JP5323854B2 - 軽量耐荷重構造物 - Google Patents
軽量耐荷重構造物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5323854B2 JP5323854B2 JP2010534493A JP2010534493A JP5323854B2 JP 5323854 B2 JP5323854 B2 JP 5323854B2 JP 2010534493 A JP2010534493 A JP 2010534493A JP 2010534493 A JP2010534493 A JP 2010534493A JP 5323854 B2 JP5323854 B2 JP 5323854B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- concrete
- compression
- bearing structure
- load
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 119
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 119
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 91
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 238000009415 formwork Methods 0.000 claims description 16
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 claims description 15
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 11
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 6
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 5
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 5
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011372 high-strength concrete Substances 0.000 description 19
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 3
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000011513 prestressed concrete Substances 0.000 description 2
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 238000000418 atomic force spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 210000002435 tendon Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C3/00—Structural elongated elements designed for load-supporting
- E04C3/02—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces
- E04C3/20—Joists; Girders, trusses, or trusslike structures, e.g. prefabricated; Lintels; Transoms; Braces of concrete or other stone-like material, e.g. with reinforcements or tensioning members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/008—Producing shaped prefabricated articles from the material made from two or more materials having different characteristics or properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B19/00—Machines or methods for applying the material to surfaces to form a permanent layer thereon
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/044—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres of concrete
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E04—BUILDING
- E04C—STRUCTURAL ELEMENTS; BUILDING MATERIALS
- E04C2/00—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels
- E04C2/02—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials
- E04C2/04—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres
- E04C2/06—Building elements of relatively thin form for the construction of parts of buildings, e.g. sheet materials, slabs, or panels characterised by specified materials of concrete or other stone-like material; of asbestos cement; of cement and other mineral fibres reinforced
