(57)【要約】風で吹き飛ばされた破片や爆風に対する防御に特に好適な壁パネル組立品は、近接する壁パネル間の空隙を接続する曲成ストラップを含み、曲成ストラップは突然の外力により屈曲可能である。
2006515654.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）互いに非平面配向で配置され、２つの近接する壁パネル間に空隙が存在する少なくとも２つの壁パネルと、
（ｂ）２つの近接する壁パネル間の前記空隙に架設される少なくとも１つの曲成ストラップと
を含んでなり、
前記曲成ストラップが近接する壁パネルに固定接続されており、
前記ストラップが壁パネルにかかった力により屈曲可能である壁パネル組立品。
【請求項２】
個々のストラップが近接する壁パネルの内側表面と外側表面を接続している請求項１に記載の組立品。
【請求項３】
１つの壁パネルが個々のストラップにより２つの壁パネルに接続している請求項１に記載の組立品。
【請求項４】
前記ストラップがバンドを含んでなる請求項１に記載の組立品。
【請求項５】
前記ストラップがプレートを含んでなる請求項１に記載の組立品。
【請求項６】
前記ストラップが金属を含んでなる請求項１に記載の組立品。
【請求項７】
前記ストラップが鋼を含んでなる請求項６に記載の組立品。
【請求項８】
前記ストラップがアルミニウムを含んでなる請求項６に記載の組立品。
【請求項９】
前記ストラップが複合体を含んでなる請求項１に記載の組立品。
【請求項１０】
壁パネルが他方に対して３０〜１２０度の角度で配置されている請求項１に記載の組立品。
【請求項１１】
近接する壁パネル間の間隙が少なくとも０．１２５インチ（３ｍｍ）である請求項１に記載の組立品。
【請求項１２】
一重金属ストラップを用いている請求項１に記載の組立品。
【請求項１３】
二重金属ストラップを用いている請求項１に記載の組立品。
【請求項１４】
前記ストラップが０．０７５インチ（０．１９ｍｍ）〜０．１５０インチ（３．８ｍｍ）である請求項１に記載の組立品。
【請求項１５】
１つの壁パネルが
（ａ）１立方センチメートル当たり０．１０グラム以下の密度を有する材料層と、
（ｂ）樹脂でボンドされたファイバーを含有する布地層と、
（ｃ）構造化被覆層とを順に含んでなり、
前記布地層は、その複合体を剛性枠に装着して、ＡＳＴＭ試験手順Ｅ−１８８６−９７に従って時速１６１キロメートル（１００マイル）の速度で３３キログラム（１５ポンド）の発射体により衝撃を与えると、５．０〜１７．５センチメートルの範囲で撓む請求項１に記載の組立品。
【請求項１６】
前記ストラップが、風で吹き飛ばされた破片または爆風による外力のために屈曲可能である請求項１に記載の組立品。
【請求項１７】
前記ストラップが、時速１００マイルの風速における破片により屈曲可能である請求項１６に記載の組立品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、激しい暴風や爆風により生じるような衝撃荷重に対する抵抗性を改善するための、曲成ストラップジョイントを用いた防御壁パネルの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
暴風や爆風シェルタは、トルネードやハリケーンが活発な地域における激しい暴風に対する民間人保護や、爆風からの軍人保護の安全避難所を提供する為に必要である。防御壁およびビルの設計は業界に公知であり、様々な形態を採る。激しい嵐用に提案された壁の設計については、連邦緊急管理庁（ＦＥＭＡ）の様々な報告書に詳細が記載されている。耐爆風シェルタ用の様々な壁設計は、特許業界において詳細に記載されている。
【０００３】
トルネードにより生じる風力荷重および破片の衝撃に抵抗するための壁および建物構造のための設計が非特許文献１および非特許文献２に記載されている。他の設計の耐風衝撃性壁は、連邦緊急管理庁に提出された非特許文献３に記載されている。これらの設計は、トルネード衝撃基準には適合していないが、あまり激しくない嵐に対する防御は改善されている。
【０００４】
特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５および特許文献６には、耐爆風および耐銃弾壁および建物の様々な形態のいくつかがそれぞれ記載されている。
【０００５】
これらのエンジニアード壁システムの多くは、使用分野で後に組み立てられるモジュール壁システムを作成することができる。かかるモジュールのやり方を用いると、組立てを容易にする単純なフィールドジョイントは、構造上の荷重伝達を行い、さらに耐衝撃性も与え、望ましい。
【０００６】
ある程度の可撓性を衝撃の方向に与えると、かかる可撓性によって、全体の耐衝撃性が改善されることは業界では周知である。かかる可撓性を有する業界の様々な壁設計は、特に、取り付け点近傍で、これらの壁システムの動きを制限しないようなやり方で結合させなければならない。壁が隅部で互いに当接するジョイントや、一方の壁が他方の壁の動きを実質的に制限し得るその他の非平面ジョイント近傍では、これは最も重要である。
