JP5707593B2

JP5707593B2 - アルミ構造柱による浮島造成工法

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Publication number: JP5707593B2
Application number: JP2010163323A
Authority: JP
Inventors: 山脇　繁弘; 繁弘山脇
Original assignee: エバリス株式会社
Priority date: 2010-06-30
Filing date: 2010-06-30
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2030-06-30
Also published as: JP2012011992A

Description

発明の詳細な説明

【０００１】
【発明の詳細な説明】
この発明は、新しい接合技術を活用するために押出し加工成形されたアルミ二ウム合金製の構造材により、広大な浮島を洋上に造成する技術に関するものである。

従来の人口浮島は、鉄筋コンクリート製のケーソンの活用や水草の積み上げによった。

発明が解決しようとする課題

しかし、広大な人工浮島を造るには、浮力体の浮力と基盤となる構造体の重量の整合を確かなものにする必要があつた。また、浮島を構成する資材の耐久性が問われた。

したがって、この発明の目的は、人間が恒久的に生活できる、強固な基盤の広大な浮島を、耐久性のある資材で造成することであり、それにより、地震の心配のない新開地として、住宅地が生まれ、また、安全な空港や、極洋に巨大な生簀をつくるなど、新たな経済効果をも意図したものである。

課題を解決するための手段

発泡スチロール製などの浮力構造体に、複数の連結開口部を設けたアルミ構造柱によるアルミ構造体を搭載させて成る、浮島ブロック構造体を、広大な浮島を造成するための核エリアとした。

請求項１に記載の浮島ブロック構造体によると、造成する浮島表面の床版を確りと支えるためのアルミ構造体と、それら浮島の上部構造を支える浮力体は、軽く耐久性の良い素材である。

請求項１の浮島ブロック構造体によれば、発泡スチロール製の浮力体とアルミ構造体の複合体である。

請求項２に記載のアルミ構造柱によると、完成後に上部表面の高さが揃うように構成部材を配置させ、また、浮島ブロック構造体を構成するアルミ構造体と他の複数のアルミ構造体が洋上で整然と並び連結されるように配置された連結差込開口部を四本のアルミ構造柱の上部に設けてある。

請求項２に記載のアルミ構造柱の複数の連結差込開口部には、その中空内周面に接合時に圧潰れる突条が形成されている。

請求項３に記載の鎹形状の新しい接合技術を活用するために押出し成形加工されたアルミニウム合金製の連結部材によると、複数の浮島ブロック構造体間を強固に連結するための連結部材である。

請求項４に記載の継手によれば、継手の外周面に接合時に頂部が確実に潰れて接合する突条と、継手部材の肉厚の製造公差により突条が潰れて接合するかどうかが不明な凸条と、連結ための導入作用のみで圧潰されない３種の大きさの凸条を、継手の外周面に押出成形加工の一体成形で配列したアルミニウム合金製の継手とある。

請求項５に記載の継手によると、連結接合時に、連結部材の外周面か被連結部材の内周面の少なくとも一方に、頂部が圧潰される凸条を設けた接合構成の接合継手において、継手の中空部に装着して、連結時に被連結部材の中空内周４面の内の接合していない他の二面と接触させるための補助的継手が装着できる接合構成を継手の中空部に一体押出成形した継手とある。

請求項６に記載の継手によれば、アルミ構造体の構築や鎹形状の連結部材に用いるＬ形の請求項４、請求項５に記載の継手とある。

請求項７に記載の継手によれば、外側面で隣接する被連結部材の中空部に跨って装着させて、隣接する被連結部材を並列に束ねると同時に、軸方向に相対する被連結部材と連結させる、請求項４、請求項５に記載の継手とある。

請求項８に記載の継手によれば、外側面で隣接する被連結部材の端部の中空部に跨って装着させて、二本の被連結部材を並列に束ねる、請求項４、請求項５に記載の継手とある。

請求項９に記載の継手によると、軸方向に相対する一方の被連結部材の中空部に装着させて、軸方向に相対する被連結部材の断面中空部と連結させる継手であり、装着の位置決めストッパーの凸条を継手の外周面の中央に設けた、請求項４、請求項５に記載の継手とある。

請求項１０に記載の継ぎ手によれば、軸方向に相対する一方の被連結部材の中空部に装着させて、軸方向に相対する被連結部材の断面中空部と連結させる継手であり、継手を送り出し突起部を継ぎ手と一体に成形した請求項４、請求項５に記載の継手とある。

請求項１１に記載する継手によれば、連結部材の継手の中空部に継手の下方部を装着して、継手上部を被連結部材の構造材の相対する連結中空部と連結させて、造成後の浮島上に構築されるアルミ建築物の構造躯体を鉛直や直交に連結する請求項４、請求項５に記載の継手とある。

