JP2008536030A - リングビーム構造物と木質梁工法 - Google Patents

Abstract

建造物用木質フレーム（１０１）建設に用いるリングビーム構造物（１００）は複数列（１００ａ，１００、１００ｃ）の木質ビーム（１）を含む。各列（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ）はリングビームを形成し、少なくとも一列は床部分を含み少なくとも一つの追加リングビームは屋根部分を含む。床部分と屋根部分は地表面で組み立て、取り外し可能なように固定し、リングビーム構造物（１００）が１階壁構造物（１０２ｂ）建設のためにつり上げられる。次いでリングビーム構造物を下げて床部分を１階壁構造物（１０２ｂ）に取り付ける。次いで床部分を外し、屋根部分を上壁構造物（１０２ａ）建設のために床部分からつり上げる。次いで屋根部分を下げて上壁構造物に取り付け木質フレーム（１０１）の組み立てを完成する。

Description

本発明は例えば家庭住宅に用いる構造物を支持延長する耐荷重形式構造物で、組み込まれた梁や屋根部分のつり上げを支える、地表面に形成したリングビーム構造物に関する。

本発明は限定しないが、特には軟着陸システムおよび足場に依存しないで多数の木質ビーム列を積み重ね、最上部、梁及び屋根部分の内又は上に組み入まれるように並べられたリングビーム構造物への応用を有する。より具体的には本発明は、例えば独立した耐荷重フレームを形成する、梁部分と屋根部分用の耐荷重支持構造物のような構造物の用途に関する。耐荷重支持構造物は、ウインドポストと修理維持用通路と断熱材設置が可能な内蔵空間を持つ垂直木質部品との組み合わせにより、互いに連結した多数の充填パネルを有する形状である。

背景技術
住居のような耐荷重構造物形成に断熱材とコンクリートブロックを用いることは周知である。標準的断熱材とコンクリートブロックは土壌抽出凝固物から作られ、限定された好環境においてセメントモルタルで結合される。ブロックはより大きな構造物に比べて比較的小さなモジュールなので、ブロックを１階高さあたり約１０層積み重ね、これによりブロックは建設中に容易に取り扱い配置でき、時々必要な現場変更に関して非常に融通が利く。

ブロック型建造物ではコールドブリッジングよりも新しい近代的断熱材が選択できず、この断熱はいずれかの側でエアギャップが必要であり、多数の追加の土地を必要とする構造物内側へ拡張することなしには実行不能である。又ブロックには断熱材又は修理維持用の内蔵空間が無い。ブロックは、外部レンガ／ブロック構造物と組み合わされた場合にのみレンガモジュールと適合でき、棚作業では垂直面に沿って風抵抗を有するので、それが可能な木質梁と異なり、内部耐荷重構造物は内スキンと無関係には完全に立ち上げることはできない。

木質フレームは持続性でより使いやすい木材から製造され、階層の高さのパネル内でたてられるが、通常移動する必要のある内蔵されたまぐさ部分のため、時々必要な現場変更に関しては融通が利かない。木質フレームは木質フレーム部材内部に断熱を提供するが、これは通常通路を制限するので、作業を行った後に配置する。

今日の標準的木質フレームパネルは壁部分、まぐさ部分、窓部分及び戸口部分の複雑な骨組みを含み、ノンストップの注文品生産ラインとなり、多くの無駄な壁空間を有する。事態を悪化させる要因として、新規な熱規制に適合するために断熱材厚み深さを増加する必要があり、その結果壁部分が厚くなる。全体効果としては極めてより多数の工場、輸送、用地空間とあちこち移すための昇降機器使用が必要なより大きな、より重い、より扱いにくい壁パネルの生産をもたらす。

木質フレームと断熱材／コンクリートブロック建設形状は、外側スキン、必要な断熱材及び空洞と連結した場合、全幅と同じになる。これらの階層高さの建設のために、これらは梁部分形成と同様に通常屋根部分でも適所に軟着陸システムが必要になり、又これらの部分を得るのに適所に外部足場が必要になる。軟着陸システムと足場は通常非使用時には貴重な場所空間を占め、使用時にはその移動を制限する。

