(57)【要約】      （修正有）【課題】本出願は、プレハブ構造システム及びその組立方法を提供する。【解決手段】このプレハブ構造システムは、鉄骨構造、鉄筋コンクリート構造及び木質構造に適用することができる。鉄骨構造に適用した場合、複数の鉄骨構造継手及び関連部材を含む。これらの鉄骨構造継手及び関連部材は、第１の箱形鋼管と、第１の箱形鋼管の外面から垂直方向に延び、上側及び下側フランジの端部に第１の楔形凹部が設けられた第１のＣ形スリーブとを含む梁−柱連結スリーブ１０と、第１の箱形鋼管に挿入される柱連結端部を有する柱２０と、第１のＣ形スリーブに挿入される主梁連結端部を有する主梁３０と、第１のＣ形スリーブの両側において第１の楔形凹部とほぞ接合される第１の楔形突出部を有する主梁固定鋼板４０とをさらに含む。【選択図】図３
2018141354.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鉄骨構造継手と関連部材とを備えたプレハブ構造システムであって、前記鉄骨構造継手及び関連部材は、
第１の箱形鋼管と、該第１の箱形鋼管の外面から垂直方向に延び、上側及び下側フランジの端部に第１の楔形凹部が設けられた第１のＣ形スリーブとを含む梁−柱連結スリーブと、
前記第１の箱形鋼管に挿入される柱連結端部を有する柱と、
前記第１のＣ形スリーブに挿入される主梁連結端部を有する主梁と、
前記第１のＣ形スリーブの前記第１の楔形凹部とほぞ接合される第１の楔形突出部を両側に有する主梁固定鋼板と、
をさらに含む、ことを特徴とするプレハブ構造システム。
【請求項２】
前記鉄骨構造継手及び関連部材は、
第２の箱形鋼管と、該第２の箱形鋼管の側部から垂直に延び、前記第２の箱形鋼管からの遠端部に内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部が設けられた鋼連結板とを含む主梁−副梁間連結スリーブと、
前記鋼連結板の前記蟻継ぎ状凹部とほぞ接合される蟻継ぎ状突出部を両端部に有する副梁と、
をさらに含む、請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項３】
前記鉄骨構造継手及び関連部材は、
第２の箱形鋼管と、該第２の箱形鋼管の外面から垂直に延び、上側及び下側フランジの端部に第２の楔形凹部が設けられた第２のＣ形スリーブとを含む主梁−副梁間連結スリーブと、
前記第２のＣ形スリーブに挿入される副梁連結端部を有する副梁と、
前記第２のＣ形スリーブの前記第２の楔形凹部とほぞ接合される第２の楔形突出部を両側に有する副梁固定鋼板と、
をさらに含む、請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項４】
前記主梁の上面に、前記主梁−副梁連結スリーブを固定するように前記主梁の前記上側フランジと前記主梁−副梁連結スリーブの両側との交点に位置付けられた拘束部材が取り付けられる、
請求項２又は３に記載のプレハブ構造システム。
【請求項５】
前記拘束部材は、前記主梁の前記上面に溶接される剪断スタッドである、
請求項４に記載のプレハブ構造システム。
【請求項６】
前記第１のＣ形スリーブは、その底面に拘束溝を有し、前記主梁連結端部の前記下側フランジの底部に、前記拘束溝と適合する拘束突出部が設けられる、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項７】
前記第１の箱形鋼管の内面に突出歯が設けられ、前記柱連結端部の外面に前記突出歯と適合する溝が設けられ、前記溝は、前記柱連結端部の端面まで延びる、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項８】
前記第１の箱形鋼管内に内部水平補剛材が設けられ、該内部水平補剛材の表面は、前記柱連結端部の端面に接触する、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項９】
前記柱の断面は、箱形、Ｈ形又は円形である、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項１０】
前記主梁の断面は、Ｈ形又は箱形である、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項１１】
前記連結端部の少なくとも一方の連結端部の連結面間に塗布された鋼接着剤をさらに備える、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項１２】
前記柱及び前記主梁は、前記梁−柱連結スリーブに挿入される柱連結端部と主梁連結端部とをそれぞれ有するプレキャスト鉄筋コンクリート部材である、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項１３】
前記柱及び前記主梁は、前記梁−柱連結スリーブに挿入される柱連結端部と主梁連結端部とを有する予め加工された木製部材である、
請求項１に記載のプレハブ構造システム。
【請求項１４】
プレハブ構造システムの組み立て方法であって、
柱連結端部を固定するステップと、
前記柱の柱連結端部上に柱梁連結スリーブの第１の箱形鋼管を前記柱の上側から連結するステップと、
前記第１の箱形鋼管の外側から垂直に延びる前記柱梁連結スリーブの第１のＣ形スリーブに主梁の主梁連結端部を挿入するステップと、
前記第１のＣ形スリーブの上側及び下側フランジの端部に設けられた第１の楔形凹部と、主梁固定鋼板の両側に設けられた第１の楔形突出部との間にほぞ接合が形成されることによって前記主梁連結端部が拘束されるように、前記主梁固定鋼板を前記Ｃ形スリーブに挿入するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
前記主梁連結端部を前記第１のＣ形スリーブに挿入する前に前記主梁上に主梁−副梁間連結スリーブを連結し、前記主梁固定鋼板を前記第１のＣ形スリーブに挿入した後に前記主梁−副梁間連結スリーブを固定するステップと、
前記主梁−副梁間連結スリーブ内に副梁を取り付けるステップと、
をさらに含む請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記主梁−副梁間連結スリーブ内に前記副梁を取り付けるステップは、前記主梁−副梁連結スリーブの前記第２の箱形鋼管から垂直に延びる鋼連結板の端部における内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部と、前記副梁の端部に設けられた蟻継ぎ状突出部との間にほぞ接合が形成されるように、前記鋼連結板に前記副梁を上側から押し込むステップを含む、
請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記主梁−副梁間連結スリーブ内に前記副梁を取り付けるステップは、
前記主梁−副梁連結スリーブの前記第２の箱形鋼管から垂直に延びる第２のＣ形スリーブに前記副梁の副梁連結端部を挿入するステップと、
前記第２のＣ形スリーブの前記上側及び下側フランジの端部に設けられた第２の楔形凹部と、副梁固定鋼板の両側における第２の楔形突出部との間にほぞ接合が形成されることによって前記副梁連結端部が拘束されるように、前記副梁固定鋼板を前記第２のＣ形スリーブに挿入するステップと、
を含む請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記主梁−副梁間連結スリーブを固定するステップは、前記主梁−副梁連結スリーブを固定するように前記主梁の上側フランジと前記主梁−副梁連結スリーブの両側との間の交点に剪断スタッドが位置付けられるように、前記主梁の上面に前記剪断スタッドを溶接するステップを含む、