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Architecture (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Rod-Shaped Construction Members (AREA)
- Reinforcement Elements For Buildings (AREA)
- Panels For Use In Building Construction (AREA)
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
Description
この発明は、強力なコンクリートと、この強力なコンクリートと比較して強度が弱いコンクリートとを備えた軽量耐荷重構造物(light-weight load-bearing structures)に関し、更に、強力なコンクリートと、この強力なコンクリートと比較して強度が弱いコンクリートを備えた軽量耐荷重構造物の注型方法に関する。
従来、最少構造（minimal structure）が大規模な橋を造るために適用されてきたが、ビルデイングやホールにおいて見られる様に、中型や小型サイズ(size)の構造物のために、最少構造（minimum structure）を実際に適用するのは、高価であり、このため不可能であることが判明した。
強度が高く、かつ低重量のビルデイング構造物を造るための別の解決策が長く試みられて来た。
１つの周知の方法は、鉄筋コンクリート構造物に、引張応力(tension)とせん断応力を受け持つための棒(rods)、ワイヤ(wires)又は鋼の形材 (profiles)を適用することによって、コンクリートを強化することである。
他の方法は、熱間圧延(hot rolled)鋼の形材 (profiles)とコンクリートを組み合わせて複合構造物とする方法や、引張応力層(tension layers)の中に鋼製鉄筋を備えるか又は引張応力層(tension layers)としての鋼製板(plates)を備える“サンドウィッチスラブ (sandwich slabs)”を造る方法である。
国際公開第88/08907号パンフレットによれば、建設要素は、強度の高いコンクリートかセラミック材料製のロッド(rod)を指すものとして知られており、ワイヤ(wire)又は棒(bar)に圧縮応力（プレストレス：prestressed)を与え、一方、その材料は、圧縮応力が与えられたワイヤ又は棒の周りに注型される。
このロッドは、典型的には、６０ｍの長さの製造ライン上で、連続的に注型される。ロッドを注型した後で、圧縮応力が与えられたワイヤ又は棒は切断され、ロッドは圧縮状態で荷重される。このため、このロッドを有するコンクリートは、圧縮応力が与えられることにより圧縮される。
このロッドは、典型的には、６０ｍの長さの製造ライン上で、連続的に注型される。ロッドを注型した後で、圧縮応力が与えられたワイヤ又は棒は切断され、ロッドは圧縮状態で荷重される。このため、このロッドを有するコンクリートは、圧縮応力が与えられることにより圧縮される。
これらの方法は、鉄筋コンクリートの要素にある引張ゾーン(zones)のために鉄筋(reinforcing bars)や形材 (profiles)を適用することを取り扱う。
しかし、形材は、真っ直ぐか平面であって、これらのどの方法も圧縮ゾーン(compression zones)の最も望ましい設計とはならない。
強度の高いコンクリートを利用することも可能ではある。しかし、強度の高いコンクリート製の圧縮される横断面は大きい横断面である必要があり、このため、安定であるためには重量があることが必要とされる。
強度の高いコンクリート製の柱(pillar)は、柱の横断面がかなり大きくない限り、圧力が柱の両端に加わった際に、柱が側部に歪むか曲がる傾向がある。
このような柱が圧力を両端に受けて圧縮した場合には、柱の長手方向と直行する方向に柱の移動が発生する。仮に、このような柱の直行移動が増すと、柱の安定性への衝撃となる。
強度の高いコンクリートを利用することに対する他の欠点は、３７４℃に近い温度で破砕する傾向があることである。
モーメント曲線(moment curves)に追従できる高価な型枠(moulds)により造られた圧縮アーチを備えた橋に、さらに、最少構造が適用され、これに対して、アーチかその上の柱の下部に引張応力棒(tension bars)によって荷重が加えられる。
鋼弦コンクリート(プレストレス・コンクリート：prestressed concrete)構造物は、産業及び通商用プレハブ(prefabricated)ホールにおける長いスパン(spans)のための、例えば、ＴＴ梁(TT beams)に対して適用される。これらの梁は最も望ましいものではない。超軽量構造であれば、荷重構造物の構造や自由スパンの長さを重視することに関し、相当、パフォーマンス(performance)を改良できる。
プレストレッシング・ケーブルの経路が負荷の変動に追従する場所に、鋼弦コンクリートは適用される。このようにして引張ゾーン(tension zone)は最適化されるが、圧縮ゾーンはそうではない。圧縮ゾーンは、プレストレス構造を適用することにより減少するので、このことは、全体の横断面が圧縮され、このため、破砕しなくなる。従って、剛性(stiffness)と安定性(stabilisation)に寄与することを意味する。しかし、それでも、圧縮ゾーンは、それ自体が安定している必要がある。
この発明によって、安定性が圧縮ゾーンの周囲を囲む軽量物によって与えられ、さらに、これにより、圧縮ゾーンが軽量物によって保護される。
この発明によれば、最適化した圧縮ゾーンを備えた軽量耐荷重構造物によって上記した欠点が除去される。
この発明によって、安定性が圧縮ゾーンの周囲を囲む軽量物によって与えられ、さらに、これにより、圧縮ゾーンが軽量物によって保護される。
この発明によれば、最適化した圧縮ゾーンを備えた軽量耐荷重構造物によって上記した欠点が除去される。
この発明によれば、圧縮ゾーンの最適化した形状を備えた軽量耐荷重構造物を注型することが可能になる。
この発明は、荷重構造を柔軟材料に含まれた強力な骨組み(skeleton)であると再評価することによって得られ、１以上の圧縮ゾーンに配置された骨組みは、強度が高いコンクリートのような適正な圧縮性強度のある材料から構成され、さらに、この発明によって、１以上の圧縮ゾーンに沿って設けられた強力なコンクリート製のコア(core)を備えることにより実現される。注型される構造物においては、このコアは、コアの強度と比較して弱い強度のコンクリートによって周囲を囲われる。
軽量耐荷重構造物の一実施例においては、圧縮ゾーンにおいて、強力なコンクリート製のコアを備えた１以上の注型された圧縮ゾーンが、引張ゾーン(tension zones)における鉄筋と結合する。
