのコンクリート注ぎ込み用に型枠を形成している。

それらに付加するブレースに梁を位置づける際、柱のサイドトップに取り外し可能な中間支持体を最初に固定することが有用であり、その上に、当該梁が支えられ、前記梁上にブレースを調節し固定することを容易にする。

現場で注ぎ込まれるコンクリート量が減らされる限りにおいて、我々は非常に多量のコンクリートを使用でき、通常の重複に代わってジャンクションで鉄筋を溶接などすることができる。

建設において、ノード（交差）は、柱と隣接する梁のスターティングバーを多く入れる。建設が実行されている場合では、その剛性と狭い空間を共有する必要があるので、それらの位置づけが問題となることがある。この問題に対処するために、ジャンクションの接合部鉄筋は、完全にまたは部分的に事前製作加工される。適切に溶接された、金属フレームの形態を取ることもできる。

そのジャンクションに入る補強材がプレハブ施工されている柱と梁は、細切れのスターティングバーで供給され、ジャンクションの組み立て加工された鉄筋に溶接される。

完全なプレハブ施工 （組み立て式ジャンクションブロック）
当該ノードに隣接した柱や梁があるとき、同じぐらい多くのブランチを持つジャンクションブロックは、工場にて事前に製作される。当該ジャンクションブロックのブランチは、ノードに隣接している柱と梁の終端にしっかり接続している。ブロックと柱あるいは梁の間の接続表面は、斜線つまり鋭い傾斜、直線、破線つまり階段状に沿ってカットされうる。

ジャンクションブロックとジャンクションに隣接している柱と梁の端は、それらに高い機械的強度を保証するために作られる：すなわち、追加の鉄筋と最大量のコンクリートである。

接続表面は、接続された物の相対的な動きを妨げるために、深い轍または他のアスペリティを有する。ねじ山付きロッドが、ジャンクションブロックに、柱と梁を締めるための最も適切な方法である。

一方では、プレハブ施工ジャンクションブロックのブランチの長さを増やすことによる柱と梁への縦方向において、そして他方では、サイドブランチの幅を増やすことによる柱と梁と直交する方向で、接続表面の増加によりこれらのエレメントの間の接続の力を改善することができる。

後ケースでは、組み立て式のジャンクションブロックが、柱と梁だけではなく、壁や床の隣接したコーナーも、切ることによって、建物から切り取られたかのようになる。

そのために、ノードに隣接している柱と梁の終端は、寸法（dimensions)とジャンクションブロックの傾斜に合わせるためにＴの形態をとる。

ジャンクションブロックの各部の厚さは、それがつながるであろう柱と梁の終端の厚さを考慮に入れなくてはならない、なぜなら全体の厚さは、柱と梁の厚さ、例えば２００ミリ、とあまりにも異なってはならないからである。

このように、柱または梁のどちらかの端に付加されている末端ブロックの中央部は、柱と梁の厚さ、この例では２００ミリ、を保持している。

柱または梁の唯一の終端に接触しているジャンクションブロックのエリアは、この例ではおよそ１０センチの厚さで、つまり建物構造の厚さの半分である。同じことが、必要な改良を加えて、２つの終端に接触しているジャンクションブロックのエリアに適用される。

当然、柱あるいは梁の終端の厚さは、我々の例では、２００ミリの全体の厚さがあるので、他の終端の厚さと接続するジャンクションブロックのブランチ（枝状物ともいう）の厚さを考慮に入れなくてはならない。

木造建築の場合
通常、柱と梁の間の接続は、一般的に、種々の金属の備品を使ってなされる。けれども本発明では、ジャンクションは鉄筋コンクリートで作られている。
それは当該のジャンクションの実現に関与するスターティングバーを有するために、柱と梁の終わりにおいて、鉄筋をしっかりと固定している。

本発明はまた、木製の柱と梁に、安全に木製のブレースを取り付けるためにクロスネイリング（交差釘打ち）の利点を用いる。
集中的な釘打ちによって、割れたり壊れたりするエリアは、圧縮備品で囲まれている。
これはまた、釘に働く圧力を減少させ接続の力を改善するといった結果をもたらすだろう。