請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記主梁連結端部を前記第１のＣ形スリーブに挿入するステップは、前記主梁連結端部の前記下側フランジの底部に設けられた拘束突出部が前記第１のＣ形スリーブの底部に設けられた拘束溝内に収まるように、前記主梁の前記主梁連結端部を前記梁−柱連結スリーブの前記第１のＣ形スリーブに前記主梁の側部から横向きに挿入するステップを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１の箱形鋼管を前記柱連結端部上に連結するステップは、前記第１の箱形鋼管の内面に設けられた突出歯が前記柱連結端部の外面に設けられた溝に係合するように、前記梁−柱連結スリーブの前記第１の箱形鋼管を前記柱の前記柱連結端部上に前記柱の上側から連結するステップを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の箱形鋼管を前記柱の前記柱連結端部上に連結するステップは、前記柱連結端部の端面が前記第１の箱形鋼管内の前記内部水平補剛材の表面に接触するように、前記梁−柱連結スリーブの前記第１の箱形鋼管を前記柱の前記柱連結端部上に前記柱の上側から連結するステップを含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記連結端部の少なくとも一方の連結端部の連結面間に鋼接着剤を塗布するステップをさらに含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記梁−柱連結スリーブの上側から前記梁−柱連結スリーブに別の柱の連結端部を挿入して前記取り付け工程を繰り返すステップをさらに含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記梁−柱連結スリーブに挿入される柱連結端部及び主梁連結端部を有する前記柱と前記主梁とを形成するように鉄筋コンクリート部材を予め加工するステップをさらに含む、
請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
前記梁−柱連結スリーブに挿入される柱連結端部及び主梁連結端部を有する前記柱と前記主梁とをそれぞれ形成するように木製部材を予め加工するステップをさらに含む、
請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、構造工学の技術分野に関し、特に新規のプレハブ構造システム及びその組立方法に関する。具体的には、本出願は、継手の連結としてほぞとほぞ穴様の構成を採用し、鉄骨構造、鉄筋コンクリート構造及び木質構造に使用できるプレハブ構造システム及びその組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄骨構造は、連結継手を介して一体化構造として連結される、柱、主梁、副梁及び支柱などの主要構造部材を含むことができる。
【０００３】
現在、連結継手に最も一般的に使用されている方法としては、高力ボルト接合及び溶接が挙げられる。一般に、鉄骨加工工場では、（梁及び柱などの）鉄骨部材及び連結板を予め加工し、連結板と補剛板とを溶接し、ボルト継手を必要とする位置に事前にボルト穴を開ける。その後、予め加工された部材を建設現場に輸送し、正しい位置に吊り上げた後に、高力ボルト接合又は溶接を用いて連結する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した連結継手のための方法は、以下の不完全性を伴うことがある。
１）高力ボルト接合法を使用すると、各継手が部材及び連結板上に何十個又は何百個ものボルト穴を必要とし、加工時間及び加工コストが大幅に増加することがある。
２）構成部品が加工工場で大量生産されないため、日常的に誤差が生じる。その結果、異なる構成部品及び生産工程に起因するプレハブ組成の誤差によって、構成部品の連結が困難になり得る。
３）鉄骨部材を建設現場に輸送して適所に吊り上げた後にボルトによって連結する際に、ボルトの手動固定が必要となる。各ボルトの固定には３つの作業手順、すなわちボルトの仮固定、ボルトの初期ねじ込み及びボルトの最終ねじ込みが必要であり、これによって現場の作業負荷及びコストが大幅に増加することがある。
４）現場溶接によって連結する際には、一般に溶接前に予熱処理を行う必要があり、これによって現場の作業負荷及びコストが増加するだけでなく、溶接工の経験及び熟練度、溶接手順、並びに気象条件及び溶接位置などの溶接環境の影響も被りやすい。従って、現場溶接では高品質を保証することが困難になる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願は、上記の従来技術の不利点のうちの少なくとも１つに対処するために、鉄骨構造継手の連結としてほぞとほぞ穴様の構成を採用するプレハブ構造システム及びその組立方法を提供する。このプレハブ構造システム及びその組立方法は、鉄骨構造建築に加えて鉄筋コンクリート構造及び木質構造にも適用することができる。
【０００６】
本出願の１つの態様は、複数の鉄骨構造継手及び関連部材を含むことができるプレハブ構造システムを提供する。鉄骨構造継手及び関連部材は、第１の箱形鋼管と、第１の箱形鋼管の外面から垂直方向外向きに延び、上側及び下側フランジの端部に第１の楔形凹部が設けられた第１のＣ形スリーブとを含む梁−柱連結スリーブと、第１の箱形鋼管に挿入される柱連結端部を有する柱と、第１のＣ形スリーブに挿入される主梁連結端部を有する主梁と、第１のＣ形スリーブの第１の楔形凹部とほぞ接合される第１の楔形突出部を両側に有する主梁固定鋼板とをさらに含む。
【０００７】
いくつかの別の実施形態では、鉄骨構造継手及び関連部材が、第２の箱形鋼管と、第２の箱形鋼管の側部から垂直方向外向きに延び、第２の箱形鋼管からの遠端部に内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部が設けられた鋼連結板とを含む主梁−副梁間連結スリーブと、鋼連結板の蟻継ぎ状凹部とほぞ接合される蟻継ぎ状突出部を両端部に有する副梁とをさらに含むことができる。
【０００８】
いくつかの別の実施形態では、鉄骨構造継手及び関連部材が、第２の箱形鋼管と、第２の箱形鋼管の外面から垂直方向外向きに延び、上側及び下側フランジの端部に第２の楔形凹部が設けられた第２のＣ形スリーブとを含む主梁−副梁間連結スリーブと、第２のＣ形スリーブに挿入される副梁連結端部を有する副梁と、第２のＣ形スリーブの第２の楔形凹部とほぞ接合される第２の楔形突出部を両側に有する副梁固定鋼板とをさらに含むことができる。
【０００９】
いくつかの別の実施形態では、主梁の上面に、主梁−副梁連結スリーブを固定するように主梁の上側フランジと主梁−副梁連結スリーブの両側との交点に位置することができる拘束部材を取り付けることができる。
【００１０】
いくつかの別の実施形態では、拘束部材を、主梁の上面に溶接される剪断スタッドとすることができる。
【００１１】
いくつかの別の実施形態では、第１のＣ形スリーブが、その底面に拘束溝を有することができ、主梁連結端部の下側フランジの底部に、拘束溝と適合する拘束突出部を設けることができる。
【００１２】
いくつかの別の実施形態では、第１の箱形鋼管の内面に突出歯を設けることができ、柱連結端部の外面に突出歯に対応する適合する溝を設けることができ、溝は、柱連結端部の端面まで延びることができる。
【００１３】
いくつかの別の実施形態では、第１の箱形鋼管内に内部水平補剛材を設けることができ、内部水平補剛材の表面は、柱連結端部の端面に接触する。
【００１４】
いくつかの別の実施形態では、柱の断面を、箱形、Ｈ形又は円形とすることができる。
【００１５】
いくつかの別の実施形態では、主梁の断面を、Ｈ形又は箱形とすることができる。
【００１６】
いくつかの別の実施形態では、加工される構造システムが、連結端部の少なくとも一方の連結端部の連結面間に塗布された鋼接着剤をさらに含むことができる。
【００１７】
本出願の別の態様は、プレハブ構造システムの組み立て方法であって、柱連結端部を固定するステップと、柱の柱連結端部上に柱梁連結スリーブの第１の箱形鋼管を柱の上端部から連結するステップと、第１の箱形鋼管の外側から垂直方向外向きに延びる柱梁連結スリーブの第１のＣ形スリーブに主梁の連結端部を挿入するステップと、第１のＣ形スリーブの上側及び下側フランジの端部に設けられた第１の楔形凹部と、主梁固定鋼板の両側に設けられた第１の楔形突出部との間にほぞ接合が形成されることによって主梁連結端部が拘束されるように、主梁固定鋼板をＣ形スリーブに挿入するステップとを含む方法を提供する。
【００１８】
いくつかの別の実施形態では、方法が、主梁連結端部を第１のＣ形スリーブに挿入する前に主梁上に主梁−副梁間連結スリーブを連結し、主梁固定鋼板を第１のＣ形スリーブに挿入した後に主梁−副梁間連結スリーブを固定するステップと、主梁−副梁間連結スリーブ内に副梁を取り付けるステップとをさらに含むことができる。
【００１９】
