(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建築構造の建設に使用する建築パネルであって、
略平面のコンクリート・スラブと、
前記コンクリート・スラブと共に形成され、且つ、前記コンクリート・スラブの下面から延びているコンクリート製の複数の１次ビームと、
前記コンクリート・スラブと共に形成され、且つ、そのスラブの下面から前記１次ビームに交差して延びているコンクリート製の複数の２次ビームと、
前記１次ビームの下面において各々の前記１次ビームの長さに沿って延びている略Ｕ字形状の１次ビーム・ブレーク・チャネルと、
前記コンクリート・スラブの上面に沿って配置された上部鋼製プレートと、
各々の前記１次ビーム・ブレーク・チャネルに溶接され、各々が前記１次ビーム中に延び、前記コンクリート・スラブ中に入る複数のビーム・チャネル側バー・アンカーと、
前記上部鋼製プレートに溶接され、前記平面のコンクリート・スラブ中に延び、前記１次ビーム中に入る複数のプレート側バー・アンカーと、
前記コンクリート・スラブの縁面に沿って、また前記縁面と交差する前記コンクリート・スラブの側面の部分に沿って延びている略Ｕ字形状のスラブ・ブレーク・チャネルと、
前記コンクリート・スラブ中に埋め込まれ、前記スラブ・ブレーク・チャネルを前記コンクリート・スラブに対して固定するために、前記コンクリート・スラブに対面する前記スラブ・ブレーク・チャネルの面に溶接された、複数のスラブ・チャネル側バー・アンカーと、を含むことを特徴とする建築パネル。
【請求項２】
前記１次ビームが、前記２次ビームより大きな深さを有することを特徴とする請求項１に記載の建築パネル。
【請求項３】
各々の前記ビーム・チャネル側バー・アンカーが各々の前記１次ビーム・ブレーク・チャネルの内隅に溶接され、前記１次ビームを形成するコンクリート中に斜めに延びていることを特徴とする請求項１に記載の建築パネル。
【請求項４】
前記ビーム・チャネル側バー・アンカーが互いに対して角度をなして配向している第１および第２部分を含むことを特徴とする請求項１に記載の建築パネル。
【請求項５】
前記２次ビームの下面において各々の前記２次ビームの長さに沿って延びている略Ｕ字形状の２次ビーム・ブレーク・チャネルと、各々の前記２次ビーム・ブレーク・チャネルに溶接された複数のビーム・チャネル側バー・アンカーとを含み、前記２次ビーム・ブレーク・チャネルに溶接された各々の前記ビーム・チャネル側バー・アンカーが前記２次ビーム中に延び、前記平面のコンクリート・スラブ中に入ることを特徴とする請求項１に記載の建築パネル。
【請求項６】
建築構造の建設に使用する建築パネルであって、
縁面を有する略平面のコンクリート・スラブと、
ある深さを有し、前記コンクリート・スラブと共に形成され、且つ、前記コンクリート・スラブの下面から延びているコンクリート製の複数の１次ビームと、
前記コンクリート・スラブから分離しており、溶接面を形成するよう露出されるように前記コンクリート・スラブの前記縁面に位置し、前記コンクリート・スラブの前記縁面に沿って、また前記縁面と交差する前記コンクリート・スラブの側面の部分に沿って延びている略Ｕ字形状のスラブ・ブレーク・チャネルと、
前記スラブ・ブレーク・チャネルに溶接され、前記コンクリート・スラブ中に埋め込まれ、前記スラブ・ブレーク・チャネルを前記コンクリート・スラブに対して固定するために、前記コンクリート・スラブに対面する前記スラブ・ブレーク・チャネルの面に溶接され、前記スラブ・ブレーク・チャネルの内隅に溶接された、複数のスラブ・チャネル側バー・アンカーと、
前記１次ビームの下面において各々の前記１次ビームの長さに沿って延びている略Ｕ字形状のビーム・ブレーク・チャネルと、
前記ビーム・ブレーク・チャネルに溶接されて、前記１次ビーム中に延び、前記コンクリート・スラブ中に入る複数のビーム・ブレーク側バー・アンカーと、を含むことを特徴とする建築パネル。
【請求項７】
前記スラブ・ブレーク側バー・アンカーが互いに対して角度をなして配向している第１および第２部分を含むことを特徴とする請求項６に記載の建築パネル。
【請求項８】
前記コンクリート・スラブが平面のコンクリート床パネルを含んでおり、そのコンクリート床パネルから延びている複数の離間した２次ビームを含むことを特徴とする請求項６に記載の建築パネル。
【請求項９】
前記コンクリート・スラブが上面を有しており、前記コンクリート・スラブの上面に沿って延びている上部鋼製プレートを含み、且つ前記上部鋼製プレートに溶接された複数の離間したプレート側バー・アンカーを含み、前記プレート側バー・アンカーが前記コンクリート・スラブ中に延び、前記１次ビームを形成するコンクリート中に入ることを特徴とする請求項８に記載の建築パネル。
【請求項１０】
建築パネルであって、
略平面の第１コンクリート床スラブ（４０）であって、縁面と、その第１コンクリート床スラブの縁面に位置する第１スラブ・ブレーク・チャネル（５０）と、その第１スラブ・ブレーク・チャネル（５０）に溶接され、前記第１コンクリート床スラブ中に埋め込まれて前記第１スラブ・ブレーク・チャネルを前記第１コンクリート床スラブに対して適所に固定する複数の第１バー・アンカー（６０）とを有する第１コンクリート床スラブと、
略平面の第２コンクリート床スラブ（４０）であって、縁面と、その第２コンクリート床スラブの縁面に位置する第２スラブ・ブレーク・チャネル（５０）と、その第２スラブ・ブレーク・チャネルに溶接され、前記第２コンクリート床スラブ中に埋め込まれて前記第２スラブ・ブレーク・チャネルを前記第２コンクリート床スラブに対して適所に固定する複数の第２バー・アンカー（６０）とを有する第２コンクリート床スラブとを含み、
隣接する前記第１および第２コンクリート床スラブが互いに連結されるように前記第１スラブ・ブレーク・チャネルが前記第２スラブ・ブレーク・チャネルに溶接されており、
前記第１コンクリート床スラブから下方に延び、下面を有するコンクリート・ビーム（４４）と、
さらに、前記コンクリート・ビームの長さに沿って延びている第３ブレーク・チャネル（７６）と、
前記第３ブレーク・チャネル（７６）に溶接され、前記コンクリート・ビームの中に埋め込まれた複数の第３バー・アンカー（７４）と、
端面を有する略平面のコンクリート壁パネル（３７）と、
前記コンクリート壁パネルの前記端面の長さに沿って延び、前記第１コンクリート床スラブを前記コンクリート壁パネルに連結するように前記第３ブレーク・チャネルが溶接される第４ブレーク・チャネル（８０）と、を含むことを特徴とする建築パネル。
【請求項１１】
前記コンクリート・ビームがコンクリート・２次ビーム（４４）であって、第１コンクリート床スラブから延びている複数の離間したコンクリート・１次ビーム（４２）を含み、前記１次および２次ビームが互いに交差して延びていることを特徴とする請求項１０に記載の建築パネル。
【請求項１２】
建築パネルであって、
垂直に配向した略平面の第１コンクリート壁パネルであって、その平面の第１壁パネルに対して略直角に延びて、垂直に配向した端面を有する第１コンクリート・スタブ壁と、その第１スタブ壁の前記端面に位置する第１金属チャネルと、その第１金属チャネルに溶接されて前記第１コンクリート・スタブ壁中に埋め込まれた複数の第１バー・アンカーとを有する垂直に配向した略平面の第１コンクリート壁パネルと、
垂直に配向した略平面の第２コンクリート壁パネルであって、その第２金属チャネルが配置された垂直に配向した端面と、その第２金属チャネルに溶接されて第２コンクリート壁パネル中に埋め込まれた複数の第２バー・アンカーとを有し、前記第２コンクリート壁パネルが平面の前記第２コンクリート壁パネルに対して略直角に延びている第２スタブ壁を有し、前記第２スタブ壁が、垂直に配向した端面と、前記第２スタブ壁の端面に位置する第３金属チャネルと、前記第３金属チャネルに溶接されて第２コンクリート・スタブ壁中に埋め込まれた複数の第３バー・アンカーとを有する垂直に配向した略平面の第２コンクリート壁パネルとを含む建築構造であって、
