(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め引っ張られた、プレストレスト梁又はパネルを製造する方法であって、
木材ベースの構成要素を準備することと、
前記木材ベースの構成要素に沿って配置されるプレストレス部材を準備することと、
張力を前記プレストレス部材に付加することと、
コンクリート内に前記プレストレス部材のそれぞれの部分を埋め込むために、前記木材ベースの構成要素及び前記プレストレス部材に沿って、離間した位置に前記コンクリートを注ぎ、
前記コンクリートを実質的に硬化させることを可能にし、それにより前記プレストレス部材を別個のコンクリートアンカを形成するために前記コンクリートに連結することと、
前記プレストレス部材に対する前記張力を解放し、前記木材ベースの構成要素に、前記コンクリートアンカを通じて圧縮力を伝達して、プレストレスト梁又はパネルを形成することと
を含む方法。
【請求項２】
前記木材ベースの構成要素の端に又は該端に隣接して位置する２つの離間した位置に前記コンクリートを注ぎ、端部アンカを形成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
２つの前記端部アンカ間の１つ又は複数の位置にコンクリートを注ぎ、前記プレストレス部材のそれぞれの中間部分を埋め込む１つ又は複数の中間のコンクリートアンカを形成することと、
前記中間のコンクリートアンカを実質的に硬化させることと、
前記中間のコンクリートアンカ及び前記プレストレス部材のそれぞれの定着した中間部分を通して前記プレストレスト梁又はパネルを切断し、２つ以上のより短いプレストレスト梁又はパネルを形成することと
を更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記木材ベースの構成要素は、端と端とを接して配置される複数のサブ構成要素を含み、前記プレストレス部材が前記サブ構成要素の全てに沿って延び、前記中間のコンクリートアンカは、２つの隣接するサブ構成要素の端間に注がれて、該サブ構成要素を接合する、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記木材ベースの構成要素によって画定される中空部又は箱状の領域内に前記アンカの前記コンクリートを注ぐ、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
剪断又は軸方向コネクタが前記木材ベースの構成要素から前記アンカの位置のうちの１つ又は複数に突出し、前記コンクリートを注ぐとそれぞれの前記コンクリートアンカに少なくとも部分的に埋め込まれる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記コンクリートを注ぐ前に、木材、ポリスチレン又は他のフィラー材料を各アンカの位置に配置して、該アンカにおいて軽量のコア、領域又は空隙を形成することを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記コンクリートを注ぐ前に、１つ又は複数の鋼補強部材を各アンカの位置に配置して、前記コンクリートアンカを補強することを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
複数のプレストレス部材を準備するとともにこれらを引っ張ることを含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記プレストレス部材は、ロッド、棒又はケーブルを含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記木材ベースの構成要素は、前記プレストレス部材の少なくとも一部を受け入れる１つ又は複数の細長い中空部分又はチャネルを含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記プレストレス部材の少なくとも一部が前記木材ベースの構成要素によって包囲されるように、前記木材ベースの構成要素の組み付け中に前記プレストレス部材をそれぞれの前記中空部分又はチャネルに挿入する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記木材ベースの構成要素は、エンジニアリング木材積層体及び／又は木質複合材及び／又は挽き立て硬材を含む、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記木材ベースの構成要素は、鋼、炭素繊維又はガラス補強材を更に含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
コンクリート上部層を前記木材ベースの構成要素の上面に注ぐステップを更に含む、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記コンクリート上部層を、鋼又はメッシュの補強材によって補強する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記木材ベースの構成要素の前記上面から突出する締結具を準備することを含み、前記コンクリート上部層が注がれると、前記締結具が前記コンクリート上部層の前記コンクリートに少なくとも部分的に埋め込まれるようにする、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記木材ベースの構成要素は、横断方向プレストレス部材を受け入れる横断方向チャネル又は中空部分を更に含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記木材ベースの構成要素はクロスラミネーテッドティンバーを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
横断方向プレストレス部材を前記横断方向チャネル又は中空部分に挿入するステップと、
張力を前記横断方向プレストレス部材に付加するステップと、
前記横断方向プレストレス部材に沿う離間した位置にコンクリートを注ぐステップと、
前記コンクリートを実質的に硬化させて、前記横断方向プレストレス部材のそれぞれの部分を定着させるステップと、
前記張力を前記横断方向プレストレス部材から解放して、前記プレストレスト梁又はパネルを前記横断方向にプレストレスするステップと
を含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
プレキャストのコンクリートアンカを、前記横断方向チャネル又は中空部分に沿う離間した位置において前記木材ベースの構成要素に取り付けるステップと、
横断方向プレストレス部材を前記横断方向チャネル又は中空部分に挿入するステップと、
張力を前記横断方向プレストレス部材に付加するステップと、
引っ張った前記横断方向プレストレス部材を前記プレキャストのコンクリートアンカのそれぞれに連結するステップと、
前記張力を前記横断方向プレストレス部材から解放して、前記プレストレスト梁又はパネルを前記横断方向にプレストレスするステップと
を含む、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記プレストレス部材は前記梁又は前記パネルの縦の中間点の下方にオフセットされている、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法に従って製造される予め作られたプレストレスト梁又はパネル。
【請求項２４】
パネルを製造する方法であって、
請求項２３に記載の複数の予め作られたプレストレスト梁又はパネルを並べて配置することと、
前記並んだ木材ベースの構成要素を横断方向に横切って配置される横断方向プレストレス部材を準備することと、
張力を前記横断方向プレストレス部材に付加することと、
横断方向に離間したコンクリートアンカを準備することと、
前記横断方向プレストレス部材を、前記横断方向に離間したコンクリートアンカに連結することと、
前記横断方向プレストレス部材に対する前記張力を解放し、横断方向圧縮力を、前記横断方向に離間したコンクリートアンカを通して前記木材ベースの構成要素に伝達して、前記パネルを前記横断方向にプレストレスすることと
を含む方法。
【請求項２５】
各予め作られたプレストレスト梁又はパネルは横断方向チャネル又は中空部分を含み、前記予め作られたプレストレスト梁又はパネルは並んで配置されるため、前記梁の前記横断方向チャネル又は中空部分は位置合わせされ、前記横断方向プレストレス部材は、前記位置合わせされた横断方向チャネル又は中空部分を通って延びるように配置される、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プレストレスト梁又はパネルと、プレストレスト梁又はパネルを製造する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
建物及び橋の建設では、従来のプレストレストコンクリート製の中空コア厚板が用いられている。コンクリートベースの建設部材は強固で低コストであるが、重く、輸送に費用がかかり、関連する環境コストが高くもある。
【０００３】
木材は、コンクリートに勝る多くの利点を有し、より高い強度対重量を有し、再生可能資源であり、木質部材は概して、それらの低い質量に起因して地震事象中により良好に機能する。木材は多くの場合に、美的観点からコンクリートよりも好ましいと考えられ、したがって、塗装又は被覆材を必要とする可能性が低い。これらの利点にもかかわらず、エンジニアリング木材構造部材は、大型商業ビルではコンクリートよりも使用頻度が低い。これは、木材のコストがより高いことに起因し、現場の建設プロセスが多くの場合、コンクリート部材の場合よりも複雑であるためである。
【０００４】
コンクリート建設部材は、予め作られるとともにプレストレスされた長さとして利用可能であり、一方で、木材部材は通常、現場でのポストテンションを必要とする。これは、特殊な技能及び機器を必要とし、建設時間を遅らせる。
【０００５】
特許明細書、他の外部文書又は他の情報源に言及している本明細書では、これは概して、本発明の特徴を説明する文脈を提供するためである。別途明記しない限り、そのような外部文書又はそのような情報源への言及は、そのような文書又はそのような情報源が、いずれの管轄においても、従来技術であるか又は当該技術分野における共通一般知識の一部を形成すると認めるものとして解釈されるべきではない。
【０００６】
本発明の少なくとも好ましい実施形態の目的は、プレストレスト梁又はパネルと、上述した問題に対処し、及び／又は、公衆に有用な代替案を少なくとも提供するプレストレスト梁またはパネルを製造する方法とを提供することである。
【発明の概要】
【０００７】
第１の態様では、本発明は、プレストレスト梁又はパネルを製造する方法を提供する。この方法は、木材ベースの構成要素を準備することと、木材ベースの構成要素に沿って配置されるプレストレス部材を準備することと、張力をプレストレス部材に付加することと、木材ベースの構成要素に沿って離間した位置にコンクリートアンカを設けることと、プレストレス部材をコンクリートアンカに連結することと、プレストレス部材に対する張力を解放し、木材ベースの構成要素に、コンクリートアンカを通じて圧縮力を伝達して、プレストレスト梁又はパネルを形成することとを含む。
【０００８】
好ましい実施形態では、木材ベースの構成要素に沿って離間した位置にコンクリートを注ぎ、プレストレス部材のそれぞれの部分を埋め込むことによってコンクリートアンカを設ける。プレストレス部材をコンクリートアンカに連結することは、プレストレス部材に対する張力を解放する前にコンクリートを実質的に硬化させることを含む。
【０００９】
木材ベースの構成要素の端に又は端に隣接して位置する２つの離間した位置にコンクリートを注ぎ、端部アンカを形成することが好ましい。
【００１０】
代替的な実施形態では、コンクリートアンカはプレキャストである。プレストレス部材を、例えば、グラウト、コンクリート又は機械的締結具によって、プレキャストのコンクリートアンカに連結してもよい。
【００１１】
好ましい実施形態では、この方法は、複数のプレストレス部材を準備するとともにこれらを引っ張ることを含む。
【００１２】
