(57)【要約】  既存建造物を補強する方法は、既存の基礎を囲繞および補強するリング基礎を建設する工程を備える。その後、既存の壁構造物の垂直部材の外側に固定され、リング基礎に支持される壁パネルアセンブリで、補強壁パネルアセンブリを既存の壁構造物に固定する。補強床アセンブリを形成するプラットフォーム部分を、補強壁パネルアセンブリの垂直構造要素に固定し、このプラットフォーム部分は、プラットフォーム部分の組み立て、およびプラットフォーム部分の補強壁パネルアセンブリへの取り付け中に、既存の床構造物によって支持される。その後、既存の床構造物を撤去する。
2011516764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
既存建造物を補強する方法であって、
該方法は、
既存の基礎を囲繞および補強するリング基礎を建設する工程と、
補強壁パネルアセンブリを既存の壁構造物に固定する工程であって、前記壁パネルアセンブリは、前記既存の壁構造物の垂直部材の外側にあって、該垂直部材に固定され、前記リング基礎によって支持される、補強壁パネルアセンブリを既存の壁構造物に固定する工程と、
補強床アセンブリを形成するプラットフォーム部分を前記補強壁パネルアセンブリの垂直構造要素に固定する工程であって、前記プラットフォーム部分は、前記プラットフォーム部分の組み立ておよび前記プラットフォーム部分の前記補強壁パネルアセンブリへの取り付けの間に、既存の床構造物により支持される、補強床アセンブリを形成するプラットフォーム部分を前記補強壁パネルアセンブリの垂直構造要素に固定する工程と、
前記既存の床構造物を撤去する工程と
を備える方法。
【請求項２】
請求項１に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
さらに、
既存の屋根構造要素を補強屋根構造要素と置換する工程を備える方法。
【請求項３】
請求項１に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
壁パネルアセンブリは、
一対の平行な垂直弦材であって、水平に離間され、且つ前記壁パネルアセンブリの上部および底部に配置された少なくとも上部母屋桁および下部母屋桁によって連結された、一対の平行な垂直弦材と、
各垂直弦材と関連して、前記壁パネルアセンブリの前記垂直弦材を前記既存の壁構造物における対応する垂直構造部材に取り付けるための、少なくとも上部壁ブラケットおよび下部壁ブラケットと
を備えることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
各弦材は、
中央穴を囲繞する４つの主壁により画定されたほぼ四角形の断面を有し、且つ４つの内側主面と４つの外側主面とを有するほぼ長尺な本体と、
各外側主面に沿って延在し、且つ各外側主面の中央に位置するＴ形溝構造物であって、各Ｔ形溝構造物は、ボルト型締め具を受け入れるように構成された内側Ｔ形溝を有し、各Ｔ形溝は、軸溝であって、前記Ｔ形溝構造物の外面から内側に延在し、且つ軸溝の内側端において前記軸溝に対して直角に延在する交差溝と連結する軸溝を含む、Ｔ形溝構造物と
を含み、
弦材の各Ｔ形溝構造物は、弦材の外側主面から外方向に平行に延在する２つの平行な溝側壁と、前記溝側壁の外端から内側方向に前記外側主面に平行に延在する２つの溝正面壁とにより画定され、
前記ボルト型締め具は、標準六角ボルトとＴ形ボルトとのうちの少なくとも１つを含み、
Ｔ形ボルトは、交差溝の幅よりも長く、軸溝の幅よりも狭い矩形頭部を有することで、Ｔ形ボルトの前記頭部が、前記Ｔ形ボルトの前記頭部が前記Ｔ形溝の長手方向軸と整合されるときに、前記軸溝を通過してＴ形溝の前記交差溝内に収容されることが可能であり、前記頭部が前記Ｔ形溝の前記長手方向軸に対して横向きに回転されるときに、前記交差溝内に保持されることになり、
各Ｔ形溝の少なくとも１つの内面は、Ｔ形ボルトを介してかかる張力およびねじり力に起因する圧縮力を支持する支持面であり、各交差溝の最内面により画定される各平面は、前記弦材の対応する外側主壁面に対して内側にオフセットされることにより、各交差溝の前記内面により画定される平面と前記弦材の対応する外側主面との間に、増大された対角主壁厚を形成する
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
各母屋桁は、
単一梁要素であって、単一弦材と単一形成ストリップとのうちの１つで形成され、前記単一梁要素の各端部に配置される形成ストリップで形成される連結要素を有する、単一梁要素を含み、
各形成ストリップは、
複数のストリップ部分に形成される単一のほぼ長尺なストリップ板であって、各ストリップ部分は、隣接するストリップ部分に対して直角に配向され、前記ストリップ部分は、２つの隣接する主壁とＴ形溝構造物の隣接する側壁とにより形成される、対応する弦材支持面と係合する支持面を形成するＷ形状断面を形成する角領域と、前記Ｔ形溝構造物の外向き面によって形成された弦材支持面と係合する支持面を形成する面領域と、前記形成ストリップを強化するために前記面領域の端部から外方向に延在する取付領域とを連続して含む領域に形成される、単一のほぼ長尺なストリップ板を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
各壁ブラケットは、
水平配向されたスペーサ要素であって、
第１の端部に、前記壁ブラケットアセンブリの垂直弦材に取り付けるための、垂直配向された形成ストリップと、
前記スペーサ要素の第２の端部に、前記既存の壁構造物の垂直な垂直材に取り付けるための、ほぼＵ形状のスタブブラケットと
を有する水平配向されたスペーサ要素を含み、
各形成ストリップは、
複数のストリップ部分に形成された単一のほぼ長尺なストリップ板であって、各ストリップ部分は、隣接するストリップ部分に対して直角に配向され、前記ストリップ部分は、２つの隣接する主壁とＴ形溝構造物の隣接する側壁とにより形成される対応する弦材支持面と係合する支持面を形成するＷ形状の断面を形成する角領域と、前記Ｔ形溝構造物の外向き面によって形成された弦材支持面と係合する支持面を形成する面領域と、前記形成ストリップを強化するために、前記面領域の端部から外方向に延在する取付領域とを連続して含む領域に形成される、単一のほぼ長尺なストリップ板を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
プラットフォーム部分は、
弦材と母屋桁とのうちの少なくとも１つで形成される水平配向された平行な主要素の上方および下方の対であって、主要素の各上方および下方の対における前記主要素は、前記主要素間で前記主要素に対してほぼ横方向に延在する水平連結要素により、水平に離間および連結され、各上方主要素は、前記上方および下方の主要素間で前記上方および下方の主要素に対してほぼ横方向に延在する垂直連結要素により、対応する下方主要素から垂直方向に離間および接続された、主要素の上方および下方の対を備え、
前記主要素と、前記水平連結要素および前記垂直連結要素とは、母屋桁と弦材とのうちの少なくとも１つで形成される
ことを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の、既存建造物を補強する方法であって、
各弦材は、
中央穴を囲繞する４つの主壁により画定されたほぼ四角形の断面を有し、且つ４つの内側主面と４つの外側主面とを有するほぼ長尺な本体と、
各外側主面に沿って延在し、且つ各外側主面の中央に位置するＴ形溝構造物であって、各Ｔ形溝構造物は、ボルト型締め具を受け入れるように構成された内側Ｔ形溝を有し、各Ｔ形溝は、軸溝であって、前記Ｔ形溝構造物の外面から内側に延在し、且つ軸溝の内側端において前記軸溝に対して直角に延在する交差溝と連結する軸溝を含む、Ｔ形溝構造物と
を含み、
弦材の各Ｔ形溝構造物は、弦材の外側主面から外方向に平行に延在する２つの平行な溝側壁と、前記溝側壁の外端から内側方向に前記外側主面に平行に延在する２つの溝正面壁とにより画定され、
前記ボルト型締め具は、標準六角ボルトとＴ形ボルトとのうちの少なくとも１つを含み、
Ｔ形ボルトは、交差溝の幅よりも長く、軸溝の幅よりも狭い矩形頭部を有することで、Ｔ形ボルトの前記頭部が、前記Ｔ形ボルトの前記頭部が前記Ｔ形溝の長手方向軸と整合されるときに、前記軸溝を通過してＴ形溝の前記交差溝内に収容されることが可能であり、前記頭部が前記Ｔ形溝の前記長手方向軸に対して横向きに回転されるときに、前記交差溝内に保持されることになり、
各Ｔ形溝の少なくとも１つの内面は、Ｔ形ボルトを介してかかる張力およびねじり力に起因する圧縮力を支持する支持面であり、各交差溝の最内面により画定される各平面は、前記弦材の対応する外側主壁面に対して内側にオフセットされることにより、各交差溝の前記内面により画定される平面と前記弦材の対応する外側主面との間に、増大された対角主壁厚を形成し、
各母屋桁は、
単一梁要素であって、単一弦材と単一形成ストリップとのうちの１つで形成され、前記単一梁要素の各端部に配置される形成ストリップで形成される連結要素を有する、単一梁要素を含み、
各形成ストリップは、
複数のストリップ部分に形成される単一のほぼ長尺なストリップ板であって、各ストリップ部分は、隣接するストリップ部分に対して直角に配向され、前記ストリップ部分は、２つの隣接する主壁とＴ形溝構造物の隣接する側壁とにより形成される、対応する弦材支持面と係合する支持面を形成するＷ形状断面を形成する角領域と、前記Ｔ形溝構造物の外向き面によって形成された弦材支持面と係合する支持面を形成する面領域と、前記形成ストリップを強化するために前記面領域の端部から外方向に延在する取付領域とを連続して含む領域に形成される、単一のほぼ長尺なストリップ板を含む
ことを特徴とする方法。
【請求項９】
既存建造物を補強するシステムであって、
前記システムは、複数種類のモジュール式構造補強構成要素を含み、
各構造補強構成要素、前記構造補強構成要素は、
既存の基礎を囲繞および補強するリング基礎と、
既存の壁構造物に固定される補強壁パネルアセンブリであって、前記壁パネルアセンブリは、前記既存の壁構造物の垂直部材の外側に固定され、且つ前記リング基礎によって支持される、補強壁パネルアセンブリと、
補強された床アセンブリを形成する補強プラットフォーム部分であって、前記プラットフォーム部分は、前記補強壁パネルアセンブリの垂直構造要素に固定されて補強床アセンブリを形成し、前記プラットフォーム部分は、前記プラットフォーム部分の組み立て、および前記プラットフォーム部分の前記補強壁パネルアセンブリへの取り付け中に、既存の床構造物により支持され、前記既存の床構造物は、前記プラットフォーム部分の前記補強壁パネルアセンブリへの取り付け後に撤去される、補強プラットフォーム部分と
を備えるシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、さらに、
既存の屋根構造要素を置換するための補強屋根構造要素を備えるシステム。
【請求項１１】
請求項９に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、
壁パネルアセンブリは、
水平に離間され、且つ前記壁パネルアセンブリの上部および底部に配置された少なくとも上方および下方の母屋桁によって連結された一対の平行な垂直弦材と、
各垂直弦材と関連して、前記壁パネルアセンブリの前記垂直弦材を前記既存の壁構造物の対応する垂直構造部材に取り付けるための、少なくとも上方および下方の壁ブラケットと
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、
各弦材は、
中央穴を囲繞する４つの主壁により画定されたほぼ四角形の断面を有し、且つ４つの内側主面と４つの外側主面とを有するほぼ長尺な本体と、
各外側主面に沿って延在し、且つ各外側主面の中央に位置するＴ形溝構造物であって、各Ｔ形溝構造物は、ボルト型締め具を受け入れるように構成された内側Ｔ形溝を有し、各Ｔ形溝は、軸溝であって、前記Ｔ形溝構造物の外面から内側に延在し、且つ軸溝の内側端において前記軸溝に対して直角に延在する交差溝と連結する軸溝を含む、Ｔ形溝構造物と
を含み、
弦材の各Ｔ形溝構造物は、弦材の外側主面から外方向に平行に延在する２つの平行な溝側壁と、前記溝側壁の外端から内側方向に前記外側主面に平行に延在する２つの溝正面壁とにより画定され、
前記ボルト型締め具は、標準六角ボルトとＴ形ボルトとのうちの少なくとも１つを含み、
Ｔ形ボルトは、交差溝の幅よりも長く、軸溝の幅よりも狭い矩形頭部を有することで、Ｔ形ボルトの前記頭部が、前記Ｔ形ボルトの前記頭部が前記Ｔ形溝の長手方向軸と整合されるときに、前記軸溝を通過してＴ形溝の前記交差溝内に収容されることが可能であり、前記頭部が前記Ｔ形溝の前記長手方向軸に対して横向きに回転されるときに、前記交差溝内に保持されることになり、
各Ｔ形溝の少なくとも１つの内面は、Ｔ形ボルトを介してかかる張力およびねじり力に起因する圧縮力を支持する支持面であり、各交差溝の最内面により画定される各平面は、前記弦材の対応する外側主壁面に対して内側にオフセットされることにより、各交差溝の前記内面により画定される平面と前記弦材の対応する外側主面との間に、増大された対角主壁厚を形成する
ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項１２に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、
各母屋桁は、
単一梁要素であって、単一弦材と単一形成ストリップとのうちの１つで形成され、前記単一梁要素の各端部に配置される形成ストリップで形成される連結要素を有する、単一梁要素を含み、
各形成ストリップは、
複数のストリップ部分に形成される単一のほぼ長尺なストリップ板であって、各ストリップ部分は、隣接するストリップ部分に対して直角に配向され、前記ストリップ部分は、２つの隣接する主壁とＴ形溝構造物の隣接する側壁とにより形成される、対応する弦材支持面と係合する支持面を形成するＷ形状断面を形成する角領域と、前記Ｔ形溝構造物の外向き面によって形成される弦材支持面と係合する支持面を形成する面領域と、前記形成ストリップを強化するために前記面領域の端部から外方向に延在する取付領域とを連続して含む領域に形成される、単一のほぼ長尺なストリップ板を含む
