(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互接続され、対面配置で接続される一連の三次元幾何学的骨組み構造体を備え、個々の骨組み構造体は、前記三次元幾何学的骨組み構造体の面部を画定するように接続される一連の棒材と、幾何学的骨組みの前記面部に用いる筋交いを形成する少なくとも１つの棒材とを含む構成において、
前記幾何学的骨組みを形成するために予め形成した棒材を含むコンテナと、
前記コンテナから前記予め形成した棒材を受容し、所望の位置で前記予め形成した棒材を保持し、前記骨組みの面部を画定する可動式の羽根を備える骨組み構造体と、
前記棒材を溶接して幾何学的骨組み構造体を形成する手段とを備え、
前記骨組み構造体は、前記可動式の羽根を保持する水平棒材をさらに含み、前記水平棒材は、前記羽根を水平および垂直に移動可能であり、前記羽根は前記骨組み構造体の内側のあらゆる位置に到達可能となる骨組み構造システム。
【請求項２】
前記幾何学的骨組み構造体は、モジュール式の立方体骨組み構造体である、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記幾何学的骨組み構造体は、前記幾何学的骨組みの底面に交差筋交いを形成する棒材を含む、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記幾何学的骨組み構造体は、前記幾何学的骨組みの底面を形成する前記棒材の中間点を接続する筋交い棒材を含む、請求項１、２または３に記載のシステム。
【請求項５】
前記幾何学的骨組み構造体は、前記幾何学的骨組み構造体の垂直面内で三角形の骨組み構造体を形成する棒材を含み、前記三角形の骨組み構造体は、前記垂直面の上部に配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項６】
前記幾何学的骨組み構造体は、予め形成した直線棒材および／または予め形成した湾曲棒材を含む、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項７】
前記幾何学的骨組み構造体は、平面および／または非平面をさらに備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記幾何学的骨組み構造体は斜側面を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記幾何学的骨組み構造体は、前記骨組みの垂直面に交差筋交いを形成する１または複数の斜め棒材を含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記幾何学的骨組み構造体は、前記骨組みの内部を延伸する１または複数の斜め棒材を含む、請求項１〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
各幾何学的骨組み構造体は、少なくとも６つの棒材から形成される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記幾何学的骨組み構造体は立方体骨組み構造体であり、各立方体骨組み構造体は１４の棒材から形成され、このうち１２本の棒材が前記立方体骨組み構造体の縁部を形成し、ほかの２本の棒材は底面の交差筋交いを形成する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記幾何学的骨組みを互いに相互接続するために、接合点モジュールを用いる、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
堅固な基盤に１または複数の幾何学的骨組みを取り付けるために、底面接合点モジュールを用いる、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記幾何学的骨組みを相互接続するために、板材モジュールを用いる、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１６】
各幾何学的骨組みの底面は、１または複数のプレキャストスラブを含む、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１７】