前記第１金属チャネルが前記第２金属チャネルに溶接されて、前記第１および第２壁パネルを互いに固定することを特徴とする建築構造。
【請求項１３】
第４金属チャネルが位置する垂直に配向した端面を有する垂直に配向した略平面の第３コンクリート壁パネルと、第４金属チャネルに溶接されて第３コンクリート壁パネル中に埋め込まれた複数の第４バー・アンカーとを含み、前記第３金属チャネルが第４金属チャネルに溶接されていることを特徴とする請求項１２に記載の建築構造。
【請求項１４】
前記第１コンクリート壁パネルの上にある水平に配向したコンクリート床スラブを含み、そのコンクリート床スラブが、前記コンクリート床スラブの下部分に沿って延びている金属チャネルと、前記コンクリート床スラブの下部分に沿って延びている金属チャネルに溶接されて前記コンクリート床スラブ中に埋め込まれた複数のバー・アンカーとを含み、前記第１コンクリート壁パネルが、前記第１コンクリート壁パネルの上部縁面に沿って延びている金属チャネルと、前記第１コンクリート壁パネルの上部縁面に沿って延びている金属チャネルに溶接された複数のバー・アンカーとを含み、前記コンクリート床スラブの下部分に沿って延びている前記金属チャネルが、前記第１コンクリート壁パネルの上部縁面に沿って延びている前記金属チャネルに溶接されていることを特徴とする請求項１２に記載の建築構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は概して建築構造に関する。特に本発明は、建築構造の建設に使用する建築パネル(building panels)に関する。
【０００２】
（発明の背景）
構造的建築構造はさまざまな異なる資材によって造られ、特定の建築構造の建設に使用される資材は資材の入手可能性に依存することが多い。例えば一戸建住宅(residental units)については、北アメリカでは木材を使用することが多いが、ヨーロッパでは煉瓦と石材が使用される。同様に鋼材は、北アメリカおよび北ヨーロッパの各部で高層建築構造または産業用建築構造に使用される通常の資材であり、また同じ構造物が南アメリカやヨーロッパ諸国の一部ではコンクリートで造られる。北アメリカでは、構造物用木材の限られた入手可能性および環境上の見地から浮上してきた関心のために、他の形式の代替資材を確認する努力がなされてきた。受入可能な代替資材は、建築業界内でコストの観点ならびに構造的保全性の観点の両方から有利に競争できるものでなければならない。
【０００３】
ある提案されたシステムでは、直角に繋がる接合部における連結と連続は困難且つ高価であるのみならず、さまざまな種類の負荷条件、特に地震負荷の下ではしばしば構造的に不適切であることがわかっている。これは、必要な構造的強度と必要な防音性を与えるように設計されたユニット・モジュールを作り出すために使用されてきたコンクリートのサンドイッチ・パネルの場合には、特別の関心事となっていた。同様に、多くのチルトアップ方式の建築システムは、連結具が脱落する地震条件の下では極めて悪い性能を示すことがわかっている。
【０００４】
したがって、建築システムの周知の提案に対して代替案を見つけることに伴う関心事には、安全性、エネルギー効率、および環境上の影響が含まれる。そのうえ、土地と建築資材の価格上昇によって、効果的で適切な解決策を見つけることが重要な関心事となっている。
【０００５】
組立ライン作業を使用することによって、品質とコスト節約を大幅に最適化することができることがわかっている。さらに、組立ライン作業の使用によって半熟練工を使用する場合に適切な訓練が可能になる。こうして、代替の建築資材と構成部分とを考慮する場合に、可能な限り組立ライン作業を利用することが望ましいことになる。
【０００６】
周知の建築資材と構成部分に対して適切な代替品を見つけることに伴うさらなる関心事は、輸送のコストと限界である。輸送の能力はしばしば、建築構造の建設に使用するプレハブ・モジュールの寸法と重量における決定的要素となり得る。同様に、建築現場に対する工場の場所と付随する輸送管理業務も制約として働くことも可能である。潜在的に有望なモジュール方式の概念の中には、工場モジュールの大きな寸法と過剰な重量が実施範囲を抑えるという前述の制限から、適用を制限されてきたものもある。
【０００７】
前述の観点から、構造的に適切で環境上受入れ可能であり、エネルギー効率がよくて費用効果のある、現在の建築用ユニットに対する代替物の必要性が存在する。
【０００８】
また、品質要件に合うように製造できる、現在の建築用ユニットに対する代替物を供給することも望ましい。
【０００９】
また、輸送の見地から寸法と重量の制約の影響要因とならないので工場で製造した後に建設現場に輸送できるような、現在の建築用ユニットに対する代替物の必要性も存在する。
【００１０】
（発明の概要）
前述の観点から、本発明は、前述の必要性と取り組み且つ他の周知の建築ユニットに勝るさまざまな利点を提供する垂直および水平プレハブ建築パネルを提供する。水平建築パネルは、略平面のコンクリート・スラブ、そのコンクリート・スラブと共に形成され且つ当該スラブの下面から延びているコンクリート製の複数の１次ビームと、同様に前記コンクリート・スラブと共に形成され且つ該スラブの下面から延びているコンクリート製の複数の２次ビームとを含む。当該２次ビームは、当該１次ビームに交差して延びている。略Ｕ字形状のチャネルが、当該１次ビームの下面において各１次ビームの長さに沿って延びている。複数のバー・アンカーがチャネルの各々に溶接され、各バー・アンカーは当該１次ビームを形成するコンクリート中に埋め込まれている。さらに、鋼製プレートすなわちアングル材が当該１次ビームの上面に設けられ、これはビームの長さに沿って延びている。複数のバー・アンカーがプレートすなわちアングル材に溶接され、鋼製プレートまたはアングル材を、垂直平面において他のパネルへの連結を可能にするように、当該１次ビームの隅部または平坦な表面に固定する。
【００１１】
垂直パネルはコンクリート・スラブから成るが、スラブから延びている１次および２次ビームを有していない。鋼製チャネルは複数のバー・アンカーによって垂直パネルに固定されている。バー・アンカーは鋼製チャネルに溶接され、スラブを形成するコンクリート中に埋め込まれている。垂直パネルは、隅壁または中間壁の条件に適応するためにスラブから突出したスタブ壁を備えることができる。
【００１２】
本発明の別の態様は、略平面の第１コンクリート・パネルと、略平面の第２コンクリート・パネルとを含む建築構造に係わるものである。当該第１コンクリート・パネルは、当該第１コンクリート・パネルの端面に置かれた第１金属部材とその第１金属部材に溶接された複数の第１バー・アンカーとを有し、複数の第１バー・アンカーは当該第１コンクリート・パネルの中に埋め込まれて、当該第１金属部材を当該第１コンクリート部材に対して適所に固定している。当該第２コンクリート・パネルは、当該第２コンクリート・パネルの端面に置かれた第２金属部材とその第２金属部材に溶接された複数の第２バー・アンカーとを有し、複数の第２バー・アンカーは当該第２コンクリート・パネルの中に埋め込まれて、当該第２金属部材を第２コンクリート部材に対して適所に固定している。当該第１金属部材は当該第２金属部材に溶接されているので、当該第１コンクリート・パネルと当該第２コンクリート・パネルは互いに連結されている。
【００１３】
本発明の前述および追加の特徴は、添付の図面を参照して考察される下記の詳細な説明からさらに明らかになろう。各図面において同様の要素は同様の参照番号によって示される。
【００１４】
（発明の詳細な説明）