ことを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１２に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、
各壁ブラケットは、
水平配向されたスペーサ要素であって、
第１の端部に、前記壁ブラケットアセンブリの垂直弦材に取り付けるための、垂直配向された形成ストリップと、
前記スペーサ要素の第２の端部に、前記既存の壁構造物の垂直な垂直材に取り付けるための、ほぼＵ形状のスタブブラケットと
を有する水平配向されたスペーサ要素を含み、
各形成ストリップは、
複数のストリップ部分に形成された単一のほぼ長尺なストリップ板であって、各ストリップ部分は、隣接するストリップ部分に対して直角に配向され、前記ストリップ部分は、２つの隣接する主壁とＴ形溝構造物の隣接する側壁とにより形成される対応する弦材支持面と係合する支持面を形成するＷ形状の断面を形成する角領域と、前記Ｔ形溝構造物の外向き面によって形成された弦材支持面と係合する支持面を形成する面領域と、前記形成ストリップを強化するために、前記面領域の端部から外方向に延在する取付領域とを連続して含む領域に形成される、単一のほぼ長尺なストリップ板を含む
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項９に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、
プラットフォーム部分は、
弦材と母屋桁とのうちの少なくとも１つで形成される水平配向された平行な主要素の上方および下方の対であって、主要素の各上方および下方の対における前記主要素は、前記主要素間で前記主要素に対してほぼ横方向に延在する水平連結要素により、水平に離間および連結され、各上方主要素は、前記上方および下方の主要素間で前記上方および下方の主要素に対してほぼ横方向に延在する垂直連結要素により、対応する下方主要素から垂直方向に離間および接続された、主要素の上方及び下方の対を備え、
前記主要素と、前記水平連結要素および前記垂直連結要素とは、母屋桁と弦材とのうちの少なくとも１つで形成される
ことを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１５に記載の、既存建造物を補強するシステムであって、
各弦材は、
中央穴を囲繞する４つの主壁により画定されたほぼ四角形の断面を有し、且つ４つの内側主面と４つの外側主面とを有するほぼ長尺な本体と、
各外側主面に沿って延在し、且つ各外側主面の中央に位置するＴ形溝構造物であって、各Ｔ形溝構造物は、ボルト型締め具を受け入れるように構成された内側Ｔ形溝を有し、各Ｔ形溝は、軸溝であって、前記Ｔ形溝構造物の外面から内側に延在し、且つ軸溝の内側端において前記軸溝に対して直角に延在する交差溝と連結する軸溝を含む、Ｔ形溝構造物と
を含み、
弦材の各Ｔ形溝構造物は、弦材の外側主面から外方向に平行に延在する２つの平行な溝側壁と、前記溝側壁の外端から内側方向に前記外側主面に平行に延在する２つの溝正面壁とにより画定され、
前記ボルト型締め具は、標準六角ボルトとＴ形ボルトとのうちの少なくとも１つを含み、
Ｔ形ボルトは、交差溝の幅よりも長く、軸溝の幅よりも狭い矩形頭部を有することで、Ｔ形ボルトの前記頭部が、前記Ｔ形ボルトの前記頭部が前記Ｔ形溝の長手方向軸と整合されるときに、前記軸溝を通過してＴ形溝の前記交差溝内に収容されることが可能であり、前記頭部が前記Ｔ形溝の前記長手方向軸に対して横向きに回転されるときに、前記交差溝内に保持されることになり、
各Ｔ形溝の少なくとも１つの内面は、Ｔ形ボルトを介してかかる張力およびねじり力に起因する圧縮力を支持する支持面であり、各交差溝の最内面により画定される各平面は、前記弦材の対応する外側主壁面に対して内側にオフセットされることにより、各交差溝の前記内面により画定される平面と前記弦材の対応する外側主面との間に、増大された対角主壁厚を形成し、
各母屋桁は、
単一梁要素であって、単一弦材と単一形成ストリップとのうちの１つで形成され、前記単一梁要素の各端部に配置される形成ストリップで形成される連結要素を有する、単一梁要素を含み、
各形成ストリップは、
複数のストリップ部分に形成される単一のほぼ長尺なストリップ板であって、各ストリップ部分は、隣接するストリップ部分に対して直角に配向され、前記ストリップ部分は、２つの隣接する主壁とＴ形溝構造物の隣接する側壁とにより形成される、対応する弦材支持面と係合する支持面を形成するＷ形状断面を形成する角領域と、前記Ｔ形溝構造物の外向き面によって形成された弦材支持面と係合する支持面を形成する面領域と、前記形成ストリップを強化するために前記面領域の端部から外方向に延在する取付領域とを連続して含む領域に形成される、単一のほぼ長尺なストリップ板を含む
ことを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本願は、２００４年２月１１日に出願された米国特許出願第１０／７７６，５６５号の一部継続出願である、２００８年４月３日に出願された米国特許出願第１２／０６１，９９４号の一部継続出願である、２００９年１月１５日に出願された米国仮出願第６１／１４４，８８０号の利益を主張する。
［発明の分野］
本発明は、極限環境条件への耐性を改善するように既存建造物を改修する方法および装置に関し、具体的には、例えばハリケーン、竜巻、火災等の極限環境条件への耐性を改善するように、例えば家屋等の既存建造物を改修する共通のモジュール式構成要素のシステムに関する。
［発明の背景］
カトリーナ等のハリケーンによるニューオーリンズおよびその他の沿岸地域への災害や、国内の事実上すべての地域および事実上すべての群の社会における最近の大規模な竜巻、暴風雨、森林火災や山火事、洪水や地震による災害等の最近の環境事象により、極限環境条件への著しく向上された耐性を有する、家屋、学校、店舗、政府施設、公共サービス施設、医療施設、および同様の建造物等の建造物の長年にわたるニーズが重視されるようになった。また、地球温暖化の到来により、気象パターンや気象条件の変化がもたらされることになるだけでなく、より極限的な天候条件がもたらされることになることが認識されている。例えば、通常の暴風雨が、より強くより頻繁になるようになるとともに風雨が強まるようになり、カテゴリー４および５のハリケーンが、稀というよりむしろ比較的一般的となるようになるとともに、さらに高い有効カテゴリーのハリケーンが少なくとも時々発生する可能性があり、竜巻や森林火災、山火事が、竜巻や洪水と同様に、より広範な地域でより大きくより強く、より一般的となるようになるという予測についての十分な裏付けがある。
【０００２】
急速に蓄積されている証拠が明確に示すのは、家屋、学校、店舗、政府施設、公共サービス施設、医療施設、及び同様の建造物を建設するための従来の方法が、より極限的な天候条件により提示される増加する要求を満たすには適切ではないということ、そして、このような建造物が、過去および現在において、数多くの方法で建築されているものの、伝統的方法が、様々な理由で不十分であることが証明されているということである。例えば、家屋等の建造物は、一般的に、釘打ちされたツーバイフォー材や合板等の木材、またはモルタルで固めて釘状の締め具または接着剤で木材要素に連結される煉瓦、コンクリートブロックまたはコンクリートスラブ等の組積要素から建築されている。釘打ちされた木材建造物は、比較的軽量で頑丈、低コストであり、建造物を構成するツーバイフォー材や合板等の個々の構成要素はそれぞれ比較的頑丈ではあるが、その強度は材料固有の特性により限界がある。また、木材のフレーム構造は、個々の構成要素を組み立てるために必要な比較的大量の継手により、弱くなり、また過度に曲がりやすくなる傾向がある。さらに、釘は、他の形態の締め具よりも安価で使いやすいため、木材建造物の個々の構成要素を組み立てるために広く用いられている。しかしながら、釘は、より高価な形態の締め具によってもたらされる継手と同程度にしっかりと固定する継手をもたらすことはなく、釘打ちされた継手は、曲がりやすく、または様々な共通の形態の構造応力により比較的容易に壊れる傾向がある。このような建造物の継手をより強固なものにするため、典型的に、ボルト、ねじ、締め釘（ｃｌｅｎｃｈｅｄ  ｎａｉｌｓ）、接着剤およびこれらの組み合わせ等の手段が用いられるが、これらの手段は、建造物のコストと建設時間とを急激に増大させる。また、垂木と根太とを組み立てるのにしばしば用いられ、さらに、根太と当接するように促される大量の短く突出したスパイク要素を有するウェブ板等の、締め具の代替形態の中には、典型的に、単に１つの軸または１つの平面に沿って強度を有する継手を提供するものがあることにも留意すべきである。
【０００３】
屋根や床等の木材構造要素と、モルタルや特殊な締め具で相互におよび木材要素に接着される煉瓦やブロック、スラブ等の組積要素との組み合わせから典型的に建設される組積建造物も同様の問題を抱えており、さらに重量が重く、建設費用が高いという問題も抱えている。このような組積建造物は、最初は木材建造物より頑丈でより強固かもしれないが、煉瓦とブロックとの間の継手等の木材建造物よりさらに多くの継手を含む場合が多く、例えば、モルタルは一旦応力が限界に達すると、亀裂および突然の破壊が非常に生じやすい。その上、組積建造物は、より可塑性のある木材建造物が耐え抜くであろう応力、例えば、地震によって生じる等の地球運動によって、または、波あるいは地滑りの浸食によって生じる応力等の影響を受けやすく、そして、木材建造物とは異なり、組積建築物は、一旦破壊が始まると、大惨事をもたらすほど、ほとんど完全に崩壊する場合が多いようである。さらに留意しなければならないことは、組積建造物は、多くの場合、膨張及び収縮を引き起こす温度で亀裂や沈降を生じやすく、また、多くの場合、換気の問題により、湿度や結露が過剰になり、かびの成長を引き起こし得ることになるということである。
【０００４】
また、家屋、学校、店舗、政府施設、公共サービス施設、及び医療施設、及び同様の建造物等の建造物は、例えば金属ピン、またはボルト、または溶接により互いに固定されたモジュール式鉄材または鋼材要素からも建設されてきた。この種の建造物は、木材建造物または組積建造物よりも要素および継手の双方において一般的により強固であるものの、建造物のコストおよび重量が著しく大きく、また、このような建造物は、建設が、著しく、より困難、より複雑であり、より建設時間がかかるということで、このような建造物は、典型的には、特定且つ特殊な状況を除いては非実用的とされている。このような建造物のその他の実施においては、アルミニウムまたはプラスチック等の幾分異なる材料を使用する場合もあるが、これらの材料はすべて、１つまたは複数の上述の欠点を伴うことがわかっている。
【０００５】
多くの場合、ハリケーン、竜巻、暴風雨、森林火災や山火事、洪水および地震に対する適切な耐性を欠く既存建造物において、上述の問題は複合化されている。既存建造物を必要な環境耐性基準を満たす新しい建造物に置換することが可能な場合もある。しかしながら、多くの場合、例えば経済的、法律的、建築規制または土地の制約等の理由から、既存建造物を置換することは不可能または実行不能であり、環境要因への耐性を向上させるために既存建造物を改修または適合する必要がある。風、火災、洪水または地震災害への構造的耐性を向上させるための既存建造物の適合または改修は、既存建造物の周囲で作業する必要があり、必要な構造的改修を制約したり、または妨害する場合が多いと思われるため、新たな建造物の建設とは非常に異なるものである。
【０００６】
本明細書において以下に説明するような本発明のモジュール式構造システムは、従来技術の上記問題および他の問題への解決策を提供する。
［発明の概要］
本明細書、図面および特許請求の範囲の最終審査および承認の後に規定される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
添付の図面を参照しながら、例として、本発明を以下に説明する。
【図１Ａ−１Ｂ】本発明のモジュール式構造構成要素および連結構造物で建設された一般的建造物を示す概略図である。
【図２Ａ】本発明の弦材の側断面図である。
【図２Ｂ】本発明の形成ストリップの側断面図である。
【図２Ｃ−２Ｄ−２Ｅ−２Ｆ】母屋桁構造構成要素の概略図である。
【図２Ｇ−２Ｈ】屋根構造構成要素の概略図である。
【図２Ｉ−２Ｊ−２Ｋ】格子トラス構造構成要素の概略図である。
【図２Ｌ−２Ｍ−２Ｎ】ブレース構造構成要素の概略図である。
【図２Ｏ】スタブ構造構成要素の概略図である。
【図２Ｐ−２Ｑ−２Ｒ−２Ｓ−２Ｔ−２Ｕ−２Ｖ】ブラケット構造構成要素の概略図である。
【図３Ａ−３Ｂ】本発明の弦材の断面図である。
【図３Ｃ】本発明の形成ストリップの断面図である。
【図３Ｄ】本発明の形成ストリップを有する構造構成要素の断面図である。
【図３Ｅ】弦材と係合する複数の形成ストリップ、および形成ストリップを弦材に締結するボルトの断面図である。
【図４Ａ−４Ｂ】図１Ａおよび１Ｂに図示された建造物１０にほぼ類似した極限環境条件耐性（ＥＥＣＲ）建造物の主構造構成要素およびアセンブリの概略図である。
【図５Ａ−５Ｂ】ＥＥＣＲ屋根棟部分およびＥＥＣＲ二重軒部分のそれぞれの概略図である。
【図５Ｃ】ＥＥＣＲ二重梁コネクタの概略図である。
【図５Ｄ】ＥＥＣＲ棟部分の概略図である。
【図５Ｅ】ＥＥＣＲ軒部分の概略図である。
【図５Ｆ】ＥＥＣＲ部分の概略図である。
【図６Ａ】モジュール式壁アセンブリを含むモジュール式構造アセンブリの等尺概略図である。
【図６Ｂ】図６Ａのモジュール式壁アセンブリを含むモジュール式構造アセンブリの概略断面図である。
【図７Ａ−７Ｂ】一般的な既存建造物の補強を示す概略図である。
【図８Ａ−８Ｂ】補強壁パネルアセンブリを示す概略図である。
【図９】プラットフォーム部分アセンブリを示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［発明の詳細な説明］
以下に、極限環境条件への向上した耐性を有する建造物の建設システムおよび建設方法を説明する。具体的には、本明細書では、極限環境条件への耐性を向上させるために既存建造物を適合および改修するシステムおよび方法について説明する。