図１/２０は、基礎セクションと建設中の建物の底部リング梁（２）を表している。建物の最初の階、または地上階の柱の据え付けとしてのスターティングバー（３）、建物基礎（１）、底部リング梁（２）とを区別している。 図２/２０は、部分的なプレハブ施工の場合に組み立てられる柱のセクションを表している。組み立てられる柱の事前製作されたエリア（４）と工事現場でコンクリートが注ぎこまれる柱のエリアのスターティングバー（５）を区別している。 図３/２０は、底部リング梁の上に固定された柱を表している。基礎から若しくはより低い階からのスターティングバーと、柱や梁にブレースを取り付けるねじ山付きロッド（７）と同様に、柱（５）やブレース（６）からのものを区別している。 図４/２０は、その底部リング梁とのジャンクションがすでにコンクリート打設されている、つまりジャンクションが終了している状態の柱を示している。 図５/２０は、上部リング梁を形成するために固定された梁を表している。左の梁のスターティングバー、右の梁のもの及び柱の終端トップのもの、によって構成されるジャンクションの補強材（９）と同様に梁（８）を識別している。 図６/２０は、前の図と同様のエレメントを示しているが、コンクリートがジャンクション中に注がれた後、つまりジャンクションが終了している状態である。 図７/２０は現場での注ぎこまれたエリアが強調されている建設ノード（交差）におけるジャンクションの全セットのセクションビューである。 図８/２０は、完全なプレハブ施工の場合でのノード（交差）に隣接している柱と梁のジャンクションのための組み立て式ジャンクションブロックを表している。事前製作されたロッドが通るプレホール（１０）と同様に、２本の柱のジャンクションのための２つのブランチと２本の梁のジャンクションのための２つのブランチを区別している。 図９/２０は、すでに柱に固定されたジャンクションブロックを表している。事前製作されたロッド（棒）（１１）とブロックに固定されるうる２本の梁（１２）を区別している。 図１０/２０は、拡大されたジャンクションブロックを表している。隣接した壁と床のコーナーに拡大されたジャンクションブロックのエリア（１３）を区別している。 図１１/２０は、すでに柱に固定された拡大されたジャンクションブロックを表している。３つの事前製作されたロッド（１１）とブロック上に固定されることを待っている２本の梁（１２）を区別している。 図１２/２０はジャンクション梁-ブレースのセクションを表している。接続エリアでの特別規定はとられていない。もし柱と梁から作られるアングルを開くか、閉じる傾向がある力が存在すると、この動きに対してブレース自身が反発することによって、その役割を果たす。組み立てるねじ山付きロッドは、それに応じてせん断力の適用を受け、優れたセクションとなる。 図１３/２０は、同じジャンクション梁-ブレースのセクションを示している。ブレースが梁に沿って摺動することができ、事前製作されたロッドが剪断力をもたらすのを避けるために、ブレースの端に供給されたウェッジを受け取るよう、梁に切り込みが施されている。 図１４/２０は、同じジャンクション梁-ブレースのセクションを表しており、そこで内側の切り込みは外のものより長い。 図１５/２０は、同じジャンクション梁-ブレースのセクションを表しており、そこで柱または梁に供給された切り込みは鋭角である。 図１６/２０は、建設のためのジャンクションモデルのセクションビューを表している。柱（４）、梁（８）、ブレース（６）とジャンクション補強材（９）を識別できる。 図１７/２０は、ジャンクションの組み立て式補強のセクションビューを表している。ジャンクション組み立て式補強材（１４）を識別できる。 図１８/２０は、組み立て式補強材が固定される前の建設ノード（交差）のモデルのセクションビューを表している。柱（４）、梁（８）と取り外し可能な中間支持体（１５）を識別できる。 図１９/２０は、組み立て式補強材での梁端の細部を表している。組み立て式補強材が溶接されるスターティングバーの終わり（１６）と同様に梁（８）を識別している。 図２０/２０は、組み立て式補強材がどのように梁に接続しているかを示している。梁（８）と組み立て式補強材（１４）を識別できる。

発明を実行するための、最も良い様式を下記に示す。
1) すべての柱、梁とブレースの工場での事前製作。
柱と梁（８）の端に、組み立て式補強材が溶接される長さおよそ４センチの短いスターティングバー（１６）を提供している（図１９/２０）。
一方、一番下の終端に長さおよそ２０センチのスターティングバー（５）と上端に長さおよそ４０センチのスターティングバーのついた柱（４）を提供している（図２/２０）。

2) 鉄筋コンクリート建物のためのクラシックな基礎の建設。
将来の柱を結ぶためにスターティングバーが提供されている（図１/２０）。

3) 建物の最初の階の柱の設置。
柱のスターティングバー（５）が基礎に供給されたものと交差する。
柱は当該の柱を底部リング梁に接続しているブレース（６）によってまっすぐ保たれる（図３/２０）。
底部リング梁の梁に結合する横のブレース（補強材）が固定される。柱の垂直性の位置決めの後に、型枠が固定されて、コンクリートが柱のこのエリアに注ぎ込まれる。柱と梁がしっかりとブレース（６）によってそれらの最終の位置で保持されるように、コンクリートがジャンクションに注ぎ込まれたすぐ後、または当該注ぎ込み前でも、建築工事を実行出来る。

4) 建設レベルの上部リング梁を形成する梁の固定。
この目的で、取り外し可能な中間支持体が柱（４）、そして次に梁（８）、そして次にブレース（補強材）の側方上端に固定される（図１８/２０）。縦と横のブレース（補強材）が固定された後、取り外し可能な中間支持体（１５）が取り除かれ、そして建築工事を継続できる。