さらに、引張ゾーンにおける鉄筋は、鋼(steel)、カーボン・ファイバー(carbon fibres)、ガラス、ポリプロピレン・ファイバー(polypropylene fibres)のような適正な材料製のロープ、ワイヤ、板(plates)、メッシュ(meshes)、ファイバー(fibres)、繊維(fabrics)、ロッド(rods)若しくは棒(bars)のような適正な部品、又はプラスチック、金属、若しくは有機ファイバー(organic fibres)製の製品により形成できる。
さらなる実施例によれば、圧縮ゾーンは、この構造物の内部で連結し、さらに強力な、及び/又は軽量な構造物を構成する。
これにより、１以上の圧縮ゾーンと１以上の引張ゾーンが結合され、構造上の部材製の格子(lattice)又は荷重部品を形成する。
さらなる実施例によれば、圧縮ゾーンは、この構造物の内部で連結し、さらに強力な、及び/又は軽量な構造物を構成する。
これにより、１以上の圧縮ゾーンと１以上の引張ゾーンが結合され、構造上の部材製の格子(lattice)又は荷重部品を形成する。
圧縮ゾーンと、引張ゾーンを含む他の構造上の部材にある圧縮ゾーンとを連結することもさらに可能である。
別の実施例によれば、１以上の圧縮ゾーンに横断面を与え、その断面積は、力が他の圧縮又は引張ゾーンと交換されるポイント(points)の方へ増大してゆく。
これにより、圧縮ゾーンを構成するコアの適正な実施例が得られ、かつ（接触ストレスを減少させる）圧縮ゾーン間の、（固定構造物(anchorage)を改善する）圧縮ゾーンと引張ゾーン間の、又は、連結する(join)構造上の部材あるいは部品におけるこうしたゾーンの間の、適正な推移(transitions)が得られる。
さらに、一実施例によれば、１以上の圧縮ゾーンは、少なくとも１つの端部の方へ増大する横断面を与える。
別の実施例によれば、１以上の圧縮ゾーンに横断面を与え、その断面積は、力が他の圧縮又は引張ゾーンと交換されるポイント(points)の方へ増大してゆく。
これにより、圧縮ゾーンを構成するコアの適正な実施例が得られ、かつ（接触ストレスを減少させる）圧縮ゾーン間の、（固定構造物(anchorage)を改善する）圧縮ゾーンと引張ゾーン間の、又は、連結する(join)構造上の部材あるいは部品におけるこうしたゾーンの間の、適正な推移(transitions)が得られる。
さらに、一実施例によれば、１以上の圧縮ゾーンは、少なくとも１つの端部の方へ増大する横断面を与える。
さらに、一実施例によれば、圧縮ゾーンの、例えば、端部の増大する横断面は、接合部(joints)、又は、セグメント(segments)において連結する。
荷重構造は、型枠として、ある種のチャンネル(channel)、溝(groove)、又は、導管(duct)等を形成するか、パイプ(pipe)若しくはホース(hose)等を利用することにより、建造できる。
荷重構造は、型枠として、ある種のチャンネル(channel)、溝(groove)、又は、導管(duct)等を形成するか、パイプ(pipe)若しくはホース(hose)等を利用することにより、建造できる。
チャンネル、溝、導管、パイプ、又はホース等は、荷重構造のための型枠に配置することができる。
チャンネル、溝、導管、パイプ、又は、ホース等は、圧縮を、例えば、圧縮アーチ(arch)に集中させたいと望む場所に配置する。
型枠は、その後、例えば、計量骨材コンクリートにできる計量材料により注型される。このため、圧縮ゾーンは、より強力なコンクリート、例えば、自己固形型の強度の高いコンクリートにより注型される。
強力なコンクリートは、軽量材料より強力な、いかなるコンクリートであってもよく、これは、幾つかの相違する方法で得ることができる。この発明は、強力なコンクリートを得る１つの方法に限定されない。例として、強度の高いコンクリートを適用することができ、これはコンクリートに、粒の細かい粒子を混入することによって得られる。さらに、強力なコンクリートに、及び/又は、軽量材料に、添加物を加えることも可能である。この添加物には、超可塑性の添加物や材料を利用することができ、強度の高い特性、及び/又は、自己固形型特性のような改良された加工処理性が得られる。
圧縮ゾーンを注型することにより、力曲線(force trajectories)の実際の形状に追従した最適の形状やレイアウト(layouts)に圧縮ゾーンを構成することが可能になり、歪みや曲げに対して圧縮ゾーンを安定させることができ、その結果、屈曲強度を確保するために断面積を増大させることなく、横断面が荷重に対抗するように圧縮ゾーンを必要以上に大きくする必要がない。
このことが、この発明により、最適化された圧縮ゾーンを備えた軽量耐荷重構造物を注型する方法によって実現され、軽量耐荷重構造物において、荷重構造に構成された１以上のチャンネル、溝、導管、パイプ、及び/又はホースが、強力なコンクリート製の１以上のコアをモールドするための型枠として利用できる。
注型される構造物において、１以上の圧縮ゾーンに沿って強力なコンクリート製のコアをモールドするための型枠が設けられている、最適化された圧縮ゾーンを備えた軽量耐荷重構造物を注型する他の方法では、その後、強力なコンクリート製のコアと比較して弱い強度のコンクリートにより、このコアがその周囲を囲われる。
この発明の別の実施例によれば、強力なコンクリート製のコアから構成された圧縮ゾーンが型に注型されることができ、その後、建設現場(site)に運ばれ、そこで、より大きな荷重構造物が建造される。この建設現場では、強力なコンクリート部材が型枠に置かれて、この荷重構造物が建造され、軽量材料によって注型される。その結果、強力なコンクリート部材は、完全に又は部分的に、軽量材料によって周囲を囲われる。
この発明によれば、構造物に、加重を支える外部的な形状を与え、即ち、ビルデイング構造とすることで荷重を加えることが可能となり、そして、屋根と壁の中にその構造物が含まれるという可能性が生じる。
この発明によれば、圧縮ゾーンを機械的な衝撃に対して保護することが可能になる。
この発明によれば、圧縮ゾーンを火災に対して保護することが可能になる。火災は、強度の高いコンクリートに、特に問題である。何故なら、爆発的な崩壊のリスクと多数の深刻な損害が、強度の高いコンクリート製の構造の崩壊により見られるためである。今日、崩壊は強度の高いコンクリートの適用に対する主たる障害である。この発明では、この代わりに、通常の多孔性コンクリートを使用するが、強度の高いコンクリートも有益である。研究によって、崩壊問題が発生する水３７４℃の臨界温度以上に、コンクリートを熱しないようにすることにより、崩壊問題を解決している。このことは、軽量耐荷重構造物において軽量材料が荷重構造に対する断熱効果を与え、軽量耐荷重構造物の軽量コンクリート内に強度の高いコンクリートを埋没させることにより実現している。