【０００９】
以下に説明するように、環境条件への耐性を向上させるための、建造物の建設、または、既存建造物の適合または改修に関する本発明のシステムおよび方法は、モジュール式構造構成要素に基づいている。モジュール式構造構成要素は、軽量且つ高強度であり、様々な種類の構成要素部品の数は限られているが、限られた一式の共通構成要素から多種多彩な建造物を建設または改修するのに、高い融通性を許容する。
【００１０】
以下では、最初に、本発明のシステムおよび方法に従って建設される家屋等の建造物の構造構成要素および組立方法を説明する。次に、下記のセクションＡの説明では、従来の要件を満たす一般的な家屋等のあらゆる一般的建造物を建設するために本発明において採用される一式のモジュール式構造構成要素を説明する。それから、下記セクションＢおよびセクションＣの説明では、弦材、形成ストリップおよびスタブ等の本発明の一式の主要なモジュール式構造構成要素、およびあらゆる所望の形態の一般的建造物を建設するための上記構成要素の係合についてのより詳細な説明を行う。そして、以下の説明では、ハリケーン耐性家屋等の、極限環境条件に対する向上された耐性を有する建造物を建設するために本発明に従って採用される、セクションＡ〜Ｃに記載された構造構成要素およびアセンブリの形態および組立てを説明する。
【００１１】
続いて、以下では、前述の構造構成要素および組立方法と併用することにより、極限環境条件に対する耐性を向上させる、既存建造物の適合または改修を可能にする構造構成要素および組立方法を説明する。
【００１２】
図１Ａおよび１Ｂを参照すると、建造物１０、具体的には本発明のシステムおよび方法に従って建設された家屋の概略図が示されている。特に図１Ｂに図示されているように、建造物１０は、２つの階１０Ａ、１０Ｂおよび屋根裏空間１０Ｃからなり、第１階１０Ａは、ピア１０Ｄで構成される杭式基礎上の地面の高さより高い位置にあり、さらに連結リング梁、建造物１０の４面全てにあるバルコニー、および地面の高さからバルコニーまで延在する少なくとも１つの階段１０Ｆを有している。
【００１３】
図１Ｂに図示されているように、家屋１０建造物の最も基本的な構成要素１２は、壁フレームを形成する壁フレーム要素およびアセンブリ１０Ｆと、床フレームを形成する床フレーム要素およびアセンブリ１０Ｇと、屋根材１０Ｉを支持する垂木と梁とを形成する屋根フレーム要素およびアセンブリ１０Ｈと、比較的小さい範囲の細部要素およびアセンブリ１０Ｍであって、壁母屋桁の接合、および、隅角部、軒、垂木／壁結合部および屋根頂上部の形成等の、特殊な構造上の機能を果たす、細部要素およびアセンブリ１０Ｍを含んでいる。
【００１４】
図１Ａおよび１Ｂに図示されるような建造物１０のその他の要素には、断熱、防音および追加的構造支持のために全ての壁および床空間に注入されるフォーム支持／断熱材と、外壁板と、内壁板とが含まれるであろうことは理解されよう。この点に関し、外壁板は、例えば壁フレーム要素にボルト固定または接着された合板等の適切な板材で構成され得り、内壁板は、例えばセルフタッピンねじ、または接着剤で壁フレームに取り付けられる壁板等の適切な内板で構成され得ることに留意すべきである。また、建造物１０の目的、機能および意図された特性により、あらゆる、比較的従来の方法または適切な方法で、電気、水道、廃棄物処理、冷暖房等の設備および同様のシステムが、壁、床、天井等に設置されるであろうことは理解されるであろう。
【００１５】
しかしながら、図１Ａ〜１Ｇに図示された家屋１０のような建造物が、本発明に従って建設され得る様々な種類の建造物の範囲の限られた部分のみを表していることは、理解されるであろう。
【００１６】
次に、建造物１０の建設に用いることが可能な構成要素１２を検討すると、図２Ａ〜２Ｙは、環境耐性家屋１０等のような仮設建造物を建設するためのモジュール式共通構成要素の、本発明におけるシステムの多数の構成要素１２の概略図である。分かるように、本発明の構成要素１２は、実質的にあらゆる所望の建造物１０を建設するために必要且つ適切な異なる種類のモジュール式構成要素１２の完全な一式を形成する。ただし、任意の状況での構成要素１２の選択が、建造物の要件や意図された特性により異なるであろうことは理解されるであろう。図２Ａ〜２Ｙに図示されるように、構成要素１２の選択は、典型的に、多数の基本的な基礎構造構成要素１２を含み、多数の基本的な基礎構造構成要素１２は、特定の状況で求められる特定の、特殊な、または限られた目的の構成要素１２とともに、典型的に、ほとんど全ての建造物１０に共通である。
【００１７】
本明細書中で以下に説明する特定の構成要素１２は、様々な標準な長さからなるものとして説明されるが、その長さは、構成要素１２および建造物１０の双方で最大限のモジュール性を達成するために必要な最小数の異なる長さが求められる一方で、建造物１０の建設において最大限の融通性をもたらすように選択されることに留意すべきである。本発明の本実施形態では、例えば、構成要素１２の長さは３〜１２フィートの間で異なってもよく、例えば、４、６および９フィートの中間のモジュール長さを含んでもよい。
【００１８】
Ａ．モジュール式共通構成材１２
本発明によれば、以下に詳述するように、次に、構成要素１２は、本発明に従って定義されるような形状および機能を有する１つまたは複数の限定された数の異なる種類の共通構造要素１２Ｅで構成され、共通構成要素という用語は、多数の他の構成要素の間で共有される構成要素、または多数の他の構成要素の間に現れる構成要素、または多数の他の構成要素の一部としての構成要素を意味する。後述するように、構造要素１２Ｅは、一般的に、主要素１４、連結要素１６および補強要素１８を含み、１つまたは複数の主要素１４は、構成要素１２の主構造部材を含み、且つ弦材１４Ｃおよび形成ストリップ１４Ｆと称される構造部材で構成され得ることになる。次に、連結要素１６は、建造物１０を形成するために構成要素１２を相互に連結する手段を備え、典型的に、形成ストリップ１４Ｆまたはスタブ１６Ｓから形成される。次に、補強要素１８は、例えば構成要素１２の各主要素１４間に永久的に連結されて、その構成要素１２の基本建造にさらなる強度または形態をもたらす構造部材であり、この補強要素１８は、典型的に、補強材１８Ｒと称されるパイプ等の管状要素の部分、またはガセット１８Ｇと称される平らな金属板の部分から形成される。
【００１９】
次に、様々な構成要素１２のうちの特定の構成要素１２を個々に参照すると、図２Ａに示すように、弦材１４Ｃは、可変長であり、図２Ａに図示された弦材１４Ｃ断面を有する長尺部材である一方、形成ストリップ１４Ｆは、図２Ｂに図示された形成ストリップ１６ＦＳ断面を有する可変長の長尺部材である。しかしながら、構成要素１２はさらに、意図された目的により適するであろう他の標準構造形状を含み得ることが以下の説明の後で理解されるであろう。
【００２０】
本発明の方法および装置において、典型的な一式の構成要素１２は、典型的な建造物１０で最も一般的に使用される構成要素１２を含むであろう。かかる構成要素１２は、典型的に、図２Ａに示すような様々な長さの直線弦材２０を含むであろう。直線弦材２０は、単一の主要素１４を有し、この単一の主要素１４は、通常、垂直に配置され、１つまたは複数の連結要素１６と係合するように、両端部付近に、弦材１４Ｃの直径を貫通する複数のボルト穴１４Ｂを有する。また、直線弦材２０は、典型的に、他の構成要素１２への連結を可能にするため、弦材１４Ｃの長さに沿って、標準的な距離または間隔で配置されたボルト穴１４Ｂを含むであろう。
【００２１】
また、構成要素１２は、ほぼ梁状の建造物である様々な形態の母屋桁２２を含み得る。この点に関し、「母屋桁」という用語は、かつては特殊な種類の水平構造部材を意味したことに留意すべきである。最近のより一般的な使用では、「母屋桁」という用語は、あらゆる種類の水平構造部材を広く意味しているものとみなされ、垂直配向された構造部材を含むように拡張される場合があり、本発明の考察および説明では、この広い意味で使用される。
【００２２】
図２Ｃ、２Ｄ、２Ｅおよび２Ｆに示すように、様々な種類の母屋桁２２は、典型的に、図２Ｃに示す単一母屋桁２２Ａを含み、各母屋桁は、単一の水平配置された主要素１４で構成され、この主要素１４は、標準長さの単一弦材１４Ｃと、弦材１４Ｃの各端部に配置された連結要素１６とで構成される。典型的な単一母屋桁２２Ａでは、連結要素１６は、単一母屋桁２２Ａの両端部に横方向に取り付けられる形成ストリップ１４Ｆの各部分で構成され、主要素１４は、特定の別の実施形態では、弦材１４Ｃではなく、むしろ所望の長さの形成ストリップ１４Ｆで構成され得る。
【００２３】
様々な長さの標準母屋桁２２Ｂは、図２Ｄに示すように、各水平主要素１４間に配置されるほぼ垂直な補強要素１８と、各主要素１４の各端部の連結要素１６とを有する上下の水平主要素１４で構成されている。標準母屋桁２２Ｂの典型的な実施では、水平主要素１４は、形成ストリップ１４Ｆまたは弦材１４Ｃで構成されてもよく、補強要素１８は、典型的に、適切な直径および壁厚の配管で形成され、連結要素１６はそれぞれ、上下の水平主要素１４間に延在する形成ストリップ１４Ｆの垂直部分で構成される。
【００２４】
プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃは、図２Ｅに示すように、水平プラットフォームまたはデッキ用の支持構造物としての使用を意図されており、例えば、作業プラットフォーム、踊り場、屋外デッキ床、建造物１０の各階の間の床、水平プラットフォーム間の通路または傾斜ランプ等を形成するために使用され得る。したがって、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃは、水平配置され且つ水平離間された平行な一対の主要素１４で構成され、これら主要素１４は、典型的に、弦材１４Ｃで構成されるが、形成ストリップ１４Ｆで構成されてもよく、これら主要素１４間で水平に延在し且つこれら主要素１４に対して直角に延在する形成ストリップ１４Ｆで形成される補強要素１８により連結される。主要素１４間に延在し且つ主要素１４に取り付けられた形成ストリップ１４Ｆで構成される連結要素１６は、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃの各端部に配置されるため、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃは、例えば水平配置された標準母屋桁２２Ｂに連結され得る。次に、様々な種類のデッキ材または屋内床材またはあらゆる種類の床下材および表面仕上げ床材等のデッキ構成要素またはプラットフォーム構成要素は、１つまたは複数の隣接するプラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃの上面上に載置または取り付けられ、例えばバルコニー床またはデッキ床、または建造物１０の各階の間の床を形成し得る。
【００２５】
最後に、母屋桁２２は、図２Ｆに示すように様々な角度の傾斜および様々な長さを有する屋根の棟を形成するように構成された棟母屋桁２２Ｄを含み得る。棟母屋桁２２Ｄは、１つまたは複数の標準長さを有し、且つ各々が棟旋回軸２４で構成される。棟旋回軸２４は、屋根要素を棟旋回軸２４に所望のまたは必要な傾斜角度で取り付けることを可能にするため、各端部に回転可能に取り付けられる２つの回転取付板２６を有する。この点に関し、棟母屋桁２２Ｄは、回転連結等の他の目的のためにも使用され得るが、一般的に使用する要素ではなく、むしろ様々な傾斜角度を有する屋根の棟要素としての特殊な目的のために設計されていることに留意すべきである。棟旋回軸２４は、例えば適切な直径および壁厚の配管で構成されてもよい一方、回転取付板２６は、棟旋回軸２４の端部に回転可能に取り付けられ、屋根部材の取り付け用ボルト穴１４Ｂを有する簡素な板である。
【００２６】
関連する屋根構成要素１２として、図２Ｇおよび２Ｈに示す棟弦材２８Ａおよび二重軒部分２８Ｂを含み得る屋根構成要素２８が含まれ、棟弦材２８Ａおよび二重軒部分２８Ｂはそれぞれ、固定傾斜角度で屋根の頂上部を形成し、屋根の軒を形成するために用いられる。図示のように、棟弦材２８Ａは、所望の角度で取り付けられた弦材１４Ｃ部分で構成される２つの主要素１４で構成され、２つの弦材１４Ｃ部分間の内角に補強ガセット１８Ｇを用いるか、あるいは用いずに構築され得る。次に、二重軒部分２８Ｂは、図２Ｈに示すように配置された弦材１４Ｃ部分で構成される主要素１４で構成され、弦材１４Ｃ部分間の内角に補強ガセットを含んでもよいし、含まなくてもよい。
【００２７】
他の構成要素１２としては、例えば、様々な格子トラス３０およびブレース３２が含まれ、格子トラス３０は、多くの点で母屋桁２２と類似するが、連結または取付要素としてではなく、むしろ構造強化構成要素として主に設計されている。したがって、格子トラス３０と母屋桁２２との間の主要な差異の１つは、補強材１８Ｒは、意図された機能によって、主要素１６に対して垂直ではなく、むしろ主要素１４に対して斜めに配置される点である。図２Ｇ、２Ｈおよび２Ｉに図示されるように、小棟格子３０Ａ、小軒格子３０Ｂおよび格子トラス３０ｃは、一般的に、垂直に離間された２つの平行な水平主要素１４で構成され、これら水平主要素１４は、主要素１４間で斜めに延在する複数の補強材１８Ｒにより相互連結され、主要素１４の各端部に主要素１４間で垂直に延在する連結要素１６を有する。
【００２８】
図２Ｉ、２Ｊおよび２Ｋからわかり得るように、格子トラス３０の様々な形態の主要な差異は、格子トラス３０の寸法および外形にある。例えば、格子トラス３０Ｃは長尺な矩形であるのに対し、小棟格子３０Ａおよび小軒格子３０Ｂは水平方向に比例的に短く、一方の端部が格子の全体的に長方形の形状に対して斜めである。一般的に、格子トラス３０の主要素１４は、形成ストリップ１４Ｆで構成されてもよい一方、連結要素１６は、通常、形成ストリップ１４Ｆの部分で構成され、補強要素１８は、最も典型的には、適切な直径および壁厚の配管補強材１８Ｒで構成される。
【００２９】
