(57)【要約】本発明は、天井要素や壁要素として使用可能な、構造用部材（１０）に関する。構造用部材（１０）は、外装殻（１１）と、少なくとも５倍厚い支持殻（１２）とを持っている。外装殻（１１）は、繊維強化材（１５）を内部に配置した第１のコンクリート層（１４）を持っている。外装殻（１１）は金属強化要素を持たない。支持殻（１２）が支持殻強化材（１７）を中に備えた第２のコンクリート層（１６）を有し、これは具体的には、相互に接続された構造鋼要素（１８、１９、２０）から成る箱型グリッド構造をしている。外装殻（１１）は金属を含まない複数の接続体（２４）によって支持殻（１２）に接続されている。各接続体（２４）は、３次元形状部品として形成された繊維グリッド構造（２５）によって形成されている。繊維グリッド構造は、炭素繊維及び／又はガラス繊維の糸による織布、組紐、不織布、又は編地として製造することができ、３次元構造とするための被覆を備えている。各接続体（２４）は直交座標系内の３つの空間平面の内の少なくとも２つの空間平面内にある。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のコンクリート層（１４）と繊維強化材（１５）とを有する外装殻（１１）と、
第２のコンクリート層（１６）と支持殻強化材（１７）とを有する支持殻（１２）と、
前記繊維強化材（１５）と前記支持殻強化材（１７）との間に配置され、前記支持殻（１２）並びに前記外装殻（１１）に接続された複数の接続体（２４）と、
を備え、
前記接続体（２４）のそれぞれは３次元繊維グリッド構造（２５）を有する、構造用部材（１０）。
【請求項２】
各接続体（２４）は、実質的に平面状に拡がる繊維グリッドを折り曲げ、前記折り曲げられた繊維グリッドを固定することによって作られることを特徴とする、請求項１に記載の構造用部材（１０）。
【請求項３】
各接続体（２４）は、異なる空間平面内に延在する少なくとも２つのグリッド部（２７、２８、２９）を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の構造用部材（１０）。
【請求項４】
各接続体（２４）は、互いにある距離を置いて平行に延在する第１のグリッド部（２７）と第２のグリッド部（２８）とを有し、また第３のグリッド部（２９）が前記第１のグリッド部（２７）を前記第２のグリッド部（２８）へ接続することを特徴とする、請求項３に記載の構造用部材（１０）。
【請求項５】
２つの接続体（２４）はそれぞれの第３のグリッド部（２９）によって相互に支えられているか、又は強化要素（３６）を介して相互に接続されているかであることを特徴とする、請求項４に記載の構造用部材（１０）。
【請求項６】
前記強化要素（３６）は板状の形状に設計されていることを特徴とする、請求項５に記載の構造用部材（１０）。
【請求項７】
各接続体（２４）は前記構造用部材（１０）の指定された端部（４６、４８）に対して平行に延在することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の構造用部材（１０）。
【請求項８】
第１のグループ（４５）の複数の接続体（２４）は、それぞれの場合において前記構造用部材（１０）に沿って連続的に縦方向（Ｌ）に延在することを特徴とする、請求項７に記載の構造用部材（１０）。
【請求項９】
第２のグループ（４７）の複数の接続体（２４）は、前記第１のグループ（４５）の接続体（２４）の間で、前記縦方向（Ｌ）を横断する横方向（Ｑ）に延在することを特徴とする、請求項８に記載の構造用部材（１０）。
【請求項１０】
繊維グリッド構造（２５）は、相互に付着した編地または織布または不織布又は編紐として、または織物面によって実現されていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の構造用部材（１０）。
【請求項１１】
繊維グリッド構造（２５）はガラス繊維及び／又は炭素繊維を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の構造用部材（１０）。
【請求項１２】
各接続体（２４）の繊維グリッド構造（２５）には被覆がなされていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の構造用部材（１０）。
