(57)【要約】複数の３次元構造要素を接合して、モジュール式の壁、天井または床アセンブリを形成した、モジュール構造システムである。プリアセンブリ状態において、各３次元構造要素は、平面状の金属シート（１０）から形成され、該金属シート（１０）は、１本以上の折曲線（１２ａ，１２ｂ）によって区分されたパネル（１４，１６，１８）が共通面上にあるマルチパネルシートである。各パネルは、前記折曲線の１本以上に沿って前記共通面の面外に変形可能であり、当該変形により形成されるアセンブル状態の３次元構造要素は、他の３次元構造要素と接合することができる。少なくとも１枚のパネルは、開口部（１４ａ，１６ａ）を具え、該開口部の寸法は、補強材または安定化材が前記アセンブル状態の３次元構造要素を通過できる寸法である。【選択図】図２
2015513621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プリアセンブル状態の構造要素であって、金属シート（１０）を具え、該金属シート（１０）は、１本以上の折曲線（１２ａ，１２ｂ）によって区分されたパネル（１４，１６，１８）が共通面上にあるマルチパネルシートであり、
前記パネルの少なくとも１枚は、前記折曲線の１本以上に沿って前記共通面の面外に変形可能であり、当該変形により形成されるアセンブル状態の３次元構造要素は、他の３次元構造要素と接合することができ、少なくとも１枚のパネル（１４）は、開口部（１４ａ）を具え、該開口部（１４ａ）の寸法は、補強材または安定化材が前記アセンブル状態の３次元構造要素を通過できる寸法である、プリアセンブル構造要素。
【請求項２】
請求項１に記載のプリアセンブル構造要素であって、前記折曲線（１２ａ、１２ｂ）が、それぞれ互いに平行な直線状である、プリアセンブル構造要素。
【請求項３】
請求項２に記載のプリアセンブル構造要素であって、前記開口部（１４ａ）が、２本の折曲線（１２ａ、１２ｂ）間の少なくとも１枚のパネル（１４）の全幅にわたって延在している、プリアセンブル構造要素。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のプリアセンブル構造要素であって、前記開口部（１４ａ）の形状が円形である、プリアセンブル構造要素。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のプリアセンブル構造要素であって、前記開口部（１４ａ）の形状が、長円形、楕円形または六角形である、プリアセンブル構造要素。
【請求項６】
請求項５に記載のプリアセンブル構造要素であって、楕円形の前記開口部（１４ａ）の長軸が、各折曲線（１２ａ，１２ｂ）に対して垂直に延びる、プリアセンブル構造要素。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載のプリアセンブル構造要素であって、前記金属シート（１０）は、３枚のパネル（１４，１６，１８）にのみ区分される、プリアセンブル構造要素。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のプリアセンブル構造要素であって、各パネル（１４，１６，１８）が同じ表面積を有する、プリアセンブル構造要素。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のプリアセンブル構造要素であって、少なくとも１枚のパネルが他のパネルとは異なる表面積を有する、プリアセンブル構造要素。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のプリアセンブル構造要素であって、前記折曲線（１２ａ，１２ｂ）の各々は、平面状の金属シートに、スコーリング、スタンピングまたは部分的なカッティングを施して形成された脆弱線である、プリアセンブル構造要素。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のマルチパネルシートを組み立ててなる、３次元構造要素。
【請求項１２】
請求項１１に記載の３次元構造要素であって、隣接するパネルの平面が相互に垂直である、３次元構造要素。
【請求項１３】
請求項１２に記載の３次元構造要素であって、隣接するパネルを隔てる折曲線が、湾曲した接合縁部を画定する、３次元構造要素。
【請求項１４】
請求項１２または１３に記載の３次元構造要素であって、当該３次元構造要素は、１枚のベースパネル（１４）と、２枚のサイドウォールパネルのみを具え、これらによりＵ型チャネルが形成された、３次元構造要素。
【請求項１５】
請求項１４に記載の３次元構造要素であって、前記サイドウォールパネル（１６，１８）の各遠位縁部（１６ｄ）に、当該パネルの内側に延びるフランジ部（３０）を具えることにより、該遠位縁部間の距離が短縮された、３次元構造要素。
【請求項１６】
請求項１５に記載の３次元構造要素であって、前記フランジ部（３０）は、前記サイドウォールパネル（１６，１８）のそれぞれの平面に対し鋭角をなして内側に延びる、３次元構造要素。
【請求項１７】
請求項１６に記載の３次元構造要素であって、前記鋭角が３０°〜６０°である、３次元構造要素。
【請求項１８】
請求項１４〜１７に記載の３次元構造要素であって、前記ベースパネル（１４）および前記２枚のサイドウォールパネル（１６，１８）のうちの少なくとも１枚が、強化材又は安定化材の通過を可能にする寸法の開口部（１４ａ，１６ａ）を具える、３次元構造要素。
【請求項１９】