前記幾何学的骨組み構造体および内部隔壁の垂直面には、軽量の平板を備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
骨組み構造体を隣り合わせて接続し、および／または、互いの上部で接続して三次元構成の幾何学的骨組み構造体を形成する、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１９】
さまざまな形状の２つ以上の幾何学的骨組み構造体を同時に接続する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記幾何学的骨組み構造体は、解体可能かつ別の場所に再設置可能である、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２１】
設置場所に予め設置した棒材を搬送し、前記棒材をその場で接続し、前記幾何学的骨組み構造体を形成することを含む、請求項１〜２０のいずれか１項に記載のシステムを形成する方法
【請求項２２】
装置を使用して前記棒材を接続することを含み、前記装置は、
前記幾何学的骨組みを形成するために予め形成した棒材を含むコンテナと、
前記コンテナから前記予め形成した棒材を受容し、所望の位置で前記予め形成した棒材を保持し、前記骨組みの面部を画定する可動式の羽根を備える骨組み構造体と、
前記棒材を溶接して幾何学的骨組み構造体を形成する手段とを備える、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の骨組み構造システムを備える建造物。
【請求項２４】
請求項１〜２０のいずれか１項に記載の骨組み構造システムを備える非建造物構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建造物または構造体の建設基盤をもたらす骨組みに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術を用いた建造物または構造体を構築するシステムのほとんどでは、柱材、梁およびスラブなどの、一体に接続される多くの構成要素に構造体を分割する。このように分割した部分は、構築される構造体の基本要素として考えられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、かなりの負荷に耐え、必要な資材の量を減少させることができる軽量構造体を提供する。また、本発明は、迅速かつ容易に構築でき、必要に応じて容易に解体して別の場所で再構築できる構造体を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様では、相互接続され、対面配置で接続される一連のモジュール式の三次元幾何学的骨組み構造体を備え、個々の幾何学的骨組み構造体は、三次元幾何学的骨組み構造体の面部を画定するように接続される一連の棒材と、幾何学的骨組みの面部の筋交いを形成する少なくとも１つの棒材とを含む骨組み構造システムを提供する。
【０００５】
幾何学的骨組み構造体は、モジュール式の立方体骨組み構造体が好ましい。また、ほかの形状の骨組み構造体としては、例えば、三角柱、四角柱、六角柱、ピラミッド構造体および不均等な三次元骨組み構造体が想定される。
【０００６】
幾何学的骨組み構造体は、幾何学的骨組みの底面に用いる交差筋交いを形成する棒材、および／または、幾何学的骨組みの底面を画定する棒材の中間点の間を接続する筋交い棒材を含むことが好ましい。
【０００７】
幾何学的骨組み構造体は、幾何学的骨組み構造体の垂直面内で直角三角形の骨組み構造体を形成する棒材を含むことができ、三角形の骨組み構造体は、垂直面の上部に配置される。
【０００８】
幾何学的骨組み構造体は、予め形成した直線棒材および／または予め形成した湾曲棒材を含むことができる。このため、幾何学的骨組み構造体は、平面および／または非平面をさらに備えることができる。また、幾何学的骨組み構造体は斜側面を備えてもよい。
【０００９】
幾何学的骨組みは通常、堅固な基盤に取り付けられる。堅固な基盤に１または複数の幾何学的骨組みを取り付けるために、接合点モジュールを使用することができる。接合点モジュールは、骨組みの隅角部にみられるソケットと相関する板材とピンを備える。
【００１０】
