JPH03502221A - モジュール スペース フレーム耐震構造 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 モジュール　スペース　フレーム耐りｍ造肢止公立 本発明発明は一般的にはモジュール　スペース　フレーム　耐震構造、とりわけ 支持されている構造物の耐震性強化のためのモジュール　スペース　フレーム式 支持構造に関する。

宜ｌ伎査 建物、沖合プラットホーム等の構造物は、構造物の上部構造を支持するための基 礎、支持ビーム等の下部構造を含むのが一般である。

構造物の建築に際しては、構造用フレームが基礎システムと共に荷重を支持でき る。沖合プラットホームの場合、典型的には海底に埋没された垂直支持部材より 成る支持構造は、水面上のプラットホーム上部構造を支持するためにほぼ完全に 水面下に設置される。

先行技術によれば、沖合プラットホームの支持構造は、典型的には夫々の第一の 端部がコンクリート−製アンカー・ブロック等によって海底に埋設され、且つ夫 々の第二の端部が上部構造を水面上に保持するためプラットホーム構造と接触し ている垂直支持部材（即ち「ジヤツキ・アップ」プラットホーム）より成る。横 方向に伸びる横部材は典型的には支持構造に剛性を付与するために使用される。

支持構造は上から下まで幅がほぼ同一になるように典型的には長方形の横断面を 持つ。

かかる長方形支持構造に伴う問題は、支持構造の安定性が支持構造の所定の幅に 帯する垂直深度の関数として減少することである。

沖合プラットホームが地震発生の確立が高い地域に設置されている時は、安定性 の問題は特に重要である。地震に起因する海底の水平運動は、プラットホームに 転覆モーメントを生じる。転覆モーメントの大きさは、地震の力と海底から上の プラットホームの高さく即ち、水深）に直接比例し、支持構造の水平幅または場 合により直径に間接的に比例する。深海においては支持構造の幅をかなり増やさ ねばならず、これは単に建造工程を複雑にするだけでなく、工事費の大幅な増大 をも招く。

長方形フレームの構造に伴う別の問題は、四角な角部に起因する水平力に対する 抵抗力の減少と構造体角部周辺の乱気流である。構造が陸岸または沖合のいずれ に設置されているにかかわらず、かかる制約を受ける。

米国特許第４，２８８．９４７はフレーム構造用モジュールＹ型部材を開示して いる。米国特許第３，９９５．８９７はパイプまたは他の管状の構造部材を連結 するカップリング部材を開示している。米国特許第１，０９０．３１２．２，２ ５９，２５６．２．９８２，３７９．３，３４７，０００．３．４０７，５５９ ．３，９９９．３５１．．４，４８０．４１４及びフランス特許第２．３０３． ３１８は種々のフレーム構造を教示している。

光里皇固至 本発明の一つの観点によれば、複数段の水平スペース　フレームを有するモジュ ール構造は、該構造中の段数に等しい複数個のモジュール構造部材の独立したセ ットより成る。各独立セットの構造部材は、はぼ同一の長さで、夫々−組の管状 部材間の夾角が鈍角をなくして堅固なＹ型を規定するように連結した第一、第二 、第三の管状部材を有する。

第一コネクタ一手段は、各構造部材セットの第一、第二管状部材が構造体の対応 する段において多角形フレームを形成するように、各独立構造部材セットの対応 する第一、第二管状部材を連結するために備えられている。第二コネクタ一手段 は構造の次の段における第三管状部材の整合されたものを連結するために備えら れている。

第三管状部材は対応する多角形フレームに対して垂直な垂直軸に所定の鋭角を成 す方向に向けられるため、整合された第三管状部材は構造の対応する傾斜脚部を 規定する。

一つの実施例において、各多角形フレームは同一長さの複数の水平脚部より成り 、特定のセットの構造部材の各管状部材の長さは該セットの構造部材により規定 される対応する多角形フレームの一本の脚部の１７２°に等しい、他の実施例に おいては第一コネクタ一手段は複数の第一スリーブ部材より成り、その各々は第 一、第二構造部材に対応する第一、第二管状部材を連結して、多角形フレームの 水平フレーム部材を規定するために、第一構造部材の第一管状部材と第一構造部 材に隣接する、第二構造部材の第二管状部材の夫々の端部を受ける中央孔を各− 個有する。更に他の実施例においては、第二連結手段は複数のスリーブ部材より 成り、その各々は構造体の傾斜脚部を規定する第三管状部材の整合された一組の 向き合う端部を受ける中央孔を一個有する。好ましい実施例においては、各構造 部材の第一、第二、第三管状部材は特定の構造部材の管状部材の各組の間の夫々 の夾角が１０８°、１０８°、　１０８°の角度を成す剛性Ｙ型を形成するよう に連結されている。

本発明の別の側面によれば、モジュール構造部材はビームの各組の間の夾角につ いて剛性Ｙ型ジヨイントを形成するように連結された第一、第二、第三ビームよ り成る。第一、第二ビームは、多段スペース　フレーム構造内の特定の段におけ る夫々の第一、第二、水平フレーム部材の夫々の部分を規定するように作られて いる。第三ビームは、該段を隣接する段と連結する、構造物の垂直脚部の相応す る部分を規定するように方向づけられている。第一、第二ビームは、第三ビーム の向かい合う第一、第二端部間の選択された一点において第三ビームと交差する 。第一、第二ビームには第三ビームとの夫々の交差点に隣接して、その中に第三 ビームの一部を受けるための切欠きが設けられ、第三ビームの少なくとも一部は 第三ビームの主軸に沿った角方向に該切欠きから突出する。好ましい実施例にお いては、第一、第二、第三ビームは夫々第一、第二、第三Ｃ溝形鋼ビームより成 り、その各々は基礎部材と該基礎部材から突出する一＆ｌｌのリップ・フランジ を有する。