いくつかの別の実施形態では、主梁−副梁間連結スリーブ内に副梁を取り付けるステップが、主梁−副梁連結スリーブの第２の箱形鋼管から垂直方向外向きに延びる鋼連結板の端部における内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部と、副梁の端部に設けられた蟻継ぎ状突出部との間にほぞ接合が形成されるように、鋼連結板に副梁をその上側から押し込むステップを含むことができる。
【００２０】
いくつかの別の実施形態では、主梁−副梁間連結スリーブ内に副梁を取り付けるステップが、主梁−副梁連結スリーブの第２の箱形鋼管から垂直方向外向きに延びる第２のＣ形スリーブに副梁の副梁連結端部を挿入するステップと、第２のＣ形スリーブの上側及び下側フランジの端部に設けられた第２の楔形凹部と、副梁固定鋼板の両側における第２の楔形突出部との間にほぞ接合が形成されることによって副梁連結端部が拘束されるように、副梁固定鋼板を第２のＣ形スリーブに挿入するステップとを含むことができる。
【００２１】
いくつかの別の実施形態では、主梁−副梁間連結スリーブを固定するステップが、主梁−副梁連結スリーブを固定するように主梁の上側フランジと主梁−副梁連結スリーブの両側との間の交点に剪断スタッドが位置付けられるように、主梁の上面に剪断スタッドを溶接するステップを含むことができる。
【００２２】
いくつかの別の実施形態では、主梁連結端部を第１のＣ形スリーブに挿入するステップが、主梁連結端部の下側フランジの底部に設けられた拘束突出部が第１のＣ形スリーブの底部に設けられた拘束溝内に収まるように、主梁の主梁連結端部を梁−柱連結スリーブの第１のＣ形スリーブに主梁の側部から横向きに挿入するステップを含むことができる。
【００２３】
いくつかの別の実施形態では、第１の箱形鋼管を柱連結端部上に連結するステップが、第１の箱形鋼管の内面に設けられた突出歯が柱連結端部の外面に設けられた溝に係合するように、梁−柱連結スリーブの第１の箱形鋼管を柱の柱連結端部上に柱の上側から連結するステップを含むことができる。
【００２４】
いくつかの別の実施形態では、第１の箱形鋼管を柱の柱連結端部上に連結するステップが、柱連結端部の端面が第１の箱形鋼管内の内部水平補剛材の表面に接触するように、梁−柱連結スリーブの第１の箱形鋼管を柱の柱連結端部上に柱の上側から連結するステップを含むことができる。
【００２５】
いくつかの別の実施形態では、この組立方法が、少なくとも一方の連結端部の連結面間に鋼接着剤を塗布するステップをさらに含むことができる。
【００２６】
いくつかの別の実施形態では、この組立方法が、梁−柱連結スリーブの上側から梁−柱連結スリーブに別の柱の連結端部を挿入して取り付け工程を繰り返すステップをさらに含むことができる。
【００２７】
このプレハブ構造システム及びその組立方法は、鉄骨構造建築に加えて、鉄筋コンクリート構造及び木質構造にもさらに適用可能である。
【００２８】
本出願は、住宅、学校、オフィス又はホテルなどの多層及び高層建築物に適することができ、以下の利点を有する。
【００２９】
完成した連結スリーブ全体のサイズが約１平方メートルであって軽量であり、連結スリーブの様々な構成部品はさらに小さなサイズを有する。これにより、工場での加工中の精度が促され、従って標準化された大量生産が実現されると同時に加工品質も保証される。
【００３０】
連結スリーブのサイズが小さく軽量であることを考えると、輸送及び吊上げがさらに容易になる。従って、輸送又は吊上げ中にしばしば発生する損傷に起因する変形を回避することができる。
【００３１】
柱、主梁及び副梁、並びに非構造柱及び非構造梁の加工手順を大幅に簡略化できることにより、加工時間が短縮されて加工品質が保証される。
【００３２】
現場での取り付け時には、上述した連結スリーブ及び予め加工された鉄骨部材を使用することによって、ボルトも溶接も使用しないプレハブ構造システムを完全に実現することができる。従って、取り付け工程を大幅に削減し、取り付け時間を大きく短縮すると共に、建設品質を保証することが可能になる。
【００３３】
ボルト接続又は溶接接続を使用する必要がないので、高度な技術を有する溶接工の必要性が減少し、これによって現場コストが節約される。
【００３４】
部材及び連結スリーブの標準的モジュール生産、モジュール設計、工場生産、並びに部材及び連結スリーブの専門的な取り付けを通じて、安定した信頼性の高い連結及び取り付け能力が達成される。また、開示するシステムは、建設現場における溶接及びボルト締めの不利点を回避し、組み立てを簡略化して効率を高め、この結果、建設期間を短縮し、コストを節約することによってプレハブ建築物の発展を促すこともできる。
【００３５】
添付図面に示す以下の本発明の非限定的な実施形態の詳細な説明からは、本出願の他の特徴、目的及び利点が明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】多層階（基準階）鉄骨構造の構造伏図である。
【図２Ａ−Ｂ】梁−柱連結スリーブの３次元図及び縦断面図である。
【図３】柱、主梁及び梁−柱連結スリーブから成る構成部品の分解図である。
【図４Ａ−Ｆ】梁−柱連結スリーブ、柱及び主梁に関する組立工程を示す図である。
【図５Ａ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図５Ｂ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図６Ａ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図６Ｂ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図７Ａ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図７Ｂ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図８Ａ−Ｂ】柱と梁−柱連結スリーブとの間の嵌合連結の強化を示す図である。
【図９Ａ】主梁と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図９Ｂ】主梁と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図１０Ａ】主梁と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図１０Ｂ】主梁と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図１１Ａ】主梁と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図１１Ｂ】主梁と梁−柱連結スリーブとの間の連結方法を示す図である。
【図１２Ａ】取り付け後の主梁及び梁−柱連結スリーブの立面図である。
【図１２Ｂ】取り付け後の主梁及び梁−柱連結スリーブの立面図である。
【図１３】第１の主梁−副梁連結スリーブを適用した第１の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの拡大部分を示す図である。
【図１４Ａ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１４Ｂ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１５Ａ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１５Ｂ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１５Ｃ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１６Ａ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１６Ｂ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１７Ａ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１７Ｂ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１７Ｃ】第１の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図１８Ａ−Ｃ】第１の例示的な実施形態による、副梁と主梁との間の連結部の取り付けを示す図である。