【請求項１３】
前記支持殻強化材（１７）はスチール要素（１８、１９、２０）、又は繊維材料で構成されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の構造用部材（１０）。
【請求項１４】
前記支持殻（１２）と前記外装殻（１１）の間に断熱層（１３）が配置されていることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の構造用部材（１０）。
【請求項１５】
構造用部材（１０）の外装殻（１１）のための繊維強化材（１５）を型枠台（５５）上に配置するステップと、
それぞれが３次元の繊維グリッド構造（２５）を有する複数の接続体（２４）を前記繊維強化材（１５）に接続するステップと、
第１のコンクリート層（１４）を注入するステップと、
前記第１のコンクリート層（１４）に対して、前記接続体（２４）同士の間に断熱層（１３）を塗布又は製造するステップと、
前記断熱層（１３）上に支持強化材（１７）を配置するステップと、
第２のコンクリート層（１６）を注入するステップと、
２つのコンクリート層（１４、１６）を硬化させるステップと、
を含む、構造用部材（１０）の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造用部材並びにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造用部材は、壁要素又は天井要素として使用可能である。これは、工場で製造され、事前調整されたボード型の構造用部材として建設現場に搬入され、そこで組み立てられるものである。構造用部材は好ましくは四角形、特には正方形の形状をしている。曲線又は弧状の形状であってもよく、またコーナ部が形成されていてもよい。構造用部材の端部の長さは、それぞれの場合において数メートルであってもよい。構造用部材には、第１のコンクリート層を持った外装殻と第２のコンクリート層を持った支持殻とがある。外装殻は、複数の接続体を用いて支持殻に接続される。外装殻は主として構造用部材の外観を決定し、建物の外壁の耐候性を保持する役をし、支持殻は、静力学仕様に応じて構造用部材に掛かる力を支える働きをする。外装殻と支持殻との間に断熱材料があってもよい。
【０００３】
壁部材または天井部材として使用できる構造用部材は、例えば特許文献１により知られている。ステンレススチールや黒色鋼、亜鉛メッキ鋼で作られたトラスを使用して、支持殻が外装殻に接続される。そのようなスチール製の接続体は、外装殻にかかる力を良好に吸収し、支持殻を介した支持をすることができる。ただしスチール製の接続体には、スチールの製造に極めて多量のエネルギを必要とし、高コストにつながるという欠点がある。さらには外装殻と支持殻との間に熱橋も形成される。
【０００４】
特許文献２には、壁部材として設計された類似の構造用部材が記載されている。そこでは二重の爪要素を用いて外装殻を支持殻に接続している。そうすることで、外装殻と支持殻との間の距離を大きくすることができ、厚い断熱層を実現することが可能となる。二重爪要素は好ましくは金属、具体的にはスチールで作られている。したがって、支持殻が強化コンクリートで作られている場合には爪要素と支持殻とが同一の熱膨張係数となる。
【０００５】
サンドイッチ型複合パネルとしてのパイプ要素も更に特許文献３から知られる。２つの外殻をその間にある断熱層によって接続するために、複数の異なる実施形態では直線状固定要素が使用される。
【０００６】
特許文献４には繊維状コンクリート要素が記載されている。そこには３次元の繊維構造をした繊維強化材が開示されている。支持殻と外装殻との間に共通の固定ロッドが提供されている。
【０００７】
最後に特許文献５には、外装殻と支持殻とから成る構造用部材が記載され、いずれの場合にもプレテンションがかけられた強化撚り線が両者の殻内に導入されている。強化撚り線は接続体を介して相互に接続されている。これらの接続体は、プラスチックを含む繊維強化複合材料で作られていてもよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０００７１００（Ａ１）号明細書
