高性能構造物用のエンジニアードウッド建築システム
建物は、建物のエンジニアードウッド耐荷重要素、例えば柱、梁又は耐荷重パネルと建物の別の領域力要素又は基礎との間の連結部を有する。少なくとも１つの緊張材が、少なくとも１つの耐荷重要素と基礎を互いに結束する。耐荷重要素と基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具が、加重事象により連結部の相対運動が生じた場合にエネルギーを吸収する。特別設計木製要素は、例えば、積層ベニヤ木材要素、平行ストランド木材要素又は接着積層材木要素であるのが良い。代表的には、建物の耐荷重要素は全て、特別設計木製要素である。建物は、平屋であっても良く高層であっても良い。このような建築システムにより、極めて大きな加重後に交換可能なエネルギー消散具を備えた軽量且つ安価な建物が得られる。このような建物を前もって製造することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極めて大きな加重事象、例えば地震又は建物に加わる強風による加重又は例外的な重力による加重に対して保護を提供する予備応力が加えられているエンジニアードウッド建物建築システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去ほぼ１０年間にわたり、地震被災地域のために高層のコンクリート製及び鋼鉄製の建物用の建築システムの設計及び開発に対する取り組みが増大しており、このような建築システムは、建物の壊滅的な被害を阻止すると共に生命を守るだけでなく、建物の修理及び（又は）再建の経済的費用を減少させると共に地震後の業務の中断（稼働停止時間）を最小限に抑えるために建物が構造的損傷を生じないで地震に耐えることができるようにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
或る場合には、サイクロンを含む極めて強い風により、建物が動いたり構造的な損傷を生じたりする場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、地震及び（又は）風による加重事象に続く建物に対する構造的損傷を回避し又は最小限にする目的で地震及び（又は）風による加重事象に対する少なくとも或る程度の保護を提供する建物用の改良型又は少なくとも別方式としての建築システムを提供する。
【０００５】
概略的には、本発明の要旨は、一態様では、建物であって、
建物のエンジニアードウッド耐荷重要素と建物の別の耐荷重要素又は基礎との間の連結部と、
少なくとも１つの耐荷重要素と基礎を結束する少なくとも１つの緊張材と、
少なくとも１つの耐荷重要素と基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、エネルギー消散具は、連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収することを特徴とする建物にある。
【０００６】
一形態では、建物は、２階建て又は３階建て以上である。別の形態では、建物は、平屋である。
【０００７】
好ましい形態では、エネルギー消散具は、以下に説明するように、複数又は１つの耐荷重要素と基礎との間に連結される。
【０００８】
代表的には、１又は複数の耐荷重要素は、建物の１又は２以上の構造要素、例えば梁、柱又は壁である。変形例として、耐荷重要素は、これ又荷重を支持する床パネルであっても良い。床パネルは、梁及び（又は）柱及び（又は）壁によって支持されていても良く、そうでなくても良い。横方向荷重抵抗システムは、フレーム（互いに固定された梁及び柱のフレーム、柱は、基礎に固定されている）、壁（基礎に固定された壁）又はフレームと壁の組み合わせから成る。床は、壁又はフレームを互いに結束し又は結び付け、このようなフロアは、梁及び（又は）柱及び（又は）壁上に支持される。
【０００９】
連結部は、梁と柱の連結部であるのが良く、例えば、１本の梁と１本の柱との間に位置する梁と柱の連結部、柱と柱の２つの互いに反対側の（又はそれ以上の）側部に設けられた梁との間に位置する梁と柱の連結部、又は柱に連結されていて、柱から互いに異なる方向に延びる２本の梁との間に位置する隅の梁と柱の連結部である。「梁」という用語は、本明細書においては、水平であるにせよ水平に対して角度をなしているにせよ、いずれにせよ、屋根を支持する耐荷重要素、例えばルーフトラスと通称されている屋根支持構造要素を含むものであると理解されるべきである。変形例として、連結部は、柱と基礎の連結部、若しくは隣り合う壁要素、例えば耐荷重要素である壁パネル相互間の連結部、又は例えば壁相互間の梁を有する別個の壁組立体における壁と梁の連結部、或いは床パネルと梁、柱又は壁との連結部であって良い。
【００１０】
代表的には、特別設計の木製梁、柱又はパネルは、積層ベニヤ木材（ＬＶＬ）のものである。積層ベニヤ木材要素という用語は、厚さが最高約１０ミリメートルまでであり、少なくとも大部分の木目が全体として梁、柱又はパネルの長手方向に延びる木製ベニヤ又は層を互いに結合することによって作られた梁、柱又はパネルを意味している。変形例として、特別設計木製要素は、平行ストランド木材要素であっても良い。平行ストランド木材要素という用語は、少なくとも大部分が平行に並んでいて、木材要素を形成するよう互いに結合された長尺のベニヤストランドから成る要素を意味している。
【００１１】
変形例として、木材要素は、接着積層材木要素であっても良く、この接着積層材木要素は、厚さが代表的には約１０〜約５０ｍｍであり、木製要素を形成するよう互いに積層された長尺物を作るよう互いに突き付け接ぎされた個々の木材片から成る要素を意味している。