この発明の一実施例によれば、チャンネル、ホース、導管、パイプ、又は、溝は、荷重構造が、圧縮を、例えば、圧縮アーチ(arch)に集中させるように、型枠に配置される。この型枠は、軽量材料、例えば、軽量骨材コンクリートによって、注型される。このため、圧縮ゾーンは、適正な圧縮性強度の材料、例えば、自己固形型の強度の高いコンクリートにより注型される。
その結果、軽量材料が以下の貢献をできるので、圧縮ゾーンのための強力であり、かつ、通常重量のある材料の量を最小限度にすることができる。
・圧縮ゾーンに最適の形状とレイアウト(layout)を与えることが可能になる。
・圧縮ゾーンを歪みと曲げに対して安定化させる。
・圧縮ゾーンを、もしあれば、引張ゾーンを含む他の部分とを結合させる。
・構造物に、加重を支える外部的な形状を与える。
・圧縮ゾーンを機械的な衝撃に対して保護する。
・圧縮ゾーンを火災に対して保護する。
・圧縮ゾーンに最適の形状とレイアウト(layout)を与えることが可能になる。
・圧縮ゾーンを歪みと曲げに対して安定化させる。
・圧縮ゾーンを、もしあれば、引張ゾーンを含む他の部分とを結合させる。
・構造物に、加重を支える外部的な形状を与える。
・圧縮ゾーンを機械的な衝撃に対して保護する。
・圧縮ゾーンを火災に対して保護する。
圧縮ゾーンのための材料は、通常、軽量材料よりも３−５倍重量があり、かつ３−１０強度がある。このため、この原理を適用すれば、伝統的な注型構造物よりも２−４倍軽量な構造物を造ることが可能になる。
このことは、大きなスパンや柱の距離が可能になる。
圧縮ゾーンと引張ゾーンの位置を荷重に対して最適化した場合、最少構造とすることは、今まで困難であったし、建造することが通常不可能であった。何故なら、課された機能要求を、実際、特に小型と中型の構造物にあっては、満たすことができなかったからである。
この技術では、最少構造をビルデイングに適用することができる。
この技術では、強度の高いコンクリートをビルデイングに適用することができる。
この技術によれば、コンクリートとプレストレス・コンクリート構造物のための特殊な応用として知られる、船、はしけ(barges)、海洋構造物（off-shore structure)、及びいかだ基礎（floating foundation）に、強度の高いコンクリートを適用することも可能である。この発明による圧縮ゾーンの最適な形状を備えた軽量耐荷重構造物によれば、建造を容易にするそのような構造物の設計を改良することができ、建造と工事のための資源を節約し、構造物のパフォーマンスを改良する。
この発明の他の実施例によれば、強力なコンクリート製の注型されたゾーンにより代表される圧縮ゾーンは、他の圧縮あるいは引張ゾーンと連結するポイント(points)、又は構築する接合部やセグメントにおいて、より大きな横断面を与えることができる。
１以上の上記した実施例と組み合わされて、軽量コンクリート、及び/又は強力なコンクリートに対して、別の要素を追加することも可能であり、注型のために適した組織(texture)又は、ある種の引張可能な鉄筋を得ることができる。
上記に記載した別の要素とは、鋼、カーボン・ファイバー、ガラス、ポリプロピレン・ファイバー、石ウール(stone-wool)・ファイバー、のような適正な材料製のロープ、ワイヤ、板、メッシュ、ファイバー、繊維、ロッドあるいは棒、又は、プラスチック、金属、セラミック、陶磁器(chinaware)、ガラス、岩、若しくは、有機ファイバー製の製品であってもよい。
他の適した材料も利用することができることは自明である。この発明は、上記に記載した要素を利用することに限定されない。
比喩的に言えば、この発明を人類や動物に対比することも可能である。強力なコンクリートは、人類や動物の骨格に対比させて、ある種の骨格を与えるものであり、そして、軽量耐荷重構造物と、もしあれば引張鉄筋とは、最適で優れた(elegant)ビルデイング構造を与える“骨格”(skeleton)を適所に保持する筋肉と腱(sinews)に準えられる。
以下に、添付した図面を参照し、この発明の相違する実施例を詳細に説明する。軽量耐荷重構造物１は、建設業における要素であって、荷重構造物１における圧縮ゾーン２を最適化することにより、大きなスパンを有する軽量耐荷重構造物１を建造することも可能である。
圧縮ゾーン２の注型方法の１つにより軽量耐荷重構造物１を建造することにより、この発明による最適化した圧縮ゾーン２を備えた軽量耐荷重構造物１を提供することが可能である。
この発明によれば、圧縮ゾーン２の最適化した形状を備えた軽量耐荷重構造物１を注型することが可能となり、ある種の骨組の注型された形状は、構造物における力曲線(trajectories)の自然な形状に追従するよう形成される。
この発明は、荷重構造物１を柔軟材料に含まれた強力な骨組みであると再評価することによって得られ、１以上の圧縮ゾーンに配置された骨組みは、強度が高いコンクリートのような適正な圧縮性の強度のある材料から構成され、さらに、１以上の圧縮ゾーン２に沿って設けられた強力なコンクリート製のコア３を備えることにより実現される。注型される構造物１において、このコア２は、コア３の強度と比較して弱い強度のコンクリート４によって周囲を囲われる。
荷重構造物１は、型枠として、ある種のチャンネル、溝、又は導管等５を形成するか、パイプあるいはホース等を利用することにより建造することができる。
チャンネル、溝、導管、パイプ、又は、ホース等５は、荷重構造のための型枠に配置することができる。
チャンネル、溝、導管、パイプ、又は、ホース等５は、荷重構造のための型枠に配置することができる。
チャンネル、溝、導管、パイプ、又は、ホース等５は、圧縮を、例えば、圧縮アーチ２に集中させたいと望む場所に配置する。
型枠は、その後、例えば、軽量骨材コンクリートにできる軽量材料により注型される。このため、圧縮ゾーン２は、より強力なコンクリート、例えば、自己固形型の強度の高いコンクリートにより注型される。
これにより、力曲線(force trajectories)の実際の形状に追従した最適の形状やレイアウト(layouts)に圧縮ゾーン２を構成することが可能になり、圧縮ゾーン２を、歪みや曲げに対して安定させることができ、その結果、屈曲強度を確保するために、断面積を増大させることなく横断面が荷重に対抗するように、圧縮ゾーンを必要以上に大きくする必要がない。
このことは、さらに、この発明により、最適化された圧縮ゾーン２を備えた軽量耐荷重構造物１を注型する方法によって実現され、耐荷重構造物１に構成された１以上のチャンネル、溝、導管、パイプ、及び/又は、ホース５が、軽量耐荷重構造物１において、強力なコンクリート製の１以上のコア３をモールドするための型枠として利用できる。
