建築用パネル化構造システム
構造柱を互いに垂直方向に締結する。壁パネルを構造柱に締結することにより、荷重は、垂直方向に壁パネル間で伝達されるのではなく、構造柱を介して伝達される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(関連出願)
本願は、2009年12月18日に出願された仮出願第61/288,011号の利益を主張する。
【0002】
本開示は、建物の建設及び組立用の、パネル化及びモジュール化されたシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
建物の構造は、倒壊の危険を伴わずに、或いは耐用性又は機能を損うことなく、物理的な力又は変位に耐えなければならない。建物に加わる応力を担っているのは、建物の構造である。
【0004】
5層以下の高さの建物では、一般に「耐力壁」構造システムを用いて死荷重及び活荷重の垂直力に対処している。構造の屋根、床、及び壁に加わる垂直力は、これらの荷重を壁に均等に分散させることと、骨組又は骨組構造の大きさと密度を上層から下方向に下層へと層を追って漸増させることにより、垂直方向に屋根から壁を経て基礎へと伝達される。天井及び床梁間には、トラスを用いることで、天井及び床に加わる荷重を支持すると共にこれらの荷重を壁と柱とに伝達する。
【0005】
垂直支持要素が無い場所、例えば窓及び扉の壁面開口には、梁を用いて荷重を柱又は壁に伝達する。壁の垂直荷重支持能力が限られている、5層よりも高層の建物では、大型の梁及び柱の形態のコンクリート及び/又は構造用鉄骨を用いて、構造を支持する。
【0006】
建物に作用する水平力(例えば風及び地震の力)に対処し、これを伝達するのが筋交いである。(通常は5層以下の)建物の筋交い壁外郭線を構築する一般的な方法では、羽目板構造を用いて、壁外郭線を成す筋交いパネルを創出する。更に従来的な方法では、壁外郭線全体にわたって斜め嵌め込み筋交いを用いるが、この方法は、扉や窓等の多くの開口部を有する建物には使用できない。5層よりも高層の建物の水平力に対処し、これを伝達するのが、大型鋼材嵌め込み筋交い、又は大型鋼材、及び/又はコンクリートパネルや、コンクリート又は石造の階段塔、及びエレベータ昇降路等の基本構造要素である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
コンクリート及び/又は構造用鉄骨と、大型鋼材嵌め込み筋交いと、大型鋼材及び/又はコンクリートパネルに依存することなく、建物の建設及び組立を行える、パネル化及びモジュール化されたシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書に開示の一体化トラス建築システム(UTCS)は、標準化された構造パネルを基本とする、1層及び多層建築用の独自且つ新規な革新的構造システムである。本システムで用いるのは、僅かな形態の独自技術による軽量金属軸組み垂直壁パネル(水平トラスパネル)と、軽量金属床、及び天井トラスと、冷間圧延方形又は矩形鋼管(構造柱)と、独自の接続板及びクリップである。
【0009】
多数の異なるアセンブリ(壁、柱、梁、筋交い、胴縁、及びこれらを互いに締結する締結具)を用いて垂直方向の活荷重及び死荷重の力と水平力とに対処する、従来手法による建物構造の設計及び構築とは違い、UTCSは、構造柱及びトラスを用いて組み立てる、僅かな数の独自設計による標準化水平トラスパネルにより、これらの力に対処する。この独自の構成要素アセンブリでは、垂直力及び水平力を効果的に支持し、この力をUTCSの非常に多数の密な柱システムに、床、天井、及び屋根から伝達する。このように、柱がこれらの垂直力及び水平力を吸収するので、UTCSは垂直耐力壁構造システムではなくなり、建物の構造システムの一部分としての、「熱間成形」された構造用鋼(大型鋼材又は「赤鉄(red iron)」)とコンクリートが不要になる。
【0010】
UTCS骨組部材は、特殊設計のコンピュータ式ロール成形機により作製される。これらの機械で、一般に「コイル鋼」とよばれる冷間圧延鋼により骨組スタッド又は部材を製造する。各スタッドは、一定寸法に切断され、締結螺用の穴とアセンブリの螺頭部分の皿穴とを予め設けられ、機械、電気、及び配管用(「MEP」)アセンブリの敷設及び隠蔽工事用に予め打抜き加工され、垂直方向及び横方向の筋交いを通すために予め打抜き加工され、組立用にラベリングされる。これらの機械は、スタッドの仕様をCADファイルから読み取る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】水平トラスパネルの骨組部材として用いるスタッドの図である。
【図2】水平トラスパネルの骨組部材として用いるトラックの図である。
【図3A】V筋交い付き水平トラスパネルの図である。
【図3B】V筋交い付き水平トラスパネルの図である。
【図4A】開口水平トラスパネルの図である。
【図4B】開口水平トラスパネルの図である。
【図4C】開口水平トラスパネルの図である。
【図5】水平トラスパネルに取り付けるトラスの図である。
【図6】水平トラスパネルを互いに取り付ける構造柱アセンブリの図である。
【図7】図3A、3B、4A、4B、及び4Cに示すような水平トラスパネルを図6の構造柱アセンブリに取り付ける態様を示す図である。
【図8】図3A、3B、4A、4B、及び4Cに示すような水平トラスパネルを図6の構造柱アセンブリに取り付ける態様を示す図である。
【図9】一体化トラス建築システム(UTCS)の壁外郭線を成す、開口及びV筋交い付き水平トラスパネルを有する、一体化水平トラスパネル壁外郭線を示す図である。
【図10】図5のトラスの図である。
【図11】図6のトラス/スタッドハンガを示す図である。
【図12】図6の構造柱アセンブリの部分図である。
【図13】水平トラスパネルに接続されるトラスの図である。
【図14】水平トラスパネルに接続され、壁外郭線を創出するUTCS開口梁間アセンブリを形成するトラスの図である。
【図15】複数層のUTCS構造のアセンブリとして形成されるUTCS建物部分の図である。
【図16】建物における図6の構造柱アセンブリの整合を示す図である。
【図17】この建物の一部分の階間部の立体図及び平面図である。
【図18】図6の構造柱アセンブリへの力の伝達を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
UTCSで用いる水平トラスパネル及びトラスは、建物の高さ及び建築法規上の要件によって18〜14ゲージ鋼等の軽量鋼からロール成形される骨組部材を用いて構成される。水平トラスパネルに用いる骨組部材には、図1に示すスタッド10と図2に示すトラック12との2つの形状がある。スタッド10及びトラック12の各々は、18〜14ゲージ鋼等の軽量鋼から圧延される。
【0013】
スタッド10及びトラック12の各々は、図1に示すように形成されるウェブ14とフランジ16とリップ18とを含む。フランジ16はウェブ14の両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、リップ18は、リップ18がウェブ14に平行になるようにフランジ16の端部から内方に延在する。スタッド10とトラック12とは、主にトラック12のフランジ16がスタッド10のフランジ16よりも若干高く、トラック12のウェブ14がスタッド10のウェブ14よりも若干幅広であるという点で相違する。これらの相対的な寸法により、構造性能に影響を及ぼすスタッド12のフランジ16の圧縮を要さずに、スタッド10をトラック12内へ又はトラック12を通って摺動させることが可能になる。
【0014】
UTCSは、例えば2つの限られた数の形態の水平トラスパネルを用いる。これらの水平トラスパネルは、UTCSの構造壁構成要素である。2つの形態のみを用いる場合、これらは(a)「V」形の筋交い(「V」筋交い)を含む、図3A又は図3Bに示すV筋交い付き水平トラスパネル20/22と、(b)V筋交いを含まない、図4Aに示す開口水平トラスパネル24である。
【0015】
開口水平トラスパネル24は一般に、UTCS構造において大きな開口部(窓、扉、壁面開口等)を有する建物のあらゆる部分に用いられる。開口水平トラスパネル24は、建物内の各パネルに取り付けられるか又は近接する床及び天井アセンブリからの垂直方向の活荷重(例えば人員負荷)及び死荷重(例えば乾式壁、MEPアセンブリ、断熱材等)の力(「局所力」)を支持し、伝達するように設計される。V筋交い付き水平トラスパネル20/22は、構造に作用する垂直方向の局所力及び水平力(例えば風及び地震の力)を支持するように設計される。
【0016】
図3Aに示すように、V筋交い付き水平トラスパネル20は、上側トラック26と下側トラック28とを有する。上側トラック26の内側には、ボルト又は螺等の締結具34によりV筋交い付き水平トラスパネル20の側部の側部スタッド36及び38に固定される背中合わせの(ウェブ同士を合わせた)トラック30及び32(二重水平筋交いと称する)から成る連続水平筋交いがある。上側トラック26及び下側トラック28も締結具34により側部スタッド36及び38に固定される。トラック30及び32により形成される連続水平筋交いと上側トラック26との間の部分には、スタッドにより構成される垂直方向の斜めウェブ材40が含まれる。図3Aの、この筋交いを有する部分は、V筋交い付き水平トラスパネル20内で、以下に述べるトラス106を取り付けるトラス取り付け部分42として機能すると共に、V筋交い付き水平トラスパネル20に加わる力を支持し、且つV筋交い付き水平トラスパネル20の各々の側部スタッド36及び38に取り付けられる後述の構造柱に伝達する。
【0017】
V筋交い付き水平トラスパネル20は更に、締結具34により上側トラック26及び下側トラック28とトラック30及び32とに固定される2つの内側スタッド44及び46と中央スタッド48とを有する。側部スタッド36及び38は、トラック30及び32のウェブ14及びリップ18の端部の末端切欠部50を貫通し、スタッド36及び38のフランジ16がトラック26、28、34、及び36の端部においてフランジ16に当接するようになっている。これらの末端切欠部50を、図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。同様に、内側スタッド44及び46と中央スタッド48とは、トラック30及び32のウェブ14及びリップ18の内部切欠部52を貫通して、スタッド36及び38と中央スタッド100とのフランジ16の外面がトラック26、28、34、及び36のフランジ16の内面に当接するようになっている。これらの内部切欠部52も図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。例えば、5つの垂直スタッド36、38、44、46、及び48を、心々で24インチ離間してよい。内側スタッド44及び46と中央スタッド48とがトラック30及び32を貫通する点はヒンジ接合部である(即ち、単一の締結具により回動可能となっている)。V筋交い付き水平トラスパネル20のスタッドは、乾式壁、導管、配線、配管アセンブリ等を支持する役割も果たす。
【0018】
V筋交い付き水平トラスパネル20は、連続V形筋交いも含む。このV筋交いは、その設計と構成が独特である。V筋交いの2本の脚部は、図1に示すスタッド10のようなV筋交いスタッド54及び56である。V筋交いスタッド54は、締結具34により、トラック30及び32のすぐ下で側部スタッド36に固定され、下側トラック28に固定されると共に、内側スタッド44のウェブ14内の内部切欠部58を貫通する。この内部切欠部58を、図1に示す。V筋交いスタッド54のウェブ14は、スタッド36及び44とトラック28との各々の一方のフランジ16に当接する。これらの当接部分は、図示のように、締結具34を受ける。
【0019】
同様に、V筋交いスタッド56は、締結具34により、トラック30及び32のすぐ下で側部スタッド38に固定され、下側トラック28に固定されると共に、内側スタッド46の内部切欠部58を貫通する。V筋交いスタッド56のウェブ14は、スタッド38及び46とトラック28との各々の一方のフランジ16に当接する。これらの当接部分は図示のように締結具34を受ける。
【0020】
V筋交いスタッド54及び56をスタッド36及び38とトラック28とに取り付けるためには、V筋交いスタッド54及び56の端部が図3Aに示すように斜めになっていることが必要になる。これらの斜め端部によって、複数の締結具34を用いてV筋交いスタッド54及び56を対応する側部スタッド36及び38に固定することが可能になる。
【0021】
V筋交いスタッド54及び56は、自身のウェブをV筋交い付き水平トラスパネル20のスタッド36、44、48、及び38のウェブに対して垂直に配置される。更に、V筋交いスタッド54及び56は、トラック32及び34のすぐ下から内側スタッド44及び46を貫通して下側トラック28の実質的に中間に位置する「V」の頂点まで連続的に延在する。V筋交いの頂点における接合は、V筋交いスタッド54及び56と中央スタッド48とを相互接続する頂点板60と追加の締結具34により、容易になる。板60と下側トラック28とスタッド48とV筋交いスタッド54及び56は、図3Aに示すように下側の3つの締結具により相互に接続される。内側スタッド46も締結具34により上側トラック26に取り付けられると共に、内側スタッド46がトラック30及び32の内部切欠部52を貫通する点でトラック30及び32に取り付けられる。18〜14ゲージの冷間圧延鋼等の材料により、頂点板60を形成できる。
【0022】
V筋交いスタッド54及び56と側部スタッド36及び38、中央スタッド48及びトラック28との接合は、モーメント接合であり、これによって、V筋交い付き水平トラスパネル20の水平方向の構造性能が高まる。
【0023】
これらの接合によって、V筋交い付き水平トラスパネル20に作用する水平力の殆どを、システムの構造柱に伝達できる(以下に更に詳述する)。
【0024】
V筋交い付き水平トラスパネル20は更に、水平筋交いとなるトラック62を含む。トラック62は、例えばV筋交いスタッド54及び56により形成されるV筋交い部の中間に配置される。トラック62は、内側スタッド44及び46を収容する末端切欠部50を有すると共に、中央スタッド48を収容する内部切欠部52を有し、且つ締結具34により内側スタッド44及び46と中央スタッド48とに固定される。トラック62は、V筋交い付き水平トラスパネル20の水平力に関する構造性能に寄与する。
【0025】
V筋交い付き水平トラスパネル20は、乾式壁、飾り棚、掴み棒等のようなアセンブリの構築に必要なその他の筋交い及び裏当てを含み得る。V筋交い付き水平トラスパネル20は、内部構造壁(界壁及び間仕切り壁)と外部構造壁とのいずれにも用いられる。V筋交い付き水平トラスパネル20/22は、窓及び壁面開口にも対応できるが、図面からわかるようにその空間は制限される。
【0026】