本発明は、さまざまな異なる建築構造において使用することのできる建築用ユニットすなわちパネルの特定の建造を提供する。概して言えば、本発明による建築用ユニットは、鋼製ブレーク・チャネル・セクション(steel break channel sections)または鋼製プレートが隣接パネルに連結されるべきパネルの部分（例えば、隣接床スラブ間または床スラブと壁パネルとの間の連結部）に設けられた、コンクリート・パネルから成っている。鋼製ブレーク・チャネル・セクションの使用によって、隣接パネルをともに溶接を使用して連結することが可能になる。コンクリート・パネルはまた、鋼製ブレーク・チャネル・セクション（例えば鋼製ブレーク・チャネル・セクションの内側隅部）または鋼製プレートに溶接された変形バー・アンカーを備えている。バー・アンカーはコンクリート中に好ましくは対角方向に延び、ブレーク・チャネル・セクションとプレートをコンクリートに対して固着し、同時に補強ももたらす。代りに、または追加として、鋼製ブレーク・チャネル・セクションおよび／または鋼製プレートに溶接されたヘッド付きバー・アンカーまたはスタッドを使用することができる。補強鋼製マットもコンクリート中に埋め込まれて、アンカーに統合されている。
【００１５】
本発明の理解を容易にする目的で、建築用ユニットすなわちパネルを集合住宅団地(multiple residental dwelling complex)に関連して説明および図示するが、この建築用ユニットは他の形式の建築構造にも同様に適用可能であることを理解すべきである。図１と図２を参照すればわかるように、本発明によって製造された建築パネルを利用する集合住宅団地２０は、駐車施設に供することのできる地階２２と地階の上に位置する３つの階層２４、２６、２８とを含む多階層構造物である。構造物２０を構成する建築パネルは、垂直に配置されたパネルすなわち壁３０'、３０"、３７、３７'と、水平に配置されたパネルすなわち床および屋根スラブ３２とを含む。建築構造の長手方向に延びている垂直パネル３０'、３０"は開口部３４を備えることができ、これらの開口部３４は窓または戸口、もしくは地階階層２２の場合にはガレージの戸口を画定する。図１に示す建築構造の幅方向には、垂直壁は各階層に２つの外壁３０'と、長手方向に延びている内部耐力壁３０"とを含む。図１に示すように、内部耐力壁３０"は、建築構造の幅全体を横切る水平主要床スラブ３２の中間に位置する。後でさらに詳しく説明するように、垂直パネル３０'、３０"は、３つの主要床スラブ３２ならびに地階スラブ３３および屋根スラブ３５に連結され、これらと一体になっている。図１に示すように、主要床スラブ３２の２つは、バルコニーとして役立つ片持ち梁式延長部を備えることができる。屋根スラブ３５は、表面水を容易に排水できるようにするため上反り屋根として示されている。屋根スラブ３５は、平屋根が使用されて、例えばパティオまたは機械的設備用の空間を準備する目的で取り囲むことにする場合には、手摺り壁に適応することもできる。
【００１６】
建築構造の一部分を長手方向に図示する図２に示すように、垂直パネルすなわち側壁３７、３７'は建築構造の幅方向に延びている。これらの垂直パネルすなわち側壁３７、３７'は、戸口およびその他のアクセス開口部として役立つさまざまな開口部３８を備えることができる。
【００１７】
図１及び図２に示すように、水平に配置された建築パネル３２の各々は、平坦な平面スラブ４０、３つの離間した１次ビーム４２、および１対の離間した２次ビーム４４から構成されている。１次ビーム４２はスラブ４０に対して直角方向に向いており、スラブ４０の下面から下向きに延びている。１次ビーム４２は建築構造の長手方向に延びている。２次ビーム４４もスラブ４０に対して直角方向に向いており、スラブ４０の下面から下向きに延びている。２次ビーム４４は建築構造の幅方向に延びており、１次ビーム４２に対して直角方向に向いている。
【００１８】
図１に示すように、スラブ４０の中央に位置する１次ビーム４２は中央内部耐力壁３０"の上に支持されて、これに連結されているが、パネル３２の縁部に隣接して延びている１次ビーム４２は外部垂直壁パネル３０'の上に支持されて、これに連結されている。１次ビーム４２と垂直壁パネル３０'、３０"との間の連結部は下にさらに詳しく説明する。図２に示すように、隣接する水平パネル３２は互いに連結されている。隣接水平パネル３２間の連結様式は下にさらに詳しく説明する。図２に見ることができるように、各階層において、最も外側の水平パネル３２の外縁部にある２次ビーム４４は、他の２次ビーム４４よりもわずかに大きな深さを有し（すなわち、わずかに大きな距離だけスラブ４０から離れて延びている）、垂直壁パネル３７、３７'との必要な連結を行う。２次ビーム４４と垂直壁パネル３７、３７'との間の連結部は下記の説明から明らかになろう。
【００１９】
水平および垂直パネル３０、３２の各々は、コンクリート、ブレーク鋼製部分、鋼製プレートすなわちアングル、スタッドを含むことのある変形バー・アンカー、および補強鋼製マットの組合せから製造されている。水平および垂直パネルは一般的には、建築構造における特定の個所に応じてさまざまな構成を有する。図９は、建築パネルの一部分、特に１次ビーム連結部に関する詳細を図示する。上述のように、水平および垂直の建築パネルは、ブレーク鋼製部分、鋼製プレートすなわちアングル、スタッドを含むことのある変形バー・アンカー、および補強鋼製マットを備えたコンクリート・エレメントである。
【００２０】
図９は、本発明による水平パネルを図示するが、水平パネルの構造を明解にして容易にわかるようにするため、パネルのコンクリート部分の図示を省略した点が異なる。
【００２１】
図９に示すように、水平パネルは、コンクリート床スラブの１つの縁面に沿って延びている略Ｕ字形状の鋼製スラブ・ブレーク・チャネル５０を含む。さらに、Ｕ字形鋼製ビーム・ブレーク・チャネル５２は、１次ビームの下部コンクリート部分に沿って延びている。ビーム・ブレーク・チャネル５２は、１次ビームの下部分に沿って延びているように設計された水平脚５４と１次ビームの垂直端面に沿って延びているように設計された垂直延長部５６とを含む。さらに、平坦な鋼製プレート５８が１次ビームのコンクリート部分の上表面に沿って延びているように設計されている。鋼製プレート５８はまた垂直に下向きに延びている脚５９を含んでいる。
【００２２】
図９はまた、Ｕ字形鋼製ビーム・ブレーク・チャネル５２、鋼製プレート５８、およびＵ字形鋼製スラブ・ブレーク・チャネル５０を互いに連結する方法も示す。特に、鋼製プレート５８の垂直に下向きに延びている脚５９の自由端は、ビーム・ブレーク・チャネル５２の垂直に延びている部分５６のウェブ部分の上端に溶接されている。また、ビーム・ブレーク・チャネル５２のいずれの側にも置かれたＵ字形鋼製スラブ・ブレーク・チャネル５０の端部は、プレート５８とビーム・ブレーク・チャネル５２とに溶接されている。特にスラブ・ブレーク・チャネル５０の上部フランジはプレート５８に溶接され、スラブ・ブレーク・チャネル５０のウェブはプレート５８の下向きに延びている脚５９に溶接され、スラブ・ブレーク・チャネル５０の下部フランジはビーム・ブレーク・チャネル５２の垂直に延びている部分５６のフランジに溶接されている。プレート５８は一般的には、ビーム・ブレーク・チャネル５２の垂直に延びている部分５６のフランジ間の距離よりもわずかに広く選択される。こうして、スラブ・ブレーク・チャネル５０の上部フランジとウェブには、この差に適応して溶接連結ができるように刻み目をつけることが好ましい。
【００２３】
変形バー・アンカー６０がスラブ・ブレーク・チャネル５０の各内隅から外側に延びている。変形バー・アンカー６０はスラブ・ブレーク・チャネル５０のそれぞれの内隅に溶接されて、好ましくは４５°または約４５°の角度でコンクリート中に斜めに延びていることが好ましい。変形バー・アンカー６０の各々の端部分は図９に示すように曲げられている。したがって、ブレーク・チャネル５０の一端から見ると、変形バー・アンカー６０は互いに交差する。図９に示す変形バー・アンカー６０のような変形バー・アンカーの対が、スラブ・ブレーク・チャネル５０の長さに沿って規則的な間隔で離間して、チャネルをコンクリート・スラブに対して固着することが好ましい。
【００２４】
一対の変形バー・アンカー６２が、水平脚５４が垂直脚５６と合っているビーム・ブレーク・チャネルの下部内隅から延びている。変形バー・アンカー６２は上向き斜めに延び、コンクリートを通過し、図９に示す様式で約４５°に曲がっているので、略平行にプレート５８のすぐ下で延びている。図９には明確には示されていないが、変形バー・アンカー６２の端部分は、コンクリート中に埋め込まれた例えば鋼製補強マットの形状をなす標準的な補強鋼と一体化されている。