注型される構造物１において、最適化された圧縮ゾーン２は、１以上の圧縮ゾーン２に沿って強力なコンクリート製のコア３をモールドするための型枠が設けられ、この最適化された圧縮ゾーン２を備えた軽量耐荷重構造物１を注型する他の方法では、その後、強力なコンクリート製のコア３に比較して弱い強度のコンクリート４により、このコア３がその周囲を囲われる。
この発明の別の一実施例によれば、強力なコンクリート製のコア３から構成された圧縮ゾーン２は、型に注型されることができ、その後、建設現場に運ばれ、そこでは、より大きな荷重構造物１が建造される。この建設現場では、強力なコンクリート部材３が、型枠に置かれて、この荷重構造物１が建造され、軽量材料４によって注型される。これによって、強力なコンクリート部材３が、完全に、又は、部分的に、軽量材料４によって周囲を囲われる。
この発明の他の実施例によれば、圧縮ゾーン２における強力なコンクリートは、引張ゾーン６における鉄筋と結合している。
この発明の更なる実施例によれば、引張ゾーン６における鉄筋は、例えば、鋼、カーボン・ファイバー、ガラス、ポリプロピレン・ファイバーのような適正な材料製の、例えば、ロープ、ワイヤ、板、メッシュ、ファイバー、繊維、ロッド若しくは棒、又は、プラスチック、金属、若しくは、有機ファイバー製の製品、により形成できる。
この発明の更なる実施例によれば、圧縮ゾーン２は、他のパーツにあり、仮にあるとすれば、引張ゾーン６をも含み得る圧縮ゾーン２と結合することも可能であり、その結果、１以上の圧縮ゾーン２と１以上の引張ゾーン６とを結合し、構造上の部材製の格子又は荷重部品を形成することができる。
この発明の更なる実施例によれば、圧縮ゾーン２又は引張ゾーン６を、他の構造上の部材にある、圧縮ゾーン２又は引張ゾーン６と接合部材により結合することも可能である。
この発明の他の実施例によれば、１以上の圧縮ゾーン２に、横断面を与え、その断面積は、端部の方へ又は、力が他の圧縮ゾーン２間で、若しくは圧縮ゾーン２と引張ゾーン６間で交換される箇所の方へ、増大していく。これにより、圧縮ゾーン２を構成するコア３の適正な実施例が得られる。また、（接触ストレスを減少させる）圧縮ゾーン２間の、（固定構造物を改善する）圧縮ゾーン２と引張ゾーン６間の、又は連結する構造上の部材あるいは部品におけるこうしたゾーンの間の、適正な推移が得られる。
この発明の他の実施例によれば、圧縮ゾーン２の端部は、接合部、又は、セグメントにおいて連結する。
この発明の他の実施例によれば、圧縮ゾーン２の端部は、接合部、又は、セグメントにおいて連結する。
この発明によれば、構造物１に加重を支える外部的な形状を与え、即ち、ビルデイング構造物とすることで荷重を加えることが可能となり、そして、その構造物１が屋根と壁の中に含まれるという可能性を与えうることになる。
この発明の一実施例によれば、チャンネル、ホース、導管、パイプ、又は溝５は、荷重構造物１が圧縮を、例えば圧縮アーチ２に集中させるように、型枠に配置される。この型枠は、軽量材料４、例えば、軽量骨材コンクリートにより注型される。このため、圧縮ゾーン２は、適正な圧縮性強度の材料、例えば自己固形型の強度の高いコンクリートにより注型される。
圧縮ゾーン２のための材料は、通常、軽量材料４より、３−５倍重量があり、３−１０強度がある。このため、この原理を適用すれば、伝統的な注型構造物よりも２−４倍軽量な構造物１を造ることが可能となる。
これにより、大きなスパンや柱７の距離が可能になる。
図６は、大きなスパンを備え、このスパンにより、柱７の間が図７に示した構造物と比較して距離の長い構造物の例を示す。図７の、既開発技術による構造物は、この発明の１以上の実施例による軽量耐荷重構造物１によって得られるスパンの長さの半分のスパンであることを示す。
この発明の他の実施例によれば、強力なコンクリート３製の注型されたゾーンにより代表される圧縮ゾーン２は、他の圧縮ゾーン２若しくは引張ゾーン６と連結するポイント、又は構築する接合部やセグメントにおいて、より大きな断面積を与えることができる。
１以上の上記した実施例と組み合わされて、コンクリートに対して別の要素を追加することも可能であり、こうして、注型のために適した組織、あるいは、ある種の引張可能な鉄筋を得ることができる。
上記した別の要素とは、鋼、カーボン・ファイバー、ガラス、ポリプロピレン・ファイバーのような適正な材料製のロープ、ワイヤ、板、メッシュ、ファイバー、繊維、ロッドあるいは棒、又は、プラスチック、金属、あるいは、有機ファイバー製の製品であってもよい。
他の適した材料も利用することができるのは自明であり、この発明は、上記した要素を利用することに限定されない。
１ 軽量耐荷重構造物
２ 圧縮ゾーン（compression zones）
３ コア
４ 軽量材料
６ 引張ゾーン（tension zones）
７ 柱
２ 圧縮ゾーン（compression zones）
３ コア
４ 軽量材料
６ 引張ゾーン（tension zones）
７ 柱
Claims (13)
- 強力なコンクリートと、
強力なコンクリートと比較して強度が弱いコンクリートとを備え、
強力なコンクリート製の１以上のコア（３）は、強力なコンクリート製の前記コア（３）と比較して強度が弱いコンクリート（４）内に１以上の圧縮ゾーン（２）を形成し、１以上の、チャンネル、溝、又は導管が、強力なコンクリート製の前記コア（３）と比較して強度が弱いコンクリート（４）内に、１以上の強力なコンクリート製の前記コア（３）をモールドするための型枠を形成することを特徴とする軽量耐荷重構造物。 - 強力なコンクリート（３）製の前記１以上の圧縮ゾーン（２）は、強度が弱い前記コンクリート（４）による歪みや曲げに対して安定している請求項１に記載の軽量耐荷重構造物。
- １以上の前記チャンネル、溝、又は導管が、パイプ、及び/又はホースによって荷重構造
に形成される請求項１又は２に記載の軽量耐荷重構造物。 - １以上の注型された圧縮ゾーン（２）又は圧縮アーチは、圧縮ゾーン（２）内に強力なコンクリート製のコアを備え、引張ゾーン（６）内の鉄筋と結合している請求項１から３のいずれか１つに記載の軽量耐荷重構造物。
- 前記引張ゾーン（６）内の前記鉄筋が、鋼、カーボン・ファイバー、ガラス、ポリプロピレン・ファイバーのような適正な材料製のロープ、ワイヤ、板、メッシュ、ファイバー、繊維、ロッド若しくは棒のような適正な部品、又はプラスチック、金属、若しくは有機ファイバー製の製品により形成されている請求項４に記載の軽量耐荷重構造物。
- 前記圧縮ゾーン（２）又は圧縮アーチが前記軽量耐荷重構造物（１）の内部で連結している請求項１から５のいずれか１つに記載の軽量耐荷重構造物。
