JPH04269229A - スペースフレーム構造体 - Google Patents

スペースフレーム構造体

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JPH04269229A
JPH04269229A JP3323038A JP32303891A JPH04269229A JP H04269229 A JPH04269229 A JP H04269229A JP 3323038 A JP3323038 A JP 3323038A JP 32303891 A JP32303891 A JP 32303891A JP H04269229 A JPH04269229 A JP H04269229A
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space frame
frame structure
extending
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JP3323038A
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Leszek A Kubik
レスゼク　アレクサンダー　キュービック
Marian L Kubik
マリアン　レスゼック　キュービック
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスペースフレーム構造体
に関し、特に英国特許第２２２８５０３号明細書に記載
の種類のスペースフレーム構造体に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来知られているスペースフレーム構造
体は、構造部材の上側グリッドと、構造部材の下側グリ
ッドと、上側グリッドと下側グリッドとの間に延びかつ
グリッドを一緒に連結してスペースフレームを構成する
相互連結部材と、上側グリッドにより担持されたコンク
リート層とを備え、上側グリッドの構造部材は、コンク
リート内に少なくとも部分的に埋封されて構造部材をコ
ンクリートと構造的に結合して、それにより複合上層を
構成している。上側構造部材は、通常、コンクリート層
が注入される型枠を支持するように意図された下側フラ
ンジを備えている。構造部材は、代表的には、Ｉ字形断
面部材であり、したがって、これらの部材もまたコンク
リートと部材とのくさび留めを容易にするために上側フ
ランジを備えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上側フランジおよび下
側フランジの両方を設けると、スペースフレーム構造体
が組み立てられた後に締り嵌め型枠を上側フランジと下
側フランジとの間に挿入することが困難になりまたは不
可能になる。代表的な型枠は波形鋼板であり、したがっ
て、注入されたコンクリートの過度の漏出を阻止するた
めに、波形部分の両端を締り嵌めすることが特に望まし
い。
【０００４】下側フランジと部分的にのみ重なり合う型
枠のさらに一つの問題点は型枠が固定される前に対応し
た下側フランジの間のスペースを通して落下するおそれ
があることである。また、英国特許第２２２８５０３号
は、上側部材を逆Ｔ字形断面とすることができ、それに
より締り嵌め型枠の取付けが容易になることを認識して
いる。しかしながら、逆Ｔ字形断面部材が上側フランジ
を備えていないことは、部分的に埋封された部材とコン
クリートとの間のくさび留め作用が低下するという不利
点がある。既知の折衷案は下側フランジよりも小さい上
側フランジを備えた不規則な形状の断面材を設けること
であるが、この性質の断面材はこの産業においてほとん
ど使用されていないので、容易に入手できない。このよ
うな標準型でない断面材の生産はコスト高になる。また
、上側フランジを小さく形成した場合ですらも、型枠の
締り嵌め鋼板の取付けが困難であることがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は前記の不
利点を解消しまたは軽減することである。