また、接合点モジュールを使用して幾何学的骨組みを相互接続することができる。
【００１１】
幾何学的骨組み構造体は、幾何学的骨組みの垂直面に交差筋交いを形成する１または複数の斜め棒材を含むことができる。幾何学的骨組み構造体は、骨組み内部を延伸する１または複数の斜め棒材を含むことができる。幾何学的骨組み構造体は、少なくとも三角柱の骨組み構造体を形成する少なくとも６本の棒材から形成される。それぞれの立方体骨組み構造体は通常、１４本の棒材から形成される。
【００１２】
各骨組みの底面は、１または複数のプレキャストスラブを含むことが好ましい。骨組み構造体および内部隔壁の垂直面には、軽量の平板を備えることができる。
【００１３】
通常、幾何学的骨組み構造体を隣り合わせて接続するか、互いの上部で接続し、三次元構成の幾何学的骨組み構造体を形成する。さまざまな形状の２つ以上の幾何学的骨組み構造体を同時に接続することができる。幾何学的骨組み構造体は、別の場所で再度組み立てるために解体可能である。
【００１４】
本発明の第２の態様では、本発明の第１の態様によるシステムを形成する方法を提供し、設置場所に予め形成した棒材を搬送し、その場で棒材を接続して幾何学的骨組み構造体を形成することを含む。
【００１５】
幾何学的骨組み構造体は、幾何学的骨組みを形成する棒材を予め形成したコンテナと、コンテナから予め形成した棒材を受容し、所望の位置で予め形成した棒材を保持し、幾何学的骨組みの面部を画定する可動式の羽根を備える骨組み構造体と、棒材を溶接して幾何学的骨組み構造体を形成する手段とを備える装置を使用して接続することができる。
【００１６】
この装置は、設置場所に搬送され、その場で棒材を接続して幾何学的骨組み構造体を画定することができる。
【００１７】
本発明の第３の態様では、本発明の第１の態様による骨組み構造システムを設置して形成する装置を提供し、この装置は、幾何学的骨組みを形成する予め形成した棒材を含むコンテナと、コンテナから予め形成した棒材を受容し、所望の位置で予め形成した棒材を保持し、幾何学的骨組みの面部を画定する可動式の羽根を備える骨組み構造体と、棒材を溶接して幾何学的骨組み構造体を形成する手段とを備える。
【００１８】
骨組み構造体は、可動式の羽根を保持する水平棒材をさらに含み、水平棒材は、羽根を水平および垂直に移動させるために移動可能であり、羽根は装置の骨組み構造の内側のあらゆる位置に到達することができる。
【００１９】
本発明の第４の態様では、本発明の第１の態様による幾何学的骨組み構造システムを備える建造物を提供する。
【００２０】
本発明の第５の態様では、本発明の第１の態様による幾何学的骨組み構造システムを備える非建造物構造体を提供する。
【００２１】
本発明の第６の態様では、本発明の第１の態様による幾何学的骨組み構造体を備え、容易に解体して別の場所で再設置できる構造体を提供する。
【００２２】
本発明のこのほかの態様が、以下の記載から明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】立方体骨組みの上面図である。
【図２】立方体骨組みの側面図である。
【図３】立方体骨組みの立体図である。
【図４】立方体骨組みの隅角部材の拡大図である。
【図５】モジュール式システムに配置される立方体骨組みの上面図である。
【図６】モジュール式システムに配置される立方体骨組みの側面図である。
【図７】モジュール式システムに配置される立方体骨組みの立体図である。
【図８】立方体骨組みを相互接続することから作製される柱材および梁の拡大図である。
【図９】接合点モジュールの上面図である。
【図１０】接合点モジュールの側面図である。
【図１１】接合点モジュールの立体図である。
【図１２】４つの立方体骨組みの接合点に挿入される接合点モジュールを示す図である。
【図１３】２つの立方体骨組みの接合点に挿入される底部接合点モジュールを示す図である。
【図１４】床材を備えるモジュール式システムに配置される立方体骨組みの立体図である。
【図１５】立方体骨組み構造体の設置装置を示す図である。
【図１６】立方体骨組み構造体の棒材が接続されている立方体骨組み構造体の設置装置を示す図である。
【図１７】幾何学的骨組みの立体図である。
【図１８】幾何学的骨組みの立体図である。