本発明のまた別の側面によれば、上述のごとく第一、第二、第三ビームより成る 複数のモジュール構造部材は互いに連結されて一個の多段構造を形成する。該構 造内の各段は複数のモジュール構造部材の独立セットより成る。第一コネクタ一 手段は各セットの構造部材の対応する第一、第二ビームを連結するために設けら れ、第一、第二ビームは構造の対応する段おいて一個の多角形を規定する。第二 コネクタ一手段は構造の次に続く段において第三ビームを整合されたものを連結 するために設けられ、構造の対応する垂直脚部を規定する。複数のかかる多段の 構造は、各構造の各段における多角形フレームの選択した部分が夫々隣接する構 造の多角形フレームの対応する部分とほぼ隣接関係となるように配設してもよい 、更に各構造の第三ビームの選択したものは、隣接する構造の選択された第三ビ ームの対応するものと、隣接する構造の夫々の角部においてほぼ隣接関係を成す 、隣接する第三ビームは接合され、建設構造物の対応する垂直脚部を規定する。

本発明の更にまた別の観点によれば、複数の水平スペース　フレーム段を有する モジュール構造は複数のモジュール構造部材から成り、その各々はほぼ同一の長 さで、二つの管状部材の夾角が鈍角をなす剛性Ｙ型を形成するように連結された 第一、第二、第三管状部材を有する。第一コネクタ一手段は隣接する構造部材の 対応する第一、第二管状部材を構造の対応する段において連結するために設けら れ、隣接する構造部材の第一、第二管状部材の連結は構造の対応する段において 一個の多角形を形成する。第二コネクタ一手段は第三管状部材のうち整合された ものを構造の次に続く段と連結するために設けられている。第三管状部材は、対 応する多角形に対し垂直である夫々の垂直軸に対して一定の鋭角の角度をなし、 整合された第三管状部材の連結は構造の対応する傾斜脚部を規定する。

一つの実施例において、第一コネクタ一手段は複数の第一スリーブ部材から成り 、その各々は第一、第二構造部材の対応する第一、第二管状部材を連結して多角 形フレームの水平フレーム部材を規定するために、第一構造部材の第一管状部材 と第一構造部材に隣接する第二構造部材の第二に管状部材の夫々の端部を受ける 中央孔を各−個有する。複数にスリーブ部材は好ましくは該構造の段数に相応す る複数個の独立スリーブ部材セットから成る。同一セットのすべてのスリーブ部 材は構造内の同一段に配設される。各水平フレーム部材の長さは構造内の段が下 がるにつれて増すため、最下段に配設されたスリーブ部材が最長となり、−力量 上段に配設されたスリーブ部材が最短になる。各スリーブ部材の長さは好ましく は隣接する構造部材の整合された第一、第二管状部材を対応する水平フレーム部 材に沿う夫々の反曲り点において連結するに充分なものとする。

Σ皿夏旦星星聚皿 第１図は本発明によるモジュール構造部材の斜視図。

第２図は本発明によるモジュール　スペース　フレーム構造ヲ上から見た平面図 。

第３図はモジュール　スペース　フレーム構造内の特定の段の上から見た平面図 。

第４図Ａ、第４図Ｂは整合された各々をモジエール　スペースフレーム式構造内 の特定の段において連結するために使用されるスペース部材の断面図と端面図。

第５図は本発明による構造の垂直脚部を形成するための各段における対応する各 々の連結の斜視図。

第６図は本発明による構造の垂直脚部を形成するための対応する管状部材の各段 における連結を示す立面図。

第７図Ａ、第７図Ｂは夫々本発明による構造の垂直脚部を形成するため、構造内 の各段において対応する管状部材を連結する目的で使用されるスリーブ部材の断 面図と端面図。