図3BのV筋交い付き水平トラスパネル22は、図3AのV筋交いの半分を形成するV筋交いスタッド54が互いに当接するリップ18を有する2つのスタッド64及び66に置き換えられることと、図3AのV筋交いの残りの半分を形成するV筋交いスタッド56が互いに当接してもしなくてもよい2つのスタッド68及び70に置き換えられることを除いて、図3AのV筋交い付き水平トラスパネル20と同じ構造を有する。このように、スタッド64、66、68、及び70は、図3BのV筋交い付き水平トラスパネル22の二重V筋交いを形成することにより、極めて高い強度をもたらす。
【0027】
図4Aに示すように、開口水平トラスパネル24は、上側トラック80と下側トラック82とを有する。上側トラック80の内側には、ボルト又は螺等の締結具34により開口水平トラスパネル24の側部の側部スタッド88及び90に固定される背中合わせの(ウェブ同士を合わせた)トラック84及び86(二重水平筋交いと称する)によって構成される、連続水平筋交いがある。上側トラック80及び下側トラック82は、締結具34により側部スタッド88及び90にも固定される。トラック84及び86により形成される連続水平筋交いと上側トラック80との間の部分には、スタッドで作製される垂直方向の斜めウェブ材92が含まれる。図4Aの、この筋交いを有する部分は、開口水平トラスパネル24の構造トラス94として機能すると共に、開口水平トラスパネル24に加わる力を支持し、且つ開口水平トラスパネル24の各々の側部スタッド88及び90に取り付けられる後述の構造柱に伝達する。
【0028】
開口水平トラスパネル24は更に、締結具34により上側トラック80及び下側トラック82とトラック84及び86とに固定される2つの内側スタッド96及び98と中央スタッド100とを有する。側部スタッド88及び90は、トラック84及び86のウェブ14及びリップ18の端部の末端切欠部50を貫通し、スタッド88及び90のフランジ16がトラック80、82、84、及び86の端部においてフランジ16に当接するようになっている。これらの末端切欠部50を、図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。同様に、内側スタッド96及び98と中央スタッド100とは、トラック84及び86のウェブ14及びリップ18の内部切欠部52を貫通し、スタッド96、及び98と中央スタッド100とのフランジ16がトラック80、82、84、及び86のフランジ16に当接するようになっている。これらの内部切欠部52も、図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。例えば、5つの垂直スタッド88、90、96、98、及び100は、心々で24インチ離間してよい。内側スタッド96及び98と中央スタッド100とがトラック84及び86を貫通する点は、ヒンジ接合部である(即ち、単一の締結具により回動可能となっている)。開口水平トラスパネル24のスタッドは、乾式壁、導管、配線、配管アセンブリ等を支持する役割も果たす。
【0029】
開口水平トラスパネル24は、横方向の筋交いを行うトラック102も含む。トラック102は、例えばトラック82と86の中間に配置される。水平筋交いトラック102は、側部スタッド88及び90が貫通する末端切欠部50を含むと共に、内側スタッド96及び98と中央スタッド100とが貫通する3つの内部切欠部52を有し、且つ締結具34により側部スタッド88及び90と、内側スタッド44及び46と、中央スタッド48とに固定される。スタッド88、90、96、98、及び100のフランジ16は、トラック102のフランジ16に当接する。これらの当接部分には、締結具34が取り付けられる。開口水平トラスパネル24は、垂直方向の局所力に対処できるように構成される。
【0030】
開口水平トラスパネル24は、窓、扉、及び壁面開口に対応できるように設計される。開口水平トラスパネル24は、例えば20フィート以下の幅であってもよい。図4B及び4Cに、窓、扉、及び壁面開口用の1つ以上の開口部を有する開口水平トラスパネルを示す。図4Bには、MEPアセンブリを貫通させることができる一般的な敷設用開口部104を示す。これらの敷設穴104は、V筋交い付き水平トラスパネル20及び22にも形成可能である。図4Cは、扉用の開口部を有する幾つかの開口水平トラスパネルの図である。
【0031】
開口水平トラスパネル24は、窓、扉、壁面開口、乾式壁、飾り棚、掴み棒等のような、アセンブリの構築に必要なその他の筋交い及び裏当てを含み得る。開口水平トラスパネル24は、内部構造壁(界壁及び間仕切り壁)と外部構造壁とのいずれにも用いられる。
【0032】
上述の水平トラスパネルは、建物の床から天井部分まで対応でき、また、図5に示すトラス106等のトラスの取り付けに対応できるだけの十分な高さを有する。トラス106は、トラス取付け部分42に取り付けられ、斜めウェブ材112を締結具34により上側及び下側スタッド108及び110に取り付けるようにして、スタッドで作製される斜めウェブ材112により、相互接続される上側スタッド108と下側スタッド110とを含む。トラス106は、トラス/スタッドハンガ116と締結具34とを用いることにより、水平トラスパネル114のトラス取付け部分42に取り付けられる。水平トラスパネル114は、V筋交い付き水平トラスパネル20/22として示されているが、水平トラスパネル114は、本明細書に記載のいずれの水平トラスパネルであってもよい。トラス/スタッドハンガ116については、図11に関連して以下に更に詳述する。
【0033】
トラスハンガ116は、18〜14ゲージの冷間圧延鋼等の材料から形成可能である。
【0034】
トラス106を、図10にも示す。UTCSに用いるトラスは、スタッド10で作製されている。これらのトラスは、上側スタッド108及び下側スタッド110と、内側斜めウェブ材112とを有する。トラス106は、自身の上側及び下側弦材108及び110を接続する側部又は端部ウェブ材を有さない。トラス106は、18〜14ゲージ鋼等の軽量鋼から形成可能である。トラス106のゲージ及び長さは、用途と床梁間の幅に応じて異なる。
【0035】
図6に、上板134が構造柱132の頂部を覆い、下板136が構造柱の底部を覆うように構造柱132の頂部と底部とに溶接される、上板134と下板136とを有する構造柱132を含む構造柱アセンブリ130を示す。構造柱132は、例えば4つの面を有するものであってもよく、中空であってもよく、且つ建物の高さ及び建築法規上の要件に応じて壁厚さを変えることができる。上板134と下板136とは、図6では、横方向に線状に示されており、2つの壁が共通の線状水平軸を共有するように横並びに接合される場合に用いられる。しかし、上板134と下板136とは、2つの壁が隅で接合されて2つの壁の水平軸が互いに垂直な場合には「L」形の板であってもよい。
【0036】
1本以上のボルト138が上板134に適切に(溶接又は鋳造等により)取り付けられる。ボルト138は、上板134から離れる方向に直角に延在する。下板136の各端部は、自身を貫通する穴140を有する。したがって、第2の構造柱132の上板134のボルト138が第1の構造柱132の下板136の穴140を貫通するように、第1の構造柱132を第2の構造柱の上に垂直に積み重ねることができる。その後、ナットを第2の構造柱132の上板のボルト138に取り付けて締めることで、第1及び第2の構造柱132を垂直方向に互いに締結できる。
【0037】
上及び下板134及び136は、水平トラスパネル20/22/24に用いられるトラック12よりも若干幅広であって、建物の高さ及び建築法規上の要件によって厚さが異なる。ボルト138及び穴140により得られる通しボルト締めによって、構造柱132を互いに垂直方向に接続し、構造柱132を建物内のその他のアセンブリ(屋根、基礎、車庫等)と接続できる。
【0038】
構造柱132は、スタッド10のスタッド部分142によって水平トラスパネル20/22/24に接続される。スタッド部分142は、構造柱132の頂部及び底部に溶接されるか又は別の方法で適切に締結される。スタッド部分144は、自身のウェブ14が外方に向くように、構造柱130の略中間に溶接又は適切な締結具により締結される。このスタッド部分144は、「間隔維持(hold−off)部」となって、水平トラスパネルのスタッド36、38、88、及び90の撓みを防ぐ。154のような一体化板をこの位置に用いても、用いなくてもよい。
【0039】
構造柱132の材料は、例えば冷間圧延鋼である。構造柱132は、中空であってもよく、用途及び建築法規に応じて異なる壁厚さを有するものでよい。板134及び136とトラスハンガ144及び146との材料は、例えば18〜14ゲージの冷間圧延鋼である。
【0040】
図7及び8に、水平トラスパネル20、22、及び24等の水平トラスパネルを構造柱アセンブリ130に取り付ける態様を示す。一体化された水平トラスパネルは、以下に更に詳述するトラス106取付け用スタッド挿入突起部を有する4つのトラスハンガ一体化板150と2つの扁平な一体化板154とを用いて構造柱アセンブリ130を水平トラスパネル20/22/24に取り付けると創出され、これらの一体化板は全て、締結具34により水平トラスパネル20/22/24の側部スタッド36及び38とスタッド部分142とに取り付けられる。図7に示すスタッド部分144は、スタッド36及び38を「間隔維持(hold−off)」するように作用するので、これらのスタッドが側部スタッド36及び38と構造柱132との間の空間を通って撓むことがなくなる。154等の一体化板をこの位置に用いても、用いなくてもよい。
【0041】
UTCS構造では、構造柱アセンブリ130を用いて或る個数(壁長さによる)の水平トラスパネルを互いに取り付けることによって、或る区画又は長さの壁を組み立てる。開口水平トラスパネル24は、窓、扉、及び壁面開口のような大き目の開口がある建物内の壁区画として用いられる。V筋交い付き水平トラスパネル22/22を、概ね残りの構造部分全体にわたって壁区画として用いて、構造を密に水平支持するようになっている。図9に、UTCS壁外郭線において開口及びV筋交い付き水平トラスパネル24及び20/22を有する水平トラスパネル壁外郭線を示す。
【0042】
上述のように、トラス106は、内側スタッド44及び46と中央スタッド48とに配置されるトラス/スタッドハンガ116と締結具34とによって水平トラスパネル20/22/24に取り付けられる。トラス/スタッドハンガ116は、図11に示されており、図5に示すようにトラス106の上側スタッド108内に受容されると共に、そして図5及び8に示すように180度転位させるとトラス106の下側スタッド110内に受容される、スタッド挿入突起部152を含む。トラス/スタッドハンガ116は更に、トラス/スタッドハンガを上側トラック26に締結すると共に、転位させて水平トラスパネルの水平筋交い30及び32に締結するために用いられる、L形フランジ172を含む。
【0043】
トラス106と水平トラスパネル20/22/24との接続は、トラス106の上側スタッド108の端部を挿入突起部152内に挿入すると共に締結具34により締結し且つ締結具34によりL形フランジ172を上側トラック26のウェブ14とフランジ16とに接続すること、並びに、締結具34によりトラスハンガ116の突起部タブ176をスタッド108の上側フランジ16に接続することにより行われる。トラス106の下側スタッド110の接続は、トラス/スタッドハンガ116を180度転位させて、トラス106の下側スタッド110の端部を挿入突起部152内に挿入すると共に締結具34により締結し且つ締結具34によりL形フランジ172をトラック30及び32のウェブ14に接続すること、並びに、締結具34により突起部タブ176をスタッド110の下側フランジ16に接続することにより行われる。
【0044】
トラス106は、一体化板150上の挿入突起部152によって、各々の構造柱132にも取り付けられる。トラス106の上側スタッド108の端部は、一体化板150の挿入突起部152に被さるように挿入され、スタッド108のウェブ14に締結具34を用いて締結される。突起部タブ176は締結具によりスタッド108の上側フランジ16に締結される。トラス106の下側スタッド110の接続は、180度回転させた一体化板150の挿入突起部152に被さるようにスタッド110の端部を挿入することによって行われる。締結具34を用いて、挿入突起部152がスタッド110のウェブ14に接続される。突起部タブ176は、締結具によってスタッド110の下側フランジ16に取り付けられる。
【0045】
図13に、水平トラスパネル20/22/24に接続されたトラス106を示す。
【0046】
図14に、水平トラスパネル20/22/24に接続されて、水平トラスパネル20/22/24がトラス106と組み合わさって壁外郭線を創出するUTCS開口梁間アセンブリを形成するトラス106を示す。トラス106は床及び天井アセンブリを支持する。
【0047】
このようにトラス106を水平トラスパネルに取り付けることにより、トラス106を水平トラスパネル20/22/24と合体し、壁アセンブリが床上に着座する場所又は天井アセンブリが壁の最上部に着座する場所に位置する「ヒンジポイント」を解消できる。この接続により、トラス106と水平トラスパネル20/22/24とを一体化させて、実質的に壁及び床システム全体を一緒に「トラス」として機能させることが可能になる。この構成により、床、天井、及び水平トラスパネル20/22/24に加わる力が、これらが取り付けられている構造柱アセンブリ130に伝達し易くなる。したがって、垂直力及び水平力が垂直方向に水平トラスパネルから水平トラスパネルへと伝達されなくなる。建物に床下地と乾式壁とを取り入れる場合は、このシステム全体が「ダイヤフラム」として機能する。
【0048】
図15に、UTCS構造の複数階のアセンブリとして形成されたUTCS建物部分を示す。UTCS建物又は構造において、水平トラスパネル20/22/24は、1つの階の構造柱アセンブリ130がその下の階の構造柱アセンブリ130等から基礎に至るまで、垂直方向に整列するように配置される。
【0049】
図16は、こうした構造柱アセンブリの整合を示す図である。図16には、UTCS構造の構造柱アセンブリ130の密度も示す。
【0050】
図17に、このアセンブリの階間連結部の立体図と平面図とを示す。水平トラスパネル20/22/24では、「耐力壁」及び鋼とコンクリートとの構造で本来ならよくある相互の接触又は担持が起こらないことがわかる。UTCS構造の1つの階の水平トラスパネルは、その上の階の荷重を担わない。その代わりに、この荷重は構造柱アセンブリ130に伝達され、構造柱アセンブリ130がこれを担う。構造の各「階」又は層によって、自身の垂直方向の活荷重及び死荷重の力が減少して、これが構造柱アセンブリ130に伝達され、これらの力が減少し、垂直方向に建物の基礎に伝達される。
【0051】