構造物建設現場労務者の管理は複雑な問題である。なぜなら非常に多くの作業が他の作業に依存し、１つの段階を完了した後に他の段階が完了される。例えば建造物のレンガおよびブロック建造物を造るためには、大工は１階部分を建てるためにレンガ層を必要とし、大工が梁部分を完成する前に２階レベルまでの構造物を建設するためにレンガ工が必要になり、その期間は大きさ、配置及び天候に依存し、屋根部分を完成する前には大工は壁板レベルに達するまでレンガ工を待つ必要があり、これらの段階においてレンガ工は又足場が高くなるのを待つ。

木質フレームは壁部分、梁部分及び屋根部分を含む全内部構造物を完成することでこれらの問題を解決しようとする。始めに全部分に適合する足場を設け、時間が大幅に変動する構造物部分を先ず完成して、残る計画可能部分でより信頼できるタイムテーブルが可能になるため、木質フレームは構造物組み立て前に主屋根を建て、必要とされるまで予備の場所につり上げようとする。計画可能予定システムを持つ利点により、必要とされる現場配送量と道路の混雑は著しく減少し、その結果労働力と輸送が節約される。

発明の開示
少なくとも一つの本発明の実施態様は、足場システムおよび軟着陸安全システムに依存しないので、組み合わされた梁と屋根の層のつり上げを支えるため、更には後段階で外して進行中の構造物に連結するように設計した、一階レベルに形成されたリング状ビーム構造物の提供を目的とする。

少なくとも一つの本発明の実施態様は、垂直／水平木質部品の組み合わせにより同様の充填物パネル部分と一緒に固定し、垂直に並んだウインドポストに固定された充填物パネル部分であって、独立してリングビーム構造物を支持伸張する耐荷重構造物を形成する充填物パネル部分の提供を目的とする。

少なくとも一つの本発明の実施態様は、多数の整列されたウインドポストであって、構造物形状内に一定の間隔で配置され、内部充填パネルと垂直木質部品を固定し、更にその構造物に強度を加えるウリカーゼを提供することを目的とする。

少なくとも一つの本発明の実施態様は、修理点検と断熱材用の内蔵空間、更にはいずれかの側にエアギャップを有する複数のホイルの断熱材据え付け法の提供を目的とする。

本発明は付随した床板を有する組み合わされた梁と主屋根部分のつり上げを支えるリングビーム構造物形状を提供する。このリングビーム構造物はその末端が上下のビームとつなぎ積みの形で重なり、かみ合うように並んだ三つの細長い木質ビームの積み重ね列（下、中間及び上）形状を持つ。底列と最上列は又、窓および戸口に差しわたるまぐさ部分を形成する。

木質ビームは好ましくは追加のビームの計画される外側の縦方向に沿って延び、構造シート材パネルに固定され、上下に固定された平行で水平な追加の木質板を有する多数の垂直に並んだ木質部品を含む。平行で水平な追加の木質横木を構造シート材の計画された内側にビーム長さに固定する。梁を中間列内に設定し、その梁末端を構造シート材に固定し、その領域のビームを置き換え、床板を標準的なやり方で梁に固定する。

リングビーム構造物を支持伸張するために、充填物パネル、垂直部品及びウインドポストの組み合わせを連結し耐荷重構造物を形成する。

充填パネルは、好ましくは使用時に水平に並んだ多数の木質横木を含み、その端は木質横木が固定される構造シート材パネルと同じ長さである。多数の垂直に並んだ木質部品は垂直端部に沿い、水平横木底端部の高さまででパネル面に固定する。水平横木の幅に等しいギャップを、垂直木質部品底端部と水平端部最上部との間に残し、輸送時に充填パネルと同様の充填パネル面とがかみ合い、更に使用時に作業のために通れる釘／ねじの無い区域が残される。