請求項１１〜１８のいずれか１項に記載の３次元構造要素の複数個を接続して、壁、天井又は床を形成する、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２０】
請求項１９に記載のモジュール構造アセンブリであって、相互に隣接する前記３次元構造要素が、溶接および／または接着および／または機械的なファスナによって固定されている、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２１】
請求項２０に記載のモジュール構造アセンブリであって、各３次元構造要素は、１枚のベースパネル（１４）と、２枚のサイドウォールパネル（１６，１９）のみを具え、これらによりＵ型チャネルが形成され、
１本のＵ型チャネルの前記ベースパネルを、隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネルの遠位縁部に沿って固定することにより、該隣接するＵ型チャネルの頂部開口を閉じる蓋部が形成された、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２２】
請求項１５〜１８のいずれか一項に従属する場合の請求項２１に記載のモジュール構造アセンブリであって、前記１本のＵ型チャネルのベースパネル（１４）を、前記隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネル（１６，１８）のフランジ（３０）の遠位縁部に沿って固定して、該隣接するＵ型チャネルの頂部開口を閉じる蓋部を形成することにより、前記１本のＵ型チャネルのベースパネルと、前記隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネルとの間に外向きの凹部が画定された、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２３】
請求項２２に記載のモジュール構造アセンブリであって、前記凹部の各々が、前記１本のＵ型チャネルの側壁／フランジ接合部と、前記隣接するＵ型チャネルの基部／側壁折曲線との間に固定された金属プレート（３２）で閉鎖された、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２４】
請求項２３に記載のモジュール構造アセンブリであって、前記閉鎖凹部の各々が排水路を画定する、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２５】
請求項１９〜２４に記載のモジュール構造アセンブリであって、当該アセンブリは、前記ベースパネルと、前記サイドウォールパネルと、隣接する３次元構造要素によってもたらされる前記蓋部とにより区画された容積に、補強材または安定化材を導入することによって補強および／または安定化される、モジュール構造アセンブリ。
【請求項２６】
請求項２５に記載のモジュール構造アセンブリであって、前記補強材又は安定化材が、コンクリート、樹脂、アスファルトおよび粒子集合体から選択される、モジュール構造アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プリアセンブル状態（２Ｄ）およびポストアセンブル状態（３Ｄ）にある構造要素に関し、特に（ただし限定的ではないが）、一体に固定することによって、壁、床および天井を形成する複数の構造要素を具えた、モジュール構造アセンブリを提供するものである。本発明は、単独で、または、現在、鉄骨造建築物のコアコンポーネントを形成している、鉄骨フレーム工法と共に用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
大型構造物を建設するにあたっては、人件費を削減し、建設時間を最短化することが有益である。このような効率化は、原子力を、化石燃料や他の低容量の代替エネルギー源に代わる実行可能且つ現実的な代替エネルギー源とするために必要となる、原子力発電所の建設に特に関連する。
【０００３】
原子力発電所や、核廃棄物の処理施設および／または貯蔵施設を含む重要施設は、地震やハリケーンのような自然現象に耐え、且つ、大きな超過圧力を内包することが求められる。そのため、建築物を実質的に補強する必要がある。周知の補強手段としては、補強部材の個別の内部格子および／またはタイバーおよび／またはシアースタッドによって層状の平面鋼板が離間された、複雑且つ高価なアセンブリが用いられている。その例を、図１ａ、図１ｂに示す。現在利用可能な補強手段をアセンブルするためには、専門性が高く熟練した労働力が求められるが、それ自体が高価であり、当てにするのは難しい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、より簡潔且つより効率的で、コスト効率の良い手段による構造補強を、原子力産業および他の産業に提供できる手段が希求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１態様は、プリアセンブル構造要素を提供する。これは、プリアセンブル状態の構造要素であって、金属シートを具え、該金属シートは、１本以上の折曲線によって区分されたパネルが共通面上にあるマルチパネルシートであり、当該パネルの少なくとも１枚は、折曲線の１本以上に沿って共通面の面外に変形可能であり、当該変形により形成されるアセンブル状態の３次元構造要素は、他の３次元構造要素と接合することができ、少なくとも１枚のパネルは、開口部を具え、該開口部の寸法は、補強材または安定化材がアセンブル状態の３次元構造要素を通過できる寸法である。
