(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の階を有する建物であって、
それぞれ構造的に自立型であり少なくとも１つの側壁、床、及び屋根を有する複数の建物ユニット組立体と、
各前記建物ユニット組立体の前記少なくとも１つの側壁に取り付けられる構造枠セグメントと、を含み、
前記建物ユニット組立体の群同士が積み重ねられて前記建物の階を形成し、
前記建物ユニット組立体は、１つの階の前記構造枠セグメントを少なくとも１つの隣接階の構造枠セグメントと鉛直方向に位置合わせして積み重ねられ、それにより、実質的に全鉛直荷重が前記構造枠セグメントを通して伝達されると共に、横荷重が前記建物ユニット組立体によって支えられ得るようにし、
前記構造枠セグメントが接続される前記建物ユニットに対する該構造枠セグメントの場所は、前記建物の１つの階内で、隣接する建物ユニット組立体の少なくともいくつかの構造枠セグメントが互いに並んで対で位置付けられ、前記対で位置づけられた構造枠セグメントが互いに接するようになっている、建物。
【請求項２】
前記構造枠セグメントが柱要素を含み、前記柱要素の端部に取り付け手段が接続され、それにより、前記取り付け手段及び前記構造枠セグメントが該１つの構造枠セグメントの実質的に鉛直方向上方又は下方の構造枠セグメントの隣接する取り付け手段に接続され得るようにする、請求項１に記載の建物。
【請求項３】
前記取り付け手段は、上部接続板及び下部接続板を含み、
前記隣接する建物ユニット組立体の１つの上に積み重ねられるさらなる建物ユニット組立体の構造枠セグメントの下部接続板の少なくとも１つが、前記対の前記上部接続板の少なくとも一部に重なり、それにより、前記少なくとも１つの下部接続板が前記上部接続板に接続されて前記隣接する建物ユニット組立体及び前記さらなる建物ユニット組立体を互いに接続し得るようにする、請求項２に記載の建物。
【請求項４】
前記取り付け手段は、上部接続板及び下部接続板を含み、前記接続板の配置が、鉛直方向に位置合わせされた構造枠セグメントの対に関して、それらの接続板の少なくとも３つが互いに接続され得るようになっている、請求項２に記載の建物。
【請求項５】
前記建物は、コアをさらに含み、前記建物ユニット組立体の群は、隣接階間の鉛直荷重が前記コアを通してではなく前記建物ユニット組立体を主に通して伝達されるように、前記コアの周りに配置されて該コアに接続される、請求項１〜４のいずれかに記載の建物。
【請求項６】
１つの階の建物ユニットに取り付けられる対応する第１の構造枠セグメントの上部と、別の階の建物ユニット組立体に取り付けられる鉛直方向に位置合わせされた第２の構造枠セグメントの上部との間に延びて、前記第１の建物要素の前記上部が前記第２の構造枠セグメントの前記上部に接続され得るようにする１つ又は複数の細長い接続手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の建物。
【請求項７】
複数の階は、第１の向きで配置される少なくとも１つの建物ユニット組立体と、前記第１の向きに対して直角に配置される少なくとも１つの第２の建物ユニット組立体とを含み、直角な前記第１の向き及び前記第２の向きの前記建物ユニット組立体がブレースとして働いて横荷重を支えるようにする、請求項１〜６のいずれかに記載の建物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の複数の階を有する建物であって、該階の少なくともいくつかは、複数の自立型建物ユニットを含み、該自立型建物ユニットのそれぞれに、前記階の上方の別の階の鉛直荷重を支持するように構成される構造枠セグメントが接続される、複数の階を有する建物において、
該建物は、少なくとも１つの上層階及び１つの下層階を含み、該下層階の前記建物ユニットの前記構造枠セグメントの構造強度は、前記上層階の対応する構造枠セグメントの構造強度よりも高い、複数の階を有する建物。
【請求項９】
前記建物は、上層階の群及び下層階の群を含み、該下層階の群内の対応する構造枠セグメントの構造強度は実質的に等しく、前記上層階の群内の対応する構造枠セグメントの構造強度は実質的に等しい、請求項８に記載の建物。
【請求項１０】
前記構造枠セグメントは、前記自立型建物ユニットに取着される柱要素を含む、請求項１〜９のいずれかに記載の建物。
【請求項１１】
前記建物ユニットは、前記構造枠セグメントが位置付けられる隣り合う自立型建物ユニット間の空間を画定するように１つの階内に配置される、請求項１〜１０のいずれかに記載の建物。
【請求項１２】
２つの構造枠要素間の相対的な強度差は、前記構造枠要素の相対的な肉厚、及び、隣り合う自立型建物ユニット間の前記空間に沿って測定される前記構造枠要素の相対的な奥行き、の少なくとも一方を変えることによって提供される、請求項８に記載の建物。
【請求項１３】
一対の構造枠セグメントの前記構造枠セグメントは、対となる水平方向に隣接する構造枠セグメントの前記取り付け手段と合致する形状の取り付け手段を有する、請求項２に記載の建物。
【請求項１４】
建物ユニット組立体の少なくとも一つの構造枠セグメントが、積み重ね時に、隣接する建物組立体の構造枠セグメントとの位置合わせを容易にするための案内面を含む、請求項１〜１３のいずれかに記載の建物。
【請求項１５】
前記建物ユニット組立体は、取り付け手段を含み、前記取り付け手段は、前記構造枠セグメントと、隣接する建物組立体の構造枠セグメントの対応する形状の取り付け手段との位置合わせを容易にするための傾斜案内面を備える、請求項１４に記載の建物。
【請求項１６】
前記構造枠セグメントは、前記自立型建物ユニットの外部にある、請求項１〜１５のいずれかに記載の建物。
【請求項１７】
複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する建物を建築する方法であって、前記建物ユニット組立体はそれぞれ、構造的に自立型であり少なくとも１つの側壁、床、及び屋根を有する、方法において、
構造枠セグメントを建物ユニットの少なくとも１つの側壁に取り付け、建物ユニット組立体を形成するステップと、
前記建物の各階が所定数のユニットを含むように、前記建物ユニット組立体を前記建物の所定位置に吊り上げ、１つの階の前記構造枠セグメントを少なくとも１つの隣接階の構造枠セグメントと鉛直方向に位置合わせして前記建物の階を形成するように、前記建物ユニット組立体を配置し、それにより、前記建物ユニット組立体の実質的に全鉛直荷重が前記構造枠セグメントを通して伝達されるようにして、隣接する建物ユニット組立体の前記構造枠セグメントが互いに接するように対になって並んで、配置されるステップと、
各階における隣接するユニットを互いに接続するステップと、
１つの階の各ユニットを、該１つの階の鉛直方向上方又は下方の少なくとも１つの隣接階の対応する各ユニットに接続するステップと、を含む、方法。
【請求項１８】
少なくとも１つのコアを施工するステップと、
隣接階間の鉛直荷重が主に前記建物ユニット組立体を通して伝達されると共に、横荷重が前記コアに伝達され得るような配置で、前記コアに隣接する各ユニットを該コアに接続するステップと、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記構造枠セグメントのそれぞれは、その上部及び底部に接続板を含み、
当該方法は、締結手段を用いて互いに鉛直方向に隣接する構造枠セグメントの上部板及び下部板を互いに接続することを含む、請求項１７又は１８に記載の方法。
【請求項２０】
互いに並列に位置付けられている前記構造枠セグメントを互いに接続するステップを含む、請求項１７〜１９のいずれかに記載の方法。
【請求項２１】
前記構造枠セグメントは、その上端部及び下端部それぞれに上部接続板及び下部接続板を含み、
互いに並列に位置付けられている前記構造枠セグメントの前記上部接続板を、１つ上の階の互いに並列に位置付けられている構造枠セグメントの前記下部接続板の一方に接続するステップを含む、請求項１７〜２０のいずれかに記載の方法。
【請求項２２】
前記各建物ユニット組立体に対して、１つ又は複数の前記構造枠セグメントに関して前記自立型ユニットの外部に少なくとも１つの基準点を規定することを含む、請求項１７〜２１のいずれかに記載の方法。
【請求項２３】
前記少なくとも１つの基準点に関して前記建物ユニットの前記内部の少なくとも一部を内装設備工事することをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記少なくとも１つの基準点に関して前記建物ユニット組立体に少なくとも１つのファサード要素を添設することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の階群を形成する階の群間に伝達構造を位置決めすることをさらに含む、請求項１７〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
請求項１〜１６のいずれかに記載の建物に使用される建物ユニット組立体。
【請求項２７】
構造的に自立型であり、少なくとも１つの側壁、床、及び屋根を有する建物ユニットと、
前記少なくとも１つの側壁に取り付けられた構造枠セグメントと、を備える請求項２６に記載の建物ユニット組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物システムに関する。本発明は、高層建物の建設に関連して説明されるが、本発明の態様はこの分野外にも適用されるものであり、本発明はその例示的な使用分野に限定されるものと解釈されるべきではない。
【背景技術】
【０００２】
建物の安価で迅速な建設を可能にするために、プレハブ建築法を利用するという提案が多くなされている。プレハブモジュールシステムの例としては、以下の従来技術文献に開示されているものが挙げられる。特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、及び特許文献９。
【０００３】
しかしながら、概して、提案されているプレハブシステムは、平屋又は低層建物にのみ適しており、それらの手法が概してモジュール式であるため、本質的に融通性がないことでその用途が制限される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第６，６２５，９３７号
【特許文献２】米国特許第５，７０６，６１４号
【特許文献３】米国特許第４，１２０，１３３号
【特許文献４】米国特許第６，８２６，８７９号
【特許文献５】米国特許第４，０４５，９３７号
【特許文献６】米国特許第５，４０２，６０８号
【特許文献７】米国特許第４，８０７，４０１号
【特許文献８】米国特許第４，５４５，１５９号
【特許文献９】国際公開第２００５／０３８１５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
高層建物の建設に用いることができる非モジュール式の融通性のある建物システムを提供することが、本発明の目的である。高層建物とは、地上４階以上であることが意図される。しかしながら、本発明から逸脱することなく、それよりも低い高さの建物に同様の技法を適用できることが明らかである。建物の建設に用いられるユニットを相互接続する改善された技法を提供することが、本発明の別の態様の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一態様では、本発明は、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する建物を建築する方法であって、前記建物ユニット組立体はそれぞれ、構造的に自立型であり少なくとも１つの側壁、床、及び屋根を有する、方法において、
前記建物の各階が所定数のユニットを含むように、前記建物ユニット組立体を前記建物の所定位置に吊り上げるステップと、
隣接するユニットを各階で互いに接続するステップと、
１つの階のユニットを、該１つの階の鉛直方向上方又は下方の少なくとも１つの隣接階の対応するユニットに接続するステップと、
を含む、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する建物を建築する方法を提供する。
【０００７】
本方法は、少なくとも１つのコアを施工すること、及び
隣接階間の鉛直荷重が主に前記建物ユニット組立体を通して伝達されると共に、横荷重が前記コアに伝達されるような配置で、前記コアに隣接するユニットを該コアに接続すること、
をさらに含むことができる。
【０００８】
本方法は、構造枠セグメントを建物ユニットの少なくとも１つの側壁に取着して、建物ユニット組立体を形成する、取着すること、及び
１つの階の前記構造枠セグメントを少なくとも１つの隣接階の構造枠セグメントと鉛直方向に位置合わせして前記建物の階を形成するように、前記建物ユニット組立体を積み重ねることであって、それにより、前記建物ユニット組立体の実質的に全鉛直荷重が前記構造枠セグメントを通して伝達されるようにする、積み重ねること、
をさらに含むことができる。
【０００９】
いくつかの実施の形態では、前記建物ユニットによって横荷重が支えられる。
【００１０】
いくつかの実施の形態では、１つ又は複数のコアによって横荷重が支えられる。
【００１１】
本方法は、前記構造枠セグメントのそれぞれの上部及び下部に上部接続板及び下部接続板を設けると共に、互いに鉛直方向に隣接する構造枠セグメントの上部板及び下部板を互いに接続する締結手段を用いるステップをさらに含むことができる。
【００１２】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントは、前記建物ユニットが別の構造枠セグメントに横方向に隣接して所定の相対位置合わせで配置されると、前記建物ユニット組立体の構造枠セグメントが前記横方向に隣接する建物ユニット組立体の構造枠セグメントと並列に位置付けられるように、前記建物ユニットの前記側壁に取着され、本方法は、互いに並列に位置付けられている前記構造枠セグメントを互いに接続するステップを含むことができる。
【００１３】
いくつかの実施の形態では、前記１つの階の前記ユニットを鉛直方向の隣接階の対応するユニットに接続するステップは、下層階の構造枠セグメントの上部を上層階の構造枠セグメントの下部に接続するステップを含む。
【００１４】
本方法は、前記柱要素の上端部及び下端部それぞれに上部接続板及び下部接続板を取り付けると共に、互いに並列に位置付けられている前記構造枠セグメントの前記上部接続板を互いに接続するステップを含むことができる。
【００１５】
本方法は、互いに並列に位置付けられている前記構造枠セグメントの前記上部接続板を、１つ上の階の互いに並列に位置付けられている構造枠セグメントの前記下部接続板の一方に接続するステップを含むことができる。
【００１６】
本方法は、細長い締め付け棒によって、鉛直方向に隣接する上部接続板間で前記下部接続板の他方を締め付けるステップを含むことができる。
【００１７】
別の態様では、本発明は、複数の階を有する建物であって、それぞれ構造的に自立型であり少なくとも１つの側壁、床、及び屋根を有する複数の建物ユニット組立体と、該建物ユニット組立体の前記少なくとも１つの側壁に取着される構造枠セグメントとを含み、前記建物ユニット組立体の群同士が積み重ねられて前記建物の前記階を形成し、前記建物ユニット組立体は、１つの階の前記構造枠セグメントを少なくとも１つの隣接階の構造枠セグメントと鉛直方向に位置合わせして積み重ねられ、それにより、実質的に全鉛直荷重が前記構造枠セグメントを通して伝達されると共に、横荷重が前記建物ユニット組立体によって支えられるようにする、複数の階を有する建物を提供する。
【００１８】
いくつかの実施の形態では、前記建物は、コアをさらに含むことができ、前記建物ユニット組立体の群は、隣接階間の鉛直荷重が前記コアを通してではなく前記建物ユニット組立体を主に通して伝達されるように、前記コアの周りに配置されて該コアに接続されることができる。
【００１９】
いくつかの実施の形態では、前記建物は、１つの階の建物ユニットに取着される対応する第１の構造枠セグメントの上部と、別の階の建物ユニット組立体に取着される鉛直方向に位置合わせされた第２の構造枠セグメントの上部との間に延びて、前記第１の建物要素の前記上部が前記第２の構造枠セグメントの前記上部に接続され得るようにする、１つ又は複数の細長い接続手段をさらに含む。
【００２０】
いくつかの実施の形態では、複数の階は、第１の向きで配置される少なくとも１つの建物ユニット組立体と、該第１の向きに対して直角に配置される少なくとも１つの第２の建物ユニット組立体とを含み、直角な前記第１の向き及び前記第２の向きの前記建物ユニット組立体がブレースとして働いて横荷重を支えるようにする。
【００２１】
いくつかの実施の形態では、前記柱要素の端部に取り付け手段が接続され、それにより、該取り付け手段及び前記構造枠セグメントが該１つの構造枠セグメントの鉛直方向上方又は下方の構造枠セグメントの隣接する板に接続され得るようにする。
【００２２】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、上部接続板及び下部接続板を含み、前記構造枠セグメントが接続される前記建物ユニットに対する該構造枠セグメントの場所は、前記建物の１つの階内で、隣接する建物ユニット組立体の少なくともいくつかの構造枠セグメントが互いに並んで対で位置付けられるようにすることができ、前記隣接する建物ユニット組立体の１つの上に積み重ねられるさらなる建物ユニット組立体の構造枠セグメントの下部接続板の少なくとも１つが、前記対の前記上部接続板の少なくとも一部に重なり、それにより、前記少なくとも１つの下部接続板が前記上部接続板に接続されて前記隣接する建物ユニット組立体及び前記さらなる建物ユニット組立体を互いに接続し得るようにする。