【図１９】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２０】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２１】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２２】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２３】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２４】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２５】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２６】幾何学的骨組みの立体図である。
【図２７】モジュール式システムに配置され、４つの側面を備える斜角柱の骨組み構造体の立体図である。
【図２８】モジュール式システムに配置される幾何学的骨組みの立体図である。
【図２９】図２８の上面図であり、モジュール式システムに配置される幾何学的骨組みを示す図である。
【図３０】接合点モジュールの立体図である。
【図３１】接合点モジュールの立体図である。
【図３２】接合点モジュールの立体図である。
【図３３】接合点モジュールの立体図である。
【図３４】板材モジュールの立体図である。
【図３５】板材モジュールの立体図である。
【図３６】モジュール式システムに配置され、板材モジュール、接合点モジュールおよび取付具に同時に接続される立方体骨組み構造体の立体図である。
【図３７】幾何学的骨組み構造体の設置装置を示す図である。
【図３８】幾何学的骨組み構造体を形成するように骨組み構造体の棒材が接続されている幾何学的骨組み構造体の設置装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
図１〜３は、モジュール式の骨組み構造システムに接続可能な立方体骨組み構造体１０のさまざまな態様を示す。立方体骨組み構造体１０は、立方体にみられる１２箇所の縁部に対応する１２本の棒材１２から構成され、これらの棒材は、立方体骨組み構造体１０の面部を画定するように接続される。１または複数のほかの棒材１４が斜めに配置され、立方体骨組み１０の下部平面（または下面）１６に交差筋交いを形成する。図１〜３に示す本発明の一実施形態では、基本的な立方体構造体は計１４本の棒材から形成され、このうち１２本の棒材が１２箇所の縁部を構成し、別の２本の棒材１４が下部平面１６に交差筋交いを形成する。本発明のほかの実施形態では、立方体骨組み１０の垂直平面（または垂直面）２０に斜め棒材１８を組み込んで水平力を支えてもよく、特に、水平力が大きくなるモジュール式システムの底部で組み込まれる立方体骨組みに適している。また、斜め棒材１８を追加して水平力を支えることが推奨され、立方体骨組みは、構造体範囲が大きいか、片持ち梁を備えるか、空間骨組み構造体を形成するモジュール式システムで使用される。
【００２５】
棒材１２、１４は、かなりの荷重に耐えるのに強度が十分な鉄鋼などのあらゆる好適な資材から構成してもよい。さらに、棒材の断面形状は、あらゆる好適なものであってよく、必要とされる強度を備えると同時に軽量を維持し、たとえば、断面が中空の正方形である。
【００２６】
立方体骨組み１０は、棒材１２の長さに対応してさまざまな大きさをとる。個々の立方体骨組み１０は、長さがさまざまであるが、立方体骨組みの棒材が全て同じ大きさである必要はない。しかし、その目的がモジュール式システムを提供することにあるため、立方体骨組み１０はいずれも標準的な大きさのものが好ましい。標準的な大きさであれば、確実に、個々の立方体骨組みを正しく配置し、モジュール式システムに相互接続することができる。
【００２７】
図４は、立方体骨組み１０の隅角部材２２の拡大図である。接合点モジュールは、４本のピンの１つを受容できるソケット２４を備え、これにより、立方体骨組みをモジュール式システムの他の骨組みに取り付けることができる。このようなソケット２４を、８つの隅角部材２２のいずれにも組み込んでもよく、個々のあらゆる立方体骨組みを、三方向いずれの他の立方体骨組みにも取り付けることができる。
【００２８】