反対側に固定した多数の追加の水平横木と、内部リングビーム構造物に延びた追加垂直部品を有する代替え充填パネル（図示していない）も又使用できる。

ウインドポストは木材の長さで、敷板／下板／上板の幅に等しい奥行きの形状を持つ。ウインドポストは充填パネル長さ及び／又は窓戸口位置に適合する設置距離で構造物内に垂直に設置する。ウインドポストは充填パネル、垂直固定木質部品及び水平横木により充填パネルと、更には敷板下端部、及び後段階でビーム下板上端部に固定される。垂直に配置された木質部品はウインドポストの計画される内側表面充填パネルの垂直固定木質部品に固定され、これらを一緒に連結する。垂直に配置された木質部品は又上のビーム及び下の敷板に伸張／固定され、構造物全ての部分を一緒に結合する。代替えの充填パネルでは垂直配置部品を水平配置部品で置き換えるのが便利なこともある。

伸張ウインドポスト（図示していない）は、下リングビームと上リングビームの下板及び構造シート材の奥行きと幅に等しいギャップを介して、伸張柱の最上部を上板底面に延ばすことが出来る。これを達成するためにビームの計画される外側／内側を逆にするのが便利なこともある。

断熱材を壁システム内に組み入れる選択肢の一つは、垂直に配置される木質部品を配置し固定する前に、ウインドポスト／ビームと充填パネル内側を包むように断熱材をライニングすることである（コールドブリッジングを除去する）。次いで作業は断熱材（図示していない）と垂直に配置された木質部品間の空隙を通って行うことが出来る。

次いで本発明を添付図面を参考にして実施例により詳細に説明する。
次いで添付図面の図１乃至図１６を参考にして、本発明によるリングビーム構造物１００と、このリングビーム構造物１００を用いて構築した家のような二階建て建物用木質フレーム１０１の実施態様を示す。便宜上参照数字を用いて本実施形態の部品を示す。
図１乃至図３は木質ビーム１を類似ビーム１とビーム１をつなぎ積みを形成するように互いに上下に重ねかみ合わして、木質フレーム１０１（図１６）構築に用いるリングビーム構造物１００（図４）を形成し、レンガ積みの外リーフやスキンに面する建物の内リーフを形成する木質ビーム１を示す。

各木質ビーム１は構造シート材パネル３、例えば２４００ｍｍｘ２２４ｍｍｘ１２ｍｍの構造用合板を含み、その一面には高さ２２４ｍｍｘ幅８９ｍｍ、奥行き３８ｍｍの、垂直に向けられた木材部品２が、ビーム１の長さ方向に沿って固定される。部品２は、例えば長さ２４００ｍｍｘ幅８９ｍｍｘ奥行き３８ｍｍの上板と下板１０間の６００ｍｍセンターでビーム１の長さ方向に対して横に向かって伸び、部品２の最上部と底部に沿って固定される。本実施態様では木質ビーム１の大きさは長さ２４００ｍｍ、高さ３００ｍｍ、奥行き８９ｍｍである。例えば奥行き８９ｍｍ、幅３８ｍｍの二つの長い平行ブリッジング横木５を板３の反対側に（現場で）固定し、板３を通して部品２と、更には上板と下板１０に固定する。間隔のあけた二つの平行ブリッジング横木５は、板３の長さ方向に沿って窓／戸口の開口部の全部にわたって伸び、ビーム１の末端と結合する。部品２、プライパネル３及び／又はブリッジング横木５間の空隙全てに硬いインシュレーションボード（図示していない）を充填しても良い。構造シート材（図示していない）を又窓／戸口開口部に差し渡される横木５の面に固定しその領域を強化しても良い。

リングビーム構造物１００は各列１００ａ、１００ｂ及び１００ｃのビーム１の末端が突き合わされ、列上下で重ねかみ合うようにされた、木質ビーム１の三つのつなぎ積み列１００ａ，１００ｂ及び１００ｃ（最上、中間、底）からなる（図４）。各列１００ａ，１００ｂ及び１００ｃは、形成構造物の大きさにより任意数のビーム１からなっても良い。