請求項１２に記載する継手によれば、被連結部材の構造材の中空部と連結する継手の中空部に装着して、被連結部材である構造材の相対する連結中空部と連結する請求項５に記載の補助継手とある。

請求項１３に記載の継ぎ手によると、請求項６に記載のＬ形状の継手の中央部角の中空部と連結する継手の中空部に装着して前記角の中空部の二面と接合する請求項５に記載の補助継手とある。

この発明の第一の実施形態の浮島造成工法を図１、および図１２において説明する。図に記載の符号２は、図８と図９のアルミ押出形材を構成部材とした図４に示すアルミ構造柱四本を前記図８と図９に示すアルミ形材による土台と梁として構築した建造物の図２に示すアルミ構造体である。そのアルミ構造体を図６の発泡スチロール製などの浮力体に搭載させて成る構造体を浮島ブロック構造体とした。浮島ブロック構造体の連結形態を図１２に示す。また、図１３、図１４のアルミ押出形材により図１０、図１１の連結部材とした。それら部材の両端には図１５のＬ形継手が装着され、図１０に示す鎹形状の連結部材として、夫々の前記浮島ブロック構造体を図１２、図２７に示すように連結し、繋いで大面積の浮島とする浮島造成工法である。

この発明の実施に関連する特許などとして、アルミ構造体に関連しては、米国特許５８１９４４７および前記日本国特許第３６２２１０４号がある。それらの特許によると、アルミ構造材の特徴は押出加工により、構造部材に複数の中空を成形したリブの活用で、軽く強い狂いの生じにくい構造材を得ることである。更に、それらの特許が示す、部材中空部を被連結部材の連結開口部として活用する示唆は、シンプルな接合構成と経済効果を示す。従来からのアルミ構造の接合技術では、部材の外周面からの接合形態が主体である。また、アルミ構造の接合では、アルミ素材の特質に適応した接合技術が求められる。未だに、アルミ構造住宅の普及が進んでいないのは、その証でもある。また、日本の伝統木造建築の仕口、連結部のホゾとホゾ穴との比較において、金属系のアルミ構造の優位性、生産性は一般住宅構造資材として明白である。木工においては、構造耐力に必要なホゾを形成するために構造資材のロスの発生があり、押出成形で一体成形できる金属系のアルミとは素材の特質と加工性が異なる。日本の家屋の大半は木造住宅であるにもかかわらず、現在、日本の平均住宅寿命は約３０年と公表されている。その最大の要因は、日本が地震国であることが原因である。そして、木造の構造仕口（構造連結部）に金物が使用されていることも、その要因の一つとの指摘もある。新開地、浮島造成後の施設住宅はアルミ構造が適している。そして、浮力体については、アルキメデスの原理がある。
この発明の第２の実施形態のアルミ構造柱を図２、図３、図４および図５に示す。図２に示すアルミ構造体によると、アルミ構造体には２５ａ〜２５ｄまでの図４に示す四本のアルミ構造柱が使われている。また、それらのアルミ構造柱は図２に示す２６と２７の梁部材と図３に示す２８と２９の土台部材と連結してアルミ構造体を構築している。

この発明の第二の実施形態のアルミ構造柱を図４で説明する。構造柱の構造部材は、図８で示しているアルミ押出形材を切断したものであり、８ａ，８ｂが適応する長さに切断したぶざいである。

図４に示す、柱の下部材８ｂと８ｂは，図１７に示す継手１７により、予め切りかけされた隣接する部材外側面の中空部に跨って、３６ｄと３６ｃを差込んで仮連連結する、順次に作業を繰り返して、四角形の筒状にする、その後に、同じ要領で８ａと８ａを順じに差し込み、二段重ねにした後、図４の３０，３１の凹み箇所には木材を当て、上から油圧機器、プレス機器の圧力で組み立てる。人力によることも可能です。また、図２６−１に示すように、アルミ構造柱の上部中空部に継手２４を使う方法もある。

この発明の第三の実施形態としてのアルミ構造体を、図１および図２、図３より解説する。組み立てたアルミ構造柱の四本に、図８と図９に示すアルミ形材を切断した梁部材２６と２７の両端部に図１５に示す１６の継手を装着して、図４に示す凹み３０、３１の８ａの上部断面中空部に継手１６を接合させている。継手１６が連結しやすいように、梁部材２６と２７の両端は予め切り欠けされている。

この発明の第四の実施形態を図３および図５より説明する。図５に示す２８、２９の土台部材がアルミ構造柱の底を潜り連結された部材断面を示す。図３によると、土台部材２８、２９の配置は土台部材端部の一方がアルミ構造柱の底を潜り連結される部材と、そうでない端部が示されている。アルミ構造柱との連結は、梁連結と同様に行われ、Ｌ形状の継手が使われ、継手１６の装着に必要な切り欠けが梁部材と同じように土台部材にも設けられている。

この発明の第五の実施形態を図４、図５により説明する。図５はアルミ構築柱の裏面の拡大図であり、アルミ構造柱に底板３３がある、底板の部材は図９に示すアルミ形材９を切断して、梁部材、土台部材の連結接合と同様に両端を切り欠けした部材に継手１６を装着して、アルミ構造柱の８ｂの部材の断面中空部に連結させてある。アルミ構造柱の内部を発泡スチロールを散布するなどの防水処置をすれば簡単に浮力があるアルミ構造柱になる。ちなみに、構造体を構成する前記１００ｍｍ角材の単重は４．８ｋｇ／ｍであり、実施形態のアルミ構造柱は、０．９ｍ×０．９ｍ×０．９ｍとしている。

この発明の第六の実施形態を図６、図７で説明する。図６に示す浮力体は、発泡スチロールを図７に示す形状に成形しものを積層したものである。発泡スチロールの重量は１立方メートルあたり約１０ｋｇ〜３０ｋｇ程度あり、浮島の床版と施設の重量に配慮した種類を選択する。浮力体は空洞に成形してもよい。

図７によると、浮力体上部表面には、第一の実施形態に示す図１のアルミ構築体の中央の空間に納まる寸法に成形された凸部が設けられており、裏面には積層できる凹部が設けられている。

また、図７によると、浮力体上部表面には、アルミ構造体が水に浸りにくくするための凹溝が設けられている。

この発明の第六の実施形態を図１０、図１１、図１２、図２７で説明する。図１０と図１１に示す鎹形状の連結部材は浮島ブロック構造体間を連結する連結部材である。それらの連結部材は、図１３と図１４に示すアルミ押出形材を切断したものである。図８と図９に示すアルミ構造体を構成するアルミ形材形状と異なる点は、部材側面の肉厚を０．５ｍｍ薄くしてある。図４に示す３０、３１の差込開口部に、それらの部材に予め装着した１６の継手が差し込まれ連結される、その連結作業をしやすくするために薄くしたものである。しかし、それらの連結部材の両端部の差込幅を研磨機で薄くするここともある。連結の形態は図１２、図２７に１１、１２として示されている。また、それらの連結部材には継手が装着できる切り欠けが予め施されている。

発明の効果

請求項１に記載の発泡スチロールなどの浮力体の上部に、アルミ構造柱によるアルミ構造体を積載した浮島ブロック構造体を、鎹形状の連結部材で連結する方法は、広大な浮島を造成する工法として、浮力計算において整合性があり、構成部材の生産性もよく、洋上の作業がしやすい、そして、構成部材に耐久性がある素材が使われており、浮島の長寿命にも効果がある。以上の基礎的浮島造成工法の完成後の床版構成であるが、既に、アルミ構造体により建築構造での基礎部と土台施工は完了されている、図２７に示す浮島ブロック構造体の連結構成の平面図によると、床版として、アルミ構造体の上部に大型の発泡スチロールを乗せ、更に、強度のある発泡スチロールを積層して床版とすることも出来る。その場合、工期は短縮され、発泡スチロールの材料の超軽量性、対圧縮性、耐水性が有効に働く。この発明の名称は、アルミ構造柱による浮島造成工法であるが、発明の接合技術に、現在、最も適した素材がアルミニウム合金６０６３でありアルミとしたが、プラスチックなど他の素材においても同等に使用できる素材であれば良い。

浮島ブロック構造体の斜視図である。アルミ構造体の斜視図である。アルミ構造体の裏面の斜視図である。アルミ構造柱の斜視図であり、継手１７の配置を示す。アルミ構造柱の裏面の斜視図である。積層された浮力体の斜視図である。浮力体の斜視図であり、凹面凸面を示す。アルミ形材の断面図である。アルミ形材の断面図である。鎹形状の連結部材の横断面図である。鎹形状の連結部材の横断面図である。浮島ブロック構造体の連結を示す立面図である。鎹形状の連結部材のアルミ形材の断面図である。鎹形状の連結部材のアルミ形材の断面図である。Ｌ形継手の断面図である。Ｌ形継手の斜視図である。図２６に示す、２部材を束ね２部材を軸方向に連結する、継手の断面図である。図１７の継手の斜視図である。軸方向に連結するストッパーの働きの突条が設けられた継手の断面図である。軸方向に相対する中空部へ送り出す形状突起を設けた継手の断面図である。被連結部材の中空部の二面と接合させる補助継手の断面図である。１６のＬ形継手の中央角の中空部の二面と接合させる補助継手の断面図である。連結部材の継手に装着して他の連結部材である継手の中空部と連結させる補助継手の断面図である。連結部材である他の継手の中空部に装着して、被連結部材と鉛直や直交して連結させる継手の断面図である。図２６−１に示す、端部で二部材を束ねる継手の断面図である。図４に示す、継手１７による連結形態の拡大縦断面図である。継手２４による部材連結を示す横断面図。図１２に示す、浮島ブロック構造体の立面図に関連する平面図である。

１浮島ブロック構造体
２アルミ構造体
３浮力体
４浮力単体
５凸面
６凹面
７凹溝
８アルミ構造用形材
９アルミ構造用形材
１１浮島ブロック連結部材
１２浮島ブロック連結部材
１３突条
１４突条
１５突条
１６継手
１７継手
１８継手
１９継手
２０継手
２１補助継手
２２補助継手
２３補助継手
２４継手
２５アルミ構造柱
２６梁
２７梁
２８土台
２９土台
３０連結差込開口部
３１連結差込開口部
３２連結接触面
３３アルミ構造柱の底板部材
３４切りかけ
３５突き出し縁側支持部材
３６形状突起部
３７中空突起部
３８リブ
３９空洞部
４０肉厚
４１中空部
４２ストッパー突条

Claims

発泡スチロール製などの浮力構造体の上部に、相対向面に連結用中空部を有する複数の被連結部と、押出し成形された中空体を前記連結用中空部に圧入できる長さに切断することにより形成されて端部を前記連結用中空部に差し込ませる継手とを備え、前記継手の外周面か前記被連結部の内周面かの少なくとも一方に、前記継手を前記連結用中空部に圧入することにより頂部が圧潰する山形の凹凸を形成しているアルミ合金製構造資材を用いたことを特徴とする浮島ブロック体構造において、複数の連結開口部を設けたアルミ構造柱によるアルミ構造体を積載した複数の浮島ブロック構造体を洋上で連結拡大して、広大な面積の人工浮島を造成する工法。
浮島ブロック構造体の複数を連結するための連結差込開口部を、アルミ構造柱の構成部材の上部断面の中空部とした、請求項１記載のアルミ構造柱。
相対向面に連結用中空部を有する複数の被連結部と、押出し成形された中空体を前記連結用中空部に圧入できる長さに切断することにより形成されて端部を前記連結用中空部に差し込ませる継手とを備え、前記継手の外周面か前記被連結部の内周面かの少なくとも一方に、前記継手を前記連結用中空部に圧入することにより頂部が圧潰する山形の凹凸を形成している連結構造を用いた合金製構造資材からなる請求項１に記載する複数の浮島ブロック構造体を連結するための鎹形状の連結部材。
浮島ブロック構造体の構造部材の連結接合時に、頂部が確実に潰れて接合する突条と、継手部材の製造公差により突条の潰れが不確実な凸条と、連結の導入作用のみで圧潰されない３種の大きさの凸条を、継手の外周面に一体成形で配列した継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
構造部材連結接合時に、継手の中空部に装着して、被連結部材の四角い中空内周面の圧接していない他の二面と接触させる補助的継手が装着できる接合構成を継手の中空部に一体押出し成形した継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
アルミ構造体の構築や鎹形状の連結部材に用いるＬ形の請求項４、請求項５に記載の継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
外側面で隣接する被連結部材の中空部に跨って装着させて、隣接する被連結部材を並列に束ねると同時に、軸方向に相対する被連結部材と連結させる、請求項４、請求項５に記載の継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
外側面で隣接する被連結部材の端部の中空部に跨って装着させて二本の被連結部材を並列に束ねる、請求項４、請求項５に記載の継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
軸方向に相対する一方の被連結部材の中空部に装着させて、軸方向に相対する被連結部材の断面中空部と連結させる継手であり、装着の位置決めストッパーの凸条を継手の外周面の中央に設けた請求項４、請求項５に記載の継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
軸方向に相対する一方の被連結部材の中空部に装着させて、軸方向に相対する被連結部材の断面中空部と連結させる、送り出し突起部を継ぎ手と一体に成形した請求項４、請求項５に記載の継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
連結部材の継手の中空部に継手の下方部を装着して、継手上部を被連結部材の構造材の相対する連結中空部と連結させて、造成後の浮島上に構築されるアルミ建築物の構造躯体を鉛直や直交に連結する請求項４、請求項５に記載の継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
被連結部材の構造材の中空部と連結する継手の中空部に装着して、被連結部材である構造材の相対する連結中空部と連結する請求項５に記載の補助継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。
請求項６に記載のＬ形状の継手の中央部角の中空部と連結する継手の中空部に装着して前記角の中空部の二面と接合する請求項５に記載の補助継手を用いた請求項１に記載の人工浮島を造成する工法。