- 前記圧縮ゾーン（２）又は圧縮アーチが前記引張ゾーン（６）を含む他の構造上の部材内で圧縮ゾーン（２）と連結している請求項６に記載の軽量耐荷重構造物。
- １以上の前記圧縮ゾーン（２）又は圧縮アーチが横断面に備えられ、その断面積は、他の圧縮ゾーン（２）又は引張ゾーン（６）と力が交換されるポイントの方へ増大する請求項１から７のいずれか１つに記載の軽量耐荷重構造物。
- １以上の前記圧縮ゾーン（２）又は圧縮アーチが少なくとも１つの端部の方へ増大する横断面に備えられる請求項８に記載の軽量耐荷重構造物。
- 前記圧縮ゾーン（２）又は圧縮アーチの、例えば前記端部の、増大する横断面が、接合部又はセグメントに連結している請求項８又は９に記載の軽量耐荷重構造物。
- 注型される軽量耐荷重構造物内で１以上の圧縮アーチ（２）を形成する１以上の強力なコンクリート製のコア（３）をモールドするための型枠が設けられ、
強力なコンクリート製の前記コア（３）と比較して強度が弱いコンクリート（４）により、強力なコンクリート製の前記コア（３）が、完全に、又は部分的にその周囲が囲われることを特徴とする、強力なコンクリートと強力なコンクリート製のコアと比較して強度が弱いコンクリートとを備えた軽量耐荷重構造物の注型方法。 - 前記軽量耐荷重構造物に形成された１以上のチャンネル、溝、導管、パイプ、及び/又は
ホースが、前記軽量耐荷重構造物（１）における、１以上の強力なコンクリート製の前記コア（３）をモールドするための型枠として利用される請求項１１に記載の軽量耐荷重構造物の注型方法。 - １以上の圧縮アーチ（２）を形成する１以上の強力なコンクリート製のコア（３）が型枠に配置され、軽量材料（４）により型に注型され、
これによって、強力な前記コンクリート製のコア（３）が、強力なコンクリート製の前記コア（３）と比較して強度が弱いコンクリート（４）により、完全に又は部分的にその周囲を囲われることを特徴とする、強力なコンクリートと強力なコンクリート製のコアと比較して強度が弱いコンクリートとを備えた軽量耐荷重構造物の注型方法。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US427807P | 2007-11-26 | 2007-11-26 | |
| EP07388085.8 | 2007-11-26 | ||
| EP07388085A EP2063039A1 (en) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Light-weight load-bearing structure |
| US61/004,278 | 2007-11-26 | ||
| PCT/EP2008/066013 WO2009068483A1 (en) | 2007-11-26 | 2008-11-21 | Light-weight load-bearing structure |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013148505A Division JP5738933B2 (ja) | 2007-11-26 | 2013-07-17 | 軽量耐荷重構造物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011504555A JP2011504555A (ja) | 2011-02-10 |
| JP5323854B2 true JP5323854B2 (ja) | 2013-10-23 |
Family
ID=39460712
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010534493A Expired - Fee Related JP5323854B2 (ja) | 2007-11-26 | 2008-11-21 | 軽量耐荷重構造物 |
| JP2013148505A Expired - Fee Related JP5738933B2 (ja) | 2007-11-26 | 2013-07-17 | 軽量耐荷重構造物 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013148505A Expired - Fee Related JP5738933B2 (ja) | 2007-11-26 | 2013-07-17 | 軽量耐荷重構造物 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8826626B2 (ja) |
| EP (3) | EP2063039A1 (ja) |
| JP (2) | JP5323854B2 (ja) |
| CN (2) | CN101874138B (ja) |
| BR (1) | BRPI0819695A2 (ja) |
| DK (1) | DK201300128Y4 (ja) |
| EA (1) | EA024490B1 (ja) |
| WO (1) | WO2009068483A1 (ja) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8826620B2 (en) * | 2011-01-04 | 2014-09-09 | Advanced Architectural Products, Llc | Polymer-based bracket system for metal panels |
| DE102011113163A1 (de) * | 2011-09-14 | 2013-03-14 | Universität Kassel | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Betonbauteiles, sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Betonbauteil |
| AU2013219231A1 (en) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Dunlop, Ronald Lindsay MR | Void former and method of reinforcing |
| DE102013005891A1 (de) | 2013-03-11 | 2014-09-11 | Universität Kassel | Generatives Verfahren zur Herstellung eines Bauteiles mit mindestens einer Kavität, insbesondere durch 3D-Drucktechnik mit einem Sand- und einem Bindemittel |