【００２５】
さらに、一対の変形バー・アンカー６４が、上部プレート５８がビーム・ブレーク・チャネル５２の垂直脚５６と合っている内隅から延びている。変形バー・アンカー６４は他の変形バー・アンカーと同様に、それぞれの内隅の適所に溶接され、好ましくは４５°または約４５°の角度でコンクリートを通過して下向き斜めに延びている。変形バー・アンカー６４の端部分は図９に示すように曲げられているので、略平行に、ビーム・ブレーク・チャネル５２の水平脚５４のウェブ部分の内側に面する表面のすぐ上で延びている。図９には明確には示されていないが、変形バー・アンカー６４の端部分は、コンクリート中に埋め込まれた例えば鋼製補強マットの形状をなす標準的な補強鋼と一体化されている。
【００２６】
さらなる一対の変形バー・アンカー６６が、垂直脚５６のフランジが垂直脚５６のウェブと合うビーム・ブレーク・チャネル５２の内隅に溶接されている。変形バー・アンカー６６の各々は、ビーム・ブレーク・チャネル５２の水平脚５４の長さ方向に延びている。変形バー・アンカー６６はそれぞれの隅に対して適所に溶接され、コンクリート中に斜めに延びている。バー・アンカー６６は内隅から４５°の角度で延び、それから曲げられ、略床スラブの表面に平行に延びていることが好ましい。再度、図９には明確には示されていないが、変形バー・アンカー６６の端部分は、コンクリート中に埋め込まれた例えば鋼製補強マットの形状をなす標準的な補強鋼と一体化されている。
【００２７】
２つの別の変形バー・アンカー６８が、上部プレート５８の内側に面する表面に溶接され、ビーム・ブレーク・チャネル５２の水平脚５４に向かってコンクリート中に下向きに延びている。変形バー・アンカーは、上部プレート５８の内側に面する表面に溶接されているので、上部プレートの下表面に直角であって、これから延びており、それからその長さに沿った１点で変形されているので、好ましくは３０°または約３０°の角度でコンクリート中に斜めに延びて、互いに交差する。
【００２８】
別の一対の変形バー・アンカー７０が、ビーム・ブレーク・チャネル５２の水平脚５４のそれぞれの内隅に溶接され、上部プレート５８に向かってコンクリート中に上向きに延びている。変形バー・アンカー７０は適所に溶接されブレーク・チャネル・セクション５２の内隅から最初は約４５°で延び、それからその長さに沿った１点で変形され、約３０°の角度で斜めに延びているので、互いに交差している。変形バー・アンカー７０の各々は、図９に示すように変形バー・アンカー６８の１つと整列し（すなわち平行であり）、これに隣接して位置している。バー６８、７０の特定の角傾斜は、図９に示すように互いに隣接するようにバー６８、７０を位置づけるという目的によって変えることができる。
【００２９】
シヤー・スタッド７２も上部プレート５８の内側に面する表面に溶接され、ビーム・ブレーク・チャネル５２の水平脚５４に向かってコンクリート中に下向きに延びている。図９には明確には示されていないが、図９に示す端部に対向する水平パネル３２の端部が図９に示す変形バー・アンカー６２、６４、６６と同様の変形バー・アンカー配置を備えていることを理解すべきである。また変形バー・アンカー６８、７０、７２の配置は１次ビームの全長に沿って一定間隔で繰り返されている。
【００３０】
水平パネルとは異なり、垂直壁パネルはビームとスラブの構成ではない。むしろ、垂直壁パネル３７、３７'、３０'、３０"は略一定厚さのコンクリート・パネルから成る。しかし垂直壁パネルは、隣接壁パネル間の垂直壁連結部を作るために加えられた垂直に延びているスタブ壁を備えている。スタブ壁は、図３に示すように壁パネルから外側に延びており、図３は、垂直壁パネル３７から直角方向に延びた１対の垂直スタブ壁１３７と、垂直壁パネル３０"から直角方向に延びた垂直スタブ壁１３０"とを示している。スタブ壁１３７は隣接壁パネル３０"用の連結部の部分を画定し、スタブ壁１３０"は隣接壁パネル３７'用の連結部の部分を画定する。他のスタブ壁は図３の下部に示す端部に対向する壁パネル３７の端部に設けられ、他の壁パネル３０'との連結を行うことを理解すべきである。また、壁パネル３０"はその長さに沿って複数の離間したスタブ壁１３０"を備え、すべての壁パネル３７'との連結部を提供する。スタブ壁は、壁パネル３０"からほぼ同じ範囲に延びている。
【００３１】
隣接壁パネル間の連結を行うために、スタブ壁１３７、１３０"の各々の垂直に面する端表面は、Ｕ字形ブレーク・チャネル・セクションの形を呈する金属製または鋼製の部材を備えている。同様に、隣接壁パネルの前端表面はＵ字形ブレーク・チャネル・セクションの形を呈する同様の金属製または鋼製の部材を備えている。したがって、図３に示すように、スタブ壁１３７の各々の端面は鋼製ブレーク・チャネル・セクション１４０を備えており、また隣接壁パネル３０"の端面も鋼製ブレーク・チャネル・セクション１４２を備えている。ブレーク・チャネル・セクション１４０、１４２は、垂直に、好ましくはそれぞれの壁パネルの垂直に面する端面全体に沿って延びている。これら２つのブレーク・チャネル・セクション１４０、１４２は互いに溶接されて、隣接壁パネル間の必要な相互連結をもたらす。
【００３２】
ブレーク・チャネル・セクション１４０は、変形バー・アンカー１４４によってそれぞれのコンクリート・スラブ壁１３７に対して固着されている。変形バー・アンカー１４４はブレーク・チャネル・セクション１４０の内隅に溶接され、スタブ壁１３７を形成するコンクリート中に埋め込まれている。図９に示すさまざまなバー・アンカーの場合のように、バー・アンカー１４４はチャネル・セクション１４０の隅から外側に延びて、それから約４５°の角度で曲げられている。
【００３３】
同様に、ブレーク・チャネル・セクション１４２は変形バー・アンカー１４６によってそれぞれのコンクリート壁パネル３０"に対して固着されている。変形バー・アンカー１４６はブレーク・チャネル・セクション１４２の内隅に溶接され、壁パネル３０"を形成するコンクリート中に埋め込まれている。図９に示すさまざまなバー・アンカーの場合のように、バー・アンカー１４６はチャネル・セクション１４２の隅から外側に延びて、それから約４５°の角度で曲げられている。
【００３４】
図３は、図示された壁パネル３７、３０'、３０"の下にある床スラブすなわちパネル３２、ならびに床スラブ３２の下にあるそれの一部を形成する２次ビーム４４を示す。図３で見ることができるように、壁パネル３７'は２次ビーム４４の１つと整列している。実際に、建築構造における壁パネル３７'のすべては、床スラブ（すなわちパネル）３２の１つにおける２次ビームと整列している。整列は、下にある床スラブの２次ビームと上にある床スラブの２次ビームとの両方に関して存在する。壁パネル３７'は、上述の連結部に似た連結部によって、隣接パネルの前端面上に変形バーで固着したブレーク・チャネル・セクションを利用して、このようなブレーク・チャネル・セクションをともに溶接することによって、上にある床スラブの２次ビームに連結される。
【００３５】
スタブ壁１３７の使用は、建築構造において一般的に最大モーメントが構造物の隅部で発生することで有利である。隣接壁パネルとの連結を行うためにスタブ壁１３７を利用することによって、最大モーメントの位置は隣り合うパネル間の連結領域から離される。図３には明確には示されていないが、建築構造において使用される端部壁パネルは標準的な補強鋼（例えば鋼製補強マット）を含む。スタブ壁は連結領域を標準補強鋼から隔てるので、アンカー・バー１４４、１４６の位置づけに関する複雑性を回避する。
【００３６】