根太１１、例えば高さ２６２ｍｍのエコ根太は、底列１００ｃ最上部の上に配置され、その末端は下のビーム１と重ねて置かれ、梁１１の末端を覆う多数の構造シート材単板３ａ、例えば２４００ｘ３００ｘ１２ｍｍの構造用合板に固定する。例えば幅８９ｍｍ、奥行き３８ｍｍの長さのパッキング１５を梁末端最上部に固定し（図５）、その最上面を列１００ｂの上板最上面にそろえ（図６）、更に梁１１の上下の上列１００ａと下列１００ｃを、ビーム１の上板と下板１０の外端面とがつなぎ積みされるようにそろえる（図４）。梁１１とパネル３ａが置かれた末端部により、中間列１００ｂのビーム１を置き換える（図５）。梁１１と平行に走る中間列１００ｂ領域はビーム１で埋める（図６）。

例えば高さ１０５０ｍｍ、直径３６ｍｍの多数のつり上げ棒１９（図５と図６）がリングビーム構造物１００外側に提供され、リングビームを持ち上げて下敷き板１０ａから離す。棒１９下端はビーム１の底列１００ｃ下端と同じ高さにする。棒１９上端はビーム１上列１００ａ上に突き出し、クレーンでリングビーム構造物１００つり上げるための環状つり上げ孔１９ａを有する。

棒１９は直ぐ近くの屋根ラインの上まで伸び、棒１９をリングビーム構造物１００に固定するボルト１８の挿入路（図６と図７）用の、ビーム１の上列と下列１００ａと１００ｃの孔にそろえられたボルト孔を有する。次いで床板１２を梁１１に固定する。

トラス構造屋根１３を上列１００ａのビーム１に固定し、安全軟着陸システムと足場の必要性無しに１階レベルでリングビーム構造物１００の建設を完了する（図７）。充填パネル４、ウインドポスト７及び垂直配置部品９の組み合わせで出来た切妻パネル１４を切妻末端トラスに固定する。

次いでレンガ職人／外部被覆物に合う足場高さの全足場（図示していない）を組み立て、リングビーム構造物１００がクレーン（図示していない）で単板１０ａ（図９）からつり上げられるようにリフトケーブル１７をつり上げ棒１９（図８）に取り付ける。次いで充填パネル４、ウインドポスト７及び垂直部品９の組み合わせを組み立て連結して（図１０と図１１）、建物の１階用の耐荷重壁構造物１０２ｂ（図１２）を形成する。

各充填パネル４（図１０）は、例えば三つの水平木質横木６ａ、６ｂ、６ｃと四つの垂直固定部品８を内面に固定した幅５６２ｍｍｘ高さ２０６２ｍｍの大きさの１２ｍｍの構造用プライパネルを含む。横木６ａ、６ｂ、６ｃは、例えば長さ５６２ｍｍｘ高さ８９ｍｍｘ奥行き３８ｍｍで、パネル４の最上部、底部及び中間部に固定する。垂直固定部品８は、例えば長さ８０７ｍｍｘ幅４５ｍｍｘ奥行き３５ｍｍで、パネル４の垂直端に沿って固定する。横木６ａ、６ｂ、６ｃ幅に等しいギャップを垂直木質部品８の底端と横木６ａ、６ｂ、６ｃの最上端間に残し、輸送時に充填パネル４が類似充填パネル４面とかみ合うようにし、更に使用時に修理点検に通れるくぎ／ねじ無しゾーンを提供できる。

ウインドポスト７は、例えば高さ２０６２ｍｍｘ幅３８ｍｍｘ奥行き８９ｍｍで、充填パネル４び／又は窓／戸口位置に適合する６００ｍｍセンターに構造物内に垂直に設置する。充填パネル４は垂直固定部品８によりウインドポスト７に固定し、更には単板１０ａに固定し、後段階でリングビーム構造物１００の列１００ｃの下板１０に固定する。

例えば長さ２４００ｍｍｘ幅３８ｍｍｘ奥行き３８ｍｍの垂直配置木質部品９をウインドポスト７面と垂直木質部品８に固定し、それらを一緒に結合する。垂直配置木質部品９は又下の単板１０ａに延び／固定し、後段階で上のリングビーム構造物１００の列１００ｃビームに固定し、構造物１００の全部分を一緒に結合する。

作業で横木６ａ、６ｂ、６ｃと垂直配置部品９間の空隙内を自由に通れる。溝をうがった硬い断熱パネル（図示していない）を柱７とパネル４間の外側の凹部に固定し、更に断熱材を壁内側の横木６ａ，６ｂ、６ｃの間に加えても良い。