【図１９Ａ−Ｃ】第１の例示的な実施形態による、副梁と片持ち梁との間の連結部の取り付けを示す図である。
【図２０Ａ】第２の主梁−副梁連結スリーブを適用した第２の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの拡大部分を示す図である。
【図２０Ｂ】第２の主梁−副梁連結スリーブを適用した第２の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの拡大部分を示す図である。
【図２１Ａ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２１Ｂ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２２Ａ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２２Ｂ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２２Ｃ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２３Ａ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２３Ｂ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２４Ａ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２４Ｂ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２４Ｃ】第２の例示的な実施形態による、主梁（片持ち梁構成）と副梁との間の連結方法を示す図である。
【図２５Ａ−Ｃ】第２の例示的な実施形態による、副梁と主梁との間の連結部の取り付けを示す図である。
【図２６Ａ−Ｃ】第２の例示的な実施形態による、副梁と片持ち梁との間の連結部の取り付けを示す図である。
【図２７Ａ】プレキャスト鉄筋コンクリート柱の立面図である。
【図２７Ｂ】プレキャスト鉄筋コンクリート柱の立面図である。
【図２８Ａ】プレキャスト鉄筋コンクリート柱の端部の拡大図である。
【図２８Ｂ】プレキャスト鉄筋コンクリート柱の端部の拡大図である。
【図２９Ａ】プレキャスト鉄筋コンクリート梁の立面図である。
【図２９Ｂ】プレキャスト鉄筋コンクリート梁の立面図である。
【図３０Ａ−Ｄ】プレキャスト鉄筋コンクリート梁の端部の拡大図である。
【図３１】プレキャスト鉄筋コンクリート梁の下端部における事前嵌め込み鋼板を示す図である。
【図３２Ａ】木質構造梁の立面図である。
【図３２Ｂ】木質構造梁の立面図である。
【図３３Ａ】木質構造梁の端部の拡大図である。
【図３３Ｂ】木質構造梁の端部の拡大図である。
【図３３Ｃ】木質構造梁の端部の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
参照番号リスト
１０  梁−柱連結スリーブ
１０１  第１の箱形鋼管
１０２  第１のＣ形スリーブ
１０３  第１の楔形凹部
１０４  拘束溝
１０５  水平内部補剛材
１０５’  垂直内部補剛材
１０６  突出歯
２０  柱
２０１  柱連結端部
２０６  溝
３０  主梁
３０１  主梁連結端部
３０４  拘束突出部
３０５  剪断スタッド
４０  主梁固定鋼板
４０３  第１の楔形突出部
５０／５０’  主梁−副梁連結スリーブ
５０１／５０１’  第２の鋼製箱
５０２  鋼連結板
５０３  蟻継ぎ状凹部
５０４  第２のＣ形スリーブ
５０５  第２の楔形凹部
６０／６０’  副梁
６０１  副梁連結端部
６０３  蟻継ぎ状突出部
７０  副梁固定鋼板
７０５  第２の楔形突出部
８０  鋼楔
８１  筋交い連結部
８２  柱補剛材
８３  補剛材
８４  鋼端板
８５  主梁補剛材
９００  鉄筋コンクリート柱
９０２  事前嵌め込み鋼板
９０４  定着鉄筋
９０６  突出リブ
９１０  鉄筋コンクリート梁
９１１  事前嵌め込み鋼板
９１２  事前嵌め込み鋼板
９１４  定着鉄筋
９１６  滑止め鋼板
９１８  事前嵌め込み狭幅鋼板
９２０  木質構造梁
９２４  鋼ボルト／鋼釘
９２８  滑止め鋼板
【００３８】
本出願をより良く理解できるように、添付図面に関連して本出願の様々な態様を詳細に説明する。これらの詳細な説明は、本出願の範囲を限定するものではなく本出願の例示的な実施形態を示すものにすぎないと理解されたい。明細書全体を通じ、同じ参照番号は同じ要素を示す。「及び／又は（ａｎｄ／ｏｒ）」という表現は、関連する列挙項目のうちの１つ又は２つ以上のありとあらゆる組み合わせを含む。
【００３９】
本明細書では、「第１の」、「第２の」などの用語を用いて様々な要素、構成部品又は区分を説明することがあるが、これらの要素、構成部品又は区分は、これらの用語によって限定されるべきではないと理解されたい。これらの用語は、１つの要素、構成部品又は区分と別の要素、構成部品又は区分とを区別するために使用するものにすぎない。従って、例えば後述する第１の箱形スリーブ、第１のＣ形スリーブ、第１の突出部、第１の凹部は、本出願の教示から逸脱することなく、第２の箱形スリーブ、第２のＣ形スリーブ、第２の突出部、第２の凹部と呼ぶこともできる。
【００４０】
添付図面では、説明を容易にするためにいくつかの要素、構成部品又は区分のサイズ及び形状を誇張していることもある。添付図面は、厳密に縮尺通りではなく一例にすぎない。
【００４１】
また、本明細書で使用する「含む、有する、備える（ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ、ｈａｖｉｎｇ、ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、及び／又はｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語は、言及する特徴、ステップ、動作、要素及び／又は構成部品の存在を示すものであるが、１又は２以上の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成部品及び／又はこれらの組み合わせの存在を排除するものではないと理解されたい。また、「〜のうちの少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ．．．）」などの表現は、列挙した特徴のリストの後ろで使用している場合、リスト内の個々の要素ではなく、列挙した特徴全体を修飾する。さらに、本出願の実施形態を説明する際に使用する「〜することができる（ｍａｙ）」という用語は、「本出願の１又は２以上の実施形態」を示すものである。また、「例示的な（ｅｘｅｍｐｌａｒｙ）」という用語は、例の参照又は例証を意図するものである。
【００４２】
本明細書で使用する「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「近似的に（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」などの用語は、程度ではなく近似を表す用語として使用するものであり、当業者が認識する測定値又は計算値の内在的偏差を示すように意図される。
【００４３】
別途定めがない限り、本明細書で使用する全ての（技術用語及び科学用語を含む）用語は、本出願が属する分野の当業者が一般に理解している意味と同じ意味を有する。また、一般的に使用される辞書で定義されるような用語については、関連技術の文脈におけるこれらの意味に従う意味を有すると解釈すべきであり、本明細書で明確に限定しない限り、理想的な又は過度に形式的な意味で解釈されるものではないと理解されるであろう。
【００４４】
なお、本出願における実施形態及び実施形態における特徴は、矛盾しない限り互いに組み合わせることもできる。以下、添付図面及び実施形態を参照ながら本出願を詳細に説明する。
【００４５】
以下では、具体的な実施形態を参照しながら本出願をさらに説明する。
【００４６】
図１は、多層階（基準階）鉄骨構造の構造伏図である。図１に示す連結継手Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｂ１、Ｂ１’、Ｂ２、Ｂ２’については後で説明する。
【００４７】