１つの実施形態では、この方法は、２つの端部アンカ間の１つ又は複数の位置にコンクリートを注ぎ、プレストレス部材のそれぞれの中間部分を埋め込む１つ又は複数の中間のコンクリートアンカを形成することと、中間のコンクリートアンカを実質的に硬化させることと、中間のコンクリートアンカ及びプレストレス部材のそれぞれの定着した中間部分を通してプレストレスト梁又はパネルを切断し、２つ以上のより短いプレストレスト梁又はパネルを形成することとを含む。代替的に、この方法は、少なくとも３つの別個のプレキャストのコンクリートアンカを、離間した位置に配置することと、コンクリート又はグラウトを用いて、プレストレス部材を少なくとも３つのプレキャストのコンクリートアンカのそれぞれに連結することとを含んでもよい。好ましくは、これらの３つのコンクリートアンカは、２つの端部アンカと、２つの端部アンカ間に位置する中間アンカとを含む。コンクリート又はグラウトが実質的に硬化すると、プレストレスト梁又はパネルを、中間のコンクリートアンカと、プレストレス部材のそれぞれの定着部分とを通して切断し、２つのより短いプレストレスト梁又はパネルを形成してもよい。
【００１３】
この方法を用いて、建設現場への輸送に好適な、複数のより短い予め作られたプレストレスト梁又はパネルを、一度にプレストレスすることができる。
【００１４】
幾つかの実施形態は、端部アンカ間に２つ以上の中間アンカを注ぐか又は配置することと、プレストレスト梁又はパネルを、各中間アンカを通して切断することとを含んでもよい。
【００１５】
この方法の好ましい形態は、プレキャストコンクリートを作るのに現在使用されている既存の製造場において行うことができ、製造場及び装置への僅かな変更しか伴わない。プレストレスジャッキのような装置を用いて、張力をプレストレス部材に付加することができる。張力は、コンクリートが任意の公知の好適な方法を用いて硬化する間に、プレストレス部材において維持することができる。
【００１６】
プレストレス部材は、例えばロッド、棒又はケーブルであってもよい１つ又は複数の緊張材から構成してもよく、又は代替的には、１つ又は複数の板又はシート部材から構成してもよく、例えば積層体であってもよい。好ましくは、プレストレス部材は高張力鋼を含むが、代替的には、合金、炭素複合材、ガラスアラミド又は他の複合材料を含んでもよい。
【００１７】
木材ベースの構成要素は、好ましくは、プレストレス部材の少なくとも一部を受け入れるように１つ又は複数の細長い中空部分又はチャネルを有する細長い部材である。プレストレス部材は、例えば木材ベースの構成要素の外面に沿って延びるチャネルに配置されることによって、完成した木材ベースの構成要素のそれぞれの中空部分又はチャネルに挿入してもよい。代替的に、プレストレス部材は、プレストレス部材の少なくとも一部が木材ベースの構成要素によって包囲されるように、例えば木材部材によって後に覆われるチャネルに配置されることによって、木材ベースの構成要素の組み立て中にそれぞれの中空部分又はチャネル内に挿入してもよい。
【００１８】
１つの実施形態では、木材ベースの構成要素によって画定される中空部又は箱状の領域内にアンカのコンクリートを注ぐ。最初の梁又はパネルが複数のより短い梁又はパネルに切断される３つ以上のアンカを有する実施形態では、木材ベースの構成要素は好ましくは、複数のより短い梁又はパネルも細長いほど十分に細長い。
【００１９】
木材ベースの構成要素は、単一の一体的に形成された部材としてもよく、または、組み付けられるか又は一緒に配置される複数の部材又はサブ構成要素を含んでもよい。木材製のサブ構成要素は、例えば、端と端とを接しているが接続することなく配置してもよい。代替的には、サブ構成要素は接続してもよい。その実施形態では、プレストレス部材は、個々のサブ構成要素の全てに沿って延びるように配置されており、上記中間のコンクリートアンカは、２つの隣接する個々のサブ構成要素の端間に注がれ、サブ構成要素を接合する。中間のコンクリートアンカを次に切断し、梁又はパネルを分離してより短い梁又はパネルにすることができる。
【００２０】
木材ベースの構成要素は、梁又はパネルを第２の横断方向にプレストレスするために、横断方向プレストレス部材を受け入れる横断方向チャネル又は中空部分を更に含んでもよい。横断方向プレストレス部材は、上述したタイプのうちの１つであってもよく、長手方向プレストレス部材と同じか又は異なってもよい。
【００２１】
そのような１つの実施形態では、この方法は、横断方向プレストレス部材を横断方向チャネル又は中空部分に挿入するステップと、張力を横断方向プレストレス部材に付加するステップと、横断方向プレストレス部材に沿う離間した位置にコンクリートを注ぐステップと、コンクリートを実質的に硬化させて、横断方向プレストレス部材のそれぞれの部分を定着させるステップと、張力を横断方向プレストレス部材から解放して、プレストレスト梁又はパネルを横断方向にプレストレスするステップとをさらに含む。梁又はパネルを第２の方向にプレストレスするこれらのステップは、梁又はパネルを第１の方向にプレストレスした後で、任意に、最初の梁又はパネルをより短い長さに切断した後で、予め作られた梁又はパネルに対して行うことができる。代替的には、梁又はパネルは、第１の方向にプレストレスするのと同時に第２の方向にプレストレスしてもよい。
【００２２】
横断方向にプレストレスされる代替的な実施形態では、この方法は、横断方向プレストレス部材に沿う離間した位置でプレキャストアンカを連結することと、横断方向プレストレス部材を横断方向チャネル又は中空部分に挿入することと、張力を横断方向プレストレス部材に付加することと、引っ張ったプレストレス部材をプレキャストアンカに連結することと、張力を横断方向プレストレス部材から解放して、梁又はパネルを横断方向にプレストレスすることとを更に含んでもよい。プレストレス部材は、グラウト、コンクリート又は機械的締結具によってプレキャストアンカに連結してもよい。
【００２３】
ある実施形態では、木材ベースの構成要素は、ＬＶＬ（単板積層材）、接着合板（集成材）又はクロスラム／ＣＬＴ（クロスラミネーテッドティンバー）のようなエンジニアリング木材積層体を含む。代替的に又は加えて、木材ベースの構成要素は、例えば、木のストランド、粒子又はベニアを接着剤で結合させて複合材を形成することによって製造される木質複合材及び／又は挽き立て硬材（sawn hard wood）を含んでもよい。木材ベースの構成要素は、鋼、複合炭素繊維補強材又はガラス補強部材等の１つ又は複数の他の構造材料も含んでもよい。一例として、１つ又は複数のウェブを有する木材ベースの構成要素は、ウェブ中に複合ＣＦＲＰ（炭素繊維強化ポリマー）、ＧＦＲＰ（ガラス繊維強化ポリマー）又は鋼補強材を含んでもよい。
【００２４】
木材ベースの構成要素は、例えば火災、地震、音響及び／又は振動性能のために、木材ベースの構成要素の上面にコンクリート上部層を備えてもよい。コンクリート上部層は、例えば鋼又はメッシュの補強材によって補強してもよく、予め作られるか、又は、その場で若しくはコンクリートアンカと同時に注いでもよい。上部層は、梁又はパネルの強度に寄与するように、木材ベースの構成要素に結合してもよい。１つの実施形態では、コンクリート上部層は、木材ベースの構成要素の上面から突出する締結具によって木材ベースの構成要素に結合される。締結具は、上部層が注がれると、コンクリート内に少なくとも部分的に埋め込まれる。代替的には、上部層は、木材ベースの構成要素に結合しなくてもよい。
【００２５】
木材ベースの構成要素は、横断方向プレストレス部材を受け入れるために、横断方向チャネル又は中空部分を更に含んでもよい。そのような実施形態では、木材ベースの構成要素はクロスラミネーテッドティンバーを含んでもよい。そのような実施形態では、この方法は、横断方向プレストレス部材を横断方向チャネル又は中空部分に挿入することと、張力を横断方向プレストレス部材に付加することと、横断方向プレストレス部材に沿う離間した位置にコンクリートを注ぐことと、コンクリートを実質的に硬化させて、横断方向プレストレス部材のそれぞれの部分を定着させることと、張力を横断方向プレストレス部材から解放して、梁又はパネルを横断方向にプレストレスすることとを含んでもよい。
【００２６】
代替的に、この方法は、プレキャストのコンクリートアンカを、横断方向チャネル又は中空部分に沿う離間した位置において木材ベースの構成要素に取り付けるステップと、横断方向プレストレス部材を横断方向チャネル又は中空部分に挿入するステップと、張力を横断方向プレストレス部材に付加するステップと、引っ張った横断方向プレストレス部材をプレキャストのコンクリートアンカのそれぞれに連結するステップと、張力を横断方向プレストレス部材から解放して、プレストレスト梁又はパネルを横断方向にプレストレスするステップとを含んでもよい。
【００２７】
第１の長手方向にプレストレスされた複数の予め作られた梁を並べて配置し、第２の方向に一緒にプレストレスして、パネル部材を形成することができる。このステップは、建設現場において行うことができる。例えば、横断方向チャネル又は中空部分をそれぞれ含む複数の予め作られたプレストレスト梁を並べて配置することができるため、梁のチャネル又は中空部分は位置合わせされ、横断方向プレストレス部材は、複数の並んだ梁にある横断方向チャネル又は中空部分を通って延びるように配置される。
【００２８】
１つの実施形態では、横断方向チャネル又は中空部分と位置合わせされる横断方向開口をそれぞれ含む２つの側部部材を、複数の並んだ梁の両側に１つずつ配置することができる。コンクリートは、各側部部材の横断方向開口に注がれて、横断方向プレストレス部材のアンカを形成する。代替的には、プレキャストアンカを、木材ベースの構成要素の両側に取り付けることができ、横断方向プレストレス部材は、引っ張られてそれらの予め作られたアンカに連結される。プレストレス部材は、グラウト、コンクリート又は機械的締結具によってプレキャストアンカに連結してもよい。
【００２９】
コンクリートアンカは、軽量コンクリートから作ってもよく、または、重量を低減するように中空領域又は木材コアを含んでもよい。この方法は、コンクリートを注ぐ前に、木材、ポリスチレン又は他のフィラー材料を各アンカの位置に配置して、アンカにおいて軽量のコア、領域又は空隙を形成することを含んでもよい。
【００３０】
コンクリートアンカは、鋼補強材、例えばあばら筋及び棒を含んでもよい。例えば、この方法は、コンクリートを注ぐ前に、１つ又は複数の鋼補強部材を各コンクリートアンカの位置に配置して、コンクリートアンカを補強することを含んでもよい。
【００３１】
コンクリートアンカが注がれる実施形態では、剪断又は軸方向コネクタが、木材ベースの構成要素の部分からコンクリートアンカの位置のうちの１つ又は複数に突出してもよく、コンクリートアンカが注がれるとコネクタがコンクリートアンカに少なくとも部分的に埋め込まれるようにする。コンクリートは次に、コネクタの周りで硬化し、コンクリートアンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化する。
【００３２】
第２の態様では、本発明は、上記の第１の態様に関して概説した方法に従って製造されるプレストレスト梁又はパネルを提供する。
【００３３】
第３の態様では、本発明は、予め作られたプレストレスト梁又はパネルを提供し、木材ベースの構成要素と、木材ベースの構成要素に動作可能に接続された離間したコンクリートアンカと、離間したコンクリートアンカ間に延びる少なくとも１つのプレストレス部材とを備える。プレストレス部材は、圧縮力を木材ベースの構成要素に付加してプレストレスト梁又はパネルをプレストレスするようにコンクリートアンカに連結された部分を備える。
【００３４】
コンクリートアンカは好ましくは、別個のアンカであり、好ましくは、木材ベースの構成要素の両端において凹状にされる２つの端部アンカを含む。梁又はパネルは、２つの端部アンカ間に位置する１つ又は複数の中間アンカを含んでもよい。中間アンカは好ましくは、端部アンカの長さのおよそ２倍の長さを有する。
【００３５】
梁又はパネルは、１つ又は複数のプレストレス部材を備えてもよい。プレストレス部材は、例えばロッド、棒又はケーブルであってもよい１つ又は複数の緊張材から構成されてもよく、または代替的には、１つ又は複数の板又はシート部材から構成されてもよく、例えば積層体であってもよい。好ましくは、プレストレス部材は高張力鋼を含むが、代替的には、例えば合金、炭素複合材又はガラスアラミド若しくは他の複合材料を含んでもよい。
【００３６】
プレストレス部材は好ましくは、別個のアンカに埋め込まれる部分を含む。
【００３７】
木材ベースの構成要素は好ましくは、プレストレス部材を受け入れるように１つ又は複数の細長い中空部分又はチャネルを有する細長い部材である。プレストレス部材は、木材ベースの構成要素の中空部分又はチャネルに位置してもよく、例えば、プレストレス部材の少なくとも一部が木材ベースの構成要素によって包囲されるように、木材ベースの構成要素の外面に沿って延びるチャネル、又は、木材ベースの構成要素の内部中空部分内に位置してもよい。木材ベースの構成要素は、各アンカに隣接する横断方向壁を備えてもよく、横断方向壁は、プレストレス部材が通って延びる１つ又は複数の孔を含む。好ましくは、各コンクリートアンカの断面積は、アンカに近接するチャネル、中空部分又は壁の孔の断面積よりもはるかに大きい。例えば、各コンクリートアンカの断面積は、アンカに近接するチャネル、中空部分又は壁の孔の断面積の少なくとも２倍又は少なくとも３倍であってもよい。