【０００６】
非限定的な例において、金属シートは長方形であり、６ｍｍ〜２５ｍｍ厚の鋼板から形成される。しかしながら、壁厚については、個別の要件に応じてスケーリングすることができる。
【０００７】
折曲線は、任意的に、それぞれ互いに平行な直線状である。
【０００８】
非限定的な例において、折曲線は、金属シートの対向縁にそれぞれ平行であり、すべてのパネル形状は矩形である。
【０００９】
開口部は、任意的に、２本の折曲線間の少なくとも１枚のパネルの全幅にわたって延在する。
【００１０】
開口部は、任意的に、円形である。
【００１１】
または、開口部は長円形、楕円形または六角形である。
【００１２】
楕円形の開口部の長軸は、任意的に、各折曲線に対して垂直に延びる。
【００１３】
パネルの全幅に渡って延びる円形、長円形または楕円形の開口部を設けることによって、応力集中領域（応力集中部としても知られる）が減少し、または排除される。長円形の開口部は、該開口部がサイドウォールパネルと交わる地点における応力集中を減少させるのに最適であることが判明した。
【００１４】
金属シートは、任意的に、３枚のパネルにのみ区分される。
【００１５】
各パネルは、任意的に、同じ表面積を有する。
【００１６】
かかる構成によれば、両サイドウォールパネルが、ベースパネルと同様の形状および同様の大きさを有するため、シートを対称的なＵ型チャネル状に形成することができる。
【００１７】
または、少なくとも１枚のパネルが他のパネルとは異なる表面積を有する。
【００１８】
非限定的な例では、１枚のサイドウォールパネルの表面積が他のサイドウォールパネルの表面積よりも小さく、非対称的なＵ型チャネル形状が形成される。
【００１９】
各折曲線は、任意的に、平面状の金属シートに、スコーリング、スタンピングまたは部分的なカッティングを施して形成された脆弱線である。
【００２０】
脆弱線は、構造要素を３次元のアセンブル状態に折曲するのを補助する一方で、構造要素をプリアセンブル状態で保管および輸送することによって、これらに関連するコスト削減を支援する。折曲線は、構造要素が目的とする最終形状に応じて、所定の位置に配置されている。
【００２１】
本発明の第２態様は、第１態様のマルチパネルシートを組立ててなる、３次元構造要素を提供する。
【００２２】
隣接するパネルの平面は、任意的に、相互に垂直である。
【００２３】
隣接するパネルを隔てる折曲線は、任意的に、湾曲した接合縁部を画定する。
【００２４】
湾曲した接合縁部は、典型的には、機械プレスの折曲処理によりもたらされる。一般的に、湾曲した接合縁部の曲率半径は、各パネルの幅寸法に比べて小さい。
【００２５】
構造要素は、任意的に、１枚のベースパネルと、２枚のサイドウォールパネルのみを具え、これらによりＵ型チャネルが形成される。
【００２６】
非限定的な例において、床モジュールは、複数のＵ型チャンネルを一体に固定することにより構成され、各Ｕ型チャネルは、約２００ｍｍ幅のベースパネルと、高さが約２００ｍｍであるサイドウォールパネルとを有する。Ｕ型チャネル内側の１面以上に、シアースタッドを溶接することができる。シアースタッドは、約６ｍｍのシャンク径を有する。拡大ヘッドを具えるネルソンスタッド（登録商標）が好ましい。他の非限定的な例において、航空機における耐衝撃性を目的に設計された壁モジュールは、複数のＵ型チャネルを一体に固定することにより構成され、各Ｕ型チャネルは、約９００ｍｍ幅のベースパネルと、高さが約９００ｍｍのサイドウォールパネルとを有し、該サイドウォールパネルには、シャンク径が１９ｍｍのネルソンスタッド（登録商標）が設けられている。重要なことは、Ｕ型チャネルのベースパネルがサイドウォールパネルと一体型のタイバーとして作用するため、個別のタイバーを必要としない点にある。複数のＵ型チャネルを一体に固定して構成する、床、壁または天井モジュールの全長は、個別の要件に応じて様々とすることができる。１２ｍのモジュール長さは容易に達成できる。
【００２７】
サイドウォールパネルの各遠位縁部に、当該パネルの内側に延びるフランジ部を任意的に具え、該フランジ部によって遠位縁部間の距離が短縮される。
【００２８】
フランジ部は、任意的に、サイドウォールパネルのそれぞれの平面に対し鋭角をなして内側に延びる。
【００２９】
上記の鋭角は、任意的に、３０°〜６０である。
【００３０】
ベースパネルおよび２枚のサイドウォールパネルのうちの少なくとも１枚は、任意的に、強化材又は安定化材の通過を可能にする寸法の開口部を具える。
【００３１】
かかる構成は、床層アセンブリに用いるのに特に適している。各サイドウォールパネルに設けられた開口部が、例えばコンクリートの垂直方向の通過を可能にし、各ベースパネルに設けられた開口部が、例えばコンクリートの水平方向の通過を、床層のアセンブリ全体にわたって可能にするからである。
【００３２】
本発明の第３態様は、上記第２態様に従う３次元構造要素の複数個を接続して、壁、天井または床を形成する、モジュール構造アセンブリを提供する。
【００３３】
相互に隣接する３次元構造要素は、任意的に、溶接および／または接着および／または機械的なファスナによって固定される。
【００３４】
このように、複雑な形状のモジュール構造アセンブリを、選択された３次元構造要素から構築することができる。さらに、複数のモジュール構造アセンブリを一体に固定して、より大きな構造体を作ることができる。アセンブルされた構造要素およびモジュール構造アセンブリそれ自体を、床のような既存の構造体に固定すること、または、溶接および／または接着および／または機械的なファスナによって支持すること、が可能である。