図１を参照すると、鉄骨構造の典型的な構成が、（鉄骨構造及び関連部材とも呼ばれる）複数の最小要素を含む。鉄骨構造の中心部における各鉄骨構造継手及び関連部材は、ほぼ同じ構成を有し、主梁、副梁及び柱の数を除く鉄骨構造の縁部における鉄骨構造継手及び関連部材は、鉄骨の中心部と同じ構成を有する。従って、この説明は、反復を制限するために主に鉄骨構造の中心部における鉄骨構造継手及び関連部材に重点を置き、縁部における鉄骨構造継手及び関連部材の説明については簡略化する。
【００４８】
図２Ａ〜図３に、本出願の実施形態による鉄骨構造継手及び関連部材を示す。具体的に言えば、図２Ａ〜図２Ｂは、梁−柱連結スリーブの３Ｄ図及び縦断面図であり、図３は、柱、主梁及び梁−柱連結スリーブの構成部品を示す分解図である。
【００４９】
この実施形態では、プレハブ構造システムが、複数の鉄骨構造継手及び関連部材を含む。鉄骨構造継手及び関連部材は、第１の箱形鋼管１０１と、第１の箱形鋼管１０１の外面から垂直方向外向きに延び、上側及び下側フランジの端部に第１の楔形凹部１０３が設けられた第１のＣ形スリーブ１０２とを含む梁−柱連結スリーブ１０と、第１の箱形鋼管１０１に挿入される柱連結端部２０１を有する柱２０と、第１のＣ形鋼スリーブ１０２に挿入される主梁連結端部３０１を有する主梁３０と、第１のＣ形スリーブ１０２の両側において第１のＣ形スリーブ１０２の第１の楔形凹部１０３とほぞ接合される第１の楔形突出部４０３を有する主梁固定鋼板４０とをさらに含む。
【００５０】
なお、第１のＣ形スリーブの数は１つ又は２つ以上とすることができ、柱の数は、具体的な構成に応じて１つ（例えば、下柱）又は２つ（例えば、上柱及び下柱）とすることができる。このような量は、可能性としての例を示すものであり、本出願はこれらの量に限定されるものではない。
【００５１】
図２Ａ〜図３に示すように、柱−梁継手は、例えばほぞとほぞ穴様の構成の梁−柱連結スリーブを用いて連結され、鉄骨加工工場において事前に加工しておくことができる。このスリーブを用いて、上柱と下柱、及び柱と主梁を連結することができる。
【００５２】
別の実施形態では、図２Ａ〜図３に示すように、第１のＣ形スリーブ１０２の底面に拘束溝１０４を設け、これに対応して、主梁連結端部３０１に、下側フランジの底部における拘束溝１０４と嵌合する、図９Ａ〜図１２Ｂに明確に示す拘束突出部３０４を設けることができる。主梁３０の主梁連結端部３０１を第１のＣ形スリーブに挿入すると、拘束突出部３０４が拘束溝１０４と嵌合し、これによって主梁３０が梁−柱連結スリーブ１０に対して主梁３０の伸長方向に動くのを制限する。
【００５３】
別の実施形態では、拘束突出部３０４が鋼板の形を取り、主梁の主梁連結端部３０１の底面に予め溶接される。
【００５４】
別の実施形態では、第１の箱形鋼管１０１内に内部補剛材１０５及び内部補剛材１０５’を設けて、内部補剛材１０５を水平方向に配置し、内部補剛材１０５’を垂直方向に配置することができる。この実施形態では、第１の箱形鋼管１０１内の第１のＣ形スリーブ１０２の上側及び下側フランジに対応する位置に補強用の２つの内部補剛材を設けることができる。第１の箱形鋼管１０１に柱２０を挿入すると、柱２０の柱連結端部２０１の端面が内部補剛材１０５の表面に接触することができる。
【００５５】
別の実施形態では、図２Ａ〜図２Ｂに示すように、梁−柱連結スリーブ１０が筋交い連結部８１をさらに含むことができる。
【００５６】
添付図面には、第１の箱形鋼管及び第１のＣ形スリーブの具体的な寸法を示しているが、このような寸法は例示的な実施形態にすぎず、限定ではないと理解されたい。第１の箱形鋼管及び第１のＣ形スリーブの寸法は、本出願の範囲から逸脱することなく、連結対象の上柱及び下柱、並びに主梁のサイズに応じて変更することができる。
【００５７】
この実施形態では、主梁、梁−柱連結スリーブ及び柱が鋼製である。また、図面には柱の断面をＨ形として示しているが、Ｈ形は例示的な例にすぎず、限定ではない。例えば、柱の断面は、箱形又は円形とすることもできる。同様に、図面には主梁の断面をＨ形として示しているが、これも限定ではなく、主梁の断面は箱形とすることもできる。
【００５８】
梁−柱連結スリーブ１０、柱２０、主梁３０及び主梁固定鋼板４０の組立工程については、以下で図４Ａ〜４Ｆを参照しながら説明する。
【００５９】
本明細書には、プレハブ構造システムの中心部における最小ユニット（すなわち、鉄骨構造継手及び関連部材）の組立方法のみを示しており、システムの他の鉄骨構造継手及び関連部材の組立方法もその反復又は類似とすることができるが、本明細書では簡潔な説明を考慮して説明していないと理解されたい。
【００６０】
この実施形態では、プレハブ構造システムの組立方法が、柱２０の固定端を固定するステップと、梁−柱連結スリーブ１０の第１の箱形鋼管１０１を柱２０の柱連結端部２０１上に柱２０の上側から連結するステップと、第１の箱形鋼管１０１の外側から垂直方向外向きに延びる梁−柱連結スリーブ１０の第１のＣ形スリーブ１０２に主梁３０の主梁連結端部３０１を挿入するステップと、第１のＣ形スリーブの上側及び下側フランジの端部に設けられた第１の楔形凹部１０３と、主梁固定鋼板４０の両側に設けられた第１の楔形突出部４０３との間にほぞ嵌合が形成されることによって主梁連結端部３０１が拘束されるように、主梁固定鋼板４０をＣ形スリーブ１０２に挿入するステップとを含む。
【００６１】
具体的には、図４Ａ〜図４Ｆに示すように、下柱２０を設置した後に下柱２０の頂部に梁−柱連結スリーブ１０を連結し、次に第１のＣ形スリーブ１０２に主梁３０を挿入し、その後に第１の楔形凹部１０３と第１の楔形突出部４０３との間にほぞ接合が形成されることによって主梁３０が拘束されるように、第１のＣ形スリーブ１０２に主梁固定鋼板４０を挿入し、最後に梁−柱連結スリーブ１０の上側から上柱２０を挿入することによって組立工程を完了することができる。
【００６２】
別の実施形態では、方法が、取り付け工程中に、第１のＣ形スリーブ１０２に主梁連結端部３０１を挿入する前に主梁３０上に主梁−副梁連結スリーブ５０を連結し、第１のＣ形スリーブ１０２に主梁固定鋼板４０を挿入した後に主梁−副梁連結スリーブ５０を固定するステップと、主梁−副梁連結スリーブ５０に副梁６０を取り付けるステップとを含むことができる。主梁−副梁連結スリーブは、様々な構成を有することができるので、副梁及び主梁−副梁連結スリーブは、様々な取り付け方法を伴うことができ、これらについては本明細書で後ほど詳細に説明する。
【００６３】
別の実施形態では、方法が、取り付け工程中に、梁−柱連結スリーブ１０の第１の箱形鋼管１０１を柱の柱連結端部２０１に上側から連結する際に、柱連結端部２０１の端面と、第１の箱形鋼管１０１内に配置された内部補剛材１０５の表面とを接触させるステップを含むことができる。
【００６４】
別の実施形態では、図４Ａ〜図４Ｆに示すように、鋼楔８０を用いて柱の位置の調整及び固定を行うことができる。柱の断面がＨ形、箱形又は円形の場合には、基本的に同じ方法で梁−柱連結スリーブを実装することができ、これによって工場での大量生産を容易にすることができる。
【００６５】
次に、図５Ａ〜図８Ｂを参照しながら、柱の柱連結端部と梁−柱連結スリーブとの間の連結について説明する。梁−柱連結スリーブは、構造システムにおける鉄骨構造継手及び関連部材の位置に応じて異なる形態を有することができる。
【００６６】
図５Ａ〜図７Ｂに示すように、柱２０と梁−柱連結スリーブ１０との連結方法は、（図５Ａ〜図５Ｂに示すような）上柱と下柱とが同じサイズである構成、（図６Ａ〜図６Ｂに示すような）上柱の方が下柱よりも相対的に小さな構成、（図７Ａ〜図７Ｂに示すような）上柱が最上階にある構成という３つの構成を含む。
【００６７】
上柱のサイズの方が下柱に対して小さい時には、接合スリーブ間の力の伝達の確実性を高めるために、梁−柱連結スリーブ１０の上端部の外側に（図６Ａ〜図６Ｂに示すような）縦補剛材８３を設けることができる。必要に応じて、梁−柱連結スリーブ１０の開口部の高さに対応する連結対象の各柱内の端部に水平補剛材８２を取り付けることもできる。
【００６８】
加工精度が不十分な場合、或いは梁−柱連結スリーブ１０とその上柱及び下柱との間の連結の信頼性をさらに高めることが望ましい場合には、工場内で梁−柱連結スリーブの第１の箱形鋼管の内面に予め「歯」を加工するとともに、第１の箱形鋼管に挿入される柱フランジの外面に予め「溝」を加工することによって、柱と梁−柱連結スリーブとの間の嵌合力を強化することもできる。
【００６９】