V筋交い付き水平トラスパネル20/22によって、建物に作用する水平力が減少し、構造の非常に多数の構造柱アセンブリ130に伝達される。この力の伝達を図18に示す。図18の部分拡大図からもわかるように、パネルが互いに垂直方向に担持し合わず、力(矢印)が垂直方向にパネルからパネルへと伝達されない。寧ろ、垂直力及び水平力は、横方向に構造柱アセンブリ130に伝達される。この種の荷重伝達は、本システムの独自の設計と組立によって容易になる。水平トラスパネル20/22/24とトラス106との両方が、一体化トラスシステムとして機能する。
【0052】
UTCSでは20フィート〜2フィートの多様な幅の水平トラスパネルを用いることができ、最も一般的なものは8フィート及び4フィートの寸法のV筋交い付き水平トラスパネル20/22である。これらのパネルにより、構造内の構造柱アセンブリ130が大幅に増える。各開口水平トラスパネル24は、自身に取り付けられる構造柱アセンブリ130に近接する垂直方向の局所力のみを支持し軽減するように機能する。V筋交い付き水平トラスパネル20/22は、構造に作用する垂直方向の局所力だけではなく水平力も支持するように機能する。水平トラスパネル20/22/24が垂直力及び水平力を伝達する独自の態様と、システム内の構造柱アセンブリ130が非常に多数であることにより、階毎にパネルの形態を異ならせる必要はない。トラック12、スタッド10、及びV筋交いの幅及びゲージのみが、建物の高さ及び建築法規上の要件に応じて異なる。
【0053】
UTCS建物内の空間を分割する内部非構造仕切り壁は、軽量鋼(一般に24〜28ゲージ)から作製され、I種(Type I)及びII種(Type II)の鉄骨造において一般的である。
【0054】
UTCSは、建物に加わる垂直力及び水平力に対処する上で極めて効率的である。UTCSを用いると、耐力壁構造又は重量構造コアを構築する必要がなくなり、従来の建築工法よりもコストを大幅に削減できる。UTCSでは、建物の構造を限られた個数の事前組立パネルで組み立てるので、時間も節約できる。このことも更に、建物構造の構築コストを劇的に削減する。
【0055】
UTCSは独自且つ革新的である。スラブ、立体駐車場、小売店舗、及び商業ビルを含む、ほぼあらゆる基礎システム上に、これを建設できる。UTCSは、組立をシステム化した、パネル工法を基本とする骨組技術を用いている。UTCSは、パネル建築技術と革新的な工学技術とを用いて、建物の設計、材料、及び建設のコストを大幅に削減する。UTCSの科学技術及び工学技術は、1層及び多層建築を組み立てる新規な構造システム及び方法である。
【0056】
以上、本発明の一部の改変について論じた。例えば、本発明は、コンクリート及び/又は構造用鉄骨と、大型鋼材嵌め込み筋交いと、大型鋼材及び/又はコンクリートパネルに依存することなく、建物の建設及び組立を行うにあたり特に有用であるが、コンクリート及び/又は構造用鉄骨と、大型鋼材嵌め込み筋交いと、大型鋼材及び/又はコンクリートパネルを有する建物にも、適用可能である。当業者には、その他の改変も想到されよう。したがって、本発明の記述は、あくまでも例証であって、当業者に本発明を実施するための最良の形態を教示することを目的とするものと解釈されるべきである。本発明の精神から逸脱することなく細部を変更することが実質的に可能であり、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての改変の排他的使用権が保たれる。
【技術分野】
【0001】
(関連出願)
本願は、2009年12月18日に出願された仮出願第61/288,011号の利益を主張する。
【0002】
本開示は、建物の建設及び組立用の、パネル化及びモジュール化されたシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
建物の構造は、倒壊の危険を伴わずに、或いは耐用性又は機能を損うことなく、物理的な力又は変位に耐えなければならない。建物に加わる応力を担っているのは、建物の構造である。
【0004】
5層以下の高さの建物では、一般に「耐力壁」構造システムを用いて死荷重及び活荷重の垂直力に対処している。構造の屋根、床、及び壁に加わる垂直力は、これらの荷重を壁に均等に分散させることと、骨組又は骨組構造の大きさと密度を上層から下方向に下層へと層を追って漸増させることにより、垂直方向に屋根から壁を経て基礎へと伝達される。天井及び床梁間には、トラスを用いることで、天井及び床に加わる荷重を支持すると共にこれらの荷重を壁と柱とに伝達する。
【0005】
垂直支持要素が無い場所、例えば窓及び扉の壁面開口には、梁を用いて荷重を柱又は壁に伝達する。壁の垂直荷重支持能力が限られている、5層よりも高層の建物では、大型の梁及び柱の形態のコンクリート及び/又は構造用鉄骨を用いて、構造を支持する。
【0006】
建物に作用する水平力(例えば風及び地震の力)に対処し、これを伝達するのが筋交いである。(通常は5層以下の)建物の筋交い壁外郭線を構築する一般的な方法では、羽目板構造を用いて、壁外郭線を成す筋交いパネルを創出する。更に従来的な方法では、壁外郭線全体にわたって斜め嵌め込み筋交いを用いるが、この方法は、扉や窓等の多くの開口部を有する建物には使用できない。5層よりも高層の建物の水平力に対処し、これを伝達するのが、大型鋼材嵌め込み筋交い、又は大型鋼材、及び/又はコンクリートパネルや、コンクリート又は石造の階段塔、及びエレベータ昇降路等の基本構造要素である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
コンクリート及び/又は構造用鉄骨と、大型鋼材嵌め込み筋交いと、大型鋼材及び/又はコンクリートパネルに依存することなく、建物の建設及び組立を行える、パネル化及びモジュール化されたシステムが必要である。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本明細書に開示の一体化トラス建築システム(UTCS)は、標準化された構造パネルを基本とする、1層及び多層建築用の独自且つ新規な革新的構造システムである。本システムで用いるのは、僅かな形態の独自技術による軽量金属軸組み垂直壁パネル(水平トラスパネル)と、軽量金属床、及び天井トラスと、冷間圧延方形又は矩形鋼管(構造柱)と、独自の接続板及びクリップである。
【0009】
多数の異なるアセンブリ(壁、柱、梁、筋交い、胴縁、及びこれらを互いに締結する締結具)を用いて垂直方向の活荷重及び死荷重の力と水平力とに対処する、従来手法による建物構造の設計及び構築とは違い、UTCSは、構造柱及びトラスを用いて組み立てる、僅かな数の独自設計による標準化水平トラスパネルにより、これらの力に対処する。この独自の構成要素アセンブリでは、垂直力及び水平力を効果的に支持し、この力をUTCSの非常に多数の密な柱システムに、床、天井、及び屋根から伝達する。このように、柱がこれらの垂直力及び水平力を吸収するので、UTCSは垂直耐力壁構造システムではなくなり、建物の構造システムの一部分としての、「熱間成形」された構造用鋼(大型鋼材又は「赤鉄(red iron)」)とコンクリートが不要になる。
【0010】
UTCS骨組部材は、特殊設計のコンピュータ式ロール成形機により作製される。これらの機械で、一般に「コイル鋼」とよばれる冷間圧延鋼により骨組スタッド又は部材を製造する。各スタッドは、一定寸法に切断され、締結螺用の穴とアセンブリの螺頭部分の皿穴とを予め設けられ、機械、電気、及び配管用(「MEP」)アセンブリの敷設及び隠蔽工事用に予め打抜き加工され、垂直方向及び横方向の筋交いを通すために予め打抜き加工され、組立用にラベリングされる。これらの機械は、スタッドの仕様をCADファイルから読み取る。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】水平トラスパネルの骨組部材として用いるスタッドの図である。
【図2】水平トラスパネルの骨組部材として用いるトラックの図である。
【図3A】V筋交い付き水平トラスパネルの図である。
【図3B】V筋交い付き水平トラスパネルの図である。
【図4A】開口水平トラスパネルの図である。
【図4B】開口水平トラスパネルの図である。
【図4C】開口水平トラスパネルの図である。
【図5】水平トラスパネルに取り付けるトラスの図である。
【図6】水平トラスパネルを互いに取り付ける構造柱アセンブリの図である。
【図7】図3A、3B、4A、4B、及び4Cに示すような水平トラスパネルを図6の構造柱アセンブリに取り付ける態様を示す図である。
【図8】図3A、3B、4A、4B、及び4Cに示すような水平トラスパネルを図6の構造柱アセンブリに取り付ける態様を示す図である。
【図9】一体化トラス建築システム(UTCS)の壁外郭線を成す、開口及びV筋交い付き水平トラスパネルを有する、一体化水平トラスパネル壁外郭線を示す図である。
【図10】図5のトラスの図である。
【図11】図6のトラス/スタッドハンガを示す図である。
【図12】図6の構造柱アセンブリの部分図である。
【図13】水平トラスパネルに接続されるトラスの図である。
【図14】水平トラスパネルに接続され、壁外郭線を創出するUTCS開口梁間アセンブリを形成するトラスの図である。
【図15】複数層のUTCS構造のアセンブリとして形成されるUTCS建物部分の図である。
【図16】建物における図6の構造柱アセンブリの整合を示す図である。
【図17】この建物の一部分の階間部の立体図及び平面図である。
【図18】図6の構造柱アセンブリへの力の伝達を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
UTCSで用いる水平トラスパネル及びトラスは、建物の高さ及び建築法規上の要件によって18〜14ゲージ鋼等の軽量鋼からロール成形される骨組部材を用いて構成される。水平トラスパネルに用いる骨組部材には、図1に示すスタッド10と図2に示すトラック12との2つの形状がある。スタッド10及びトラック12の各々は、18〜14ゲージ鋼等の軽量鋼から圧延される。
【0013】
スタッド10及びトラック12の各々は、図1に示すように形成されるウェブ14とフランジ16とリップ18とを含む。フランジ16はウェブ14の両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、リップ18は、リップ18がウェブ14に平行になるようにフランジ16の端部から内方に延在する。スタッド10とトラック12とは、主にトラック12のフランジ16がスタッド10のフランジ16よりも若干高く、トラック12のウェブ14がスタッド10のウェブ14よりも若干幅広であるという点で相違する。これらの相対的な寸法により、構造性能に影響を及ぼすスタッド12のフランジ16の圧縮を要さずに、スタッド10をトラック12内へ又はトラック12を通って摺動させることが可能になる。
【0014】
UTCSは、例えば2つの限られた数の形態の水平トラスパネルを用いる。これらの水平トラスパネルは、UTCSの構造壁構成要素である。2つの形態のみを用いる場合、これらは(a)「V」形の筋交い(「V」筋交い)を含む、図3A又は図3Bに示すV筋交い付き水平トラスパネル20/22と、(b)V筋交いを含まない、図4Aに示す開口水平トラスパネル24である。
【0015】
開口水平トラスパネル24は一般に、UTCS構造において大きな開口部(窓、扉、壁面開口等)を有する建物のあらゆる部分に用いられる。開口水平トラスパネル24は、建物内の各パネルに取り付けられるか又は近接する床及び天井アセンブリからの垂直方向の活荷重(例えば人員負荷)及び死荷重(例えば乾式壁、MEPアセンブリ、断熱材等)の力(「局所力」)を支持し、伝達するように設計される。V筋交い付き水平トラスパネル20/22は、構造に作用する垂直方向の局所力及び水平力(例えば風及び地震の力)を支持するように設計される。
【0016】
図3Aに示すように、V筋交い付き水平トラスパネル20は、上側トラック26と下側トラック28とを有する。上側トラック26の内側には、ボルト又は螺等の締結具34によりV筋交い付き水平トラスパネル20の側部の側部スタッド36及び38に固定される背中合わせの(ウェブ同士を合わせた)トラック30及び32(二重水平筋交いと称する)から成る連続水平筋交いがある。上側トラック26及び下側トラック28も締結具34により側部スタッド36及び38に固定される。トラック30及び32により形成される連続水平筋交いと上側トラック26との間の部分には、スタッドにより構成される垂直方向の斜めウェブ材40が含まれる。図3Aの、この筋交いを有する部分は、V筋交い付き水平トラスパネル20内で、以下に述べるトラス106を取り付けるトラス取り付け部分42として機能すると共に、V筋交い付き水平トラスパネル20に加わる力を支持し、且つV筋交い付き水平トラスパネル20の各々の側部スタッド36及び38に取り付けられる後述の構造柱に伝達する。
【0017】
V筋交い付き水平トラスパネル20は更に、締結具34により上側トラック26及び下側トラック28とトラック30及び32とに固定される2つの内側スタッド44及び46と中央スタッド48とを有する。側部スタッド36及び38は、トラック30及び32のウェブ14及びリップ18の端部の末端切欠部50を貫通し、スタッド36及び38のフランジ16がトラック26、28、34、及び36の端部においてフランジ16に当接するようになっている。これらの末端切欠部50を、図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。同様に、内側スタッド44及び46と中央スタッド48とは、トラック30及び32のウェブ14及びリップ18の内部切欠部52を貫通して、スタッド36及び38と中央スタッド100とのフランジ16の外面がトラック26、28、34、及び36のフランジ16の内面に当接するようになっている。これらの内部切欠部52も図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。例えば、5つの垂直スタッド36、38、44、46、及び48を、心々で24インチ離間してよい。内側スタッド44及び46と中央スタッド48とがトラック30及び32を貫通する点はヒンジ接合部である(即ち、単一の締結具により回動可能となっている)。V筋交い付き水平トラスパネル20のスタッドは、乾式壁、導管、配線、配管アセンブリ等を支持する役割も果たす。
【0018】
V筋交い付き水平トラスパネル20は、連続V形筋交いも含む。このV筋交いは、その設計と構成が独特である。V筋交いの2本の脚部は、図1に示すスタッド10のようなV筋交いスタッド54及び56である。V筋交いスタッド54は、締結具34により、トラック30及び32のすぐ下で側部スタッド36に固定され、下側トラック28に固定されると共に、内側スタッド44のウェブ14内の内部切欠部58を貫通する。この内部切欠部58を、図1に示す。V筋交いスタッド54のウェブ14は、スタッド36及び44とトラック28との各々の一方のフランジ16に当接する。これらの当接部分は、図示のように、締結具34を受ける。
【0019】
同様に、V筋交いスタッド56は、締結具34により、トラック30及び32のすぐ下で側部スタッド38に固定され、下側トラック28に固定されると共に、内側スタッド46の内部切欠部58を貫通する。V筋交いスタッド56のウェブ14は、スタッド38及び46とトラック28との各々の一方のフランジ16に当接する。これらの当接部分は図示のように締結具34を受ける。