【００３５】
各３次元構造要素は、任意的に、１枚のベースパネルと、２枚のサイドウォールパネルのみを具え、これらによりＵ型チャネルを形成し、一本のＵ型チャネルのベースパネルを、隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネルの遠位縁部に沿って固定することにより、該隣接するＵ型チャネルの頂部開口を閉じる蓋部を形成している。
【００３６】
非限定的な例において、構造要素は、連続平面状のサイドウォール表面（両サイドウォールパネルの表面積が同一の場合）または多面的なサイドウォール表面（一方の側壁の表面積が、他方の側壁のそれよりも大きい場合）を提示するよう固定されている。本発明の構造アセンブリを鉄骨フレーム構造システムと共に使用する場合、サイドウォールプレートを、ユニバーサルビーム、ユニバーサルコラムまたはセルラービームのフランジ上に溶接することによって、Ｕ型断面の界面を形成することができる（WESTOK社製品に係る欧州特許出願公開第０３２４２０６号明細書を参照のこと）。
【００３７】
任意的に、１本のＵ型チャネルのベースパネルを、隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネルのフランジの遠位縁部に沿って固定して、該隣接するＵ型チャネルの頂部開口を閉じる蓋部を形成することにより、１本のＵ型チャネルのベースパネルと、隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネルとの間に外向きの凹部が画定される。
【００３８】
凹部の各々は、任意的に、１本のＵ型チャネルの側壁／フランジ接合部と、隣接するＵ型チャネルの基部／側壁折曲線との間に固定された金属プレートで閉鎖される。
【００３９】
閉鎖凹部の各々が、任意的に、排水路を画定する。
【００４０】
非限定的な例において、隣接するＵ型チャネル相互は、上記凹部が金属プレートで閉鎖される前に該凹部に施される、第１の外部溶接によって固定される。金属プレートを固定するための第２の外部溶接によって２重のバリアが形成される。
【００４１】
３次元構造アセンブリは、任意的に、ベースパネルと、サイドウォールパネルと、隣接する３次元構造要素によってもたらされる蓋部とにより区画された容積に、補強材または安定化材を導入することによって、補強および／または安定化される。
【００４２】
例えば、第２の外部溶接によって進入した放射性物質を、垂直方向の排水溝内に収容して消散させることができる。これにより、各Ｕ型チャネル内に含まれる安定化材および／または補強材に、放射性物質が漏洩するのを回避できる。
【００４３】
補強材又は安定化材は、任意的に、コンクリート、樹脂、アスファルトおよび粒子集合体から選択される。
【００４４】
非限定的な例において、粒子集合体は、砂、砂利、瓦礫や土を含むことができる。
【００４５】
ここに、本発明を、添付の図面を参照しながら例示的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】図１ａは、複合的な補強網を介して離間した鋼板ブレースアセンブリの従来例を示す図である。図１ｂは、個別的なタイバーを介して離間した鋼板ブレースアセンブリの他の従来例を示す図である。
【図２】図２ａは、本発明の一実施形態に係る、折曲線と開口部を具える平面シートを示す図である。図２ｂは、図２ａの構造要素の半部を表わす、２次元の平面シート部分を示す図である。図２ｃは、単一の折曲線と、半円形の凹凸が交互に連続するエッジと、を有する、他の２次元の平面シート部分を示す図である。
【図３】図３ａおよび図３ｂは、２通りの異なる３次元構造要素を示す図である。図３ｃは、４個１組の個別的な構造要素を一体に固定してなる構造アセンブリを示す図である。
【図４】図４ａおよび図４ｂは、他の２通りの３次元構造要素を示す図である。図４ｃは、８個１組の個別的な構成要素を一体に固定してなる構造アセンブリを示す図である。
【図５】図５ａは、さらに他の３次元構造要素を示す図である。図５ｂは、２個の個別的な構造要素を一体に固定してなる構造アセンブリを示す図である。
【図６】図６ａは、さらに他の３次元構造要素を示す図である。図６ｂは、１３個１組の個別的な構造要素を一体に固定してなる構造アセンブリを示す図である。
【図７】図７ａは、図５ｂに示す、２個の個別的な構造要素を一体に固定してなる構造アセンブリの接続部のラインに沿う、閉鎖凹部を明示する図である。図７ｂは、図７ａに示す閉鎖凹部をさらに詳細に示す図である。
【図８】図８ａは、サイドウォールの高さおよび表面積が異なる構造要素を示す図である。図８ｂは、図８ａに示す個別的な構造要素の４個を固定してなる構造アセンブリを示す図である。
【図９】図９ａは、ベースパネルと１枚のサイドウォールパネルとの双方に開口部を有する構造要素を示す図である。図９ｂは、図９ａに示す個別的な構造要素の３２個を固定してフロアユニット又はシーリングユニットを形成した構造アセンブリを示す図である。