図８Ａ〜図８Ｂは、それぞれＨ形及び箱形の断面を有する柱に関する、柱と梁−柱連結スリーブとの間の強化された嵌合連結を示す図である。
【００７０】
別の実施形態では、（図３に示すように）第１の箱形鋼管１０１の内面に突出歯１０６を設け、柱連結端部２０１の外面に突出歯１０６に、柱連結端部２０１の外面の端部まで延びることができる対応する溝２０６を設けることができる。
【００７１】
従って、組立工程は、柱２０の柱連結端部２０１上に第１の箱形鋼管１０１を連結して、第１の箱形鋼管１０１の内面に設けられた突出歯１０６を、柱連結端部２０１の外面に設けられた溝２０６上に嵌合させるステップをさらに含むことができる。
【００７２】
この実施形態では、限定するわけではないが、互いに間隔を置いた２つの溝２０６（又は突出歯１０６）を配置することができる。例えば、単一の溝２０６（又は突出歯１０６）を設けることもできる。また、溝２０６（又は突出歯１０６）は、互いに嵌合して柱の位置を拘束できる限り他の断面形状を有することもできる。
【００７３】
別の実施形態では、限定するわけではないが、溝２０６（又は突出歯１０６）の深さ（又は高さ）を５ｍｍとすることができる。
【００７４】
また、必要に応じて、少なくとも一方の連結端部の連結面間に鋼接着剤を塗布することもできる。例えば、鋼接着剤は、柱連結端部と梁−柱連結スリーブとの間、及び／又は主梁連結端部と梁−柱連結スリーブとの間、及び／又は（後で詳細に説明する）副梁と主梁−副梁連結スリーブとの間の連結面に塗布することができる。鋼接着剤を塗布することによって連結の信頼性がさらに高まり、地震時における構造システムのエネルギー散逸能力が向上する。
【００７５】
この実施形態では、溝２０６と突出歯１０６とを係合させる予防措置により、連結を強化して柱の位置を拘束できるだけでなく、柱の設置精度を向上させてシステム全体の組立精度を保証することもできる。
【００７６】
次に、図９Ａ〜図１２Ｂを参照しながら、主梁の主梁連結端部と梁−柱連結スリーブとの間の連結について説明する。梁−柱連結スリーブは、構造システムにおける鉄骨構造継手及び関連部材の位置に応じて様々な形態を有することができる。
【００７７】
図９Ａ〜図１１Ｂに示すように、梁−柱連結スリーブ１０に対する梁の連結は、（図１のＡ１に対応する、図９Ａ〜図９Ｂに示すような）中柱構成、（図１のＡ２に対応する、図１０Ａ〜図１０Ｂに示すような）側柱構成、（図１のＡ３に対応する、図１１Ａ〜図１１Ｂに示すような）隅柱構成という３つの構成を含む。これらの３つの構成の組立方法は同様であり、従って以下の説明では図１２Ａ及び図１２Ｂに示す例を参照する。
【００７８】
図１２Ａ〜図１２Ｂは、取り付け後の主梁及び梁−柱連結スリーブを示す立面図である。主梁の断面は、Ｈ形として示しているが、箱形とすることもできると理解されたい。
【００７９】
主梁は、予め下側フランジの底端部において鋼板と溶接されて拘束突出部３０４を形成する。
【００８０】
別の実施形態では、組立方法が、主梁連結端部３０１を第１のＣ形スリーブ１０２に挿入する際に、主梁連結端部３０１の下側フランジの部底部に設けられた拘束突出部３０４が第１のＣ形スリーブ１０２の底面に設けられた拘束溝１０４と係合できるように、第１の箱形鋼管１０１の外側から垂直に突出する第１のＣ形スリーブ１０２に主梁３０の主梁連結端部３０１を側部から横向きに押し込むステップを含むことができる。
【００８１】
具体的には、図１２Ａ〜図１２Ｂに示すように、主梁を現場で取り付ける場合、最初に主梁３０の主梁連結端部３０１を適所に吊り上げ、主梁３０の主梁連結端部３０１の下側フランジの底面上の拘束突出部３０４が第１のＣ形スリーブ１０２の根元の底面上の拘束溝１０４と嵌合して、主梁が張力下にある時に滑ることによって生じる主梁のずれを防ぐように、梁−柱連結スリーブ１０の第１のＣ形スリーブにスリーブ１０の側部から横向きに押し込む。その後、第１のＣ形スリーブの開いた側において、楔形突出部４０３を有する主梁固定鋼板４０を第１の楔形凹部（又は間隙）１０３に水平方向に挿入して、主梁の側方への動きを防ぐ。
【００８２】
主梁は、地震の際に継手に曲げモーメント及び剪断力を伝えることに加え、継手に水平張力又は圧縮力も伝える。さらに、Ｈ形鋼梁とスリーブとの間の連結面上を構造用鋼接着剤で覆って、継手における水平力の伝達能力を高めると共に、地震時における構造システムのエネルギー散逸能力を向上させることもできる。
【００８３】
以下、主梁、主梁−副梁連結スリーブ及び副梁の組立方法、並びに関連構成について説明する。本出願では、主梁−副梁連結スリーブが、第１の主梁−副梁連結スリーブと第２の主梁−副梁連結スリーブとに対応する２つの構成を有する。以下、これらの２つの構成について説明する。
【００８４】
以下、図１３〜図１９Ｃを参照しながら、主梁−副梁連結スリーブの実装を含む第１の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの構成、並びにこれらの主梁への取り付け工程について説明する。図１３は、第１の主梁−副梁連結スリーブを実装する第１の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの構成部品の分解図である。主梁−副梁連結スリーブは、主梁と副梁とを連結するために使用できる蟻継ぎ形態を採用する。ある実施形態では、主梁、主梁−副梁連結スリーブ及び副梁を鋼製とすることができる。別の実施形態では、鉄骨構造継手及び関連部材が、主梁−副梁連結スリーブ５０（すなわち、第１の例示的な実施形態における第１の主梁−副梁連結スリーブ）及び副梁６０を含むこともでき、第１の主梁−副梁連結スリーブ５０は、第２の箱形鋼管５０１と、第２の箱形鋼管５０１の側部から垂直方向外向きに延びる鋼連結板５０２とを含む。鋼連結板５０２は、第２の箱形鋼管５０１の遠端部において内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部５０３を有する。副梁６０は、その２つの端部に、鋼連結板５０２の蟻継ぎ状凹部５０３とほぞ接合の形で組み合わさる蟻継ぎ状突出部６０３を有する。
【００８５】
具体的に言えば、図１３に示すように、主梁−副梁連結スリーブ５０は、短い箱形鋼管と、内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部５０３を有する鋼連結板５０２とで構成され、連結板５０２は、鋼管の片側又は両側で固定される。しかしながら、この数は一例にすぎず、鋼連結板５０２の数の限定としての役割を果たすものではない。連結される副梁６０の両端における、主梁−副梁連結スリーブ５０の鋼連結板５０２と係合する蟻継ぎ状突出部６０３を含む部分が予め工場内で加工されるので、鋼連結板５０２の内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部５０３は、連結された副梁６０が適所から抜け出すのを防ぐことができる。
【００８６】
別の実施形態では、図１８Ａ〜図１８Ｃに示すように、主梁３０の上面に拘束部材（例えば、剪断スタッド）３０５が設けられる。剪断スタッド３０５は、主梁−副梁連結スリーブ１０を固定するように、主梁３０の上側フランジと主梁−副梁連結スリーブ１０の両側との交点に位置する。従って、別の実施形態では、主梁−副梁連結スリーブ５０を固定するステップが、主梁−副梁連結スリーブ５０の第２の箱形鋼管５０１を固定するように、主梁３０の上側フランジと主梁−副梁連結スリーブ５０との交点に拘束部材（例えば、溶接剪断スタッド）３０５を設けるステップを含む。この実施形態における剪断スタッド３０５の高さ及び数は、限定ではなく一例としての役割を果たすものにすぎず、システムは、特定のニーズに応じて１行、２行又は３行以上の列で配置することができる。
【００８７】
この構成では、第２の箱形鋼管が主梁の方向に摺動するのを防いで、主梁と主梁−副梁連結スリーブとの間の相対的移動を抑制することができる。
【００８８】
次に、図１４Ａ〜図１７Ｃを参照しながら主梁と副梁の連結について説明する。梁組立体は、その構造システム内の位置に応じて異なる形態を含むことができる。なお、図面には、主梁及び副梁の断面をＨ形として示しているが、実際の主梁の断面は箱形とすることもできる。
【００８９】
図１４Ａ〜図１７Ｃに示すように、主梁（片持ち梁）と副梁との連結は、（図１のＢ１に対応する、図１４Ａ〜図１４Ｂに示すような）主梁の片側に１つの副梁が連結された構成、（図１のＢ１’に対応する、図１５Ａ〜図１５Ｃに示すような）片持ち梁の片側に１つの副梁が連結された構成、（図１のＢ２に対応する、図１４Ａ〜図１４Ｂ及び図１６Ａ〜図１６Ｂに示すような）主梁の両側に２つの副梁が連結された構成、及び（図１のＢ２’に対応する、図１７Ａ〜図１７Ｃに示すような）片持ち梁の両側に２つの副梁が連結された構成という４つの構成を含む。
【００９０】
図１６Ａ〜図１６Ｂに示すように、必要に応じて主梁３０内に水平補剛板８５を設けることもできる。図１７Ａ〜図１７Ｃに示すように、主梁−副梁連結スリーブ５０を固定するために、予め片持ち梁の端部に鋼端板８４を取り付けておくこともできる。
【００９１】
これらの４つの構成の組立方法は同様であるため、以下の説明は、図１８Ａ〜図１８Ｃに示す例を参照しながら行う。図１８Ａ〜図１８Ｃには、本出願の実施形態による副梁と主梁の組立工程を示す。
【００９２】
別の実施形態では、主梁−副梁連結スリーブ５０内への副梁６０の取り付けが、主梁−副梁連結スリーブ５０の第２の箱形鋼管５０１から垂直方向外向きに延びる鋼連結板５０２に上側から副梁６０を押し込んで、鋼連結板５０２の端部における内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部５０３と、副梁６０の端部に設けられた蟻継ぎ状突出部６０３との間にほぞ接合を形成するステップを含む。
【００９３】
具体的には、図１８Ａ〜図１８Ｃに示すように、Ｈ形主梁を取り付ける前に主梁−副梁連結スリーブ５０を主梁３０に連結し、Ｈ形副梁６０を適所に吊り上げた後に梁６０を蟻継ぎ状凹部５０３に押し込むことができ、凹部５０３は、主梁−副梁連結スリーブ５０の側部において内向きに傾斜してほぞ接合を形成する。
【００９４】
図１９Ａ〜図１９Ｃに、片持ち梁の連結部と副梁との間の別の同様の組立工程を一例として示す。片持ち梁の端部を副梁に連結する組み立ては、主梁−副梁連結スリーブの位置を制約するように、現場での組み立て前に片持ち梁の端部を予め工場で鋼端板と溶接する必要があることを除き、図１８Ａ〜図１８Ｃに示すものと同様である。本明細書では、簡潔な説明を考慮してこのような説明は繰り返さない。
【００９５】
次に、図２０Ａ〜図２６Ｃを参照しながら、第２の主梁−副梁連結スリーブ構成に関連する第２の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの構成、並びにこれらを主梁に連結する取り付け工程について説明する。図２０Ａ〜図２０Ｂは、第２の主梁−副梁連結スリーブを適用した第２の例示的な実施形態による、副梁及び主梁−副梁連結スリーブの構成部品の分解図である。主梁と副梁は、梁−柱連結スリーブと同様の第２の主梁−副梁連結スリーブを用いて連結することができる。主梁と副梁は、ほぞ接合の形を取る主梁−副梁連結スリーブを用いて連結することもできる。
【００９６】
別の実施形態では、鉄骨構造継手及び関連部材が、主梁−副梁連結スリーブ５０’（すなわち、第２の例示的な実施形態における第２の主梁−副梁連結スリーブ）と、副梁６０’と、副梁固定鋼板７０とを含むこともできる。主梁−副梁連結スリーブ５０’は、第２の箱形鋼管５０１’と、第２の箱形鋼管５０１’の外面から垂直に延びる第２のＣ形スリーブ５０４とを含む。第２のＣ形スリーブ５０４は、上側及び下側フランジの端部に第２の楔形凹部５０５を有する。副梁６０’は、第２のＣ形スリーブ５０４に挿入される副梁連結端部６０１を有する。副梁固定鋼板７０は、第２のＣ形スリーブ５０４の第２の楔形凹部５０５とほぞ嵌合できる第２の楔形突出部７０５を両側に有する。
【００９７】
具体的に言えば、図２０Ａ〜図２０Ｂに示すように、主梁−副梁連結スリーブ５０’は、短い箱形鋼管５０１’と、鋼管の片側又は両側に固定された第２のＣ形スリーブ５０４とを含む。第２のＣ形スリーブ５０４は、副梁固定鋼板７０と適合する。副梁固定鋼板７０は、第２のＣ形スリーブ５０４の楔形凹部５０５とほぞ嵌合する楔形突出部７０５を両側に有する。
【００９８】
図２５Ｃに示すように、図１８Ａ〜図１８Ｃを参照しながら説明したような拘束部材（例えば、剪断スタッド）３０５を溶接して、主梁−副梁連結スリーブ５０’の第２の箱形鋼管５０１’を固定することができる。
【００９９】
次に、図２１Ａ〜図２４Ｃを参照しながら主梁と副梁の連結について説明する。梁組立体は、その構造システム内の位置に応じて、異なる形を取ることができる。なお、図面には、主梁及び副梁の断面をＨ形として示しているが、実際の主梁の断面は箱形とすることもできる。
【０１００】
図２１Ａ〜図２４Ｃに示すように、主梁（片持ち梁）と副梁との組み立ては、（図１のＢ１に対応する、図２１Ａ〜図２１Ｂに示すような）主梁の片側に１つの副梁が連結された構成、（図１のＢ１’に対応する、図２２Ａ〜図２２Ｃに示すような）片持ち梁の片側に１つの副梁が連結された構成、（図１のＢ２に対応する、図２３Ａ〜図２３Ｂに示すような）主梁の両側に２つの副梁が連結された構成、及び（図１のＢ２’に対応する、図２４Ａ〜図２４Ｃに示すような）片持ち梁の両側に２つの副梁が連結された構成という４つの構成を含む。これら４つの構成の組立方法は同様であるため、以下の説明は、図２５Ａ〜図２５Ｃの例を参照しながら行う。
【０１０１】
図２５Ａ〜図２５Ｃには、本出願の実施形態による副梁と主梁とを連結する組立工程を示す。
【０１０２】
別の実施形態では、主梁−副梁連結スリーブ５０’内への副梁６０’の取り付けが、主梁−副梁連結スリーブ５０’の第２の箱形鋼管５０１’から垂直方向外向きに延びる第２のＣ形スリーブ５０４に副梁６０’の副梁連結端部６０１を挿入するステップと、第２のＣ形スリーブ５０４の上側及び下側フランジの端部に配置された第２の楔形凹部５０５と副梁固定鋼板の両側に設けられた第２の楔形突出部７０５との間にほぞ接合が形成されることによって副梁連結端部６０１が拘束されるように、第２のＣ形スリーブ５０４に副梁固定鋼板７０を挿入するステップとを含む。
【０１０３】
具体的には、第１のＣ形スリーブ１０２に主梁３０を挿入する前に、主梁−副梁連結スリーブ５０’の第２の箱形鋼管５０１’を主梁３０上に連結して適所に配置し、次に副梁６０’を適所に吊り上げて、箱形鋼管５０１’から外向きに延びる第２のＣ形スリーブ５０４に、第２の箱形鋼管５０１’の片側又は両側において側部から水平方向に押し込み、その後、第２のＣ形スリーブ５０４の開いた側において、楔形突出部７０５を有する副梁固定鋼板７０を楔形凹部（又は間隙）５０５に水平に挿入する。
【０１０４】
別の実施形態では、主梁−副梁連結スリーブの位置決めが、主梁−副梁連結スリーブ５０’の第２の箱形鋼管５０１’を主梁３０上に連結するステップと、主梁３０の上側フランジと主梁−副梁連結スリーブ５０’との間の交点の中央領域に剪断スタッドを溶接して第２の箱形鋼管５０１’の位置を拘束するステップとをさらに含むことができる。
【０１０５】
具体的には、図２５Ａ〜図２５Ｃに示すように、Ｈ形主梁の取り付け前に主梁−副梁連結スリーブ５０’を主梁３０上に連結して位置決めし、次に、主梁−副梁連結スリーブ５０’上に設けられた第２のＣ形スリーブに、適所に吊り上げられたＨ形副梁６０’を側部から横向きに押し込み、その後、第２のＣ形スリーブ５０４の開いた側の楔形凹部（又は間隙）５０５に、楔形突出部７０５を有する副梁固定鋼板７０を水平方向に挿入することによってほぞ接合を形成する。
【０１０６】
図２６Ａ〜図２６Ｃに、片持ち梁と副梁との間の連結を一例として挙げる第２の例示的な実施形態による別の組立工程を示す。片持ち梁の端部を副梁に連結する組み立ては、主梁−副梁連結スリーブの位置を固定するために片持ち梁の端部を予め工場内で鋼端板と溶接しておく必要があることを除き、図２５Ａ〜図２５Ｃに示すものと同様である。本明細書では、説明の簡潔さを考慮してこのような詳細は繰り返さない。
【０１０７】
また、加工精度が不十分な場合、或いは地震時における構造システムのエネルギー散逸能力を向上させるために副梁が主梁に剪断力を伝える信頼性をさらに高めることが望ましい場合には、第１の主梁−副梁連結スリーブの実装に関連する内向きに傾斜した蟻継ぎ状凹部と蟻継ぎ状突出部との間の連結面、及び第２の主梁−副梁連結スリーブの実装に関連する副梁とスリーブとの間の連結面に鋼接着剤を塗布することが有利である。
【０１０８】
別の実施形態では、この組立方法が、上記のステップを完了した後に、別の柱（例えば、上柱）の連結端部を梁−柱連結スリーブに上側から挿入して組立工程を繰り返すステップをさらに含む。