【００２３】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、上部接続板及び下部接続板を含み、前記構造枠セグメントが接続される前記建物ユニットに対する該構造枠セグメントの場所は、前記建物の１つの階内で、隣接する建物ユニット組立体の少なくともいくつかの構造枠セグメントが互いに並んで対で位置付けられるようになっており、前記接続板の配置が、鉛直方向に位置合わせされた構造枠セグメントの対に関して、それらの接続板の少なくとも３つが互いに接続され得るようになっている。
【００２４】
いくつかの実施の形態では、前記建物は、１つの階内の隣接する建物ユニット組立体を互いに接続する第１の接続手段と、
１つの階内の建物ユニット組立体を該１つの階に隣接する階の隣接する建物ユニット組立体に接続する第２の接続手段と、
をさらに含むことができる。
【００２５】
別の態様では、本発明は、複数の階を有する建物であって、該階の少なくともいくつかは、複数の自立型建物ユニットを含み、該自立型建物ユニットのそれぞれに、前記階の上方の別の階の鉛直荷重を支持するように構成される構造枠セグメントが接続される、複数の階を有する建物において、
該建物は、少なくとも１つの上層階及び１つの下層階を含み、該下層階の前記建物ユニットの前記構造枠セグメントの構造強度は、前記上層階の対応する構造枠セグメントの構造強度よりも高い、複数の階を有する建物を提供する。
【００２６】
いくつかの実施の形態では、前記建物は、上層階の群及び下層階の群を含み、該下層階の群内の対応する構造枠セグメントの構造強度は実質的に等しく、前記上層階の群内の対応する構造枠セグメントの構造強度は実質的に等しい。
【００２７】
いくつかの実施の形態では、前記下層階の群の前記構造枠セグメントの構造強度は、前記上層階の群の前記対応する構造枠セグメントの構造強度よりも高くすることができる。
【００２８】
前記構造枠セグメントは、前記自立型建物ユニットの外部にあるのが好ましい。
【００２９】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントは、前記自立型建物ユニットに取着される柱要素を含む。
【００３０】
いくつかの実施の形態では、前記建物ユニットは、前記構造枠セグメントが位置付けられる隣り合う自立型建物ユニット間の空間を画定するように１つの階内に配置される。
【００３１】
いくつかの実施の形態では、鉛直方向に隣り合う位置合わせされた自立型建物ユニットの対間の前記空間は、実質的に同じ幅である。
【００３２】
いくつかの実施の形態では、すべての隣り合う自立型建物ユニット間の前記空間は、実質的に同じ幅である。
【００３３】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠要素はすべて、該構造枠要素が位置付けられる隣り合う自立型建物ユニット間の前記空間を横断する方向で実質的に同じ幅を有する。
【００３４】
いくつかの実施の形態では、２つの構造枠要素間の相対的な強度差は、
前記構造枠要素の相対的な肉厚、及び
隣り合う自立型建物ユニット間の前記空間に沿って測定される前記構造枠要素の相対的な奥行き、
の少なくとも一方を変えることによって提供される。
【００３５】
さらなる態様では、自立型建物ユニットへの装着（fitment）用の構造枠セグメントであって、
少なくとも１つの耐力柱部材と、
該耐力柱部材の各端部にある、該構造枠セグメントを別の同様の自立型建物ユニット又は建物要素に締結する取り付け手段と、
を含む、自立型建物ユニットへの装着用の構造枠セグメントが提供される。
【００３６】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、使用時に鉛直方向に位置合わせされた構造枠セグメントの協調的な形状の係合部分に係合する係合部分を含む。
【００３７】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、前記柱部材の前記端部に取着される接続板である。
【００３８】
いくつかの実施の形態では、前記少なくとも１つの柱部材は、鋼柱又はコンクリート柱のいずれか一方を含む。
【００３９】
使用時に、前記柱要素が接続される前記建物ユニットに対する該柱要素の場所は、前記建物の１つの階内で、隣接する建物ユニットの少なくともいくつかの柱要素が互いに並んで対で位置付けられるようなものとすることができ、前記隣接する建物ユニットの１つの上に積み重ねられるさらなる建物ユニットの柱要素の前記下部接続板の少なくとも１つが、前記対の前記上部接続板の少なくとも一部に重なり、それにより、前記少なくとも１つの下部接続板が前記上部接続板に接続されて前記隣接する建物ユニット及び前記さらなる建物ユニットを互いに接続し得るようにする。
【００４０】
いくつかの実施の形態では、前記柱要素が接続される前記建物ユニットに対する該柱要素の場所は、前記建物の１つの階内で、隣接する建物ユニットの少なくともいくつかの柱要素が互いに並んで対で位置付けられるようなものであり、前記接続板の配置が、鉛直方向に位置合わせされた柱要素の対に関して、それらの接続板の少なくとも３つが互いに接続され得るようなものである。
【００４１】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントは、使用時に水平方向に隣接する構造枠セグメントの取り付け手段と合致する形状の取り付け手段を有する。
【００４２】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントは、複数の柱要素を含み、該複数の柱要素は、少なくとも前記複数の柱要素の対間で荷重を分配する手段によって結合される。
【００４３】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントは、他方の建物要素との位置合わせを容易にするための案内面を含む。
【００４４】
いくつかの実施の形態では、前記案内面は、前記取り付け手段の表面の少なくとも一部を含む。
【００４５】
いくつかの実施の形態では、前記案内面は、柱要素の少なくとも一部を含む。
【００４６】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、使用時に該取り付け手段を案内して対応する形状の取り付け手段と正確に位置合わせするための傾斜案内面を含む。
【００４７】
いくつかの実施の形態では、前記案内面は、使用時に、前記建物要素に対して前記案内面を摺動させることによって、別の建物等に対する該構造枠セグメントの鉛直方向位置合わせを調整することを可能にする、鉛直方向に延びる部分を含む。
【００４８】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、傾斜案内面を提供するためのテーパーを含む少なくとも１つの取り付け板を含む。
【００４９】
いくつかの実施の形態では、前記取り付け手段は、使用時に水平方向に位置合わせされた対応する構造枠セグメントに対するテーパー案内面を提供する概ね台形の板を含む。
【００５０】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントは、前記取り付け板の表面から概ね垂直方向に延びる少なくとも１つの柱要素を含み、該少なくとも１つの柱要素は、該柱要素の表面の少なくとも一部が、前記取り付け手段の前記案内面の一部を形成する台形上部板の頂点と実質的に位置合わせされると共に前記案内面の連続部を提供するように前記取り付け手段から離れる方向に延びるように位置決めされる。
【００５１】
別の態様では、本発明は、複数の階を有する建物の建築に用いられる建物ユニットを施工する方法であって、
（ａ）床、屋根、及び少なくとも１つの側壁を含む自立型ユニットを施工することにより、前記ユニットの内部及び該ユニットの外部を画定する、施工すること、及び
（ｂ）使用時に前記建物ユニット組立体の上方に配置される建物ユニット組立体を構造的に支持するように、前記ユニットの前記外部に少なくとも１つの枠セグメントを取着すること、
を含む、複数の階を有する建物の建築に用いられる建物ユニットを施工する方法を提供する。
【００５２】
本方法は、（ｃ）ステップ（ｂ）の前に応力除去ステップを行うことをさらに含むことができる。
【００５３】
前記ステップ（ａ）は、治具又はクランプで前記自立型ユニットを施工することをさらに含むことができ、前記ステップ（ｃ）は、前記治具又はクランプによって加えられる締め付け力を解放することを含むことができる。
【００５４】
前記ステップ（ｃ）は、前記自立型ユニットにおける熱誘起応力を解消させることを含むことができる。
【００５５】
いくつかの実施の形態では、前記ステップ（ａ）は、以下の施工ステップ：
複数の床パネルから床を形成するステップと；
複数の壁パネルから少なくとも１つの壁を形成するステップと；
複数の枠部材から枠を形成するステップと；
複数の屋根パネルから屋根を形成するステップと；
壁、床、又は屋根の少なくとも１つを枠に取着するステップと；
少なくとも１つの壁又は壁構成要素を床に取着するステップと；
屋根又は少なくとも１つの屋根パネルを少なくとも１つの壁に取着するステップと、
の１つ又は複数を含むことができる。
【００５６】
いくつかの実施の形態では、前記枠セグメントは、本発明の態様の実施の形態による構造枠セグメントを含む。
【００５７】
本方法は、１つ又は複数の前記構造枠セグメントに関して前記自立型ユニットの外部に少なくとも１つの基準点を規定することを含むことができる。
【００５８】
本方法は、前記少なくとも１つの基準点に関して前記建物ユニットの前記内部の少なくとも一部を内装設備工事（fitted out：インフィル）することをさらに含むことができる。
【００５９】
本方法は、前記少なくとも１つの基準点に関して前記建物ユニット組立体に少なくとも１つのファサード要素を添設することをさらに含むことができる。
【００６０】
いくつかの実施の形態では、本方法は、前記少なくとも１つの基準点からの測定値を前記自立型ユニットの前記内部に転写することを含むことができる。
【００６１】
別の態様では、本発明は、複数の階を有する建物をレイアウトする方法であって、
前記床のレイアウトを設計すること、
複数の鉛直方向に連続する階に共通する構造柱グリッドを画定すること、及び
前記柱グリッドが水平方向に隣接するユニット間の空間内にあるように、前記柱グリッドの柱間で各階の複数のユニットを画定すること、
を含む、複数の階を有する建物をレイアウトする方法を含む。
【００６２】
いくつかの実施の形態では、本方法は、前記水平方向に隣接するユニット間の前記柱グリッド及び前記空間に適応するように前記レイアウトを調整することをさらに含む。
【００６３】
本方法は、全階に共通の構造柱グリッドを画定することをさらに含むことができる。
【００６４】
いくつかの実施の形態では、本方法は、複数の階群に対応する複数の柱グリッドを画定することをさらに含む。
【００６５】
本方法は、前記複数の階群を形成する階の群間に伝達構造を位置決めすることをさらに含むことができる。
【００６６】
別の態様では、本発明は、建物の建設における方法であって、
本発明の別の態様の実施の形態による方法を用いて建物をレイアウトすること、及び
前記レイアウトの複数の自立型建物ユニットを製造することであって、前記自立型建物ユニットそれぞれに、画定された柱グリッドと一致する関連の構造支持セグメントが取着されている、製造すること、
を含む、建物の建設における方法を提供する。
【００６７】
いくつかの実施の形態では、本方法は、前記建物の少なくとも１つの現場構成要素を施工することをさらに含む。
【００６８】
いくつかの実施の形態では、本方法は、前記複数の自立型建物ユニット組立体を前記建物の前記現場構成要素と共に規定の配置で積み重ねること、及び前記自立型建物ユニット組立体を互いに及び前記自立型建物ユニット組立体に接続することをさらに含む。
【００６９】
いくつかの実施の形態では、本方法は、前記建物の建設前に、複数の前記自立型建物ユニット組立体を互いに前記レイアウトによって画定されるような関係で位置決めすることをさらに含む。
【００７０】
いくつかの実施の形態では、本方法は、前記位置決めされた自立型建物ユニット組立体に対して、
少なくとも隣り合う自立型建物ユニット組立体の構成要素間の公差を調べるステップと、
前記隣り合う自立型建物ユニット組立体の前記構造支持セグメント間の正確な鉛直方向及び／又は水平方向位置合わせを調べるステップと、
前記自立型建物ユニット組立体の内部の少なくとも一部を内装設備工事するステップと、
少なくとも２つの自立型建物ユニット組立体間に設備を仮接続するステップと、
前記仮接続された設備を前記自立型建物ユニット組立体から切断するステップと、
前記自立型建物ユニット組立体にファサード又は外装材構成要素を嵌めるステップと、
のいずれか１つを行うことをさらに含むことができる。
【００７１】
本発明のさらなる態様は、限定はされないが、建物、建物ユニット組立体、建物ユニット、構造支持セグメント、及び本明細書に記載の方法に従って作製若しくは組立が行われるか又は前記方法で用いられる、前述のものの構成要素を含む。
【００７２】
本発明によると、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する建物を建築する方法であって、前記建物ユニット組立体はそれぞれ、構造的に自立型であり側壁、床、及び屋根を有する、方法において、
前記建物の各階が所定数のユニットを含むように、前記建物ユニット組立体を前記建物の所定位置に吊り上げるステップと、
隣接するユニットを各階で互いに接続するステップと、
１つの階のユニットを、隣接する階の鉛直方向上方及び下方のユニットである対応するユニットに接続するステップと、
を含む、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する建物を建築する方法が提供される。
【００７３】
本発明は、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する高層建物を建築する方法であって、前記建物ユニット組立体はそれぞれ、構造的に自立型であり側壁、床、及び屋根を有する、方法において、コアを施工するステップと、前記建物の各階が所定数のユニットを含むように、前記建物の所定位置に前記建物ユニット組立体を吊り上げるステップと、隣接階間の鉛直荷重が主に前記建物ユニット組立体を通して伝達され得ると共に、横荷重が壁、床、屋根、若しくは他の剛直要素を通して又はブレース手段を用いてコアに伝達されるような配置で、前記コアに隣接するユニットを前記コアに接続するステップとを含む、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する高層建物を建築する方法も提供する。
【００７４】
本発明は、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する高層建物を建築する方法であって、前記建物ユニット組立体はそれぞれ、構造的に自立型であり側壁、床、及び屋根を有する、方法において、前記建物ユニット組立体の側壁に構造枠セグメントを取着するステップと、１つの階の構造枠セグメントを少なくとも１つの隣接階の構造枠セグメントと鉛直方向に位置合わせして建物の階を形成するように、前記建物ユニット組立体を積み重ねるステップであって、それにより、実質的に全鉛直荷重が前記構造枠セグメントを通して伝達されると共に、横荷重が、ブレースとして働くように互いに直角に配置された建物ユニット組立体によって又はコア等の他の剛直要素によって支えられるようにする、積み重ねるステップとを含む、複数の建物ユニット組立体を用いて複数の階を有する高層建物を建築する方法も提供する。
【００７５】
好ましくは、本方法は、構造枠セグメントのそれぞれの上部及び下部に上部接続板及び下部接続板を設けると共に、互いに鉛直方向に隣接する構造枠セグメントの上部板及び下部板を互いに接続する締結手段を用いるステップをさらに含む。
【００７６】
好ましくは、本方法は、横方向に互いに隣接する建物ユニット組立体の構造枠セグメントを、該構造枠セグメントの上部板及び下部板が横方向に互いに隣接するように位置付けると共に、横方向に互いに隣接する構造枠セグメントの上部板及び下部板を互いに接続する締結手段を用いるステップをさらに含む。
【００７７】
好ましくは、本方法は、横方向に互いに隣接する建物ユニット組立体の上部板に相補的部分を設けるステップをさらに含み、本方法は、横方向に互いに隣接する建物ユニット組立体の構造枠セグメントの第１の下部板及び第２の下部板それぞれを設けると共に、前記第１の下部板を前記相補的部分の上に位置付け、それにより、締結手段が前記上部板及び前記下部板を鉛直方向及び横方向に接続するようにするステップを含む。
【００７８】
好ましくは、本方法は、細長い接続棒の下端部を、第２の建物ユニット組立体の鉛直方向下方に積み重ねられる第１の建物ユニット組立体の構造枠セグメントの第１の上部板に接続すると共に、前記接続棒の上端部を前記第２の建物ユニット組立体の第２の上部板に接続し、それにより、前記第１の上部板及び前記第２の上部板が互いに締め付けられるようにするステップを含む。
【００７９】
本発明は、複数の階を有する建物であって、それぞれが構造的に自立型であり側壁、床、及び屋根を有する複数の建物ユニット組立体であって、該建物ユニット組立体の群同士が積み重ねられて建物の階を形成する、複数の建物ユニット組立体と、１つの階内の隣接する建物ユニット組立体を互いに接続する第１の接続手段と、１つの階内の建物ユニット組立体を該１つの階に隣接する階の建物ユニット組立体に接続する第２の接続手段とを含む、複数の階を有する建物も提供する。