１階の床壁構造物１０２ｂ（図１２）を上に概説した順序で地面から上向けに組み立て、カバーされていない１階床単板１０ａに固定する。拘束ストラップ（図示していない）を後で構造物を外側スキンレンガ積み／及び外クラッド物（図示していない）に結合するために、１．８ｍセンターで１階ウインドポスト７の外側に取り付ける。

次いでリングビーム構造物１００をクレーンで１階壁構造物１０２ｂに下げ固定する（図１３）。今では構造物は平屋のように見える。次いでリングビーム構造物１００の下列および中間列１００ｃ、１００ｂをつり上げ棒１９から取り外し、リングビーム構造物１００の上列１００ａを、つり上げ棒１９のつり上げ孔１９ａに連結したリフトチェーンを用いてクレーンで持ち上げて外す（図１４）。

次いで建物上階用の耐荷重構造物１０２ａを、１階壁構造物１０２ｂと同じように２階の新規設置単板１０ａ上に組み立て、構造物に固定する（図１５）。壁構造物１０２ｂは上階窓全部のための開口部（図示していない）を有して構築する。次いで取り付けられた小屋組１３を有するリングビーム構造物１００の最上列１００ａを、上壁構造物１０２ｂ上に下げ固定する（図１６）。

連結されたリングビーム構造物１００（図８）と耐荷重支持壁構造物１０２ａ、１０２ｂは、床と屋根建造物の死荷重、活荷重及び雪荷重を受け入れ、自身の荷重を支える在来構造物と同じように働くが、風荷重に単独で耐え、外スキンリーフに先だって屋根部分と梁部分を含む構造物の内リーフを完成できる点で異なる。

理解できるように本発明は、地表面でプレハブ加工できる床部分と屋根部分を組み入れたリングビーム構造物を提供し、床部分と屋根部分を分離し、耐荷重支持壁構造物に組み入れて木質梁を形成できる。

本発明が上記の実施態様に限定されず種々の変形物が可能なことが分かる。例えばリングビーム構造物は一つの屋根部分と一つ以上の床部分を含んでも良い。屋根部分と床部分は木質フレーム建設時にそれらが分離できる任意の適当な建造物でも良い。耐荷重支持壁構造物は又任意の適当な建造物でも良い。

図１は本発明を用いたリングビーム構造物構築用木質ビームの計画側面外観図を示す。 図２は本発明を用いたリングビーム構造物構築用木質ビームの計画側面外観図を示す。 図３は図１７と図１８に示した木質ビームの端面図である。 図１−３の木質ビームで構築したリングビーム構造物の側面図である。 図５は小屋組、つり上げ棒及び梁座部を有するリングビーム構造物を示す図４のリングビーム断面を示す。 図６は梁と平行に走る図４のリングビーム構造物断面を示す。 図７は最上部に固定した小屋組を有する図４と類似の側面図である。 図８は破風板とつり上げ棒に取り付けたリフトケーブルを示す図７と類似の側面図である。 図９はつり上げて地面から離したリングビーム構造物を示す図８に類似の側面図である。 図１０は充填物壁パネル側面図である。 図１１は図１０の充填物パネルで構築した耐荷重壁構造物の側面図である。 図１２は１階用壁構造物を示す側面図である。 図１３は図１２の１階壁構造物に下ろした図９のリングビーム構造物を示す。 図１４は屋根部分から分離し図１３の１階壁構造物に固定したリングビーム構造物の床部分と梁部分及びつり上げたリングビーム構造物の屋根部分を示す。 図１４の床部分と梁部分に位置する上階用壁構造物を示す側面図である。 図１６は図１５の上階壁構造物に下ろしたリングビーム構造物の屋根部分を示す。

Claims (20)