図４は、２次ビーム４４が垂直壁パネル３７に取りつけられて連結される方法を示す。図示するように、２次ビーム４４は、２次ビーム４４の深さにわたって互いに十字交差する変形バー・アンカーを備えている。変形バー・アンカー７４は、水平パネルの１次ビーム４２との連結における上述のものと同様である。２次ビーム４４の底表面はブレーク・チャネル７６を備え、ブレーク・チャネル７６によって２次ビームは下にある垂直壁パネル３７の上端部に連結されることが可能になる。２次ビーム４４の上面はブレーク・アングルすなわちプレート７８を備え、上にある垂直壁パネル３７の下端部への連結を可能にする。ブレーク・アングルすなわちプレート７８は２次ビーム４４の上面上に位置するので、アングルすなわちプレートの１つの端部だけが図４に示すように曲げられている。垂直壁パネル３７の両端はブレーク・チャネルを備え、上と下とにある２次ビーム４４との連結を可能にする。
【００３７】
図９に示すバー・アンカー６８、７０に同様の２次ビームにおける２つの変形バー・アンカー７４は、ブレーク・チャネル７６とアングル７８とに溶接されている。バー・アンカー７４の１つは、アングル７８の１つの隅とブレーク・チャネル７６の１つの隅との間に延びている。バー・アンカー７４の他の１つは、アングル７８の曲げられていない端部とブレーク・チャネル７６の他の１つの隅との間に延びている。バー・アンカー７４は、図４に示す様式ではブレーク・チャネル・セクション７６とアングル７８とから外側に延び、２次ビームを形成するコンクリート中に埋め込まれている。延長２次ビームの隣り合う表面および隣接する垂直壁パネルとの上にブレーク・チャネル・セクション７６とアングルまたはプレート７８を設けることによって、床スラブを垂直壁パネルに現場で溶接することが可能である。すなわち、延長２次ビーム上のブレーク・チャネル・セクションすなわちアングルと隣接する垂直壁パネル上の同様のブレーク・チャネル・セクションとの、対向して位置し水平に延びている、隣り合った外縁部に沿って、溶接を適用することができる。
【００３８】
図４はまた、隣接水平パネルの床スラブ４０のブレーク・チャネル５０間における溶接連結部を示す。
【００３９】
図５は、図１に示す建築構造の左側部分の拡大断面図である。図示するように、１次ビームは垂直壁パネル３０'の頂部の上に位置する。垂直壁パネル３０'の上部および下面はブレーク・チャネル８２を備えている。垂直壁パネル３０'の上面上のブレーク・チャネル８２は、上にある１次ビーム４２の下面上のブレーク・チャネル５２に溶接されている。垂直壁パネル３０'の下面上のブレーク・チャネル８２は、１次ビームの上面に設けられたプレート５８に溶接されている。ブレーク・チャネル・セクション８２、５２の対向して位置し水平に延びている隣り合った縁部に沿って溶接が適用される。また図示されるように、垂直壁パネルは、図９に示す１次ビームに関連して説明したものと同様な方式でブレーク・チャネル８２の内隅に溶接された変形バー・アンカー８４を備えることができる。
【００４０】
図８は、上および下にある垂直壁３０'に連結された水平パネルの端部分を示す。前述のように、１次ビーム４２の上面上の上部プレート５８は、上にある垂直壁パネル３０'の下端部に沿って延びているブレーク・チャネルに溶接されている。同様に、１次ビーム４２の下縁部に沿って延びているブレーク・チャネル５２は、下にある垂直壁パネル３０'の上縁部に沿って延びているブレーク・チャネルに溶接されており、溶接はブレーク・チャネル・セクションの隣り合う外縁部に沿って適用される。これらの溶接された鋼製連結部は上部壁と下部壁とを接合して、垂直壁パネルと水平床パネルとの間に構造的連続性を作り出す。１次ビーム上のプレート５８とブレーク・チャネル５２の、上および下にある垂直壁パネルのブレーク・チャネル８２への固着部は、２次ビームからのねじれの移動に抵抗するために、埋め込みに加えて斜め強さ特性を与えるように配置されている。このねじり補強は、１次ビームの上と下の垂直壁パネルに大きな開口部が発生する場合には、特に重要になり得る。変形バー・アンカー６８、７０は、１次ビームのプレート５８とブレーク・チャネル５２との間の補強と連結とを提供する。長手方向のせん断移動(shear transfer)は、プレート５８とチャネル５２が複合様式でコンクリートと作用しあうことを可能にする。上部および下部の垂直壁パネル３０'における変形バー・アンカー８４はまた、チャネル８４に移動性を持たせるようにする補強ももたらすので、チャネルは複合様式でコンクリート壁パネルと作用しあう。上にある垂直壁パネル３０'のブレーク・チャネル８２へのプレート５８の溶接は、上部垂直壁パネルの床パネルへの連結を行う。同様に、下部垂直壁パネル上のブレーク・チャネル８４へのブレーク・チャネル５２の溶接は、下部壁の床パネルへの連結を完成する。これらの溶接部を、外部への完全な密封が必要な位置のためには連続的にすることができる。一方では、このような溶接部を、負荷移動が溶接長さにおいてある程度の低下を許容する場合には、断続的にすることができる。
【００４１】
図８の左側の切欠部分は、１次ビームから延びている片持ち梁部分を図示する。本発明の図示された実施例では、この片持ち梁部分はバルコニー１００を示す。このバルコニーは図１にも示されている。片持ち梁部分１００は、水平に延びている部分９０と垂直に延びている部分１０２とを含む。水平に延びている部分９０はバルコニーの床を画定し、また垂直に延びている部分１０２は手摺り壁を構成する。
【００４２】
片持ち梁部分の手摺り壁１０２と水平部分９０との間の必要な連結部を設けるために、金属または鋼製のブレーク部分を手摺り壁１０２と水平部分９０との対向界面に設ける。水平部分９０の端面はブレーク・チャネル９４を備え、手摺り壁１０２はその端面にブレーク・チャネル１０６を備えている。ブレーク・チャネル９４は、図８に見ることができるように長さが異なる脚を含む。
【００４３】
上記の他のパネルにおけるように、アンカーが設けられて、片持ち梁セクション(cantilevered section)１００の水平部分を形成するコンクリートに対して、ブレーク・チャネル・セクション９４を適所に固定している。水平部分９２は、ブレーク・チャネル９４の内隅に溶接された変形バー・アンカー９２と、ブレーク・チャネル９４の曲げられていない端部に溶接されたヘッド付きアンカーすなわちスタッド９６とを備えている。コンクリートに中に埋め込まれている変形バー・アンカー９２は、ブレーク・チャネル・セクション９４の内隅から延び、図８に示す様式で曲げられている。
【００４４】
片持ち梁セクション１００の垂直部分１０２も、垂直部分１０２を形成するコンクリート中に埋め込まれた変形バー・アンカー１０８を備え、ブレーク・チャネル・セクション１０６を適所に堅く固定し固着している。変形バー・アンカーはブレーク・チャネル・セクション１０６の内隅に溶接されている。変形バー・アンカー１０８は、ブレーク・チャネル・セクション１０６の内隅から延び、図８に示す様式で曲げられている。
【００４５】
片持ち梁式のバルコニー１００を形成するために、垂直部分１０２と水平部分９０は、２つのブレーク・チャネル・セクション９４、１０６の対向して位置し水平に延びている外側合せ縁部１１０に沿って溶接部を設けることによって互いに連結される。
【００４６】
図６は、２つの隣接する水平パネルの１次ビームを互いに、そしてさらに上と下にある垂直壁パネル３０'に連結する方法を示す。図７は、断面線７−７に沿って取った図６に示す連結部の断面図である。図７には、変形バー・アンカー６６が図９に示すものとはわずかに異なる構成で図示されている。図７では、変形バー・アンカー６６が、ビーム・ブレーク・チャネル５２の内隅から４５°の初期角度でコンクリート・スラブ中へ延び、次いで変形アンカー６６中の約３０°の角度での曲がりが続き、次にさらに曲がりが続き、ここで変形バー・アンカー６６はビーム・ブレーク・チャネル５２のフランジに略平行になるものとして図示されている。両構成とも採用可能であるが、ビーム・ブレーク・チャネル５２により近く平行になる方向にバー・アンカーを延ばすことが望ましいので、図７に示す構成が好ましい。
【００４７】
図６〜図８までに見ることができるように、垂直壁パネル３０'と水平床パネル３２とを構成するコンクリートの内部に、一般的な補強鉄筋(reinforcing rebars)または他の形式の標準補強物９８が埋めこまれている。鉄筋コンクリートを補強するために通常使用されているものと同じにすることができるこの補強物を、図６〜図８において点線で画いた構成で示す。