【0020】
V筋交いスタッド54及び56をスタッド36及び38とトラック28とに取り付けるためには、V筋交いスタッド54及び56の端部が図3Aに示すように斜めになっていることが必要になる。これらの斜め端部によって、複数の締結具34を用いてV筋交いスタッド54及び56を対応する側部スタッド36及び38に固定することが可能になる。
【0021】
V筋交いスタッド54及び56は、自身のウェブをV筋交い付き水平トラスパネル20のスタッド36、44、48、及び38のウェブに対して垂直に配置される。更に、V筋交いスタッド54及び56は、トラック32及び34のすぐ下から内側スタッド44及び46を貫通して下側トラック28の実質的に中間に位置する「V」の頂点まで連続的に延在する。V筋交いの頂点における接合は、V筋交いスタッド54及び56と中央スタッド48とを相互接続する頂点板60と追加の締結具34により、容易になる。板60と下側トラック28とスタッド48とV筋交いスタッド54及び56は、図3Aに示すように下側の3つの締結具により相互に接続される。内側スタッド46も締結具34により上側トラック26に取り付けられると共に、内側スタッド46がトラック30及び32の内部切欠部52を貫通する点でトラック30及び32に取り付けられる。18〜14ゲージの冷間圧延鋼等の材料により、頂点板60を形成できる。
【0022】
V筋交いスタッド54及び56と側部スタッド36及び38、中央スタッド48及びトラック28との接合は、モーメント接合であり、これによって、V筋交い付き水平トラスパネル20の水平方向の構造性能が高まる。
【0023】
これらの接合によって、V筋交い付き水平トラスパネル20に作用する水平力の殆どを、システムの構造柱に伝達できる(以下に更に詳述する)。
【0024】
V筋交い付き水平トラスパネル20は更に、水平筋交いとなるトラック62を含む。トラック62は、例えばV筋交いスタッド54及び56により形成されるV筋交い部の中間に配置される。トラック62は、内側スタッド44及び46を収容する末端切欠部50を有すると共に、中央スタッド48を収容する内部切欠部52を有し、且つ締結具34により内側スタッド44及び46と中央スタッド48とに固定される。トラック62は、V筋交い付き水平トラスパネル20の水平力に関する構造性能に寄与する。
【0025】
V筋交い付き水平トラスパネル20は、乾式壁、飾り棚、掴み棒等のようなアセンブリの構築に必要なその他の筋交い及び裏当てを含み得る。V筋交い付き水平トラスパネル20は、内部構造壁(界壁及び間仕切り壁)と外部構造壁とのいずれにも用いられる。V筋交い付き水平トラスパネル20/22は、窓及び壁面開口にも対応できるが、図面からわかるようにその空間は制限される。
【0026】
図3BのV筋交い付き水平トラスパネル22は、図3AのV筋交いの半分を形成するV筋交いスタッド54が互いに当接するリップ18を有する2つのスタッド64及び66に置き換えられることと、図3AのV筋交いの残りの半分を形成するV筋交いスタッド56が互いに当接してもしなくてもよい2つのスタッド68及び70に置き換えられることを除いて、図3AのV筋交い付き水平トラスパネル20と同じ構造を有する。このように、スタッド64、66、68、及び70は、図3BのV筋交い付き水平トラスパネル22の二重V筋交いを形成することにより、極めて高い強度をもたらす。
【0027】
図4Aに示すように、開口水平トラスパネル24は、上側トラック80と下側トラック82とを有する。上側トラック80の内側には、ボルト又は螺等の締結具34により開口水平トラスパネル24の側部の側部スタッド88及び90に固定される背中合わせの(ウェブ同士を合わせた)トラック84及び86(二重水平筋交いと称する)によって構成される、連続水平筋交いがある。上側トラック80及び下側トラック82は、締結具34により側部スタッド88及び90にも固定される。トラック84及び86により形成される連続水平筋交いと上側トラック80との間の部分には、スタッドで作製される垂直方向の斜めウェブ材92が含まれる。図4Aの、この筋交いを有する部分は、開口水平トラスパネル24の構造トラス94として機能すると共に、開口水平トラスパネル24に加わる力を支持し、且つ開口水平トラスパネル24の各々の側部スタッド88及び90に取り付けられる後述の構造柱に伝達する。
【0028】
開口水平トラスパネル24は更に、締結具34により上側トラック80及び下側トラック82とトラック84及び86とに固定される2つの内側スタッド96及び98と中央スタッド100とを有する。側部スタッド88及び90は、トラック84及び86のウェブ14及びリップ18の端部の末端切欠部50を貫通し、スタッド88及び90のフランジ16がトラック80、82、84、及び86の端部においてフランジ16に当接するようになっている。これらの末端切欠部50を、図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。同様に、内側スタッド96及び98と中央スタッド100とは、トラック84及び86のウェブ14及びリップ18の内部切欠部52を貫通し、スタッド96、及び98と中央スタッド100とのフランジ16がトラック80、82、84、及び86のフランジ16に当接するようになっている。これらの内部切欠部52も、図2に示す。締結具34は、これらの当接部分に配置される。例えば、5つの垂直スタッド88、90、96、98、及び100は、心々で24インチ離間してよい。内側スタッド96及び98と中央スタッド100とがトラック84及び86を貫通する点は、ヒンジ接合部である(即ち、単一の締結具により回動可能となっている)。開口水平トラスパネル24のスタッドは、乾式壁、導管、配線、配管アセンブリ等を支持する役割も果たす。
【0029】
開口水平トラスパネル24は、横方向の筋交いを行うトラック102も含む。トラック102は、例えばトラック82と86の中間に配置される。水平筋交いトラック102は、側部スタッド88及び90が貫通する末端切欠部50を含むと共に、内側スタッド96及び98と中央スタッド100とが貫通する3つの内部切欠部52を有し、且つ締結具34により側部スタッド88及び90と、内側スタッド44及び46と、中央スタッド48とに固定される。スタッド88、90、96、98、及び100のフランジ16は、トラック102のフランジ16に当接する。これらの当接部分には、締結具34が取り付けられる。開口水平トラスパネル24は、垂直方向の局所力に対処できるように構成される。
【0030】
開口水平トラスパネル24は、窓、扉、及び壁面開口に対応できるように設計される。開口水平トラスパネル24は、例えば20フィート以下の幅であってもよい。図4B及び4Cに、窓、扉、及び壁面開口用の1つ以上の開口部を有する開口水平トラスパネルを示す。図4Bには、MEPアセンブリを貫通させることができる一般的な敷設用開口部104を示す。これらの敷設穴104は、V筋交い付き水平トラスパネル20及び22にも形成可能である。図4Cは、扉用の開口部を有する幾つかの開口水平トラスパネルの図である。
【0031】
開口水平トラスパネル24は、窓、扉、壁面開口、乾式壁、飾り棚、掴み棒等のような、アセンブリの構築に必要なその他の筋交い及び裏当てを含み得る。開口水平トラスパネル24は、内部構造壁(界壁及び間仕切り壁)と外部構造壁とのいずれにも用いられる。
【0032】
上述の水平トラスパネルは、建物の床から天井部分まで対応でき、また、図5に示すトラス106等のトラスの取り付けに対応できるだけの十分な高さを有する。トラス106は、トラス取付け部分42に取り付けられ、斜めウェブ材112を締結具34により上側及び下側スタッド108及び110に取り付けるようにして、スタッドで作製される斜めウェブ材112により、相互接続される上側スタッド108と下側スタッド110とを含む。トラス106は、トラス/スタッドハンガ116と締結具34とを用いることにより、水平トラスパネル114のトラス取付け部分42に取り付けられる。水平トラスパネル114は、V筋交い付き水平トラスパネル20/22として示されているが、水平トラスパネル114は、本明細書に記載のいずれの水平トラスパネルであってもよい。トラス/スタッドハンガ116については、図11に関連して以下に更に詳述する。
【0033】
トラスハンガ116は、18〜14ゲージの冷間圧延鋼等の材料から形成可能である。
【0034】
トラス106を、図10にも示す。UTCSに用いるトラスは、スタッド10で作製されている。これらのトラスは、上側スタッド108及び下側スタッド110と、内側斜めウェブ材112とを有する。トラス106は、自身の上側及び下側弦材108及び110を接続する側部又は端部ウェブ材を有さない。トラス106は、18〜14ゲージ鋼等の軽量鋼から形成可能である。トラス106のゲージ及び長さは、用途と床梁間の幅に応じて異なる。
【0035】
図6に、上板134が構造柱132の頂部を覆い、下板136が構造柱の底部を覆うように構造柱132の頂部と底部とに溶接される、上板134と下板136とを有する構造柱132を含む構造柱アセンブリ130を示す。構造柱132は、例えば4つの面を有するものであってもよく、中空であってもよく、且つ建物の高さ及び建築法規上の要件に応じて壁厚さを変えることができる。上板134と下板136とは、図6では、横方向に線状に示されており、2つの壁が共通の線状水平軸を共有するように横並びに接合される場合に用いられる。しかし、上板134と下板136とは、2つの壁が隅で接合されて2つの壁の水平軸が互いに垂直な場合には「L」形の板であってもよい。
【0036】
1本以上のボルト138が上板134に適切に(溶接又は鋳造等により)取り付けられる。ボルト138は、上板134から離れる方向に直角に延在する。下板136の各端部は、自身を貫通する穴140を有する。したがって、第2の構造柱132の上板134のボルト138が第1の構造柱132の下板136の穴140を貫通するように、第1の構造柱132を第2の構造柱の上に垂直に積み重ねることができる。その後、ナットを第2の構造柱132の上板のボルト138に取り付けて締めることで、第1及び第2の構造柱132を垂直方向に互いに締結できる。
【0037】
上及び下板134及び136は、水平トラスパネル20/22/24に用いられるトラック12よりも若干幅広であって、建物の高さ及び建築法規上の要件によって厚さが異なる。ボルト138及び穴140により得られる通しボルト締めによって、構造柱132を互いに垂直方向に接続し、構造柱132を建物内のその他のアセンブリ(屋根、基礎、車庫等)と接続できる。
【0038】
構造柱132は、スタッド10のスタッド部分142によって水平トラスパネル20/22/24に接続される。スタッド部分142は、構造柱132の頂部及び底部に溶接されるか又は別の方法で適切に締結される。スタッド部分144は、自身のウェブ14が外方に向くように、構造柱130の略中間に溶接又は適切な締結具により締結される。このスタッド部分144は、「間隔維持(hold−off)部」となって、水平トラスパネルのスタッド36、38、88、及び90の撓みを防ぐ。154のような一体化板をこの位置に用いても、用いなくてもよい。
【0039】
構造柱132の材料は、例えば冷間圧延鋼である。構造柱132は、中空であってもよく、用途及び建築法規に応じて異なる壁厚さを有するものでよい。板134及び136とトラスハンガ144及び146との材料は、例えば18〜14ゲージの冷間圧延鋼である。
【0040】
図7及び8に、水平トラスパネル20、22、及び24等の水平トラスパネルを構造柱アセンブリ130に取り付ける態様を示す。一体化された水平トラスパネルは、以下に更に詳述するトラス106取付け用スタッド挿入突起部を有する4つのトラスハンガ一体化板150と2つの扁平な一体化板154とを用いて構造柱アセンブリ130を水平トラスパネル20/22/24に取り付けると創出され、これらの一体化板は全て、締結具34により水平トラスパネル20/22/24の側部スタッド36及び38とスタッド部分142とに取り付けられる。図7に示すスタッド部分144は、スタッド36及び38を「間隔維持(hold−off)」するように作用するので、これらのスタッドが側部スタッド36及び38と構造柱132との間の空間を通って撓むことがなくなる。154等の一体化板をこの位置に用いても、用いなくてもよい。
【0041】
UTCS構造では、構造柱アセンブリ130を用いて或る個数(壁長さによる)の水平トラスパネルを互いに取り付けることによって、或る区画又は長さの壁を組み立てる。開口水平トラスパネル24は、窓、扉、及び壁面開口のような大き目の開口がある建物内の壁区画として用いられる。V筋交い付き水平トラスパネル22/22を、概ね残りの構造部分全体にわたって壁区画として用いて、構造を密に水平支持するようになっている。図9に、UTCS壁外郭線において開口及びV筋交い付き水平トラスパネル24及び20/22を有する水平トラスパネル壁外郭線を示す。
【0042】
上述のように、トラス106は、内側スタッド44及び46と中央スタッド48とに配置されるトラス/スタッドハンガ116と締結具34とによって水平トラスパネル20/22/24に取り付けられる。トラス/スタッドハンガ116は、図11に示されており、図5に示すようにトラス106の上側スタッド108内に受容されると共に、そして図5及び8に示すように180度転位させるとトラス106の下側スタッド110内に受容される、スタッド挿入突起部152を含む。トラス/スタッドハンガ116は更に、トラス/スタッドハンガを上側トラック26に締結すると共に、転位させて水平トラスパネルの水平筋交い30及び32に締結するために用いられる、L形フランジ172を含む。
【0043】
トラス106と水平トラスパネル20/22/24との接続は、トラス106の上側スタッド108の端部を挿入突起部152内に挿入すると共に締結具34により締結し且つ締結具34によりL形フランジ172を上側トラック26のウェブ14とフランジ16とに接続すること、並びに、締結具34によりトラスハンガ116の突起部タブ176をスタッド108の上側フランジ16に接続することにより行われる。トラス106の下側スタッド110の接続は、トラス/スタッドハンガ116を180度転位させて、トラス106の下側スタッド110の端部を挿入突起部152内に挿入すると共に締結具34により締結し且つ締結具34によりL形フランジ172をトラック30及び32のウェブ14に接続すること、並びに、締結具34により突起部タブ176をスタッド110の下側フランジ16に接続することにより行われる。
【0044】
トラス106は、一体化板150上の挿入突起部152によって、各々の構造柱132にも取り付けられる。トラス106の上側スタッド108の端部は、一体化板150の挿入突起部152に被さるように挿入され、スタッド108のウェブ14に締結具34を用いて締結される。突起部タブ176は締結具によりスタッド108の上側フランジ16に締結される。トラス106の下側スタッド110の接続は、180度回転させた一体化板150の挿入突起部152に被さるようにスタッド110の端部を挿入することによって行われる。締結具34を用いて、挿入突起部152がスタッド110のウェブ14に接続される。突起部タブ176は、締結具によってスタッド110の下側フランジ16に取り付けられる。