第８図は本発明によるモジュール　スペース　フレーム構造の斜視図。

第９図は本発明による沖合プラットホーム支持用の耐震構造の立面図。

第１０図は横断面が六角形である本発明によるモジュール　スペース　フレーム 構造の斜視図。

第１１図は第１０図に示した構造の複数の連結を示す斜視図。

第１２図ａ、第１２図すは本発明によるモジュール構造部材の他の実施例の斜視 図。

第１２図Ｃ１第１２図ｄは夫々、隣接する構造の共通の脚部を形成するため連結 されたモジュール構造部材の対応する分岐部の上から見た平面図と下から見た平 面図。

第１３図は第１１図に示す構造に膨張可能な自立式ドーム型屋根を連結した状態 を示す斜視図。

第１４図は第１３図に描いた構造の上から見た平面図。

第１５図はほぼ長方形の屋根を連結したモジュール　スペースフレーム構造の上 から見た平面図。

第１６図は第１５図に示した長方形屋根を構造に連結するためのアダプターの立 面図。

第１７図ａ、第１７図すは多構造建設構造物において管状部材より成る隣接する 管状分岐部を連結するために使用されるラップアラウンドスリーブの斜視図。

第１８図は本発明によるモジュール構造部材の他の実施例の斜視図。

第１９図は整合された管状部材をモジュール　スペース　フレーム構造の特定の 段において連結するために使われるスリーブ部材の他の実施例の断面図。

第２０図は本発明によるモジュール　スペース　フレーム構造の他の実施例の上 から見た平面図。

の　　　の 以下の記述では類似部品は明細書、図面を通して各々番号を付す。

図面は必ずしも縮尺通りではなく、本発明の特長をより強調するために場合によ っては誇張した箇所もある。

第１図を参照すると、構造部材モジュール１０は長さの等しい第１、第２、第３ 管状分岐部１２．１４．１６からなり、各一対の管状分岐部間の夾角が鈍角をな して堅固なＹ字型ジヨイントを規定するよう互いに連結されている。各管状分岐 部の端部は以下に詳述するように、コネクタ一部材内に挿入できるようテーパー がつけられている。各分岐部の端部に隣接して円周方向の溝１５が配設されて、 コネクタ一部材内にあってこれと螺合する部材と係合するようになっている。

各分岐部の間には耳部材１７が配置され、第８図について以下に詳述の実施例で は、３つの夾角は９０°から１２０６の間にある０例示の目的上、第１〜第９図 では３つの夾角は１０８＠と仮定する。

第３図を参照すると、複数の構造部材ｌＯは対応する複数のスリーブ部材１８に よって相互に連結されて五角形の水平フレーム２ｏを規定している。第３図では 、５つの構造部材１０が五角形フレーム２ｏの各頂点Ａ、ＢＳＣ，Ｄ、Ｅで連結 されることにより、各部材１ｏの対応する第３管状分岐部１６はフレーム２０に 規定される平面から外に向かって下に下がり、対応する第１と第２管状分岐部１ ２．１４が相互に連結されてフレーム２０の対応部材を規定する０例えば、フレ ーム２ｏの頂点已に配設された部材１０の第１管状分岐部はフレーム２ｏの頂点 已に配設された部材１０の対応する第２管状分岐部１４０と整合させる。

各スリーブ部材１８には第４Ａ図に示すように、整合させた一対の管状分岐部の 夫々対向する端部を受けるための中央孔が延在する。各スリーブ部材１８は部材 ｌＯの１つの第１管状分岐部１２と隣接部材１ｏの対応する第２管状分岐部１４ を連結して五角形フレーム２０を規定する。

フレーム２０の各部材の長さは各管状分岐部の長さのほぼ２倍である。

第４Ａ、４Ｂ図を参照すると、各管状分岐部１２．１４の端部はテーパー状に形 成されて、対応するスリーブ部材１８の中央孔内に嵌入するようになっている。

各管状分岐部１２．１４の端部に隣接して管状分岐部１２．１４の円周方向に伸 びる溝（第１図参照）が配設されて、スリーブ部材１８内部の所定の固定位置に 管状分岐部１２．１４を係止するために、スリーブ部材１８の孔の対応雄部材２ ２と係合する。他の実施例として、雄部材を雌溝１５のかわりに分岐部１２．１ ４、の上に配設して、対応スリーブ部材１８の孔内の対応雌溝と係合させること もできる。中央孔２４は開口状態に保たれて、プレストレス用ワイヤーケーブル の通路を形成する。スリーブ部材１８の剛性ダイアフラム２６は整合させた第１ と第２の管状分岐部１２．１４の夫々対向する端部の間に保持される。雌溝と雄 切欠き２２の係合は、本書で言及の米国特許第４、２８８．９４７号に詳しい説 明がある。

第５．６図を参照すると、第３の管状分岐部１６は対応する複数のスリーブ部材 ２８と相互に連結されて、はぼ垂直の脚部を規定する。

各スリーブ部材２８は構造部材１０と一体に形成することにより各スリーブ部材 ２８の一部を、第６図に示すように、部材１０の第１．第２゜第３管状分岐部１ ２．１４．１６の交点を越えて延在させるのが好ましい。

第７Ａ、７Ｂ図を参照すると、スリーブ部材２８は中央に配設した鞍部３０を含 み、鞍部３０はスリーブ部材２８内の２つの隔室３２Ａ、　３２Ｂを規定して、 スリーブ部材２８内で第１と第２曹状分岐部を受ける。

スリーブ部材２８はさらに、隣接する構造部材１０の第３管状分岐部１６と鞍部 ３０の間に保持される中央ダイアフラム３４を含む。第４Ａ、４Ｂ図に関連して 上記で説明した保合がここでもスリーブ部材２８内で第３管状分岐部１６を受け るのに用いられている。

第２図および第８図を参照すると、角錐台型のモジュール　スペース　フレーム 構造体４０は複数の構造ｌＯを連結して形成される。構造部材１０は構造体４０ のＮ個の段に対応するＮ個の独立構造部材１ｏに分割される。第２図、第８図で は構造体４０の段は４つあり、各段は夫々個別の五角形フレーム２０からなる。

構造体４０の垂直脚部は各五角形フレームによって定まる水平面に垂直な垂直軸 に対して所定の鋭角をなして傾斜することにより、構造体４０の安定性と耐震性 を強化している。構造体４０の最上段に位置する五角形フレームはフレームの中 で面積がもっとも小さく、順に下段になるにつれて五角形フレームの面積は大き くなる。傾斜脚部は構造体４０の各段での整合第３管状分岐部１６を相互に連結 することで規定される。