【００３８】
３つ以上のアンカを有する実施形態では、木材ベースの構成要素は好ましくは、細長い複数のより短い梁又はパネルを、中間アンカを通して切断することによって形成することができるほど十分に細長い。木材ベースの構成要素は、端と端とを接して配置される複数の個々の木材ベースのサブ構成要素を含んでもよい。そのような実施形態では、プレストレス部材は、個々のサブ構成要素の全てに沿って延びてもよく、中間のコンクリートアンカは、２つの隣接する個々のサブ構成要素の端間に位置し、サブ構成要素を接続する。
【００３９】
１つの実施形態では、木材ベースの構成要素は、エンジニアリング木材積層体、木質複合材及び／又は挽き立て硬材を含み、第１の態様に関して上記したように、他の構造材料又は上部層を含んでもよい。
【００４０】
例えば、１つの実施形態は、木材ベースの構成要素の上面にコンクリート上部層を備える。梁又はパネルは、木材ベースの構成要素の上面に取り付けられるとともにコンクリート上部層に少なくとも部分的に埋め込まれる締結具を更に備えてもよい。上部層は鋼又はメッシュの補強材を含んでもよい。
【００４１】
木材ベースの構成要素は、横断方向プレストレス部材を受け入れるために、横断方向チャネル又は中空部分を更に含んでもよい。離間した横断方向コンクリートアンカは、木材ベースの構成要素に動作可能に接続してもよい。１つのそのような実施形態では、梁又はパネルは、離間した横断方向コンクリートアンカと、横断方向チャネル又は中空部分に配置され、横断方向コンクリートアンカ間に延び、圧縮力を木材ベースの構成要素に付加して梁又はパネルを横断方向にプレストレスする横断方向プレストレス部材とを更に備える。横断方向プレストレス部材は、上述したタイプのうちの１つであってもよく、長手方向プレストレス部材と同じか又は異なってもよい。
【００４２】
梁又はパネルは、位置合わせされた状態で並んで配置される横断方向チャネル又は中空部分をそれぞれ含むとともに複数の並んだ梁の両側に１つずつ２つの側部部材を更に含む複数の上記梁を備えてもよい。そのような実施形態では、側部部材は、横断方向チャネル又は中空部分と位置合わせされるコンクリートアンカと、横断方向チャネル又は中空部分に配置されるとともに横断方向コンクリートアンカ間に延びる横断方向プレストレス部材とをそれぞれ備え、それによって、横断方向プレストレス部材は梁又はパネルを横断方向にプレストレスする。
【００４３】
コンクリートアンカは軽量コンクリートから作ってもよく、または、重量を低減するために中空領域又は木材コアを含んでもよい。
【００４４】
幾つかの実施形態では、梁又はパネルは、木材ベースの構成要素からアンカ領域のうちの１つ又は複数に突出する剪断及び／又は軸方向コネクタを備え、剪断コネクタがコンクリートアンカに少なくとも部分的に埋め込まれるようにする。これによって、アンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化する。剪断及び／又は軸方向コネクタは、木材ベースの構成要素上の木材ベースの突起を含んでもよい。代替的には、木材ベースの構成要素は、アンカ領域に凹部を含んでもよく、コンクリートアンカが凹部内に突出し、アンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化するようにする。
【００４５】
１つの実施形態では、梁又はパネルは、複数の並んだ木材ベースの構成要素と、離間した横断方向コンクリートアンカと、横断方向コンクリートアンカ間に延びるとともに横断方向コンクリートアンカに連結された横断方向プレストレス部材とを備え、横断方向プレストレス部材は、圧縮力を木材ベースの構成要素に付加して梁又はパネルを横断方向にプレストレスする。
【００４６】
１つの実施形態では、アンカは、少なくとも部分的にプレキャストである。プレキャストアンカは、取り付け特徴部を備えてもよく、木材ベースの構成要素は、アンカを木材ベースの構成要素に取り付ける一連の相補的な取り付け特徴部を備えてもよい。１つの実施形態では、アンカの取り付け特徴部は、複数の突出ロッド、棒又はねじを含み、木材ベースの構成要素の取り付け特徴部は、ロッド、棒又はねじを受け入れる複数の相補的な穴を含む。代替的には、木材ベースの構成要素は、突出ロッド、棒又はねじを含んでもよく、アンカが複数の相補的な穴を含んでもよい。穴は、アンカと木材ベースの構成要素との間の接続を改善するように、エポキシ、グラウト、コンクリート又は接着剤を収容してもよい。
【００４７】
１つの実施形態では、アンカは部分的にプレキャストであり、プレストレス部材を受け入れる導管をそれぞれ備える。導管は、コンクリート又はグラウトを含み、プレストレス部材をアンカに連結する。代替的な実施形態では、アンカはプレキャストであり、プレストレスト梁又はパネルは、プレストレス部材をアンカに機械的に連結する機械的締結具を備える。
【００４８】
第４の態様では、本発明は、パネルを製造する方法を提供する。この方法は、本発明の第２の態様又は第３の態様に介して概説した複数の予め作られた梁又はパネルを並べて配置することを備える。この方法は、並んだ木材ベースの構成要素を横断方向に横切って配置される横断方向プレストレス部材を準備することと、張力を横断方向プレストレス部材に付加することと、横断方向に離間したコンクリートアンカを準備することと、横断方向プレストレス部材を、横断方向に離間したコンクリートアンカに連結することと、横断方向プレストレス部材に対する張力を解放し、横断方向圧縮力を、横断方向コンクリートアンカを通して木材ベースの構成要素に伝達して、パネルを前記横断方向にプレストレスすることとを更に含む。
【００４９】
各予め作られた梁又はパネルは横断方向チャネル又は中空部分を含んでもよく、予め作られた梁又はパネルは並んで配置されるため、梁の横断方向チャネル又は中空部分は位置合わせされる。そのような実施形態では、横断方向プレストレス部材は好ましくは、位置合わせされた横断方向チャネル又は中空部分を通って延びるように配置される。
【００５０】
「備える」及び「含む」という用語は、本明細書及び特許請求の範囲において用いられる場合、「〜から少なくとも部分的に構成される」を意味する。本明細書及び特許請求の範囲において、「備える」及び「含む」という用語を含む記述を解釈する場合、各記述においてこの用語の前に記載される特徴に加えて、他の特徴も存在し得る。「備える」及び「含む」の関連する用語は同様に解釈されるべきである。
【００５１】
本明細書において開示される数値の範囲（例えば１〜１０）に対する言及は、その範囲内の全ての有理数（例えば１、１．１、２、３、３．９、４、５、６、６．５、７、８、９及び１０）、並びにまた、その範囲内の有理数の任意の範囲（例えば２〜８、１．５〜５．５及び３．１〜４．７）への言及も包含し、したがって、本明細書において明示的に開示される全ての範囲の全てのサブ範囲が明示的に開示されることが意図されている。これらは、具体的に意図されるものの例に過ぎず、列挙される最低値と最高値との間の数値の全ての可能な組み合わせが、本願において同様に明示的に述べられるものとみなされるべきである。
【００５２】
本発明が関連する分野の当業者には、添付の特許請求の範囲において規定されるような本発明の範囲から逸脱することなく、本発明の構成並びに多様な実施形態及び用途の多くの変更が示唆される。本明細書における開示及び説明は、単に例示的なものであり、何らかの限定する意味であることは意図されない。本発明が関連する分野において公知の等価を有する特定の整数が本明細書において言及される場合、そのような公知の等価は、個々に記載されるかのように本明細書に組み込まれるものとみなされる。本明細書において用いられる場合、名詞は、複数形及び／又は単数形のその名詞を意味する。
【００５３】
本明細書において用いられる場合、「及び／又は」という用語は、「及び」又は「又は」を意味し、すなわちこれは文脈が双方を可能にする場合である。
【００５４】
本発明は、上記からなり、以下で専ら例として与えられるその構成も想定する。
【００５５】
ここで、本発明を、専ら例として、添付の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】プレストレスト梁を製造する方法の好ましい形態における４つのステップ（ｉ）〜（ｉｖ）を示す上部正面斜視図である。
【図２】図１の（ｉ）に示される第１のステップに対応する、木材ベースの構成要素の一端の部分正面斜視図である。
【図３】図１の（ｉｉ）に示される第２のステップに対応する、プレストレス部材が挿入された図２の木材ベースの構成要素の部分正面斜視図である。
【図４】図１の（ｉｉｉ）に示される第３のステップに対応する、プレストレス部材が挿入されてコンクリートアンカが注がれた、図２及び図３の木材ベースの構成要素の部分正面斜視図である。
【図５】プレストレス部材の突出部分を切断する切断面を示し、図１の（ｉｖ）に示される第４のステップに対応する、図２〜図４に示されるステップから生じるプレストレスト梁の部分正面斜視図である。
【図６】プレストレス部材の突出端が切断された後の、図２〜図５の完成したプレストレスト梁の部分正面斜視図である。
【図７】図１の（ｉ）〜（ｉｉｉ）及び図２〜図４に示されるステップ１〜３に対応する、代替的な２アンカの実施形態の製造における３つのステップ（ｉ）〜（ｉｉｉ）を示す斜視図である。
【図８（ａ）】２つの端部アンカを有する好ましい形態のプレストレスト梁を作る木材ベースの構成要素の頭上斜視図である。
【図８（ｂ）】２つの端部アンカを有する好ましい形態のプレストレスト梁を作る木材ベースの構成要素を示し、プレストレス部材の位置を示す正面斜視図である。
【図８（ｃ）】２つの端部アンカを有する好ましい形態のプレストレスト梁を作る木材ベースの構成要素及びプレストレス部材の平面図である。
【図８（ｄ）】２つの端部アンカを有する好ましい形態のプレストレスト梁を作る木材ベースの構成要素及びプレストレス部材の図８（ｃ）の線ＡＡでとった断面端面図である。
【図９（ａ）】図８（ａ）〜図８（ｄ）と同様であり、２つの端部アンカを有する第２の好ましい形態のプレストレスト梁を作る代替的な木材ベースの構成要素の斜視図である。
【図９（ｂ）】図８（ａ）〜図８（ｄ）と同様であり、２つの端部アンカを有する第２の好ましい形態のプレストレスト梁を製造する代替的な木材ベースの構成要素を示し、プレストレス部材の位置を示す正面斜視図である。
【図９（ｃ）】図８（ａ）〜図８（ｄ）と同様であり、２つの端部アンカを有する第２の好ましい形態のプレストレスト梁を製造する代替的な木材ベースの構成要素及びプレストレス部材の平面図である。
【図９（ｄ）】図８（ａ）〜図８（ｄ）と同様であり、２つの端部アンカを有する第２の好ましい形態のプレストレスト梁を製造する代替的な木材ベースの構成要素及びプレストレス部材の端面図である。
【図１０】プレストレスト梁又はパネルを製造する代替的な形態の方法の第１のステップを示す、図９（ａ）〜図９（ｄ）の木材ベースの構成要素と同様の木材ベースの構成要素と、取り付けられていない予め作られたコンクリートアンカとの部分正面斜視図である。
【図１１】図１０の代替的な形態の方法における第２のステップを示す部分正面斜視図である。
【図１２】図１０と図１１の（ｉ）及び（ｉｉ）との方法における第３のステップを示す部分正面斜視図である。
【図１３】図１０〜図１２の方法における第４のステップを示す部分正面斜視図である。
【図１４】図１０〜図１３の方法によって形成されるプレストレストパネルの端部を示す部分正面斜視図である。
【図１５】コンクリート上部層を有するプレストレスト梁又はパネルを製造する更なる代替的な形態の方法の第１のステップを示す、木材ベースの構成要素の部分正面斜視図である。
【図１６】図１５の方法における第２のステップを示す部分正面斜視図である。
【図１７】図１５及び図１６の方法における第３のステップを示す部分正面斜視図である。
【図１８】図１５〜図１７の方法における第４のステップを示す部分正面斜視図である。
【図１９】図１５〜図１８の方法における第５のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２０】図１５〜図１９の方法における第６のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２１】図１５〜図２０の代替的な形態の方法によって形成されるプレストレストパネルの端部を示す部分正面斜視図である。