【図１０】３個の異なる構造アセンブリを接続して壁構造を形成したモジュール構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図２ａは、３次元構造要素にアセンブルされる前の、プリアセンブル状態にある２次元構造要素を示している。２次元構造要素は、長方形の金属シート１０を具え、該金属シート１０は、互いに平行な直線状の折曲線１２ａ，１２ｂによって区分された、寸法の等しいパネル１４，１６，１８を具える。各パネルは、共通面上にある。金属シートの材料は、ステンレス鋼板または炭素鋼板とすることができる。各折曲線１２ａ，１２ｂは、金属シートの表面に、スコーリング、スタンピング、または、部分的なカッティングを施して形成された脆弱線を有する。中央のパネル１４には、円形の開口部１４ａが、金属シートの長さ方向に沿って等間隔に設けられている。開口部１４ａの直径は、中央のパネル１４の幅の少なくとも５０％であり、折曲線１２ａ，１２ｂの間に位置する。
【００４８】
図２ｂは、図２ａの構造要素の半部を表わす、２次元の平面シート部分を示す図である。シート部分は、パネル１４の一方端に沿って相互に間隔をあけて配置された、一連の半円状の凹部１５を具えるよう形成されている。
【００４９】
図２ｃは、構造要素（図示されない）の半部を形成する、他の２次元の平面シート部分を示す図である。シート部分は、パネル１４の一方の縁に沿って、相互に間隔をあけて配置された一連の六角形の凹部１５ｈを具えるよう形成されている。
【００５０】
図３ａは、図２ａに示される金属シートと同様の、２次元の金属シート１０から形成された３次元構造要素を示す図である。サイドウォールパネル１６，１８は、折曲線１２ａ，１２ｂに沿って加えられた力により折り曲げられ、当初の共通面外に変形して、ベースパネル１４に対し垂直に延びている。このようにして、３次元構造要素はＵ型チャネルの形状をとる。ここでは、サイドウォールパネル１６，１８が実質的に平行に、ベースパネル１４から直立して対向することによって、Ｕ型チャネルが画定されている。図３ａに図示される実施形態では、シアースタッド２０のアレイが、サイドウォールパネル１６，１８の内表面に溶接されている。シアースタッドは、シャンク幅に対して拡大されたヘッドを有するネルソンスタッド（登録商標）とすることができる。
【００５１】
実際には、３枚のパネルを有する３次元構造要素の製造工程は、２枚のＬ字型のパネル半部を接合することにより、さらに簡潔化される。例えば、図２ｂに示す２枚の平面シート部分は、該シートに施された折曲線１２ａに沿って折り曲げることができ、これによって、パネル１４がパネル１６に対して垂直に延びる。この２枚のＬ字型パネルは、各Ｌ字型パネルの半円状の凹部１５を合わせて円形の開口部１４ａを形成するように並列配置された後に、例えば、各開口部１４ａの中心線上に延びる縁部を溶接することによって固定される。かかるＵ型チャネルの製造方法は、３枚のパネルを有する単一の構造要素の２個所を、機械プレスを用いて折り曲げるよりも実用的であることが理解されよう。さらなる利点は、２枚の平面シート半部の各々を、例えば、ステンレススチールと、カーボンスチールとから製造するといったように、等級の異なるスチールから製造することができることにある。
【００５２】
上記製造プロセスに、図２ｃに示す平面シート部分の対を用いることも可能である。六角形の凹部１５を有する平面シートの半部を用いる利点は、金属シート材料をもとの金属シートから切り取る際に、金属シート材料の無駄が完全になくなる点にある。
【００５３】
図３ｂは、２次元の金属シート１０（図示せず）から形成された、他の３次元構造要素を示す図である。サイドウォールパネル１６，１８は、当初の共通面上から変形して、図３ａに示すものと同様のＵ型チャネル形状が画定されている。しかしながら、開口部１６ａは、ベースパネル１２ではなくサイドウォールパネル１６に設けられている。
【００５４】
図３ｃは、図３ａの構造要素を３つと、図３ｂの構造要素を１つと、を具える構造アセンブルを示している。一般的に、構造要素は、該構造要素の端部と、パネル１４，１６，１８とが垂直に延びるように配向される。個々の構造要素は、個別に配向および整列され、例えば、１つのＵ型チャネルの遠位縁部１６ｄ，１８ｄを他のＵ型チャネルのベースパネル１４の外側縁部に溶接することによって、直列に固定される。この際、隣接するサイドウォールパネル１６，１８は、ダブルスキンアセンブリの実質的に平坦な外面を提供し、各ベースパネル１４は、固定されたＵ型チャネルの頂部開口を閉鎖する。隣接するＵ型チャネル間の正確な接続方法については、以下に、より詳細に説明する。このように一体に固定される場合、開口部１４ａは、対向する側壁１６，１８間の構造アセンブリの内部を通る内部通路を画定する。図３ｂの構造要素は、内部通路を９０°方向転換させる「コーナー」要素として作用することができる。
【００５５】
図４ａは、ベースパネル１４の中央に、折曲線１２ａ，１２ｂから離間した単一の円形の開口部１４ａを有する３次元構造要素を示している。ベースパネル１４の対向する自由縁１４ｄの各々は、対向する折曲線１２ａ，１２ｂ間の全幅にわたって円弧状である。
【００５６】
図４ｂは、図４ａと同様の３次元構造要素を示している。しかしながら、図４ｂでは、ベースパネル１４の下縁が、低背のサイドウォールパネル１４，１６間に直線状に延びている。エンドプレート２２が、例えば、ベースパネル１４の自由縁および２枚のサイドウォールパネル１６，１８に溶接により固定されると、Ｕ型チャネルの一方端が閉鎖される。エンドプレート２２は、ベースパネルより広幅であり、２枚のフランジ２４が、サイドウォールパネル１６，１８の外側に、該サイドウォールパネル１６，１８に対して直角に延びている。フランジ２４に開口部を設けて、エンドプレート２２を床又は他の構造に機械的に固定することができる。
【００５７】