【００８０】
好ましくは、本建物は、相互接続された建物ユニット組立体によって提供されるもの以外の構造軸組を有していないことを特徴とする。
【００８１】
本発明は、複数の階とコアとを有する建物であって、それぞれが構造的に自立型であり側壁、床、及び屋根を有する複数の建物ユニット組立体であって、該建物ユニット組立体の群同士がコアに沿って積み重ねられて建物の階を形成する、複数の建物ユニット組立体と、隣接階間の鉛直荷重がコアを通してではなく主に前記建物ユニット組立体を通して伝達されるような配置で、コアに隣接するユニットをコアに接続する接続手段とを含む、複数の階を有する建物も提供する。
【００８２】
本発明は、複数の階を有する建物であって、それぞれが構造的に自立型であり側壁、床、及び屋根、並びに前記側壁に取着される構造枠セグメントを有する複数の建物ユニット組立体であって、該建物ユニット組立体の群同士が積み重ねられて建物の階を形成する、複数の建物ユニット組立体を含み、該建物ユニット組立体は、１つの階の構造枠セグメントを少なくとも１つの隣接階の構造枠セグメントと鉛直方向に位置合わせして積み重ねられ、それにより、実質的に全鉛直荷重が前記構造枠セグメントを通して伝達されると共に、横荷重が、ブレースとして働くように配置された建物ユニット組立体によって又はコンクリート若しくはスチールコア等の他の剛直要素によって支えられるようにする、複数の階を有する建物も提供する。
【００８３】
好ましくは、本建物は、１つの階の建物ユニット組立体の前記構造枠セグメントを隣接階の建物ユニット組立体の隣接する構造枠セグメントに接続する接続手段を含む。
【００８４】
好ましくは、前記構造枠セグメントの端部に接続板が接続され、それにより、前記板及び前記構造枠セグメントは、前記１つの板の鉛直方向上方又は下方の構造枠セグメントの隣接する板に接続され得るようにする。
【００８５】
好ましくは、前記１つの構造枠セグメントの板は、横方向に隣接する構造枠セグメントの板に接続され得る。
【００８６】
好ましくは、鉛直方向に位置合わせされた隣接する構造枠セグメントは、積み重ねられると柱の正確な位置合わせを可能にするように互いに相補的である凸部及び凹部が設けられている板を有する。
【００８７】
好ましくは、横方向に隣接する第１の構造枠セグメント及び第２の構造枠セグメントの上部板又は下部板は、それぞれボルト孔を有する相補的部分を含み、前記第１の構造枠セグメント又は前記第２の構造枠セグメントに鉛直方向に隣接する第３の構造枠セグメントの下部板又は上部板が、前記相補的部分に重なると共に、該相補的部分のボルト孔と一致するボルト孔を有し、それにより、ボルトを用いて前記第１の構造枠セグメント、前記第２の構造枠セグメント、及び前記第３の構造枠セグメントが互いに締め付けられ得るようにする。
【００８８】
好ましくは、構造枠セグメントの上部板は、前記相補的部分を含む。
【００８９】
好ましくはさらに、上部板は前記凹部を含み、下部板は前記凸部を含む。
【００９０】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントには、上部接続板及び下部接続板が設けられ、前記構造枠セグメントが接続される前記建物ユニット組立体に対する該構造枠セグメントの場所は、該建物の１つの階内で、隣接する建物ユニット組立体の少なくともいくつかの構造枠セグメントが互いに並んで対で位置付けられるようなものであり、前記隣接する建物ユニット組立体の１つの上に積み重ねられるさらなる建物ユニット組立体の構造枠セグメントの前記下部接続板の少なくとも１つが、前記対の前記上部接続板の少なくとも一部に重なり、それにより、前記少なくとも１つの下部接続板が前記上部接続板に接続されて前記隣接する建物ユニット組立体及び前記さらなる建物ユニット組立体を互いに接続し得るようにする。
【００９１】
いくつかの実施の形態では、前記構造枠セグメントには、上部接続板及び下部接続板が設けられ、前記構造枠セグメントが接続される前記建物ユニット組立体に対する該構造枠セグメントの場所は、該建物の１つの階内で、隣接する建物ユニット組立体の少なくともいくつかの構造枠セグメントが互いに並んで対で位置付けられるようなものであり、前記接続板の配置が、鉛直方向に位置合わせされた構造枠セグメントの対に関して、それらの接続板の少なくとも３つが互いに接続され得るようなものである。
【００９２】
好ましくは、前記少なくとも３つの接続板の第３の接続板が前記２つの板の上又は下に重なるように、上部接続板又は下部接続板の２つが相補的な形状である。
【００９３】
好ましくは、接続板は、前記少なくとも３つの接続板で一致するように位置付けられているボアを含み、ボアにファスナが押し通されて前記３つの接続板を互いに接続し得る。
【００９４】
好ましくは、前記上下に重なる接続板の対は、互いに噛み合う第１の形状部（formation）及び第２の形状部を含む。
【００９５】
好ましくは、形状部は凸部及び凹部を含む。
【００９６】
好ましくは、凸部は上に重なる接続板の下側にあり、凹部は下に重なる接続板の上側にある。
【００９７】
いくつかの実施の形態では、建物ユニットの床及び屋根によって横荷重を支えることができ、構造枠セグメントの少なくともいくつかは、少なくとも１つの中空柱要素を含み、建物は、中空柱要素の少なくともいくつかを通って延びる細長い接続手段を含み、それにより、１つの階の構造枠セグメントの上部が、前記細長い接続手段によって建物の隣接階の構造枠セグメントの上部に接続され得るようにする。
【００９８】
次に、本発明の例示的な実施形態を、添付図面を参照して非限定的な例としてさらに説明する。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の実施形態の建物ユニット組立体の概略斜視図である。
【図２Ａ】一建築材料を用いて施工される本発明の実施形態の建物ユニット組立体を示す。
【図２Ｂ】一建築材料を用いて施工される本発明の実施形態の建物ユニット組立体を示す。
【図２Ｃ】一建築材料を用いて施工される本発明の実施形態の建物ユニット組立体を示す。
【図２Ｄ】一建築材料を用いて施工される本発明の実施形態の建物ユニット組立体を示す。
【図２Ｅ】一建築材料を用いて施工される本発明の実施形態の建物ユニット組立体を示す。
【図３Ａ】互いに離間している２つの建物ユニット組立体の概略平面図である。
【図３Ｂ】互いに接続されている２つの隣接する建物ユニット組立体を示す概略平面図である。
【図４Ａ】建物ユニットの一平面形状を示す概略平面図である。
【図４Ｂ】建物ユニットの一平面形状を示す概略平面図である。
【図４Ｃ】建物ユニットの一平面形状を示す概略平面図である。
【図４Ｄ】建物ユニットの一平面形状を示す概略平面図である。
【図５Ａ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図５Ｂ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図５Ｃ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図５Ｄ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図５Ｅ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図５Ｆ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図５Ｇ】一形状の高層建物を建設するために種々の方法の１つで積み重ねられている建物ユニット組立体を示す概略図である。
【図６】２０階建ての建物の概略側面図である。
【図７Ａ】コアを有する建物の概略等角図である。
【図７Ｂ】コアを有する建物の概略等角図である。
【図７Ｃ】コアを有する建物の概略等角図である。
【図８】分配コアを有する建物の概略等角図である。
【図９】建物内で高さに従って柱要素のサイズが変わり得る様子を示す建物の概略側面図である。
【図１０】高層建物の５つの階の概略等角図である。
【図１１Ａ】種々の階の１つにおけるユニットを示す。
【図１１Ｂ】種々の階の１つにおけるユニットを示す。
【図１１Ｃ】種々の階の１つにおけるユニットを示す。
【図１１Ｄ】種々の階の１つにおけるユニットを示す。
【図１１Ｅ】種々の階の１つにおけるユニットを示す。
【図１２】建物の１つの階内のユニットの相互接続を示すより詳細な概略図である。
【図１３Ａ】集合住宅建物の間取り図である。
【図１３Ｂ】本発明のユニットを用いる通常の集合住宅である。
【図１３Ｃ】本発明のユニットを用いる通常の集合住宅である。
【図１３Ｄ】本発明のユニットを用いる通常の集合住宅である。
【図１３Ｅ】本発明のユニットを用いる通常の集合住宅である。
【図１４Ａ】本発明に従って建設されたホテルの低層階の間取り図を示す。
【図１４Ｂ】本発明に従って建設されたホテルの高層階の間取り図を示す。
【図１４Ｃ】図１４Ａ及び図１４Ｃの建物で用いるのに適した建物ユニット組立体のより詳細な図である。
【図１５Ａ】居住施設及びオフィス施設を有する建物の間取りレイアウトである。
【図１５Ｂ】図１５Ａの建物の居住部分用のユニットの可能な構成を示す。
【図１６】建物ユニット組立体のさらなる細部を示す概略断面端面図である。
【図１７】下部取り付けブロックの一形態の概略斜視図である。
【図１８】下部取り付けブロックの平面図である。
【図１９】下部取り付けブロックの側面図（orthogonal side view）である。
【図２０】下部取り付けブロックの図１９の側面図に直交する側面図（orthogonal side view）である。
【図２１】上部取り付けブロックの概略斜視図である。
【図２２】上部取り付けブロックの平面図である。
【図２３】上部取り付けブロックの側面図である。
【図２４】上部取り付けブロックの図２３の側面図に直交する側面図である。
【図２５】鉛直方向に隣接する建物ユニット組立体の相互接続を示す等角図である。
【図２６】鉛直方向及び水平方向に隣接する建物ユニット組立体を示す部分等角図である。
【図２７】４つの建物ユニット組立体の取り付けブロックの相互接続を示す部分側面図である。
【図２８】２つの建物ユニット組立体の取り付けブロックの鉛直方向の相互接続を示すより詳細な概略端面図である。
【図２９】２つの建物ユニット組立体の取り付けブロックの水平方向の相互接続を示すより詳細な概略側面図である。
【図３０】細長い接続要素を利用する２つの建物ユニット組立体の取り付けブロックの相互接続を示すより詳細な概略端面図である。
【図３１】建物ユニット組立体の吊り上げ時の接続要素の向きを示す概略図である。
【図３２】建物ユニット組立体の吊り上げ時の接続要素の向きを示す概略図である。
【図３３】４階建ての建物の概略側面図である。
【図３４】下部接続板の上面図である。
【図３５】側板の端面図である。
【図３６】別の下部接続板の上面図である。
【図３７】図３４及び図３６に示されている接続板の側面図である。
【図３８】上部接続板の平面図である。
【図３９】上部接続板の端面図である。
【図４０】線２４−２４に沿った断面図である。
【図４１】上部板の側面図である。
【図４２】構造枠セグメントの一形態のより詳細な部分図である。
【図４３】構造枠セグメントの一形態のより詳細な部分図である。
【図４４】図４２及び図４３に示されている構造枠セグメントを有すると共に互いに離間している２つの建物ユニット組立体の概略平面図である。
【図４５】互いに接続されている図４４の建物ユニット組立体を示す概略平面図である。
【図４６】図４２及び図４３の構造枠セグメントが相互接続される方法を概略的に示す。
【図４７】図４２及び図４３の構造枠セグメントが相互接続される方法を概略的に示す。
【図４８】図４２及び図４３の構造枠セグメントが相互接続される方法を概略的に示す。
【図４９】図４２及び図４３の構造枠セグメントが相互接続される方法を概略的に示す。
【図５０】図４２及び図４３の構造枠セグメントが相互接続される方法を概略的に示す。
【図５１】相互接続の種々の構成要素を示す概略分解図である。
【図５２】下部接続板の側面図である。
【図５３】下部取り付けブロックの平面図である。
【図５４】下部取り付けブロックの端面図である。
【図５５】代替的な上部接続板の平面図である。
【図５６】図５５の上部接続板の側面図である。
【図５７】図５５の上部接続板の端面図である。
【図５８】代替的な上部取り付けブロックの平面図である。
【図５９】図５８の上部取り付けブロックの側面図である。
【図６０】図５８の上部取り付けブロックの端面図である。
【図６１】長ボルトの平面図である。
【図６２】ボルト頭部の部分端面図である。
【図６３】ボルトの上端部の側面図である。
【図６４】ボルト頭部を示す部分側面図である。
【図６５】ボルトの軸の上端部を示す部分図である。
【図６６】建物ユニット組立体の代替的な接続技法を示す概略斜視図である。
【図６６Ａ】建物ユニット組立体の代替的な接続技術を示す概略斜視図である。
【図６７】一実施形態における４つの建物ユニット組立体の接続板及びブロックの相互接続を示す部分側面図である。
【図６８】建物ユニット組立体の内部のいくつかの細部と、構造枠セグメントが建物ユニット組立体に接続される方法とを示す概略側面図である。
【図６９】建物ユニットの複数の屋根パネルを示す。
【図７０】線３７−３７に沿った断面図である。
【図７１】線３８−３８に沿った断面図である。
【図７２】本発明の変更形の建物ユニットの分解図である。
【図７３】建物ユニット組立体上の構造枠セグメントの場所を示す概略図である。
【図７４】片持ちに適した建物ユニット組立体の概略側面図である。
【図７５】６つの建物ユニット組立体の概略端面図である。
【図７６】図７２及び図７３の建物ユニットの床パネルの概略斜視図である。
【図７７】変更形の建物ユニット組立体のさらなる細部を示す概略断面端面図である。
【図７８】さらなる変更形の建物ユニット組立体のさらなる細部を示す概略断面端面図である。
【図７９】さらに別の変更形の建物ユニットのさらなる細部を示す概略断面端面図である。
【図８０】別の変更形の建物ユニットのさらなる細部を示す概略断面端面図である。
【図８１】本発明の実施形態で使用可能な代替的な取り付け板の斜視図を示す。
【図８２】図８１の取り付け板の平面図を示す。
【図８３】図８２の取り付け板を用いて互いに取り付けられる３つの建物ユニット組立体を示す。
【図８４Ａ】隣り合う建物ユニット組立体が図８２の取り付け板を用いて一体になる方法を示す。
【図８４Ｂ】隣り合う建物ユニット組立体が図８２の取り付け板を用いて一体になる方法を示す。
【図８４Ｃ】隣り合う建物ユニット組立体が図８２の取り付け板を用いて一体になる方法を示す。
【図８５】細部を加えた図８１に示されている構造枠セグメントの同じ部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【０１００】
広範な概念では、本発明者は、建物ユニット自体（ユニットの内部空間を定める）がユニットの構造枠とは別に考えら得ると共に、これが好適な形態で実施される場合、設計の融通性及び製造の容易さの改善の両方が可能となり得ることに気付いた。
【０１０１】
製造の容易さに関しては、建物ユニットは、比較的緩い公差、例えば±２０ｍｍで製造することができ、これは比較的達成しやすい。構造枠セグメントは、建物に正確な軸組を提供するように、はるかに厳しい公差、例えば±１ｍｍ以内で製造され得る。続いて、建物ユニットと関連の構造枠セグメントとの組立体同士が、建物ユニットにおけるいかなる誤差にも適応するようにして互いに取着されて、正確に位置決めされた構造枠セグメントが取着されている建物ユニット組立体を形成し、これが建物に組み立てられ得る。
【０１０２】
好適な実施形態は、他のすべての建物要素の寸法基準となる正確な寸法のグリッドを設定する独立した柱システムを提供する。
【０１０３】
建物用の構造枠が建物用のその軸組の一部を形成するような代替的なシステムでは、枠が必要とする比較的厳しい公差を満たすようにユニット全体を製造する必要があり、これは高価かつ複雑である。
【０１０４】
設計及び融通性に関しては、構造枠セグメントの設計及び製造をユニットから切り離すことで、建物ユニットに対して広範囲の位置に構造枠セグメントを位置決めする融通性が設計者に与えられる。これは、建物ユニットの構造枠がユニットの壁に組み込まれる場合には事実上不可能である設計の融通性を可能にする。
【０１０５】
本発明のユニット式建物システムは、限定はされないが、居住用、ホテル用、及びオフィス用を含む任意の目的で用いられる建物を建設するために用いられ得る。好適な実施形態は、高層での使用、すなわち地上４階以上を有する建物にも適している。
【０１０６】
建物ユニット組立体は、作成される建物レイアウトに従って作製される。本発明のシステムでは、建築設計者が施主のニーズ及び市場の要件に合わせて従来の方法で建物を自由にレイアウトすることができる。次に、複数の鉛直方向に連続した階に共通する構造柱グリッドが画定され、各階で複数のユニットが画定される。ユニットは柱グリッドの柱間にあり、逆に、柱グリッドは隣接するユニット間の空間にある。建物の設計は、幅及び長さが変わり得るが輸送及び現場でのクレーンによる所定位置への吊り上げに適したサイズである建物ユニットに分割されるように、調整する必要がある。これは、建築上の仕上げ及び各種設備が完了して現場で組み立てる準備のできた、建物の構造を提供するプレハブシステムであり得る。
【０１０７】