【0045】
図13に、水平トラスパネル20/22/24に接続されたトラス106を示す。
【0046】
図14に、水平トラスパネル20/22/24に接続されて、水平トラスパネル20/22/24がトラス106と組み合わさって壁外郭線を創出するUTCS開口梁間アセンブリを形成するトラス106を示す。トラス106は床及び天井アセンブリを支持する。
【0047】
このようにトラス106を水平トラスパネルに取り付けることにより、トラス106を水平トラスパネル20/22/24と合体し、壁アセンブリが床上に着座する場所又は天井アセンブリが壁の最上部に着座する場所に位置する「ヒンジポイント」を解消できる。この接続により、トラス106と水平トラスパネル20/22/24とを一体化させて、実質的に壁及び床システム全体を一緒に「トラス」として機能させることが可能になる。この構成により、床、天井、及び水平トラスパネル20/22/24に加わる力が、これらが取り付けられている構造柱アセンブリ130に伝達し易くなる。したがって、垂直力及び水平力が垂直方向に水平トラスパネルから水平トラスパネルへと伝達されなくなる。建物に床下地と乾式壁とを取り入れる場合は、このシステム全体が「ダイヤフラム」として機能する。
【0048】
図15に、UTCS構造の複数階のアセンブリとして形成されたUTCS建物部分を示す。UTCS建物又は構造において、水平トラスパネル20/22/24は、1つの階の構造柱アセンブリ130がその下の階の構造柱アセンブリ130等から基礎に至るまで、垂直方向に整列するように配置される。
【0049】
図16は、こうした構造柱アセンブリの整合を示す図である。図16には、UTCS構造の構造柱アセンブリ130の密度も示す。
【0050】
図17に、このアセンブリの階間連結部の立体図と平面図とを示す。水平トラスパネル20/22/24では、「耐力壁」及び鋼とコンクリートとの構造で本来ならよくある相互の接触又は担持が起こらないことがわかる。UTCS構造の1つの階の水平トラスパネルは、その上の階の荷重を担わない。その代わりに、この荷重は構造柱アセンブリ130に伝達され、構造柱アセンブリ130がこれを担う。構造の各「階」又は層によって、自身の垂直方向の活荷重及び死荷重の力が減少して、これが構造柱アセンブリ130に伝達され、これらの力が減少し、垂直方向に建物の基礎に伝達される。
【0051】
V筋交い付き水平トラスパネル20/22によって、建物に作用する水平力が減少し、構造の非常に多数の構造柱アセンブリ130に伝達される。この力の伝達を図18に示す。図18の部分拡大図からもわかるように、パネルが互いに垂直方向に担持し合わず、力(矢印)が垂直方向にパネルからパネルへと伝達されない。寧ろ、垂直力及び水平力は、横方向に構造柱アセンブリ130に伝達される。この種の荷重伝達は、本システムの独自の設計と組立によって容易になる。水平トラスパネル20/22/24とトラス106との両方が、一体化トラスシステムとして機能する。
【0052】
UTCSでは20フィート〜2フィートの多様な幅の水平トラスパネルを用いることができ、最も一般的なものは8フィート及び4フィートの寸法のV筋交い付き水平トラスパネル20/22である。これらのパネルにより、構造内の構造柱アセンブリ130が大幅に増える。各開口水平トラスパネル24は、自身に取り付けられる構造柱アセンブリ130に近接する垂直方向の局所力のみを支持し軽減するように機能する。V筋交い付き水平トラスパネル20/22は、構造に作用する垂直方向の局所力だけではなく水平力も支持するように機能する。水平トラスパネル20/22/24が垂直力及び水平力を伝達する独自の態様と、システム内の構造柱アセンブリ130が非常に多数であることにより、階毎にパネルの形態を異ならせる必要はない。トラック12、スタッド10、及びV筋交いの幅及びゲージのみが、建物の高さ及び建築法規上の要件に応じて異なる。
【0053】
UTCS建物内の空間を分割する内部非構造仕切り壁は、軽量鋼(一般に24〜28ゲージ)から作製され、I種(Type I)及びII種(Type II)の鉄骨造において一般的である。
【0054】
UTCSは、建物に加わる垂直力及び水平力に対処する上で極めて効率的である。UTCSを用いると、耐力壁構造又は重量構造コアを構築する必要がなくなり、従来の建築工法よりもコストを大幅に削減できる。UTCSでは、建物の構造を限られた個数の事前組立パネルで組み立てるので、時間も節約できる。このことも更に、建物構造の構築コストを劇的に削減する。
【0055】
UTCSは独自且つ革新的である。スラブ、立体駐車場、小売店舗、及び商業ビルを含む、ほぼあらゆる基礎システム上に、これを建設できる。UTCSは、組立をシステム化した、パネル工法を基本とする骨組技術を用いている。UTCSは、パネル建築技術と革新的な工学技術とを用いて、建物の設計、材料、及び建設のコストを大幅に削減する。UTCSの科学技術及び工学技術は、1層及び多層建築を組み立てる新規な構造システム及び方法である。
【0056】
以上、本発明の一部の改変について論じた。例えば、本発明は、コンクリート及び/又は構造用鉄骨と、大型鋼材嵌め込み筋交いと、大型鋼材及び/又はコンクリートパネルに依存することなく、建物の建設及び組立を行うにあたり特に有用であるが、コンクリート及び/又は構造用鉄骨と、大型鋼材嵌め込み筋交いと、大型鋼材及び/又はコンクリートパネルを有する建物にも、適用可能である。当業者には、その他の改変も想到されよう。したがって、本発明の記述は、あくまでも例証であって、当業者に本発明を実施するための最良の形態を教示することを目的とするものと解釈されるべきである。本発明の精神から逸脱することなく細部を変更することが実質的に可能であり、添付の特許請求の範囲に含まれる全ての改変の排他的使用権が保たれる。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
上側コネクタと下側コネクタとを有する第1の構造柱と、
上側コネクタと下側コネクタとを有する第2の構造柱であって、前記第1及び第2の構造柱が直接接続され且つ垂直方向に整合するように、前記第1の構造柱の前記上側コネクタが第2の構造柱の前記下側コネクタに直接接続される、第2の構造柱と、
前記第1の構造柱に取り付けられる第1の構造トラスパネルと、
前記第2の構造柱に取り付けられる第2の構造トラスパネルであって、前記第1及び第2の構造トラスパネルによって、前記第1及び第2の構造トラスパネルに加わる垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、横方向に前記第1及び第2の構造柱に伝達した後に垂直方向に前記第1及び第2の構造柱を通るようになっており、前記第1及び第2のトラスパネルの間、並びに前記第1及び第2のトラスパネルと前記第1及び第2のトラスパネルに接続されるあらゆる床との間に隙間が存在することにより、荷重が前記第1及び第2のトラスパネル間で伝達しないようになっている、第2の構造トラスパネルと、
を含む、建物区画。
【請求項2】
前記第1及び第2の構造柱各々の前記下側コネクタが、該下側コネクタを貫通する少なくとも1つの穴を有する下側コネクタ板を含み、前記第1及び第2の構造柱各々の前記上側コネクタが、該上側コネクタから上方に突出する少なくとも1つのボルト又は螺を有する上側コネクタ板を含み、前記第2の構造柱の前記下側コネクタ板の穴が、前記第1の構造柱の前記上側コネクタ板の前記ボルト又は螺を受容することで、前記第1及び第2の構造柱が垂直方向に互いに直接締結される、請求項1の建物区画。
【請求項3】
第1及び第2のスタッド部分と第1及び第2の取付板とを更に含み、前記第1のスタッド部分が前記第1の構造柱に取り付けられ、前記第2のスタッド部分が前記第2の構造柱に取り付けられ、前記第1の取付板が前記第1の構造トラスパネルの側部を前記第1のスタッド部分に締結することにより、前記第1の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが前記第1のスタッド部分を介して前記第1の構造柱に伝達し易くなり、前記第2の取付板が前記第2の構造トラスパネルの側部を前記第2のスタッド部分に締結することにより、前記第2の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが前記第2のスタッド部分を介して前記第2の構造柱に伝達し易くなる、請求項2の建物区画。
【請求項4】
前記第1及び第2のスタッド部分が各々、ウェブと、第1及び第2のフランジと、第1及び第2のリップとを含み、前記第1及び第2のフランジが、前記ウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のリップが、前記第1及び第2のリップが前記ウェブと平行になるように前記第1及び第2のフランジの端部から内方に延在する、請求項3の建物区画。
【請求項5】
前記第1の構造柱に取り付けられる第3の構造トラスパネルと、
前記第2の構造柱に取り付けられる第4の構造トラスパネルであって、前記第3及び第4の構造トラスパネルが垂直方向に整合し、前記第3及び第4の構造トラスパネル間に隙間が存在することにより、垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、前記第3及び第4の構造トラスパネル間で垂直方向に伝達されるのではなく、横方向に前記第3及び第4の構造トラスパネルを介して前記第1及び第2の構造柱に伝達された後に垂直方向に伝達される第4の構造トラスパネルと、
第3及び第4のスタッド部分であって、該第3のスタッド部分が前記第1の構造柱に取り付けられ、該第4のスタッド部分が前記第2の構造柱に取り付けられ、前記第1の取付板が前記第3の構造トラスパネルの側部を前記第1のスタッド部分に締結することにより、前記第3の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが該第3のスタッド部分を介して前記第1の構造柱に伝達し易くなり、前記第2の取付板が前記第4の構造トラスパネルの側部を前記第2のスタッド部分に締結することにより、前記第4の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが第4のスタッド部分を介して前記第2の構造柱に伝達し易くなる、第3及び第4のスタッド部分と、
を更に含む、請求項3の建物区画。
【請求項6】
第1及び第2の構造トラスパネルは、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの鋼からロール成形される骨組部材を含む、請求項1の建物区画。
【請求項7】
建物において垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とを横方向に構造柱に伝達するように構成される一体的構造トラスパネルであって、
第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材と、
第1及び第2の垂直細長部材であって、前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材に締結されることにより、前記第1及び第4の水平細長部材がそれぞれ該構造トラスパネルの頂部と底部とを形成し、該第1及び第2の垂直細長部材が該構造トラスパネルのそれぞれの側部を形成し、前記第1、第2、及び第3の水平細長部材が、床及び/又は天井トラスに取り付けられる一体的ウェブトラスを形成し、前記第2及び第3の水平細長部材が、該第1及び第2の垂直細長部材各々に接続されて該構造トラスパネルの側部を形成する第1及び第2の垂直細長部材間で連続的に架かる連続二重水平筋交いを形成する、第1及び第2の垂直細長部材と、
前記第1及び第2の垂直細長部材と前記第1及び第2の水平細長部材との間に締結されることにより、該構造トラスパネル内に一体的ウェブトラスを創出する斜めウェブ材であって、前記一体的ウェブトラスを伝達梁として機能させ、該構造トラスパネルに加わる垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とを前記構造柱に横方向に伝達させ易くする、斜めウェブ材と、
を含む、一体的構造トラスパネル。
【請求項8】
前記第1、第2、第3、及び第4の細長部材が、対応する第1、第2、第3、及び第4のトラックを含み、前記第1、第2、第3、及び第4のトラックが各々、トラックウェブと第1及び第2のトラックフランジと第1及び第2のトラックリップとを含み、前記第1及び第2のトラックフランジが、前記トラックウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のトラックリップが、前記第1及び第2のトラックリップが前記トラックウェブと平行になるように前記第1及び第2のトラックフランジの端部から内方に延在し、
更に、前記第1及び第2の垂直細長部材が、対応する第1及び第2のスタッドを含み、前記第1及び第2のスタッドが各々、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジは、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップは、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在し、前記トラックウェブが、前記第1及び第2のスタッドを前記第1、第2、第3、及び第4のトラック内に嵌合させることができるように前記スタッドウェブよりも幅広である、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項9】
前記第1、第2、第3、及び第4のトラックの各々と前記第1及び第2のスタッドの各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項8の一体的構造トラスパネル。
【請求項10】
前記第1、第2、第3及び、第4の水平細長部材に締結される第3、第4、及び第5の垂直細長部材であって、該第4の垂直細長部材が実質的に前記第1及び第2の垂直細長部材の間の中央に配置され、該第3の垂直細長部材が前記第1及び第4の垂直細長部材間に配置され、該第5の垂直細長部材が前記第4及び第2の垂直細長部材間に配置される、第3、第4、及び第5の垂直細長部材を更に含む、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項11】
前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材が、対応する第1、第2、第3、及び第4のトラックを含み、前記第1、第2、第3、及び第4のトラックの各々が、トラックウェブと第1及び第2のトラックフランジと第1及び第2のトラックリップとを含み、前記第1及び第2のトラックフランジが、前記トラックウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のトラックリップが前記トラックウェブと平行になるように、前記第1及び第2のトラックリップが前記第1及び第2のトラックフランジの端部から内方に延在し、