【特許文献２】独国特許出願公開第１００５９５５２（Ａ１）号明細書
【特許文献３】独国実用新案２９３９８７７（Ｕ１）号明細書
【特許文献４】独国実用新案２０２０７９４５（Ｕ１）号明細書
【特許文献５】欧州特許第０５３２１４０（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
これに鑑み、本発明の目的は一方では高い静止荷重に対応して使用することが可能であり、他方では製造が容易な構造用部材を創生することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的は、請求項１の特徴を備える構造用部材と、請求項１５の特徴を持つ方法によって解決される。
【００１１】
構造用部材は第１のコンクリート層を持つ外装殻を有する。第１のコンクリート層内には繊維強化材が配置される。繊維強化材は好ましくは外装殻の外側表面に平行な面内にある。繊維強化材は具体的には例えば平編や、編紐、織布、不織布となっており、その空間的な広がりは、好ましくは展開平面に直角な空間方向よりも展開平面内でより大きくなっている。強化材の大きさは静的な要求に依存する。したがって繊維強化材は実質的に２次元形状となっている。ただし、繊維強化材が３次元形状を含むことも可能である。
【００１２】
第２のコンクリート層を持つ支持殻は外装殻から離れた位置にある。支持殻強化材がこの第２のコンクリート層内にある。一実施形態において支持殻強化材は、外装殻の繊維強化材とは異なる材料で構成されていてもよい。具体的には支持殻強化材は、例えばスチールなどの金属でできている。別の場合には支持殻強化材として編地や、編紐、織布、不織布などの繊維材料が提供されてもよい。構造用部材の静止荷重は支持殻で受け止めて支えられる。支持殻から離れたところにある外装殻は、通常小さい荷重を受け止め、特には構造用部材の視覚的な印象並びに耐候性を改善する役目をする。例えば外装殻は、支持殻と外装殻の間に配置される断熱層を覆う。外装殻内の繊維強化材は平坦で軽いので、外装殻は特に薄くかつそれによって特に軽量とすることが可能である。
【００１３】
複数の個別の接続体が繊維強化材と支持殻強化材との間に配置される。接続体は剛体の３次元形状であり、３次元繊維グリッド構造によって形成される。ここには特に金属要素は含まれない。このように、接続体は嵩張る閉鎖体ではなく、それぞれが複数の貫通孔やメッシュを持つグリッド体として設計される。したがって接続体は非常に軽量である。これらは熱伝導が悪く、したがって外装殻と支持殻との間に熱橋を形成しない。それに加えて、そのような３次元繊維グリッド構造の接続体は製造が容易であり、構造用部材の製造に対応する取り扱いも又同様に容易である。例えば３次元繊維グリッド構造は、平面内に平坦に広がる繊維グリッドを折り曲げ、湾曲及び／又は折り曲げられた繊維グリッドを所望形状に固定することによって製造できる。それによって繊維グリッドは所望の３次元形状となり、熱衝撃により、及び／又は例えば樹脂による被覆によって固定することができる。グリッド構造であるために、接続体は接続体が注入される２つのコンクリート層に良好に接続される。また、グリッド構造であるので、コンクリート層を注入する前に接続体を所望の位置とするために、例えばワイヤやケーブルで接続体を繊維強化材へ極めて簡単に接続することができる。
【００１４】
例えば、繊維グリッド構造は、ガラス繊維及び／又は炭素繊維を含むことができる。
【００１５】
好ましくは各接続体がその長さ方向に一定の断面形状を持っている。接続体はこのように長手の要素として製造され、構造用部材としての所望の長さに容易に切断することが可能である。これとは別に、最初に平坦な繊維グリッドを所望の長さに切り取り、次にそれから３次元の繊維グリッド構造を作製し、それを所望の形状に折り曲げて固定することにより接続体を作ることも可能である。
【００１６】