モジュール式システムでは、２つ以上の立方体骨組み１０を対面配置で相互接続してもよく、建造物の建設基盤としての役割を果たしてもよい。本発明は、隣り合わせて接続し、および／または、互いの上部で接続して三次元構成の立方体骨組み構造体を形成する立方体骨組み構造体１０を提供する。さらに、本発明はモジュール式システムを形成する方法を提供する。予め形成した棒材１２を設置場所に搬送して接続し、立方体骨組み構造体１０を画定し、さらにモジュール式システムに接続可能である。
【００２９】
図１５および１６は、立方体骨組み構造体１０を形成するのに使用する設置装置５０を示す。立方体骨組み構造体装置５０は、予め形成した棒材１２を正しい位置に配置し、予め形成した棒材１２を接続して棒材１２を溶接し、立方体骨組み構造体１０を形成する。この装置は、現場に搬送して設置できるため、工場や現場で立方体骨組み構造体を作製する製造ラインを確立することができる。設置装置は、あらゆる種類のクレーンやヘリコプターなどの搬送手段による１つの部品として、陸上輸送、海上輸送または航空輸送によって現場に搬送することができる。この装置は、予め形成した水平棒材または予め形成した垂直棒材を含むコンテナ５２、５４を備える。コンテナ５２、５４は、８つの自動可動式の羽根５６に接続する装置の骨組み構造体に固定されている。羽根５６は、正しい位置で予め形成した垂直棒材と予め形成した水平棒材を保持し、立方体骨組みの面部を画定する。予め形成した垂直棒材５８が予め形成した垂直棒材コンテナ５４からの羽根に自動的に取り付けられ、予め形成した水平棒材６０が予め形成した水平棒材コンテナ５２からの羽根５２に自動的に取り付けられる。棒材が構造体に取り付けられると、棒材はいずれも自動的に溶接され、立方体骨組み構造体１０を形成する。形成した構造体１０は、検査待ちやモジュール式システムに接続待ちの装置５０から自動的に取り除くことができる。この自動製造ラインによって、棒材はいずれも、確実に適切な水平位置および垂直位置に取り付けられ、正確に溶接される。
【００３０】
図５〜７は、モジュール式システム２６に配置される立方体骨組み１０のさまざまな態様を示し、図５〜７に示す例では、８つの立方体骨組み１０が接続されている。１または複数の立方体骨組みは、１階の構造体を形成する下層部２８を構成し、図１３および１４に示すように、同じ高さで堅固な基盤または土台に底部接合点モジュールを介して取り付けられる。接合点モジュール３６、４０は、確実に個々の立方体骨組み１０を垂直かつ水平に正しく配置する。さらに、接合点モジュールは、この構造体を介して堅固な基盤に荷重を確実に直接伝達する。さらに、立方体骨組みの棒材は、たとえば図３４に示す取付具１０５や第２のサブ棒材によって、同じ骨組みに同時に固定され、さらに強固な骨組み構造体を提供することができる。さらに、接合点モジュール、立方体骨組みおよび堅固な基盤は、たとえばボルトによって同時に固定し、さらに強固に相互接続した構造体を提供することができる。
【００３１】
堅固な基盤は、確実に立方体骨組み１０を正しく配置し、さらに確実に上部に床部を平坦に配置するために、表面が完全に平坦であることが好ましい。所望の階数となるまで、下層部２８に立方体骨組み１０の別の層部３０を接続して１階などを形成してもよい。
【００３２】
立方体骨組みの下面１６ａ、１６ｂに１または複数のプレキャストスラブを置いて、床部を提供することができる。この構造体が完全に平坦かつ堅固な基盤に装着されるため、床部を構成するスラブも完全に平坦な状態で確実に配置される。その結果、表面のスクリードを必要とせず、フローリングタイルを直接スラブに置くことができる。内壁および外壁を構成する垂直面および隔壁は、軽量の平板から構成することができる。これにより、骨組み構造システムを構成して建造物を形成してもよい。
【００３３】
図８は、接合点モジュールに相互接続する立方体骨組み１０から作製される柱材３２と梁３４の拡大図を示す。
【００３４】
図９〜１１は、接合点モジュール３６のさまざまな態様を示す。接合点モジュールは、立方体骨組み１０の隅角部材２２にみられるソケット２４と相関する板材３７およびピン３８を含む。図１２は、４つの立方体骨組み１０の隅角部材２２の接合部に挿入されている接合点モジュール３６を示す。隅角部材ソケット２４に４つの下側ピン３８をそれぞれ１つずつ挿入する。最大８つの立方体骨組み１０を１点に集中させてもよく、接合点モジュールには、８つのピン３８を含み、このうち４つは下向きで、このほか４つは上向きであり、これにより、８つの立方体骨組み１０を１点で接続することができる。