【００４８】
本発明によって、建築構造の建設にプレハブ・パネルを利用することが可能である。プレハブ・パネル構造は、高品質コンクリート・パネルを正確に製造された鋼製フレームの中に形成する最も簡単で最も安価な方法として、さまざまな利点を提供する。またこれは、鉄筋自体および構造用鋼製固定具などの多くの品目のレイアウトおよび埋め込みに役立つ。さらに、パイプ、導管、さらに建築構造全体にわたって必要とされる電気的および機械的据付品を支えるための小さなプレナム(plenum)を含むようなパネルを製造することが可能である。これらのさまざまな導管をパネルからパネルへ通過できるようにするための連結部を設計することができる。Ｔビーム・スラブ形状を採用すると、突出脚とウェブ中の穴設備との間の空間を、これらの施設に適応するために使用できる。また、照明設備、通気設備、およびその他の据付品を組み込むこともできる天井として、擬似の下端を設けることができる。垂直な煙突を、パネル構造物の中に容易に組み込むことができ、地階または屋根からの主要施設をさらに水平に配分するためにすべての床に垂直に通すことを可能にする。
【００４９】
本発明はまた、隣接パネルを連結するために使用される鋼製ブレーク・チャネルとプレートがコンクリートのための型枠として役立つことができ、レイアウト作業のためのゲージ管理と精密な製造規格を保証するために必要な他のテンプレートを提供できるということで、極めて有利である。コンクリート打ちの後と養生段階中の初期取扱い中の保護と強度も得られる。さらに、また多分より重要なことであるが、隣接パネルの連結を可能にする連結エレメントは、取扱い、輸送、および最終組立て中の損傷を防止する。望むならば人工の石、煉瓦、またはその他の仕上げ材を作り出すための型の使用も含めて、外装仕上げ材を本発明が計画する建造形式に容易に導入することができる。再度、この連結機構は、このような取扱いを容易にしパネルの損傷を最小限にする持上げ装置を導入することによって、パネルの取扱いと貯蔵を可能にする。連結を完成する最終溶接を実施できるまで、パネルを確実に保持できるようにする安全な建設を保証するために適切な設備の選択がなされた場合には、仮建設装置が建設計画と手順に容易に組み込まれる。
【００５０】
本発明によって製造されるパネルを利用することによって、長さ６０フィート、幅１４フィートまでのパネルを製作することが可能である。輸送業務上許される場合には、さらに大きな幅と長さを考えることができる。これはまた、クレーン機構および荷物輸送車の利用可能性と組み合わせて、概して重量２５トン以下に抑えられたユニットを取り使う。
【００５１】
上述のように、建築構造において隣接パネルを互いに連結するための基本的連結概念は、圧延鋼セクションではなく鋼製ブレーク・チャネル・セクションの使用に関連する。これは、不等脚がしばしば要求される場合に必要であるチャネル・セクションの製造においてさらに大きな柔軟性をもたらすものである。鋼製ブレーク・チャネル・セクションの使用はまた、これがパネルが連結のために結合されるときに貫通溶接およびフラッシュ仕上げ形成の助けになる溶接準備表面を提供するという点で有利である。さらに、ブレーク・チャネル・セクションは一般に圧延セクションよりも安価で、３／８インチのプレートの厚さまでの一貫した品質で冷間形成することができる。
【００５２】
本発明は、前述の鋼製ブレーク・セクション、プレート、およびアングルに溶接部を作るためにフェルール付(ferrule)きのネルソン型スタッド・コネクタを使用して、鋼製スタッドまたは鉄筋だぼの使用を可能にする。図９はブレーク・チャネル５０に溶接されてコンクリート床スラブ中に延びている一対の変形バー・アンカー６０を示すが、このような変形バー・アンカーは規則的な離間間隔、例えば中心間が中心間が１２インチの間隔で設けられることを理解すべきである。同様に、１次ビーム４２用にブレーク・チャネル５２とプレート５８に溶接されている変形バー・アンカー６８，７０の配置は、１次ビームに沿って規則的な離間間隔、例えば中心間が１２インチの間隔で行われることが好ましい。特定のチャネル寸法、間隔、バー・サイズ、溶接設計、およびプレートの厚さは、実際の設計負荷、および計算された対応モーメントとせん断強さに基づくことになる。鋼製連結部からコンクリート・スラブを通って反対側の連結部への応力移動を最大にするために、補強鋼製マットを予め製作して互いに溶接することが好ましい。
【００５３】
本発明による連結構成は、一般的な建築構造に伴うモーメント移動を完全に満たす。さらに重要なことであるが、この連結配置は耐震構造物には好ましい逓減故障モードを示す。本発明のこの非常に有利な形態は、引張り破壊の前に弾性外降伏を強化して示すことのできる、曲げられ溶接されたアンカー・バーによって可能となる。
【００５４】
水平パネルと垂直パネルとの間の連結部に関して、垂直壁パネルの自由縁に沿ったブレーク・チャネルは、境界コンクリートに強制的な制限をもたらし、これはさらに広いせん断表面を可動化することができる。アングル内部から４５度または約４５度で出発するように配置されたヘッド付きスタッドまたは変形バー・アンカーによるせん断移動は、境界コンクリートの鋼製アングルの中への制限がせん断円錐抵抗を最大にするように、コンクリートへのせん断移動を起させる。長手方向への直角なモーメント移動は、４５度と３０度の間でスラブまたはビームを交差するように曲げられた変形バー・アンカーによって伝えられる。これらの変形バー・アンカーはコンクリートにおける対角張力ゾーンを妨げ、これによってせん断補強を与え、また風力や地震力によってどの方向へも作用する横力によって生ずるモーメントに抵抗する助けになる。２方向におけるこの曲げ抵抗はまた、モーメント抵抗垂直フレームも提供し、これは、屋根および床から建物の基礎へ移転する負荷を分散させるためにせん断パネルとして作用している壁の中の耐力荷重と結合する。ブレーク・チャネルを形成する２つのアングルの大きな利点は、相互連結する溶接部を通じた隣接パネル間のせん断移動およびモーメント移動の両方を可動化する能力である。
【００５５】
完成された連結部を横切って通過するせん断およびモーメントの移動には、２つのブレーク・チャネルの間に２つの連続溶接部が必要である。これによって、これらの溶接部は構造的に互いに作用することができる。この形状では、せん断移動は溶接線に沿ってこれを横切って伝えられる。変形バー・アンカーからのモーメント移動は、鋼製ブレーク・チャネルの各側によって形成されたアングル・セクションを横切って通過し、これらの溶接線に伝えられる。これらのアンカーからの点荷重は、チャネルによって形成されるアングルに沿って均一に配分される。したがってこれは、アングルのセクション・モジュールによって提供される剛性を利用し、応力集中に伴う溶接部の引裂を防ぐ。Ｕ字形ブレーク・チャネルのようなアングル上の側部を持たない平面の剛性化されていないプレート５８の場合には、突合せブレーク・チャネルへの溶接連結は直立脚との構造的一体化をもたらし、さらにまたアングルから必要なセクション・モジュールを提供して、点荷重を配分させる。変形バー溶接部のアングル隅部および長手方向溶接部との整列は、パネル点の偏心を最小限にするように配置される。これは、作業ノード内における何らかの心ずれによって生ずる偏心からのモーメントによって誘導される座屈応力または引裂応力を回避するという観点から重要である。変形バー・アンカーの４５度の取付けまたは配列は、チャネルの内角を分割して溶接材料を囲むセラミックのフェルールを適合させ、整列の精度を容易にする。変形バー・アンカーは、溶接またはフェルール設置に適するように設計された形状寸法を有する。Ｕ字形ブレーク・チャネル・セクションでは、これは一般的に変形バー・アンカーを４５゜に向けることを意味するので、変形バー・アンカーはこの角度で約３インチの長さにブレーク・チャネル・セクションの隅部から延びている。この点から先で、バー・アングルは、応力移動に最も適するように、または図８におけるバー・アンカー６８、７０の場合のように、バーの位置に合う形状寸法になるように選択された適切な角度で曲げることができる。