【図２２】複数の隣接するプレストレストパネルを有し、各パネルは、図１５〜図２０の方法によって形成されるコンクリート上部層を有し、隣接するパネルのそれぞれのコンクリート上部層が接続されて一続きの表面を形成する構成の部分断面図である。
【図２３】コンクリート上部層を有するプレストレスト梁又はパネルを製造する更なる代替的な形態の方法の第１のステップを示す、更なる代替的な形態の木材ベースの構成要素の部分正面斜視図である。
【図２４】図２３の方法における第２のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２５】図２３及び図２４の方法における第３のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２６】図２３〜図２５の方法における第４のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２７】図２３〜図２６の方法における第５のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２８】図２３〜図２７の方法における第６のステップを示す部分正面斜視図である。
【図２９】図２３〜図２８の代替的な形態の方法によって形成されるプレストレストパネルの端部を示す部分正面斜視図である。
【図３０（ａ）】コンクリート上部層を有さない代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３０（ｂ）】コンクリート上部層を有さない代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３０（ｃ）】コンクリート上部層を有さない代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３０（ｄ）】コンクリート上部層を有さない代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３０（ｅ）】コンクリート上部層を有さない代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３１（ａ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３１（ｂ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３１（ｃ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３１（ｄ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３１（ｅ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３２（ａ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３２（ｂ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３２（ｃ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３２（ｄ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３２（ｅ）】コンクリート上部層を有する代替的な形態のプレストレストパネルの例を示す断面図である。
【図３３】横断方向プレストレス部材を受け入れるための横断方向チャネルを有する代替的な好ましい形態のプレストレスト梁を概略的に示す図である。
【図３４】２つの方向にプレストレスされるパネルを作るように並んで配置された図３３の複数のプレストレスト梁を示す図である。
【図３５】側部アンカを形成するためにコンクリートを収容するように図３４のプレストレスト梁の構成の両側に配置された側部部材を示す図である。
【図３６】プレストレスト梁間に延びる横断方向補強部材を概略的に示す、図３５の構成に対応する図である。
【図３７】図３６に対応し、横断方向プレストレス部材を定着させるコンクリート側部アンカを示す図である。
【図３８】図３７に対応し、硬化したアンカから突出するプレストレス部材の両端を切断する切断面を示す図である。
【図３９】クロスラミネーテッドティンバーを含むとともに横断方向プレストレス部材を受け入れるための横断方向チャネルを有する１つの実施形態の木材ベースの構成要素の斜視図である。
【図４０】プレストレス部材が長手方向チャネルに配置された状態の、図３９の木材ベースの構成要素を示す斜視図である。
【図４１】梁をプレストレスするようにコンクリート端部アンカに埋め込まれたプレストレス部材を示す、図４０に対応する斜視図である。
【図４２】２つの方向にプレストレスされるパネルを作るように、横断方向プレストレス部材が木材ベースの構成要素の横断方向チャネルに配置された状態で並んで配置される図４１のプレストレスト梁のうちの２つを示す斜視図である。
【図４３（ａ）】コンクリートアンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化する例示的な特徴を示す図であり、（ａ）は、図１の（ｉ）〜（ｉｖ）の木材ベースの構成要素の側壁からアンカ領域内に突出するコネクタロッドを示す正面斜視図である。
【図４３（ｂ）】コンクリートアンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化する例示的な特徴を示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する別の斜視図である。
【図４３（ｃ）】コンクリートアンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化する例示的な特徴を示す図であり、（ｃ）は、木材部材から突出する剪断コネクタ板を示す図である。
【図４３（ｄ）】コンクリートアンカと木材ベースの構成要素との間の接続を強化する例示的な特徴を示す図であり、（ｄ）は、木材部材から突出するボルトを示す図である。
【図４４】アンカからのプレストレス力を主に剪断力によって木材ベースの構成要素に伝達するように、アンカ領域の側壁に凹部とねじ又はロッドとを有する木材ベースの構成要素の一実施形態を示す部分平面図である。
【図４５】プレストレス力がアンカから主に圧縮によって木材ベースの構成要素に伝達される実施形態における、接続ロッド及びプレストレス部材の構成を示す部分平面図である。
【図４６（ａ）】アンカ領域に鋼補強材及び剪断ボルトを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ａ）は、梁又はパネルの端の部分斜視図である。
【図４６（ｂ）】アンカ領域に鋼補強材及び剪断ボルトを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する断面平面図である。
【図４６（ｃ）】アンカ領域に鋼補強材及び剪断ボルトを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線ＢＢでとった断面端面図である。
【図４７（ａ）】アンカ領域に木材剪断キー及びポリスチレンブロックを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ａ）は、梁又はパネルの端の部分斜視図である。
【図４７（ｂ）】アンカ領域に木材剪断キー及びポリスチレンブロックを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ｂ）は、（ａ）に対応する断面平面図である。
【図４７（ｃ）】アンカ領域に木材剪断キー及びポリスチレンブロックを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ｃ）は、（ｂ）の線ＣＣでとった断面端面図である。
【図４７（ｄ）】アンカ領域に木材剪断キー及びポリスチレンブロックを有する更なる実施形態のプレストレスト梁又はパネルにおける端部アンカを示す図であり、（ｄ）は、（ｂ）の線ＤＤでとった断面端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
予め引っ張られる複数の梁／パネル
図１〜図６は、本発明の第１の好ましい実施形態によるプレストレスト梁を予め作製する方法を示している。この方法は４つの主な段階を含んでいる。図１の（ｉ）及び図２に示される第１の段階では、木材ベースの構成要素１が準備される。図示された形態では、木材ベースの構成要素１は木材積層体の細長いフレームを備えている。フレームは、木材ベースの構成要素１を通ってその長さの実質的な部分に沿って延びる複数の長手方向の中空部分３を画定する多くのウェブ４を有している。
【００５８】
木材ベースの構成要素１の両端において、隣接するウェブ４は、ウェブ４間に、それぞれの別個の端部アンカを形成するために注がれるコンクリートを受け入れるように少なくとも上面が開口している多くのスペース５ａ、５ｂを画定している。図１の（ｉ）の実施形態では、各中空部分３に沿う２つの中間セクション７が、注がれるコンクリートを受け入れるとともにそれぞれの別個の中間アンカを形成するためにキャビティを画定するように少なくとも上面が開口している。木材ベースの構成要素１は鋳床２に配置されている。木材ベースの構成要素１は、単一の一体的に形成された構成要素であってもよく、または、鋳床に端と端とを接して配置される２つ以上の部材又はサブ構成要素１ａ、１ｂ、１ｃを含んでいる。
【００５９】
図１の（ｉｉ）及び図３に示される第２の段階では、細長いプレストレス部材９が中空部分３に挿入されて、木材ベースの構成要素１に沿って長手方向に延びている。図示された形態では、プレストレス部材は、中空部分３内に配置された平行な高強度の鋼製の緊張材９である。図１の（ｉｉ）の実施形態では、３つの緊張材９が各中空部分３に配置されており、一方で、図３に示される実施形態は、各中空部分に１つのみの緊張材９を備えている。より多いか又は少ないプレストレス部材を設けてもよい。
【００６０】
緊張材９の両端は引っ張り装置に接続され、張力が緊張材９に付加される。緊張材の端９ａ、９ｂは、図１の（ｉｉ）に示されるように、拡張部分又は取り付けられたブロック若しくは他の特徴部を含んでもよく、緊張材９が引っ張り装置によってより容易に把持されることを可能にする。予め作られたプレストレストコンクリート梁における鋼製の緊張材又は棒を引っ張るのに一般的に用いられる装置が好適である。１つの実施形態では、プレストレス部材９は、この部材を延ばすようにプレストレスジャッキを用いて引っ張られる。この場合、プレストレス部材９の張力は、コンクリートが硬化する間に、地面のアンカブロック又は板キャストによって抵抗を受ける。代替的な実施形態では、鋳床は、上方に延びる端部を含むとともに支柱として働くことができ、プレストレス部材の張力は、コンクリートが硬化する間に鋳床の端部に対して抵抗を受ける。スペースが許す場合、幾つかの木材ベースの構成要素１を並べて配置し、同時にプレストレスすることができる。
【００６１】
更なる代替形態として、木材ベースの構成要素１に接続される１つ又は複数の横断方向の鋼製の板を、開口したアンカ領域５ａ、５ｂ、７の端に又は端に隣接して位置させてもよい。プレストレス部材９は、板の孔又は切欠き部を通って延び、鋼製の板が木材ベースの構成要素の一部に対して押してプレストレス力を伝達するように、例えばねじ及びナットの構成若しくはプレストレス円錐体又は楔状体を用いて板に対して引っ張ることができる。鋼製の板がアンカ領域５ａ、５ｂ、７の１つ又は複数の内部に位置する実施形態では、注がれるコンクリートは、板を少なくとも部分的に埋め込む。それらの実施形態では、鋼製の板は、注がれるコンクリートを収容するように、それぞれのアンカのための箱状の物を形成することができる。板は、プレストレス荷重の幾らかに耐えることによって、コンクリートアンカの必要な長さを低減することもできる。
【００６２】
緊張材を引っ張る方法は当業者には公知である。例えば、Collins M.P.及びMitchell D, Prestressed Concrete Structures, Prentice Hall, Englewood Cliffs, N.J., USA 1991, Response Publications, Toronto 1997, ISBN 0- 9681958-0-6から公知である。
【００６３】
図１の（ｉｉｉ）及び図４に示される第３の段階では、端部の開口領域５ａ、５ｂ及び中間セクションの開口領域７にコンクリートが注がれる。各開口領域５ａ、５ｂ、７の端は通常、アンカのスペースを更に画定するとともにコンクリートが中空部分３の残りの部分に流れ込むことを防止するように、木材の骨組みを備えている。