【０１０９】
上記の実施形態を要約すると、１つの具体的な実施形態では、プレハブ構造システムを現場で組み立てるステップが、（ｉ）１階に柱を取り付けるステップと、（ｉｉ）柱梁スリーブを連結するステップと、（ｉｉｉ）主梁上に主梁−副梁連結スリーブを連結するステップと、（ｉｖ）主梁を適所に吊り上げるステップと、（ｖ）主梁固定板を取り付けるステップと、（ｖｉ）溶接剪断スタッドの取り付けを通じて主梁−副梁連結スリーブを位置決めするステップと、（ｖｉｉ）副梁を取り付けるステップと、（ｖｉｉｉ）構成が第２の主梁−副梁連結スリーブを含む場合、副梁固定鋼板を取り付けるステップと、（ｉ）上階に柱を取り付けるステップと、（ｉｉ）〜（ｖｉｉｉ）を繰り返すステップとを順次含むことができる。
【０１１０】
上記の実施形態によれば、プレハブの柱と主梁鉄骨部材とが、ほぞ接合構造と同様の梁−柱連結スリーブを用いて直接組み立てられ、プレハブの主梁と副梁鉄骨部材とが、蟻継ぎ構造と同様の主梁−副梁連結スリーブ、又はほぞ接合構造と同様の主梁−副梁連結スリーブを用いて組み立てられる。このような構成では、連結部にボルトも溶接も使用しない主要鉄骨構造を実現するだけでなく、鉄骨構造システムの耐震性能を向上させることもできる。柱及び鋼梁の加工手順、並びに鉄骨構造建築の組立手順も簡略化される。
【０１１１】
上述したプレハブ構造建造物及びその組立方法は、鉄骨構造に加えて鉄筋コンクリート構造にさらに拡張することもできる。以下、図２７Ａ〜図３１を参照しながら、プレキャスト鉄筋コンクリート柱（すなわち、柱）、梁及び梁−柱連結スリーブの関連構成について説明する。本発明をより明確に示すために、プレキャストコンクリート柱及びプレキャストコンクリート梁の剪断リンク及び軸方向鉄筋は図示していない。
【０１１２】
図２７Ａ〜図２８Ｂには、プレキャスト鉄筋コンクリート柱の構成を示す。図２７Ａ〜図２８Ｂに示すように、鉄筋コンクリート柱９００は、予め工場内で加工される。柱９００の両端部の両側には、鋼板９０２が嵌め込まれる。梁−柱連結スリーブ１０上に配置された溝２０６で塞がれる鋼板９０２の表面には、構成部品を正しく固定するように連結部を補強する（突出溝９０６とも呼ばれる）突出リブ９０６が設けられる。事前嵌め込み鋼板９０２は、定着鉄筋９０４によって鉄筋コンクリート柱９００に連結される。プレキャスト鉄筋コンクリート柱９００及び梁−柱連結スリーブ１０は、上述した鋼柱と同様に組み立てられる。ここでは、本明細書の簡潔さを考慮して説明を繰り返さない。
【０１１３】
図２９Ａ〜図３１には、プレキャスト鉄筋コンクリート梁の構成を示す。図２９Ａ〜図３１に示すように、鉄筋コンクリート主梁９１０は、予め工場内で加工される。梁の両端部の上面及び底面に鋼板９１１及び９１２を嵌め込み、組立中に梁９１０を梁−柱連結スリーブ１０に連結する事前嵌め込み鋼板９１２の底部に滑り止め鋼板９１６を取り付けて、構成部品の正しい固定を確実にする。鉄筋コンクリート主梁９１０の上部中央には、事前嵌め込み狭幅鋼板９１８を嵌め込んで、複合床板と梁９１０とを剪断スタッドで固定する。プレキャスト鉄筋コンクリート梁９１０及び梁−柱連結スリーブ１０は、現場で組み立てられる際には上述した鋼梁と同様に取り付けられる。ここでは、説明の簡潔さを考慮してこのような説明は繰り返さない。
【０１１４】
上述したプレハブ構造システム及びその組立方法は、鉄骨構造及び鉄筋コンクリート構造に加えて、木質構造にもさらに拡張することができる。図３２Ａ〜図３３Ｃを参照しながら、木質構造梁及び梁−柱連結スリーブの関連する構成について説明する。
【０１１５】
木質構造梁９２０は、予め工場内で加工される。梁９２０の両端部の底面には、梁９２０を梁−柱連結スリーブ１０に連結して固定するように、平坦な鋼剪断スタッド又は鋼釘９２４を用いて滑止め鋼板９２８が取り付けられる。プレハブ木質構造梁９２０及び梁−柱連結スリーブ１０の現場での取り付け方法は上述した鋼梁と同様であり、ここでは説明の簡潔さを考慮してこのような説明を繰り返さない。
【０１１６】
主に一例としての鉄骨構造システムについて本出願を詳細に説明したが、当業者であれば、本出願の構想を鉄筋コンクリート構造及び木質構造にも適用することができると理解するはずである。また、上述したような鋼製材料は、限定ではなく一例として見なすものにすぎず、例えばこのような材料は、鉄筋コンクリート又は木材でそれぞれ形成することもできると理解されたい。
【０１１７】
本出願の様々な実施形態における単数形は、別途そうではないと示していない限り、複数形の意味を含むことができる。例えば、実施形態では、実際の状況に応じて、主梁の数を１つ又は２つとすることができ、柱（上柱及び下柱）の数も１つ又は２つとすることができ、第１及び第２のＣ形スリーブの数も１つ又は２つとすることができるが、これは例示にすぎず限定ではない。本文書全体を通じ、技術用語は、逐語的に定義される意味に限定されるものではなく、特許請求の範囲に定められる本出願の範囲から逸脱することなく、同一又は同様の機能を実装するように異なる意味を含む。
【０１１８】
また、本明細書で説明したステップのいくつかは、明示していない限り必ずしも記載順に行われるわけではない。例えば、いくつかの別の実施形態では、ブロック内に表す機能を、図に示す順序とは異なる順序で実行することもできる。
【０１１９】
上記の説明は、本出願の好ましい実施形態、及び本出願の技術的原理の説明にすぎない。当業者であれば、本出願に関わる応用の範囲は、上記の技術的特徴の特定の組み合わせによって形成される技術的解決策に限定されるものではないと理解するはずである。本出願は、上述した技術的特徴、又はこれらの同等の特徴のいずれかの組み合わせによって形成される他の技術的解決策も対象とすべきである。例えば、本出願は、本出願において開示したものと同様の機能を有する技術的特徴に上記の機能を置き換えることによって形成される他の技術的解決策も対象とすべきである。
【図１】
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【図２Ａ−Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ−Ｆ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ−Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８Ａ−Ｃ】
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【図１９Ａ−Ｃ】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ−Ｃ】
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【図２６Ａ−Ｃ】
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【図２７Ａ】
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【図２７Ｂ】
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【図２８Ａ】
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【図２８Ｂ】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図３０Ａ−Ｄ】
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【図３１】
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【図３２Ａ】
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【図３２Ｂ】
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【図３３Ａ】
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【図３３Ｂ】
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【図３３Ｃ】
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