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，９９４，１０５号明細書
【特許文献２】米国特許第４，１４３，５０１号明細書
【特許文献３】米国特許第４，５６６，２３７号明細書
【特許文献４】米国特許第４，６９１，４８３号明細書
【特許文献５】米国特許第４，７４８，７９０号明細書
【特許文献６】米国特許第４，９３７，１２５号明細書
【非特許文献１】嵐からのシェルタ獲得（ＦＥＭＡ刊行物３２０）
【非特許文献２】地域シェルタ用設計および建築ガイド（ＦＥＭＡ刊行物３６１）
【非特許文献３】クレムソン大学（Ｃｌｅｍｓｏｎ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）による２０００年５月３１日付けの報告書「激しい暴風に対して向上された防御（Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｓｅｖｅｒｅ  Ｗｉｎｄ  Ｓｔｏｒｍｓ）」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
壁セグメント間の可撓性が改善された風や暴風に対する抵抗性のある防御壁システムを組み立てる方法が求められている。現場で容易に組み立てられ、可撓性の改善された非平面壁セグメント間のジョイントが特に求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
（ａ）互いに非平面配向で配置され、２つの近接する壁パネル間に空隙が存在する少なくとも２つの壁パネルと、
（ｂ）２つの近接する壁パネル間の空隙に架設される少なくとも１つの曲成ストラップとを含んでなり、
曲成ストラップが近接する壁パネルに固定接続されており、
風で吹き飛ばされた破片や爆風による壁パネルにかかった力によりストラップは屈曲可能である、風で吹き飛ばされた破片や爆風に対する防御に特に好適な壁パネル組立品に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明において、爆発による風で吹き飛ばされた破片のような突発的な衝撃により生じた力に耐えることのできる少なくとも１つの壁パネルを用いることが必要である。壁パネルのタイプを変更して、鋼のような金属、木材または数種類の異なる材料の複合体から形成することができる。典型的には衝撃による壁の損傷はあるが、壁の目的は、建物の部屋の中にいる人を保護する等その完全性を保つことである。１つのみの耐衝撃性壁パネルを用いて外力から防御することもできるが、耐衝撃性を有する２つの近接する壁パネルを用いる方が防御力が大きくなり望ましい。
【００１１】
壁パネルの防御はその構造によって異なる。力に耐える能力が大きいと、防御力が大きい。耐衝撃性を判断する試験手順の一例としては、ＡＳＴＭ手順Ｅ１８８６−９７がある。例えば、３３キログラム（１５ポンド）２×４の木材発射体を用いて壁に衝撃を与える。発射体速度に耐える壁の能力が、その抵抗力を判断する尺度である。望ましい抵抗力は、時速１６１キロメートル（１００マイル）の衝撃速度のときである。時速８０または９０マイルを超える衝撃速度だと、抵抗力が少なく不合格となる。
【００１２】
爆発による力に対する所望の抵抗力を得るために、ＡＳＴＭ手順Ｅ１８８６−９７試験手順に従って抵抗力を判断する同様のやり方で、用いる壁パネルの種類を判断することができる。
【００１３】
風で吹き飛ばされた破片について好適な壁構造は、ここに参考文献として組み込まれる２００１年１０月１５日出願の米国特許出願第０９／９７７，６４８号および２００２年１２月３日出願の第１０／３０８，４９２号に記載されている。構造の一例を挙げると、
（ａ）１立方センチメートル当たり０．１０グラム以下の密度を有する材料層と、
（ｂ）樹脂によるファイバーボンダーを含有する布地層と、
（ｃ）構造化被覆層とを順に含んでなる複合体である。
【００１４】
壁組立品の構造の必要な部分で、ストラップを用いて、近接する壁パネルを接続する。本明細書で用いるストラップとは、対象物を固定位置に保持するためのバンドまたはプレートのことを意味する。ストラップは鋼やアルミニウムのような金属構造であってもよいが、プラスチックや異なる材料の複合体のようなその他の材料も好適である。
【００１５】
ストラップは、近接する壁パネルに固定接続されており、パネルを適所に保持している。しかしながら、ストラップは壁パネルにかかった力のために屈曲可能である。ストラップの屈曲量は、その最終用途により決まることがすぐに分かる。例えば、衝撃に対する大きな抵抗力を必要とすることで、屈曲に対する大きな抵抗力が決まる。同様に、ストラップ屈曲量は、近接する壁パネルを接続するストラップの数によっても決まる。ストラップの数が多いほど、屈曲に対する抵抗力の必要性は減る。
【００１６】
例えば、一重と二重ストラップの両方が好適である。金属ストラップの好適な厚さを挙げると、０．０６インチ（１．５ｍｍ）〜０．３７５インチ（９．５ｍｍ）、例えば、０．０７５インチ（０．１９ｍｍ）〜０．１５０インチ（３．８ｍｍ）である。