【００６４】
コンクリートが注がれると、アンカ領域５ａ、５ｂ、７内に位置する引っ張られた緊張材９の部分がコンクリートに埋め込まれる。次に、コンクリートは硬化して、緊張材９を木材ベースの構成要素１にしっかりと連結する端部アンカ１１ａ、１１ｂ及び中間アンカ１３を形成する。木材ベースの構成要素１が複数のより短い部材すなわちサブ構成要素１ａ、１ｂ、１ｃを含む実施形態では、中間セクション７がそれぞれの２つの隣接するサブ構成要素の端間にそれぞれ画定されている。それらの中間セクション７に注がれるコンクリートは、硬化すると、隣接するサブ構成要素１ａ／１ｂ、１ｂ／１ｃをともに接合する。
【００６５】
図１の（ｉｖ）及び図５に示される第４の段階では、引っ張り装置によって緊張材９に付加される張力は、コンクリートアンカ１１ａ、１１ｂ、１３が実質的に硬化すると解放される。コンクリートは、例えば、コンクリートの公称（２８日）圧縮強度の少なくとも７０％に達すると、実質的に硬化したと考えられる。通常、アンカが２８日強度の少なくとも７０％まで硬化するのにかかる時間は、スラブの厚さに応じて１日〜３日である。硬化した端部アンカ１１ａ、１１ｂの端から突出する緊張材９ａ、９ｂの端部は次に、図１の（ｉｖ）及び図５に示される端部切断面１５ａ、１５ｂを通して切断することによって除去される。硬化したコンクリートアンカ１１ａ、１１ｂ、１３は、緊張材９を引っ張り状態に維持し、緊張材９からの力を圧縮力として木材ベースの構成要素１に伝達し、木材ベースの構成要素をプレストレスして、長さＬ１の最初のプレストレスト梁１４を作り出す。
【００６６】
図６は、図２〜図５の方法によって作られたプレストレスト梁又はパネルの端部を示している。
【００６７】
アンカは、限定はされないが、高強度コンクリート、軽量コンクリート、繊維鉄筋コンクリート又は自己充填性コンクリートを含む任意の好適なコンクリートを含んでもよい。コンクリートは小さい骨材を更に含有してもよい。重量を低減するために、アンカは、中空部分又は木材コアを含んでもよい。中空部分を有するアンカを形成するために、ポリスチレン又はＰＶＣのような材料を含むコアをアンカ領域内に挿入し、挿入されたコアの周りにコンクリートを注いでもよい。コアは、コンクリートが硬化すると除去することができる。鋼補強材もアンカ領域において用いて、コンクリートアンカを補強することができる。
【００６８】
図１の（ｉｖ）の最初のプレストレスト梁１４を次に、中間の横断方向切断面１７に沿って中間アンカ１３及び緊張材９を通して切断し、長さＬ２の複数のより短い梁すなわちサブ梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃにすることができる。各サブ構成要素１ａ、１ｂ、１ｃの長さは、最終的な予め作られたサブ梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃの長さＬ２である。各切断された中間アンカ１３は、２つの隣接する梁１４ａ／１４ｂ又は１４ｂ／１４ｃにおいて２つの端部アンカ１８ａ、１８ｂを形成する。緊張材は中間アンカ１３の長さに沿って埋め込まれるため、結果として生じる新たな端部アンカ１８ａ、１８ｂの長さに沿っても埋め込まれ、それによって、プレストレスがより短い梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃにおいて維持される。最初に形成されるような中間アンカ１３は、中間点を通して切断されると、新たな端部アンカ１８ａ、１８ｂが元の端部アンカ１１ａ、１１ｂと同じ長さであるように、端部アンカ１１ａ、１１ｂの長さの２倍である。
【００６９】
アンカは好ましくは、コンクリート及び鋼を切断可能な鋸を用いて切断される。代替的には、ポリスチレン分割器を、コンクリートを注ぐ前に中間セクション７の中間の横断方向切断面１７に沿って配置してもよい。段階３において、コンクリートを次にポリスチレン分割器の両側に注ぐ。最終的な段階において、最初のプレストレスト梁１４を次に、中間の横断方向切断面１７に沿って、ポリスチレン及び緊張材９を通して切断することができる。これは、梁のより迅速な切断を可能にする。１つの例では、ポリスチレン分割器は１０ｍｍの厚さである。
【００７０】
切断されると、コンクリートアンカ１１ａ、１１ｂ、１８ａ、１８ｂが梁又はサブ梁の端において凹状になり、好ましくは、木材ベースの構成要素又はサブ構成要素の端を越えて外方に突出しないことが分かる。
【００７１】
切断されたプレストレスト梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを次に、使用するために建設現場に輸送することができる。梁は、例えば吊り床、屋根、壁又は幾つかの橋を建設するために使用することができる。
【００７２】
このプロセスは、複数の最終的な梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを同時にプレストレスすることができ、大量生産のために引っ張り装置の使用をより効率的にするという利点を有する。
【００７３】
予め引っ張られる単一の梁
単一のプレストレスト梁を作る代替的な好ましい実施形態の方法が図７の（ｉ）〜（ｉｉｉ）に概略的に示されている。その実施形態では、木材ベースの構成要素１０１は、単一の細長い中空部１０３を備え、中空部の端１０５ａ、１０５ｂは、端部アンカの領域を画定するが、中間アンカの中間領域は有さない。梁をプレストレスするプロセスは、実質的に上述した通りであり、緊張材１０９を、中空部に挿入して引っ張り装置を用いて引っ張り、コンクリートを端部スペース１０５ａ、１０５ｂに注いで硬化させて、端部アンカ１１１ａ、１１１ｂのみを形成する。各アンカ領域の端の箱状の物又は板（図示せず）は、コンクリートを収容し、注がれたコンクリートが中空部１０３の長さを流れ落ちることを防止する。箱状の物又は板は、プレストレス緊張材１０９が通る孔又は切欠き部を含んでいる。
【００７４】
コンクリートアンカ１１１ａ、１１１ｂが実質的に硬化すると、張力が緊張材から解放され、緊張材１０９の突出部分が除去されて最終的なプレストレスト梁１１９を形成する。この実施形態は、形成された梁をより短い長さに切断することができず、それによって、単一の予め作られた梁又はパネルのみが作られるという点で、上記の方法とは異なる。このプロセスは、例えば、複数の梁を端と端とを接してプレストレスするにはスペースが不十分である場合、専ら低体積要件である場合、又は、注文寸法を有する梁又はパネルのために使用することができる。この方法及び形成されるプレストレスト梁は、図１の（ｉ）〜図６の実施形態に関して上述した特徴のうちのいずれか１つ又は複数を有してもよい。
【００７５】
図８（ａ）〜図８（ｄ）及び図９（ａ）〜図９（ｄ）は、図７の（ｉ）〜（ｉｉｉ）に示されるような単一のプレストレスト梁を作るか、または、図１の（ｉ）〜（ｉｖ）に示されるような、切断することができる長いプレストレスト部材を作るように他の同様の構成要素と直列に配置するのに好適な、木材ベースの構成要素の２つの可能な好ましい実施形態３０１、３０１’を示している。図８（ａ）〜図８（ｄ）の実施形態では、木材ベースの構成要素３０１は、約６０ｍｍの厚さ、３５０ｍｍの深さ及び１０ｍ〜１２ｍの長さの測定値である４つの垂直な木材積層体部材３０２を備えている。垂直な木材積層体部材３０２は、下側フランジ部材３０６ａと上側フランジ部材３０６ｂとの間に位置し、偏向部３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄによって離間されている。偏向部３０４ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄ及び下側フランジ部材３０６ａは、複数の孔３０８を画定して、プレストレス緊張材３０９を受け入れる。緊張材３０９は、孔３０８を通して配置され、それぞれの垂直な木材積層体部材３０２の間の中空部分３０３に沿って延びている。木材ベースの構成要素及び垂直な木材積層体部材３０２の端の偏向部３０４ａ及び３０４ｂは、コンクリート端部アンカを打設するための領域３０５ａ、３０５ｂを一緒に画定する。端部アンカ領域３０５ａ、３０５ｂの断面は、緊張材３０９が通って延びる孔３０８の断面よりもはるかに大きい。中間の偏向部３０４ｃ、３０４ｄは、梁に付加的な剛性及び強度を提供する。
【００７６】
図９（ａ）〜図９（ｄ）の実施形態は、図８（ａ）〜図８（ｄ）の実施形態と同様であり、同様の部分を示すのに同様の符号が用いられるが、プライム記号（’）が加えられている。木材ベースの構成要素３０１’は、７つの垂直な木材積層体部材３０２’を備え、単一の緊張材３０９が隣接する垂直な木材積層体部材３０２’間に位置している。中間のコンクリートアンカ１３が含まれる場合、中間の偏向部３０４ｃ、３０４ｃ’、３０４ｄ、３０４ｄ’を、離間した点に位置することができ、中間の偏向部の間隔の少なくとも幾つかは、中間アンカの所望の長さを画定するように構成されている。上側フランジ部材３０６ｂには、対応する凹部が設けられている。
【００７７】
予め作られたアンカ
上述したようにプレストレスケーブルを予め引っ張ってアンカを注ぐのではなく、コンクリートアンカ３２を少なくとも部分的にプレキャストし、ケーブルを後で引っ張ってもよい。図１０〜図１４は、プレキャストアンカを用いてプレストレスト梁又はパネルを予め作る代替的な実施形態の方法を示している。この方法は５つの主な段階を含んでいる。
【００７８】
図１０は、木材ベースの構成要素３１及び２つの予め作られたコンクリート端部アンカ３２が製造場に位置する第１の段階を示している（１つのみの端部アンカが示されている）。プレキャストコンクリート端部アンカ３２は、木材ベースの構成要素３１に取り付けられる取り付け特徴部を備えている。図示された実施形態では、各プレキャストコンクリート端部アンカ３２は、コンクリート端部アンカ３２の上部及び底部に向かって位置する一連のスタータ棒３７を備えている。各スタータ棒３７は、コンクリート端部アンカ３２に埋め込まれる端及び突出端を有している。木材ベースの構成要素３１の端は、スタータ棒３７を受け入れる一連の対応する穴３５を含んでいる。穴３５は、予め穿孔するか又は任意の他の公知の方法で設けることができる。
【００７９】
図１１の（ｉ）及び（ｉｉ）に示される方法の第２の段階では、コンクリート端部アンカ３２及び木材ベースの構成要素３１は、スタータ棒２７が木材ベースの構成要素３１の穴３５内に位置するように組み付けられている。スタータ棒３７は、エポキシ又は他の物質を穴３５に注入するといった任意の好適な方法で木材ベースの構成要素３１に取り付けられる。
【００８０】
木材ベースの構成要素３１は、プレストレス部材３９を受け入れるために、木材ベースの構成要素３１の長さに沿って延びる複数の導管３３を備えている。プレキャストコンクリート端部アンカ３２も、コンクリート端部アンカ及び木材ベースの構成要素３１が組み付けられるときに木材ベースの構成要素３１の導管３３と位置合わせされる一連の導管又は孔３８を含んでいる。
【００８１】
単一のプレストレス部材３９は、木材ベースの構成要素３１の各導管３３及びコンクリート端部アンカ３２の対応する導管３８を通して配置されている。代替的には、幾つかのプレストレス部材３９を各導管３３、３８に配置してもよい。図１２に示される第３の段階において、プレストレス部材３９が引っ張られる。次に、コンクリート又はグラウトがコンクリート端部アンカ３２の導管３８に注入される。コンクリート又はグラウトが実質的に硬化すると、張力がプレストレス部材３９から解放される。
【００８２】
２つのコンクリート端部アンカ３２に加えて、この方法は、図１の（ｉ）〜（ｉｖ）の実施形態と同様に、２つの木材ベースのサブ構成要素の端間に１つ又は複数の中間のプレキャストアンカを配置することを含んでもよい。中間アンカは、コンクリート端部アンカの両端にスタータ棒又は他の取り付け特徴部を備え、２つの隣接する木材ベースの構成要素３１の端に接続する。プレストレス部材３９が引っ張られている間に、コンクリート又はグラウトが中間のプレキャストアンカの導管３８に注入される。
【００８３】
グラウトが実質的に硬化すると、最初のプレストレスト梁又はパネルを、中間アンカ及びプレストレス部材３９を通る中間の横断方向切断面に沿って切断し、複数のより短い梁又はパネルを形成してもよい。緊張材は、中間アンカの長さに沿ってグラウト注入されるため、結果として生じる新たな端部アンカの長さに沿っても埋め込まれ、それによって、より短い梁においてプレストレスが維持される。図１の（ｉ）〜（ｉｖ）の実施形態に関して記載したように、最初の切断されていない中間アンカは端部アンカの長さの２倍であるため、中間アンカの切断によって形成される新たな端部アンカは、元の端部アンカ３２と同じ長さである。