図２Ｌ、２Ｍおよび２Ｎに示されたブレース３２は、方杖ブレース３２Ａ、枕木ブレース３２Ｂおよび斜めブレース３２Ｃを含んでもよく、方杖ブレース３２Ａ、枕木ブレース３２Ｂおよび斜めブレース３２Ｃはそれぞれ、母屋桁２２と直線弦材２０との間等の補強材１８として、２つの他の構造構成要素１２間に斜めに延在する主要素１４で構成される。また、各ブレース３２は、ブレース３２によって支持された構成要素１２と係合連結を形成するように、主要素１４の各端部に主要素１４の長手方向軸に対して斜めに設けられた連結要素１６も含む。ブレース３２の主要素１４は、典型的に、弦材１４Ｃ、形成ストリップ１４Ｆまたは補強材１８の部分で構成され、連結要素１８は、典型的に、形成ストリップ１４Ｆの部分で構成される。
【００３０】
図２Ｐおよび２Ｏに図示されたさらなる他の構成要素１２は、スタブ３４と、ブラケット３２とを含み、スタブ３４は、例えば２つの直線弦材２０間、または直線弦材２０とブラケット３２との間、または２つの弦材１４Ｃ要素間の軸連結を提供する。スタブ３４は、例えば以下の図３Ａ〜３Ｅに図示されるような、弦材１４Ｃの一部分の四角形断面の長手方向開口部内に滑合するような寸法を有する長い四角形断面管で構成される。また、スタブ３４には、典型的に、スタブ３０の長さの中央に配置された、ボルト穴１４Ｂとして特定される２つの横方向開口部が設けられ、この横方向開口部は、弦材１４Ｃの部分を通るボルト穴１４Ｂに対応し、以下の図３Ａ〜３Ｅ、そして、図２Ａ〜２Ｙにさらに図示されるように、例えば横方向開口部を貫通するＴ形ボルトまたは標準六角ボルトにより弦材１４Ｃの当該部分と係合するように、スタブ３０を取り付ける。
【００３１】
図２Ｐ〜２Ｗに示すように、ブラケット３２は、ドロップブラケット（ｄｒｏｐ  ｂｒａｃｋｅｔｓ）３２Ａ、オス型およびメス型スタブブラケット３２Ｂおよび３２Ｃ、オス型およびメス型ブラケット３２Ｄおよび３２Ｅ、棟ドロップブラケット３２Ｆ、底部トラスブラケット３２Ｇおよび単一基板３２Ｈを含み得り、これらはすべて、スタブ３０を用いて１つの構成要素１２を他の構成要素１２に取り付けるのを容易にするように設計されている。図示のように、各ブラケット３２は、弦材１４Ｃの部分で構成される少なくとも１つの主要素１４と、ブラケット３２を別の構成要素１２に取り付けるための１つまたは複数の連結要素１６とを含み、各連結要素１６は、例えば、主要素１４に溶接され、且つ例えばＴ形ボルトまたは標準六角ボルトを用いた取り付けのためのボルト穴１４Ｂを有する、形成ストリップ１４Ｆまたは平板の部分で構成され得る。
【００３２】
Ｂ．主構造要素１２Ｅ−弦材１４Ｃ、形成ストリップ１４Ｆおよびスタブ３４
再び図２Ａ〜２Ｙを参照すると、本発明の仮設建造物を建設するためのモジュール式共通構成要素のシステムにおける構成要素１２の上記説明から、構成要素１２および構成要素１２の副構成要素は、本質的に、特定の主構造要素１２Ｅとともに、補強要素の配管等の特定の共通要素や、車輪アセンブリ等の比較的稀な要素で構成されることが明らかであろう。説明したように、主構造要素１２Ｅは、様々な長さの弦材１４Ｃ、様々な長さの形成ストリップ１４Ｆ、連結要素１６およびスタブ３４を含む。
【００３３】
図３Ａ〜３Ｅに関して、弦材１４Ｃ、形成ストリップ１４Ｆおよびスタブ３０の断面図を示し、説明する。ここで、図３Ａは、弦材１４Ｃの断面図であり、図３Ｂは、弦材１４Ｃの断面図であって、弦材１４Ｃ内に挿入されたスタブ３４と、ボルト穴１４Ｂとを有している弦材１４Ｃの断面図であり、図３Ｃは、形成ストリップ１４Ｆの断面図であり、図３Ｄは、例えば母屋桁２２、格子トラス３０またはブレース３２の断面図であり、図３Ｅは、弦材１４の断面図であって、弦材１４に係合された複数の形成ストリップ１４Ｆを有し、六角ボルト４０ＨおよびＴ形ボルト４０Ｔで固定された弦材１４の断面図である。本発明の特定の局面と要素は、図３Ａ〜３Ｅの１つに示され、単に、図や表示、理解を明確にするために他の図面には示されず、各図面に全ての特徴を示すことで生じる複雑性や混雑を回避しているため、以下の説明では、図３Ａ〜３Ｅのすべてを同時に参照する。しかしながら、本発明の１つの特徴または局面を図３Ａ〜３Ｅの１つに示し、他の図面には示さないのは、限定を意図したものではないし、また限定と解釈されるべきではないことは理解されなければならない。さもなければ、本発明のあらゆる特徴または局面は、図３Ａ〜３Ｅのいずれかまたは全て、および、これらの組み合わせに現れる可能性があることは理解されなければならない。
【００３４】
図３Ａに図示されるように、弦材１４Ｃの本体４２は、４つの主壁４２Ｗで画定される。主壁４２Ｗは、穴４２Ｂとして特定されるほぼ正方形の中央開口部を囲繞し、ほぼ正方形の断面を形成し、弦材１４Ｃの長さを拡張する４つの内主面４２Ｉおよび４つの外主面４２Ｅを有する。内面４２Ｉおよび外面４２Ｅは、主壁４２Ｗの壁厚４２Ｔだけ離間されている。
【００３５】
各主壁４２Ｗの外主面４２Ｅは、さらに弦材１４Ｃの長さに沿って延在しつつ、外主面４２Ｅの中心に位置するＴ形溝構造４４を含む。各Ｔ形溝構造４４は、外主面４４Ｅから平行に外側に向けて外主面４４Ｅの軸に沿って延在する２つの平行な溝側壁４４Ｓと、溝側壁４４Ｓの頂部から互いに内側に向けて外主面４４Ｅに平行に延在する２つの溝正面壁４４Ｆとによって形成されている。
【００３６】
したがって、各Ｔ形溝構造４４の各構造要素は、Ｔ形溝構造４４の長さ、即ち、弦材１４Ｃの長さに沿って延在する内側Ｔ形溝４６開口部を形成する。各Ｔ形溝４６は、Ｔ形状の断面を有し、このＴ形状の断面は、Ｔ形溝構造４４の外面から垂直方向に本体４２の穴４２Ｂの方へ内側に延在する軸Ｔ形溝４６Ｓ部分と、軸Ｔ形溝４６Ｓの内側端で軸Ｔ形溝４６Ｓの両側に対して直角に延在して、軸Ｒ形溝４６Ｃを終端させる交差Ｔ形溝４６Ｃとを含んでいる。
【００３７】
Ｔ形溝構造４４の寸法および形状と、Ｔ形溝４６の内側寸法および形状とは、Ｔ形溝４６が従来の六角ボルト４０ＨまたはＴ形ボルト４０Ｔのいずれかを受け入れるとともに、六角ボルト４０Ｈの頭部またはＴ形ボルト４ＯＲの頭部が、交差Ｔ形溝４６Ｃ内に受け入れられ係合するように決定される。Ｔ形溝４６の形状および寸法は、特に六角ボルト４０Ｈとともに使用するように設計されており、六角ボルト４０Ｈは、周知の通り、例えば図３Ｅに極めて細い線で示されているように、矩形頭部を有し、この頭部は、一般的に、交差Ｔ形溝４６Ｃの幅より僅かに長く、且つ軸Ｔ形溝４６Ｓの幅とほぼ同じである。したがって、Ｔ形ボルト４０Ｔの頭部の形状および寸法は、矩形Ｔ形ボルト４０Ｔの頭部の長軸が長手方向の軸Ｔ形溝４６に沿って整列するときに、Ｔ形ボルト４０Ｔの頭部が軸Ｔ形溝４６Ｓを貫通し且つ交差Ｔ形溝４６Ｃ内に入り得るような形状および寸法である。次に、Ｔ形ボルト４０Ｔは、Ｔ形ボルト４０Ｔの頭部がＴ形溝４６の長手方向軸に対して横方向になるまで、Ｔ形ボルト４０Ｔの軸を中心にして回転し得る。この時点で、Ｔ形ボルト４０Ｔの頭部のこの向きでの長さが軸Ｔ形溝４６Ｓの幅よりも大きくなるため、Ｔ形ボルト４０ＴをＴ形溝４６から引き抜くことはできなくなる。さらに、Ｔ形ボルト４０Ｔは、回転して、交差Ｔ形溝４６Ｃの壁との締まり嵌めを形成可能であるので、Ｔ形ボルト４０ＴがＴ形溝４６に沿って移動したりＴ形溝４６に対してあらゆる角度で移動したりすることが防止される。Ｔ形ボルト４０Ｔの頭部の長軸がＴ形溝４６の長手方向軸と整列するまでＴ形ボルト４０Ｔを回転させるだけで、Ｔ形ボルト４０Ｔを取り外すことができる。
【００３８】
Ｔ形溝４６は、標準六角ボルト４０Ｈも受容し得るが、六角ボルト４０Ｈの頭部の形状および寸法は、一般的に、六角ボルト４０Ｈの頭部が、Ｔ形溝４６の長さに沿ったあらゆる位置で軸Ｔ形ボルト４６Ｓを介して挿入または除去されるのを防止するであろうし、また、六角ボルト４０ＨがＴ形溝４６の一端で挿入または除去され、Ｔ形溝４６に沿って所望の位置まで移動することが一般的に求められるであろう。また、六角ボルト４０Ｈの頭部の形状は、一般的に、六角ボルト４０Ｈの頭部がＴ形ボルト４０Ｔのように旋回カムロック作用の有効利用を目的として特別に適合されない限り、そのような作用を許容しないであろうということが認識されるであろう。
【００３９】
さらに、この点に関し、図３Ａ〜３Ｅにも図示されるように、上述のように、弦材１４Ｃ、形成ストリップ１４Ｆおよびスタブ１４Ｓは、例えば六角ボルト４０Ｈによって各構成要素１２が相互に装着可能なように、それぞれの長さに沿って配置されたボルト穴１４Ｂを含む。弦材１４Ｃ、形成ストリップ１４Ｆまたはスタブ１４Ｓ等の構造要素１２Ｅにおけるボルト穴１４Ｂの配置は、通常、構造要素１２Ｅの各端部または各端部付近における一対のボルト穴１４Ｂであって、２つのボルト穴１４Ｂが、構造要素１２Ｅに沿って連続して配置され、第１標準距離で離間される一対のボルト穴１４Ｂの形をとる。他の単一のボルト穴１４Ｂも、構造要素１２Ｅに沿って離間され得り、典型的には、第１標準距離よりも典型的に大きい第２標準距離で離間されるであろう。
【００４０】
Ｔ形ボルト４０Ｔのための弦材１４Ｃにおけるボルト穴１４Ｂは、図３Ｅおよび３Ｂに概略的に図示されており、ボルト穴１４Ｂは、弦材１４Ｃの幅を横方向に貫通しているように示されている。図示のように、ボルト穴１４Ｂが、弦材１４Ｃの反対側に配置された軸Ｔ形溝４６Ｔによって形成される通路と、主壁４２Ｗ内に形成された２つの整合穴１４Ｈとで構成されていることにより、弦材１４Ｃの本体４２を介して２つの軸Ｔ形溝４６Ｔが連結され、単一のボルト穴１４Ｂ通路が形成される。したがって、図示のように、六角ボルト４０Ｈの頭部４０ＨＨと、多くの場合任意の形態の座金とが、Ｔ形溝構造４４のうちの１つの溝正面壁４４Ｆの外面に支持される一方で、六角ナットと、またも場合によっては座金とが、対向するＴ形溝構造４４の溝正面壁４４Ｆの外面に支持されることになる。
【００４１】
さらに図３Ｂに図示されるように、スタブ３４の対向面におけるボルト穴１４Ｂが、弦材１４Ｃの対面上の対応する通路に対応し、この通路と整列することで、スタブ３４が弦材１４Ｃの中央穴４２Ｂに挿入され得る。図示のように、弦材１４Ｃの各側の通路が、対応するＴ形溝構造４４の軸Ｔ形溝４６Ｓと整列する弦材１４Ｃの主壁４２Ｗにおけるボルト穴１４Ｂで構成されることにより、六角ボルト４０Ｈを弦材１４Ｃおよびスタブ３４を介して固定することができる。したがって、上述のように、スタブ３４により、別の弦材１４Ｃまたは車輪アセンブリ等のさらなる他の構成要素１２に弦材１４Ｃを縦方向に連結することができる。
【００４２】
Ｃ．形成ストリップ１４Ｆの弦材１４Ｃへの係合
次に、連結要素１６等の形成ストリップ１４Ｆと弦材１４Ｃとの係合を考察すると、特に図３Ｅ、そして一緒に考慮される図３Ｂおよび３Ｃに図示されているように、弦材１４Ｃの断面形態と形成ストリップ１４Ｆの断面形態とが、構成要素１２のアセンブリから建造物１０に生じる圧縮力、張力およびねじり力を支持する複数の支持面をもたらすことは明らかであろう。
【００４３】
まず弦材１４Ｃを考察すると、例えば、弦材１４Ｃの各外主面４４Ｅは、本体支持面４８Ａおよび４８Ｂとして示されている２つの弦材支持面４８を提供し、各本体支持面４８Ａおよび４８Ｂは、溝側壁４４Ｓの外側と、隣接する外主面４４Ｅの外端部との間に位置し、外主面４４Ｅの長さに沿って延長する。各Ｔ形溝建造４４の溝側壁４４Ｓおよび溝正面壁４４Ｆは、各外主面４４Ｅの側壁支持面４８Ｃおよび４８Ｄと、各外主面４４Ｅの正面壁支持面４８Ｅおよび４８Ｆとを形成する。図示のように、側壁支持面４８Ｃおよび４８Ｄと、正面壁支持面４８Ｅおよび４８Ｆとは、溝側正面４４Ｓの外面と、溝外正面４４Ｏの外面とにより形成される。
【００４４】
最後に、弦材１４Ｃについて、各Ｔ形溝４６の内面、即ち、溝側壁４４Ｓの内面と溝正面壁４４Ｆの内面とは、さらにボルト支持面４８Ｇおよび４８Ｈを形成し、Ｔ形ボルト４０Ｔを介してかかる張力およびねじり力から生じる圧縮力を支持することに留意しなければならない。この点に関し、各交差Ｔ形溝４６Ｃの内面、即ち、弦材１４Ｃの主壁４２Ｗにおける対応する内主面４２Ｉに平行、且つ隣接する面により画定される平面は、主壁４２Ｗの対応する外主面４２Ｅと同一平面上にないことにも留意しなければならない。その代わりに、各交差Ｔ形溝４６Ｃの内面により画定される平面は、外主面４２Ｅに対して弦材１４Ｃの中央軸に向かって内側方向にオフセットされることにより、主壁４２Ｗの厚さ内に有効に存在する。図３Ａ〜３Ｅの検証からわかり得るように、各交差Ｔ形溝４６Ｃの内面の平面と、主壁４２Ｗの対応する外主面４２Ｅの平面とは、同一平面上にないばかりでなく、これらの平面の間、即ち、これらの平面を終端する隣接する角部間の、対角線上の最短経路を通る壁厚は最大化され、これらの要素の形状は、最大限の応力のポテンシャルポイントで向上した強度を提供する。
【００４５】
ここで、図３Ｃ、３Ｄおよび３Ｅの断面図で図示されたような形成ストリップ１４Ｆを参照すると、各形成ストリップ１４Ｆは、単一のストリップ板５ＯＰで構成され、このストリップ板５ＯＰは、標準幅と、典型的に標準幅よりも大きい可変長とを有し、この可変長は、例えば母屋桁２２の全長から、例えば母屋桁２２またはトラス３０と弦材１４Ｃとの間の取り付けを形成するのに必要な長さまでの範囲となり得る。形成ストリップ１４Ｆの断面図に図示されているように、形成ストリップ１４Ｆの断面は、複数のストリップ部分５０Ｓで構成され、これらストリップ部分５０Ｓは、形成ストリップ１４Ｆの長さに延在し、弦材１４Ｃの断面により形成される対応する面と係合する連続した面を形成する。
【００４６】
図示のように、ストリップ板５ＯＰ全体に連続する各ストリップ部分５０Ｓは、前後のストリップ部分５０Ｓに垂直であり、連続したストリップ部分５０Ｓは、ストリップ角部５０Ｃとして特定された直角な角部により連結されている。次に、ストリップ部分５０Ｓは、３つの主領域を形成しているように見なされてもよく、角領域５０ＲＣ、面領域５０ＲＦおよび取付領域５０ＲＡを含むような３つの主領域がストリップ部分５０Ｓ全体に順に示されてもよい。
【００４７】
図示のように、角領域５０ＲＣは、ストリップ部分５０ＳＡ、５２ＳＢおよび５２ＳＣで構成されることで、「ジグザグ」または「Ｗ形状」構造を形成している。この構造は、形成ストリップ１４Ｆが係合している弦材１４Ｃ面における主壁４２Ｗと、この弦材１４Ｃの隣接する主壁４２Ｗとにより形成される角と係合する。したがって、角領域５０ＲＣは、弦材１４Ｃの対応する本体支持面４８Ａおよび４８Ａと、弦材１４Ｃの壁支持面４８Ｃとにそれぞれ係合する支持面５２Ａ、５２Ｂおよび５２Ｃを形成する。