| KR101542913B1 (ko) | 2014-02-28 | 2015-08-07 | 창의건축연구소(주) | 아치 보강 강관보 |
| KR101809930B1 (ko) * | 2015-05-22 | 2017-12-18 | 권희재 | 아치형 응력 분산부재가 구비되는 psc 거더 |
| KR101801371B1 (ko) * | 2015-06-11 | 2017-11-24 | 권희재 | 아치형 응력 분산부재가 구비되는 건축용 들보 |
| CN105401692A (zh) * | 2015-11-26 | 2016-03-16 | 攀枝花学院 | 高炉渣碳纤维棒混凝土梁 |
| KR102132338B1 (ko) * | 2020-02-04 | 2020-07-10 | (주)리빌텍이엔씨 | 아치형보강재를 포함하는 강합성 psc 거더 |
| US11566421B2 (en) | 2020-06-25 | 2023-01-31 | Advanced Architectural Products, Llc | Adjustable support system for a building structure and a wall structure having an adjustable support system |
| US11542702B2 (en) | 2020-06-25 | 2023-01-03 | Advanced Architectural Products, Llc | Adjustable support system for a building structure and a wall structure having an adjustable support system |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2826788A (en) * | 1954-08-13 | 1958-03-18 | Graham Phillip | Curved barrier |
| US3334458A (en) * | 1963-10-21 | 1967-08-08 | John C Leemhuis | Structural member |
| DE2337728A1 (de) * | 1973-07-25 | 1975-02-06 | Kurt Glass Chem Fabrik | Bauelement aus beton od. dgl |
| US4030265A (en) * | 1975-10-24 | 1977-06-21 | Allgood Jay R | Arch beams and plates |
| AT344966B (de) * | 1976-08-23 | 1978-08-25 | Oestreicher Friedrich | Bauteil aus beton |
| US4418463A (en) * | 1980-05-19 | 1983-12-06 | Ogden Structural Products, Inc. | Method of fabricating a composite structure of concrete and steel metwork |
| FI79588C (fi) * | 1987-05-05 | 1990-01-10 | Kautar Oy | Foerspaent byggnadselement med sammansatt konstruktion och foerfarande foer framstaellning daerav. |
| US4831800A (en) * | 1987-06-24 | 1989-05-23 | Nedelcu Lucian I | Beam with an external reinforcement system |
| CN2178750Y (zh) * | 1993-09-30 | 1994-10-05 | 李岭群 | 钢筋结构复合梁 |
| US6226944B1 (en) * | 1994-03-25 | 2001-05-08 | Mouchel Consulting Limited | Reinforced structural member |
| US6240686B1 (en) * | 1999-01-19 | 2001-06-05 | Donald R. Mill | Prestressed unitary building method and structure |
| US6567492B2 (en) * | 2001-06-11 | 2003-05-20 | Eastern Isotopes, Inc. | Process and apparatus for production of F-18 fluoride |
| CN1212458C (zh) * | 2002-09-04 | 2005-07-27 | 朴在满 | 预应力钢筋混凝土组合梁 |
| KR100589797B1 (ko) * | 2004-01-05 | 2006-06-14 | 송우찬 | 단순한 긴장으로 휨만을 가하는 대편심 프리스트레싱 방법과 장치 및 그를 이용한 psc보 |
| US7765755B2 (en) * | 2004-05-05 | 2010-08-03 | Williams Joseph R | Cement building system and method |
| EP2146019A1 (en) * | 2008-07-14 | 2010-01-20 | Technical University of Denmark | Light-weight load-bearing structures reinforced by core elements made of segments and a method of casting such structures |
-
2007
- 2007-11-26 EP EP07388085A patent/EP2063039A1/en not_active Withdrawn
-
2008
- 2008-11-21 BR BRPI0819695A patent/BRPI0819695A2/pt not_active IP Right Cessation
- 2008-11-21 US US12/744,416 patent/US8826626B2/en active Active