【００５６】
ブレーク・チャネル・セクションの丸みをつけた外部表面によって作られる曲率は、および溶接の前に必要な切削または研摩を事実上することなく、すぐれた溶接の準備と整列をもたらす。これによって、最終製品にフラッシュ外部仕上げを行うことができるのは有利であり、示される配置は大きな柔軟性を可能にし、溶接強度を計算された実際の荷重移動に合せて変化させることができる。この同じ柔軟性はアンカー・バーの直径およびこれらのバーのブレーク・チャネルに沿った間隔に導入可能であり、この場合せん断力およびモーメント力は変化する。また、せん断移動を増加しなければならない場合には、シヤー・スタッドをアンカー・バーによって散在させることができる。ブレーク・チャネルを形成するプレートの厚さは、さまざまなパネル上の限界点に置かれる荷重の変化に適応するために大きく変えることができる。壁幅の変化も、この床遷移セクションを使用して行うことができ、このセクションにおいては、上部壁は下部壁よりも幅が小さく、平坦なプレートからのアンカー・バーは、上部の狭くなった壁パネル幅からのブレーク・チャネルに合うように整列している。上記の連結部を形成するブレーク・チャネルとプレートは、連結部の長さに沿ってプレートの中央半分を除去することによって全幅の５０％に減少する。これはコンクリート打ちを容易にする開口部と、埋め込み連続性とを提供する。これはまた、外壁の外側から内面への熱の移動を減少させる。さらに、これはパネルの中で使用される構造用鋼材の量を節約する。チャネル連結部を通る熱ブリッジは主として外面に固定された外装ブロックによって排除される。これらのブロックは建築上の効果のためにも採用される。
【００５７】
本発明によるパネルは製造の見地からの利点も示す。さまざまなパネルの製造は、さまざまな異なる製作段階のための橋形クレーンを備えた長い屋根つきの工場ベイで実施されることが好ましい。パネルの大量生産に必要な組立てライン作業用の一般的なレイアウトは中央ベイを含み、この中央ベイは、このベイを長手方向に貫通するレールを備え、パネル構成部分を受け入れる多くの可動作業プラットフォームを支持する。これらのプラットフォームは、パネル枠を堅く固定して拘束するための掴み装置と締付け装置のパターンを装備した、剛性の滑らかな鋼製表面を有する鋼枠部材から成っている。ビーム用の型枠は、下向きステムのための準備も設けられているが、上向きステムのために配置されている。中央にヒンジを有する構成によって、最初に型入れするときにパネル表面に組み込まれる適切な流出斜面付きで屋根スラブを形成することができる。
【００５８】
パネル・フレームの周りの適切な空間を、パネル上で作業する職人のための自由で確実なアクセスを可能にするために設けるべきである。パネルは中央ベイを通って進むので、パネルは隣接ベイから便宜を受けることができ、この隣接ベイでは資材や構成部分が副構成部分にプレフォームされ組み立てられて、組立てラインにおけるパネル作業を簡単にして促進させる。隣接する組立て作業場の間隔と寸法は製作の速度を最適化するように決められ、標準的な時間と動作方法の使用は効果的な労力と設備の配置とをもたらす。標準的なコンクリート作業と型枠作業とのコスト比較は、コンクリートを現場で流し込む現場で建設される吊り床と吊り壁に対し、工場でのスラブ建設について極めて明確なコスト上の利点をもたらす。
【００５９】
さまざまな異なる製作作業場は、鋼枠と鉄筋取付けに加えて、機械的および電気的埋め込み物およびドアや窓のための梁を取り付けるための作業班も含む。また、コンクリート工事の直前に組み込まれるパネルに望まれるさまざまな外部仕上げを準備するための機構も含まれる。コンクリート工事用設備が配置して、複合方式でコンクリートを組み合わせるためにコンクリートを十分に塑性に維持する期間中に、２つまたはそれ以上の種類のコンクリートを同じパネルに打つことを可能にする。最近打たれたコンクリート・パネルのある作業プラットフォームは、主要ベイの急速養生部分に移動することができる。ここでは、水蒸気養生の環境において、コンクリート強度は約１６時間で急速に達成可能で、パネルを垂直姿勢で積み重ねるために傾けることが可能になる。この時点で、可動作業プラットフォームは解放され、掃除され、走行クレーンによって組立てラインの出発位置に逆送される。ここで効率的な方法によって垂直空間に積み重ねられたパネルは、輸送と組立てのための適切な強度に達するまで養生を続ける。これらのパネルは、輸送と組立て取扱い中の仕上げ表面に対する損傷を防止するために取り付けられた適切な保護策を有する。
【００６０】
これらのパネルの輸送は鉄道、道路、または水路によって、垂直積重ね用の特別設計の受け台を使用して可能である。これらの受け台は選択された輸送様式に合うように開発することができ、損傷に対する必要な保護策を準備することができる。ハンドリングに使用される持上げ装置、フック、およびスプレッダ・ビームを合せるための埋め込まれた装置が、これらの工場パネルのすべてに設けられている。これらと同じ持上げ装置およびハンドリング設備がパネルの組立てのために設計されている。また仮の突張りが、パネルを同じ埋め込み物を使用して組み立てるときに、パネルを保持し整列させるために準備される。この突張りは、パネル組立品の正確な調整を可能にして最終溶接中に整列を完成し保持するために設計される。
【００６１】
構造的には、建築構造は、長手方向のせん断パネルとして作用する２つの外壁と１つの内壁に依存している。建物の各端における端部壁とその他の横断壁は、長手方向の壁と構造的に組み合わせたときに横力に対して３６０度の抵抗をもたらすプレート・システムを提供するせん断壁として作用する。
【００６２】
本発明による剛性モーメント・フレームは、ビームおよびスラブ床および屋根によって垂直な静荷重および移動荷重に対して１次抵抗をもたらし、これらのビームおよびスラブ床および屋根はこれらの抵抗を垂直壁パネルに配分する。剛性モーメント・フレームは図１によってよく見ることができ、図１では、３つの垂直パネルすなわち部材３０'、３０"、３０'が５つの水平パネルすなわち部材３５、３２、３２、３２、３３と１５個の剛性連結部を通じて組み合わせられている。さまざまなパネルをブレーク・チャネルとプレートとの溶接を通じてともに連結する方法は、相応する資材の節約を伴って、設計のゆがみと最大モーメントとを大幅に減少させる。また追加の抵抗も、横荷重に対する抵抗の大部分をもたらす垂直せん断パネルを補足する剛性フレームによって与えられる。垂直パネルがドア開口部、窓、または出入口通路によってかなり開けられている場合には、構造的連続性は水平床または屋根スラブにおける１次ビームによって与えられる。これらのビーム中の補強は、開口部をまたがって捩れ支持体を提供する連結部を通って配置され、２次ビームの材端モーメントに抵抗する。開口部が存在しない場合には、この捩れ支持体は、鋼製連結部を通じて１次ビームと構造的に一体化されている下部壁パネルおよび上部壁パネルによって提供される。
【００６３】
垂直壁パネルすなわちせん断プレートは、あらゆる方向からの水平力に対する横抵抗を提供する。これらの垂直プレートは構造的に床プレートおよび屋根プレートに統合され、横地震力および縦地震力の両方に対する抵抗を可能にする３次元セルラー構造を形成する。垂直プレートは各階で床または屋根スラブから横支持体を受け、プレートのあらゆる座屈傾向に抵抗する。水平パネルの場合には、垂直プレートは各パネルにおいてスラブ連結部を通じて統合され、さらに１次ビーム連結部によって接合されている。
【００６４】