より詳細に後述するように、実施形態は以下の特徴を有し得る。建物ユニットの長さ、幅、及び高さが、企画ごとに異なり得る。建物ユニットが、階段、廊下、及び各種設備を含む建物のすべての構成要素を組み込み得る。建物ユニット組立体が、生産施設で構成される。完成した建物ユニット組立体が、組立現場に輸送される。建物ユニット組立体が、建設用クレーンによって所定位置に吊り上げられる。搬入前にファサード及び内装が建物ユニット組立体に接続され得るか又は嵌め込まれ得るため、建物を竣工するための現場での作業が最小限に抑えられる。特殊なボルト接続を用いて、建物ユニット組立体が互いに接続され得る。各建物ユニットが構造的に自立型であり、そこに構造枠セグメントを接続することができるため、互いに接続されると、構造枠セグメントを含む建物ユニット組立体が建物の鉛直方向及び横方向の支持体を形成する。
【０１０８】
各建物ユニットは、その自重及びそれが受ける活荷重に関して構造的に独立しており自立型である直線的な壁式構造と見なされ得る。
【０１０９】
ユニットは、以下のものを含めてさまざまな材料から施工され得る：壁、床、及び屋根板に合板ブレース（plywood bracing）を用いた木造枠組構造物；壁及び屋根に形鋼及び異形薄鋼板を用いると共に床に圧延溝形鋼及び異形薄鋼板又は母屋（purlins）を用いる鉄骨トラス構造物；及び地中連続壁セクション及び屋根セクションを構成し、壁セクション及び屋根セクションが付加的な交差ブレースを必要としないほど十分な剛性を有するため、薄鋼板壁が自動車及び航空宇宙産業で用いられるモノコック又はシステムの様式でユニットの強度の大部分を構成する、異形薄鋼板構造物。概して、建物ユニットは、横方向と比較した場合、長手方向に、すなわちその壁の平面に沿って比較的強力である。建物ユニットは、横方向にわたってブレースを設けることによってその方向に補剛され得る。このブレースは、枠型ブレース、壁、張力ケーブル、又は他の手段の形態を取り得る。建物ユニットの長さに沿ったその強度を用いて、本明細書で別記されている方法で横荷重の支持を提供できることが有利である。横荷重は、床、屋根、及び建物ユニットの内部空間を横切る横方向に延びる壁によって、横方向に伝達され得る。
【０１１０】
建物ユニットの内壁及び屋根への耐火性石膏ボードライニングの使用によって、防火を得ることができる。
【０１１１】
内装は、塗装、タイル張り、カーペット、及び建具を含めて完了していてもよく、又は現場で完成させるために「ラフイン（rough-in）」段階のままであってもよい。ファサード要素、回廊、及び階段も、搬入前に建物ユニットに組み込まれていてもよく、又は現場で仕上げられてもよい。上述のように、これらの要素は、建物ユニットではなく構造枠セグメントに関連する基準点から位置測定を行うことによって正確に位置決めすることもできる。
【０１１２】
建物ユニットは、全荷重を受けるようにその外部に固定されている構造用鋼又はコンクリート柱要素を含む４つ以上の構造枠セグメントを有し得ると共に、建物ユニットと組み合わせて建物構造を形成し得る。柱要素は、構造内でのその位置によってかかる荷重に耐えるように設計される。必要であれば、荷重を分散させるか又は剛性を高めるように付加的な構造支持体が含まれ得る。これは、建物ユニットの外部構造を形成するとみなすことができ、この外部構造は、隣り合うユニットの外部構造と共に互いに接続されて建物の耐力構造を形成することになる。
【０１１３】
外部構造は、建物ユニットの占有可能な内部空間の外側の領域を占めるため、建設可能性及び組み立てに関して両者が対立することはない。建物ユニット間の構造領域は、通常は１００ｍｍ〜１５０ｍｍの範囲である。この領域は、すべての構造枠セグメントが位置付けられる場所であると共に、建物全体をまとめて係止するすべての接続が行われる場所である。
【０１１４】
建設可能性に関するこの利点は、建物ユニット、建物ユニット組立体の構造枠セグメントを含む外部構造、及びファサード要素を、作製後に生産施設において、構造枠セグメントの配置の精度によりこれらが多層階構造で占める正確な位置で仮位置合わせし、さらには互いに係止することさえできることである。このプロセスは、現場での組み立てやすさ及び品質制御を確保するための公差の検査を容易にする。これにより、地上での仕上げも可能になり、これは、高層建物での選択肢であるように現場の上昇位置で仕上げを行うよりも、はるかに費用効果的であり危険性が低い。これにより、組立段階ではなく製造段階中に建物及びファサード公差を点検、管理、及び達成することがはるかに容易になる。
【０１１５】
構造枠セグメント又はその柱要素は、建物の高さの上昇及び／又は耐力要件に従ってサイズが大きくなり得る。これらの要素は、建物の上部における建物ユニット組立体と比較して底部における建物ユニット組立体の方に大きな柱要素が接続され得るように、構造内のその位置に合うサイズにされる。しかしながら、建物ユニットは、自立するように設計されるため不変のままであり得る。
【０１１６】
建物ユニットは、壁、屋根、及び床板を通して安定要素又はブレース要素に横荷重を伝達する。これらの安定要素は、ユニットの大部分とは逆の方向に配置される他のユニットの形態であってもよい。これらは、建物の高さに応じて、選択されたユニット内の枠組コア又は従来のコンクリート若しくは鉄骨コアシステムであり得る。建物ユニット内の鉛直荷重は、それらの側壁を通して、それらに接続されている構造枠セグメントに伝達される。
【０１１７】
最も基本的な形態の建物ユニットは、開口端部を有する４つの点で支持される壁式構造と見なされ得る。この構造は、軽量であり風荷重及び地震荷重に対して強い抵抗性がある。この構造には、内部要素が水害を受ける可能性なくこの構造を輸送及び築造することを可能にするのに十分なほどの耐候性もある。
【０１１８】
すべての柱がユニットの表層の外側で１００ｍｍ〜１５０ｍｍの柱領域内にあるため、建物ユニットの内装は、構造要素による影響を受けない。この領域は、最高５０階まで建物高さに関係なく同じままである。これは、柱の成及び強度を高めつつ柱の幅を維持することによって達成される。
【０１１９】
一部の構造、普通は低層構造〜中層構造では、建物ユニットのいくつかを他の建物ユニットの全体的方向に対して垂直に回転させることによって、横荷重が取り除かれ得る。これは、建物のレイアウトによって決定される。代替的に、より重量の大きい枠の使用及び／又はさらなる壁のブレース補強、又は特定の建物若しくは現場それぞれの荷重条件に合わせたさらなる要素の導入によって、ユニットの端部が補剛され得る。エレベーター及び階段も、横荷重に耐えるように枠組みされ得る。エレベーター及び階段は、建物ユニット組立体内に組み込まれてもよく、又は別個に施工されてもよい。
【０１２０】
１２階〜１５階を超える比較的高い構造では、場所打ちコンクリートコアを利用したより従来的なブレースシステムが有利であり得る。場所打ちコンクリートコアが主ブレース要素として利用される場合、コアは、作製済みの建物ユニット組立体の設置前に部分的又は完全に施工される。
【０１２１】
非常に高い建物では、実用性及び経済性の要件が必要とされる場合にコンクリート又は鋼の伝達構造を導入するか、又は建築設計条件及び現場条件によって決まる荷重要件又はブレース要件の変更に合わせる必要があり得る。
【０１２２】
この場合、高い建物が鋼コア構造上のコンクリートによって担持される２段以上のユニットに効果的に分けられる。コンクリートコアが利用される場合、これは、垂直荷重をコアに伝達し戻す伝達構造の使用によって支持要素としても用いられることで、建物ユニットに接続される構造枠セグメントのサイズを小さくすることにより、建物を一連のより小さな構造に効果的に変えることができる。例えば、２０階建ての建物は、３つの伝達構造を組み込むことにより、構造枠セグメントの実効高さを５階建ての建物で必要とされるものに変えることができる。
【０１２３】
伝達構造は、伝達構造が建物ユニット組立体と組み立てられるように建物ユニット組立体自体の構造に接続することができる。
【０１２４】
代替的に、伝達構造は、状況に応じて別個の鋼又はコンクリート構造として設けることができる。
【０１２５】
上述のように、建物ユニット組立体は、要件及び輸送制限に応じて変わるサイズを有し得る。しかしながら、通常、各建物ユニット組立体は、例えば２ｍ〜５ｍの幅、１０ｍ〜２８ｍの長さ、及び２．７ｍ〜３．３ｍの高さを有する。
【０１２６】
建物において、建物の有用空間に必要な間取り面積を作り出すように、異なるサイズ及び形状の建物ユニット組立体が配置され得ることがさらに分かるであろう。建物ユニットの側壁には、ドア、窓等のための開口が形成され得る。廊下及びバルコニー等も追加することができる。
【０１２７】
図１は、本発明の実施形態に従って施工された建物ユニット組立体２の概略図を示している。建物ユニット組立体２は、柱要素１４、１６、１８、及び２２の形態の構造枠セグメントを有する、２つの側壁４及び６、床８、並びに屋根１０を含む建物ユニットを含む。
【０１２８】
図示の構成では、端部１２及び１４が開いているが、これらは要件に従って閉じることができる。より詳細に後述するように、側壁４及び６、床８、並びに屋根１０は、建物ユニット組立体２が輸送及び吊り上げ時に自立することが可能であるように、堅牢な構成である。これは、内装等の使用時に加わる荷重及び活荷重に耐えることも可能である。より詳細に後述するように、建物ユニット組立体２は、ユニット２を用いる建物が築造されることになる場所から離れた工場で（例えば、他の生産施設の工場で）製造され得る。工業製品の様式で建物ユニット組立体を製造することは、費用及び時間の節約並びに完成したユニットのよりよい製造公差の達成に役立つ。
【０１２９】
図示の構成では、建物ユニット組立体２は、側壁に接続されている４つの柱要素１６、１８、２０、及び２２を有しており、要素１６及び１８は側壁４に接続され、要素２０及び２２は側壁６に接続されている。後述するように、構造枠セグメントの機能は、建物ユニット組立体２の取り付け点を提供することであり、建物ユニット組立体が互いに上下に重ねられているときに鉛直荷重を支えることでもある。要素１６、１８、２０、及び２２は、各自の下部取り付け手段２４及び各自の上部取り付け手段２６を含む。上部取り付け手段２６は、輸送段階及び施工段階中の吊り上げケーブルの取付点を形成し得る。また、より詳細に後述するように、部材２４及び２６は、竣工した建物において隣接する建物ユニット組立体２を互いに結合するために用いられ得る。
【０１３０】
建物ユニット２自体は、さまざまな材料で施工され得る。図２Ａは、側壁４及び６並びに屋根１０が合板外装材を伴った木造である構成を概略的に示している。床８は、異形薄鋼板製であり得る。図２Ｂは、建物ユニット２が鉄骨造でありブレース補強された側壁及び屋根を有しており、床８が異形薄鋼板製である代替的な構成を示している。図２Ｃは、側壁及び屋根が枠組トラスの形態であり、側壁及び屋根並びに床に異形薄鋼板ブレースが用いられる代替的な構成を示している。
【０１３１】
図２Ｄは、建物ユニットがすべて異形薄鋼板からできている側壁、床、及び屋根を有する代替的な構成を示している。図２Ｅは、建物ユニットがガラス繊維強化コンクリート（ＧＲＣ）又は他の複合材料のパネルから形成され、床８が異形薄鋼板、ＧＲＣ、又は複合建材製である代替的な構成を示している。
【０１３２】
図３Ａは、互いに隣接して位置付けられている２つの建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂを示す概略平面図である。図３Ａで分かるように、側壁４上の構造枠セグメント１６及び１８は、側壁６上の構造枠セグメント２０及び２２の位置に対してオフセットされている。この構成は、図３Ｂに示されているように、構造枠セグメントを建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂの最終取り付け位置で互いに隣接して位置付けることを可能にする。
【０１３３】
図３Ｂに示されているように、組み立てられた建物ユニットの隣接する側壁４及び６間に隙間２８があることが認識されるであろう。隙間又は柱領域２８は、柱の幅によって画定され、鉛直構造支持体を収容する空間を提供する。また、柱領域２８は、隣接するユニット間の遮音及び遮熱も助ける。
【０１３４】
上部取り付け手段２６及び下部取り付け手段２４は、図１〜図３に概略的に示されている。より詳細に説明するように、上部取り付け手段は、下部取り付け手段と同じく種々のタイプであり得る。いくつかの実施形態をより詳細に後述する。
【０１３５】
同様のユニットが要件に従ってさまざまな配列で積み重ねられ得ることが理解されるであろう。ユニットは、それらの端部が互いに隣接するように配置されることもでき、その場合、ユニットが図３Ａ及び図３Ｂに示されているものと同様に（並列ではなく）端部同士を接続され得るように、図３Ａ及び図３Ｂの構造枠セグメント（図示せず）が端壁１２又は１４に設けられることになる。取り付け手段２４及び２６は、床８の下及び屋根１０の上にそれぞれ突出するため、鉛直方向に積み重ねられた建物ユニット間にも隙間を作り、建物の異なる階における建物ユニット間の耐火性、遮音、及び遮熱の改善に関して同様の機能を有する。
【０１３６】
取り付け手段２４及び２６を用いて隣接する建物ユニット組立体が相互接続され、自立型建物ユニット及び相互接続された構造枠セグメントの組み合わせが、建物の唯一の軸組を構成し得ることが好ましい。建物ユニットのレイアウト、建物の高さ、及び関連の現場条件に応じて、付加的な安定要素又はブレース要素が追加され得る。
【０１３７】
図１〜図３に示されている建物ユニット２は、平面視で矩形を有する。図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄは、ユニットの多くの代替的な平面形状のうち３つを示している。より詳細には、図４Ｂは、不等辺四角形の平面図を有するユニットを示している。図４Ｃは、楔形（又は台形）の平面形状を有するユニットを示している。図４Ｄは、互いに直角を成す３辺及び湾曲した１辺を有するユニットを示している。他の形状も可能である。認識されるように、ユニットは、図２及び図３に示されているものと同様に相互接続することができる。
【０１３８】
建物ユニット組立体２は、種々の形状を有する建物を建設するためにさまざまな方法で積み重ねることができる。図５Ａは、４階建ての建物３０を形成するように上下に積み重ねられた４つのユニット２０１、２０２、２０３、２０４を概略的に示している。図５Ｂは、各階を形成するユニットの対を有する４階建ての建物３２を示しており、ここでは、３階の一対のユニット２０３を１階、２階、及び４階に対して事実上直角に回転させることにより、ユニット２．３及び２．４にこれらの下のユニットに対する片持ち式構成を提供する。
【０１３９】
図５Ｃは、より複雑な形状の建物を作るように、中央ユニットバンク（bank）４４と異なる長さであり矩形ユニットの中央バンク４４に対してオフセット関係で取り付けられる２つの楔形ユニットバンク４０及び４２を有する、４階建ての建物３８を示している。図５Ｄは、側方ユニットバンク５０及び５２が両側に配置された矩形の建物ユニット組立体の中央バンク４８を有する建物４６を示しており、上部ユニットのいくつか、例えば５０．４及び５０．５が、湾曲した外観を有する建物を作るように丸みを帯びた端部を有する。図５Ｅは、不等辺四角形の平面形状を有するユニットバンクから建設された５階建ての建物５４を示している。図５Ｆは、並列に積み重ねられている建物ユニット組立体の６つのバンク５７．１〜５７．６と、端部同士を突き合わせて積み重ねられている２つのバンク５９．１及び５９．２とがある、建物５５を示している。互いに直交方向に向いたバンクの組み合わせは、建物にブレース補強を提供する。
【０１４０】
図５Ｇは、各バンクがその隣のバンクに対して直角を成すことで、建物ユニット組立体の向きに起因して本質的なブレース補強を同じく提供するように配置されている建物ユニット組立体の３つのバンク６１．１、６１．２、６１．３を有する、さらなる建物６１を示している。
【０１４１】
図６は、中央コンクリートコア５８を有する２０階建ての建物５６を概略的に示している。コア５８は、通常はエレベーターシャフトを普通の方法で含む。建物の各階は、現場外で製造されて所定位置に吊り上げられる建物ユニット組立体から構成される。このサイズの比較的高い建物では、コア５８が建物のブレース補強に寄与する。図示の構成では、建物５６は、コア５８によって支持される３つの伝達構造６０、６２、及び６４を含む。伝達構造は、コアに接続された強化コンクリート構造又は鋼構造から形成することができる。伝達構造６０、６２、及び６４の主要機能は、その上に積み重ねられている５階分の建物ユニット組立体からコアに鉛直荷重を伝達することで、その下にあるさまざまな建物ユニット組立体の構造枠セグメントを通して建物の全鉛直荷重が伝達されなくてもよいようにすることである。このように、構造枠セグメントのサイズは、建物の全鉛直荷重が構造における最下部の構造枠セグメントによって支えられるようにするほど大きい必要がない。しかしながら、初期の計算では、５０階建ての高さまでの建物には上述のような伝達構造を利用する必要がないことが意外にも示されている。これらの計算は、建物ユニット間の隙間又は柱領域２８が建物全体で一定のままであり得ると共に、構造枠セグメントの柱要素の深さ、肉厚、材料強度、又は品位が、建物全体内のそれらの場所に応じて十分な強度を提供するために変えられ得ることも証明している。
【０１４２】
以下の表１は、建物における高さの関数としての構造枠セグメントに加わる軸方向圧縮に関する通常の値の概要である。この表は、記載のように種々の幅の柱サイズに関するデータを含む。
【０１４３】