【００４８】
面領域５０ＲＦは、形成ストリップ１４Ｆが係合している弦材１４Ｃの面における主壁４２ＷのＴ形溝構造４４の２つの溝外面４４Ｏと重なり合う単一のストリップ部分５０ＳＦで形成される。したがって、分かり得るように、面領域５０ＲＦは、Ｔ形溝構造４４の正面壁の支持面４８Ｅおよび４８Ｆと係合する支持面５２Ｄ／Ｅを提供している。
【００４９】
最後に、取付領域５０ＲＡは、形成ストリップ１４Ｆの一側面に沿って弦材１４Ｃから直接外側に延在し、弦材１４Ｃのいかなる面も支持しないストリップ部分５０ＳＧで構成される。代わりに、取付領域５０ＲＡは、形成ストリップ１４Ｆを強化および補強し、且つ、形成ストリップ１４Ｆに永久的に取り付けられる他の構造要素の取り付け位置または取り付け補強位置となる構造要素を提供している。例えば、取付領域５０ＲＡは、長手方向の形成ストリップ１４Ｆ間に延在する交差形成ストリップ１４Ｆの取り付け位置として、格子の配管部分等の様々な他の補強要素の取り付けおよび支えとして、またはデッキ板またはデッキ格子の取り付けとして機能してもよい。
【００５０】
この点に関し、図３Ｄは、補強要素１８等の様々な要素が、構成材１２の主構造要素を含む２つの形成ストリップ１４Ｆ間で連結されている構成要素１２の例示的な断面図である。このような例として、様々な形態の母屋桁２２および格子トラス３０が挙げられ得る。図３Ｄ中に示すように、補強要素１８は、形成ストリップ１４Ｆの面領域５０ＲＦ領域におけるストリップ取付面５２ＡＦに取り付けられ、ストリップ取付面５２ＡＦは、面領域５０ＲＦの「外」側、即ち、面領域５０ＲＦにおいて上述のように形成ストリップ１４Ｆが弦材１４Ｃに係合されるときに弦材１４Ｃから通常外方に向く側である。
【００５１】
したがって、図３Ａ〜３Ｅからは、連結要素１６として機能する１つまたは複数の形成ストリップ１４Ｆまたは形成ストリップ１４Ｆの部分を、弦材１４Ｃの４つの面のいずれかまたは全て、あるいは弦材１４Ｃの部分の４つの面のいずれかまたは全てに同時に係合させることが可能であることにより、建造物１０への構成要素１２の設計・組み立てにおいて大きな融通性が得られることがわかるであろう。図３Ｅに示された実例では、例えば、３つの形成ストリップ１４Ｆ部分が、弦材１４Ｃの単一部分に係合され、各形成ストリップ１４Ｆ部分は、例えば、他の構成要素１２の連結要素１６である。図示のように、２つの形成ストリップ１４Ｆ部分は、弦材１４Ｃの対向する側面に鏡面配向で係合され、各面領域５０ＲＦの外面間の弦材１４Ｃを貫通する少なくとも１つの六角ボルト４０Ｈによって、弦材１４Ｃに機械的に固定される。３番目の形成ストリップ１４Ｆは、弦材１４Ｃの第３面に対して嵌合され、弦材１４Ｃの当該面の対応するＴ形溝４６に挿入されたＴ形ボルト４０Ｔによって、弦材１４Ｃに機械的に固定される。
【００５２】
しかしながら、図３Ｅに図示された構成の限界は、単に形成ストリップ１４Ｆを弦材１４Ｃの面と係合させる向きの選択によるものであり、例えば、連結要素１６として機能する形成ストリップ１４Ｆを４つまで使用することが可能であるということが図３Ｅを検証するとわかるであろう。例えば、図３Ｅでは、３つの形成ストリップ１４Ｆの構成の限界は、単に２つの鏡面配向の形成ストリップ１４Ｆの角領域５０ＲＣが弦材１４Ｃの同一面を支持しているので、４番目の形成ストリップ１４Ｆを弦材１４Ｃの空いている面と係合させようとした場合に、２つの既に存在する形成ストリップ１４Ｆのうちの一方または他方の角領域５０ＲＣが、４番目の形成ストリップ１４Ｆの角領域５０ＲＣと機械的に干渉するであろうということがわかり得る。しかしながら、六角ボルト４０Ｈのナットが配置された側面上の形成ストリップ１４Ｆの向きが逆であった場合、即ち、形成ストリップ１４Ｆが六角ボルト４０Ｈを中心にして回転されて、角領域５０ＲＣが弦材１４Ｃの現在空いている角部を占有すれば、４番目の形成ストリップ１４Ｆを収容できることも図３Ｅから明らかであろう。言い換えれば、弦材１４Ｃの各角が形成ストリップ１４Ｆの角領域５０ＲＣの対応する１つによって占有されるように、弦材１４Ｃと係合する形成ストリップ１４Ｆが弦材１４Ｃの面に対して配向される場合、最大数の形成ストリップ１４Ｆ、即ち、４つの形成ストリップ１４Ｆを、弦材１４Ｃの４つの面に対して嵌合させることができる。もちろん、弦材１４Ｃの各角部が形成ストリップ１４Ｆにおける角領域５０ＲＣのうちの対応する１つにより占有されるように、形成ストリップ１４Ｆを弦材１４Ｃの面に対して配向した場合、あらゆるより少ない数の形成ストリップ１４Ｆを弦材１４Ｃに係合させることも可能であることは認識されるであろう。
【００５３】
次に、形成ストリップ１４Ｆおよび弦材１４Ｃの支持面の相互作用を考察すると、特に図３Ｅを参照し、且つ図３Ｂおよび３Ｃを組み合わせて参照すると、形成ストリップ１４Ｆおよび弦材１４Ｃの設計および断面構造では、この２つの要素が複数の支持面４８Ａ〜４８Ｈおよび対応する形成ストリップ支持面５２Ａ〜５２Ｆに沿って係合するようになっていることが明らかであろう。また、係合する各支持面が、２つの互いに垂直な軸のいずれかに沿って配向され、弦材１４Ｃの各面ごとに、１つの軸が弦材１４Ｃの当該面に対して垂直であり、第２の軸が弦材１４Ｃの当該面に対して平行であることも留意されるであろう。
【００５４】
その結果、形成ストリップ１４Ｆおよび弦材１４Ｃは、形成ストリップ１４Ｆおよび弦材１４Ｃが対応する大きな圧縮力および張力に確実に耐えることが可能な大きな相互支持面を提供する。さらに、２つの相互に垂直な軸に沿った支持面の分布も、形成ストリップ１４Ｆおよび弦材１４Ｃが耐久および支持可能なねじり力または旋回力の大きさを大きく増大させる。
【００５５】
この点に関し、例えば弦材１４Ｃと、連結要素１６として機能する形成ストリップ１４Ｆの部分との間の横移動、即ち、弦材１４Ｃに沿った形成ストリップ１４Ｆの移動または滑りに加え、Ｔ形ボルト４０Ｔおよび六角ボルト４０Ｈが、弦材１４Ｃと形成ストリップ１４Ｆとの間に圧縮力を作用させることにより、弦材１４Ｃと形成ストリップ１４Ｆとの間の張力に対抗されることにも留意されるであろう。即ち、図３Ａからわかり得るように、六角ボルト４０Ｈは、弦材１４Ｃの１つの面を支持する形成ストリップ１４Ｆの面領域５０ＲＦにおける外面と、弦材１４Ｃの対向面を支持する形成ストリップ１４Ｆの面領域５０ＲＦにおける外面または弦材１４Ｃの対向面のＴ形溝構造４４Ｔにおける外面のいずれかとの間に圧縮力を作用させることになる。Ｔ形ボルト４０Ｔの場合、弦材１４Ｃの１つの面を支持する形成ストリップ１４Ｆの面領域５０ＲＦにおける外面と、当該弦材１４Ｃの同じ面のＴ形溝構造４４Ｔにおける溝正面壁４４Ｆの内側を向いた面との間に、圧縮力が印加されることになる。六角ボルト４０Ｈを締め付ける場合の構成要素１２の横移動に対抗する力が、六角ボルト４０Ｈの軸とボルト穴１４Ｂの壁との間の機械的干渉により提供されることにも留意すべきである。Ｔ形ボルト４０Ｔで締め付ける場合、弦材１４Ｃに沿った横移動に対する対抗力は、係合する支持面間の摩擦である一方、横方向の側方移動に対する対抗力は、Ｔ形ボルト４０Ｔの軸とＴ形溝４６の長手側との間の機械的干渉によるものである。
【００５６】
最後に、形成ストリップ１４Ｆと弦材１４Ｃとの間の機械的連結または取り付けを考察すると、本明細書中で上述したように、形成ストリップ１４Ｆは、他の構成要素１２の端部上に連結要素１６として適用される形成ストリップ１４Ｆの部分等の形成ストリップ１４Ｆを、Ｔ形ボルト４０Ｔまたは六角ボルト４０Ｈにより、例えば弦材１４Ｃまたは弦材１４の部分に固定することを可能にする１つまたは複数のボルト穴１４Ｂを典型的に含むことになる。このようなボルト穴１４Ｂの数および間隔は、本明細書において上述したように、形成ストリップ１４Ｆまたは形成ストリップ１４Ｆの部分の長さおよび意図された用途に依存することになり、係合する構成要素１２におけるボルト穴１４Ｂの位置、間隔および寸法に対応することになる。
【００５７】
図３Ｃ、３Ｄおよび３Ｅに示されているように、１つのボルト穴１４Ｂまたは複数のボルト穴１４Ｂは、形成ストリップ１４Ｆの面領域５０ＲＦ領域に配置されることになり、弦材１４の２つの対向する主壁４２Ｗを介して対応する軸Ｔ形溝４６Ｓと、あらゆる対応するボルト穴１４Ｂとに整列することになる。このような配置により、Ｔ形溝４６内に固定された１つまたは複数のＴ形ボルト４０Ｔによって、または上述のように、形成ストリップ１４Ｆと弦材１４Ｃとを貫通する六角ボルト４０ＨとＴ形ボルト４０Ｔとの組み合わせによって、または１つまたは複数の六角ボルト４０Ｈによって、形成ストリップ１４Ｆを弦材１４Ｃに固定することができる。
【００５８】
この点に関し、形成ストリップ１４Ｆと弦材１４Ｃとの間の連結または係合におけるボルト４０の数が、弦材１４Ｃに沿った連結の位置に依存することになることは明らかであろう。上述のように、例えば、弦材１４Ｃまたは形成ストリップ１４Ｆは、典型的に、弦材１４Ｃまたは形成ストリップ１４Ｆの端部に一対の比較的密接に離間されたボルト穴１４Ｂと、弦材１４Ｃまたは形成ストリップ１４Ｆの長さに沿って固定間隔で離間された複数の単一のボルト穴１４Ｂとを有することになる。本発明の現在の好ましい実施においては、弦材１４Ｃまたは形成ストリップ１４Ｆの長さに沿った単一のボルト穴１４Ｂの連結が、好ましくは単一のＴ形ボルト４０Ｔにより達成される一方で、当該要素の端部における一対のボルト穴１４Ｂによる連結が、好ましくは単一のＴ形ボルト４０Ｔと単一の六角ボルト４０Ｈとによって、または２つのＴ形ボルト４０Ｔによって達成される。ただし、これらの連結は、状況によって変わり得る。
【００５９】
Ｄ．極限環境条件耐性（ＥＥＣＲ）建造物、基本構造要素
上述のように、本発明は、家屋等の極限環境条件耐性（ＥＥＣＲ）建造物のモジュール式建設の方法および装置に関し、詳細には、例えばハリケーン、竜巻、火災等の極限環境条件への高い耐性を有する家屋等の建築物を建設するための共通モジュール式構成要素のシステムに関する。以下に、ＥＥＣＲ建造物の建設に対する本発明の上述の構成要素およびアセンブリの適合および変更について説明する。
【００６０】
建造物の建設における一般的な構成要素および組み立て方法の上記説明から、本発明の構成要素１２が、本発明に従って定義される形状および機能を有する限られた数の異なる種類の構造要素１２Ｅを含むこと、そして、この形状の「ライブラリー」により、以下に説明するような、極限環境条件への向上した耐性を有する家屋等の極限環境条件耐性（ＥＥＣＲ）建造物１０Ｅを含む広い範囲の建造物１０を建設することができることは明らかであろう。上述の一般的構成要素および組み立て方法と同様に、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅのための基本的な複数の構成要素１２は、一般的に、共通の外形または形状および寸法を有する様々な形態の主要素１４および連結要素１６を含み、構成要素１２の基本構造部材は、やはり一般的に、弦材１４Ｃおよび形成ストリップ１４Ｆと称される構造部材を含むことになる。次に、連結要素１６も同様に、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅを形成するために構成要素１２を相互に連結する手段を含み、典型的に、形成ストリップ１４Ｆまたはスタブ１６Ｓで形成され、あるいは、形成ストリップ１４Ｆまたはスタブ１６Ｓを組み込む。
【００６１】
ＥＥＣＲ建造物１０Ｅを含むことになる建造物の一般的建設に適用されるような上述した本発明の構成要素および組み立て方法を要約すると、図２Ａに示されたような弦材１４Ｃは、可変長と図２Ａに図示された弦材１４Ｃ断面とを有する長尺部材である一方、形成ストリップ１４Ｆは、図２Ｂに図示された形成ストリップ１６ＦＳ断面を有する可変長の長尺部材である。ただし、構成要素１２は、他の標準的な構造形状をさらに含み得り、他の標準的な構造形状では、そのような他の要素が意図された用途に一層適するであろう。
【００６２】
また、説明したように、一連の構成要素１２または１つのライブラリーの構成要素１２は、典型的に、図２Ａに示されたような様々な長さの直線弦材２０を含むことになり、直線弦材２０は、単一の主要素１４を有し、この単一の主要素１４は、通常、垂直に配置される単一の弦材１４Ｃであり、その端部付近に、弦材１４Ｃの直径を貫通する複数のボルト穴１４Ｂを有し、１つまたは複数の連結要素１６と係合する単一の弦材１４Ｃである。また、直線弦材２０は、他の構成要素１２へ連結できるように、典型的に、弦材１４Ｃの長さに沿って標準的な距離または間隔で配置されたボルト穴１４Ｂを含むことになる。
【００６３】
他の共通して用いられる構成要素１２として、様々な形態の母屋桁２２も含み得り、母屋桁２２は、一般的に、梁状の建造物である。この点に関し、「母屋桁」という用語は、かつては特殊な種類の水平構造部材を意味したが、最近のより一般的な使用では、「母屋桁」という用語は、あらゆる種類の水平構造部材を一般的に意味するものと見なされ、垂直配向された構造部材を含むように拡張され得ることに留意すべきである。
【００６４】
図２Ｃ、２Ｄ、２Ｅおよび２Ｆを参照しながら説明したように、様々な種類の母屋桁２２は、典型的に、図２Ｃに示すような単一の母屋桁２２Ａを含み、各母屋桁は、単一の水平配置された主要素１４で構成され、この主要素１４は、標準長さの単一の弦材１４Ｃと、弦材１４Ｃの各端部に配置された連結要素１６とで構成される。典型的な単一の母屋２２Ａでは、連結要素１６は、単一の母屋２２Ａの端部に横方向に取り付けられる形成ストリップ１４Ｆの各部分で構成され、主要素１４は、別の特定の実施形態では、弦材１４Ｃではなく、むしろ所望の長さの形成ストリップ１４Ｆで構成され得る。
【００６５】
様々な長さの標準母屋桁２２Ｂは、図２Ｄに示されたように、上下の水平主要素１４で構成され、上下の水平主要素１４は、各水平主要素１４間に延在するほぼ垂直な補強要素１８と、各主要素１４の各端部における連結要素１６とを有する。標準母屋桁２２Ｂの典型的な実施では、水平主要素１４は、形成ストリップ１４Ｆまたは弦材１４Ｃで構成され得り、補強要素１８は、典型的に、適切な直径および壁厚の配管で形成され、連結要素１６はそれぞれ、上下の水平主要素１４間に延在する形成ストリップ１４Ｆの垂直部分で構成される。