好適な実施形態においては、各接続体が少なくとも２つのグリッド部を持ち、それらが異なる空間平面内に存在する。具体的には２つの隣接するグリッド部が互いに直角となっている。一実施形態において、各接続体は第１のグリッド部と第２のグリッド部を持ち、それらは距離を置いて互いに平行になっている。第３のグリッド部が第１と第２のグリッド部に対して直角となっていて、第１のグリッド部を第２のグリッド部へ接続する。好ましくはＵ字型断面をもつ接続体がこうして形成される。この実施形態においては、第１と第２のグリッド部がそれぞれに割り当てられたコンクリート層内にあり、第３のグリッド部がこの２つのコンクリート層の間を繋ぐ。展開された面内で第３のグリッド部は外装殻に導入された力を十分に支え、それを支持殻中へ伝達できる。
【００１７】
この実施形態においては、２つの接続体はそれぞれの第３のグリッド部を互いに接触させて配置するか、又は強化要素を介して間接的に互いに接続させることが可能である。強化要素は任意選択である。強化要素は接続される２つの接続体の２つのグリッド部の面全体に沿っていることが望ましい。具体的には２つの接続体の第３のグリッド部は同じ寸法である。２つの接続体がこのように互いに接して配置されると、それぞれの第１のグリッド部は、その指定された第３のグリッド部を起点として反対方向に延伸する。それぞれの第２のグリッド部もまた、それぞれの第３のグリッド部から互いに反対方向に離れるように延伸する。全体として、Ｉ字型断面をした接続体配列が形成される。この断面形状はダブルＴ字型であると言ってもよい。２つの第３のグリッド部の間に強化要素が配置されると、受け止めることのできる力を増大できる。強化要素は特にボード形状に設計可能であり、そこでは厚さを好ましくは１ｃｍ未満で、例えば０．５ｃｍと０．７ｃｍの間とすることができる。
【００１８】
好適な例示的実施形態の場合には各接続体は、構造用部材の指定された縦端部又は横端部に平行である。接続体の延伸する方向は、２つのコンクリート層を接続するグリッド部が２つのコンクリート層の面に対して平行となる方向として理解されたい。
【００１９】
具体的には第１のグループの複数の接続体が、縦方向に構造用部材全体に沿って連続的に延伸する。好ましくは、第２のグループの接続体が追加して提供される。これは第１のグループの接続体と接続体の間にあって、縦方向に対して斜め、又は横断する横方向に延伸する。これにより、外装殻に縦方向及び横方向に導入される力を、支持殻を介して充分に支えることが可能な構造用部材となる。
【００２０】
上記の構造用部材の製造は、本発明の方法による以下のステップで実行される。
【００２１】
外装殻用の繊維強化材が型枠台上に配置される。接続体が供給される。接続体が繊維強化材に接続されて位置を固定される。次に外装殻のコンクリート層が注入される。次いで、好ましくはまだ硬化していない第１のコンクリート層上の接続体の間に断熱層が配置される。この断熱層の上に支持殻強化材が置かれ、そのコンクリート層がその後注入される。２つのコンクリート層が硬化する。
【００２２】
好ましくは、構造用部材の製造には傾斜可能な型枠台が利用される。２つのコンクリート層が硬化した後、型枠台を例えば大体４５°〜９０°の間の角度、好ましくは７０°に傾けて、完成した構造用部材を例えばクレーンを使って縦に立った状態で取り外すことができる。
【００２３】
本発明の有利な実施形態は、従属請求項及び明細書から得られる。明細書の記述は本発明の重要な特徴に限られる。図面は補助的に利用されるべきものである。本発明の例示的実施形態をより詳細に以下に記述する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】構造用部材の例示的実施形態の断面形状の模式図である。
【図２】図１の構造用部材の断面形状の分解図である。
【図３】２つの接続体の接続体配列の例示的実施形態の模式的透視図である。
【図４】構造用部材内における接続体の第１と第２のグループの配置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１と図２は構造用部材１０の形状を断面図で模式的に示している。構造用部材１０は、外装殻１１、支持殻１２並びに外装殻と支持殻との間に配置された断熱層１３を有する。断熱層１３は、同一又は異なる厚さの複数の断熱層で形成することができる。必要があれば断熱層は異なる材料でできていてもよい。例示的な実施形態においては、第１の断熱層１３ａと第２の断熱層１３ｂが備えられ、これらは好ましくは互いに直接重なっている。積層された断熱層１３ａ、１３ｂは互いにずれていてもよい。接続体２４は所定位置に配置されるか及び／又は相互に離間されて、共通のボード寸法が使用できるようにされる。断熱層１３が単一の断熱層だけで構成されている場合には、相互はぎ（「さねはぎ」）によって積層される。その結果隣接する構造用部材１０は非常に容易に相互接続可能である。