【００３５】
図１３および１４は、構造体の下層部の底部を形成する立方体骨組み１０の下方の隅角部材の接合部に挿入された底部接合点モジュール４０を示す。底部接合点モジュール４０は、立方体骨組みの隅角部材にみられるソケットと相関するピン４２を含む。構造体の底部では、最大４つの立方体骨組み１０を一点に集中させてもよく、底部接合点モジュール４０は平坦な基盤から上向きに延伸する４つのピン４２を備え、これにより、このような４つの立方体骨組みを１点で接続することができる。１または複数のプレキャストスラブ４４を下面に置いて床部を形成する。
【００３６】
本発明では、立方体骨組み構造体に関して詳細に記載してきたが、本発明によって、モジュール式の骨組みのシステムを形成するほかの形状の骨組み構造体が包含される。図１７〜２５は、本発明の幾何学的骨組み構造体のさまざまな実施形態を示す。
【００３７】
図１７および１８は、さまざまな三角柱の骨組み構造体７０を示す。三角柱の骨組み構造体は、三角柱にみられる９つの縁部に対応する９つの棒材７２から構成され、三角形の骨組み構造体の面部を画定する。垂直面内の直角三角形の骨組み７７を形成する三角柱の垂直面の上部に、斜め棒材７４および水平棒材７６を組み込むことができる。三角形の骨組み７７は、三角柱の骨組みの上面部を形成する棒材の中間点を支持することができる。下部平面の交差筋交いとして、底面を形成する棒材の中間点を接続する筋交い棒材７９をさらに配置することができる。
【００３８】
図１９、２０および２２には、本発明の他の実施形態を示す。骨組み構造体の内部では、骨組みの上隅角部から下隅角部に斜め棒材８０を組み込み、骨組み構造体の強度をさらに増大してもよい。
【００３９】
図２４および２５に示す本発明の他の実施形態では、垂直棒材７２は、長さがさまざまである。これにより、骨組み構造体の上部平面が傾斜している。図２５に示すように、骨組み構造体の形成面部が非平面状面部８３となるように、予め形成した棒材８２を曲げてもよい。
【００４０】
図１９および２０に示すように、ほかに構成可能な多面体の骨組み構造体としては、四角柱の骨組み構造体が挙げられ、これにより、骨組み構造体は、四角柱にみられる１２箇所の縁部に対応する１２本の棒材７２から構成され、四角柱の骨組み構造体の面部を形成し、底部には２つの交差筋交い棒材７８を用いる。図２１には、４つの面のピラミッド状の骨組み構造体を示し、これにより、骨組み構造体が８つの棒材７２と、底部の交差筋交い棒材７８とから構成される。図２２に示す六角柱の骨組み構造体は、骨組み構造体を形成する１８本の棒材７２から構成される。また、下面の交差筋交い棒材７８と垂直平面の棒材７４、８０を使用し、交差させてもよい。図２３に示す立方体骨組み構造体は、骨組み構造体を形成する棒材７２と、直角三角形の骨組み７７を形成する垂直面の水平棒材６および斜め棒材７４とから構成される。水平棒材７６および斜め棒材７４は、この構造体の上面部を形成する棒材の中央部を支持することができる。交差筋交い棒材７８および筋交い棒材７９が、下面の棒材の中間点の間で接続する。
【００４１】
図２６および２７に示す本発明の他の実施形態では、斜め棒材７３から斜側面の立方体骨組み構造体８２を形成し、斜側面および垂直側面を形成する。交差筋交いの斜め棒材７４は垂直面に存在している。図２６に示すように、骨組み構造体は４つの側面を有する斜角柱にみられる１２箇所の縁部に対応する１２本の棒材７２、７３から構成され、垂直面７４に交差筋交いを形成する２つの斜め棒材と、底部の２つの交差筋交い棒材７８と共に、４つの斜角柱（棒材８２）の骨組み構造体の面部を画定する。
【００４２】
図２７は、構造体がモジュール式システムに配置され、相互接続された４つの側面を有する斜角柱（棒材８２）の骨組み構造体から形成されるさらに複雑な形状の構造体を示す。
【００４３】
骨組み構造体の形状によって、必要とする棒材の最小数が求められる。必要に応じて、垂直面、水平面、及び骨組み構造体の内部の交差筋交いとして、棒材を追加して組み込むことができる。このように、骨組み構造体の形状および設計に応じて、棒材を追加してさまざまに配置する。