【００８４】
スタータ棒３７及び穿孔された穴３３の代わりに、他の好適な締結具を用いてもよい。例えば、木材ベースの構成要素３１又はコンクリート端部アンカ３２は、コンクリート端部アンカ３２又は木材ベースの構成要素３１の他方に取り付けられるロッド又はねじを受け入れる金属導管を備えてもよい。ロッド又はねじは、木材ベースの構成要素３１又はコンクリート端部アンカ３２の他方にねじ留め、ボルト締め又はエポキシ接着してもよい。
【００８５】
更なる代替形態として、コンクリート又はグラウトを用いてプレストレス部材をプレキャストコンクリート端部アンカ３２に連結するのではなく、プレストレス部材３９をプレキャストコンクリート端部アンカ３２に機械的に連結してもよい。例えば、プレストレス部材はねじ部材であってもよく、ナットを締め付けることによって後で引っ張ってもよく、ナットはこの場合、プレキャストコンクリート端部アンカ３２の端又は各コンクリート端部アンカ３２の端の板に当たる。コンクリート端部アンカは、機械的な連結からのストレスを木材ベースの構成要素３１に拡散させ、ストレスを拡散させるために厚い必要がある鋼製の板を用いてプレストレス部材を木材ベースの構成要素に連結するよりも低コストの解決策を提供する。
【００８６】
コンクリート上部層
上述した梁又はパネルの実施形態のいずれかは、コンクリートベースの上部層を任意に備えることができる。図１５〜図２１は、図２〜図６に示される実施形態と同様であるがコンクリート上部層を有する好ましい実施形態のパネルを形成するステップを示している。
【００８７】
図１５に示される第１の段階では、図２の木材ベースの構成要素と同様の木材ベースの構成要素１が準備されて鋳床に配置されている。図示された形態では、木材ベースの構成要素は木材積層体の細長いフレームを備えている。フレームは多くのウェブ４を有し、ウェブ４は、木材ベースの構成要素を通ってその長さの実質的な部分に沿って延びる複数の長手方向の中空部分と、両端のウェブ間に、それぞれの別個の端部アンカを形成するために注がれるコンクリートを受け入れるように少なくとも上面が開口している多くのスペース５ａ、５ｂとを画定している。
【００８８】
図１６に示される第２の段階では、締結具４１が木材ベースの構成要素１の上部フランジに取り付けられ、上部フランジから上方に突出している。好ましくは、締結具４１は、ウェブ４に沿って位置している。好適な締結具４１は、ねじ、ボルト又は鋼棒を含む。ねじは、例えば前方方向及び後方方向の双方に４５°のように傾いてもよい。鋼棒は、エポキシ接着等によって木材ベースの構成要素に固定してもよい。締結具４１は、木材ベースの構成要素１を鋳床に配置する前又は後で木材ベースの構成要素に取り付けてもよい。代替的には、木材ベースの構成要素の上部フランジは、上部フランジにある切欠き部及び突出スタッドを含んでもよい。
【００８９】
図１７に示されるような第３の段階では、長手方向及び横断方向の鋼鉄筋４３、４５すなわち鋼メッシュが木材フランジの上部に配置されている。横断方向の鋼鉄筋４３は、端部フック４３ａ、４３ｂを備えてもよい。パネルの一方の側の端部フック４３ｂは、パネルのその側から突き出てもよく、２つの隣接するパネルの接合と、更に後述するような一続きの表面の形成とを容易にする。
【００９０】
図１８は、細長いプレストレス部材９が図３の実施形態を参照して上述した同じ方法で木材ベースの構成要素１の中空部分３に挿入される第４の段階を示している。緊張材９の両端は引っ張り装置に接続され、例えばプレストレスジャッキを用いて張力が緊張材に付加される。
【００９１】
図１９に示される第５の段階では、張力をプレストレス部材９に依然として付加している間に、木材ベースの構成要素１のフランジの上部と、端部アンカ領域５ａ（及び両端のアンカ領域、図示せず）とにコンクリートが注がれる。これによって上部層４９及びコンクリートアンカ４７を単一のステップで打設する。
【００９２】
好ましくは、コンクリート上部層は、木材ベースの構成要素１の両側の２つのウェブ４ａ、４ｂを覆わず、フック付きの端４３ａ、４３ｂがコンクリート上部層から突出する。
【００９３】
図２０及び図２１に示される２つの更なる段階では、コンクリートアンカ４７及びコンクリートの上部層４９が実質的に硬化する。コンクリートが実質的に硬化し、例えば、コンクリートの公称（２８日）圧縮強度の少なくとも７０％に達すると、引っ張り装置によって緊張材９に付加される張力が解放される。次に、緊張材９の突出部分が、端部切断面５０を通して切断することによってパネルの各端から除去される。
【００９４】
図１５〜図２１は、上部層を含むパネル全体が予め作られた、好ましい実施形態のパネルを示している。代替的には、コンクリートの上部層を、予め作られたプレストレスト梁又はパネルに、例えば図６に示されるパネルにその場で（現場で）注いでもよい。
【００９５】
コンクリートの上部層がその場で注がれる実施形態では、打設場において図２〜図６のステップを行う。締結具４１は、木材ベースの構成要素１が打設場又は現場にある間に、図１６と同様の方法で木材ベースの構成要素１の上部フランジに取り付けられる。プレストレスト梁又はパネルが現場にあると、図１７の鋼鉄筋４３、４５のような補強部材が木材ベースの構成要素１の上部に配置される。次に、コンクリートの上部層４９が現場で打設される。
【００９６】
上述した実施形態における締結具４１は、コンクリートの上部層を木材ベースの構成要素に結合する。
【００９７】
プレストレストパネルが建設現場にあると、パネルは、床のような大きい支持表面を形成するように並べて配置することができる。図２２は、コンクリートの上部層５１ａ、５１ｂ及び５１ｃを有する複数のプレストレストパネル間の接続を示す断面図である。隣接するパネルは、隣接する木材ベースの構造物１ａ、１ｂ及び１ｃが、木材ベースの構造物１ａ、１ｂ及び１ｃの上方の隣接するコンクリートの上部層５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間にチャネル／スペースを画定するように当たった状態で配置されている。
【００９８】
コンクリートの上部層における横断方向の鉄筋のフック付きの端４３ａ、４３ｂは、上部層５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間のスペースに突出し、隣接するパネルの鉄筋のフック付きの端４３ａ、４３ｂに重なる。最後のステップでは、隣接する上部層５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間のスペースにコンクリート５７が注がれ、鋼補強材の突出するフック付きの端４３ａ、４３ｂを埋め込み、一続きの表面を形成する。
【００９９】
任意に、締結具５５を、隣接する上部層５１ａ、５１ｂ、５１ｃ間のスペースにおいて木材ベースの構成要素１に取り付けてもよい。それらの締結具を次に、注がれるコンクリート５７のストリップに埋め込んでスラブ同士を接合して、上部層と木材ベースの構成要素１との間の接続を改善する。
【０１００】
代替的な実施形態では、コンクリートの上部層は、木材ベースの構成要素に結合しなくてもよいか又は部分的にのみ結合してもよい。例えば、締結具を木材ベースの構成要素１に取り付けるステップ（図１６）を省いてもよい。その代わりに、補強部材４３、４５を、図１５に示される木材ベースの構成要素に、または、現場で図６の予め作られたパネルに配置してもよい。コンクリートの上部層が次に、補強部材４３、４５を覆うように打設される。
【０１０１】
更なる代替形態として、コンクリートの上部層は、現場で木材ベースの構成要素１に配置されて締結具によって取り付けられるプレキャスト補強スラブを備えてもよい。
【０１０２】
コンクリートの上部層は、所与の梁又はパネルの火災、音響及び振動性能を改善する。上部層は、慣性力を、梁又はパネルを支持するフレーム及び壁に伝達することを助けることによって、地震事象中に、梁又はパネルの性能を改善することもできる。
【０１０３】
結合されないコンクリートの上部層は、完全に結合される層よりも製造が安価及び／又は容易であり得るが、上記で述べた利点の大部分を依然として提供する。しかし、結合されないコンクリートの上部層は、プレストレスト木材梁又はパネルによって支持されなければならない死荷重として働く。対照的に、コンクリートの上部層は、木材ベースの構成要素に少なくとも部分的に結合される場合、プレストレスト梁又はパネルの強度に寄与する。したがって、上部層が少なくとも部分的に結合される場合には、所与の用途に合わせてより小さい梁又はパネルが必要とされる。
【０１０４】
例えば、パネルの１つの実施形態は、６５ｍｍ〜７５ｍｍの厚さの結合されないコンクリートの上部層を有している。同じ厚さの結合される上部層を有する同等のパネルでは、木材ベースの構成要素の厚さ／深さは、結合されない上部層を有するパネルにおける木材ベースの構成要素の場合よりも小さく、結果としてより軽量のパネルになる。梁の長さによって、木材ベースの構成要素の厚さが概して決まる。例えば、８ｍの長さを有するパネルは、６５ｍｍのコンクリートの上部層を含め、３６０ｍｍの深さであってもよい。一方で、６ｍの長さを有するパネルは、６５ｍｍのコンクリートの上部層を含め、たった２１０ｍｍの深さであってもよい。コンクリート層が地震事象のための「ダイヤフラム」として含まれる場合、結合されるパネルにおけるコンクリートの上部層の厚さは、結合されないパネルの場合よりも小さくてもよい。
【０１０５】
図２３〜図２７は、図１５〜図２１の実施形態と同様の代替的な実施形態のパネルを示しており、同様の部分を示すのに同様の符号が用いられているが、プライム記号（’）が加えられている。図２３〜図２７の実施形態では、上部層を含むパネル全体が予め作られている。上部層４９’は、コンクリートアンカ４７’と同時に注がれ、端部アンカ４７’の上部を覆うように延びている。
【０１０６】
木材ベースの構成要素１’は、一方の側に、上部フランジ４０ａ及び底部フランジ４０ｂを有するチャネルセクション４０を含んでいる。コンクリートの上部層における横断方向の鉄筋の一端のフック付きの端４３ｂ’が上部フランジ４０ａの上方に突出している。図２９に示される複数の梁を並べて配置し、より大きいパネルを形成することができる。
【０１０７】
図２１及び図２２の実施形態に関して上述したような同様の方法で、隣接する梁の上部層間のスペースにコンクリートを注いで、隣接する梁１’における鉄筋４３’のフック付きの端４３ａ’、４３ｂ’を埋め込むとともに梁を接合して、一続きの表面を形成することができる。上部フランジ４０ａは、このプロセスの間にコンクリートストリップを接合することをサポートするように型枠として働く。
【０１０８】
底部フランジ４０ｂは、梁を下方から見た場合に平坦な表面を提供するように装飾用である。
【０１０９】
代替的な断面
図１〜図２２に示される木材ベースの構成要素１、１０１、３０１は例示的な実施形態に過ぎない。木材ベースの構成要素は多くの代替的な形態をとることができる。図３０の（ａ）〜（ｅ）は、異なる断面を有するプレストレストパネルの例を与えている。
【０１１０】
図示されるように、木材ベースの構成要素１は、プレストレス部材９を受け入れるように中空部（図３０の（ａ）、（ｃ）及び（ｄ））又は凹部（図３０の（ｂ）及び（ｅ））のいずれかを含んでもよい。図３０の（ａ）は、アンカ及びプレストレス部材９が木材ベースの構成要素１の中空部６１に位置するカセット型の断面を有するパネルを示している。
【０１１１】
図３０の（ｂ）及び（ｃ）は、プレストレス部材９及びアンカの小さい中空部（図３０の（ｃ））又は凹部（図３０の（ｂ））のいずれかを有する、実質的に中実のパネルを示している。対照的に、図３０の（ｅ）は、木材ベースの構成要素がＴ字形の断面を有するより軽量のパネルを示している。
【０１１２】
カセットベースの、中実の及びＴ字形の断面の態様を組み合わせて、任意の数の代替的な断面を作ることができる。例えば、図３０の（ｄ）に示されるパネルは、図３０の（ａ）のカセットベースの断面及び図３０の（ｅ）のＴ字形の断面の組み合わせである断面を有している。
【０１１３】
異なる断面は異なる利点を提供する。例えば、Ｔ字形の断面は軽量とすることができるが、図３０の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）におけるようなカセット型又は中実の構成は通常、耐火性がより高い。多くの他の断面が可能であることが理解されるであろう。
【０１１４】
図３０の（ａ）〜（ｅ）に示されるパネルのいずれかは、コンクリートベースの上部層を更に備えてもよい。図３１の（ａ）〜（ｅ）は、図３０の（ａ）〜（ｅ）における実施形態に対応するが、コンクリートの上部層７１も備える実施形態の断面図を示している。図３１の（ａ）〜（ｅ）の各実施形態では、コンクリートの上部層７１は、締結具７３によって木材ベースの構成要素１に接続されている。