更に、前記第1、第2、第3、第4、及び第5の垂直細長部材が、対応する第1、第2、第3、第4及び第5のスタッドを含み、前記第1、第2、第3、第4、及び第5のスタッドの各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在し、前記トラックウェブが、前記第1、第2、第3、第4、及び第5のスタッドを前記第1、第2、第3及び第4のトラック内に嵌合させることができるように前記スタッドウェブよりも幅広である、請求項10の一体的構造トラスパネル。
【請求項12】
前記第1、第2、第3、及び第4のトラックの各々と前記第1、第2、第3、第4及び第5のスタッドの各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項11の一体的構造トラスパネル。
【請求項13】
前記第1及び第3の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第1の筋交い部材と、
前記第2及び第5の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第2の筋交い部材であって、前記第1及び第2の筋交い部材が、V筋交い付き構造パネルに加わる横方向の荷重を横方向に前記構造柱に伝達するように設計される、該構造トラスパネルの一体的V筋交いを形成する、第2の筋交い部材と、
を更に含む、請求項10の一体的構造トラスパネル。
【請求項14】
前記第3及び第5の垂直細長部材間で前記第3、第4、及び第5の垂直細長部材に締結される、第3の筋交い部材を更に含む、請求項13の一体的構造トラスパネル。
【請求項15】
前記第1の水平細長部材に締結される第1のトラスハンガであって、前記連続二重水平筋交いと前記第1の水平細長部材との間で、該一体的構造トラスパネルの側部で天井又は床トラスに締結されるように構成される、第1のトラスハンガと、
前記第3及び第2の水平細長部材の少なくとも一方に締結される第2のトラスハンガであって、前記連続二重水平筋交いと前記第1の水平細長部材との間で、該一体的構造トラスパネルの側部で天井又は床トラスに締結されるように構成される第2のトラスハンガを更に含む、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項16】
前記天井又は床トラスは、
前記第1のトラスハンガに締結される第1の水平トラス部材と、
前記第2のトラスハンガに締結される第2の水平トラス部材と、
前記第1及び水平トラス部材に締結される複数の斜め部材と、
を含む、請求項15の一体的構造トラスパネル。
【請求項17】
前記第1及び第2の水平細長部材と前記斜め部材との各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを有するスタッドを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項16の一体的構造トラスパネル。
【請求項18】
前記第1、第2、第3、及び第4の各々の水平細長部材と前記第1及び第2の垂直細長部材の各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項19】
第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材と、
前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材に締結される第1及び第2の垂直細長部材であって、前記第1及び第4の水平細長部材が、それぞれ該構造パネルの頂部と底部とを形成し、該第1及び第2の垂直細長部材が該パネルのそれぞれの側部を形成し、前記第2及び第3の水平細長部材が、第1及び第2の垂直細長部材の各々に接続されると共に該構造パネルの側部を形成する該第1及び第2の垂直細長部材間に架かる連続二重水平筋交いを形成する、第1及び第2の垂直細長部材と、
を含み、
前記水平及び垂直細長部材の少なくとも1つがスタッドを含み、前記水平及び垂直細長部材の少なくともまた別の1つがトラックを含み、前記トラックがトラックウェブと第1及び第2のトラックフランジとを含み、前記第1及び第2のトラックフランジが前記トラックウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記スタッドがスタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記トラックウェブが、前記スタッドを前記トラック内に嵌合させることができるように、前記スタッドウェブよりも幅広である、建築用構造パネル。
【請求項20】
前記トラックは更に、第1及び第2のトラックリップを含み、前記第1及び第2のトラックリップは、前記第1及び第2のトラックリップが前記トラックウェブと平行になるように前記第1及び第2のトラックフランジの端部から内方に延在し、前記スタッドが更に、第1及び第2のスタッドリップを含み、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項19の構造パネル。
【請求項21】
前記トラック及び前記スタッドの各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項19の構造パネル。
【請求項22】
前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材に締結される、第3、第4、及び第5の垂直細長部材であって、該第4の垂直細長部材が前記第1及び第2の垂直細長部材の間の実質的に中央に位置し、該第3の垂直細長部材が前記第1及び第4の垂直細長部材間に位置し、該第5の垂直細長部材が該第4及び前記第2の垂直細長部材間に位置する、第3、第4、及び第5の垂直細長部材を更に含む、請求項19の構造パネル。
【請求項23】
第1及び第3の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第1の筋交い部材と、
第2及び第5の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第2の筋交い部材であって、前記第1及び第2の筋交い部材が、V筋交い付き構造パネルに加わる横方向の荷重を構造柱に伝達するように設計される該構造パネルの一体的V筋交いを形成する、第2の筋交い部材と、
を更に含む、請求項22の構造パネル。
【請求項24】
前記第3及び第5の垂直細長部材間で、前記第3、第4、及び第5の垂直細長部材に締結される第3の筋交い部材を更に含む、請求項23の構造パネル。
【請求項25】
第1の構造トラスパネルを第1の構造柱に締結するステップと、
第2の構造柱を前記第1の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第2の構造トラスパネルが垂直方向に前記第1の構造トラスパネルの上方に位置するように、且つ、前記第1及び第2の構造トラスパネル間に隙間が存在するように、且つ、垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、構造トラスパネルから構造トラスパネルへと垂直方向に伝達されるのではなく、横方向に前記第1及び第2の構造柱に伝達した後に垂直方向に前記第1及び第2の柱間で伝達するように、前記第2の構造トラスパネルを前記第2の構造柱に締結するステップと、
を含む建物の建設方法。
【請求項26】
第3の構造トラスパネルを前記第1の構造柱に締結するステップと、
第4の構造トラスパネルが垂直方向に前記第3の構造トラスパネルの上方に位置するように、且つ、前記第3及び第4の構造トラスパネル間に隙間が存在するように、且つ、前記第3及び第4の構造トラスパネルに加わる垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、構造トラスパネルから構造トラスパネルに伝達するのではなく、横方向に前記第3及び第4の構造トラスパネルを介して前記第1及び第2の構造柱に伝達するように、前記第4の構造トラスパネルを前記第2の構造柱に締結するステップと、
を更に含む、請求項25の方法。
【請求項27】
第1の床及び/又は天井トラスが、少なくとも部分的に前記第1の構造トラスパネルにより画定される第1の空間の天井と少なくとも部分的に前記第2の構造トラスパネルにより画定される第2の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第1の床及び/又は天井トラスを前記第1の構造トラスパネルの一体的トラス部分に締結するステップと、
第2の床及び/又は天井トラスが前記第2の空間の天井と前記第2の空間の上方の第3の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第2の床及び/又は天井トラスを前記第2の構造トラスパネルの一体的トラス部分に締結するステップと、
を更に含む、請求項25の方法。
【請求項28】
第3の構造柱を前記第2の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第3の構造トラスパネルを前記第2の構造トラスパネルの上方で前記第3の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
第4の構造柱を前記第3の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第4の構造トラスパネルを前記第3の構造トラスパネルの上方で前記第4の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
第5の構造柱を前記第4の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第5の構造トラスパネルを前記第4の構造トラスパネルの上方で前記第5の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
第6の構造柱を前記第5の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第6の構造トラスパネルを前記第5の構造トラスパネルの上方で前記第6の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
を更に含み、
前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネル間に隙間があることにより、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネルに加わる垂直力及び水平力が、垂直方向に前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネル間で伝達されるのではなく、横方向に前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネルから前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造柱に伝達した後に垂直方向に下方へと伝達する、請求項25の方法。
【請求項29】
前記構造トラスパネルが全て、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成るスタッドで構成される、請求項28の方法。
【請求項30】
前記スタッドの各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項29の方法。
【請求項31】
少なくとも6層を有する建物の建設方法であって、
第1の一体化された構造トラスパネルを第2の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第1の一体化された構造トラスパネルが、第1の構造トラスパネルと第1の構造柱とを含み、前記第2の一体化された構造トラスパネルが、第2の構造トラスパネルと第2の構造柱とを含み、前記第1の一体化された構造トラスパネルが、前記第1及び第2の構造柱を互いに垂直方向に直接締結することにより、前記第2の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第3の一体化された構造トラスパネルを前記第2の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第3の一体化された構造トラスパネルが第3の構造トラスパネルと第3の構造柱とを含み、前記第3の一体化された構造トラスパネルが、前記第3の構造柱を前記第2の構造柱に垂直方向に直接締結することにより、前記第2の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第4の一体化された構造トラスパネルを前記第3の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第4の一体化された構造トラスパネルが第4の構造トラスパネルと第4の構造柱とを含み、前記第4の一体化された構造トラスパネルが、前記第4の構造柱を前記第3の構造柱に垂直方向に直接締結することにより前記第3の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第5の一体化された構造トラスパネルを前記第4の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第5の一体化された構造トラスパネルが、第5の構造トラスパネルと第5の構造柱とを含み、前記第5の一体化された構造トラスパネルが、前記第5の構造柱を前記第4の構造柱に垂直方向に直接締結することにより、前記第4の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第6の一体化された構造トラスパネルを前記第5の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第6の一体化された構造トラスパネルが第6の構造トラスパネルと第6の構造柱とを含み、前記第6の一体化された構造トラスパネルが、前記第6の構造柱を前記第5の構造柱に垂直方向に直接締結することにより、前記第5の一体化された構造トラスパネルに締結され、これにより、個別の前記構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、垂直方向にパネルからパネルへと伝達するのではなく、横方向に前記構造トラスパネルから前記構造柱へ伝達した後に垂直方向に構造柱から構造柱へと伝達するステップと、
を含む方法。
【請求項32】