【００６６】
次に、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃは、図２Ｅに示すように、水平プラットフォームまたはデッキ用の支持構造物としての使用を意図されており、例えば、作業プラットフォーム、踊り場、屋外デッキ床、建造物１０またはＥＥＣＲ建造物１０Ｅの各階の間の床、階プラットフォーム間の通路または傾斜ランプ等を形成するために使用され得る。したがって、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃは、水平配置され、且つ水平離間された平行な一対の主要素１４で構成され、これら主要素１４は、典型的に、弦材１４Ｃで構成されるが、形成ストリップ１４Ｆで構成されてもよく、主要素１４間で水平に延在し、且つこれら主要素１４に対して直角に延在する形成ストリップ１４Ｆで形成される補強要素１８により接続される。主要素１４間に延在し、且つ主要素１４に取り付けられた形成ストリップ１４Ｆで構成された連結要素１６は、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃの各端部に配置されるため、プラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃは、例えば水平配置された標準母屋桁２２Ｂに連結され得る。次に、様々な種類のデッキ材または屋内床材またはあらゆる種類の床下材および表面仕上げ床材等のデッキ構成要素またはプラットフォーム構成要素は、１つまたは複数の隣接するプラットフォームデッキ母屋桁２２Ｃの上面上に載置または取り付けられ、例えばバルコニー床またはデッキ床、または建造物１０またはＥＥＣＲ建造物１０Ｅの各階の間の床を形成し得る。
【００６７】
例えば、屋根、トラス、ブレースの構成要素１２、および例えば屋根と壁要素との間、または床と壁要素との間の連結を形成する構成要素１２等を含む、更に他の上述した構成要素１２が、必要に応じて、家屋状の建造物１０またはＥＥＣＲ建造物１０Ｅを建設するのに使用され得ることは理解されるであろう。
【００６８】
したがって、次に、ハリケーン耐性家屋等の例示的なＥＥＣＲ建造物１０Ｅを考察すると、図４Ａおよび４Ｂは、極限環境条件耐性（ＥＥＣＲ）建造物１０Ｅの主構造構成要素およびアセンブリの概略図である。
【００６９】
まず図４Ａを参照すると、図４Ａにおいてわかり得るように、単一の弦材１４Ｃに対する二重の弦材１４Ｃの使用、および主壁アセンブリ１０Ｆ間に配置された追加の補強柱１０Ｒ等の追加の補強要素の存在等のように、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅの構造構成要素の強度が向上されていることを除けば、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅは、図１Ｂに図示されたように、建造物１０とほぼ対応していることがわかり得る。
【００７０】
次に、図４Ｂは、図４Ａに図示されたＥＥＣＲ建造物１０Ｅと同等のＥＥＣＲ建造物１０Ｅのさらなる断面図であるが、断熱、防音、および構造支持のために全ての壁および床空間に注入される支持／断熱材１０Ｎと、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅにさらなる構造補強を提供する外壁板および内壁板１０Ｏ、１０Ｐを図示している。この点に関し、断熱材１０Ｎが、現在の好ましい実施形態においては、好ましくは隣接する連結壁、床および屋根構造物全体に連続するフォームであることにより、建造物全体にさらなる支持力を提供していることに留意すべきである。さらに、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅの構造要素は、典型的に、例えば壁フレーム要素にボルト固定または接着された合板で構成され得る外壁板１０Ｏ、および、例えばセルフタッピンねじまたは接着剤で壁フレームに取り付けられた壁板で構成され得る内壁板１０Ｐ等をさらに含むことになり、外壁板１０Ｏおよび内壁板１０Ｐの双方は、建造物の構造をさらに補強する。
【００７１】
ＥＥＣＲ建造物１０ＥのＥＥＣＲ構造要素１２ＥＥを形成するための構造要素１２Ｅへの非極限環境建造物１０の適合、修正および変更を考察すると、図４Ａおよび４Ｂに示すように、主ＥＥＣＲ構造要素１２ＥＥが、二重弦材梁５４Ｂおよび二重弦材コネクタ５４Ｃを含むことが留意されるであろう。以下に説明するように、これらの要素は、本質的には、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅの主構造要素であり、それぞれ壁、床、天井および屋根の主構造梁要素と、二重弦材梁５４Ｂを相互におよび他の構造要素に連結する要素とを形成する。
【００７２】
したがって、まず二重弦材梁５４Ｂの構造および建設を考察すると、図５Ａおよび５Ｂはそれぞれ、二重弦材梁５４Ｂの典型的な実施形態の建設に用いられる二重弦材梁５４Ｂおよびスペーサ５４Ｓの端部断面図である。図５Ａおよび５Ｂに示されているように、二重弦材梁５４Ｂは、一対の平行な弦材１４Ｃで構成され、これら一対の弦材１４Ｃは、１つまたは複数の両端梁スペーサ５４Ｓによって、典型的には複数の両端梁スペーサ５４Ｓによって離間されている。現在の好ましい実施形態では、各両端梁スペーサ５４Ｓは、二重弦材梁５４Ｂの弦材１４Ｃ間に延在し、対応する形成ストリップ１４Ｆにより各弦材１４Ｃに取り付けられたスペーサ要素５６で構成され得る。図示のように、各形成ストリップ１４Ｆは、スペーサ要素５６の軸に垂直に、且つ係合する弦材１４Ｃの軸に平行になるように、スペーサ要素５６の端部に取付けられていることにより、本明細書のセクションＣで上述した方法で、二重弦材梁５４Ｂの対応する弦材１４Ｃに係合する。また、スペーサ要素５６が、代替的に、例えば弦材１４Ｃ間に配置される補強材１８Ｒ、または平板、管状部材等の他のあらゆる形態の構造連結部材で構成されてもよく、また、スペーサ要素５６が、溶接等により二重弦材梁５４Ｂの弦材１４Ｃに永久的に取り付けられ、単一の永久的構造要素を形成してもよいことにも留意すべきである。
【００７３】
次に、二重弦材コネクタ５４Ｃを考察すると、図４Ａに図示されているように、二重弦材コネクタ５４Ｃは、例えば床と壁梁との間、または床と床または壁と壁梁との間の交点で、二重弦材梁５４Ｂを連結するために用いられる。図４Ａに図示されるように、単一の二重弦材梁５４Ｂの床梁と２つの二重弦材梁５４Ｂの壁梁とが外壁で交差する場合のように、３つの二重弦材梁５４Ｂを連結するコネクタ等の特定のＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃが、４つではなく、むしろ３つの二重弦材梁５４Ｂのための係合要素を含み得ることが留意されるであろう。
【００７４】
図５Ｃは、１つの平面に十字状に配置された４つの二重弦材梁５４Ｂのための単一平面、の４方向ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃの概略図であって、二重弦材コネクタ５４Ｃは、例えば垂直上部二重弦材梁５４Ｂと、垂直下部二重弦材梁５４Ｂと、対向して延在する２つの二重弦材梁５４Ｂとの間の連結により形成される。図５Ｃに示されているように、単一平面の４方向ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃは、両端二重梁コネクタ５４ＣＤで構成され、両端二重梁コネクタ５４ＣＤは、２つ以上のスペーサ５４Ｓにより離間された一対の平行な弦材１４Ｃで構成され、スペーサ５４Ｓは、例えば、形成ストリップ１４Ｆ、弦材１４Ｃ’間に配置された補強材１８Ｒ、または弦材１４Ｃ’に取り付けられた平板等の他のあらゆる形態の構造連結部材によって、弦材１４Ｃ’間に延在し、弦材１４Ｃ’に取り付けられた形成ストリップ１４Ｆで構成され得る。
【００７５】
ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃは、さらに、少なくとも１つの単端部二重梁コネクタ５４ＣＳを含み、単端部二重梁コネクタ５４ＣＳは、一端が両端二重梁コネクタ５４ＣＤの弦材１４Ｃ’の１つに連結され、少なくとも１つのスペーサ５４Ｓにより離間された一対の平行な弦材１４Ｃ’’で構成されている。例えば、図５Ｃに図示された構成は、両端二重梁コネクタ５４ＣＤの一対の弦材１４Ｃ’の他方の軸に直角に連結された第２の単端部二重梁コネクタ５４ＣＳを含む。同様に、単端部二重梁コネクタ５４ＣＢのスペーサ５４Ｓは、例えば、弦材１４Ｃ’間に延在し、弦材１４Ｃ’に取り付けられた形成ストリップ１４Ｆ、弦材１４Ｃ’間に配置された補強材１８Ｒ、または他のあらゆる形態の構造連結部材で構成され得る。
【００７６】
図５Ｃに概略的に示されているように、また、本明細書のセクションＢおよびＣで上述したように、本発明における、床梁または壁梁として用いられる二重弦材梁５４Ｂ等の構造要素または他の構造要素は、ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃを介して、または本明細書において上述したように、ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃの弦材１４Ｃ’および１４Ｃ’内に挿入されたスタブ１４Ｓにより、またはやはり本明細書において上述したように、ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃの弦材１４Ｃ’または１４Ｃ’’にボルト固定された形成ストリップ１４Ｆにより、ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃに、または互いに取り付けられ得る。
【００７７】
また、図５Ｃに図示されたＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃを、三次元構成を含む様々な構成に容易に修正または拡張できることを認識すべきである。例えば、図５Ｃに図示された二重弦材コネクタ５４Ｃは、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅの外壁における床梁および壁梁の接合部に適合可能であり、水平に延在する単端部二重梁コネクタ５４ＣＳの１つを排除しさえすれば、接合部の一面だけに二重床梁５４Ａが存在する。さらなる例では、二重弦材コネクタ５４Ｃは、建造物の内部において、相互に直角に延在する二重床梁５４Ａが上下方向に延在する二重壁または支持梁５４Ａと共通接合部で交差する連接点での使用に適合可能である。このような適合は、１つまたは複数の単端部二重梁コネクタ５４ＣＳを二重弦材コネクタ５４Ｃの弦材１４Ｃ’および１４Ｃ’’に追加することにより、達成されるであろう。しかし、追加される１つまたは複数の単端部二重梁コネクタ５４ＣＳは、図５Ｃに図示されたように、二重梁コネクタ５４Ｃの実施形態における両端二重梁コネクタ５４ＣＤおよび単端部二重梁コネクタ５４ＣＳの面に直角に延在する。図５Ｃに図示された二重弦材コネクタ５４Ｃの基本的な実施形態を、またさらなる構成に適用することは当業者にとっては明らかであろう。
【００７８】
最後に、ＥＥＣＲ二重弦材コネクタ５４Ｃは、溶接された構成要素等のような要素の永久的アセンブリとして構築するのではなく、本明細書におけるセクションＡ、ＢおよびＣで上述したように、個々の構成要素のアセンブリにより構築してもよいことも認識されるべきである。
【００７９】
また、本明細書におけるセクションＡ、ＢおよびＣで上述した他の要素１２Ｅも、同様に、ＥＥＣＲ二重弦材梁５４Ａと二重弦材コネクタ５４Ｃとの使用に適合され得ることも明らかであろう。このような例として、図２Ｇの棟弦材２８Ａおよび図２Ｈの二重軒部分２８Ｅが挙げられ、棟弦材２８Ａおよび二重軒部分２８Ｅは、図５Ｄおよび５Ｅに示されているように修正および適合されたことで、ＥＥＣＲ屋根棟部分２８ＡＥおよびＥＥＣＲ二重軒部分２８ＥＥを形成し、二重弦材梁５４Ａおよび二重弦材コネクタ５４Ｃと係合する。この点に関し、二重弦材梁５４Ａと二重弦材コネクタ５４Ｃとの使用に適合される構造要素１２Ｅは、図５Ｅに図示されるように、単一の弦材１４Ｃ梁と併用されてもよく、この場合、屋根棟部分２８ＡＥおよび二重軒部分２８ＥＥは、２つの個別の単一弦材１４Ｃ梁により連結されることにも留意しなければならない。
【００８０】
Ｅ．極限環境条件耐性（ＥＥＣＲ）建造物、外側主構造アセンブリおよび外板／内板
再び図４Ａおよび４Ｂを参照すると、建造物１０の構造要素およびアセンブリと同様に、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅの構造要素およびアセンブリは、典型的に、壁や多くの場合屋根および床のアセンブリの内板および外板の双方の設備と、壁および屋根要素内や多くの場合床アセンブリ内の断熱用空間と、壁内や多くの場合屋根や床アセンブリ内の給排水管またはガス管や配線等の配管用空間を含むことになる。
【００８１】
さらに、外壁アセンブリ１０Ｆ、床／天井アセンブリ１０Ｇまたは屋根アセンブリ１０Ｉ、および特定の内壁１０Ｒ等の考えられ得る他の特定の内側構造要素等のＥＥＣＲ建造物１０Ｅの特定の主構造要素は、建造物の内部空間にさらなる構造上の強度および完全性と、さらなる環境保護とを提供する形態で建設される。以下に説明するように、このようなＥＥＣＲ建造物１０Ｅの構造要素は、図４Ａおよび４Ｂにおいて、それぞれがモジュール式壁アセンブリ５８Ｗ、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆおよびモジュール式屋根アセンブリ５８として特定される主構造アセンブリ５８に基づいている。
【００８２】
図６Ａおよび６Ｂを参照すると、図６Ａは、外側モジュール式壁アセンブリ５８Ｗを備えるＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８の概略的な等尺図であり、図６Ｂは、外側モジュール式壁アセンブリ５８Ｗの断面図である。モジュール式構造アセンブリ５８、二重弦材梁５４Ｂ、スペーサ５４Ｓ、母屋桁２２、およびボルトまたは他の締め具等の他の要素等の、図６Ａおよび６Ｂに示された構造構成要素は、以下の説明で論じられる特徴を簡易且つ明確に表示するために、簡素な図の形態で表されていることを認識しなければならない。しかしながら、これらの要素の詳細図については、先行する図面および説明に示されており、必要に応じてこれらの先行する図面および説明を参照すべきである。