【００２６】
外装殻１１は、繊維強化材１５を内部に配置した第１のコンクリート層１４を持っている。繊維強化材１５は、編地、編紐、織布、不織布として実現される。繊維強化材はメッシュ又はグリッド構造をもつ。そして、実質的に平面状であって第１のコンクリート層１４に平行となっている。繊維強化材１５の個別の繊維は、厳密に１つの面内ある必要はなく、織布や編紐、編地の場合に通常そうであるように、他の繊維の周りに屈曲及び／又は輪を形成していてもよいことは言うまでもないであろう。繊維強化材１５は２次元の平坦な形になっており、例示的な実施形態においては延伸する面の外方向へは案内されていない。これとは別に、例えば３次元形状から成る編込みスペーサ繊維又は他の繊維要素などの３Ｄ織物を利用することができる。延伸面に対して横断的に測った繊維強化材１５の厚さは、好ましくは最大で糸の太さの２〜３倍である。こうして外装殻は非常に小さい厚さで実現することができる。例示的実施形態において、外装殻は全体厚さが３ｃｍである。
したがって外装殻の重さは小さい。
【００２７】
断熱層１３の反対を向いている外装殻１１の表面は、構造用部材１０の外側表面を形成する。
【００２８】
第１の断熱層１３ａは、外装殻１１の第１のコンクリート層１４に隣接し、第２の断熱層１３ｂがそこへ隣接する。２つの断熱層１３ａ、１３ｂは異なる材料でできていてもよいし、また異なる厚さであってもよい。断熱材料としては、例えばポリウレタンボード、ポリスチロールボード、鉱物綿マットのいずれか又は全てが可能である。
【００２９】
構造用部材１０の支持殻１２は、構造用部材１０の内壁側であって、断熱層１３に隣接する。支持殻１２は、支持殻強化材１７を内部に配置した第２のコンクリート層１６を持っている。例示的な実施形態の場合、支持殻強化材１７はスチール要素で作られている。図２で特にわかるように、支持殻強化材１７は２つの建築用スチールマット１８を持っており、これらは互いに平行になっていて、ロッド形要素１９及び／又はＵ字型要素２０を介して相互に接続されて箱型のグリッド構造を形成している。支持殻１２は、スチールで強化されている第２のコンクリート層１６により、大きな静荷重を受け止めることができる。
【００３０】
複数の接続体２４が、支持殻強化材１７と支持殻１２と外装殻１１の繊維強化材１５との間に配置される。各接続体２４は第１のコンクリート層１４と第２のコンクリート層１６に接続される。各接続体２４の断面はしたがって断熱層１３を突き抜ける。
【００３１】
支持殻１２の厚さは、外装殻１１の厚さよりも好ましくは５〜１０倍、特には６〜７倍大きい。例示的な実施形態では、断熱層１３の厚さは１４ｃｍである。前記実施例によれば、支持殻１２の厚さは２０ｃｍである。外装殻１１の厚さは、例えば３ｃｍである。
【００３２】
接続体２４の例示的な実施形態を図３に模式的に示す。各接続体２４は３次元の繊維グリッド構造２５によって形成される。繊維グリッド構造２５はそれぞれが繊維又は糸２６を持ち、それが交叉又は絡み合ってそれぞれに穴又は開口を形成するように配置される。これらの穴は、編紐や編地、編紐、不織布、織布などによって形成される。糸２６は、例えばガラス繊維や炭素繊維で作ることができる。糸２６は互いに糊付けされていてもよい。
【００３３】
好適な実施形態において、各接続体２４は複数のグリッド部２７、２８、２９を有している。少なくとも２つのグリッド部２７と２９、又は２８と２９はそれぞれ、直交座標系Ｋのｘ−ｙ面、ｘ−ｚ面、ｙ−ｚ面の異なる空間平面ｘ−ｙ面とｙ−ｚ面内にある。接続体２４の３次元繊維グリッド構造２５は例えば、元の１つの平坦な２次元繊維グリッドを１つ又は複数の屈曲点３０のそれぞれで折り曲げて、個別のグリッド部２７、２８、２９のそれぞれがｘ−ｙ面かｙ−ｚ面にあるようにして形成される。２つの隣接するグリッド部２７と２９、又は２８と２９のそれぞれの間には、その点で２つのグリッド部２７と２９、又は２８と２９のそれぞれが縫い目や継ぎ目なしに互いにつながる屈曲点３０がある。