第1の床及び/又は天井トラスが、少なくとも部分的に前記第1構造トラスパネルにより画定される第1の空間の天井と少なくとも部分的に前記第2の構造トラスパネルにより画定される第2の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第1の床及び/又は天井トラスを前記第1の構造トラスパネルに締結するステップと、
第2の床及び/又は天井トラスが、前記第2の空間の天井と前記第2の空間の上方の第3の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第2の床及び/又は天井トラスを前記第2の構造トラスパネルに締結するステップと、
第3の床及び/又は天井トラスが、前記第3の空間の天井と前記第3の空間の上方の第4の空間の床とを構成する部材を支持するように、第3の床及び/又は天井トラスを前記第3の構造トラスパネルに締結するステップと、
第4の床及び/又は天井トラスが前記第4の空間の天井と前記第4の空間の上方の第5の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第4の床及び/又は天井トラスを前記第4の構造トラスパネルに締結するステップと、
第5の床及び/又は天井トラスが、前記第5の空間の天井と前記第5の空間の上方の第6の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第5の床及び/又は天井トラスを前記第5の構造トラスパネルに締結するステップと、
第6の床及び/又は天井トラスが、前記第6の空間の天井を構成する部材を支持するように、前記第6の床及び/又は天井トラスを前記第6の構造トラスパネルに締結するステップと、
を更に含む、請求項31の方法。
【請求項33】
前記構造トラスパネルが全て、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成るスタッドで構成される、請求項31の方法。
【請求項34】
前記スタッドの各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項33の方法。
【請求項1】
上側コネクタと下側コネクタとを有する第1の構造柱と、
上側コネクタと下側コネクタとを有する第2の構造柱であって、前記第1及び第2の構造柱が直接接続され且つ垂直方向に整合するように、前記第1の構造柱の前記上側コネクタが第2の構造柱の前記下側コネクタに直接接続される、第2の構造柱と、
前記第1の構造柱に取り付けられる第1の構造トラスパネルと、
前記第2の構造柱に取り付けられる第2の構造トラスパネルであって、前記第1及び第2の構造トラスパネルによって、前記第1及び第2の構造トラスパネルに加わる垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、横方向に前記第1及び第2の構造柱に伝達した後に垂直方向に前記第1及び第2の構造柱を通るようになっており、前記第1及び第2のトラスパネルの間、並びに前記第1及び第2のトラスパネルと前記第1及び第2のトラスパネルに接続されるあらゆる床との間に隙間が存在することにより、荷重が前記第1及び第2のトラスパネル間で伝達しないようになっている、第2の構造トラスパネルと、
を含む、建物区画。
【請求項2】
前記第1及び第2の構造柱各々の前記下側コネクタが、該下側コネクタを貫通する少なくとも1つの穴を有する下側コネクタ板を含み、前記第1及び第2の構造柱各々の前記上側コネクタが、該上側コネクタから上方に突出する少なくとも1つのボルト又は螺を有する上側コネクタ板を含み、前記第2の構造柱の前記下側コネクタ板の穴が、前記第1の構造柱の前記上側コネクタ板の前記ボルト又は螺を受容することで、前記第1及び第2の構造柱が垂直方向に互いに直接締結される、請求項1の建物区画。
【請求項3】
第1及び第2のスタッド部分と第1及び第2の取付板とを更に含み、前記第1のスタッド部分が前記第1の構造柱に取り付けられ、前記第2のスタッド部分が前記第2の構造柱に取り付けられ、前記第1の取付板が前記第1の構造トラスパネルの側部を前記第1のスタッド部分に締結することにより、前記第1の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが前記第1のスタッド部分を介して前記第1の構造柱に伝達し易くなり、前記第2の取付板が前記第2の構造トラスパネルの側部を前記第2のスタッド部分に締結することにより、前記第2の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが前記第2のスタッド部分を介して前記第2の構造柱に伝達し易くなる、請求項2の建物区画。
【請求項4】
前記第1及び第2のスタッド部分が各々、ウェブと、第1及び第2のフランジと、第1及び第2のリップとを含み、前記第1及び第2のフランジが、前記ウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のリップが、前記第1及び第2のリップが前記ウェブと平行になるように前記第1及び第2のフランジの端部から内方に延在する、請求項3の建物区画。
【請求項5】
前記第1の構造柱に取り付けられる第3の構造トラスパネルと、
前記第2の構造柱に取り付けられる第4の構造トラスパネルであって、前記第3及び第4の構造トラスパネルが垂直方向に整合し、前記第3及び第4の構造トラスパネル間に隙間が存在することにより、垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、前記第3及び第4の構造トラスパネル間で垂直方向に伝達されるのではなく、横方向に前記第3及び第4の構造トラスパネルを介して前記第1及び第2の構造柱に伝達された後に垂直方向に伝達される第4の構造トラスパネルと、
第3及び第4のスタッド部分であって、該第3のスタッド部分が前記第1の構造柱に取り付けられ、該第4のスタッド部分が前記第2の構造柱に取り付けられ、前記第1の取付板が前記第3の構造トラスパネルの側部を前記第1のスタッド部分に締結することにより、前記第3の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが該第3のスタッド部分を介して前記第1の構造柱に伝達し易くなり、前記第2の取付板が前記第4の構造トラスパネルの側部を前記第2のスタッド部分に締結することにより、前記第4の構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが第4のスタッド部分を介して前記第2の構造柱に伝達し易くなる、第3及び第4のスタッド部分と、
を更に含む、請求項3の建物区画。
【請求項6】
第1及び第2の構造トラスパネルは、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの鋼からロール成形される骨組部材を含む、請求項1の建物区画。
【請求項7】
建物において垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とを横方向に構造柱に伝達するように構成される一体的構造トラスパネルであって、
第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材と、
第1及び第2の垂直細長部材であって、前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材に締結されることにより、前記第1及び第4の水平細長部材がそれぞれ該構造トラスパネルの頂部と底部とを形成し、該第1及び第2の垂直細長部材が該構造トラスパネルのそれぞれの側部を形成し、前記第1、第2、及び第3の水平細長部材が、床及び/又は天井トラスに取り付けられる一体的ウェブトラスを形成し、前記第2及び第3の水平細長部材が、該第1及び第2の垂直細長部材各々に接続されて該構造トラスパネルの側部を形成する第1及び第2の垂直細長部材間で連続的に架かる連続二重水平筋交いを形成する、第1及び第2の垂直細長部材と、
前記第1及び第2の垂直細長部材と前記第1及び第2の水平細長部材との間に締結されることにより、該構造トラスパネル内に一体的ウェブトラスを創出する斜めウェブ材であって、前記一体的ウェブトラスを伝達梁として機能させ、該構造トラスパネルに加わる垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とを前記構造柱に横方向に伝達させ易くする、斜めウェブ材と、
を含む、一体的構造トラスパネル。
【請求項8】
前記第1、第2、第3、及び第4の細長部材が、対応する第1、第2、第3、及び第4のトラックを含み、前記第1、第2、第3、及び第4のトラックが各々、トラックウェブと第1及び第2のトラックフランジと第1及び第2のトラックリップとを含み、前記第1及び第2のトラックフランジが、前記トラックウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のトラックリップが、前記第1及び第2のトラックリップが前記トラックウェブと平行になるように前記第1及び第2のトラックフランジの端部から内方に延在し、
更に、前記第1及び第2の垂直細長部材が、対応する第1及び第2のスタッドを含み、前記第1及び第2のスタッドが各々、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジは、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップは、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在し、前記トラックウェブが、前記第1及び第2のスタッドを前記第1、第2、第3、及び第4のトラック内に嵌合させることができるように前記スタッドウェブよりも幅広である、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項9】
前記第1、第2、第3、及び第4のトラックの各々と前記第1及び第2のスタッドの各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項8の一体的構造トラスパネル。
【請求項10】
前記第1、第2、第3及び、第4の水平細長部材に締結される第3、第4、及び第5の垂直細長部材であって、該第4の垂直細長部材が実質的に前記第1及び第2の垂直細長部材の間の中央に配置され、該第3の垂直細長部材が前記第1及び第4の垂直細長部材間に配置され、該第5の垂直細長部材が前記第4及び第2の垂直細長部材間に配置される、第3、第4、及び第5の垂直細長部材を更に含む、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項11】
前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材が、対応する第1、第2、第3、及び第4のトラックを含み、前記第1、第2、第3、及び第4のトラックの各々が、トラックウェブと第1及び第2のトラックフランジと第1及び第2のトラックリップとを含み、前記第1及び第2のトラックフランジが、前記トラックウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のトラックリップが前記トラックウェブと平行になるように、前記第1及び第2のトラックリップが前記第1及び第2のトラックフランジの端部から内方に延在し、
更に、前記第1、第2、第3、第4、及び第5の垂直細長部材が、対応する第1、第2、第3、第4及び第5のスタッドを含み、前記第1、第2、第3、第4、及び第5のスタッドの各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在し、前記トラックウェブが、前記第1、第2、第3、第4、及び第5のスタッドを前記第1、第2、第3及び第4のトラック内に嵌合させることができるように前記スタッドウェブよりも幅広である、請求項10の一体的構造トラスパネル。
【請求項12】
前記第1、第2、第3、及び第4のトラックの各々と前記第1、第2、第3、第4及び第5のスタッドの各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項11の一体的構造トラスパネル。
【請求項13】
前記第1及び第3の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第1の筋交い部材と、
前記第2及び第5の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第2の筋交い部材であって、前記第1及び第2の筋交い部材が、V筋交い付き構造パネルに加わる横方向の荷重を横方向に前記構造柱に伝達するように設計される、該構造トラスパネルの一体的V筋交いを形成する、第2の筋交い部材と、
を更に含む、請求項10の一体的構造トラスパネル。
【請求項14】
前記第3及び第5の垂直細長部材間で前記第3、第4、及び第5の垂直細長部材に締結される、第3の筋交い部材を更に含む、請求項13の一体的構造トラスパネル。
【請求項15】
前記第1の水平細長部材に締結される第1のトラスハンガであって、前記連続二重水平筋交いと前記第1の水平細長部材との間で、該一体的構造トラスパネルの側部で天井又は床トラスに締結されるように構成される、第1のトラスハンガと、
前記第3及び第2の水平細長部材の少なくとも一方に締結される第2のトラスハンガであって、前記連続二重水平筋交いと前記第1の水平細長部材との間で、該一体的構造トラスパネルの側部で天井又は床トラスに締結されるように構成される第2のトラスハンガを更に含む、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項16】
前記天井又は床トラスは、
前記第1のトラスハンガに締結される第1の水平トラス部材と、
前記第2のトラスハンガに締結される第2の水平トラス部材と、
前記第1及び水平トラス部材に締結される複数の斜め部材と、
を含む、請求項15の一体的構造トラスパネル。
【請求項17】
前記第1及び第2の水平細長部材と前記斜め部材との各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを有するスタッドを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項16の一体的構造トラスパネル。
【請求項18】
前記第1、第2、第3、及び第4の各々の水平細長部材と前記第1及び第2の垂直細長部材の各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項7の一体的構造トラスパネル。
【請求項19】
第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材と、
前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材に締結される第1及び第2の垂直細長部材であって、前記第1及び第4の水平細長部材が、それぞれ該構造パネルの頂部と底部とを形成し、該第1及び第2の垂直細長部材が該パネルのそれぞれの側部を形成し、前記第2及び第3の水平細長部材が、第1及び第2の垂直細長部材の各々に接続されると共に該構造パネルの側部を形成する該第1及び第2の垂直細長部材間に架かる連続二重水平筋交いを形成する、第1及び第2の垂直細長部材と、