【００４４】
図２８および２９は、モジュール式システムに配置されるさまざまな形状の幾何学的骨組み構造体を示す。各幾何学的骨組みが、一連の水平および垂直に配置された棒材から構成され、骨組み構造体の側面、上面および底面を形成する。１または複数のほかの棒材が斜めに配置され、骨組みの下部平面（または下面）に筋交いを形成する。幾何学的骨組みは接合点モジュールに隣接する骨組みに接続される。接合点モジュールは、骨組みの隅角部にみられるソケットと相関するピンを備える。
【００４５】
異なる形状の骨組み構造体をモジュール式の骨組みのシステムに同時に接続できる。個々の骨組み構造体は、隣り合わせて接続し、および／または、互いの上部で接続して三次元構成の骨組み構造体を形成する。図２８および２９に示すモジュール式の骨組み構造システムは、立方体骨組み構造体８４と三角柱の骨組み構造体８６とから構成される。
【００４６】
図３０〜３３は、さまざまな実施形態の接合点モジュールのさまざまな態様を示す。使用される接合点モジュールの構成は、接続されている骨組み構造体の数と形状に左右される。
【００４７】
接合点モジュール９０は、幾何学的骨組み隅角部材にみられるソケットと相関する板材とピン９２とを含む。接合点モジュールは、確実に個々の骨組みを垂直かつ水平に正しく配置する。
【００４８】
図３０は、骨組み構造体に挿入する接合点モジュールの一実施形態を示す。接合点モジュールには、４つのピン９２があり、そのうち２つが上向きに延伸し、ほか２つが下向きに延伸する。これにより、一点で最大４つの骨組みを接続することができる。
【００４９】
図３１は、図９〜１２に示すものとほぼ同じの接合点モジュールを示し、下向きに延伸する４つのピン９２と、上向きに延伸する４つのピン９２を含む。これにより、一点で最大８つの幾何学的骨組みを接続することができる。
【００５０】
図３２および３３は、非立方体の骨組み構造体に使用するのに特に適した接合点モジュールを示す。図３２は、接合点モジュールが６つのピン９２を含んでいることを示し、このうち３つが上向きで、このほか３つが下向きである。これにより、一点で最大６つの幾何学的骨組みを接続することができる。図３３は、接合点モジュールが１２本のピン９２を含んでいることを示し、このうち６つが上向きで、このほか６つが下向きである。これにより、一点で最大１２個の幾何学的骨組みを接続することができる。
【００５１】
また、接合点には、接合点モジュール本体の凹部９４を備えることができる。これにより、接合点モジュール、骨組みおよび底部をボルトなどの締め具によってさらに固定し、さらに強固に相互接続された構造体を提供することができる。
【００５２】
さらに、幾何学的骨組みは、板材およびボルトによって同時に固定でき、図３４および３５は、さまざまな板材モジュールのさまざまな態様、たとえば平板１００と交差板１０３を示す。板材の厚さは、接合点モジュールにみられる板材の厚さに適合するように変えることができる。また、板材モジュールは、予め形成した棒材本体にみられる凹部に対応する凹部９４を備えることができ、さまざまな幾何学的骨組みの２つ以上の予め形成した棒材がボルトによって同時に相互接続でき、これにより、幾何学的骨組み構造体をモジュール式システムに同時に相互接続することができる。図３６が、一連の相互接続された立方体骨組み構造体を示し、各骨組み構造体は接合点モジュール９０に同時に接続され、最大８つの骨組み構造体を接続する。交差板１０３は、３または４つの骨組み構造体を同時に接続できる。平板１００を使用し、隣接している骨組み構造体を同時に接続することができる。また、骨組み構造体の棒材の間に取付具１０５が存在してもよい。
【００５３】
図３７および３８は、幾何学的骨組み構造体１１０の形成に用いる装置１５０を示す。図３８は六角形の骨組み構造体の構成を示す。骨組み構造体装置１５０は、予め形成した棒材１１２を正しい位置に配置し、予め形成した棒材１１２を接続して棒材１１２を溶接し、骨組み構造体１１０を形成する。その装置は、現場に搬送して設置できるため、工場や現場に骨組み構造体を作製する製造ラインを確立することができる。この装置は、あらゆる種類のクレーンやヘリコプターなどの搬送手段により、１つの部品として、陸上輸送、海上輸送または航空輸送によって搬送することができる。
【００５４】