独立セット毎の部材１０の管状分岐部１２．１４．１６は長さがほぼ等しい６例 えば最上段の管状分岐部１２．１４．１６の長さをＬとすると、構造体４０の各 段での管状分岐部１２．１４．１６の長さは約１，３０９（Ｎ　−１）　ｘＬと なる（式中Ｎは最上段から数えた構造体４０のある段を表わす整数）。従って構 造体４０の各段の間では上段から下段にいくにつれて管状分岐部が約３０．９％ ずつ長くなる。同様に直径Ｄ’　　（第３図に示すようにして測定）も構造体４ ０の上段から下段にむかって順に約３０゜９％ずつ大きくなる。ある段における 五角形フレームの直径は３．０７７７×管状分岐部１２．１４．１６　（即ち３ ．０７７７ｘ１．３０９（Ｎ　−１）　ｘ　Ｌ　）に等しいことが数学的に求め られる。従って最上段の直径Ｄ’　　（すなわちＮ＝１）が約３．０７７７Ｌで あるのに対し、最下段の直径Ｄ’　　（すなわちＮ＝４）は約６．９０３Ｌにな る。

構造体４０は第８図に示すように、五角形フレーム間、特に構造体に作用する地 震、氷、潮流、波および風の力が大きい部分にプレース部材を設けて補強しても よい、五角形フレーム間の空間にパネルを渡してもよい、管状分岐部とスリーブ 部材には中央開口部が貫通しており、第６図に示すようにプレストレス用ケーブ ルを受けて構造体の剛性を確保する。コンクリートなどの充填材料を管状分岐部 に打込んで構造体の補強をさらにはかることができる。

本発明のモジュール　スペース　フレーム構造体４０は不利な条件下で支持構造 の建設を行わねばならない海上での作業にとりわけ適している。第９図を参照す ると、工事用ブラットホーム上部構造体４２を支持するために構造体４０は海底 構造として用いられる。構造体４０は一部を陸上で組立てた後設置現場に運んで 建設してもよく、あるいはモジュール部材１０を用いて現場で組立ててもよい。

構造体の耐震力はＰｈ／Ｄｂで表されるが、ここでＰは構造体に働く地震の横方 向の力、ｈは構造体の高さ、Ｄｂは構造体の基礎レベルでの直径を表わす。

本発明構造体の自然な角錐形では構造体の重心が低くなり、基礎レベルでの直径 が大きくなるため求められる耐震力が大幅に小さくなる。例えば最上段から最下 段まで同じ直径約３．０７７７Ｌの長方形構造体の場合、耐震力は約Ｐ　ｈ　／ ３．０７７７　Ｌ必要となる。一方、本発明の角錐形の場合６段のうち最上段の 直径Ｄ′は前記長方形構造体と同じであるが、求められる耐震力は約Ｐ　ｈ　／ １５．４８３３　Ｌである。

構造体の各段を構成する五角形フレームにより、円形フレーム構造が持つ水平方 向の力に対する抵抗能力と長方形フレーム構造の持つ組立ての容易な長所との最 適な均衡をはかることができる６本発明のモジュール　スペース　フレーム・構 造の他の利点は、堅固なモジュール式構造部材により、各段での角部の剛性の高 さにある。

モジュール式構造部材の整合分岐部は、従来のピン或いはボルトによる保合に比 べ、迅速かつ簡便に連結することができる。構造部材は統一規格に合わせた厳密 な品質管理の下で製作することにより、現場での作業を減らすことができる。

堅固なＹ型構造部材は水中での溶接工事が最小限ですむ点でも有利である。沖合 プラントフオームの建設の場合、現場での溶接によって局部脆性領域（Ｌｏｃａ ｌｉｚｅｄ　Ｂｒ１ｔｔｌｅ　Ｚｏｎｅ、　ＬＢＺ）や熱の影響を受ける領域（ Ｈｅａｔ　Ａｆｆｅｃｔｅｄ　Ｚｏｎｅ　ＨＡＺ）の問題が生じ、多くの構造破 壊や高価な沖合プラットフォーム損失につながることは周知の通りである。陸上 での工事についても同様の利点が得られる。

第１θ図を参照すると、垂直脚部と構造体５０の各段に設けた六角形のスペース フレームからなる構造体５０により垂直壁タワー構造体５０が形成される。構造 体５０は、第８図で述べた夫々１０８＠の夾角のかわりに、六角形の横断面と垂 直脚部を持つタワーを規定するためにモジュール式構造部材の管状分岐部を１２ ０°、９０°、９０°の夾角で夫々配設した以外は、第１〜９図について上記で 説明したのとほぼ同様にして組立てる。構造体５０は沖合でのタワー建設に好適 である。

第１１図を参照すると、複数の垂直壁タワー構造体５０をケーブルなどで当接フ レーム部材に沿って連結することによりハニーカム構造６０を形成して、構造６ ０全体の耐震性を実質的に増強できる。第１７８゜１７ｂ図のようなラップアラ ウンドスリーブ６１を隣接するタワー５０の当接管状分岐部の周辺にかぶせて隣 接するタワー５０を互いに連結し、また各タワーの管状分岐部を端部同士連結し て各六角形フレームの個々の部材とすることができる。ラップアラウンドスリー ブ６１は第１〜９図の説明で述べた円筒形スリーブ部材１８のかわりに用いるこ とができる。ラップアラウンドスリーブはこのましくはスリーブ６１の外側に巻 いたスチールバンド６３で締付ける。スリーブ６１にはスリーブ６１をかぶせた 当接する管状分岐部に設けた雄部材と螺合する雌ねじ６１Ａ、あるいは当接管状 分岐部に設けた雌部材と係合する雄切欠き６１Ｂを設けてもよい。

第１２ａ、１２ｂ図を参照すると、管状分岐部１２．１４．１６を有する部材１ ０のかわりにＣ溝形鋼ビーム６４．６６、６８からなるモジュール構造部材６２ を用いてタワー５０と構造体６０を形成することができる。ビーム６４．６６、 ６８は長さがほぼ等しく、また堅固なＹ型ジヨイントを規定するべく夫々夾角を 保って互いに連結される０図示の実施例では、第１と第２のビーム６４と６６の 夾角は１２０＠であり、第３ビームと第１、第２ビームとの夾角は約９０°であ る。ビーム６４．６６、６８は一体のユニットとして製作してもよく、あるいは また第１と第２ビーム６４、６６を一体に形成し、２本のビームの交点に切欠き を設けて２本のビームを第３のビーム６８にはめ込んで溶接などで取付けてもよ い。

第１と第２ビーム６４．６６は第３ビーム６８の両端を結ぶ中間位置に取付けて 、第３ビーム６８の一部が切欠きを設けた部分から両方向にかつ第３ビーム６８ の軸方向に突出するようにする。第１と第２ビーム６４、６６は夫々の溝を第１ ２ａ図のように内側を向けて配設しても、あるいは第１２ｂ図のように外側にむ けてもよい、このように、第１゜第２ビームが各段での構造体の水平フレーム部 分を規定し、第３ビーム６８が構造体の垂直脚部の一部を規定する。

本発明の他の側面を第１２ｃ、　１２ｄ図に示す、ハニーカム構造６０では隣接 タワ−５０同士は共通の垂直脚部を有する。共通の垂直脚部は複数の脚部材６７ を端部と端部で連結して形成する。各脚部材６７は３本のビームからなり、ビー ムは夫々隣接するリップ・フランジに沿って溶接して、第１２ｃ図に示すような 取付面６８Ａ、６８Ｂ、６８Ｃを３ヶ所脚部材６７に設けるのが好ましい、３＆ ｕの水平ビーム６４Ａと６６Ａ、６４Ｂと６６Ｂ、６４Ｃと６６Ｃは第１２ｄ図 に示すように、隣接するビーム同士が当接するようにして対応する取付面６８Ａ 、６８Ｂ、６８Ｃに取付けて構造体６０の角部を夫々規定する。隣接するリップ ・フランジの間ではビーム６８の下端部からビーム６８に沿って上向きに溶接棒 ６９の少なくとも一部が伸びている。溶接棒６９によってビームとビームの間が わずかに離れるため、３本のビーム６８の底部（第１２ｄ図）は上部（第１２ｃ 図）よりも広くなる。このように幅に差を設けたことにより、１つの脚部材６７ の上部を別の脚部材６７の対応する底部内で受けて、構造体６０の共通垂直脚部 を形成することができる０脚部材６７は溶接によって互いに固定すればよい。

好ましくは、当接する一対のビーム６４と６６は互いに接続した上で別の一対の ビームと端部と端部を合わせ、ビームの各面にボルト締めしたガセットプレート を用いて連結することにより、構造体６０の各段での水平フレーム部材とする。

ガセットプレートが当接する一対のビームの端部接続部に延在することにより構 造体６０の角部間のビーム対を連結する。ガセットプレートが第１〜９図で述べ たスリーブ部材１８と同様の機能を果すことは本技術の熟練者に理解されるとこ ろである。当接するビームによって形成された溝にワイヤーケ−プルを通して構 造体６０にプレストレスをかけることもできる。

第１３図を参照すると、ハニーカム構造６０は本書に言及の米国特許第４，２８ ８，９４７号、第４，５８３，３３０号に記載されクレームされる種類のモジニ ール式膨張型ドーム構造を支持するようになっている。ドーム構造７０は好まし くは六角形頂部７２、頂部７２と構造体６０の最上段とを連結する六角形と五角 形のパネル７４．７６が交互に並らんでなる。ドーム構造７０と構造体６０の最 上段との連結には特殊なアダプター・スリーブ（図示せず）が通常用いられる。

第１４図に、膨張型ドーム構造７０を構造体６０最上段の対応部材に９ケ所の異 なる接続点１〜９で接続したところを示す。

第１５．１６図を参照すると、第１１図のハニーカム構造体６０からなる７段の タワー構造体５０にさらにタワー構造体５０を５段追加して、１２段のハニーカ ム構造体８０とする。第１５図に示すように、はぼ長方形の屋根構造８２を用い てハニーカム構造体８０を覆ってもよい。第１６図に、屋根８２とその下の構造 体８０を連結するために上下方向に複数のスリーブ部材８６を突設したアダプタ ー８４を図示する。ドーム屋根７０、長方形屋根８２ともに夫々の頂点から屋根 とその下の建物との連結点に向かって傾斜させることにより屋根の排水をよくし ている。屋根構造が湾曲していることとタワー構造体の六角形フレームのカーブ した角部によって構造体に働く風をそらせ風力の影響を小さくしている。共通の 垂直脚部に沿って、また当接する水平フレーム部材上の所定位置で個々のタワー 構造体を互いに連結することによって、構造全体の風や地震力に対する強度が増 強されている。

第１８図に本発明のモジュール式構造部材９０の他の実施例を示す。

構造部材９０は管状分岐部９２．９４．９６に誼ねじ端部９２ａ、９４ａ、９６ ａを夫々設けて、伸長部材９８の第１端部内部とこれに隣接して配設した雌ねじ を受けるようにした以外は、第１〜９図について上述したモジュール構造部材１ ０とほぼ同じである。伸長部材９８の第２端部９８ｂはテーパーがつけられ、第 １９図に示すように、スリーブ部材１０２特表平３−５０２２２１　（５） 内の溝１０３と係合する環状部材９９を有する。このようにして、構造部材９０ の管状分岐部９２．９４．９６の１つまたはそれ以上の有効長さを必要に応じて のばすことができ、しかも取扱いが容易で構造部材９゜の大量生産に有利なモジ ニールとしての特長を保つことができる。

管状分岐部９２．９４．９６の夫々の接合点に耳部材１００配設してよこ方向な らびに縦方向のプレース部材（第２０図参照）をボルトで連結できるようになっ ている。

第１９図では、スリーブ部材１０２を用いて、タワー構造体の各レベルで隣接す る構造部材９０の整合管状分岐部を連結する。第１〜９図で述べた構造体４０の ような傾斜させたタワー構造においては、水平フレーム部材の長さは前述の如く その構造体の段によって決まる。

従って、はぼ長さの等しい管状分岐部を有するモジュール式構造部材９０を用い る場合、連結用スリーブ部材１０２の長さは第２０図に示すように、構造体にお ける特定の段に応じて変える。スリーブ部材１０２は各端部に隣接して円周方向 の溝１０３を有し、これが整合管状分岐部９２．９４上の環状部材と夫々螺合し て、タワー構造体での特定の′段で隣接構造部材９０の管状分岐部９２．９４が 互いに連結される。連結される管状分岐部の夫々対向する端部９２ａ、９４ａは 、各管状分岐部の長さや管状分岐部と連結用スリーブ部材によって決まる水平フ レーム部材の長さに応じて、スリーブ部材１０２の内部でほぼ接触している場合 もあり、また対向端部９２ａと９４ａの間にかなりのギャップができる場合もあ る。スリーブ部材１０２から複数の耳部材１０４が伸びていて、ボルト連結具な どで横方向および縦方向のプレース部材をこれに取付けられるようになっている （第２０図参照）。

第２０図のタワー構造体１０６は、対応するスリーブ部材１０２が位置するタワ ー構造体１０６内での特定の段によってスリーブ部材１０２の長さが変わる点を 除けば、第２図および第８図に示す構造体４０とほぼ同一である。タワー１０６ の脚部が傾斜しているため、構造体１０６の最上段から最下段に向かって漸次水 平フレーム部材１０８の長さが増大する。従って最下段、に配設されたスリーブ 部材１０２が最も長く、最上段のスリーブ部材１０２が最も短い、各スリーブ部 材１０２は対応する水平フレーム部材の段に沿った反曲げ点付近で整合管状分岐 部を連結できるだけの充分な長さがあることが好ましい。例えば、反曲げ点が、 フレーム部材１０８の端部からフレーム部材の長さの約１／４の位置にある場合 には、対応するスリーブ部材１０２の長さは水平フレーム部材１０８の長さの少 なくとも１／２は必要になる。水平フレーム部材１０８の長さとこれに従って重 量が過剰になる場合には、第４Ａ、４Ｂ図で述べたものに類似の短いスリーブ部 材１８を複数用いて、整合部材を連結することにより水平フレーム部材１０８と することもできる。隣接スリーブ部材１８の対応部分と螺合するように形成した テーパ一端部を有する伸長部材１０９が隣接するスリーブ部材１８同士をつない でいる。プレース部材１１０がスリーブ部材上の耳部材１０４と、構造部材９０ の耳部材１００とに連結されて、タワー構造体１０６の構造安定性を強化してい る。

本発明の種々実施例を詳述したが、上記の好ましい実施例に多（の変更や追加を 加えることができ、かつ本発明の性格、精神、範囲を逸脱することはないのは明 らかであって、本発明は添付クレームの記載を除き、かかる記述によって何ら限 定されるものではない。

セコ３−二〇９９２ ＦＩＧ、　４Ａ　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　４ＢＦＩＧ、　５ ＦＩＧ、　７Ａ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、　ｔ。

ＦＩＧ、　ｆ２ｂ ＦＩＧ、　１２ｄ ＦＩＧ、　ｆ３ ＦＩＧ、　ｆ７σ　　　　　　　　　　ＦＩＧ、　ｆ７ｂ浄書（内容に変更なし ） ＦＩＧ、ｆ５ ＦＩＧ、　ｆ９ 手続補正書（財） 平成３年　２月２１日 特許庁長官　　手直　松　　　敏殿 １、事件の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　８８１０４０３３ ２、発明の名称 モジュール　スペース　フレーム耐ｔｔ　構造３、補正をする者 羽生との捌　特許出願人 氏名　　ハング〜イエンーティ ４、代理人 ６、補正の対象 （２）委任状 ７、補正の内容 国際調査報告

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. １．水平スペースフレームを複数段有するモジュール構造において、ほぼ長さの 等しい第一、第二、第三管状部材で、各々一対をなす管状部材間の夾角が鈍角を なして堅固なＹ形を規定するよう連結される管状部材を有するモジュール構造部 材が構造の段数に対応する複数個の独立セットとしてあり、 該独立構造部材セットの第一、第二管状部材を連結して独立構造部材セットの第 一、第二管状部材で構造体のある段における多角形フレームの規定するための第 一コネクター手段と、整合させた管状部材のうち第三管状部材を構造体の次段に 連結するための第二コネクター手段とからなり、該第三管状部材が対応する多角 形フレームに垂直な垂直軸に対して所定の鋭角をなすことにより、整合させた第 三管状部材間の連結が構造体の傾斜脚部を規定し、多角形フレームのうち最上段 の多角形フレームが最小面積を有し、順次下段にいくにつれて多角形フレームの 面積が大きくなることにより構造体の安定性を強化するモジュール構造体。
2. ２．各多角形フレームが同一長さの複数の水平脚部から成り、且つ特定のセット 内の構造部材の各管状部材の長さが構造部材の該セットにより規定される多角形 フレームの一本の脚部の１／２である特許請求の範囲第１項に記載の構造。
3. ３．第一コネクター手段が複数の第一スリーブ部材から成り、その各々が第一、 第二構造部材の対応する第一、第二管状部材を連結して、対応する多角形フレー ムの一本の脚部を規定するため、第一構造部材の第一管状部材と第一部材に隣接 する第二構造部材の第二管状部材の夫々の端部を受ける中央孔各一個を有する特 許請求の範囲第２項に記載の構造。
4. ４．第二連結手段が複数のスリーブ部材から成り、その各々がモジュール構造の 傾斜脚部を規定する第三管状部材の整合された一組の向き合う端部を受ける中央 孔を各一個所有する特許請求の範囲第３項に記載の構造。
5. ５．該第二スリーブ部材の各々が対応する構造部材上に一体的に形成され、該第 二スリーブ部材が対応する装置の対応する第一、第二、第三管状部材の交差点を 越えて伸び、第二スリーブ部材の主軸が対応する第三管状部材と整合されている 隣接の構造部材の第三管状部材を受けるため、対応する第三管状部材の主軸とほ ぼ整合されている特許請求の範囲第４項に記載の構造。
6. ６．各独立セットの構造部材の夫々がほぼ同一の長さで、管状部材の各組間が１ ０８°の夾角をなして剛性Ｙ型を形成するように連結された第一、第二、第三管 状部材を有し、同一の独立セット内のすべての構造部材が構造内の同一段に配設 されている、Ｎ個の独立セットと、 構造部材の対応する第一、第二管状部材を対応する段において連結して各段にお いて対応する五角形水平フレームを形成し、各構造部材の第一、第二管状部材の 夫々の交差点が対応する五角形フレームの夫々の角部となるようにする第一コネ クター手段と、第三管状部材の整合されたものを構造の各段にて連結し、整合さ れた第三管状部材の連結が構造の夫々の傾斜脚部を形成するように、該第三管状 部材が夫々の五角形フレームにより規定される夫々の水平面に対して垂直な夫々 の垂直軸について所定の鋭角を形成するよう方向づけする第二コネクター手段と 、から成り、整数Ｎ個の水平フレーム段を有するモジュール構造。
7. ７．特定の独立セットの構造部材の各管状部材の長さが約１．３０９（Ｎ−１） ×Ｌに等しい（Ｌは所定基準の長さ、Ｎは該特定の独立セットが配設されている 構造内における最上段から最下段に向かって順次数えた特定の段を表す整数）特 許請求の範囲第６項に記載の構造。
8. ８．構造の最上段の五角形フレームが構造のすべてのフレームの中で最小の面積 を有し、下段になるにつれて五角形フレームが構造の安定性強化のための順次よ り大きな面積を持つ特許請求の範囲第７項に記載の構造。
9. ９．ビーム各組間の夫々夾角をなして一個の剛性Ｙ型を形成するように連結され た第一、第二、第三ビームから成り、該第一、第二ビームが多段スペースフレー ム構造内の特定の段における第一、第二水平フレーム部材の夫々の部分を規定す るように作られ、該第三ビームが該特定段と隣接する段を連結している構造の脚 部の対応する部分を規定するように作られ、該第一、第二ビームが該第三ビーム と該第三ビームの反対方向の第一、第二端部の間の選択された位置において交差 し、該第一、第二ビームに該第三ビームと夫々交差する点の近くに該第三ビーム の一部分を受ける切欠きが設けられているため、該第三ビームの主軸に沿って切 欠きから第三ビームの少なくとも一部が両方向に突出するモジュール構造部材。
10. １０．該第一、第二、第三ビームが夫々第一、第二、第三Ｃ溝形鋼製ビームから 成り、その各々が基礎部材と基礎部材から突出している一組のリップ・フランジ を有する特許請求の範囲第９項に記載の部材。
11. １１．該第三ビームが、複数の多段構造から成る建設構造物の一本の共通脚部を 規定するために、別の構造部材の少なくとも一個の対応する第三ビームと当接関 係に置かれており、該当接第三ビームが隣接する構造体の夫々の角部を形成する ように対応する第二，第三ビームの夫々の取付表面を提供する特許請求の範囲第 ９項に記載の部材。
12. １２．複数の多段構造から成り、その各々が各セットの構造部材がビーム各組間 が夫々ある夾角をなして、一個の剛性Ｙ型を形成するように連結されたほぼ同一 長さの第一、第二、第三ビームを有し、該第一、第二ビームは該第三ビーム両端 の第一、第二端部の間の選択された一点に於て該第三ビームと交差するようにし た構造内の段数に対応した複数のモジュール構造部材と、各セットの構造部材の 第一、第二ビームが対応する構造の対応する段において一個の多角形フレームを 形成するように、各セットの構造部材の対応する第一、第二ビームを連結するコ ネクター手段と、対応する構造の対応する脚部を形成するために、第三ビームの 整合されたものを次に続く段で連結する第二コネクター手段から成り、各構造の 各段における多角形フレームの選択された部分が夫々隣接する構造の夫々の多角 フレームの対応する部分とほぼ当接し、各構造の第三ビームのうちの選択された ものが隣接する構造の夫々の角部において、隣接する構造の選択された第三ビー ムの中の対応するものと当接し、当接する該第三ビーム同士が接合されて建設構 造物の共通脚部を形成するようにした建設構造物。
13. １３．各構造部材の第一、第二ビーム間の夾角が約１２０°で各構造の各段にお いてほぼ六角形のフレームを形成し、且つ各構造部材の第一、第二ビームの各々 と第三ビームの間の夾角がほぼ９０°で、各構造内でほぼ垂直の脚部を形成する 特許請求の範囲第１２項に記載の建設構造物。
14. １４．各構造の各段における各六角形フレームが６個のフレーム部材から成り、 各六角形フレームのフレーム部材の特定の３個が夫々隣接の構造の対応する六角 形フレームの対応する３個のフレーム部材とほぼ当接して、ほぼハニーカム形建 設構造を形成する特許請求の範囲第１３項に記載の建設構造物。
15. １５．第一コネクター手段が第一の構造部材の第一ビームと該第一構造部材に隣 接する第二の構造部材の第二ビームの夫々向かい合う端部を連結する複数のコネ クタープレートからなり、第一、第二部材の対応する第一、第二ビームを連結し て対応する六角形フレームの対応する部分を規定し、各構造部材の第三ビームの 第一の端部は、該第二コネクター手段を規定するために隣接する構造部材の第三 ビームの対応する第二の段部を螺台状に受けるように作られている特許請求の範 囲第１２項に記載の建設構造物。
16. １６．該第一、第二、第三ビームが夫々第一、第二、第三のＣ溝形鋼ビームから 成り、その各々が一個の基礎部材と該基礎部材から突出している一組のリップフ ランジを有し、当接するビームの夫々のビーム部材が対応する第一、第二ビーム に夫々取付表面を提供するよう該当接第三ビームが夫々のリップフランジの少な くとも一部に沿って一つに接合されている特許請求の範囲第１２項に記載の建設 構造物。
17. １７．対応する第三ビームの少なくとも一部分が対応する第三ビームの軸沿いに 切欠きから両方向に突出するように、対応する第三ビームを切欠き内に受けるた めに該第一、第二ビームの該第三ビームとの夫々の交差点に隣接して切欠きを設 けた特許請求の範囲第１２項に記載の建設構造物。
18. １８．長さがほぼ同一の管状部材で管状部材間が鈍角の夾角をなして、剛性Ｙ型 を形成するように連結された第一、第二、第三の管状部材を有する複数のモジュ ール構造部材と、隣接する構造部材の対応する第一、第二管状部材を構造の特定 の段において、隣接する構造部材の対応する第一、第二管状部材が構造の対応す る段において一個の多角形フレームを形成するように連結するための第一コネク ター手段と、 構造の次に続く各段において第三管状部材の整合されたものを連結し、該第三管 状部材は対応する多角形フレームに垂直な夫々の垂直軸に対して所定の鋭角に方 向づけられているので、整合された第三管状部材の連結は構造の対応する傾斜脚 部を形成し、最上段の多角形フレームが多角形フレーム中最小の面積を持ち、構 造の安定性強化のため多角形が順次下がるにつれてより大きな面積を持つ、第二 コネクター手段と、 から成る複数の水平スペースフレーム段を有するモジュール構造。
19. １９．第一コネクター手段がスリーブ部材の複数の独立セットから成り、該スリ ーブ部材の各々が対応する多角形フレームの水平フレーム部材を規定するように 第一、第二部材の対応する第一、第二管状部材を連結するため、第一構造部材の 第一管状部材と該第一構造部材に隣接する第二構造部材の第二管状部材との夫々 の端部を受ける中央孔を各一個有し、スリーブ部材の複数の独立セットが構造内 の段の数に対応する特許請求の範囲第１８項に記載の構造。
20. ２０．各独立セットのスリーブ部材の長さは、スリーブ部材の特定のセットが配 置されている、構造内の特定の段の関数であり、構造内の最下段のスリーブ部材 のセットが最長の長さを持ち、構造内の最上段のスリーブ部材のセットが最短の 長さを持つ特許請求の範囲第１９項に記載の構造。
21. ２１．各スリーブ部材の長さが、隣接する構造部材の整合された第一、第二管状 部材を、隣接する構造部材の整合された第一、第二管状部材の連結により規定さ れる対応する水平フレームの部材上の反曲げ点またはその近くで連結するのに充 分である特許請求の範囲第２０項に記載の構造。
22. ２２．各構造部材の第一、第二、第三分岐部の夫々の一端に、伸長部材上のねじ 山と螺合するようにねじ溝が切られており、管状分岐部と伸長部材が対応する管 状分岐部の有効長さを伸長するために連結されている特許請求の範囲第１８項に 記載の構造。