【００８３】
モジュール式壁アセンブリ５８Ｗを含むＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８の例として図６Ａおよび６Ｂに図示されているように、ＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８は、今度は上述のように、梁スペーサ５４Ｓにより離間された一対の平行な弦材１４Ｃで構成される二重弦材梁５４Ｂに基づいている。例えば、モジュール式壁アセンブリ５８Ｗの場合、ＥＥＣＲモジュール式アセンブリ５８の二重弦材梁５４Ｂは、ＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８の平行な弦材１４Ｃが壁の平面に平行であり、且つこの平行な弦材１４Ｃを連結するスペーサ５４Ｓが壁の平面に対して垂直であるように配置される。したがって、ＥＥＣＲモジュール式構造物５８の２つの弦材１４Ｃは、壁の内面および外面にそれぞれ配置される垂直な内面梁５８ＩＦおよび外面梁５８ＯＦを形成し、スペーサ５４Ｓで形成される水平に延在する内壁スペーサ５８Ｓにより離間される。モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆおよびモジュール式屋根アセンブリ５８Ｒもほぼ同様に構築されるが、弦材１４Ｃおよびスペーサ５４Ｓの配向が適切に異なっているため、壁厚、または天井、床または屋根の厚さは、スペーサ５８Ｓの長さおよび弦材１４Ｃの断面寸法により決定される。
【００８４】
再び図６Ａおよび６Ｂを参照すると、図示のように、モジュール式壁アセンブリ５８Ｗは、母屋桁２２により連結された少なくとも一対の二重弦材梁５４Ｂで構成され、母屋桁２２は、内面梁５８ＩＦ間または外面梁５８ＯＦ間に延在し、且つ壁１０Ｆの内面６０Ｉと外面６０Ｏとを画定している。また、図示のように、母屋桁は、モジュール式壁アセンブリ５８Ｗの上部および底部、即ち、壁の平面と例えば天井および床アセンブリとの交点であって、モジュール式床／天井および屋根アセンブリ５８Ｆおよび５８Ｒの相当する位置に配置され得る。例えばさらに構造を強化または補強するため、または窓またはドアのアセンブリ等にフレームを提供するために、ＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８の弦材１４Ｃの長さまたは高さに沿ったあらゆる位置にさらなる母屋桁２２が配置され得ることにも留意すべきである。上述と同様に、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆおよびモジュール式屋根アセンブリ５８Ｒもほぼ同様に構築されるが、ＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８の配向が適切に異なる。
【００８５】
図４Ａに示すように、隣接するＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８を一体化構造ユニットに連結して、各ＥＥＣＲモジュール式構造アセンブリ５８間の空間を決定することに加え、母屋桁２２は、合板、壁板、および仕上げ材等の外板６２Ｉおよび内板６２Ｏを壁、屋根および床部分に取り付けるための内側構造面６０Ｉおよび外側構造面６０Ｏも提供し、内板６２Ｉおよび外板６２Ｏは、例えばボルト、ねじ、釘、接着剤等により、表面６０Ｉおよび６０Ｏに取り付けられてもよい。
【００８６】
特に図６Ｂを参照すると、外板６２Ｏは、例えば、例えばボルト等の締め具６２Ｂまたは接着剤により母屋桁２２に固定された合板で形成された基板６２ＯＢと、例えば、例えばボルト、ねじ部品、釘または接着剤により基板６２ＯＢまたは外側母屋桁２２に取り付けられたスタッコまたは金属パネルで構成された仕上げ板６２ＯＦとで構成され得る。この点に関し、仕上げ板６２ＯＦの選択は、構造のさらなる強化をもたらすのに加え、壁アセンブリ１０Ｆ、ひいてはＥＥＣＲ建造物１０Ｅの環境耐性および強度の決定に顕著な効果を有することになることに留意すべきである。例えば、スタッコ被覆および金属パネルは、耐火性であるとともに、風、雨または雪、および風で飛ばされた瓦礫類等のような危険要因による侵入に対するさらなる耐性を提供する。外板６２Ｏを含む構造要素または構造パネルが、典型的に、複数のモジュール式壁部分５８Ｗ上に水平に延在し得るようになるため、隣接するモジュール式壁部分５８Ｗが相互に連結され、壁にさらなる構造強度が提供されることにも留意すべきである。所望の構造特性または化粧性を有する塗料またはさらなる仕上げ材等のさらなる被覆または仕上げ層を、必要または所望に応じて、壁の外面６０Ｉの外面に追加してもよいことも留意されるであろう。
【００８７】
モジュール式壁部分５８Ｗの内面６０Ｉは、典型的に、モジュール式壁部分５８Ｗの内側の構造上および仕上げ上の要件に依存して、外板６２Ｏのように、それぞれが合板および壁板等の内側基板６２ＩＢおよび内側仕上げ板６２ＩＦか、あるいは内側仕上げ板６２ＩＦのみで構成され得る内板６２Ｉにより覆われることになる。外板６２Ｏの場合のように、内板６２Ｉを備える構造要素またはパネルは、典型的に、複数のモジュール式壁部分５８Ｗ上に水平に延在し得るようになるため、隣接するモジュール式壁部分５８Ｗは相互に連結され、壁にさらなる構造強度が提供される。所望の構造特性または化粧性を有する塗料、壁紙または漆喰、またはこれらの組み合わせ等のさらなる被覆または仕上げ層を、必要または所望に応じて、壁の内面６０Ｉに追加してもよいことも留意されるであろう。
【００８８】
説明したように、モジュール式壁部分５８Ｗ、および特に外壁部分は、典型的に、断熱材１０Ｎの層、好ましくはフォームも含むことになり、この断熱材１０Ｎの層は、各モジュール式壁５８Ｗ部分の内面に、即ち、外面６０Ｏを画定する基板６２ＯＢおよび母屋桁２２の内側と、モジュール式壁部分の内側を形成する主構造アセンブリ５８の側面とに接着される。断熱材１０Ｎは、好ましくは「所定位置で発泡」され、外側基板６２ＯＢの内側と、主構造アセンブリ５８、および給排水またはガス管、そして配線２２等の外側配管の内側とに、接着されるよう構成される。しかしながら、断熱材１０Ｎは、代替的に、例えば、接着剤によってモジュール式壁部分５８Ｗの内面に取り付けられた硬質のパネルフォーム、または従来のファイバーグラスパネルまたは吹きファイバーグラス（ｂｌｏｗｎ  ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ）等の軟質の断熱材で構成され得る。この場合、壁と構造的に一体化された硬質の断熱材の強度をさらに強化する必要はない。
【００８９】
断熱材１０Ｎは、モジュール式壁部分の外面６０Ｏおよび内面６０Ｉを形成する構造要素の内側間の内部空間全体を充填し、あるいは、図６Ｂに図示されるように、外側基板６２ＯＢの内側上に層として堆積され、母屋桁２２は、外面６０Ｏを画定し、主構造アセンブリ５８の内側は、モジュール式壁部分５８Ｗの内側を形成して、モジュール式壁部分５８Ｗ内に内部空間６４Ｓを形成してもよい。そして、内部空間６４Ｓは、水道管、ガス管および給排水管、配線、通気孔およびダクト、ケーブル等の設備６６のために使用されてもよい。
【００９０】
最後に、ＥＥＣＲ建造物１０Ｅの床、天井および屋根がそれぞれ、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆと、モジュール式屋根アセンブリ５８Ｒとで構成される一方、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆおよびモジュール式屋根アセンブリ５８Ｒが、一般的に、上述のモジュール式壁アセンブリ５８Ｗと同様であることに留意しなければならない。主な違いは、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆの場合には、主構造アセンブリ５８および母屋桁２２がほぼ水平に延在することになり、モジュール式屋根アセンブリ５８Ｒの場合には、主構造アセンブリ５８および母屋桁２２が水平に配向されるか、より一般的には、水平方向に対して斜めに配向されるということであろう。さらに、モジュール式屋根アセンブリ５８Ｒは、典型的に、断熱材１０Ｎを含むことになり、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆは、断熱材１０Ｎの層を含み得ず、モジュール式床／天井アセンブリ５８Ｆおよびモジュール式屋根アセンブリ５８Ｒは、設備６６を収容する必要があるか否かにより、空間６４Ｓを含んでも含まなくてもよい。
【００９１】
Ｆ．極限環境条件耐性を向上させるための既存建造物の修正および適合
次に、ハリケーン、竜巻、暴風雨、森林火災および山火事、洪水および地震等の環境条件への耐性を向上させるための本発明のシステムおよび方法の既存建造物への適用について、以下に考察する。本発明によれば、新しい構造要素またはアセンブリの設置中に、既存建造物の特定の要素を少なくとも一時的に支持物および梁受けとして用いながら、本発明の対応する構造要素およびアセンブリによって、既存建造物の要素およびアセンブリが、重ね合わされるか、または置換される。
【００９２】
図１Ａおよび１Ｂに図示されるような既存建造物の要素およびアセンブリに本発明の構造要素およびアセンブリを重ね合わせまたは置換する方法は、図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃに図示されている。図１Ａおよび１Ｂは、最初の既存建造物１０を図示していると見なしてよい。この場合、図１Ｂに図示されるように、例示的な家屋１０建造物の基本構成要素は、壁フレームおよび壁板を形成する壁フレーム要素およびアセンブリ１０Ｆと、床フレームおよび床板を形成する床フレーム要素およびアセンブリ１０Ｇと、屋根材１０Ｉを支持する垂木および梁を形成する屋根フレーム要素およびアセンブリ１０Ｈ、および基礎１０Ｊを含む。
【００９３】
次に、図７Ａおよび７Ｂは、本発明に従って環境耐性を向上させるための家屋１０建造物の適合または修正の進行工程を図示している。例えば、図７Ａを参照すると、既存家屋１０建造物の修正の初期工程は、既存基礎１０Ｊを囲繞して、最初の基礎１０Ｊを補強するとともに、既存家屋１０建造物に本発明の構造要素およびアセンブリを引き続いて追加するための基礎を提供するリング基礎６８Ｆを建設することを含む。
【００９４】
さらなる工程は、壁パネルアセンブリ６８Ｗを、壁ブラケット６８Ｂにより、壁スタッドの外側、即ち、壁フレームアセンブリ１０Ｆの垂直材１０Ｓと、リング基礎６８Ｆとに固定することと、新しい補強された床アセンブリを含むプラットフォーム部分６８Ｐを壁パネルアセンブリ６８Ｗの垂直部材に固定することとを含む。この点に関し、以下に詳細に説明する壁パネルアセンブリ６８Ｗの主垂直構造部材が、既存壁フレームアセンブリ１０Ｆのリング基礎６８Ｆおよび垂直材１０Ｓに固定および支持されることが留意されるであろう。また、本発明の現在の好ましい実施形態では、プラットフォーム部分６８Ｐは、作業の現在の工程中、床要素およびアセンブリ１０Ｇにより支持されるように、最初の床要素およびアセンブリ１０Ｇの上に設置されることも留意されるであろう。したがって、最初の建造物１０における最初の構造要素およびアセンブリ、さらに特に外壁および床構造物は、新しい補強された要素を追加して最初の構造物を新しく補強された構造物に置換するための梁受けおよび支持物として用いられることがわかり得る。
【００９５】
これらの初期工程では、これらの最初の要素を本発明の新しい要素に置換する準備として、屋根フレーム要素およびアセンブリ１０Ｈと、屋根１０Ｉとが撤去されることが含まれることにも留意すべきである。この点に関し、最初の屋根構造物は、家屋１０建造物の補強中に構造支持物として必要とされないことが留意されるであろう。したがって、最初の屋根構造物は、これらの初期工程中の任意の時点で、新しい屋根構造物の設置に備えて撤去されてもよく、これにより、最初の壁および床要素の置換改修中に、最初および交換用の壁および床要素等の残りの要素へのアクセスが容易になる。
【００９６】
図７Ｂに図示されるように、既存建造物１０の屋根フレーム要素およびアセンブリ１０Ｈと屋根１０Ｉとは、本明細書において上述したように、本発明の対応する屋根フレーム要素およびアセンブリ２８と置換される。
【００９７】
既存の床要素およびアセンブリ１０Ｇも撤去され、本発明のプラットフォーム部分６８Ｐに基づく補強された床要素およびアセンブリが残される。この点に関し、既存の床要素およびアセンブリ１０Ｇを、プラットフォーム部分６８Ｐと、下敷き、厚板、タイル、またはカーペットまたは他の材料等の必要な床仕上げ構成要素とに置換することにより、新しい床面がほぼプラットフォーム部分６８Ｐの厚みの分だけ最初の床面より上昇することになることが留意されるであろう。そして、プラットフォーム部分６８Ｐの下側が、次の下の階の新しい天井を形成するため、天井も一般的にその厚み分だけ上昇し、建造物１０全体の最初の天井高さがほぼ維持される。考えられる例外は、最低階、特に地下室の場合、つまり、当該階の床が、プラットフォーム部分６８Ｐの挿入により上昇されない場合と、天井の高さがプラットフォーム部分６８の下側ではなく、屋根裏空間の床、または屋根アセンブリの下面により決定され得る最上階とである。
【００９８】
最後に、図７Ａおよび７Ｂに関して、図７Ｂに概略的に示されているように、壁パネルアセンブリ６８Ｗ、壁フレームアセンブリ１０Ｆの垂直材１０Ｓおよび壁フレームアセンブリ１０Ｆにより形成される内側空間は、全ての壁、床および天井の内側空間と同様に、フォーム断熱材６８Ｉで充填される。これにより、フォーム断熱材６８Ｉは、建造物１０の内部と外部環境との間、および建造物１０の垂直または水平に隣接する部屋間の断熱および防音を提供するだけでなく、改修された建造物１０にさらなる構造補強を提供する。
【００９９】