図４ｃは、図４ａの構造要素を２つと、それらの下側に、図４ｂの構造要素を６つ具える構造アセンブリを示している。上段、下段における個々の構造要素は、一方のＵ型チャネルの遠位縁部１６ｄ，１８ｄを、例えば、他方のＵ型チャネルのベースパネル１４に溶接することによって直列に固定され、隣接するサイドウォールパネル１６、および、隣接するサイドウォールパネル１８が実質的に平坦な外面をなしている。下段の６つの構造要素のエンドプレート２２は連結され、連続的な端部サポートパネルを形成している。上段を形成している他の２つの構造要素は、図３ｃを参照して上記に説明した方法と同様の方法で固定される。上段と下段を、例えば、ベースパネルに対し直角に延びるサイドウォールパネル１６，１８の縁部に沿って溶接することにより、一体に固定することができる。
【００５８】
図４ｃに示す特定の実施形態において、下段の個別の構造要素のサイドウォールパネル１６，１８の高さは、上段の個別の構造要素の高さの１／３に等しい。これにより、下段の強度が増大する。構造要素がアセンブルされた上段を、同様にアセンブルされた下段の上に配置すると、上段の構造要素における各ベースパネル１４の円弧状の自由縁１４ｄが、下段の構造要素における各ベースパネル１４の、同様に円弧状の自由縁１２と整列して、開口部１４ｅによる追加の通路を形成する。開口部１４ｅは、対向する一対の接合されたサイドウォールパネル１６，１８間の間隙に、当該間隙の一方端から他方端にわたって延在している。自由縁１４ｄを、ベースパネルの全幅にわたって円弧状とすることにより、直線状の自由縁が皆無となる。この構成によれば、ベースパネル１４を、任意の方法を用いて、Ｕ型チャネル内部で固定する必要性がなくなることが理解されよう。一段ずつ積まれた構造アセンブリ間の、隣接するベースパネル１４の円弧状の自由縁１４ａの全体が、相互に離間したままであるからである。アセンブルされたＵ型チャネルの各段の外側から、例えば、溶接によって一体に固定できる点において、非常に有利である。さらに、構造アセンブリの個別の段は、それぞれがプリアセンブルされているため、隣接する段相互を固定するための水平溶接だけ行えばよい。全幅にわたって円弧状である自由縁１４ｄによって、当該円弧状の自由縁１４ｄが各サイドウォールパネル１６，１８と接続する位置における応力集中を、解消又は低減することができる。
【００５９】
図５ａは、ベースパネル１４に形成された２つの楕円形の開口部１４ａを有する、３次元構造要素を示している。２つの楕円形の開口部は、折曲線１２ａ，１２ｂ間に、ベースパネル１４の全幅にわたって延在している。図５ｂは、図５に示す構造要素の２つを直列に一体固定した、構造アセンブリを示している。対向する自由縁１４ｄの円弧形状が半楕円状であるため、図４ｃについて上述したように、接続された構造要素を複数段にわたって順に重ねて積み上げると、楕円形の開口部をさらに形成することができる。全幅にわたって対向する自由縁１４ｄを設ければ、アセンブルされたＵ型チャネルの各段の外側から、すべての固定作業を行うことができることは上述したとおりである。
【００６０】
図６ａは、２つの長円形の開口部１４ａが形成されたベースパネル１４を有する、３次元構造要素を示している。長円形の開口部は、折曲線１２ａ，１２ｂ間に、ベースパネル１４の全幅にわたって延在している。ベースパネル１４の対向する各自由縁１４ｄは円弧状であり、該自由縁１４ｄもまた、対向する折曲線１２ａ，１２ｂ間のベースパネルの全幅に渡って延在している。図６ｂは、図６ａの構造要素の１３個を直列に一体固定した構造アセンブリを示している。対向する自由縁１４ｄの円弧は、半長円形であるため、図４ｃについて上述したように、接続された構造要素の複数段を順に重ねて積み上げると、長円形の開口部をさらに形成することができる。上述のとおりであるが、ベースパネルの全幅にわたって対向する自由縁１４ｄを設ければ、アセンブルされたＵ型チャネルの各段の外側から、すべての固定作業を行うことができる。
【００６１】
図７ａは、個別のＵ型チャネルの構造要素が、どのようにして直列に一体固定できるのか、を説明するために、非限定的な一例を示す図である。サイドウォールパネル１６は、ベースパネル１４から離間する方向に延び、その全長がベースパネル１４の平面に対して平行に延びる遠位縁１６ｄにて終端している。サイドウォールパネル１６の遠位縁１６ｄは、対向するサイドウォールパネル１８に向かって４５°内側に延びるフランジ３０上に位置している。図７ａおよび７ｂに見られるように、フランジ３０の幅は、サイドウォールパネル１６全体の高さよりも小さい。一般的に、フランジ３０の深さは、サイドウォールパネル１６の高さの１０％未満とする。図７ｂにより明確に示すように、遠位縁１６ｄは、４５°面取りされていて、他のＵ型チャネル構造要素の、湾曲した折曲線１２ａの内側にあるベースパネル１４面に接触する。フランジ３０の内角によって、隣接するサイドウォールパネル１６間に、細長の凹部が設けられる。面取りされた遠位縁１６ｄは、外部から溶接することによってベースパネル１４に接合される。続いて、カバープレート３２が当該凹部に部分的に挿入され、一方のＵ型チャネルのフランジ３０と、隣接するＵ型チャネルの湾曲した折曲線１２ａと、にそれぞれ外部から溶接される。これにより、排水路３４がカバープレート３２の背面に形成される。図示しないが、他方のサイドウォールパネル１８は、同様の方法にて、隣接するＵ型チャネルの湾曲した折曲線１２ｂに接合されている。かかる構成は、構造アセンブリが、例えば、使用済み燃料プールの壁を形成する場合に特に有益である。特には、ウォールアセンブリの外表面（ウェット）を介して液体が漏れ出た場合、液体は垂直方向の排水路３４内に収容され、消散されるため、各Ｕ型チャネル内に含まれる安定化材および／または補強材料への放射性物質の漏出が回避される。