表１において、「階」の欄は、建物の上部から数えた場合のユニットの占有階を示している。したがって、１階が最上階であり、５０階建ての建物における５０階は最低階である。「軸方向圧縮」の欄は、その階における建物ユニット組立体の各柱に対する荷重を説明するものである。「柱サイズ」の欄は、特定の荷重を支持するために１００ｍｍ、１２５ｍｍ、及び１５０ｍｍの柱幅のそれぞれに必要な柱の断面寸法及び肉厚を示すものである。矩形柱に関しては、幅寸法×成寸法がミリメートル、肉厚がｍｍで記されている。正方形柱に関しては、単一の幅・壁長（single wide wall length）及び厚さのみが示されている。４つの測定値が記されている場合、これは、Ｉビームから形成された柱要素の寸法を表す。したがって、１２５×２５０×４０×２５は、端部フランジに沿った全幅が１２５ｍｍであり、中心軸に沿った全幅が２５０ｍｍであるＩビームの使用を示す。端部フランジは厚さ４０ｍｍであり、中央ウェブは厚さ２５ｍｍである。
【０１４４】
「柱容量」と表示されている最後の欄群は、４５０ＭＰａ鋼製であって３５０ＭＰａ鋼製の取り付け部材が嵌められたときの、対応する「柱サイズ」欄に明記されているサイズでのＲＨＳ及びＳＨＳに関する荷重容量（load capacity：耐荷重）を示していた。
【０１４５】
【表１】
0005643205.tif 000002
【０１４６】
表１から分かるように、建物の低層階にある建物ユニット組立体ほどより大きな鉛直荷重を吸収又は伝達する必要があるため、柱要素の荷重容量は、こうした建物ユニット組立体ほど大きくなり得る。逆に、これは、建物の上部での不必要な重量及び費用を回避するために、高層階ほど強度の小さい柱部材を用いることができることを意味する。便宜上、各階で異なる柱を有するのではなく、建物内の階群ごとに同じ強度を有する柱が設けられ得る。強度の相対的増加は、例えば表１に記載されているように低層階で柱サイズ又は肉厚を増加させることによって行われる。
【０１４７】
柱要素は、建物ユニットの側壁に堅牢に取付される強化コンクリート柱の形態であり得る。代替的に、柱要素は、側壁にボルト留め又は溶接される鋼柱要素を含んでもよい。他の材料も用いられ得る。
【０１４８】
表１では、各構造枠セグメントで１つの柱要素が用いられると仮定されているが、２つ以上が用いられてもよい。この場合、複数の柱要素間の荷重の釣り合いを取るために別個の部材が用いられ得る。この荷重分担機能は、柱要素に取付される取り付け手段によって、又は複数の柱要素間の別個の専用構造、例えばブレースによって行われ得る。場合によっては、構造枠セグメントは、必要に応じて、ブレード柱（blade column）等の幅広柱、さらには鉛直荷重を支持する壁を含み得る。いずれの場合も、動作の仕組みは、好適な実施形態に関連して説明される幅狭の柱要素のものと同様である。
【０１４９】
この融通性を念頭に置いて、鉛直方向位置合わせの概念を広く考慮すべきである。すなわち、鉛直方向位置合わせは、位置合わせされた構造支持セグメントに鉛直荷重を伝達するのに必要な範囲内で十分に正確であればよい。例えば、小さな取り付け手段を有する幅狭の構造枠セグメントの場合、鉛直方向位置合わせには、上部の構造枠セグメントからの鉛直荷重が下部の構造枠セグメントによって十分に支持され得るように比較的厳しい公差が必要となる。しかしながら、１つの壁形の構造枠セグメントが１つの柱状の構造枠セグメント（又はいくつかの柱状の構造枠セグメント）に当接する場合、鉛直荷重が伝達される限り、（柱隙間に沿った方向の）鉛直方向位置合わせの程度はそれほど厳密である必要はない。
【０１５０】
図７Ａは、図６に示されているような建物５６の一部を形成し得る５つの階７０、７２、７４、７６、及び７８から成る群の概略等角図である。階７０、７２、…７８を構成する建物ユニット２の向きは、要件に従って変わり得る。
【０１５１】
図７Ｂは、中央コア５８を有するが建物ユニットバンクの配置が異なる建物６３を示している。建物ユニットは、コア５８を包囲するように配置される。図７Ｃは、同じく建物ユニットバンクから構成されるが、この場合は側部コア６７によってブレース補強されている、別の建物６５を示している。
【０１５２】
図８は、図６及び図７に示されている構成の中央コア５８ではなく分配設備機構を有する建物８０を示している。この構成では、建物８０は、５つの階８２、８４、８６、８８、及び９０を有しており、分配設備機構を構成する構成要素は、種々の階を構成する建物ユニットに組み込まれ得る。図示の構成では、エレベーターコア９８と、２つの階段吹き抜け１００及び１０２と、導管コア１０４とがある。これらの構成要素は、互いに分離されており、より重量の大きい構造構成要素を用いることによって、その中にあるこれらの設備機構が建物の全体的安定性を高める。これは、単一の中央機構の使用と比較して平面図で見た場合により広い面積にわたって種々の鉛直導管が分配されるからである。
【０１５３】
図９は、１階〜５階が参照符号１１２で示される建物ユニット組立体から作製され、６階〜１０階が参照符号１１４で示される建物ユニット組立体から作製され、１１階〜１５階が参照符号１１６で示される建物ユニット組立体から作製され、１６階〜２０階が参照符号１１８で示される建物ユニット組立体から作製される、多層階建物の概略側面図である。種々の階群における建物ユニットに関連する構造枠セグメントは、建物の高さに従って、下部に向かって耐荷力が高くなる。隣り合うユニット間の柱領域が建物の高さ全体で一定のままであることで、最大柱幅が固定されていることが望ましい。したがって、建物の下部付近の大きな荷重に適応するために、柱１２０、１２２、及び１２４は、上部よりも下部の方が（長手方向に）奥行きが大きい。この構成では、第１の階群１１２は、第１の大きなサイズの柱を有し、第２の階群、例えば１１４は、それよりも小さな第２のサイズの柱を有する。こうして建物が構成される。このように建物の下方に向かって（好ましくは、群ごとに／段階的に）柱サイズが大きくなることが、表１で分かり得る。これは、建物の高さに関係なくすべてのユニットが一定の幅を維持することを可能にする。
【０１５４】
図１０は、簡単のために４つの階からなる５つの群１３２、１３４、１３６、１３８、及び１４０で示されている２０階と、中央コア１４２とを有する、建物１３０の斜視図である。図１１Ａで分かるように、階１３２は、３つの建物ユニット１３２Ａ、１３２Ｂ、及び１３２Ｃの第１のバンクと、３つの建物ユニット１３２Ｄ、１３２Ｅ、及び１３２Ｆの第２のバンクとから構成される。階１３２は、図１１Ａに示されているように、他の建物ユニットに対して９０度の向きにある２つのさらなる建物ユニット１３２Ｇ及び１３２Ｈを含む。図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１１Ｄ、及び図１１Ｅは、建物内の建物ユニットの同様の配置を示している。建物における種々の建物ユニット組立体の設置順序は、現場及び建物の設計のパラメータに応じて変わるため、決まっていない。
【０１５５】
図１２は、建物１３０の階１３２のより詳細な概略図である。建物ユニット組立体１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの構造枠セグメントと建物ユニット組立体１３２Ｄ、１３２Ｅ、及び１３２Ｆの構造枠セグメントとが、図３に示されているものと同様に互いに相互接続されることが分かるであろう。建物ユニット組立体１３２Ａ、１３２Ｃ、１３２Ｄ、及び１３２Ｆの内端部は、それらに隣接する建物ユニット組立体１３２Ｇ及び１３２Ｈの相補的な構造枠セグメントと協働する端部構造枠セグメント１５０及び１５２を含む。建物ユニット組立体１３２Ｂ及び１３２Ｅの場合、図示のように、端部構造枠セグメント１５０及び１５２は、コア１４２に打ち込まれるか又は他の方法で接続される取り付け板１５４、１５６、１５８、及び１６０に直接ボルト留めされる。
【０１５６】
図１２は、建物１３０にファサードを提供するファサード要素の使用も概略的に示している。特に、建物ユニット組立体１３２Ａ〜１３２Ｆのそれぞれに、端部ファサード要素１６２が接続される。建物ユニット組立体１３２Ａ、１３２Ｃ、１３２Ｄ、及び１３２Ｆの外側部には、側部ファサード要素１６４が接続される。図示のように、側部ファサード要素１６４は、これらの建物ユニット組立体の構造枠セグメント１６、１８、２０、及び２２に接続される。建物ユニット組立体１３２Ｇ及び１３２Ｈの端部には、端部ファサード要素（図示せず）が接続される。図示のように、建物ユニット組立体１３２Ｇ及び１３２Ｈの側部には、構造枠セグメント１６８を介して側部ファサード要素１６６が接続される。端部ファサード要素１６２は、耐力性であり得ると共に建物ユニット組立体に組み込まれ得る。建物の構造要件に応じた特徴部及び支持構造の両方として、鋼及び／又は強化コンクリートが利用され得る。ファサード要素は、コンクリート要素の現場接合又はマスコンクリート充填を可能にするように中実又は中空であり得る。これにより、ファサード要素から構成される大きな剛性耐震壁を提供することができる。必要に応じて、バルコニー、手すり、及びスクリーンをファサードに追加してもよい。ファサード要素は、種々の金属パネル、木材、テラコッタ、ガラス等の非構造外装材を含み得る。
【０１５７】
図１３Ａは、各階に１０戸の集合住宅を有する集合住宅建物６９の間取り図の概略図である。この建物は、図８に示されているものと或る程度同様の分配コア機構を有し、２つの階段吹き抜け７１及び７３と２つの昇降路７５及び７７とを含む。図１３Ｂ及び図１３Ｃに示されているように、個々の集合住宅のそれぞれが、集合住宅に必要な部屋を提供するように内装設備工事された２つの隣接する建物ユニット７１．２及び７２．２、７２．１及び７２．２から形成される。この構成では、階段吹き抜け７１及び７３が建物ユニットに組み込まれている。
【０１５８】
図１３Ｄ及び図１３Ｅは、それぞれ３つの建物ユニット及び２つの建物ユニットを用いた代替的な集合住宅のレイアウトを示している。
【０１５９】
図１４Ａ及び図１４Ｂは、低層階８１に１４室（図１４Ａ）、高層階８３に１２室（図１４Ｂ）を有する、ホテル建物７９の２つの階を示している。この全体構成では、昇降路９１が図７Ｃの側部コア６７と同様の側部コアを構成している一方で、階段吹き抜け８７及び８９が図８の配置と同様に内側にある。基本的にこの構成では、図１４Ｃに示されているように、単一の建物ユニット９３がホテル建物の各部屋に用いられる。この構造物では、昇降路及び階段吹き抜けが建物ユニットの一部であるのではなく別個に施工される。これは、建物のブレース補強及び安定性に寄与する。
【０１６０】
図１５Ａ及び図１５Ｂは、建物の低層階にオフィス空間及び高層階に居住施設の両方を有する複合用途建物８５を示している。図１５Ａは、種々の建物ユニットを用いる居住施設に典型的な間取り図を示している。同様の形状又は異なる形状の建物ユニットが低層階で利用されて、商業オフィス空間としての役割を果たしてもよい。
【０１６１】
上述のように、建物ユニット２は、完成した建物の要件に従って部分的又は実質的に完全に内装設備工事され得る。特定の間取りを得るための種々の建物ユニットの配置の技法は、上述した先行技術文献のいくつかで説明されているように、同様の技法が低層構造で用いられているため詳細に説明する必要はない。
【０１６２】
建物の構造及び／又は内装設備工事の他の部分は、既知の技法又は既知の技法と同様の技法を用いて実行され得る。例えば、このように組み立てられた任意の建物のフーチングは、建物の現場条件及び高さに合うように従来通りに施工されたフーチングを有する。しかしながら、本発明に従って建設される建物の減量により、フーチングのサイズ及び容量が低減され、したがって従来通りに建設されたコンクリート建物よりも安価になる。
【０１６３】
駐車場が必要とされる場合、従来通りにコンクリートで建設されるタイプが最も適しているため、駐車場はそのように建設され得る。ユニットから駐車場構造に荷重を伝達するための必要に応じて、駐車場の最上階に伝達階が形成され得る。このようにして、構造部材の最も経済的かつ効率的なレイアウトを得ることができる。
【０１６４】
ユニットの屋根は、別個の枠組セクションとして作製することができ、最上部ユニットの上の所定位置に吊り上げられてユニット間の接続と同様の方法で接続される。屋根は、下の構造枠セグメントと一致する短柱（short stub columns）、鋼側梁、及び鋼母屋で形成される。屋根全体が独立して個別に排水されるユニットサイズのセクションから構成されるように、各ユニットの外周にパラペットが形成される。設置後、ユニット間の接合部の防水のためにすべてのパラペットに金属蓋が嵌められる。屋根の被覆は、屋根薄鋼板に従来の軒樋及び水切りを付けたものであってもよく、又は合板及び瀝青防水膜で葺かれてもよい。コンクリートペーバー又は木材デッキ張り等のさらなる仕上げを、出来上がった屋上テラスに加えてもよい。植物載置台及び歩道を必要に応じて加えてもよい。
【０１６５】
排水は、鋼板屋根の軒樋から縦樋によって、又は屋根の排水口に接続されている縦樋から行われ得る。縦樋は、概して建物の外面に位置決めされる。
【０１６６】
バルコニーの排水は、バルコニードレインに接続されている縦樋によって膜屋根と同様に行われ得る。バルコニードレインが屋根の排水口と一致するのが一般的であるため、各配管路で屋根の排水口とバルコニードレインを接続する１つの縦樋を用いることができる。
【０１６７】
各種設備及び備品類が各ユニットに含まれ得ると共に、造り付け設備及び備品類から離れて設置後の接続に適した中心点に嵌められ得る。
【０１６８】
立主管（水道、ガス、下水管等）及びケーブル（電気、電話、及びデータ等）の敷設は、従来通りに現場で行われ得る。
【０１６９】
機材は、従来の建物とほぼ同様に設定される。機材のタイプは、建物のサイズ、利用可能又は必要な設備のタイプ、及び利用可能性によって決まる。
【０１７０】
図１６は、建物ユニット組立体２及び種々のユニットを相互接続するための新規の接続組立体の一実施形態の構造をより詳細に示している。大まかには、このような建物ユニット組立体の施工は、自立型ユニットを施工した後に１つ又は複数の支持柱をその外部に取り付けるというプロセスを辿る。
【０１７１】
図示の構成では、側壁６は、輸送コンテナで用いられるものと同様の異形薄鋼板１７９から形成される。通常、この薄板の厚さは例えば１．６ｍｍであり、高さが例えば２７００ｍｍで長さが１０ｍ〜２０ｍであり得る壁全体に１つの薄板が用いられる。側壁６は、異形壁薄板１７９の上縁部に溶接される上部レール１８０を含む。通常、レール１８０は、６０ｍｍ×６０ｍｍであり、肉厚が例えば３ｍｍである。側壁６は、下部フランジ１８３及びそれよりも幅広で薄板１７９の下縁部に溶接される上部フランジ１８５を有する、断面が概ねＣ字形の下部レール１８２も含む。下部レール１８２の中央ウェブの奥行きは、通常は１６０ｍｍであり、その材料の厚さは例えば４．５ｍｍである。
【０１７２】
床８は、建物を横切って側壁６間に横方向に延びると共に心々４００ｍｍで位置付けられる複数の鋼母屋１８４から構成され得る。母屋の端部は、図示のように、側壁６の下部レール１８２の中央ウェブに溶接又はボルト留めされる。床は、ねじ等によって母屋１８４に取り付けられる合板フローリング１８６をさらに含む。
【０１７３】
屋根１０は、側壁６で用いられるものと同じであり得る異形薄鋼板１８６から構成される。屋根は、図示の構成では例えば５５ｍｍ×５５ｍｍで肉厚６ｍｍのＬ字溝である屋根レール１８８をさらに含む。屋根レール１８８は、側壁６の上部レール１８０に溶接又はボルト留めされ得る。
【０１７４】
建物ユニット２の他方の側壁４は、同様の構成であるため説明不要である。
【０１７５】
側壁４及び６、床８、並びに屋根１０の構成要素は、その自重及び使用時にそれが受ける活荷重を支持することができる建物ユニットの箱状構造を画定する。図示の構成では、側壁内面は、上部押縁１９４及び下部押縁１９６によって薄板１７９の内側に接続される二重の耐火性石膏ボード層１９０及び１９２で裏打ちされる。同様に、屋根は、野縁受け２０２によってパネル１８６の内面に接続される２つの石膏ボード１９８及び２００によって裏打ちされる。この二重の石膏ボード層は、石膏ボードと異形薄板１７９及びパネル１８６との間の空隙と共に、建物ユニットの耐火性及び遮音性並びに建物ユニット間の耐火性及び遮音性を高める。
【０１７６】
図１６は、柱要素２２並びに下部取り付けブロック２４及び上部取り付けブロック２６も示している。図示の構成では、柱要素２２は、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍで肉厚が例えば９ｍｍである正方形断面鋼ビームから形成される。その上端部２０は、側壁６の上部レール１８０に直接溶接される。柱要素２２の上部は、上部取り付けブロック２６に溶接され、柱要素２２の下部は、下部取り付けブロック２４に溶接される。図示の構成では、下部取り付けブロック２４は、上部ブロック２６よりも幾分幅広であり、その内側部は、側壁６の下部レール１８２を形成する溝内に延びてそこに溶接される。これにより、側壁６への柱要素２２並びに取り付けブロック２４及び２６の接続が完了する。建物ユニット組立体の他の支柱要素１６、１８、及び２０は、同様に接続されるため説明不要である。
【０１７７】
構造枠セグメント２２の取付前に応力除去ステップを行うことが有利である。例えば、ユニットが治具で又は締め付けによって施工される場合、応力除去ステップは、通常は治具又はクランプによって加えられる締め付け力を解放することを含む。溶接金属構造物を有するユニットの場合、これは、金属中の熱応力を例えば冷却によって逃がすことを含み得る。このようにして、箱状のユニット又はモノコックは、その設計形状からの変形又はずれを含み得る自然な形状に弛緩する。続いて、柱要素２２を本明細書で説明されているように取り付けることができる。このようにすれば、柱要素の配置がユニットモノコックの形状の精度に応じて変わらないため、（当初の設計に対する）柱要素の正確な配置を得ることができる。通常、柱要素２２をユニットに取り付ける取り付け手段は、ユニットのずれに対応するのに十分な公差を有する。