この装置は、予め形成した棒材１１２含むコンテナ１５２、１５４を備える。コンテナ１５２、１５４は、可動式の羽根１５６に接続する装置の骨組み構造体に固定されている。骨組み構造体には、水平および垂直に移動できる可動式の水平棒材１６０がある。羽根１５６は、水平棒材１６０に配置され、水平棒材１６０は、この装置の骨組み構造体１５０内のいずれの場所にも羽根１５６を配置するように移動可能である。
【００５５】
羽根１５６は、幾何学的骨組みの面部を画定するために、正しい位置に予め形成した棒材を保持する。予め形成した棒材１１２が予め形成した棒材コンテナ１５２および１５４からの羽根に自動的に取り付けられる。棒材が構造体に取り付けられると、棒材はいずれも自動的に溶接され、骨組み構造体１１０を形成する。形成した構造体１１０は、検査待ちや、必要に応じてモジュール式システムに接続待ちの装置１５０から自動的に取り除くことができる。この自動製造ラインによって、棒材はいずれも、確実に適切な位置に取り付けられ、正確に溶接される。
【００５６】
必要に応じて、本発明のさらに他の実施形態では、壁と床板を分解し、次に、ボルト、接合点モジュールおよび板材モジュールをすべて取り外し、個々の骨組み構造体を緩め、幾何学的骨組み構造体を容易に解体し、次に必要に応じて別の場所に再設置するように搬送することができる。
【００５７】
モジュール式システムの主な利点は、従来技術によるシステムより短い時間で構築できるということである。棒材は、現場に搬送する前に、適切な大きさに予め切断し、工場で番号付けされたコンテナに配置される。棒材は、同時に溶接され、その場で幾何学的骨組みを形成する。次に、個々の骨組みは、クレーンによって持ち上げられ、隣同士に配置され、同時に接続される。また、このシステムが簡便であることから、必要とする労働力および資材が少なくなるという便益がある。さらに、このシステムは、構造体を容易に解体し、別の場所に再設置できるため、環境に優しい建造物を建造するのに適している。
【００５８】
モジュール式システムは、結晶格子に積み重ねられる格子または単位格子のような、別個の幾何学的または立方体骨組み構造体に分割され、互いに固定される。これにより、構造体は、バランス良く、効率的に構築でき、モジュール式で相互接続され、全構造体格子に負荷を実質的に均等に分散することができる。
【００５９】
本発明は、建築構造体の骨組みを参照して記載してきたが、このモジュール式システムは、橋など非建築構造体にも適している。
【符号の説明】
【００６０】
１０      立方体骨組み構造体
１２      棒材
１４      棒材
１６      下部平面
１８      斜め棒材
２０      垂直平面
２２      隅角部材
２４      ソケット
２６      モジュール式システム
２８      下層部
３０      別の層部
３６      接合点モジュール
３７      板材
３８      ピン
４０      接合点モジュール
４２      ピン
４４      プレキャストスラブ
５０      立方体骨組み構造体設置装置
５２      コンテナ
５４      コンテナ
５６      羽根
５８      垂直棒材
６０      水平棒材
７０      三角柱の骨組み構造体
７２      棒材
７３      斜め棒材
７４      斜め棒材
７６      水平棒材
７７      直角三角形の骨組み
７８      交差筋交い棒材
７９      筋交い棒材
８０      斜め棒材
８２      棒材、斜側面の骨組み構造体
８３      非平面状面部
８４      立方体骨組み構造体
８６      三角柱の骨組み構造体
９０      接合点モジュール
９２      ピン
９４      凹部
１００    平板
１０３    交差板
１０５    取付具
１１０    幾何学的骨組み構造体
１１２    棒材
１５０    装置
１５２    コンテナ
１５４    コンテナ
１５６    羽根
１６０    水平棒材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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