【００１７】
ストラップは、内側または外側壁部分のみに用いてもよいが、内側および外側壁の近接する壁パネルを接続するために個々のストラップが存在しているのが好ましい。内側とは、部屋の内部を形成する壁のような互いに向き合う壁の部分を意味する。外側とは、部屋の外部を形成する壁のような互いに向き合っていない壁の部分を意味する。ストラップは、非平面配向で壁を接続する。すなわち、壁は互いに角度をなしている。例えば、壁は大抵９０度の角度で結合されている。互いに結合する２つの壁の一例を挙げると、３０〜１２０度の範囲内の角度である。また、壁が接触していると、突発的な衝撃に際して適切にストラップが屈曲しないため、近接する壁間に空隙がある。一般的な空隙は少なくとも３ｍｍ（０．１２５インチ）と考えられる。好ましい構造において、突発的な衝撃に耐えられる壁は、近接する壁を接続する内側と外側壁表面の両方において、２つの近接する壁にストラップで結合している。
【００１８】
上記の開示において、ストラップを用いた壁組立品の組み合わせを、風で吹き飛ばされた破片および爆発のような突発的な衝撃に対する抵抗性および防御性に関して説明してきた。しかしながら、かかる抵抗性を有する必要のない壁組立品も本発明の範囲内である。従って、壁パネルを、過剰の突発的な衝撃に対するかかる抵抗力で用いることができる。更に、ストラップは、壁パネルの一つに最低の力がかかったときに屈曲する能力を有している。
【００１９】
以下の実施例により本発明をさらに例証する。
【実施例】
【００２０】
実施例１
外部寸法が長さ１１５インチ×幅６４インチ×高さ９４インチの図１に示すシェルタシステムを、トルネード風により生じた風で吹き飛ばされた破片から中にいる人を防御するべく設計されたエンジニアード壁およびルーフパネルから組み立てた。それぞれ幅４８インチ×高さ８８インチの５つの壁パネルとモジュールドアユニットを用いた。幅４８インチ×長さ４８インチの２つの天井パネルを屋根に用いた。１層の３／４インチの合板、厚さ５−１／２インチ、密度１ｌｂ／ｃｕ−ｆｔ（０．０１６ｇｍ／ｃｃ）の鋼強化膨張ポリスチレンコア、ポリエチレンコポリマー樹脂によりボンドされた３層の１３ｏｚ／ｓｑ−ｙｄアラミド布からできたラミネート布地パネル、１つの１層の１／２インチ合板の順で用いてパネルを作成した。コア内の鋼強化は、パネルの各面に平らに置かれた１６インチ中心の２４ゲージの２×４の一般的な金属枠スタッドで行った。米国特許第４，２４１，５５５号明細書に記載されているように、発泡プロセス中にさらに強化を加えた。３インチの中心周囲および６インチ中心の現場スタッドに沿って、パネルの各面で動力駆動する駆動ローレットネイルで留めることにより、材料の層を互いに結合させた。
【００２１】
図２に示すようにして、２つの場所で４５°の角度曲げて、矩形シェルタを組み立てるのに必要な９０°隅部接続を作成した、２つの１１ゲージ（厚さ０．１２インチ）のシート金属ブラケットを用いてパネルを組み立てた。１／２合板の面を外側に向けた。３つの直径３／８インチのボルトを用いて、各パネルを金属ストラップコネクタの端部に留めた。接続した近接するパネルの隅部間に３／８インチのスペースが存在した。
【００２２】
１００ｍｐｈで進む１５ｌｂの２×４（インチ）の木材発射体によりシェルタのいくつかの位置で衝撃を与えて、１９９９年５月２８日、ＦＥＭＡ、第１付加、国際性能基準規定（ｐｒｏｖｉｓｉｏｎｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｃｒｉｔｅｒｉａ  ｆｏｒ  Ｔｏｒｎａｄｏ  Ｓｈｅｌｔｅｒｓ，  Ｆｉｒｓｔ  Ａｄｄｉｔｉｏｎ）「シェルタ壁および天井の、風で飛ばされるミサイルに対する耐衝撃性（Ｗｉｎｄｂｏｒｎｅ  Ｍｉｓｓｉｌｅ  Ｉｍｐａｃｔ  Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｏｎ  Ｓｈｅｌｔｅｒ  Ｗａｌｌ  ａｎｄ  Ｃｅｉｌｉｎｇ）」を満たす能力を評価した。ＡＳＴＭ  Ｅ１８８６−９７に従って、大砲を据え付け、発射した。
【００２３】
ＦＥＭＡ規定に必要とされる通り、シェルタへ発射された全ての発射体は通過せずに止まり、発射体は跳ね返った。この際に撮った高速写真によれば、ジョイントが衝撃によって内側に屈曲して、発射体からのエネルギーの一部を吸収するのを助けたことが分かった。裏側の合板層は、衝撃点周囲にわずかなひびを示しただけだった。シェルタ組立品は、トルネードシェルタの国際性能基準の規定に準拠していると考えられた。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１のシェルタシステムの概略図である。
【図２】実施例１のストラップにより接続された壁位置の概略図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2006515654.tif 000007