【０１７８】
上述のように、建物ユニット組立体の建物ユニットの構造物と構造枠セグメントとがこのように切り離されることで、建物ユニット組立体のうち正確な位置決めが必要な部分のみが厳しい公差に合わせられるため、製造の容易さが改善される。残りの部分、例えば建物ユニットシェルは、他の公差レベルに合わせることができる。
【０１７９】
構造枠セグメントの配置の精度により、構造枠セグメント（又はそれらにおける１点）は、ユニットの内部の内装設備工事及び任意のファサード要素の装着のための基準としての役割を果たし得る。すなわち、建物ユニットの壁は一直線すなわち鉛直ではない場合があるため、内装設備工事又はファサードの取着を誘導するために建物ユニットの壁を用いるよりも、構造枠セグメント２２が基準とされる。このようにするために、基準点（例えば、柱の内壁上の点）から測定が行われ、自立型ユニットの内部に転写される。続いて、この転写された基準点から内部の内装設備工事に関する測定が行われる。認識されるように、このような基準点が複数必要であり得る。
【０１８０】
下部取り付けブロック２４の形態の第１の取り付け手段が、図１７〜図２０により詳細に示されている。取り付けブロックは、概して、図１７で最もよく分かるように開口端部を有する中空直方体の形態を取る。より詳細には、このブロックは、上壁２１０、下壁２１２、並びに側壁２１４及び２１６を有する。このブロックは、開口内側部２１８及び開口外側部２２０を有する。図１８で最もよく分かるように、上壁２１０及び下壁２１２は、開口外側部２２０の方にオフセットされている整列した孔２２２及び２２４を含む。ブロック２４は、通常は幅が例えば１６５ｍｍ、高さが例えば１６０ｍｍ、長さが例えば１６０ｍｍである。これは、構造用鋼から作製されることが好ましく、側壁の肉厚が例えば１６ｍｍである一方で、上壁２１０及び下壁２１２の肉厚は２０ｍｍである。
【０１８１】
図２１〜図２４は、上部取り付けブロック２６の構造を概略的に示している。ブロック２６も、概ね中空直方体である。これは、上壁２３０、下壁２３２、並びに側壁２３４及び２３６を有する。これは、開口側壁２３８及び２４０も有する。側壁２３４及び２３６は、側壁の概ね中央に位置付けられている整列した孔２４２及び２４４を含む。下壁２３２は、その概ね中央に開口２４６を含む。上壁２３０は、大きなテーパー開口２４８を含む。開口２４８は概ね矩形であるが、コーナーが湾曲している。テーパーは、図示のように、開口２４８の広い方の部分が上壁２３０の上面に位置付けられた状態で約１０度である。図示の構成では、上部取り付けブロック２６は、高さが約１９５ｍｍ、幅が例えば１２０ｍｍ、成が１６０ｍｍである。このブロックは、構造用鋼から作製され、側壁２３４及び２３６の肉厚が例えば１６ｍｍ、下壁２３２の肉厚が２０ｍｍ、上壁２３０の肉厚が４０ｍｍである。
【０１８２】
図２５、図２６、及び図２７は、一対の隣接する下部建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂが一対の隣接する上部建物ユニット組立体２Ｃ及び２Ｄに接続される方法を示す部分図である。図２５から、上部ユニット２Ｃの下部取り付けブロック２４Ａが下部建物ユニット組立体２Ａの上部取り付けブロック２６Ａに直接取り付けられていることが分かるであろう。より詳細には、上部建物ユニット組立体２Ｃの下壁２１２が、下部ユニットの上壁２３０Ａに直接当接する。柱要素２２Ａ及び２２Ｃが互いに位置合わせされていることも分かるであろう。２つの建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｃの取り付けブロックが互いに係合する他の点にも、同様の構成が存在する。このように、上部建物ユニット組立体２Ｃの全鉛直荷重が、取り付けブロックを介して下部建物ユニット組立体２Ａに伝達され、続いて柱要素に伝達される。
【０１８３】
図２６は、建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｃそれぞれと並列に位置付けられている建物ユニット組立体２Ｂ及び２Ｃの構成要素のいくつかの場所を示していることを除いて、図２５と同様の図である。より詳細には、図２６は、構造枠セグメント１６Ｂ及び１６Ｄの場所と共に取り付けブロック２６Ｂ及び２４Ｄの場所を示している。
【０１８４】
図示の構成では、３つのタイプの接続があり、便宜上、これらをタイプ１接続２５０、タイプ２接続２５２、及びタイプ３接続２５４と呼ぶことにする。概して、図２８に示されているようなタイプ１接続２５０を用いて、最下部の建物ユニット組立体の上部取り付けブロックと最上部のユニットの下部取り付けブロックとが互いに接続される。図示の構成では、図示のように、タイプ１接続２５０を用いて、上部取り付けブロック２６Ａが下部取り付けブロック２４Ｃに接続される。同様に、タイプ１接続２５０を用いて、上部取り付けブロック２６Ｃが次の鉛直方向に隣接する取り付けブロックに接続される。
【０１８５】
図２９に示されているようなタイプ２接続２５２を用いて、隣接する上部取り付けブロック２６同士が互いに接続される。図示の構成では、タイプ２接続２５２を用いて、上部取り付けブロック２６Ａ及び２６Ｂが互いに接続される。同様に、タイプ２接続２５２を用いて、上部取り付けブロック２６Ｃ及び２６Ｄが互いに接続される。
【０１８６】
後述するように、下部取り付けブロック２４の内部にアクセスできないことからタイプ１接続２５０を用いることができない場所で、図３０に示されているようなタイプ３接続２５４を用いて隣接するユニット同士が鉛直方向に接続される。タイプ３接続２５４は、１つの建物ユニット組立体の上部取り付けブロック２６から次の鉛直方向に隣接するユニットの上部取り付けブロック２６まで延びる細長い接続棒を含む。
【０１８７】
図２８は、タイプ１接続２５０をより詳細に示している。タイプ１接続２５０は、図示のように側部がテーパー状になっている矩形頭部２６２を有するボルト２６０を含む。この接続はテーパースペーサー２６４を含み、これは概ね直方体の形状であるが、上部取り付けブロック２６の上壁２３０の開口２４０の形状と相補的であるようにテーパー状の側部を有する。テーパースペーサー２６４は、ボルト２６０の軸を通すことができるようにするための中央ボア２６５を含む。この接続は、座金２６６及びナット２６８を含む。下部取り付けブロック２４及び上部取り付けブロック２６が、建築作業員が取り付けブロックの内部にアクセスできるように露出した開口側壁２１８Ａ及び２３８Ｃを有することが、図２５で分かるであろう。上部建物ユニット組立体２Ｃを下部建物ユニット組立体２Ａに載置する前に、テーパースペーサー２６４が最初に開口２４８内に位置付けられる。続いて、建物ユニット組立体２Ｃを所定位置に下ろすことができ、ボルト２６０の軸をスペーサー２６４のボア２６５に挿通させてから、下部取り付けブロック２４の下壁２３２の開口２４６に挿通させることができる。続いて、建築作業員は、座金２６６及びナット２６８をボルト２６０の軸に被せてナットを締めることができ、下部取り付けブロック２４の開口側壁２１８を通したアクセスが得られる。スペーサー２６４及び開口２４８の相補的なテーパーは、上部建物ユニット組立体と下部建物ユニット組立体とを正確に位置合わせするようにボルトの軸が正確に中心合わせされることを確実にする。図３１は、上部建物ユニット組立体を所定位置に下ろす前のタイプ１接続２５０のボルトの頭部２６２の位置を概略的に示している。頭部２６２のテーパー状の側部が、テーパースペーサー２６４の側部と概ね位置合わせされることが分かるであろう。最上部のユニットを所定位置に下ろした後に、頭部２６２を９０度回転させて、図２８に示されているような上部取り付けブロック２６の上壁２３０の下側に当接し得る位置を取るようにすることができる。
【０１８８】
図２９は、隣接する上部取り付けブロック２６Ａ及び２６Ｂ間のタイプ２接続２５２を概略的に示している。この接続は、ボルト２７０、ナット２７２、及び座金２７４を含む。
【０１８９】
ここから分かるように、側壁２３６Ａ及び２３４Ｂが互いに隣接しており、それぞれの開口２４４Ａ及び２４２Ｂも一致している。ボルト２７０の軸が一致している開口を通ることができるため、作業員が続いて座金２７４を取り付けてナット２７２を締めることができる。取り付けブロック２６Ａ及び２６Ｂの内部へのアクセスは、それらの開口側壁２３８Ａ及び２３８Ｂを介して行われる。
【０１９０】
図３０は、建物ユニット組立体２Ｂ及び２Ｄを鉛直方向に互いに接続するために用いられるタイプ３接続２５４を概略的に示している。タイプ３接続２５４は、細長い棒２７１及び頭部２７３を含む。頭部２７３は、側部がテーパー状になっている概ね直方体であり、頭部２６２と同様の形状である。この接続は、上部取り付けブロック２６Ｂのテーパー開口２４８Ｂと概ね相補的な形状のテーパースペーサー２７５を含む。テーパースペーサー２７５は、棒２７１を通すことができるようにするための中央ボア２７６を含む。棒２７１の上端部は、座金２７８及びナット２８０を受けることができるようにねじが切られている。図示の構成では、頭部２７１は、取り付けブロック２６Ｂの上壁２３０Ｂの下側に係合する。棒２７１の軸は、図示のようにその自由端が上部取り付けブロック２６Ｄ内に位置付けられるように、下部取り付けブロック２４Ｄの開口２２２Ｄ及び２２４Ｄを貫通すると共に構造枠セグメント１６Ｄを貫通する。図３２は、所定位置に下ろしたときのタイプ３接続２５４の頭部２７１の位置を示している。最上部の建物ユニット組立体２０を所定位置に下ろした後に、頭部２７３を９０度回転させて、この場合も取り付けブロック２６Ｂの上壁の下側に係合するようにすることができる。ボルト頭部及びテーパースペーサーの一致したテーパー面は、設置及び締結時にユニットの位置合わせを助ける。続いて、建築作業員は、建物ユニット組立体２Ｂ及び２Ｄを確実に相互接続するようにナット２８０を締めることができる。
【０１９１】
通常、建物ユニット組立体は、建物ユニット組立体の４つの上部取り付けブロック２６に接続され得るフック又は他の締結手段を有するクレーンを用いて吊り上げられ得る。接続のタイプは、輸送コンテナの吊り上げ及び輸送に用いられるものと同様であり得る。
【０１９２】
次に、一対の隣接する下部建物ユニット組立体１Ａ、２Ｂと一対の隣接する上部建物ユニット組立体２Ｃ、２Ｄとの間の接続の側面図を示している図２７を参照する。この構成は、ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄを接続するための３つの接続（タイプ１、タイプ２、及びタイプ３）をすべて含み、以下のように組み立てられて組立体になる。建物ユニット組立体２Ｃを建物ユニット組立体２Ａの上に取り付け、タイプ１接続２５０によって鉛直方向の接続を行う。これに続いて、建物ユニット組立体２Ａに隣接する建物ユニット組立体２Ｂを所定位置に下ろし、タイプ２接続２５２を用いて水平方向の接続を行う。建物ユニット組立体２Ｂを所定位置に一旦下ろしたら、取り付けブロック２６Ａ及び２６Ｂの内部へのアクセスが不可能になるため、作製者がタイプ１接続の構成要素をその中に入れることができなくなる。したがって、タイプ３接続が必要である。
【０１９３】
図３３は、前述のタイプの複数の建物ユニット組立体を含む４階建ての建物２８０を示す概略側面図である。ユニットは、図示のようにタイプ１接続２５０、タイプ２接続２５２、及びタイプ３接２５４を用いて相互接続される。図面は、建物２８０における種々の建物ユニットの好適な組み立てシーケンスを大きな肉太の数字で示している。ユニットの設置の正確な順序は、現場条件及び吊り上げ条件によって決まるが、概して斜め方向に進行する。この図面では、建物は基礎２８２を含み、基礎２８２は、建物を基礎に確実に係止するためにタイプ１接続２５０が結合される取り付け板を含む。
【０１９４】
図３４〜図５１は、代替的な１組の取り付け手段を示している。これは、本発明の実施形態で用いられ得る。これに関して、取り付けブロックの代わりに、説明されるように隣接する建物ユニット組立体を互いに固定するのに用いられる接続板が各柱に嵌められる。
【０１９５】
次に、図３４〜図５１を参照して、下部接続板２４及び上部接続板２６のさらなる実施形態の詳細を説明する。前の説明では、下部接続板が全体的に参照符号２４で識別されていた。しかしながら、本発明の好適な形態では、２つのタイプの下部接続板がある。第１の下部接続板２０６が、図３４、図３５、及び図３６に概略的に示されている。これは、例えば２５ｍｍの呼び厚さを有する矩形の鋼板２１０を基本的に含むが、厚さは要件に従って変わり得る。図示の構成では、板の長さは２９０ｍｍであり、幅は１４５ｍｍであるが、これらの寸法は要件に従って変わり得る。板２１０の下側にはテーパー凸部２１１がある。凸部２１１は、溶接等によって板２１０に固定され得る。図示の構成では、凸部２１１は、概ね直方体の形状であり、深さが約２０ｍｍ、長さが約９１ｍｍ、幅が約５３ｍｍである。テーパーは、側部のそれぞれで約２．５ｍｍ、又は約５度〜１０度となる。凸部のコーナーは、丸みが付いていることが好ましく、５ｍｍ〜１５ｍｍの範囲の曲率半径を有する。板２１０は、第１のボア２１２、第２のボア２１３、及び第３のボア２１４を有する。ボア２１２は、他のボアよりも直径が大きく、長手方向中心軸上に位置付けられる。これは、直径３２ｍｍであることが好ましい。ボア２１３及び２１４は、凸部２１１と板の一方の端部との間で概ね対称に整列する。ボア２１３及び２１４は、直径２６ｍｍであることが好ましい。
【０１９６】
第２のタイプの下部接続板２１５が、図３６及び図３７に示されている。第２のタイプの接続板２１５は、板２１０と同じ厚さの正方形板２１６を含み、その縁部は、板２１０の長手方向長さの半分の長さである。
【０１９７】
したがって、図示の構成では、側部の長さが１４５ｍｍである。板２１６の下側は、凸部２１１と同一の形状の対称配置の凸部２１７を含む。第１のタイプの下部接続板２０６の図３６に示されている端面図は、第２のタイプの下部接続板２１５と同じである。板２１６は、ボアを一切含まない。
【０１９８】
以上の説明では、上部接続板が全体的に参照符号２６で示されていた。実際には、２つの形態の上部接続板がある。後述するように、同様の構成要素を用いて異なるタイプの上部接続板が作られるが、これらは建物ユニット組立体において異なる向きになる。
【０１９９】
図３８〜図４１は、上部接続板２１８の好適な形状を概略的に示している。接続板２１８は、好ましくは４０ｍｍの厚さであることを除いて寸法が図１６に示す板２１０と概ね同じである、鋼製の初期矩形の板２１９から形成され得る。上部接続板２１８は、矩形のタブ部２２０を画定するように１つのコーナーが除去されている。除去されるコーナーは、７５ｍｍ×７５ｍｍであることが好ましい。板２１９は、下部接続板２０６及び２１５の凸部２１１及び２１７とサイズ及びテーパー角が相補的である、中央に位置付けられているテーパー凹部２２１を含む。板２１９は、板２１９の長手方向軸に概ね沿って板の一端部と凹部２２１との間に位置付けられる第１のボア２２２と、タブ部２２０の概ね中央に位置付けられる第２のボア２２３とを含む。
【０２００】
ボア２２２及び２２３は、それぞれ直径が３４ｍｍ及び２８ｍｍであることが好ましい。より詳細に後述するように、上部接続板２１８は、上部接続板及び下部接続板を用いて横方向及び鉛直方向に隣接する建物ユニット組立体２を相互接続することができるように、建物ユニット組立体２に異なる向きで取り付けられ得る。接続板のすべてが、３５０級以上の鋼から作られる。
【０２０１】
図４２及び図４３は、接続板２０６、２１５、及び２１８の形態の取り付け手段を柱要素１８及び２０に接続して構造枠セグメント４２１８及び４２２０を形成する方法を概略的に示している。図４２は、この構成では長さ及び幅が１２５ｍｍ×１２５ｍｍ、肉厚が約４ｍｍ〜１０ｍｍで、接続板を含む全長が３０５０ｍｍである、断面が正方形の中空の鋼柱である柱要素１８を示している。上部接続板２０６の１つが、凹部２２１の中心が柱要素１８の長手方向軸と一致するように柱要素１８の上端部に溶接される。下部接続板２１５の１つが、その凸部２１７の中心が柱１８の長手方向軸と位置合わせされるように柱要素１８の下端部に溶接される。これにより、凹部２２１が凸部２１７と正確に位置合わせされることが確実になる。
【０２０２】
図４３は、構造枠セグメント４２２０を概略的に示している。この構造枠セグメントは、上部接続板２１８の１つを柱要素２０の上端部に溶接し、かつ下部接続板２０６の１つを柱要素２０の下端部に溶接することによって形成される。この場合も、凹部２２１及び凸部２１１の中心を柱要素２０の長手方向軸と位置合わせさせる。柱要素２０は、柱要素１８を形成するために用いられるものと同じ形材から形成され、同じ寸法を有する。
【０２０３】
代替的な実施形態では、構造枠セグメントは、その取り付け手段及び柱要素が一体形成され得る。この場合、取り付け手段は、柱要素のうち使用時に隣り合う柱要素に係合する部分、及びそれらを互いに締結するために用いられる部分である。
【０２０４】
図４４は、一対の横方向に隣接する建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂの構造枠セグメントの場所を示している。建物ユニット組立体２Ａの構造枠セグメント１８Ａに関して、上部接続板２１８の向きは、タブ２２０が側壁４に隣接して構造枠セグメント１６Ａから離れる方向にあるように選択される。同じ側において、構造枠セグメント１６Ａは、そのタブ２２０を同様の向きにしている。構造枠セグメント１６Ａは、構造枠セグメント１８Ａと同じであるため、下部接続板２１５は、これらの構造枠セグメントの下端部に位置付けられる。