【０００６】本発明は、構造部材の長方形の上側グリッ
ドと、構造部材の下側グリッドと、上側グリッドと下側
グリッドとの間に延びかつこれらのグリッドを一緒に連
結してスペースフレームを構成する相互連結部材と、上
側グリッドにより担持されたコンクリート層とを備えた
スペースフレーム構造体であって、上側グリッドの構造
部材がコンクリート内に少なくとも部分的に埋封され、
それにより構造部材をコンクリートと構造的に結合して
上側複合構造体層を構成し、上側グリッドの各々の部材
がコンクリートのための型枠を支持する下側フランジを
有するスペースフレーム構造体に関する。この構造体は
、各々の上側グリッドの長方形を形成する部材のうちの
少なくとも２個の部材がグリッドの長方形中に延びる上
側フランジを有し、かつ同じグリッドの長方形からの部
材のうちの少なくとも１個の部材がそのグリッドの長方
形中に延びるフランジを備えていないことを特徴として
いる。グリッドの長方形中に延びる少なくとも１個の上
側フランジを設けないことにより、型枠の取付けが容易
になると共に、いくつかの上側フランジを設けることに
より、上側グリッド全体とコンクリートとの結合を助け
ることができる。
【０００７】少なくとも大多数の上側グリッドの長方形
について、２個の相互に対向した部材が長方形中に延び
る上側フランジを備え、かつその他の２個の相互に対向
した部材がそのグリッドの長方形中に延びる上側フラン
ジを備えていないことが好ましい。この構造はフランジ
を備えていない部材の間に長手方向に延びる波形部分を
有する波形鋼板型枠であって、鋼板の横方向の可撓性に
よりサイドフランジの下方に挿入するために変形可能で
ある型枠に対して特に魅力的である。
【０００８】上側グリッドが主として一つの方向に延び
るＩ字形断面部材と、前記方向に対して垂直な方向に延
びる逆Ｔ字形断面部材とにより構成されることが好まし
い。ある種の型枠については、各々のグリッドの長方形
が三つの辺に沿って該長方形中に延びるフランジを備え
るように、一つの方向においてＩ字形断面部材を使用し
、そして反対の方向において交互に配置された逆Ｔ字形
断面部材およびＩ字形断面部材を使用する。二つまたは
それ以上の部分からなる型枠は、１個のフランジのみを
備えていない側に対して容易に挿入することができる。 多くの場合には、１個のフランジのみを備えていない側
に単一の波形鋼板型枠を挿入することができる。その理
由は、波形部分を１個のフランジを備えていない端部の
反対側の端部に挿入するために波形部分の幅を十分に縮
めることができ、その後、型枠を所定位置に下方に傾け
て挿入することができるからである。
【０００９】さらに別の方法は逆Ｊ字形断面部材を使用
することであるが、この方法は、このような非対称の断
面材が容易に入手できず、また対象な形状になっていな
いので、荷重をうけたときにねじれを生ずる傾向がある
ので、一般に推奨されない。
【００１０】上側グリッドおよび下側グリッドならびに
相互連結部材は予め製造されたモジュールから構成する
ことができる。各々のモジュールは直立した相互連結部
材と、その頂部から延びる上側の水平方向構造部材と、
その底部から延びる下側の水平方向構造部材とを備えて
いる。また、本発明は相互に直交した４個の上側の水平
方向構造部材を備え、上側構造部材のうちの少なくとも
２個の構造部材がＩ字形断面を有し、かつ上側構造部材
のうちの少なくとも１個の構造部材が逆Ｔ字形断面を有
するモジュールをも包含するものである。
【００１１】
【実施例】さて、本発明の実施例を添付図面について説
明する。
【００１２】図１の複合スペースフレーム構造体には、
図２に例示したようなモジュールから組み立てられたス
チールスペースフレームが組み込まれている。代表的な
モジュール２２は、図２から最良に理解されるように、
上側接続部１０から相互に直角に水平方向に延びる符号
１５Ｉおよび１５Ｔ（図１においては符号１５）を付け
た４個の上側部材と、下側接続部１３から対応した方向
に延びるさらに４個の下側構造部材１６とを備えた直立
した中空の正方形断面を有する構造部材１４を備えてい
る。上側部材１５ＩはＩ字形断面を有し、そして上側部