【００３４】
この実施例によれば、糸２６がそれぞれのグリッド部２７、２８、２９の側端に対してある角度を成している。構造用部材１０の使用位置において、糸２６は鉛直方向に対してある角度で配置されている。そうすることで、静荷重をより良好に受け止められる。例えば、糸２６はグリッド部２７、２８、２９の側端に対して４０〜５０°の間の角度であってよい。あるいは使用時の位置において鉛直方向に対してそれぞれが４０〜５０°の間の角度であってよい。この角度は好ましくは４５°である。
【００３５】
別の場合には、糸２６は側端に対して平行となっていてもよい。
【００３６】
本明細書に図示する例示的実施形態の場合には、各接続体２４は、たがいに平行となっている第１のグリッド部２７と第２のグリッド部２８とを含む。第１のグリッド部２７は第１のコンクリート層１４内部に配置され、第２のグリッド部２８は第２のコンクリート層１６内部に配置される。第３のグリッド部２９は第１のグリッド部２７を第２のグリッド部２８へ接続する。第３のグリッド部２９は、他の２つのグリッド部２７、２８に対してほぼ直交している。こうして第３のグリッド部２９は、第１のグリッド部２７と第２のグリッド部２８との間の接続ウェブ３１となっている。この接続ウェブ３１を起点として第１のグリッド部２７と第２のグリッド部２８が互いに平行に同一方向に延伸する。構造用部材１０の側面図又は断面のそれぞれにおいて、それぞれ繊維グリッド構造２５又は接続体２４がＵ字型形状となっている。
【００３７】
構造用部材１０の安定性を増大させるために、この実施例によればそれぞれの場合において２つの接続体２４を互いに接続して接続体配列３５を形成する。この目的のために、２つの接続ウェブ３１が直接互いに接して配置されるか、又は、その間に配置される強化要素３６を介して互いに接続されるかのいずれかである。好適な実施形態の場合には、強化要素３６は板状である。それを使用することは任意であり、第３のグリッド部２９によって形成されている接続ウェブ３１を更に強化することに役立つ。２つの接続体２４は互いに接して配置され、各接続ウェブ３１を起点として２つの第１のグリッド部２７が同一ｘ−ｙ面内にあって、それぞれ相手方の接続体２４を起点として、接続ウェブ３１から離れる方向に延伸する。したがって、２つの第２のグリッド部２８もまた同一ｘ−ｙ面内にあって、接続ウェブ３１を起点として、それぞれ相手方の接続体２４から離れるように延伸する。Ｉ字型又はダブルＴ字型の接続体配列が、それぞれ側面図又は断面内に続く。
【００３８】
接続ウェブ３１と、その間に任意選択で配置された強化要素２６は、断熱層１３を完全に貫通する。この目的のために、断熱層１３すなわち各断熱層１３ａ、１３ｂはそれぞれ個別のセグメント３９、例えば個別のボード又はマットに分割される。そうして接続ウェブ３１又は強化要素３６がそれぞれに、断熱層１３すなわち断熱層１３ａ、１３ｂのそれぞれの個別のセグメント３９同士の間にあるギャップ４０を貫通することが可能となる。セグメント３９は定寸に切断され、構造用部材１０の接続体２４または接続体配列３５のそれぞれの間の距離に応じて接続体２４の間に配置される。
【００３９】
図２、３で具体的にわかるように、第３のグリッド部２９から自由端４１までの第１のグリッド部２７の長さは、第３のグリッド部２９から自由端４２までの第２のグリッド部２８の長さよりも長い。別の場合にはこれは逆であってもよい。また、２つのグリッド部２７、２８が同じ長さであってもよい。
【００４０】
接続体２４は金属部分がないようにして実現される。外装殻１１は金属製の強化部分を含まない。外装殻１１には、第１のコンクリート層を注入するために接続体２４の位置を固定する金属結線のみがあり得る。この結線は具体的には防錆材料、好ましくは防錆金属合金でできている。実施例によれば外装殻１１はそれ以外には金属成分を含んでいない。したがって外装殻１１並びに接続体２４の重量は小さい。接続体２４が金属を含まないことにより、更に支持殻１２と外装殻１１との間の熱橋も回避される。
【００４１】