【０２０５】
他方の側壁６Ａにおいて、構造枠セグメント２０Ａは、そのタブ部２２０が側壁４Ａに隣接するものとは反対の向きになるように位置付けられる。構造枠セグメント２２Ａは、構造枠セグメント２０Ａと同じ構成である。したがって、構造枠セグメント２０Ａ及び２２Ａの両方がその下端部に第１の下部接続板２０６を有することが認識されるであろう。
【０２０６】
建物ユニット組立体２Ｂが建物ユニット組立体２Ａと同一の構成であるため、その柱要素並びに上部接続板及び下部接続板は、建物ユニット組立体２Ａのものと同じになる。
【０２０７】
図４５は、図示のように下部接続板２０６のタブ部２２０が相互係合するように互いに横方向に積み重ねられている建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂを示している。
【０２０８】
柱要素１６、１８、２０、及び２２は、図４５に示されているように互いに横方向に接続され得ると共により詳細に後述するように鉛直方向に接続され得るように、選択された場所で建物ユニット２Ａ及び２Ｂの側壁及び／又は軸組に溶接され得る。
【０２０９】
図４６は、互いに組み立てられた複数の建物ユニット組立体の等角図を概略的に示している。最前部に見えるユニット２Ｂは、建物ユニット組立体２Ｂの側壁４Ｂに接続されている構造枠セグメント１８Ｂを有する。構造枠セグメント１８Ｂの長さは、上部接続板２１８Ｂの上部が屋根１０Ｂの平面よりも約１００ｍｍ上に位置付けられるように選択される。
【０２１０】
ねじ端部を有する細長い接続棒２０７Ｂがボア２２２Ｂに通され、その下端部が、より詳細に後述するように、構造枠セグメント１８Ｂの下部に隣接して位置付けられているねじ結合部材（図４１には図示せず）に係合する。ナット２０９Ｂが、接続棒２０７Ｂのねじ端部に締着される。図４７に示されているように、続いて、横方向に隣接する建物ユニット組立体２Ａが、その側部構造枠セグメント２０Ａが図示のように構造枠セグメント１８Ｂに隣接するように位置決めされ得る。この位置で、タブ部２２０Ａ及び２２０Ｂが並ぶ。建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂの他方の端部には、構造枠セグメント２２Ａ及び１６Ｂが同様に配置される。
【０２１１】
建物ユニット組立体２Ａ及び２Ｂの位置合わせ後、図４８に示されているように、構造枠セグメント２０Ｃを構造枠セグメント２０Ａと鉛直方向に位置合わせして、第３の建物ユニット組立体２Ｃを建物ユニット組立体２Ｂの上部に下ろすことができる。図示のように、結合部材２３３Ｂが、接続棒２０７Ｂの突出端部に接続され得る。
【０２１２】
結合部材２３３Ｂは、本質的には、上方に隣接する細長い接続棒２０７Ｄ（図５０に示す）のねじ下端部を受け入れることができる細長いナットである。建物ユニット組立体２Ｃは、柱２０Ｃの凸部２１１Ｃが柱２０Ａの凹部２２１Ａに入るように下ろされ、それらが相補的なテーパー形状であるため、これにより建物ユニット組立体２Ｃ及び２Ａを自動的に正確に位置合わせさせる傾向がある。建物ユニット組立体２Ｃを下ろすと、その凸部２１１及び２１７すべてが建物ユニット組立体２Ｂの対応する凹部２２１に入る。続いて、ボルト２２４、２２５、及び２２６を、板２０６Ｃ及び２１８Ａ、２１８Ｂの一致したボアに導入することができる。より詳細には、ボルト２２４はボア２１２Ｃ及び２２２Ａを通り、ボルト２２５はボア２１４Ｃ及び２２３Ａを通り、ボルト２２６はボア２１３Ｃ及び２２３Ｂを通る。図４９に示されているように、ナット２２７、２２８、及び２２９をそれぞれのボルトに締着して、板同士を確実に結合することができる。
【０２１３】
すべてのナットが締められた後、続いて、第４の建物ユニット組立体２Ｄを建物ユニット組立体２Ａの上方の所定位置に下ろすことができる。図４９での図示を明確にするために、建物ユニット組立体２Ｄの構造枠セグメント２０Ｄのみが示されている。これは、その凸部２１７Ｄが建物ユニット組立体２Ｂの凹部２２１Ｂに入るように所定位置に下ろされる。建物ユニット組立体２Ｄの４つのテーパー凸部が、建物ユニット組立体２Ａの上方での建物ユニット組立体２Ｄの正確な位置合わせを助ける。
【０２１４】
図５０は、種々の板の最終位置を示している。図示のように、板２１５Ｄが板２１８Ｂに当接し、細長い接続棒２０７Ｄによって所定位置に保持されていることが分かるであろう。細長い接続棒２０７は、直径３０ｍｍの鋼棒から作られることが好ましく、その端部に又はその全長に沿ってねじが切られている。
【０２１５】
第４の建物ユニット組立体２Ｄが所定位置に下ろされる前に、ナット２２７、２２８、及び２２９が締められ得ることが認識されるであろう。一旦これが行われたら、接続板へのアクセスが得られず、細長い接続棒２０７Ｄの使用が、上部建物ユニット組立体２Ｃ及び２Ｄの屋根から作業する組立作業員によって最終接続が行われることを可能にする。細長い接続棒２０７Ｄを嵌める通常の手順として、その下端部を結合部材２３３Ｂに螺入した後で、第４の建物ユニット組立体２Ｄを位置決めする。続いて、建物ユニット組立体２Ｄを建物ユニット組立体２Ａの上方に位置決めし、棒２０７Ｄの上端部を構造枠セグメント１８Ｄの上部板（図示せず）のボア２２２と位置合わせする。続いて、棒２０７Ｄの上端部がボアを通るように建物ユニット組立体２Ｄを下ろすことができる。建物ユニット組立体２Ｄの構造枠セグメントのすべてで同様のシーケンスが行われる。
【０２１６】
図示の構成が、接続板の、したがって構造枠セグメントの鉛直方向及び横方向両方で非常に堅牢な接続を提供することが、さらに認識されるであろう。これは、建物に剛性及び安定性を与える。
【０２１７】
接続板の位置に介入してもよい、すなわち凸部が上部板にあってもよいことが認識されるであろう。また、上部板が相補的である図示の構成ではなく、下部板に相補的な板が用いられてもよい。
【０２１８】
図５２〜図６７は、建物ユニット組立体を互いに接続する際の取り付け手段及びそれらの使用法のさらに別の実施形態を示している。この例は、接続板及び取り付けブロックの両方を用いる先の実施形態の混成型を表す。
【０２１９】
例示的な下部接続板３１０が、図５２、図５３、及び図５４により詳細に示されている。板３１０が、例えば長さ１２５ｍｍで厚さ２５ｍｍの側壁を有する矩形のベース３１２を含み、ベースの上縁部が面取りされていることが分かるであろう。板３１０は、鋼から鋳造又は加工されてベース３１２の下側に溶接される位置付け凸部３１４を含む。凸部３１４は、図示のように、概ね直方体であるが下向きテーパー状の側壁及び端壁を有する。下部接続板３１０は、ベース３１２及び凸部３１４を貫通する中央ボア３１６を含む。通常、ボア３１６の直径は約３３２ｍｍである。
【０２２０】
建物ユニット組立体３００では、ユニットが配備される場所に応じて、構造枠セグメント１６、１８、２０、及び２２の上端部に上部接続板３１８又は上部取り付けブロック３２０が設けられる。基本的に、より詳細に後述するように、建物取り付けブロック３２０は、先の実施形態のタイプ３接続２５４と同様にアクセスに問題があって細長いコネクタが必要な場所で用いられる。
【０２２１】
図５５〜図５７は、上部接続板３１８をより詳細に示している。これが、下部接続板のベース３１２と同じサイズの矩形板の形態であることが分かるであろう。これは、凸部３１４をぴったりと嵌め込むことができるように凸部３１４のテーパー側壁と相補的なテーパー側壁を有する矩形の開口３２４を含む。
【０２２２】
図５８〜図６０は、上部取り付けブロック３２０をより詳細に示している。上部取り付けブロック３２０は、以下に示されるように柱要素の上端部に溶接され、タイプ３接続２５４が必要であった場合のようにアクセスが得られないことにより細長い棒が必要である場所で用いられる。上部取り付けブロック３２０は、図２１〜図２４に示されている上部取り付けブロック２６と概ね同様の構成であり、その実施形態の部分と同じか又は対応する部分を示すために同じ参照符号が用いられている。この場合、開口２４８は、凸部３１４と相補的な形状であるため、建物ユニット組立体３００が互いに上下に積み重ねられたときにそれらの構成要素がぴったりと嵌まり合うことができる。
【０２２３】
図６１〜図６５は、下部接続板３１０及び上部接続板３２０を互いに接続するためにこれらと共に用いられ得るボルト３３０を示している。ボルト３３０は、頭部３３２及び軸３３４を有する。頭部３３２は、概ね直方体の形状であるが、約１０度のテーパーが付いている側壁及び端壁を有する。軸３３４は、２つの長さで作られ、短寸の方は約１２０ｍｍ（タイプ１コネクタと同様）であり、長寸の方は、建物ユニット３００の全高に延び得るような長さである（タイプ３コネクタと同様）。通常、長寸の方は長さが例えば３０２５ｍｍである。いずれの場合も、軸の上端部３３６は、ナット３３８を受けることができるようにねじが切られている。図６３及び図６５で最もよく分かるように、ねじから正方形凸部３４０が突出している。
【０２２４】
図６６及び図６６Ａは、上部接続板３１０Ｃをそれぞれの支持柱２２Ａ及び２２Ｃにそれぞれ溶接して、上述のような特徴を用いた接続のためにユニット３１０Ｃ及び３１０Ａを互いに位置合わせするように協働する方法を示している。図６７は、上部取り付けブロック３２０及び下部接続板３１０Ｃを用いてはいるが同様の例を示している。
【０２２５】
図６７は、ボルト３３０を用いて４つの隣接する建物ユニット組立体３００Ａ、３００Ｂ、３００Ｃ、及び３００Ｄを相互接続する方法を示している。この構成は、先の実施形態の図２７に示されている構成と同様であるため、詳細な説明は不要である。しかしながら、構造枠セグメント２２の下端部が、上部接続板と下部接続板とを接続するためのナット３３８へのアクセスを可能にするアクセス開口３６０を含むことが分かるであろう。さらに、柱要素に上部接続板３１８が設けられる場合、図示のように、水平方向に配置されるボルト３６４が貫通して構造枠セグメントを相互接続することを可能にするように、アクセス開口３６２が設けられる。図示の構成では、ボルト３６４の頭部は、柱要素２２Ａの中空内部の外側に位置付けられる。これにより、上部取り付けブロック３２０Ｄ内に位置付けられるナット３６５を締めやすくするようにボルトが保持されることが可能になる。この構成では、ボルトはフランジ３６７を含み、上部取り付けブロック３２０Ｂとの間でボルト３６４の軸に座金が位置付けられ、ナット３６５を締めることで構造枠セグメント２２Ａの上端、座金３６９、及び上部取り付けブロック３２０Ｂを合わせて効果的に締め付けるような構成になっている。図６８は、図１６のものと同様の図を示しているが、異なるユニット構成を示している。図示の構成では、側壁６は、輸送コンテナで用いられるものと同様の異形薄鋼板１７９から形成される。通常、この薄板の厚さは例えば１．６ｍｍであり、高さが例えば２７００ｍｍで長さが１０ｍ〜２０ｍであり得る壁全体に１つの薄板が用いられる。側壁６は、異形壁薄板１７９の上縁部に溶接される上部レール１８０を含む。通常、レール１８０は、６０ｍｍ×６０ｍｍであり、肉厚が例えば３ｍｍである。側壁６は、下部フランジ１８３及びそれよりも幅広で薄板１７９の下縁部に溶接される上部フランジ１８５を有する、断面が概ねＣ字形の断面の下部レール１８２も含む。下部レール１８２の中央ウェブの成は、通常は１６０ｍｍであり、その材料の厚さは例えば４．５ｍｍである。
【０２２６】
床８は、建物ユニットを横切って横方向に延びる母屋から構成され得る。しかしながら、床が複数の異形薄鋼板パネル１８４からできており、その異形材の成が例えば２００ｍｍであることを除いて材料が側壁の材料と同じであることが好ましい。パネルは横方向に延び、その構成は、建物ユニットに十分な剛性及び強度を与える。床パネル１８４の端部は、建物ユニットの両側で下部レール１８２に溶接される。屋根１０は、屋根パネル１８６からできていることが好ましく、その例が、図６９、図７０、及び図７１に示されている。通常、４つ〜８つのパネルが互いに溶接されて、建物ユニットの屋根全体を形成する。各パネル１８６は、図７０に概略的に示されているように、長手方向及び横方向の補強リブで形成される。パネルは、厚さが例えば２ｍｍ、幅が１０４５ｍｍ、長さが２３５６ｍｍの鋼からできていることが好ましい。床は、異形床パネル１８４の上部に位置付けられる合板又は他の床材１８６をさらに含む。建物ユニット２の他方の側壁４は、同様の構成であるため説明不要である。
【０２２７】
側壁４及び６、床８、並びに屋根１０の構成要素は、その自重及び使用時にそれが受ける活荷重を支持することができる箱状構造を画定する。図示の構成では、側壁内面は、断熱パネル１９２に隣接する耐火性石膏ボード層１９０で裏打ちされる。屋根は、野縁受け２０２によってパネル１８６の内面に接続される２つの石膏ボード１９８及び２００によって裏打ちされる。この二重の石膏ボード層は、石膏ボードと異形薄板１７９及びパネル１８６との間の空隙と共に、建物ユニットの耐火性及び遮音性並びに建物ユニット間の耐火性及び遮音性を高める。
【０２２８】
図７６に示されている構成では、柱要素２０は上部レール１８０に直接溶接される。下端部では、２つの接続板１８７（そのうちの一方が図６８に示されている）を用いて、好ましくは溶接によって柱要素２０の下端部が下部レール１８２に接続される。建物ユニット組立体の他の構造枠セグメントは、同様に接続される。
【０２２９】
図７２〜図７７は、変更形の建物ユニット組立体３００を概略的に示しており、建物ユニット組立体２のものと同じか又は対応する部分を示すために同じ参照符号が用いられる。建物ユニット組立体３００と建物ユニット組立体２との主な相違は、床８並びに接続板２４及び２６の構成である。図７２〜図７４の構成では、床母屋１８４が、図７６に示されているような全体的に波形の鋼構造体である床パネル３０４に置き換えられる。パネル３０４は、より深く、通常は例えば２００ｍｍである（鉛直方向に測定した場合）ことを除いて、側壁及び床で用いられるものと同様である。波のピッチは通常は約６５０ｍｍである。ユニット３００の床の構造全体を構成するように、複数のパネル３０４が互いに溶接されて一体化され得る。通常、パネル３０４の肉厚は１．６ｍｍである。構造枠セグメント１６、１８、２０、及び２２は、前述のように側壁４及び６に添設される。より詳細に上述したように、建物ユニット組立体２の接続板２４及び２６は、前述と同様である。
【０２３０】
図示の構成では、建物ユニット組立体３００は、さらなる剛性を与えるために設けられる２つの交差ブレースパネル３０６及び３０８を含む。パネル３０６及び３０８は、構造枠セグメント１６及び２２の内側と１８及び２０の内側とにそれぞれ隣接して、側壁４及び６並びに屋根１０に溶接される。
【０２３１】
図７４は、建物ユニット組立体３００が片持ち構成で用いられることになる場合の構造枠セグメント２０及び２２の場所を示している。この図に示されているように、中央径間、すなわち構造枠セグメント２０及び２２間の中央径間は、例えば最大１６ｍｍ１６メートル（16mm16 metres）とすることができ、端部のそれぞれは、最大６ｍｍ６メートル（6mm6 metres）持ち出すことができる。
【０２３２】
図７５は、前述のように積み重ねられている６つの建物ユニット組立体３００Ｂ、３００Ｃ、３００Ｄ、３００Ｅ、３００Ｆ、及び３００Ｇを示している。隣接する建物ユニット３００間の隙間又は柱領域は、種々の幅の構造枠セグメントに適するように選択される。先の実施形態のように、隙間は、建物の高さ全体で同じであり得る。
【０２３３】
図７７で最もよく分かるように、柱要素１６、１８、２０、及び２２の下端部には、柱要素の下端部に溶接されて先の実施形態の下部取り付けブロック２４の代わりとなる下部接続板３１０が設けられる。
【０２３４】
図７７は、建物ユニット組立体３００の一部をより詳細に示す概略断面図である。図４４は、図６８と同様の図であるが、建物ユニット組立体２の構成の異なる細部を示している。下部レール１８２が圧延鋼から形成され、その上部フランジ及び下部フランジが互いに逆方向に突出していることが、この構成で分かるであろう。下部フランジ１８３は、図示のように床パネル３０４の下側に溶接される。上部フランジ１８５は、先の実施形態のように、異形壁薄板１７９の下縁部に溶接される。
【０２３５】
図７８は、建物ユニット組立体２及び３００の要素を組み合わせたさらなる変更形の建物ユニット組立体３５０を示している。より詳細には、床８は母屋１８４を含むが、構造枠セグメントの上部及び下部における接続は、建物ユニット組立体３００と同じである。この実施形態では、必要であれば、強化梁３５２が、レール１８２と構造枠セグメントの下端部との間に溶接されてもよい。
【０２３６】
図７９は、本発明の実施形態で用いられ得るさらなる代替的な建物ユニットの構成を示している。この実施形態は、先の実施形態で用いられる波形の異形薄板ではなくその壁、床、及び屋根構造物に平板材を主に用いるという点で、先の実施形態とは概して異なる。図７９の実施形態では、壁、床、及び屋根は、そのセクションの長さに沿って間隔を開けて母屋を配置することによって補強される。図７９において、建物ユニット４００の部分的に分解した断面図を見ることができる。建物ユニットは、壁パネル４０２、屋根パネル４０４、及び床パネル４０６を含む。
【０２３７】
屋根パネル４０４は、例えば１１０ｍｍ×１１０ｍｍで厚さ４ｍｍのアングル材であり得るコーナーアングル材４０８を有する。これは、厚さ１．６ｍｍの薄鋼板製であり得る壁薄板材４１０に溶接される。
【０２３８】