【００６２】
図８ａは、金属シート１０の折曲線１２ａ、１２ｂの間隔を変えて形成された、非対称のＵ型チャネルを示している。サイドウォールパネル１６の高さが、サイドウォールパネル１８の高さよりも低いため、かかる構造要素の複数個を一体に固定した組合せでは、構造アセンブリが、図８ｂに示すように低いサイドウォールパネル１６の向きにカーブする。カーブした構造アセンブリの平均曲率半径は、サイドウォールパネル１６，１８の寸法を相対的に変えることによって、様々とすることができる。非対称のＵ型チャネルの形状は、２枚の異なる寸法のＬ型パネル部分を用いても、図２ｂおよび２ｃについて上述した同様の方法にて製造することができる。
【００６３】
図９ａは、ベースパネル１４の中心、および、１枚のサイドウォールパネル１６の中心に円形開口部１４ａ，１６ａを有する、Ｕ型チャネル構造要素である。２本のネルソンスタッド（登録商標）２０が、一方のサイドウォールパネル１６に形成された円形開口部１６ａの両側、および、対向するサイドウォールパネル１８から延びている。３枚のパネル１４，１６，１８はすべて正方形である。Ｕ型チャネルは、図９ｂに示すように整列させて一体に固定し、構造アセンブリを形成することができる。かかる構成は、フロアアセンブリに用いるのに特に適している。それは、コンクリートを、上方の平行開口部１６ａを介してＵ型チャネル内に導入し、各ベースパネル１４に形成された垂直開口部１４ａを介して水平に広げることができるからである。コンクリートがネルソンスタッド（登録商標）１０の周囲にセットされると、フロアアセンブリに適した大スパン容量を有する複合デッキが形成される。フロアアセンブリは、３２個の個別の正方形構造要素からなる代わりに、４個の細長の構造要素であって、それぞれが１６個の円形開口部１４ａ，１６ａを有する構造要素を具えることができる。
【００６４】
上記のすべての構造要素における開口部１４ａ，１６ａの厳密な形状、サイズおよび配設位置等は重要ではなく、選択された補強材または安定化材が通過できる形状、サイズおよび配設位置に応じて設けられる。当該開口部のサイズは、また、構造要素のパネルに要求される残留強度、および、応力上昇の排除または低減程度にも応じて選択される。例えば、粗骨材の充填材を有するコンクリートは、繊維充填樹脂よりも大きな開口部を要求する。
【００６５】
本発明の装置は、補強構造壁（図１０参照）、パーティション、拡張支持面、床、天井、屋根などの形成に用いられる、汎用性の高い軽量モジュラー構造システムを提供すると理解されたい。本発明のシステムは、設計された構造を迅速にアセンブルできるのみならず、不測の課題に対応するために、即興の変更を許容する柔軟性をも有する。本発明のモジュール設計は、これらの２次的な建築資材を取り付けるための特別なトレーニングや作業慣行の大幅な変更を伴うことなく、コンクリートの流し込みや絶縁樹脂の充填といった既存の建築施工も許容することができる。より複雑な構造では、モジュールアセンブリを、他のモジュールアセンブリに垂直に固定して、モジュールアセンブリからなる階段、床または複数の階数を有する、モジュール構造システムを形成することができる。このようにして、の場所で、床、天井、壁を伴う、複数の階数を有する構造全体を、場所を選ばずに形成することができる。さらに、モジュールアセンブリに、ユーティリティ、導管、ダクト、電気回路のための回線、および、階段などを形成するための追加の構造要素を設け、かかる構造要素を最終的な構造の各階で利用可能にすることによって、現場で求められる最終的な建設工事を最小限にすることもできる。
【００６６】
本発明の利点は、大型構造物の建設に用いることができる一方で、鉄骨造の建築物のコア壁のような、ファーストトラック（登録商標）工法に用いること、または、適用することも可能な点にある。しかしながら、本発明の利用は、そのような用途に限定されるものではなく、当業者によって理解されるすべての用途、建築および建設工法の広い範囲で利用可能である。
【図１ａ】
2015513621.tif 000003
【図１ｂ】
2015513621.tif 000004
【図２ａ】
2015513621.tif 000005
【図２ｂ】
2015513621.tif 000006
【図２ｃ】
2015513621.tif 000007
【図３ａ】
2015513621.tif 000008
【図３ｂ】
2015513621.tif 000009
【図３ｃ】
2015513621.tif 000010
【図４ａ】
2015513621.tif 000011
【図４ｂ】
2015513621.tif 000012
【図４ｃ】
2015513621.tif 000013
【図５ａ】
2015513621.tif 000014
【図５ｂ】
2015513621.tif 000015
【図６ａ】
2015513621.tif 000016
【図６ｂ】
2015513621.tif 000017
【図７ａ】
2015513621.tif 000018
【図７ｂ】
2015513621.tif 000019
【図８ａ】
2015513621.tif 000020
【図８ｂ】
2015513621.tif 000021
【図９ａ】
2015513621.tif 000022
【図９ｂ】
2015513621.tif 000023
【図１０】