構造用部材１０の安定性を向上させるために、構造用部材には接続体２４の第１のグループ４５すなわち接続体配列３５があり、これは構造用部材１０の縦端部４６に平行な縦方向Ｌに延伸している（図４）。接続体又は接続体配列３５の位置は、それぞれ図４に模式的に示されている。接続体２４の形状は上に説明した通りである。好適な例示的実施形態において、７つの接続体配列３５が縦方向Ｌに途切れないで延びており、また、ある間隔をおいて横方向Ｑに縦方向Ｌを横切るように配置されている。接続体２４は構造用部材１０の横端部４８からある距離だけ離れた位置に終端がある。
【００４２】
構造用部材１０の大きさに応じて、更に、接続体２４の第２のグループ４７、すなわち接続体配列３５を設けることもあり得る。この第２のグループ４７は構造用部材１０の重心領域、したがってボードの中心領域に配置される。それは大きな荷重、例えば巻上げ荷重はこの位置に現れ得るからである。第２グループ４７の接続体２４又は接続体配列３５のそれぞれは縦方向Ｌに直交し、構造用部材１０の２つの横端部４８に平行な横方向Ｑに延伸する。第２グループ４７の接続体配列３５又は接続体２４のそれぞれは、それぞれの場合に第１のグループ４５の２つの接続体２４又は接続体配列３５の間にあり、実施例によれば第１のグループ４５の隣接する接続体２４から離れている。別の場合には、第２グループ４７の接続体２４は第１のグループ４５の接続体に当接してもよい。例示的実施形態の場合には、第２グループ４７の接続体２４又は接続体配列３５のそれぞれは１つの列を構成し、それが横方向Ｑに向いている。それぞれの場合において、複数の−この実施例では２つの−接続体２４又は接続体配列３５がそれぞれ含まれている。
【００４３】
したがって、第２のグループ４７の接続体２４は、構造用部材１０に沿いに、横端部４８に平行な横方向Ｑへ連続的に延伸するのではなく、それぞれの場合において、縦方向Ｌに連続的に連なっている第１のグループ４５の接続体２４同士の間の領域ごとに延伸する。
【００４４】
第１のグループ４５及び第２のグループ４７の接続体２４又は接続体配列３５のそれぞれの数は、構造用部材１０の縦端部４６又は横端部４８のそれぞれの長さに依存する。縦方向Ｌ、及び／又は横方向Ｑにおける、隣接する２つの接続体配列３５の間の距離は、規則的であっても不規則であってもよい。縦方向Ｌに連なる接続体配列３５の場合、同じ方向への接続体配列３５同士の距離は、例えば横方向Ｑに連なる接続体配列３５の場合とは異なってもよい。例示的な実施形態の場合には、構造用部材１０の横端部４８の長さが６ｍごとに、縦方向Ｌに延伸する７つの接続体配列３５が提供される。他方、縦端部４６の長さが４ｍの場合には、２つの接続体配列３５から成る１列のみが横方向Ｑに延伸する。
【００４５】
接続体２４又は接続体配列３５のそれぞれの位置は、構造用部材１０内の所要の穴によっても決定され得る。例えば、窓やドア、又は空気の出入り口などのその他の通路を配置するために、構造用部材１０内に穴、又は切開部が必要となることがある。これらの場合、繊維で作られた接続体２４がその穴の周囲に設置される。ドリルによる穴開け、又は鋸による切断で構造用部材１０内に後から作られる穴は、使用されているのが防錆構造鋼であるので腐食問題に関してはある程度までは問題とはならない。
【００４６】
構造用部材１０は次のようにして製造される。
【００４７】
最初に第１のスペーサ要素５６が型枠台５５上に配置される。第１のスペーサ要素５６が、外装殻１１の繊維強化材１５と、外装殻１１又は構造用部材１０の外側表面とのそれぞれの距離を決定する。第１のスペーサ要素５６はスルーホールを含み、そこを介して注入ステップに応じて第１のコンクリート層１４用のコンクリートが流入できる。そうして第１のスペーサ層５６をこのように取り囲むことが可能となる。第１のスペーサ要素５６はマット状の形状となっていてもよい。
【００４８】
繊維強化材１５が第１のスペーサ要素５６の上に置かれる。繊維強化材１５は平坦なグリッド構造を含み、これが構造用部材１０の外側表面に実質的に平行な面内に延在する。接続体２４及び、例示的実施形態においてはそれぞれが２つの接続体２４から成る接続体配列３５が、繊維強化材１５の上に配置される。そうすることによって各接続体２４の第１のグリッド部２７が、それぞれの場合繊維強化材１５の上に置かれる。接続体２４はそれぞれの場合、結線、結びケーブル、プラスチックバンド、ステンレススチールワイヤ、クランプ、接着剤あるいはその他の好適な結合手段を用いて、少なくとも１つの接続点において繊維強化材１５に接続される。これにより、接続体２４又は接続体配列３５のそれぞれの位置は繊維強化材１５に対して固定される。