5) ジャンクションのために組み立て式補強材を固定すること。
組み立て式補強材（１４）は柱と梁（８）のスターティングバーに溶接される（図２０/２０）。必要である場合は、柱と梁の端が型枠を形成し、次にコンクリートが接合部に注ぎ込まれる（打設）ことを念頭に置き、２あるいは３本のみの梁を持ったノード（交差）において、型枠が実行される。

6) 床が作られ、そして次のフロアのそれ以上の建設のためにステップ３が始まる。
構造物全体の建設の終わりに、すべてのために一度にコンクリートをジャンクションに注ぎ込むことが可能であることも指摘されるべきである。

本発明の主要な目的は、当該のプレハブ施工がこのタイプの建設の工業化をもたらすという状態で、柱−梁建設タイプのための構造の事前組み立て式を進展させることである。同じ技術的条件でこの達成を可能にする主な展開は、従来のシステムによるよりも良い状態でも、縦と同じぐらい横へのブレース（補強材ともいう）の大規模な使用である。

それらは一方で柱と梁を、他方でその間の梁を結ぶ強い末端のジャンクションを意味する。

柱と梁の間の交差点に位置付けられるセントラルジャンクション（中央接合ともいう）は、現場で行なわれるか、あるいは事前製作されるので、工業化されるか、または少なくとも高く標準化され得る。

セントラルジャンクションが、ジャンクションブロックとして工場にて事前に製作される若しくは現場にてコンクリート打設されると、利益、つまり、生産の標準化、実行の質とスピード、コスト削減と建設時間に応じて、すべてが実際には工場で行われる。さらに、縦と横の負荷に対する同じ抵抗のため、モジュール式の構造のようなこの格子は従来の構造より軽いので、建物の重量も減少する。

該システムの主な制約は、れんがやすべての種類のブロックのような壁の建設での伝統的な材料の使用を妨げる若しくは減らす、ブレース（補強材）が、より大きい効率で、軸壁を占めるということである。

しかし、このことは、デベロッパーを、現在の木造建設に使用されているパネルのような、このタイプの構造のために適した壁を採用するように、駆り立てるだろう。

最終的にこの制約は、軽量の壁の使用に起因して、軽量化、コストおよび建設の実現スピードの点で、乗算の効果を説明することさえできる多数の追加の利点によって広く相殺される。

このような建物システムは、高い地震リスクエリアにとって特別な興味がある。なぜなら建物は、軽量で、構造的に自給的な単位で構成され、大きく三角形分割されて、それゆえ、変形可能で、すべてが比較的穏当なコストだからである。

Claims (8)

1. 組み立て式の柱および梁の建物構造タイプであって、それらは、木製、鉄筋コンクリートあるいは他の資材でもあり、モジュール式かつ体系的な柱と梁の組み立て式によって特徴づけられ、それらの接続は、一方で、縦と横のブレース（補強材ともいう）システムによって、他方で、その交差点で鉄筋コンクリートジャンクション（接合ともいう）によって、工事現場にて、実行され、それらを支える構造ノード（交差ともいう）にしっかりと接着することを確実にするために、柱の下端は、現場で、コンクリート鋳造され、そして後者は、基礎または下階の建設時に認識される、組み立て式の柱および梁の建物構造タイプ。
2. 請求項１に記載の構造の建設テクニックであって、接合部が、現場では実現されていないが、柱と梁の端部が接続される接続ブロックの形態で工場にて事前に製作されている、テクニック。
3. 請求項１に記載の構造の建設のためのシステムであって、前記連結ブロックは壁及び床の隣接コーナーに拡大され、前記柱及び梁の端部も連結ブロックに嵌合するように拡大されていることを特徴とする、システム。
4. 請求項１に記載の構造の建設のためのシステムであって、ジャンクション（接合ともいう）補強材は、柱や梁から分かれて組み立てられ、溶接された金属フレームのフォームの下で作られ、補強材は、建設現場において、柱および/または梁の補強材端部に溶接されることを目的とする、システム。
5. 請求項１または請求項４に記載の建設のためのシステムであって。ブレース（補強材ともいう）がそれらに固定されている間に梁を支持するため、柱のトップにて移動可能な暫定サポートが配置される、システム。
6. 請求項１〜５のいずれか一に記載の建設のためのシステムであって。さまざまな組み立て式エレメント間のスペースを減らすか、あるいは排除することだけではなく、それらを接着させることにおいても貢献するためのジョイントの使用によって、例えば、セメントモルタルの形態の下、特徴付けられる、システム。
7. 請求項１〜６のいずれか一に記載の建設のためのシステムであって、柱、梁とブレースが刻み目、くさびやラグのような、滑り止め装置と共に供給されている、システム。
8. 木造建設のための請求項１〜７のいずれか一に記載の建設テクニックであって、連続した集中的な釘打ちに割れたり壊れたりする危険性が高いエレメントに対するコンテンション金属装置の使用により特徴付けられる、テクニック。