1. 木造フレーム建物用のリングビーム構造物で、該リングビーム構造物は１つが他の上に置かれた複数の木質ビームの列を含み、各列はリングビームを形成し、少なくとも一列が床部分を含み、少なくとも一つのさらなるリングビームが屋根部分を含み、該床部分と屋根部分を取り外し可能に一緒に固定したリングビーム構造物。
2. 該床部分が根太を組み入れる、請求項１記載のリングビーム構造物。
3. 該床部分が上リングビームと下リングビームを含み、接合部末端が下リングビーム上にあるように根太が上リングビームに組み込まれる、請求項２記載のリングビーム構造物。
4. 床部分が根太に固定された床材を組み入れる、請求項２又は請求項３記載のリングビーム構造物。
5. 該屋根部分が小屋組を組み入れる、請求項１から４のいずれか１項記載のリングビーム構造物。
6. 木質ビームが垂直木質部品とその片側又は両側の水平パネルを含む、請求項１から５のいずれか１項記載のリングビーム構造物。
7. 木質ビームが片側固定の平行部品により端から端まで結合される、請求項６記載のリングビーム構造物。
8. リングビーム構造物を完成ユニットとしてつり上げる手段を提供する、請求項１から７のいずれか１項記載のリングビーム構造物。
9. 屋根部分と床部分を分離した場合、屋根部分が床部分からつり上げられて離れることができるように、つり上げ手段が屋根部分周りに離れて配置された複数のつり上げ位置にある、請求項８記載のリングビーム構造物。
10. 最上の床部分の上部に配置された屋根部分と、他の段の上に１つを順に重ねて並べた複数の床部分を含み、床部分と屋根部分を取り外し可能なように一緒に固定することを含む、請求項１から９のいずれか１項記載のリングビーム構造物。
11. １つが他の上に配置された複数の耐荷重支持壁構造物、連続する壁構造物間に配置されそれに連結された床部分を組み入れたリングビーム構造物、及び最も上の壁構造物上に配置されそれに連結された屋根部分を組み入れた、リングビーム構造物を含む建造物用の木質フレーム。
12. リングビーム構造物が、１つが他の上に配置されたリングビーム構造物を有するプレハブユニットとして建造され、互いに取り外し可能に固定され、それによりリングビーム構造物が木質フレーム建設中にプレハブユニットから外せる、請求項１１記載の木質フレーム。
13. 各床部分が上列ビームと下列ビームを含み、下列は上列の根太を支え、木質フレーム開口部に延びる構造部材を提供する、請求項１１又は請求項１２記載の木質フレーム。
14. 壁構造物が垂直柱間に延び固定された充填パネルを含む、請求項１１乃至１３のいずれか１項記載の木質フレーム。
15. 複数の充填パネルが各対の隣接する垂直柱間に提供され、上のリングビームに延び、それに連結された垂直木質部品に固定される、請求項１４記載の木質フレーム。
16. 耐荷重支持壁構造物に断熱材が組み入れられる、請求項１１乃至１５のいずれか１項記載の木質フレーム。
17. 耐荷重支持壁構造物が作業用パイプ及び／又は配線への対応に適する、請求項１１乃至１６のいずれか１項記載の木質フレーム。
18. １階の耐荷重支持壁構造物および２階の耐荷重支持壁構造物を含む、請求項１１乃至１７のいずれか１項記載の木質フレーム。
19. 床部分が１階の耐荷重支持壁構造物と２階の耐荷重支持壁構造物間に提供され連結され、屋根部分が２階の耐荷重支持壁構造物の最上部に提供される、請求項１８記載の木質フレーム。
20. 建造物用木質フレームの建造方法であって、１つが他の上に置かれた複数の木質ビームの列を含み、各列はリングビームを形成し、少なくとも一列が床部分を含み、少なくとも一つのさらなるリングビームが屋根部分を含み、該床部分と屋根部分を取り外し可能に一緒に固定したリングビーム構造物を形成し、耐荷重支持壁構造物を形成し、リングビーム構造物を耐荷重支持壁構造物の最上部に置いて、それに床部分を取り付け、固定床部分をリングビーム構造物から外すし、リングビーム構造物をつり上げ床部分から離し、床部分の上にさらなる耐荷重支持壁構造物を形成し、さらなる耐荷重支持壁構造物の最上部の上にリングビーム構造物を置き、さらなる床部分又は屋根部分をそれに取り付けることを含む、建造方法。

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