【００４９】
次に、第１のコンクリート層１４のコンクリートが注入される。その結果、繊維強化材１５並びに各接続体２４の第１のグリッド部２７が第１のコンクリート層１４で完全に包埋される。
【００５０】
断熱層１３及び、実施例によれば第１の断熱層１３ａとその後に第２の断熱層１３ｂのセグメント３９が、接続体配列３５の間に、より正確に言えば隣接する接続ウェブ３１により形成される箱型構造５０のそれぞれの中に挿入される。断熱層１３と第１のコンクリート層１４との間に強固に結合した接続を実現しようとする場合、第１のコンクリート層１４がまだ固まっていない限りこのステップを行うことが可能である。
【００５１】
固定された断熱ボードの代替として、断熱層１３は発泡法によって第１のコンクリート層１４に塗布することも可能である。これは言わば断熱層１３を現場での発泡工程により作製できるということである。
【００５２】
第２のスペーサ要素５７は第１のスペーサ要素５６と同じように形成されており、これが次に断熱層１３の上に置かれる。第２のスペーサ要素５７の厚さは第１のスペーサ要素５６の厚さとは異なっていてもよい。第２のスペーサ要素５７は、支持殻強化材１７の断熱層１３からの距離を画定する。支持殻強化材１７は第２のスペーサ要素５７の上に置かれる。次に第２のコンクリート層１６のコンクリートが注入され、このコンクリートが支持殻強化材１７と、この実施例によればスペーサ要素５７も包埋する。
【００５３】
２つのコンクリート層１４、１６が硬化した後、型枠台５５を、実施例によれば約７０°傾ける。完成した構造用部材１０は、例えばクレーンや他の輸送手段によって、言わば直立状態にして取り外すことが可能となる。
【００５４】
本発明は、天井要素や壁要素として使用可能な、構造用部材１０に関する。構造用部材１０は、外装殻１１と、それより少なくとも５倍厚い支持殻１２とを持っている。外装殻１１は、繊維強化材１５を内部に配置した第１のコンクリート層１４を持っている。外装殻１１は金属でできた金属強化要素を持たない。支持殻１２は、支持殻強化材１７を中に備えた第２のコンクリート層１６を有し、これは相互に接続された構造用部材（１８、１９、２０）から成る箱型グリッド構造をしている。外装殻１１は金属を含まない複数の接続体２４によって支持殻１２に接続されている。各接続体２４は、３次元形状部品として形成された繊維グリッド構造２５によって形成されている。繊維グリッド構造は、炭素繊維及び／又はガラス繊維の糸による織布、組紐、不織布、又は編地であり、３次元構造とするための被覆を備えていてもよい。各接続体２４は直交座標系Ｋ内の３つの空間平面の内の少なくとも２つの空間平面ｘ−ｙ面とｙ−ｚ面内にある。
【符号の説明】
【００５５】
１０  構造用部材
１１  外装殻
１２  支持殻
１３  断熱層
１３ａ  第１の断熱層
１３ｂ  第２の断熱層
１４  第１のコンクリート層
１５  繊維強化材
１６  第２のコンクリート層
１７  支持殻強化材
１８  建築用スチールマット
１９  ロッド
２０  ブラケット
２４  接続体
２５  繊維グリッド構造
２６  糸
２７  第１のグリッド部
２８  第２のグリッド部
２９  第３のグリッド部
３０  屈曲点
３１  接続ウェブ
３５  接続体配列
３６  強化要素
３９  セグメント
４０  ギャップ
４１  第１のグリッド部の自由端
４２  第２のグリッド部の自由端
４５  第１のグループ
４６  縦端部
４７  第２のグループ
４８  横端部
５０  ボックス
５５  型枠台
５６  第１のスペーサ要素
５７  第２のスペーサ要素
Ｋ  座標系
Ｌ  縦方向
Ｑ  横方向
ｘ−ｙ  座標系の空間平面
ｘ−ｚ  座標系の空間平面
ｙ−ｚ  座標系の空間平面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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