垂直および水平プレートの各々は、工場で製作し本質的に仕上げて配送される多数の個別パネルによって形成されている。図１から図９までに示す建築構造は３次元セルラー構造として作用する。セルラー構造を形成するプレートは水平面および垂直面の中にあり、組み合わせられて単一構造物として挙動する。垂直面内では、これらのプレートは図１と図２によく示されている。図２に示すように、水平プレートは中間壁３０"の１次ビーム部分に沿って容易に識別され、ここで床パネルは、各パネルが１次ビームと床スラブに統合された２つの２次ビームを有するように、互いに分離される。９枚のこのようなパネルすべてによって、完全な水平プレートが形成される。
【００６５】
図１によく示されている垂直プレートは、４枚の壁パネル３７、および床スラブ２次ビーム４４と屋根パネル２次ビーム４４との部分から成っている。この垂直プレートは、垂直プレートの挙動にせん断壁として有意に影響する開口部３４を含む。図２では、図示された垂直プレートは中間壁３０"である。開口部３８はやはりプレートの挙動に有意に影響する。最下階層（例えば地階）にあって自動車の出入口として役立つ開口部３８は、他の階層におけるものよりはるかに大きい。１次ビームはまた、図８に示す１次ビーム連結部を通じて壁パネル３０"を互いに連結することによって、垂直プレートの重要部分を形成する。
【００６６】
これらのパネルは、現場組立てのために容易になるように、パネル・コンクリート中に埋め込まれた導管、レースウエイ、配管類、およびプレナムを装備することができる。各パネルは、連結部の最終溶接の前に正確な備え付けを保証するために、構造用鋼鉄製品の基準である製作許容差標準を使用して専有の連結フレームの内部に閉じ込められる。溶接ねじれを最小限に抑えるためには、パネルを締付けることによって確実にロックし、続く良好な溶接手順につなぐことが必要であろう。コンクリート・パネルを予め成形することによって、コンクリート養生からの収縮応力は本質的に打ち消され、温度変化へのその後の移行を厳しく制限する。
【００６７】
外壁は、ドアおよび窓のために設けられた多数の重要な開口部を有するプレートを形成する。連結部は、パネルの間に互いに溶接されたブレーク・チャネルの内角から突出した溶接スタッドを通じて、せん断荷重が水平に移動できるように設計されている。完成されたプレートは、開口部とこれらの開口部を架橋するスパンドレル形式のビームを持つ剛性ジョイントとを有するパネルによって作られたヴィーレンデール・ガーダーとして挙動する。壁のための横支持体が各床レベルと各屋根レベルとに設けられ、ここでさまざまな連結細部が荷重と応力の移動を可能にする。図１と図２に示す建築構造では、少数の開口部を有する中央耐力壁によって与えられる剛比(relative stiffness)は、床プレートを通って外壁に移動し、長手方向の横力に抵抗する。この挙動は、地震荷重の下において、より可とう性のある外壁の水平方向の変位移動を大幅に減少させる。撓み移動または揺れ移動の回避は、剛性が構造的に強力なパネル外形によって得られる本発明において固有のものである。横荷重については、モーメント・フレームは、より剛性の垂直および水平せん断スラブまたはプレートによって得られる建築構造における横安定性をもたらすためには要求されない。
【００６８】
鋼製ブレーク・チャネルと鋼製プレートによって設けられるプレキャスト連結部は、コンクリートを現場で流し込むときに鉄筋コンクリート連結部によって達成できるものと同様のレベルの、モジュールを形成する壁パネル・プレートと床パネル・プレートとの間の構造的連続性を提供することを目的とする。完全に剛性の連結部は、従来の現場コンクリート流し込み作業が続いて行われるときに作り出される。さらにこれは、端部の固定がモーメントと相応する撓みの両方を低下できるようにすることにより、最適の資材使用をもたらす。ノードの固定も、剛性フレームの反作用を働かせることによって風による横荷重または地震の荷重に対してある程度の抵抗をもたらすことができる。本発明によるパネル間の連結部は、さまざまな個々のパネルが前述の現場流し込みモジュールと同様な様式で構造的に挙動することを可能にする。さらに、これらのパネルは組み合わされると、これらはセルラー構造におけるせん断壁として挙動するので、横力に対して高い抵抗力を有する垂直および水平隔板またはプレートを形成する。端部固定とノード固定とを準備することによって、支持されていない梁間は材端モーメントを支える端部において補剛される。これは径間モーメントを約５０％減少させる作用を有するので、したがってビームとスラブの寸法を減らし、利用される資材量の低減を可能にする。
【００６９】
スラブとビーム設計の水平床パネルは、垂直荷重の支持に加えて、横力を垂直隔板に配分する手段を提供する。また、床と屋根から抵抗垂直エレメントとして作用する壁および柱は、せん断壁として挙動するので、横剛性を提供する。垂直せん断壁は水平床パネルと相互連結されて、横力が基礎に移動することを可能にする。異なる数と寸法の開口部を有するこれらの垂直せん断壁の相対移動は、剛性水平せん断パネルとして作用する床によって抑制される。これは実際に、各階を形成する壁の中のさまざまな動きを最少にし、柔軟階層として挙動できる建築構造のあらゆる部分における移動を減少することによって、地震荷重の下におけるいかなる座屈傾向も制限する。
【００７０】
１次ビームを形成する連結細部は、床パネルと壁パネルとの間の重要な統合をもたらす。１次ビームは垂直壁の絶対必要な部分を形成し、また床と屋根のシステムを形成する２次ビームからの反作用を支持する。２次および１次ビームは完全な方式で工場において鋳造される。しかしながら、１次ビームとスラブの連結部は建築構造上の最終位置において現場で溶接される。
【００７１】
垂直壁パネルは、形成された開口部と垂直壁連結部のために加えられたスタブ壁を伴って工場で鋳造することができる。これらのスタブ壁は垂直セクション上のいくつかの隅部を工場で鋳造できるようにし、これにより、取扱い用のパネル補剛に加えて、これらの限界区域において最高強度を提供する。壁間の垂直連結部は現場で溶接され、低い応力の部域に配置される。壁パネルは通常１階の高さであり、再度現場溶接を使用する１次ビームへの連結部によって多階層隔板に統合される。建築構造システムの構造的適切性に対する鍵は、このノードにおいて作られる固定が剛性フレームとして建築構造の挙動を制御するこの場所で発生する。
【００７２】
本発明の原理、好ましい実施例、および動作様式は、前述の明細書に記載した。しかしながら、保護されることを意図する本発明は、開示した特定の実施例に限定されると解釈されるものではない。さらに、ここで説明した実施例は限定するものではなく例示とみなすべきである。本発明の精神を逸脱することなく、さまざまな変形と変更を他の実施例および採用される等価品によって行うことができる。したがって、特許請求の範囲において定義されるものとして本発明の精神と範囲の中に含まれるこのような変形、変更、および等価品も、本発明によって包含されることを明白に意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による建築パネルを採用する建築構造の一例の断面図である。
【図２】  図１に示す建築構造の一部分の断面図である。
【図３】  図１と図２に示す建築構造における上部床の隅部分の平面図である。
【図４】  いくつかのパネル間の連結を示す、図３において断面線４−４に沿った建築構造の断面図である。
【図５】  いくつかのパネル間の連結を示す、図３において断面線５−５に沿った建築構造の断面図である。
【図６】  ２つの建築パネル間の連結を示す、図１と図２に示す建築構造の床の一部の平面または垂直断面図である。
【図７】  断面線７−７に沿って取った図６に示す建築構造の床の一部を示す断面平面図である。
【図８】  断面線８−８に沿って取った図６に示す建築構造の床の一部を示す垂直断面図である。
【図９】  本発明によって製造された水平建築パネルの一部分の斜視図である。
【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】
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【図９】
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