2015513621.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成26年9月19日(2014.9.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築構造物内部の補強手段として用いられる構造要素であって、
当該構造要素は、鋼板（１０）を具え、該鋼板（１０）は、１本以上の折曲線（１２ａ，１２ｂ）によってパネル（１４，１６，１８）に区分されたマルチパネル鋼板であり、
各パネルは、前記折曲線の１本以上に沿って共通面の面外に変形し、当該変形により形成される３次元構造要素は、他の３次元構造要素と接合することができ、
少なくとも１枚のパネル（１４）は、開口部（１４ａ）を具え、該開口部（１４ａ）の寸法は、補強材または安定化材がアセンブル状態の３次元構造要素を通過できる寸法である、構造要素。
【請求項２】
請求項１に記載の構造要素であって、前記折曲線（１２ａ、１２ｂ）が、それぞれ互いに平行な直線状である、構造要素。
【請求項３】
請求項２に記載の構造要素であって、前記開口部（１４ａ）が、２本の折曲線（１２ａ、１２ｂ）間の少なくとも１枚のパネル（１４）の全幅にわたって延在している、構造要素。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一項に記載の構造要素であって、前記開口部（１４ａ）の形状が円形である、構造要素。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の構造要素であって、前記開口部（１４ａ）の形状が、長円形、楕円形または六角形である、構造要素。
【請求項６】
請求項５に記載の構造要素であって、楕円形の前記開口部（１４ａ）の長軸が、各折曲線（１２ａ，１２ｂ）に対して垂直に延びる、構造要素。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の構造要素であって、前記鋼板（１０）は、３枚のパネル（１４，１６，１８）にのみ区分される、構造要素。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の構造要素であって、各パネル（１４，１６，１８）が同じ表面積を有する、構造要素。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の構造要素であって、少なくとも１枚のパネルが他のパネルとは異なる表面積を有する、構造要素。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の構造要素であって、前記折曲線（１２ａ，１２ｂ）の各々は、平面状の鋼板に、スコーリング、スタンピングまたは部分的なカッティングを施して形成された脆弱線である、構造要素。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造要素であって、隣接するパネルの平面が相互に垂直である、構造要素。
【請求項１２】
請求項１１に記載の構造要素であって、当該構造要素は、１枚のベースパネル（１４）と、２枚のサイドウォールパネルのみを具え、これらによりＵ型チャネルが形成された、構造要素。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載の構造要素であって、当該構造要素は２枚のＬ型パネルを具え、該２枚のＬ型パネルによってＵ型チャネルを画定する、構造要素。
【請求項１４】
請求項１１または１２に記載の構造要素であって、前記ベースパネル（１４）および前記２枚のサイドウォールパネル（１６，１８）のうちの少なくとも１枚が、強化材又は安定化材の通過を可能にする寸法の開口部（１４ａ，１６ａ）を具える、構造要素。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の構造要素の複数個を接続して、壁、天井又は床を形成する、モジュール構造アセンブリ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のモジュール構造アセンブリであって、相互に隣接する前記構造要素が、溶接および／または接着および／または機械的なファスナによって固定されている、モジュール構造アセンブリ。
【請求項１７】
請求項１６に記載のモジュール構造アセンブリであって、各構造要素は、１枚のベースパネル（１４）と、２枚のサイドウォールパネル（１６，１９）のみを具え、これらによりＵ型チャネルが形成され、
１本のＵ型チャネルの前記ベースパネルを、隣接するＵ型チャネルの両サイドウォールパネルの遠位縁部に沿って固定することにより、該隣接するＵ型チャネルの頂部開口を閉じる蓋部が形成された、モジュール構造アセンブリ。
【請求項１８】
請求項１５〜１７に記載のモジュール構造アセンブリであって、当該アセンブリは、前記ベースパネルと、前記サイドウォールパネルと、隣接する３次元構造要素によってもたらされる前記蓋部とにより区画された容積に、補強材または安定化材を導入することによって補強および／または安定化される、モジュール構造アセンブリ
【請求項１９】
請求項１８に記載のモジュール構造アセンブリであって、前記補強材又は安定化材が、コンクリート、樹脂、アスファルトおよび粒子集合体から選択される、モジュール構造アセンブリ。
【国際調査報告】
2015513621.tif 000025
2015513621.tif 000026
2015513621.tif 000027