【０１１５】
図３２の（ａ）〜（ｅ）は、コンクリート上部層７１も含むが上側木材フランジ６２の代わりに薄い合板部材８１が用いられる図３０の（ａ）〜（ｅ）及び図３１の（ａ）〜（ｅ）における実施形態に対応する実施形態の断面図を示している。合板部材８１は、コンクリートの上部層７１が注がれるときにこの重量を支持するが、構造的ではない。
【０１１６】
コンクリートの上部層７１を有する実施形態では、コンクリート上部層７１は圧縮に主に抵抗し、一方で、木材ベースの構造物１は張力及び曲げに抵抗する。木材ベースの構造物１とコンクリート上部層７１との間の接続は、２つの構成要素間の剪断力を伝達する。木材の床に勝る利点としては、荷重支持能力の高まりと、より高い剛性（撓みと振動の受けやすさとの低減につながる）と、音響特性及び熱的特性の改善と、より高い耐火性とが挙げられる。
【０１１７】
図３０の（ａ）〜図３２の（ｅ）に示される例示的な木材ベースの構成要素１は、異なるエンジニアリング木質材料の組み合わせを含んでいる。選択される材料は通常、木材ベースの構成要素の断面と、梁又はパネルの最終的な用途と、費用及び製造上の考慮事項とに依存する。
【０１１８】
例として、図３０／３１の（ａ）、（ｄ）及び（ｅ）に示される実施形態は、単板積層材（ＬＶＬ）から作られる上部フランジ６２、６６、６８及び底部フランジ６４、７０、並びに、集成材、合板又はＬＶＬから作られるウェブを有することができる。同様に、図３０の（ｂ）、図３１の（ｂ）及び図３２の（ｂ）に示される木材ベースの構成要素は、接着された積層体又はＬＶＬを含むことができる。対照的に、図３０の（ｃ）、図３１の（ｃ）及び図３２の（ｃ）に示される実施形態は好ましくは、クロスラミネーテッドティンバーを含む。木材ベースの材料の多くの他の組み合わせが可能であり、当業者には明らかである。
【０１１９】
図示された実施形態では、緊張材９は、梁又はパネルの縦の中間点の下方にオフセットされている。これは、上方への撓みすなわちプレキャンバを生成して、使用時の梁又はパネルに対する下方への荷重からの撓みのバランスをとる。例えば、パネルが床を形成するときの荷重である。プレストレス部材９をオフセットして梁又はパネルを予期される荷重に向かって撓ませることは、緊張材が中央に位置する同等の梁又はパネルと比較して、より長い梁又はパネル及び／又はより浅い深さの梁又はパネルを可能にする。
【０１２０】
上記の方法を用いて作られるプレストレストパネル又は梁は通常、６ｍ〜１２ｍの長さである。しかし、より短い梁及びパネル並びにより長い梁及びパネルが可能である。より長い長さは、それに従ってパネル又は梁の深さ及び幅を増大させることを必要とする。
【０１２１】
双方向パネル
図３３は、プレストレスト梁２００が、その長さに沿って離間したチャネル又は中空部分２２１の形態の複数の横断方向のポートを有する木材ベースの構成要素２０１を備える更なる実施形態を示している。そのプレストレスト梁２００は、細長いプレストレス部材を収容する１つ又は複数の長手方向の中空部分も含んでいる。プレストレス部材は、上述した方法でコンクリート端部アンカ２１１ａ及び２１１ｂ間に延びている。プレストレスト梁２００は、上述した好ましい実施形態の方法のいずれか、すなわち単独で又はより長い梁から切断して作ることができる。
【０１２２】
図３３に示されるような横断方向のポートを有する木材ベースの構成要素２０１は、並べて配置して、第２の横断方向にストレスすることができるパネルを作ることができる。そのようなパネルは、梁を第１の長手方向にプレストレスするのと同時に製造場又は工場において第２の方向にプレストレスされて、予め作られた双方向にストレスされるパネルを作ることができる。代替的には、パネルは、上述したように、最初に工場で梁又はパネル２００を予め作り、次に、梁又はパネル２００を現場に配置するとともに第２の方向に後で引っ張ることによって、２段階で作ることができる。この代替的な方法は、構成されたパネルの輸送が禁止されるより大きいパネルに適切である。
【０１２３】
図３４〜図３８及び図３９〜図４２は、複数の予め作られたプレストレスト梁２００を配置して後で引っ張ることによって双方向にストレスされるパネルを作る方法を示している。
【０１２４】
図３８に示される第１のステップでは、複数の梁２００ａ、２００ｂ、２００ｃを並べて配置し、それによって、梁の横断方向のポート２２１が位置合わせされて一続きのチャネル又は中空部分を形成する。梁２００ａ、２００ｂ、２００ｃは、上述した好ましい実施形態の方法のうちの１つによって形成されている。次に、側部部材２２３ａ、２２３ｂを複数梁構成の両側に配置する（図３５を参照）。側部部材２２３ａ、２２３ｂは、梁２００ａ、２００ｂ、２００ｃのポート２２１と位置合わせされるポート２２５ａ、２２５ｂを有している。位置合わせされた横断方向のポート２２１は、横断方向のポストストレス部材を受け入れる複数の横断方向のチャネル又は中空部分を一緒に画定する。側部部材２２３ａ、２２３ｂは、横断方向の中空部分の両側の開口した又は箱状の領域２２７ａ、２２７ｂを画定する。
【０１２５】
梁２００ａ、２００ｂ、２００ｃ及び側部部材２２３ａ、２２３ｂを配置した後で、横断方向の緊張材２０９を、図３６に示されるように横断方向の中空部分に配置する。梁２００ａ、２００ｂ、２００ｃの側部部材は、隣接する梁の側部部材が面一であるように磨くか又は別の方法で準備するべきである。代替的には、エポキシ、グラウト又はコンクリートを、２つの隣接する梁２００ａ、２００ｂ、２００ｃ間に注入するか又は塗り固めてもよい。
【０１２６】
次に、例えば油圧ジャッキである好適な張力機械を用いて緊張材２０９を引っ張る。緊張材２０９には次に、例えば緊張材の張力をアンカブロック又は板に対して相互作用させることによって張力が保たれる。アンカブロック又は板は、プレストレス部材２０９がブロック又は板の孔又は切欠き部を通って延びる状態で、開口したアンカ領域２２９ａ、２２９ｂの端に又は端に隣接して位置することができる。代替的には、アンカブロック又は板は、外側に固定し、例えば、地面に定着させてもよい。次に、緊張材を、任意の機械的な定着手段、例えば、ねじ及びナットの構成又はプレストレス円錐体又は楔状体を用いてブロック又は板に対して固定する。図３７に示される第３のステップでは、横断方向の緊張材２０９における張力を維持しながら、開口した又は箱状の領域２２７ａ、２２７ｂにコンクリートを注ぎ、緊張材２０９のそれぞれの部分をコンクリートに埋め込む。次に、コンクリートが硬化して、側部アンカ２２９ａ、２２９ｂを形成する。コンクリートは通常、緊張材９に付加される張力が解放される前に、コンクリートの公称（２８日）圧縮強度の少なくとも７０％まで硬化する。
【０１２７】
代替的には、コンクリートの側部アンカは少なくとも部分的にプレキャストであってもよく、ケーブルを後で引っ張ってもよい。プレキャストアンカは、図１０〜図１４に関して上述したプレキャストアンカと同様に、パネルの配置されたプレストレスト梁の側部に取り付けられる。次に、横断方向のプレストレス部材２０９を、横断方向のチャネル又は中空部分と、取り付けられるプレキャスト側部アンカの対応する導管とを通して配置する。
【０１２８】
横断方向のプレストレス部材２０９は、引っ張った後で、コンクリート又はグラウトを導管に注入するとともに硬化させることによって、または、引っ張ったプレストレス部材をアンカに例えば締め付けナットによって機械的に締め付けることによって、プレキャスト側部アンカに締結することができる。
【０１２９】
最後のステップでは、側部アンカの側面から突出する緊張材２０９の部分を、図３８に示される切断面２３１ａ、２３１ｂを通して切断することによって除去する。
【０１３０】
このプロセスによって、２つの方向にプレストレスされるパネル２３３を形成する。そのようなパネルは、例えば、荷重を２つの方向に伝達することが有利である吊り床としての用途を有することができる。この構成は通常、パネルが、同じ距離にわたる必要がある梁よりも浅い深さであり得るため、長い長さを覆うのに好適である。パネルは、現場に送達される前に予め引っ張られるか、または、現場において双方向にではなく横断方向にのみ後で引っ張る必要があるため、この方法は、大型の双方向にストレスされるパネルを建設するのに必要な現場の作業を大幅に低減する。
【０１３１】
図３９〜図４１は、双方向へのプレストレスに好適な、更なる実施形態の木材構成要素４０１（図３９及び図４０）及びプレストレスト梁４００（図４１）を示している。その実施形態では、木材ベースの構成要素４０１は、木材ボードが長手方向及び横断方向に交差して木材ベースの構造物４０１を双方向により強くするクロスラミネーテッドティンバーを含んでいる。木材ベースの構造物は、重量を低減するためにキャビティを含んでもよく、または、実質的に中実であってもよい。
【０１３２】
クロスラミネーテッドティンバーは、それらの双方向の構築に起因して双方向へのプレストレスに特に好適である。クロスラミネーテッドティンバーは、双方向に比較的高い面内及び面外強度及び剛性を提供し、図３９〜図４１に示されるような実施形態に、プレストレス力に抵抗する２方向作用能力を与える。
【０１３３】
図４１のプレストレスト梁を用いて、図３３〜図３８に関して上記で説明した同じ方法で、また図４２に示されるように、双方向のプレストレストパネルを構築することができる。木材ベースの構成要素は、横断方向のプレストレス部材４１０（図４２）を受け入れる横断方向のチャネル４１４を有している。横断方向のプレストレス緊張材４１０の両端は、緊張材を引っ張るとともに側部アンカを注いで緊張材を定着させることによって、または、現場において機械的なアンカを用いることによって定着させることができる。
【０１３４】
図３９〜図４１の木材ベースの構成要素は、端部アンカ領域内に長手方向に突出する木材剪断キー４０６も備えている。木材剪断キー４０６は、コンクリートが注がれると端部アンカに埋め込まれ、木材ベースの構成要素４０１からの垂直な剪断力をそれぞれのコンクリートアンカ４１１ａ、４１１ｂに伝達することを助ける。
【０１３５】
アンカ
プレストレス部材からの力は、コンクリートアンカから木材ベースの構成要素に、主に圧縮力又は剪断力として、または、圧縮力及び剪断力の組み合わせとして伝達することができる。木材ベースの構成要素１、１０１、２０１の端部アンカ領域及び任意の中間アンカ領域は、木材ベースの構成要素１とコンクリートアンカ１１ａ、１１ｂ、１３、１８ａ、１８ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂとの間の剪断又は軸方向接続を高める特徴部を備えてもよい。図４３の（ａ）〜（ｄ）、図４４、図４５、図４６の（ａ）〜（ｃ）及び図１７の（ａ）〜（ｄ）は、コンクリートアンカと木材ベースの構成要素との間の剪断接続を改善する特徴部の例を示している。
【０１３６】
図４３の（ａ）及び（ｂ）は、プレストレス緊張材９が中空部分３内に配置され、剪断コネクタ１９を有する、図１の（ｉ）〜図５の木材ベースの構成要素の一端における端部アンカ領域５ａを示している。図示された形態では、剪断コネクタは、木材ベースの構成要素１の側壁及び中間壁からアンカ領域５ａに突出する複数のねじ又はロッド１９である。ロッドは壁に締結されている。コンクリートがアンカ領域内に注がれると、コンクリートは、突出しているロッド１９を包む。コンクリートは次いで硬化し、ロッド１９を埋め込む。埋め込まれたロッドは、コンクリートアンカ１１ａと木材ベースの構成要素１との間の接続を強化し、木材ベースの構成要素に対するアンカの長手方向の移動を防止する。
【０１３７】
ロッド１９の代わりに他の特徴部を設けて、コンクリートアンカ１１ａ、１１ｂ、１３、１８ａ、１８ｂ、１１１ａ、１１１ｂ、２１１ａ、２１１ｂと木材ベースの構成要素１との間の剪断接続を改善することができる。例えば、図４３の（ｃ）に示されるような１つ又は複数の板部材２１をアンカ領域に設けることができる。板部材２１はアンカ領域内に突出し、板部材２１をアンカに接続するように注がれるコンクリートが満たす孔２２を含んでいる。更なる例として、図４３の（ｄ）に示されるように、ねじ又はボルト２３を、ロッド１９と同様に木材ベースの構成要素から突出するように配置してもよい。
【０１３８】
別の実施形態では、アンカ領域における木材ベースの構成要素の側壁又は上壁又は底壁のうちの１つ又は複数に、起伏、突起又は凹部を設けて、コンクリートに接して剪断接続を高めるように一様でない表面を提供することができる。図４４が示す実施形態の例は、木材ベースの構成要素が、アンカ領域の構成要素の壁の複数の側面凹部２５と、突出するねじ８７、８９とを含み、木材ベースの構成要素とコンクリートアンカとの間の剪断接続を高める。