次に、既存建造物の補強を目的として特に設計および適合された本発明の構造要素およびアセンブリを考察すると、例示的な壁パネルアセンブリ６８Ｗの概略等尺図が図８Ａに図示されている。弦材１４Ｃ、スペーサ５４Ｓ、母屋桁２２、形成ストリップ１４Ｆ、およびボルトまたは他の締め具等の他の要素等の、図８Ａおよび以下の特定の図面に示された構造構成要素が、以下の説明で論じられる特徴を簡易且つ明確に表示するために、簡易な概略図の形態でこれら図面に表されていることに留意しなければならない。しかしながら、これらの要素の詳細図は、先行する図面および説明に示されており、必要に応じて先行する図面および説明を参照すべきである。
【０１００】
隣接および接合する２つの壁パネルアセンブリ６８Ｗの概略平面図である図８Ａに図示されるように、各壁パネルアセンブリ６８Ｗは、水平方向に離間され、且つ２つ以上の水平配向された母屋桁２２によって連結された２つの平行な垂直弦材１４Ｃに基づいており、２つ以上の水平配向された母屋桁２２は、壁パネルアセンブリ６８Ｗの上部および底部に配置された少なくとも上部および下部の母屋２２桁を含むことになり、さらに上部および下部の母屋桁２２間で垂直に離間された１つまたは複数の母屋桁２２を含み得る。したがって、図８Ａに図示されたように、隣接する壁パネルアセンブリ６８Ｗが、共通弦材１４Ｃを共有することになり、垂直に隣接する壁パネルアセンブリ６６８Ｗが同様に垂直弦材１４Ｃを共有できるように、弦材１４Ｃが、２つ以上の壁パネルアセンブリ６８Ｗ上に垂直に延在し得る。しかしながら、弦材１４Ｃが単一の壁パネルアセンブリ６８Ｗの高さだけ垂直に延在する場合、垂直に当接する弦材１４Ｃは、垂直に隣接する弦材１４Ｃ間の接合部上に延在するスタブ３４または形成ストリップ１４Ｆ等により、本明細書において概略的に上述した方法で連結されることになる。
【０１０１】
図８Ａに図示されるように、壁パネルアセンブリ６８Ｗの各弦材１４Ｃは、１つまたは複数の壁ブラケット６８Ｂにより、対応する壁フレームアセンブリ１０Ｆの対応する垂直材１０Ｓに固定され、各壁ブラケット６８Ｂは、弦材１４Ｃと、対応する垂直材１０Ｓとの間で、水平方向に内側に延在する。各弦材１４Ｃは、典型的に、少なくとも、弦材１４Ｃおよび垂直材１０Ｓの上下端部に配置された壁ブラケット６８Ｂによって、対応する垂直材１０Ｓに固定されることになり、また、上部および下部の壁ブラケット６８Ｂ間で離間されたさらなる壁ブラケット６８Ｂによってさらに固定され得る。各垂直材１０Ｓは、例えば、従来のツーバイフォースタッドで構成され得るが、建造物１０の既存壁建造の従来型スタッド材の機能を果たすあらゆる他の好ましい寸法の要素で構成されてもよいことに留意すべきである。図８Ａに示すように、各上記壁パネルアセンブリ６８Ｗは、単一の柱間を有し、複数の壁パネルアセンブリ６８Ｗは、隣り合わせに配置および連結され得り、各隣接する一対は、１つの垂直弦材１４Ｃを共有して複数の柱間の壁アセンブリを形成する。
【０１０２】
図８Ｂに示すように、壁ブラケット６８Ｗは、典型的に、一端に、本明細書において上述した方法で弦材１４Ｃに取り付けるための垂直配向された形成ストリップ１４Ｆと、他端に、垂直材１０Ｓに適合した寸法を有し、典型的に、締め具６８Ｆを垂直材１０Ｓに固定するためにボルトまたは釘等の横方向締め具６８Ｆを受け入れる適切な開口部を含むＵ形スタブブラケット６８Ｓとを有する、水平に配向されたスペーサ要素５６で構成され得る。スタブブラケット６８Ｓの寸法は、フォーバイシックス（４Ｘ６）材、ツーバイシックス（２ｘ６）材を含むあらゆる垂直材１０Ｓ、複数の要素で構成される垂直材１０Ｓまたは長方形以外の断面を有する垂直材１０Ｓ、コンクリート垂直材等の木材以外の材料で構成される垂直材１０Ｓ等の寸法に適合され得ることが理解されるであろう。また、壁パネルアセンブリ６８Ｗの取付手段を提供するように、垂直材１０Ｓを既存建造物または既存建造物の一部に追加してもよいことも理解されるべきである。
【０１０３】
また、図８Ｂに図示されるように、隣接する弦材１４Ｃと、壁パネルアセンブリ６８Ｗの外壁板６８Ｏと、垂直材１０Ｓの内面により画定される内面または境界との間の空間は、フォーム断熱材６８Ｉで充填され、断熱および防音の双方と、構造補強とを提供する。壁パネルアセンブリ６８Ｗの内面および外面は、本明細書において上述したように、壁、屋根および床部分に、合板、壁板および仕上げ材等の単層または複数層の板６２Ｉおよび６２Ｏを含み得り、内板６２Ｉおよび外板６２Ｏは、例えばボルト、ねじ、釘、接着剤等で接着され得ることに留意すべきである。外板６２Ｏの最外層は、さらに、例えば、例えばボルト、ねじ部品、釘または接着剤により基板または母屋桁２２に取り付けられたスタッコまたは金属パネルで構成され得る。この点に関し、６２Ｏ板の選択は、構造のさらなる強化に加え、壁パネルアセンブリ６８Ｗの環境耐性および強度の決定に顕著な効果を有することになることに留意すべきである。例えば、スタッコ被覆および金属パネルは耐火性であるとともに、風、雨または雪、および風で飛ばされた瓦礫等の危険要因による侵入に対するさらなる耐性を提供する。外板６２Ｏを備える構造要素または構造パネルが、典型的に、複数の壁パネルアセンブリ６８Ｗ上に水平に延在し得るため、隣接するモジュール式壁部分５８Ｗが相互に連結され、壁にさらなる構造強度をもたらすことにも留意すべきである。所望の構造特性または化粧性を有する塗料またはさらなる仕上げ材等のさらなる被覆層または仕上げ材層を、必要または所望に応じて、壁の外面に追加してもよいことも留意されるであろう。
【０１０４】
本明細書において概略的に上述したように、壁パネルアセンブリ６８Ｗの内面は、典型的に、内板により覆われることになり、この内板は、壁パネルアセンブリ６８Ｗの内面の構造上および仕上げ上の要件により、合板及び壁板等の内側基板および内側仕上げ板で構成されてもよいし、あるいは内側仕上げ板のみで構成されてもよい。外板６２Ｏの場合のように、内板を備える構造要素またはパネルが、典型的に、複数の壁パネルアセンブリ６８Ｗ上に水平に延在することになり得るため、隣接するモジュール式壁部分５８Ｗが相互に連結され、壁にさらなる構造強度が提供されることになり得る。塗料、壁紙または漆喰、またはこれらの組み合わせ等の所望の構造特性または化粧性を有するさらなる被覆または仕上げ層を、必要または所望に応じて、追加してもよいことも留意されるであろう。
【０１０５】
次に図９を参照すると、図９では、床プラットフォームアセンブリ７０内に組み立てられた複数のプラットフォーム部分６８Ｐの概略等尺図が示されている。図９Ａに図示されるように、プラットフォーム部分６８Ｐは、水平プラットフォームまたはデッキのための支持構造物としての使用が意図されており、例えば、作業プラットフォーム、踊り場、屋外デッキ床、建造物１０の各階の間の床、各階のプラットフォーム間の通路または傾斜ランプ等を形成するのに使用され得る。図示のように、プラットフォーム部分６８Ｐは、水平配向された、水平配置され、水平離間された主要素１４の平行な上部の一対と下部の一対とで構成され、これら主要素１４は、典型的に、弦材１４Ｃで構成されるが、例えば形成ストリップ１４Ｆで構成されてもよい。
【０１０６】
上部の一対の主要素１４における主要素１４と、下部の一対の主要素１４における主要素１４とが、水平連結要素１６により離間および連結されており、この水平連結要素１６が、主要素１４の各端部において、各主要素１４に対して直角に各主要素１４間に延在し、１つまたは複数のさらなる水平連結要素１６が、所望または必要に応じて、主要素１４の各端部間において一対の水平主要素１４間で連結されている。各上部主要素１４は、同様に、上部および下部主要素１４の端部に配置された垂直配向された連結要素１６によって、対応する平行な下部主要素１４から離間され、且つこの対応する平行な下部主要素１４に連結され、さらなる垂直連結要素１６も、必要または所望に応じ、上部および下部主要素１４の各端部間に再度配置される。本明細書において上述したように、連結要素１６は、典型的に、弦材１４ＣＡまたは形成ストリップ１４Ｆで構成され得る。
【０１０７】
本明細書において簡単に上述したように、床またはデッキ建造物を形成するプラットフォーム部分６８Ｐは、好ましくは、既存の床要素およびアセンブリ１０Ｇを所定位置にしたまま設置されるので、壁パネルアセンブリ６８Ｗおよびプラットフォーム部分６８Ｐを含む、本発明の補強構造要素の設置中に、既存の床要素およびアセンブリ１０Ｇを支持物および作業プラットフォームとして使用することができる。上記理由により、プラットフォーム部分６８Ｐは、典型的に、既存の床要素およびアセンブリ１０Ｇの上面上に設置され、この上面に支持される。上述のように、このような方法により、各階レベルは、プラットフォーム部分６８Ｐのアセンブリに置換され、プラットフォーム部分６８Ｐの厚さ分だけ上昇する。しかしながら、また、上述したように、プラットフォーム部分６８Ｐの厚さ分だけ各階レベルが上昇しても、典型的には、各部屋の最初の天井高さは低くならない。その理由は、全ての床が、通常同一の距離だけ持ち上げられるからである。ただし、最低階の下および最上階の上に天井がある場合が唯一の例外となり得る。
【０１０８】
また、最終的に補強された建造物１０では、水平弦材１４Ｃおよび二重水平弦材１４Ｃを垂直弦材１４Ｃに連結するために、各プラットフォーム部分６８Ｐの上部および下部主要素１４が、本明細書において上述した方法で、壁パネルアセンブリ６８Ｗの垂直弦材１４Ｃに連結されることにも留意しなければならない。さらに、壁パネルアセンブリ６８Ｗの垂直弦材１４Ｃが、既存の外壁アセンブリ１０Ｆおよび床／天井アセンブリ１０Ｇより外側にあることにも留意しなければならない。したがって、プラットフォーム部分６８Ｐ構造物の組み立ての大部分は、多くの場合、最初の建造物に支障をきたすことなく実施され得る一方、プラットフォーム部分６８Ｐの水平要素１４と床プラットフォームアセンブリ７０とを壁パネルアセンブリ６８Ｗの垂直弦材１４Ｃに連結するためには、ある時点で、各角部における垂直構造梁を含む最初の外壁１０Ｆを貫通する必要がある。しかしながら、好ましくは、各階におけるプラットフォーム部分６８Ｐの水平要素１４と壁パネルアセンブリ６８Ｗとの間の連結は、最初の主構造角部の梁を貫通または切断する前に、プラットフォーム部分６８Ｐが本質的に壁パネルアセンブリ６８Ｗによって支持されるような順番で行われ得る。例えば、プラットフォーム部分６８Ｗと壁パネルアセンブリ６８Ｗの垂直要素１４Ｃとの間の連結は、最初の角部の垂直材から離れた壁に沿った任意の位置で開始され、角部における連結だけが残されるまで続けられてもよく、この時点で、最初の構造垂直材を切断して最後の連結を行ってもよい。
【０１０９】
最後に、この点に関し、前述のように、様々な種類のデッキ材料または屋内床材料、もしくはあらゆる種類の床下材および表面仕上げ床材等のデッキ材またはプラットフォーム構成要素は、その後、１つまたは複数の隣接するプラットフォーム部分６８Ｐの上面に載置され、または取り付けられて、例えばバルコニーまたはデッキ床または建造物１０の各階の間の床を形成または仕上げてもよいことに留意すべきである。
【０１１０】
本明細書に含まれる発明の精神および範囲から逸脱することなく、上述の方法およびシステムに特定の変更を行うことが可能なため、上述され、または添付の図面に示された主題のすべては、本明細書において発明概念を示す単なる例として解釈されることとし、本発明を限定するように解釈されないこととする。
【図１Ａ】
2011516764.tif 000003
【図１Ｂ】
2011516764.tif 000004
【図２Ａ】
2011516764.tif 000005
【図２Ｂ】
2011516764.tif 000006
【図２Ｃ】
2011516764.tif 000007
【図２Ｄ】
2011516764.tif 000008
【図２Ｅ】
2011516764.tif 000009
【図２Ｆ】
2011516764.tif 000010
【図２Ｇ】
2011516764.tif 000011
【図２Ｈ】
2011516764.tif 000012
【図２Ｉ】
2011516764.tif 000013
【図２Ｊ】
2011516764.tif 000014
【図２Ｋ】
2011516764.tif 000015
【図２Ｌ】
2011516764.tif 000016
【図２Ｍ】
2011516764.tif 000017
【図２Ｎ】
2011516764.tif 000018
【図２Ｏ】
2011516764.tif 000019
【図２Ｐ】
2011516764.tif 000020
【図２Ｑ】
2011516764.tif 000021
【図２Ｒ】
2011516764.tif 000022
【図２Ｓ】
2011516764.tif 000023
【図２Ｔ】
2011516764.tif 000024
【図２Ｕ】
2011516764.tif 000025
【図２Ｖ】
2011516764.tif 000026
【図３Ａ】
2011516764.tif 000027
【図３Ｂ】
2011516764.tif 000028
【図３Ｃ】
2011516764.tif 000029
【図３Ｄ】
2011516764.tif 000030
【図３Ｅ】
2011516764.tif 000031
【図４Ａ】
2011516764.tif 000032
【図４Ｂ】
2011516764.tif 000033
【図５Ａ】
2011516764.tif 000034
【図５Ｂ】
2011516764.tif 000035
【図５Ｃ】
2011516764.tif 000036
【図５Ｄ】
2011516764.tif 000037
【図５Ｅ】
2011516764.tif 000038
【図５Ｆ】
2011516764.tif 000039
【図６Ａ】
2011516764.tif 000040
【図６Ｂ】
2011516764.tif 000041
【図７Ａ】
2011516764.tif 000042
【図７Ｂ】
2011516764.tif 000043
【図８Ａ】
2011516764.tif 000044
【図８Ｂ】
2011516764.tif 000045
【図９】
2011516764.tif 000046
【国際調査報告】
2011516764.tif 000047
2011516764.tif 000048