材１５Ｔは逆Ｔ字形断面を有している。図１は完成した
構造体を図解的に表示しているが、個々の部材の横断面
形状のような細部を示していない。各々の下側水平構造
部材１６はＩ字形断面を有するはりである。下側構造部
材１６は、一般に、上側部材よりも大きい横断面積を有
し、したがって、上側部材よりも強い強度を有している
。モジュール２２の部材１５，１６は一緒に溶接されて
モジュールを構成している。各々の下側の接続部は正方
形の中央開口部を有する補強板２０により補強されてい
る。この中央開口部には、直立した構造部材１４が通さ
れている。補強板２０は直立した構造部材１４および４
個の水平構造部材１６の各々と溶接されている。補強板
２０は省略するかまたは異なる形状を有する１板の板ま
たは各々の水平構造部材用の個々の板と置き換えること
ができよう。
【００１３】直立構造部材１４は端板２０Ａに終端して
いる。２個の上側部材１５Ｉは端板２０Ａおよひ直立構
造部材１４と溶接された単一のＩ字形断面を有するはり
により構成されている。上側部材１５Ｔは２個の別個の
逆Ｔ字形断面部材により構成されており、それらのフラ
ンジを端板２０Ａ、直立部材１４および上側部材１５Ｉ
の下側フランジと溶接することができると共に、該上側
部材１５ＴのウエブがＩ字形断面部材の下側フランジを
横切って延びかつＩ字形断面部材のウエブと溶接される
ように短いフランジ部分が切断されている。また、逆Ｔ
字形断面部材１５Ｔのウエブの上側部分もまた、Ｉ字形
断面部材および逆Ｔ字形断面部材の相対的な深さにより
、Ｉ字形断面部材１５Ｉの上側フランジ３６Ｉを通過さ
せるために、切断することができる。
【００１４】各々のモジュールは工場においてジグ内で
溶接により組み立てられ、その後完成した構造体を組み
立てるときにその他のモジュールと連結される現場に運
搬される。
【００１５】隣接したモジュールは、該モジュールの水
平構造部材の自由端部を端と端とが接するように配置し
て一緒に連結される。これらの水平構造部材のウエブは
、英国特許第２２２８５０３号明細書にさらに明瞭に例
示され、そしてまた図３に例示したように板およびボル
トにより連結される。上側部材１５Ｔのウエブ３０Ｔは
板３１およびボルト３４により連結され、一方下側部材
１６のウエブ３３は板３２およびボルト３７により連結
されている。実際問題として、板３１，３２の各々は、
モジュールの組立中に、一つの接続部の構造部材のうち
の一方の構造部材の一方の側に溶接されている。これに
より、ボルトを介して作用した荷重をウエブに分布させ
て、それにより接続部を強化する。板３１，３２の構造
部材への溶接はモジュールの構造体の一部分として工場
において行われることが好ましい。一つのモジュールと
別のモジュールとの組立はウエブおよび板を介してボル
ト留めにより行われる。
【００１６】このような１６個のモジュールから組み立
てられた完成したスペースフレームを図１に例示してあ
り、モジュールのうちのあるモジュールは後述する構造
体のその他の部分により図では隠れていて見えない。そ
の結果得られた構造体は、上側構造部材１５（すなわち
、１５Ｉおよび１５Ｔ）からなる上側グリッド１１と、
下側部材１６からなる下側グリッド１２と、上側グリッ
ド１１と下側グリッド１２との間に延びかつこれらのグ
リッドを一緒に連結してスペースフレームを構成する垂
直の相互連結構造部材１４とを備えた形態になっている
。代表的な構造体は、実際には、非常に多数のモジュー
ル、おそらくは、数百個におよぶモジュールで構成する
ことができる。
【００１７】端縁モジュールは１個の上側部材および１
個の下側部材が除外されていることを除いて図２に示し
たモジュール２２と合致しており、そして同様に隅のモ
ジュールは相互に直交した２個の上側部材および２個の
下側部材のみを有している。
【００１８】このモジュール構造は構造体を例えば床ま
たは屋根として現場で組み立てるために特に便利である
。モジュールのいくつかのグループは基礎構造体を構成
するために地面においてまたは別の便利な現場、例えば
、以前に構成された床において一緒に組み立てることが
できる。この基礎構造体のサイズは、部分的には、利用
可能なクレーンの吊上げ能力により左右される。その後
、基礎構造体は所定位置に持上げられ、そしてスチール
フレームまたは同様な基本的な建物構造体上の恒久的な
位置に装着される。その後、基礎構造体は一度に１個づ
つ持ち上げられ、そして建物の架枠または隣接した基礎
構造体に、または建物の架枠および隣接基礎構造体の両
方に連結される。好適な作業パターンは一つまたはそれ
以上の隅部から作業を始めて中央部に向かって作業を行
うことである。別の構成手順は一度に１個のモジュール
を組み込むことにより構造体を組み立てることであろう
。したがって、このモジュール構造はスペースフレーム
の組立を容易にする。
【００１９】構造部材により構成されたスペースフレー
ムは完成したスペースフレーム構造体の一部分にすぎな
い。恒久的な波形鋼板型枠４１は、図１および図３に示
すように、構造部材１５Ｉおよび１５Ｔにより構成され
た上層上に設置される。この型枠４１は、該型枠が上側
構造部材１５Ｉおよび１５Ｔの深さの範囲内にあり、し
かもこれらの部材のウエブ３０Ｉおよび３０Ｔが型枠４
１よりも十分に上方に延び、そして特に上側フランジ３
６Ｉおよびウエブ３０Ｉの頂部が型枠４１よりも十分に
上方に配置されるように部材１５Ｉおよび１５Ｔの下側
フランジ３５Ｉおよび３５Ｔにより担持されている。
【００２０】図１は波形部分を横切る型枠４１上に配置
されたコンクリートを補強するように意図された鋼製の
補強筋４２を示す。補強筋４２はある施設では省略する
ことができる。補強筋４２もまた構造部材１５の上縁よ
りも十分に下方に配置される。さらに、慣用の溶接金網
の形態の補強筋４３が構造部材１５の頂面上に配置され
る。
【００２１】その後、コンクリート５０が構造部材１５
の頂面の上方に延びかつ補強筋の上層４３を遮蔽するよ
うな深さまで型枠４１上に注入される。このようにして
、上側部材１５はコンクリート内に部分的に埋封され、
それにより上側部材１５Ｉの上側フランジは部材１５Ｉ
とコンクリートとの間のくさび留めを構成する。
【００２２】コンクリートが硬化したときに、鉄筋コン
クリートがスペースフレームの上側構造部材１５の強度
を増大させて構造部材１５のみにより与えられる強度よ
りもはるかに強い構造体のための上層を構成する。部材
１５Ｉは、部材１５Ｉとの交差部においてのみコンクリ
ートにくさび留めされた部材１５Ｔよりもさらに確実に
くさび留めされる。それ故に、部材１５Ｉに平行な方向
のコンクリートは部材１５Ｔに平行な方向のコンクリー
トよりも複合構造体の強度に寄与する。
【００２３】構造部材１５は、自立した鋼製スペースフ
レームを構成しかつ型枠、補強筋および新たに注入され
たコンクリートの重量および作業員の体重を含むその他
の構造体の荷重を支持するために構造体の上側グリッド
に十分な強度を与えるように選択される。ある代表的な
場合には、この要求される荷重はこの構造体を使用する
場合に必要な強度のほぼ１／４ないし１／３である。コ
ンクリートは、硬化後、付加的な強度を付与する。上側
部材１５のコンクリート内への埋封は、その場合にコン
クリートがこれらの部材１５を座屈しないように支持し
て、それにより構造体の総合的な強度に寄与する度合を
増すので、特に重要である。
【００２４】コンクリートの頂面は床として使用するこ
とができ、そして構造体の下面は天井を構成するように
被覆することができる。
【００２５】図４は構造部材の上側グリッド用のＴ字形
断面部材およびＩ字形断面部材の好ましい配置を図解的
に例示している。この例では、一つの方向に延びるすべ
の部材がＴ字形断面を有し、かつ前記の方向に対して垂
直な方向に延びるすべての部材がＩ字形断面を有してい
る。矢印は型枠の波形の長手方向を示す。図５は構造体
の端縁のまわりまたはより大きい床構造を支持する隣接
した柱を結合する背骨に沿ったＴ字形断面部材が両方の
方向においてＩ字形断面を有する別の配置を示す。この
配置では、いくつかのグリッドの長方形は１個のみのＴ
字形断面部材を有し、したがって、一つの辺のみはグリ
ッドの長方形に向けられたフランジを備えていない。図
６はＩ字形断面部材が一つの方向に設けられかつその方
向に直交した方向においてＩ字形断面部材およびＴ字形
断面部材が交互に設けられたさらに別の配置を示す。こ
の構成により、各々の長方形の一辺のみがすべての長方
形について内方に向いたフランジを備えていない。その
他の構造体は、例えば、逆Ｊ字形断面材を使用すること
により構成することができる。
【００２６】さて、型枠を挿入するための代表的な手順
を図７および図８について説明する。
【００２７】図７は２個の平行なＩ字形断面部材１５Ｉ
を示し、また波形の型枠パネルの位置を符号４１で示し
てある。Ｔ字形断面を使用する場合、したがって、２個
のＴ字形断面部材により表わされた長方形の端部に上側
フランジがない場合には、型板鋼板を符号４１Ａで示す
ように曲げてＩ字形断面部材の上側フランジの下方に挿
入するために隙間を設けることは簡単なことである。そ
の場合には、デッキはＩ字形断面部材およびＴ字形断面
部材の底部フランジにより支持され、そして符号４１で
示した完全に支持される位置まで自動的に平らに延ばさ
れる。３個のＩ字形断面部材および１個のみのＴ字形断
面を使用した場合には、デッキの幅は端の頂部フランジ
の下方に挿入するために効果的に縮められるが、しかし
符号４１Ａで示した単一の簡単な曲線のかわりに、Ｓ字
形曲線を採用するかまたはさもなければ型枠の端部にお
いて頂部フランジの下方に型枠を挿入可能にするために
デッキの有効幅を一時的に縮めることが必要であるかも
しれない。その場合には、型枠パネルは、反対側の端部
にフランジがない場合について前述したように、単に落
下させて容易に位置決めを行うことができる。
【００２８】図８においては、型枠は３個の長手方向に
延びる要素、例えば、プレキャストコンクリートパネル
で構成されている。これらのパネルの各々の幅はＩ字形
断面部材１５Ｉの間の距離よりもはるかに小さいので、
１個の端末Ｔ字形断面部材（そして、１個の端末Ｉ字形
断面部材）のみを備えている場合ですらも、個々のパネ
ルを端末Ｉ字形断面部材の下方に挿入し、そしてこれら
のパネルを一度に１個づつ所定位置に降ろすことは簡単
なことである。
【００２９】１個の連続したＩ字形断面部材および２個
のＴ字形断面部材により構成された各々のモジュール用
の上側部材のかわりに、Ｔ字形断面部材を１個の連続し
た部材としかつ２個の別個のＩ字形断面部材を所定位置
で溶接することができる。同様に正方形断面以外の形態
の直立部材を使用してもよい。直立部材は、例えば、Ｉ
字形断面部材とすることができよう。また、上側部材に
ついても、すべての上側部材が下側フランジを有し、か
つある上側部材が上側フランジを備え、またある上側部
材が上側フランジを備えていないかぎりでは、１個のＩ
字形断面部材および２個のＴ字形断面部材を使用する必
要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用することができる種類の複合スペ
ースフレーム構造体の斜視図であって、明示するために
いくつかの部分を除外して示した図。
【図２】本発明による構造体にその他のモジュールと共
に組み込むための代表的なモジュールの斜視図。
【図３】複合スペースフレーム構造体の一部分の横断面
図。
【図４】上側グリッド構造体の一つの形態を図解的に例
示した図。
【図５】上側グリッド構造体の別の形態を図解的に例示
した図。
【図６】上側グリッド構造体のさらに別の形態を図解的
に例示した図。
【図７】波形の鋼板製型枠の取付けを例示した図。
【図８】１個よりも多数の型枠の取付けを例示した図。
【符号の説明】
１１　　上側グリッド １２　　下側グリッド １４　　相互連結部材 １５Ｉ　　上側部材 １５Ｔ　　上側部材 １６　　下側部材 ２２　　モジュール ３５Ｉ　　下側フランジ ３５Ｔ　　下側フランジ ３６Ｉ　　上側フランジ ４１　　型枠 ４２　　鉄筋 ４３　　鉄筋 ５０　　コンクリート

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　構造部材の長方形の上側グリッド（１
    １）と、構造部材の下側グリッド（１２）と、上側グリ
    ッドと下側グリッドとの間に延びかつこれらのグリッド
    を一緒に連結してスペースフレームを構成する相互連結
    部材（１４）と、上側グリッドにより担持されたコンク
    リート層（５０）とを備えたスペースフレーム構造体で
    あって、上側グリッドの構造部材がコンクリート内に少
    なくとも部分的に埋封されて上側複合構造体層を構成し
    、上側グリッドの各々の部材（１５Ｉ，１５Ｔ）がコン
    クリートのための型枠（４１）を支持する下側フランジ
    （３５Ｉ，３５Ｔ）を有するスペースフレーム構造体に
    おいて、各々の上側グリッドの長方形を形成する部材（
    １５Ｉ）のうちの少なくとも２個の部材がグリッドの長
    方形中に延びる上側部フランジを有し、かつ同じグリッ
    ドの長方形からの部材（１５Ｔ）のうちの少なくとも１
    個の部材がそのグリッドの長方形の中に延びる上側フラ
    ンジを備えていないことを特徴とするスペースフレーム
    構造体。
  2. 【請求項２】　　請求項１に記載のスペースフレーム構
    造体において、少なくとも大多数の上側グリッド長方形
    について、２個の相互に対向した部材（１５Ｉ）が長方
    形中に延びる上側フランジを有し、かつその他の２個の
    相互に対向した部材（１５Ｔ）がグリッドの長方形中に
    延びる上側フランジを備えていないことを特徴とするス
    ペースフレーム構造体。
  3. 【請求項３】　　請求項１または２に記載のスペースフ
    レーム構造体において、上側グリッドが主として一つの
    方向に延びるＩ字形断面部材（１５Ｉ）と、前記方向に
    対して垂直な方向に延びる逆Ｔ字形断面部材（１５Ｔ）
    とにより構成されていることを特徴とするスペースフレ
    ーム構造体。
  4. 【請求項４】　　請求項１に記載のスペースフレーム構
    造体において、上側グリッドが一つの方向に配置された
    Ｉ字形断面部材（１５Ｉ）と、反対の方向において交互
    に配置された逆Ｔ字形断面部材（１５Ｔ）およびＩ字形
    断面部材（１５Ｉ）とを備え、それにより各々のグリッ
    ドの長方形が三つの辺に沿ってその長方形中に延びるフ
    ランジを有することを特徴とするスペースフレーム構造
    体。
  5. 【請求項５】　　請求項１から４までのいずれか一項に
    記載のスペースフレーム構造体において、型枠（４１）
    が上側フランジを備えていない上側部材（１５Ｔ）の間
    にまたはこのようなフランジを備えていない上側部材（
    １５Ｔ）からこのようなフランジを備えている上側部材
    （１５Ｉ）まで長手方向に延びる波形部分を有する波形
    鋼板型枠であり、該鋼板型枠の横方向の可撓性により該
    型枠をサイドフランジの下方に挿入するために変形可能
    であることを特徴とするスペースフレーム構造体。
  6. 【請求項６】　　請求項１から５までのいずれか一項に
    記載のスペースフレーム構造体において、上側グリッド
    および下側グリッドならびに相互連結部材が一連の予め
    製造されたモジュールから構成され、これらのモジュー
    ルの各々が直立した相互連結部材（１４）と、その頂部
    から延びる上側の水平方向構造部材（１５Ｉおよび１５
    Ｔ）と、その底部から延びる下側の水平方向構造部材（
    １６）とを備えていることを特徴とするスペースフレー
    ム構造体。
  7. 【請求項７】　　直立した相互連結部材（１４）と、そ
    の頂部から相互に直交して延びる４個の上側の水平方向
    構造部材（１５Ｉおよび１５Ｔ）と、その底部から延び
    る下側構造部材（１６）とを備えた請求項６に記載の複
    合スペースフレーム構造体に使用される構造用モジュー
    ルにおいて、上側部材（１５Ｉ）のうちの少なくとも２
    個の上側部材がＩ字形断面を有し、かつ上側部材（１５
    Ｔ）のうちの少なくとも１個の上側部材が逆Ｔ字形断面
    を有することを特徴とする構造用モジュール。
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