【０１３９】
図４５は、プレストレス力が圧縮によって木材ベースの構成要素１に付加される実施形態を示している。その実施形態では、プレストレス力は、アンカ７１の端において木材ベースのブロック８３に軸方向に付加される。ねじ又はロッド８５は、木材ベースのブロック８３からコンクリートアンカ８１内に延びて、コンクリートアンカ８１と木材ベースのブロック８３との間の接続及び力の伝達を高める。ねじ又はロッド８５は、梁又はパネルに対する外部荷重によって誘発される曲げモーメント及び剪断力を受ける。
【０１４０】
プレストレスト梁又はパネルは長手方向の補強材を備えてもよい。図４６の（ａ）〜図４７の（ｄ）は、アンカ領域に鋼補強材５１２、６１２及び剪断コネクタ５０６、６０６を有する２つの実施形態の梁を示している。長手方向の鋼補強材５１２、６１２は好ましくは、コンクリート構造に一般的に用いられるような従来の鉄筋を含む。鉄筋は、木材ベースの構造物５０１、６０１の上部に又は上部に向かって配置され、プレストレスのみが付加されるときに、コンクリートと木材ベースの構造物５０１、６０１との間の隙間の開口を防止する。鉄筋５１２、５１６は、木材ベースの構造物５０１、６０１内にエポキシ接着することができる。
【０１４１】
図４７の（ａ）〜（ｄ）に示される実施形態は、木材ベースの構造物６０１の底部に又は底部に向かって補強部材６１２を更に含み、コンクリートと木材との遷移エリアにおけるモーメント能力及び垂直荷重に対する剪断強度の双方を提供する。
【０１４２】
図４６の（ａ）〜（ｃ）の実施形態では、剪断ボルト５１２はアンカ領域内に長手方向に延びている。剪断ボルト５１２は、木材ベースの構造物５０１からコンクリートアンカ５１１への剪断力を受ける。
【０１４３】
木材ベースの構造物５０１は、上部リップ５０８ａを有する一方の側の木材ウェブ５０８と、相補的な凹部５０８ｂを有する一方の側の木材ウェブ５０８とを備えている。これは、梁５００が並べて配置されるときに、ボルトを使用して木材ウェブ５０８を接続する必要なく、剪断力を木材ウェブが受けることを可能にする。
【０１４４】
プレストレス緊張材５０９、６０９からの力は、コンクリートアンカ５１１、６１１から木材ベースの構成要素５０１、６０１に、圧縮力及び剪断力の組み合わせとして伝達される。圧縮プレストレスは、コンクリートアンカ５１１、６１１の端を画定する木材の偏向部５０４、６０４に伝達される。剪断応力は、プレストレス部材５０９、６０９と剪断コネクタ５０６、６０６と鉄筋５１２、６１２との間の木材ウェブ５０２、６０２によって木材ベースの構成要素とコンクリートとの間の接続面で伝達される。
【０１４５】
図４７の（ａ）〜（ｄ）に示される梁の実施形態は、長手方向にアンカ領域６１１内に突出する木材剪断キー６０６を備え、木材ベースの構成要素３とコンクリートアンカ３との間の接続を高める。図４７の（ｂ）に最も良く示されるように、１つの木材剪断キー６０６が各プレストレス緊張材６０９の上方に位置している。しかし、代替的には、より多くの又は少ない木材剪断キー６０６があってもよい。
【０１４６】
図４７の（ａ）〜（ｄ）に示される実施形態では、プレストレス力は主に圧縮力として木材ベースの構成要素６０１に伝達される。コンクリートアンカ６１１は、木材ベースの構造物６０１のウェブ及びフランジに直接押し当たり、これによって全てのプレストレス力を吸収する。木材剪断キー６０６は、長手方向の鉄筋６１２とともに、接続面において剪断能力を提供する。
【０１４７】
アンカ領域は、従来の強化鋼から作られる横断方向の補強棒６１８（図４７の（ｂ））を更に含んでいる。補強棒６１８は、コンクリートアンカ６１１における重力荷重によって誘発される垂直剪断を受ける。
【０１４８】
プレストレスト梁又はパネルの総重量を低減するために、ポリスチレンブロック６１６がコンクリートアンカ６１１に埋め込まれ、木材剪断キー６０６に取り付けられる、例えば接着される。各ポリスチレンブロック６１６は、ポリスチレンが各木材剪断キー６０６の３つの面を囲み、ポリスチレンブロック６１６のウェブ６１６ａが２つの隣接する木材剪断キー６０６間に延びるように、２つのそれぞれの隣接する木材剪断キーを受け入れる２つの凹部♯を有している。図示された実施形態は、６つのプレストレス緊張材と、６つの木材剪断キー６０６と、３つの離間したポリスチレンブロック６１６とを備えている。コンクリートアンカ６１１を形成するために、コンクリートを箱状のアンカ領域内に注ぎ、ポリスチレンブロック６１６と、プレストレス緊張材６０９と、補強部材６１２とを埋め込む。
【０１４９】
本発明の好ましい実施形態を、専ら例として説明したが、本発明の範囲から逸脱することなく、それらの実施形態に対して変更を行うことができる。例えば、木材ベースの構成要素に、補強部材を受け入れるための中央の中空室を設けるのではなく、木材ベースの構成要素は、構成要素の面の１つ又は複数に沿って１つ又は複数の開口チャネルを含んでもよい。例えば、木材ベースの構成要素の上面及び底面に複数のチャネルを設けてもよい。
【０１５０】
上述した実施形態のいずれかにおける特徴は、本発明の範囲から逸脱することなく他の実施形態からの特徴と組み合わせるか又は入れ替えることができる。
【０１５１】
好ましい実施形態に関して記載した寸法、構成要素の数及び記載した配置は、例に過ぎない。例えば、各サブ梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃが同じ長さであるのではなく、コンクリートアンカ１３は、互いから異なる長さのサブ梁を形成するように不均一に離間することができる。通常、より長い梁又はサブ梁は、より短い梁又はサブ梁よりも大きい梁の深さを必要とする。
【０１５２】
別の例として、図１の（ｉ）〜図５の実施形態は、３つのサブ梁１４ａ、１４ｂ、１４ｃを有するものとして記載したが、梁はその代わりに、中間アンカ１３及び切断部の数を変えることによって、２つ、４つ又はそれ以上のサブ梁を有することができる。長いプレストレス装置が使用される場合（例えば２００ｍの長さ）、例えば２０個のサブ梁をプレストレスすることが可能である。同様に、双方向の実施形態の場合、２０個のパネルを単一の段階でプレストレスすることができる。
【０１５３】
別の例として、木材ベースの構成要素は、各中空部内に位置する１つ、２つ、３つ又はそれより多くのプレストレス部材を有することができる。
【０１５４】
他の変更形態は「発明の概要」の項において概説されている。
【０１５５】
上述した好ましい実施形態の木材ベースのプレストレスト梁及びパネルは、鉄筋コンクリートのような他の一般的に使用される代替物と比較して、重量比に対する高い強度を提供する。これは、建築設計目的でより長い長さの床を可能にし、（低い強度要件に起因して）支持梁、柱及び基礎のコストを低減し、梁又はパネル及びそれらの支持構造の輸送及び持ち上げのコストを低減する。製造業者は、より低い輸送コストに起因してより大きい地理的領域を供給することも可能である。好ましい実施形態の木材ベースの梁及びパネルのより少ない重量は、地震事象において、より少ないエネルギーが慣性によって支持構造に伝達され、結果として損傷が少なくなることも意味する。
【０１５６】
予め作られることによって、好ましい実施形態の梁及びパネルはまた、エンドユーザがより入手しやすく、これは、建設業者及び他のユーザが梁及びパネルを容易に採用する可能性が高くなることを意味する。好ましい実施形態の木材ベースの梁及びパネルはまた、コンクリートベースの梁及び他の市販の床材の代替物のような多くの他の建築材料よりも二酸化炭素排出量が少ない。これは、上述した梁及びパネルが、「環境配慮」プロジェクトにおける魅力的な選択肢であり得ることを意味する。
【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（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図８（ｄ）】
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【図９（ａ）】
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【図９（ｂ）】
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【図９（ｃ）】
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【図９（ｄ）】
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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（ａ）】
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【図３０（ｂ）】
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【図３０（ｃ）】
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【図３０（ｄ）】
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【図３０（ｅ）】
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【図３１（ａ）】
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【図３１（ｂ）】
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【図３１（ｃ）】
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【図３１（ｄ）】
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【図３１（ｅ）】
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【図３２（ａ）】
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【図３２（ｂ）】
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【図３２（ｃ）】
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【図３２（ｄ）】
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【図３２（ｅ）】
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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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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３（ａ）】
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【図４３（ｂ）】
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【図４３（ｃ）】
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【図４３（ｄ）】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６（ａ）】
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【図４６（ｂ）】
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【図４６（ｃ）】
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【図４７（ａ）】
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【図４７（ｂ）】
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【図４７（ｃ）】
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【図４７（ｄ）】
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