一連の母屋４１１が、屋根パネル４０４を横切って形材４０８と同じ別のアングル材まで延びる。母屋４１１は、その端面がアングル材４０８に溶接され、その上縁部に沿って薄板４１０に溶接される。同様の母屋４１１が、屋根パネルに沿って間隔を開けて、例えば心々６００ｍｍで離間している。好適な実施形態では、母屋は、Ｃ１００１９仕様の母屋である。
【０２３９】
壁パネル４０２の構成は、屋根パネル４０４の構成と同様である。壁パネル４０２の上部に、アングル材４１２がある。アングル材４１２は、屋根パネルを支持し、屋根パネル上のアングル材４０８と同様の寸法であり得る。第２のアングル材４１４が、屋根パネル４０２の下部に位置付けられる。このアングル材４１４は、床パネル４０６を支持する。この例では、下部アングル材４１４は、寸法が２１０ｍｍ×１１０ｍｍで厚さが３ｍｍである。壁パネルは、薄鋼板、例えば２．４ｍｍの４５０ＭＰａ鋼板で覆われる。これは、その上部がアングル材４１２に溶接され、その下部がアングル材４１４に溶接される。薄鋼板壁パネル４１６は、下部アングル材４１４と上部アングル材４１２との間に延びるＣ母屋４１８を用いて補強される。Ｃ母屋は、壁の長さに沿って離間しており、間隔を開けて壁に溶接される。図示の実施形態では、母屋４１８は、壁に沿って心々６００ｍｍに設定されたＣ７５１９仕様の母屋であり得る。
【０２４０】
床パネル４０６は、屋根４０４及び壁４０２と同様の構成を有する。床パネル４０６は、各端部（この図では一方の端部のみを示す）にアングル材４２０を有し、これに薄鋼板パネル４２２から構成される下部床パネルが溶接される。床パネル４２２の上部には、床の両側のアングル材４２０間に延びるＣ母屋が溶接される。この場合、床母屋は、床パネルに沿って心々６００ｍｍに設定されたＣ２００１９仕様の母屋であり得る。
【０２４１】
先の実施形態のように、屋根パネル、床パネル、及び壁パネルは、係合させられて互いに溶接される。
【０２４２】
本明細書に記載の実施形態では、建物ユニット構造が互いに溶接されるものとして説明されていることを認識されたい。しかしながら、当業者であれば、代替的な締結及び取着手段を用いてもよいことを容易に理解するであろう。例えば、溶接の代わりに、リベット、ボルト留め、又は他の機械的締結システムを用いて、構成要素を互いに接合してもよい。用いられる構成材料に応じて、接着が適している場合もある。さらに、アクセス可能性及び使用材料にも応じて、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、スポット溶接、又は他の代替法等の異なる溶接技法を用いてもよい。
【０２４３】
図８０は、図７９とよく似ているさらなる代替的な壁構成を示している。唯一の相違は、壁パネルの下端部におけるアングル材が図８０の実施形態では逆さまになっていることである。したがって、この実施形態のさらなる説明は不要であり、図７９の特徴に対応する特徴には同じ符号が付いている。
【０２４４】
図８１は、本発明の一実施形態で使用可能である代替的な接続板の斜視図を示している。概して、図８１に示されている構造枠セグメント８００は、本明細書ですでに説明したような構造枠セグメントと実質的に同様であるため、その一方の端部のみがこの図に示されている。これに関して、構造枠セグメント８００は、支持柱８０２及び接続板８０４を含む。この例では、接続板８０４は、概ね矩形である第１の端部８０６と、テーパー状である第２の端部８０８とを有する。したがって、平面視では、接続板８０４は図８２に最もよく示されているように概ね台形の形状である。先の実施形態と同様に、接続板は、鉛直方向に隣接する構造枠セグメントの同様の接続板からの係合手段を受け入れる中央凹部８１０と、隣接する構造枠セグメントの他の接続板に締結するための複数のボルト孔８１２及び８１４とを有する。使用時の構造枠セグメント８００は、台形接続板８０４の幅広の方の辺を建物ユニットに最も近くして、建物ユニットに取り付けられる。したがって、接続板８０４の面８１６が、取着対象の建物ユニットの壁に向かってテーパー状になっている。
【０２４５】
図８２は、接続板８０４の形状をよりよく示すためのその平面図を示している。この構造枠セグメント８００の好適な形態では、柱要素８０２は、その表面の１つが接続板の表面８１８と実質的に一致するように、より好ましくは、台形接続板８０４の頂点８２２と実質的に鉛直方向に一致する縁部８２０を有するように取り付けられる。この好適な一致の理由を後述する。
【０２４６】
図８３は、並列に位置決めされて建物の１つの階を建設することになる３つの建物ユニット組立体８２８、８３０、及び８３２を示している。建物ユニット組立体８２８、８３０、及び８３２のそれぞれが、４つの構造枠セグメントが取着されている矩形の建物ユニットを含む。建物ユニット組立体８２８で分かるように、構造枠セグメント８３４及び８３６は、そのテーパー面８３４Ａ及び８３６Ａが互いに向かって内向きになるように取り付けられる。建物ユニットの他方の側には、構造枠セグメント８３８及び８４０が、そのテーパー面８３８Ａ及び８４０Ａが互いから離れてテーパー状になるように逆向きで取り付けられる。このように、接続板のテーパー面は、水平方向に隣接する建物ユニット組立体に関してテーパーキー組立体のような働きをする。隣り合う建物ユニット組立体間のこのキー効果が、現場での建物ユニット組立体の互いに対する正確かつ容易な位置決めを可能にする。
【０２４７】
図８４Ａ〜図８４Ｃは、隣り合う建物ユニット組立体がこのキー効果を用いて合致する様子を示している。図８４Ａでは、２つの建物ユニット組立体８４４及び８４６が並列で離間して位置決めされている。この位置で、互いに反対方向を向いたそれらの接続板８４４Ａ及び８４４Ｂが位置合わせされる。図８４Ｂにおいて、建物ユニット組立体８４４及び８４６が合致すると、それらそれぞれの構造枠セグメントの接続板８４４Ａ及び８４６Ａのテーパー面が係合するように合致する。テーパー面は、ユニットが一緒に移動するときに建物ユニット組立体８４４及び８４６を案内して相対的に正確に位置合わせさせるために用いられる、傾斜した案内面を提供する。位置ずれを示すために、図８４Ｂでは、建物ユニット組立体８４４及び８４６が距離Ｘだけずれている。この場合、正確に位置合わせされると、Ｚ母屋８５０及び８５２が整列するようになる。構造枠セグメント同士の位置合わせが構造的完全性にとって重要であるが、位置合わせ距離を示す上で便宜上母屋に言及している。
【０２４８】
次に、建物ユニット８４４及び８４６の最終的に正確に位置決めされた場所を示す図８４Ｃを参照する。ここから分かるように、建物ユニット組立体は、構造枠セグメント８４４Ａ及び８４６Ａが建物ユニット間の柱隙間８５４に沿って位置合わせされると共に、そのテーパー面に沿って実質的に接触するような所定位置にある。このとき、構造枠セグメント８４４Ａ及び８４６Ａを、ボルト留め、溶接、又は他の手段によって、本明細書で別記されているように互いに接合することができる。
【０２４９】
図８４Ａ〜図８４Ｃから分かるように、接続板のテーパー面は、建物ユニットの水平方向の容易な位置合わせを可能にするための案内面としての働きをする。しかしながら、構造枠セグメントの柱の最外面、特に台形接続板の鈍角頂点と実質的に一致する柱要素の水平方向に延びる縁部も、位置決め時の建物ユニット組立体間の鉛直方向位置合わせが不十分である場合に案内面として働く。建物ユニット組立体が通常はクレーンを用いて所定位置に下ろされるため、この鉛直方向の案内はほとんどの場合に必要となる。これをさらに説明するために、図８５は、図８１に示されているのと同じ構造枠セグメントの部分を示しているが、構造枠セグメント８００のうち建物の組立時に案内面として用いられ得る部分を示すための網掛けが施されている。
【０２５０】
建物ユニット組立体の所定位置への円滑な案内を促すために、柱要素８０２の案内面は、接続板８０４の案内面と実質的に位置合わせされる。ここから認識されるように、特に、柱要素８０２と接続板８０４との間の溶接継目等、案内面に小さな不連続部しか存在しない場合、完璧な位置合わせを必要としなくてもよい。この場合、溶接部自体が、不連続部に比較的滑らかに跨って位置合わせするための案内面の一部として働く傾斜面を提供する傾向がある。ここから認識されるように、この好適な位置合わせを用いれば、２つの建物ユニットをそれらの接続板が水平方向に位置合わせされないように接触させた場合でも、柱要素８０２の案内面８６０が、隣接する建物ユニットの対応する接続板の案内面に接触し、上述のように建物ユニット要素の正確に位置合わせされた所定位置への円滑な案内を可能にする。
【０２５１】
本発明のシステムの実施形態の利点は、
軽量施工−中層及び高層建設で構造構成要素としてコンクリートの代わりに鋼を用いる（通常約５００ｋｇ／ｍ２である普通のコンクリート造と比較して通常約２００ｋｇ／ｍ２）。
【０２５２】
防火−建物ユニット及び外部構造が、耐火性石膏ボードによって建物ユニット内の火元から完全に保護される。
【０２５３】
施工が生産施設内で着手され、建物ユニット組立体を１段、２段、又は３段の高さに積み重ねることができる。
【０２５４】
システムが、半熟練工、見習い工、及び女性を含む幅広い労働者の利用を可能にする。
【０２５５】
エネルギー使用が少ない−軽量材料は内包エネルギーが著しく少ない。
【０２５６】
通常５００ｋｇ／ｍ２である従来のコンクリート構造よりも建物重量が小さく、２００ｋｇ／ｍ２と推定される。
【０２５７】
現場外の生産施設内での建物ユニット組立体の施工が、従来通りに現場で施工された建物よりも輸送エネルギーの使用が５０％少なく、廃棄物の生産が７５％少なく、所要時間が５０％短いと推定される。
【０２５８】
１つの建物ユニットの外周が他の建物ユニットの外周から隔離されるため、普通の施工よりも音響分離がよい。建物ユニット間の物理的接触が外部構造の接合点にのみあるため、音響隔離がシステムの本質としてある。
【０２５９】
普通の線形の鉛直方向施工シーケンスの代わりに、掘削、フーチング、駐車場構造、コンクリートコア等の現場作業を準備して進めるのと並行して、生産施設において建物ユニット組立体を施工することが可能であることによって、建設期間が大幅に短縮される。
【０２６０】
コンクリート構造よりもリサイクル性が高い。組み立てと逆のシーケンスで分解することができる。コンクリートは、壊して骨材又は砂利として用いなければならないが、石膏分は再び石膏ボードとしてリサイクル可能である。建物ユニット組立体は、一旦分解して多くの潜在的用法で新たな構造を施工するのに用いることができる構造を含む包括的空間である。
【０２６１】
非常に高い寸法精度を維持することができると共に組立時の正確な嵌合が保証されるように、建物の内装設備工事全体を地上で施工することができる。
【０２６２】
壁の位置が構造システムに関係ないため、建物ユニット内に収容されるレイアウトが可変である。
【０２６３】
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの変更が当業者には明らかとなるであろう。
【０２６４】
本明細書に開示及び規定されている本発明は、既述の又は本文若しくは図面から明らかな個々の特徴の２つ以上の代替的な組み合わせのすべてに及ぶことが理解されるであろう。これらの種々の組み合わせのすべてが、本発明のさまざまな代替的な態様を構成する。
【図１】
0005643205.tif 000003
【図２Ａ】
0005643205.tif 000004
【図２Ｂ】
0005643205.tif 000005
【図２Ｃ】
0005643205.tif 000006
【図２Ｄ】
0005643205.tif 000007
【図２Ｅ】
0005643205.tif 000008
【図３Ａ】
0005643205.tif 000009
【図３Ｂ】
0005643205.tif 000010
【図４Ａ】
0005643205.tif 000011
【図４Ｂ】
0005643205.tif 000012
【図４Ｃ】
0005643205.tif 000013
【図４Ｄ】
0005643205.tif 000014
【図５Ａ】
0005643205.tif 000015
【図５Ｂ】
0005643205.tif 000016
【図５Ｃ】
0005643205.tif 000017
【図５Ｄ】
0005643205.tif 000018
【図５Ｅ】
0005643205.tif 000019
【図５Ｆ】
0005643205.tif 000020
【図５Ｇ】
0005643205.tif 000021
【図６】
0005643205.tif 000022
【図７Ａ】
0005643205.tif 000023
【図７Ｂ】
0005643205.tif 000024
【図７Ｃ】
0005643205.tif 000025
【図８】
0005643205.tif 000026
【図９】
0005643205.tif 000027
【図１０】
0005643205.tif 000028
【図１１Ａ】
0005643205.tif 000029
【図１１Ｂ】
0005643205.tif 000030
【図１１Ｃ】
0005643205.tif 000031
【図１１Ｄ】
0005643205.tif 000032
【図１１Ｅ】
0005643205.tif 000033
【図１２】
0005643205.tif 000034
【図１３Ａ】
0005643205.tif 000035
【図１３Ｂ】
0005643205.tif 000036
【図１３Ｃ】
0005643205.tif 000037
【図１３Ｄ】
0005643205.tif 000038
【図１３Ｅ】
0005643205.tif 000039
【図１４Ａ】
0005643205.tif 000040
【図１４Ｂ】
0005643205.tif 000041
【図１４Ｃ】
0005643205.tif 000042
【図１５Ａ】
0005643205.tif 000043
【図１５Ｂ】
0005643205.tif 000044
【図１６】
0005643205.tif 000045
【図１７】
0005643205.tif 000046
【図１８】
0005643205.tif 000047
【図１９】
0005643205.tif 000048
【図２０】
0005643205.tif 000049
【図２１】
0005643205.tif 000050
【図２２】
0005643205.tif 000051
【図２３】
0005643205.tif 000052
【図２４】
0005643205.tif 000053
【図２５】
0005643205.tif 000054
【図２６】
0005643205.tif 000055
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
0005643205.tif 000058
【図３０】
0005643205.tif 000059
【図３１】
0005643205.tif 000060
【図３２】
0005643205.tif 000061
【図３３】
0005643205.tif 000062
【図３４】
0005643205.tif 000063
【図３５】
0005643205.tif 000064
【図３６】
0005643205.tif 000065
【図３７】
0005643205.tif 000066
【図３８】
0005643205.tif 000067
【図３９】
0005643205.tif 000068
【図４０】
0005643205.tif 000069
【図４１】
0005643205.tif 000070
【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６６Ａ】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４】
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【図７５】
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【図７６】
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【図７７】
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【図７８】
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【図７９】
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【図８０】
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【図８１】
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【図８２】
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【図８３】
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【図８４Ａ】
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【図８４Ｂ】
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【図８４Ｃ】
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【図８５】
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