- 2008-11-21 JP JP2010534493A patent/JP5323854B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-21 WO PCT/EP2008/066013 patent/WO2009068483A1/en active Application Filing
- 2008-11-21 CN CN200880117811.2A patent/CN101874138B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-21 EP EP08855169A patent/EP2227608A1/en not_active Withdrawn
- 2008-11-21 EP EP13176523.2A patent/EP2660407A3/en not_active Withdrawn
- 2008-11-21 CN CN2013102212931A patent/CN103437486A/zh active Pending
- 2008-11-21 EA EA201070653A patent/EA024490B1/ru not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-07-17 JP JP2013148505A patent/JP5738933B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-08-21 DK DKBA201300128U patent/DK201300128Y4/da not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2011504555A (ja) | 2011-02-10 |
| EP2660407A3 (en) | 2016-03-23 |
| JP5738933B2 (ja) | 2015-06-24 |
| CN101874138A (zh) | 2010-10-27 |
| DK201300128Y4 (en) | 2014-02-28 |
| JP2013234565A (ja) | 2013-11-21 |
| BRPI0819695A2 (pt) | 2017-05-09 |
| US8826626B2 (en) | 2014-09-09 |
| EP2660407A2 (en) | 2013-11-06 |
| DK201300128U1 (en) | 2013-09-13 |
| EP2227608A1 (en) | 2010-09-15 |
| US20100313505A1 (en) | 2010-12-16 |
| EP2063039A1 (en) | 2009-05-27 |
| WO2009068483A1 (en) | 2009-06-04 |
| CN101874138B (zh) | 2013-07-10 |
| CN103437486A (zh) | 2013-12-11 |
| EA024490B1 (ru) | 2016-09-30 |
| EA201070653A1 (ru) | 2010-12-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5323854B2 (ja) | 軽量耐荷重構造物 | |
| KR100682794B1 (ko) | 프리스트레스트 강합성보의 제작 방법 | |
| JP4528042B2 (ja) | 箱桁橋の架設工法 | |
| EP2307631B1 (en) | Light-weight load-bearing structures reinforced by core elements made of segments | |
| CN106193454A (zh) | 一种柱超高性能混凝土的永久模板及其制备方法 | |
| JP4390494B2 (ja) | 桁と床版の接合構造及び桁と床版の接合方法 | |
| KR20010005431A (ko) | 강콘크리트 구조시스템 | |
| KR100689090B1 (ko) | 하이브리드 거더를 이용한 단순교 | |
| CN202338051U (zh) | 一种内模式钢筋混凝土密肋梁组合楼板 | |
| JP2003213623A (ja) | 橋梁の上部構造 | |
| JP4035027B2 (ja) | 橋梁桁の構造及び橋梁桁の構築方法 | |
| WO2006138224A1 (en) | Fabric reinforced concrete | |
| CN109881777B (zh) | 一种装配式高韧性水泥基复合材料梁柱节点 | |
| WO2016200267A1 (en) | Slab element and method of producing same | |
| KR101382652B1 (ko) | 비용접 고정식 고강도 프레임패널을 갖는 합성보, 그리고 합성보의 제작 및 시공방법 | |
| KR101765389B1 (ko) | 아치메커니즘이 적용된 경량 중공 프리캐스트 보 | |
| CN116480044B (zh) | 一种免拆模钢筋桁架单钢板-混凝土组合剪力墙 | |
| JP2006009361A (ja) | コンクリート部材およびコンクリート部材の補強方法 | |
| JP3968551B2 (ja) | コンクリート橋の架設方法 | |
| KR200166886Y1 (ko) | 강콘크리트 구조 | |
| CN117090345A (zh) | 一种带螺旋加劲板的钢-超高韧性混凝土轻型化组合柱及施工方法 | |
| CN100535324C (zh) | 一种现浇钢筋砼空心板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110825 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20130110 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20130122 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130415 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130618 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130717 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |