JP7199439B2 - 建造物建設方法 - Google Patents

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Description

本発明は、建造物の建設に関する。本発明は、２つよりも多くの階層を備えた建造物に特に適用される、多層建造物を建設するための方法として成されている。
発明の背景
幾つかの国々における建築規則は、概して、３つよりも多くの階層から成る建造物は、コンクリートまたは組積造から成る、階層の荷重を支持する耐力壁を有していなければならないことを要求している。これらの規則は、耐火要求に基づくものである。構造的に堅固である鉄骨枠または木骨枠によって荷重が支えられる建造物を建設することが可能であるが、このような枠は、火によって著しく弱化させられてしまう。
組積造を用いて建設される建造物は、概して地面から層状に段階的に築き上げられる。ある一定の高さを超えると、更なる荷重を加える前に、組積造内のグラウトを硬化させることが必要である。実際には、これは、より高い階層の建設が開始される前に、各階層を硬化させなければならないことを意味している。
プレキャストコンクリートを用いて建設される建造物は、より迅速に建造することができる。しかしながら、プレキャストコンクリートは、個別のパネルを、典型的にはグラウティングにより互いに結合させることをなおも要求している。プレキャストパネルを使用することにおける固有の費用および難点（重いパネルに関連する顕著な搬送および移動コスト）に対して付加的に、このようなパネルの使用は、グラウティングに関連する相当の「待機」時間をなおも有している。
近年、「捨て型枠」のシステムを用いた建造物を建設することがますます増えてきている。建造物壁は、軽量で中空の壁パネルを用いてレイアウトされ、次いでコンクリートがパネル内に注ぎ込まれて、構造強度を提供するために硬化させられる。このようなパネルの搬送および移動のコストは、プレキャストコンクリートを用いる場合よりもかなり低くなる一方で、このシステムは、後続の階が築き上げられる前に、各階のパネル内のコンクリートが完全に硬化することを要求する。
上述の全てのシステムは、概して、構造内に内壁を固定する前に、耐力壁および柱が固定され、必要な場合には硬化させられるまで待つことが必要となってしまうという更なる制限を有している。実際に、非耐力壁が配置され得る前に、建造物の全体的な耐力構造を完成させることがしばしば必要となる。
米国特許出願公開第２０１０／００５８６８７号明細書には、上述のような捨て型枠のシステムが記載されていて、この型枠は、その上に配置されている荷重を部分的に支持している。コンクリート柱の硬化の後に、荷重は、コンクリートと捨て型枠とにより分担される。
本発明は、これらの制限のうちの幾つかを少なくとも部分的に緩和することを目的とする代替的な建設システムを提案する。
誤解を避けるために、本明細書で使用される「柱」という用語は、比較的均等な長さ幅比を有する従来の柱、長さが幅よりもはるかに長くてよいブレード柱（blade column）およびブレード壁（blade wall）を含む、鉛直荷重を支持する建造要素を広く包含する。
本発明の１つの態様によれば、建造物を建設する方法が提供され、該方法が、
建造物枠を形成する工程であって、該枠が、複数の垂直な通路を含み、少なくとも１つのより高い階層からの荷重を支持するために十分な強さを有し、少なくとも１つのより高い階層の荷重に対する荷重経路を規定する、建造物枠を形成する工程と、
少なくとも１つのより高い階層を少なくとも部分的に形成する工程と、
通路に硬化可能な物質を充填する工程と、
通路内の硬化可能な物質を硬化させ、建造物内に柱を形成する工程と、
枠の荷重経路における断絶部を創出し、これにより、少なくとも１つのより高い階層からの荷重を建造物枠から硬化させられた柱へと移動する工程と
を有している。
建造物枠から硬化させられた柱への荷重の移動が終了すると、最終的な荷重のいずれもが枠によって支持されないことを理解されたい。
建造物枠が、より高い階層の荷重のかなりの部分を支持するが、すべての荷重を支持しなくてもよいことも理解されたい。場合によっては、本発明は、建造物枠といくつかの一時的な支柱との間でより高い階層のすべての荷重を分担することを想定している。本発明に関連して使用される場合、一時的な支柱の要求される個数および耐荷量は実質的に減じられることを理解されたい。
有利には、これにより、柱が硬化している間に、より高い階層の荷重を建造物枠によって支えながら、建造を継続することができる。建造が完了すると、硬化した柱が、枠に対して優先的に耐力部材となり、したがって建築法規の要件を満たす。
好適には、建造物枠が、構造用鋼から形成されている。好適な実施形態では、建造物枠が、０．７５mmと１．６mmとの間のオーダの公称厚さを備えた冷間圧延形鋼により形成されている。
硬化可能な物質がコンクリートであると、好適である。
好適には、方法が、建造物枠の頂部にデッキ型枠を配置して、このデッキ型枠に通路を流体的に接続する工程を含んでいる。次いで、硬化可能な物質で通路を充填するステップが、構造物枠上に床面を完成させるために硬化可能な物質を型枠内に注ぐことと同時に行われる。
好適には、少なくともいくつかの内壁枠が、外壁枠を配置することと同時に配置される。たとえば、集合住宅が建設される場合、界壁用のフレームが含まれていてよい。階全体の壁を同時に完成させることが可能であるが、検査を困難にすることがあるため、このことは常に望ましいとは限らない。内壁枠を使用することにより、高い方の階層が建設されている間に、低い方の階層の内装のためのアクセスが可能となる。
建造物枠は、好適には垂直な（縦の）スタッドと、水平な（横の）レールとを含んでいる。建造物枠は、好適には、取り外し可能な少なくとも１つの固定部材を用いてスタッドに１つのレール、好適には最上部レールを固定することによって作られた荷重移動手段を含んでいる。荷重経路における断絶部を創出するステップは、固定部材を取り外すことにより達成される。
代替的には、建造物枠は、単独のより高い階層の荷重よりは大きいが、構造全体の完成後の荷重よりは小さな荷重でせん断するように配置されたせん断ヘッドを含んでいてよい。この実施形態では、柱の硬化に続いてせん断ヘッドをせん断させることによって荷重経路における断絶部に影響を与えることができ、鉛直荷重が、枠ではなく、柱により受け止められる。
本発明の第２の態様によれば、垂直なスタッドと水平なレールとを含む壁枠構成要素が提供される。壁枠は、相対的に上昇させられた位置と相対的に降下させられた位置との間で可動の最上部レールを有していて、壁枠が、最上部レールをその上昇させられた位置において維持する取り外し可能な固定部材を含み、固定部材の取り外しが、最上部レールをその降下させられた位置へと移動させる。
最上部レールが相対的に上昇させられた位置にあるときに、壁枠構成要素は、好適には最上部レールから少なくとも１つの取り外し可能な固定部材を介して垂直なスタッドへと荷重を移動させる荷重経路を含んでいる。固定部材の取り外しが荷重経路に断絶部を生じさせることを理解されたい。
最上部レールは、開口を含んでいてもよく、その開口は、最上部レールが相対的に降下させられた位置にあるときに、垂直なスタッドに設けられた対応する開口に整合するように配置されている。このようにして、最上部レールを、所望の場合にはファスナを用いることによって相対的に降下させられたその位置において固定することができる。
本発明の好適な実施形態を参照しながら本発明をさらに説明すると好都合である。他の実施形態も可能であり、したがって、以下の議論の詳細は、本発明の上述の説明の一般性に取って代わるものとして理解すべきものではない。
本発明に従って建設されている多層建造物の一部の一連の概略図である。 本発明に従って建設されている多層建造物の一部の一連の概略図である。 本発明に従って建設されている多層建造物の一部の一連の概略図である。 本発明に従って建設されている多層建造物の一部の一連の概略図である。 本発明に従って建設されている多層建造物の一部の一連の概略図である。 本発明に従って建設されている多層建造物の一部の一連の概略図である。 本発明に関する壁枠構成要素の正面図である。 図７に示した壁枠構成要素の上端部を示す斜視図である。 図７に示した壁枠構成要素の上端部を示す端面図である。
好適な実施形態の詳細な説明
図面を参照すると、図１は、多層建造物の１つの階の概略図を示している。この階は、基礎スラブ１０を含んでいる。基礎スラブ１０上には、壁枠１２が配置されている。この実施形態の壁枠１２は、スラブ１０上に内壁および外壁のレイアウトを形づくるために配置されている。
壁枠１２は、冷間圧延形鋼から形成されている。典型的な肉厚は、９０mmのオーダにある。鋼は、典型的には０．７５mmと１．６mmとの間の公称厚さである。壁枠１２は、比較的高い鉛直荷重を支持することができるように構成されている。
壁枠１２は、所望の交差部分において、垂直な通路１４を置くことができるように配置されている。これらの通路１４は、図２に示されているような所望の箇所に置かれた柱せき板１６を使用することにより作られている。垂直な通路１４は、概して横断面で方形であり、柱を形成するためにコンクリートを充填したときに、コンクリート柱が壁枠１２よりも大きな鉛直耐荷量を有しているように寸法設定されている。
壁枠１２と柱せき板１６とが位置決めされると、適当な位置に適切な補強を行いながら、枠組みデッキ２０を壁枠１２の頂部に固定することができる。枠組みデッキ２０は、デッキ２０に設けられた空所が垂直な通路１４への開口上に位置するように配置されている。補強ロッド２２は、垂直な通路１４内に配置されていて、デッキ２０を越えて延在している。これは、図３において確認することができる。必要であれば、付加的で一時的な支柱をデッキ２０の下に設置することができる。
次いで、垂直な通路１４内の柱２４と、浮きスラブ２６とを同時に形成するために、コンクリートを注ぎ込むことができる。壁枠１２は、それ自体でまたは一時的な支柱と共に浮きスラブ２６の重量を受け止めるために十分な強さを有している。このことは、図４および図５に示されている。
浮きスラブ２６が乾燥するとすぐに、壁枠１２を、建造物の次の階を形成するために浮きスラブ２６の頂部に配置することができる。これが行われている間に、建造物設備に関する作業、たとえば配管工事および配電工事を最下階の壁枠１０に対して開始することができる。スラブ２６および柱２４のコンクリートは、時間が経過するにつれて硬化してその最終強度に達するが、この時間の間、荷重は壁枠１２により受け止められる。これは、図６において確認することができる。
上述のプロセスは、後続の階に対して繰り返すことができる。
壁枠１２は、垂直なスタッド３０と、３つの水平なレール、すなわち、基礎レール３２、中間レール３４および上部レール３６とから形成されている。これは、図７～図９において確認することができる。
各々の垂直なスタッド３０は、下端部４０と上端部４２とを有している。垂直なスタッドは、基礎レール３２内に配置するために下端部４０において僅かにクリンピングされているので、基礎レール３２と垂直なスタッド３０とは、ほぼ同一の幅である。垂直なスタッド３０の下端部４０と、基礎レール３２とは、それぞれ内方に向かって押込み加工されたねじ受入開口４４を含んでいる。このようにして、基礎レール３２をねじ４６によって垂直なスタッド３０に固定することができる。ねじ４６は、壁枠１２の相応に平坦な表面を提供するために、有効に皿頭にされている。
中間レール３４は、垂直なスタッド３０内に配置するためにクリンピングされた外端部を有している。この配置は、中間レール３４の外面が垂直なスタッド３０の外面と概して同一平面となるように行われる。
各々の垂直なスタッド３０の中心領域は、中間レール３４の外端部と同様に、内方に向かって押込み加工されたねじ受入開口４４を含んでいる。基礎レールと同様に、中間レール３４は、ねじ４６によって垂直なスタッド３０に固定することができる。ねじは、壁枠１２の相応に平坦な表面を提供するために、有効に皿頭にされている。
上部レール３６と、その接続部であって垂直なスタッド３０の上端部４２への接続部とは、主として基礎レール３２のそれに対する鏡像である。垂直なスタッドは、上部レール３６内に配置するために上端部４２において僅かにクリンピングされているので、上部レール３６と垂直なスタッド３０とは、ほぼ同一の幅である。垂直なスタッド３０の上端部４２と、上部レール３６とは、それぞれ内方に向かって押込み加工されたねじ受入開口４４を含んでいる。このようにして、上部レール３６を有効な皿ねじによって垂直なスタッド３０に固定することができる。
上部レール３６の配置は、保持ねじ５０を含む点で基礎レール３２の配置と異なる。
垂直なスタッド３０の上端部４２のねじ受入開口４４が、上部レール３６のねじ受入開口４４と整合している配置は、上部レール３６の相対的に降下させられた位置を示す。使用時には、上部レール３６は保持ねじ５０によって、相対的に上昇させられた位置で垂直なスタッドに固定されていて、この相対的に上昇させられた位置に保持されている。
実際には、上述のような壁枠１２は、保持ねじ５０によってその上昇させられた位置に保持された上部レール３６を有する状態で組み立てられる。これは、浮きスラブ２６の重量が、上部レール３６から保持ねじ５０を通って垂直なスタッド３０へと通過することを意味する。この形式で浮きスラブ２６は壁枠１２によって支持されている。したがって、壁枠１２は、上部レール３６、保持ねじ５０および垂直なスタッド３０を通ってスラブ１０に向かう荷重経路を規定する。
柱２４が硬化すると、保持ねじ５０を取り外すことができる。保持ねじ５０の取り外しは、上部レール３６の移動、すなわち上昇させられた位置と降下させられた位置との間での、スラブ２６に対する相対的な移動を可能にする。保持ねじ５０の取り外しにより、スラブ２６（および上方の階層）の鉛直荷重は柱２４により受け止められるので、壁枠１２はもはや荷重を支持しない。したがって、保持ねじ５０の取り外しは、上で明示した荷重経路における断絶部を創出する。
これは、実質的に、壁枠１２が建造物の建設中に荷重を支持していて、非常に速いペースの建設を可能にすることを意味している。建設後、壁枠１２は、荷重を支持しなくなるので、荷重支持要素は建築法規の要求に応じてコンクリートになる。
このことは、壁枠１２から柱２４への荷重の完全な移動を示すことを理解されたい。
代替的な実施形態では、保持ねじ５０が、特定の荷重下、たとえば２つのより高い階層の荷重下でせん断するように設計されてもよい。保持ねじ５０のせん断は、壁枠１２からの荷重の移動という同一の目的に役立つ。
柱せき板１６は、荷重を支持しなくてもよいことを理解されたい。代替的には、柱せき板１６は、壁枠１２と類似の形式で形成されてよく、荷重移動前の壁枠１２の耐荷量の一部を成していてよい。
当業者にとって明らかな変形およびバリエーションは、本発明の範囲内にあるとみなされる。

Claims (12)

  1. 建造物を建設する方法であって、該方法が、
    建造物枠を形成する工程であって、該枠が、複数の垂直な通路を含み、少なくとも１つのより高い階層からの荷重を支持するために十分な強さを有し、前記少なくとも１つのより高い階層の荷重に対する荷重経路を規定する、建造物枠を形成する工程と、
    少なくとも１つのより高い階層を少なくとも部分的に形成する工程と、
    前記通路に硬化可能な物質を充填する工程と、
    前記通路内の前記硬化可能な物質を硬化させ、前記建造物内に柱を形成する工程と、
    前記枠の前記荷重経路における断絶部を創出し、これにより、前記少なくとも１つのより高い階層からの荷重を前記建造物枠から前記硬化させられた柱へと移動する工程と
    を有する、建造物を建設する方法。
  2. 前記建造物枠が、構造用鋼から形成されている、請求項１に記載の建造物を建設する方法。
  3. 前記建造物枠が、０．７５mmと１．６mmとの間の公称厚さを有する冷間圧延形鋼により形成されている、請求項２に記載の建造物を建設する方法。
  4. 前記硬化可能な物質が、コンクリートである、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の建造物を建設する方法。
  5. 前記方法が、前記建造物枠の頂部にデッキ型枠を配置して、該デッキ型枠に前記通路を流体的に接続する工程を含む、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の建造物を建設する方法。
  6. 前記通路に前記硬化可能な物質を充填する前記工程を、前記構造物枠上に床面を完成させるために前記硬化可能な物質を型枠内に注ぎ込むことと同時に行う、請求項５に記載の建造物を建設する方法。
  7. 少なくともいくつかの内壁枠を、外壁枠を配置することと同時に配置する、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の建造物を建設する方法。
  8. 前記建造物枠が、垂直なスタッドと、水平なレールとを含み、前記建造物が、取り外し可能な少なくとも１つの固定部材を用いて前記スタッドに１つのレールを固定することによって作られた荷重移動手段を含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の建造物を建設する方法。
  9. 前記少なくとも１つの固定部材を用いて前記スタッドに最上部レールを固定する、請求項８に記載の建造物を建設する方法。
  10. 前記荷重経路における断絶部を創出する前記工程が、前記取り外し可能な固定部材を取り外すことにより達成される、請求項８または請求項９に記載の建造物を建設する方法。
  11. 前記建造物枠が、単独のより高い階層の荷重よりは大きいが、構造全体の完成後の荷重よりは小さな荷重でせん断するように配置されたせん断ヘッドを含む、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の建造物を建設する方法。
  12. 前記柱の硬化に続いて前記せん断ヘッドをせん断させることによって前記荷重経路における前記断絶部に影響を与え、鉛直荷重を、前記枠ではなく、前記柱により受け止める、請求項１１に記載の建造物を建設する方法。
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