を含み、
前記水平及び垂直細長部材の少なくとも1つがスタッドを含み、前記水平及び垂直細長部材の少なくともまた別の1つがトラックを含み、前記トラックがトラックウェブと第1及び第2のトラックフランジとを含み、前記第1及び第2のトラックフランジが前記トラックウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記スタッドがスタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記トラックウェブが、前記スタッドを前記トラック内に嵌合させることができるように、前記スタッドウェブよりも幅広である、建築用構造パネル。
【請求項20】
前記トラックは更に、第1及び第2のトラックリップを含み、前記第1及び第2のトラックリップは、前記第1及び第2のトラックリップが前記トラックウェブと平行になるように前記第1及び第2のトラックフランジの端部から内方に延在し、前記スタッドが更に、第1及び第2のスタッドリップを含み、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項19の構造パネル。
【請求項21】
前記トラック及び前記スタッドの各々が、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成る、請求項19の構造パネル。
【請求項22】
前記第1、第2、第3、及び第4の水平細長部材に締結される、第3、第4、及び第5の垂直細長部材であって、該第4の垂直細長部材が前記第1及び第2の垂直細長部材の間の実質的に中央に位置し、該第3の垂直細長部材が前記第1及び第4の垂直細長部材間に位置し、該第5の垂直細長部材が該第4及び前記第2の垂直細長部材間に位置する、第3、第4、及び第5の垂直細長部材を更に含む、請求項19の構造パネル。
【請求項23】
第1及び第3の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第1の筋交い部材と、
第2及び第5の垂直細長部材と前記第4の水平細長部材とに締結される第2の筋交い部材であって、前記第1及び第2の筋交い部材が、V筋交い付き構造パネルに加わる横方向の荷重を構造柱に伝達するように設計される該構造パネルの一体的V筋交いを形成する、第2の筋交い部材と、
を更に含む、請求項22の構造パネル。
【請求項24】
前記第3及び第5の垂直細長部材間で、前記第3、第4、及び第5の垂直細長部材に締結される第3の筋交い部材を更に含む、請求項23の構造パネル。
【請求項25】
第1の構造トラスパネルを第1の構造柱に締結するステップと、
第2の構造柱を前記第1の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第2の構造トラスパネルが垂直方向に前記第1の構造トラスパネルの上方に位置するように、且つ、前記第1及び第2の構造トラスパネル間に隙間が存在するように、且つ、垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、構造トラスパネルから構造トラスパネルへと垂直方向に伝達されるのではなく、横方向に前記第1及び第2の構造柱に伝達した後に垂直方向に前記第1及び第2の柱間で伝達するように、前記第2の構造トラスパネルを前記第2の構造柱に締結するステップと、
を含む建物の建設方法。
【請求項26】
第3の構造トラスパネルを前記第1の構造柱に締結するステップと、
第4の構造トラスパネルが垂直方向に前記第3の構造トラスパネルの上方に位置するように、且つ、前記第3及び第4の構造トラスパネル間に隙間が存在するように、且つ、前記第3及び第4の構造トラスパネルに加わる垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、構造トラスパネルから構造トラスパネルに伝達するのではなく、横方向に前記第3及び第4の構造トラスパネルを介して前記第1及び第2の構造柱に伝達するように、前記第4の構造トラスパネルを前記第2の構造柱に締結するステップと、
を更に含む、請求項25の方法。
【請求項27】
第1の床及び/又は天井トラスが、少なくとも部分的に前記第1の構造トラスパネルにより画定される第1の空間の天井と少なくとも部分的に前記第2の構造トラスパネルにより画定される第2の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第1の床及び/又は天井トラスを前記第1の構造トラスパネルの一体的トラス部分に締結するステップと、
第2の床及び/又は天井トラスが前記第2の空間の天井と前記第2の空間の上方の第3の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第2の床及び/又は天井トラスを前記第2の構造トラスパネルの一体的トラス部分に締結するステップと、
を更に含む、請求項25の方法。
【請求項28】
第3の構造柱を前記第2の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第3の構造トラスパネルを前記第2の構造トラスパネルの上方で前記第3の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
第4の構造柱を前記第3の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第4の構造トラスパネルを前記第3の構造トラスパネルの上方で前記第4の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
第5の構造柱を前記第4の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第5の構造トラスパネルを前記第4の構造トラスパネルの上方で前記第5の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
第6の構造柱を前記第5の構造柱に垂直方向に直接締結するステップと、
第6の構造トラスパネルを前記第5の構造トラスパネルの上方で前記第6の構造柱に垂直方向に締結するステップと、
を更に含み、
前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネル間に隙間があることにより、前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネルに加わる垂直力及び水平力が、垂直方向に前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネル間で伝達されるのではなく、横方向に前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造トラスパネルから前記第1、第2、第3、第4、第5、及び第6の構造柱に伝達した後に垂直方向に下方へと伝達する、請求項25の方法。
【請求項29】
前記構造トラスパネルが全て、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成るスタッドで構成される、請求項28の方法。
【請求項30】
前記スタッドの各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項29の方法。
【請求項31】
少なくとも6層を有する建物の建設方法であって、
第1の一体化された構造トラスパネルを第2の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第1の一体化された構造トラスパネルが、第1の構造トラスパネルと第1の構造柱とを含み、前記第2の一体化された構造トラスパネルが、第2の構造トラスパネルと第2の構造柱とを含み、前記第1の一体化された構造トラスパネルが、前記第1及び第2の構造柱を互いに垂直方向に直接締結することにより、前記第2の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第3の一体化された構造トラスパネルを前記第2の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第3の一体化された構造トラスパネルが第3の構造トラスパネルと第3の構造柱とを含み、前記第3の一体化された構造トラスパネルが、前記第3の構造柱を前記第2の構造柱に垂直方向に直接締結することにより、前記第2の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第4の一体化された構造トラスパネルを前記第3の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第4の一体化された構造トラスパネルが第4の構造トラスパネルと第4の構造柱とを含み、前記第4の一体化された構造トラスパネルが、前記第4の構造柱を前記第3の構造柱に垂直方向に直接締結することにより前記第3の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第5の一体化された構造トラスパネルを前記第4の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第5の一体化された構造トラスパネルが、第5の構造トラスパネルと第5の構造柱とを含み、前記第5の一体化された構造トラスパネルが、前記第5の構造柱を前記第4の構造柱に垂直方向に直接締結することにより、前記第4の一体化された構造トラスパネルに締結されるステップと、
第6の一体化された構造トラスパネルを前記第5の一体化された構造トラスパネルに締結するステップであって、前記第6の一体化された構造トラスパネルが第6の構造トラスパネルと第6の構造柱とを含み、前記第6の一体化された構造トラスパネルが、前記第6の構造柱を前記第5の構造柱に垂直方向に直接締結することにより、前記第5の一体化された構造トラスパネルに締結され、これにより、個別の前記構造トラスパネルに作用する垂直方向の活荷重及び死荷重と横方向の荷重とが、垂直方向にパネルからパネルへと伝達するのではなく、横方向に前記構造トラスパネルから前記構造柱へ伝達した後に垂直方向に構造柱から構造柱へと伝達するステップと、
を含む方法。
【請求項32】
第1の床及び/又は天井トラスが、少なくとも部分的に前記第1構造トラスパネルにより画定される第1の空間の天井と少なくとも部分的に前記第2の構造トラスパネルにより画定される第2の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第1の床及び/又は天井トラスを前記第1の構造トラスパネルに締結するステップと、
第2の床及び/又は天井トラスが、前記第2の空間の天井と前記第2の空間の上方の第3の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第2の床及び/又は天井トラスを前記第2の構造トラスパネルに締結するステップと、
第3の床及び/又は天井トラスが、前記第3の空間の天井と前記第3の空間の上方の第4の空間の床とを構成する部材を支持するように、第3の床及び/又は天井トラスを前記第3の構造トラスパネルに締結するステップと、
第4の床及び/又は天井トラスが前記第4の空間の天井と前記第4の空間の上方の第5の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第4の床及び/又は天井トラスを前記第4の構造トラスパネルに締結するステップと、
第5の床及び/又は天井トラスが、前記第5の空間の天井と前記第5の空間の上方の第6の空間の床とを構成する部材を支持するように、前記第5の床及び/又は天井トラスを前記第5の構造トラスパネルに締結するステップと、
第6の床及び/又は天井トラスが、前記第6の空間の天井を構成する部材を支持するように、前記第6の床及び/又は天井トラスを前記第6の構造トラスパネルに締結するステップと、
を更に含む、請求項31の方法。
【請求項33】
前記構造トラスパネルが全て、18及び14ゲージを含めた18〜14ゲージの軽量鋼から成るスタッドで構成される、請求項31の方法。
【請求項34】
前記スタッドの各々が、スタッドウェブと第1及び第2のスタッドフランジと第1及び第2のスタッドリップとを含み、前記第1及び第2のスタッドフランジが、前記スタッドウェブの両側から同じ方向に実質的に直角に延在し、前記第1及び第2のスタッドリップが前記スタッドウェブと平行になるように、前記第1及び第2のスタッドリップが前記第1及び第2のスタッドフランジの端部から内方に延在する、請求項33の方法。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図11】
【図12】
【図13】
【図17】
【図18】
【図4B】
【図4C】
【図10】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図11】
【図12】
【図13】
【図17】
【図18】
【図4B】
【図4C】
【図10】
【図14】
【図15】
【図16】
【公表番号】特表2013−514476(P2013−514476A)
【公表日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−544648(P2012−544648)
【出願日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際出願番号】PCT/US2010/059725
【国際公開番号】WO2011/075394
【国際公開日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【出願人】(512158206)パトコ リミテッド ライアビリティ カンパニー (1)
【氏名又は名称原語表記】PATCO, LLC
【住所又は居所原語表記】12885 Max’s Way, Lac du Flambeau, Wisconsin 54538 USA
【公表日】平成25年4月25日(2013.4.25)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年12月9日(2010.12.9)
【国際出願番号】PCT/US2010/059725
【国際公開番号】WO2011/075394
【国際公開日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【出願人】(512158206)パトコ リミテッド ライアビリティ カンパニー (1)
【氏名又は名称原語表記】PATCO, LLC
【住所又は居所原語表記】12885 Max’s Way, Lac du Flambeau, Wisconsin 54538 USA
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