【００１２】
１又は複数の連結部は、１又は２以上の緊張材によって互いに結合されている。好ましくは、緊張材は、要素に要素の長さに沿って結合されておらず（固定されておらず）、間隔を置いて要素に固定されることにより部分的に結合されるのが良い。緊張材は、真っ直ぐであっても良く、要素に沿って方向を変えても良い。代表的には、緊張材は、要素及び接合部に予備応力を加える。
【００１３】
１又は２以上の消散具が、連結部のところの要素相互間に交換可能に連結されており、引張り状態、圧縮状態又は曲げ状態になる犠牲消散具又はその機能部品を例えば地震又は極めて強い風による加重事象後に交換することができる。好ましくは、エネルギー消散具は、以下に説明するように要素の外部に固定されるが、変形例として、エネルギー消散具をこのような消散具又はその主要な機能部品を取り外して交換することができるような仕方で互いに連結されている木製要素相互間の内側に設けられたボア又は空所内に設けられても良い。
【００１４】
十分に大きな地震又は極めて強い風が生じている間、制御された揺動が、連結部のところで生じる。例えば、本発明に従って土台基礎に連結された柱又は垂直の耐荷重壁パネルが、揺動する場合があり、又は、揺動は、梁と柱の連結部のところで生じる場合がある。揺動中、エネルギーは、交換可能なエネルギー消散具の変形によって消散され、他方、緊張材は、連結部を互いに保持して連結状態の要素を動きの終了時に互いに対するこれらの元の位置に自動調心し又は戻す。次に、特別設計木製耐荷重要素の交換を必要としないで、エネルギー消散具を交換することができる。
【００１５】
一形態では、１又は複数の消散具は各々、２つの互いに連結された耐荷重要素の隣接の面の各々にそれぞれ固定された２枚のプレート、少なくとも１枚のプレートに固定された１つのブラケット又は各プレートにそれぞれ固定され若しくは各プレートに固定されると共にこれを介して耐荷重要素に固定された複数のブラケットを有し、ブラケットは、プレートの面の領域よりも小さなプレートの面上にフットプリントを有し、１又は複数の消散具は各々、地震による運動中、変形してエネルギーを吸収する１又は複数のブラケットを介して耐荷重要素相互間に連結された機能部品を更に有する。好ましい形態では、機能部品は、各端部がブラケットに取り外し可能に固定された長手方向に延びる要素を有する。変形例として、消散具は、曲げ要素又は多数個の締結具、例えば釘であっても良い。
【００１６】
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「を有する」という用語は、「少なくとも一部が〜から成る」を意味し、即ち、その用語を含む独立形式の請求項を解釈する際、各請求項のその用語で始まる特徴は、存在することが必要であるが、他の特徴も又、存在する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】耐荷重パネルの壁を示す図である。
【図２】耐荷重パネルの壁を示す図である。
【図３ａ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図３ｂ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図３ｃ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図３ｄ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図４ａ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｂ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｃ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｄ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｅ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図５】隣り合う壁パネル相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図６】高層建物用のフレームを示す図である。
【図７】高層建物用のフレームを示す図である。
【図８】耐荷重壁パネル相互間に結合された梁を有する建物壁の一部を示す図である。
【図９ａ】消散具の一形態を詳細に示す図である。
【図９ｂ】消散具の一形態を詳細に示す図である。
【図１０】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図１１】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図１２】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図１３】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の種々の実施形態を例示的に且つ本発明を限定する意図無く示す添付の図面を参照して本発明を更に説明する。
【００１９】
図１は、特別設計された木材、例えばＬＶＬで形成された２枚の耐荷重壁パネルＰを示している。図２は、４枚のこのような壁パネルを示している。壁パネルＰは、基礎Ｆ上に立っている。壁パネルは、緊張材Ｔにより基礎に結束されている。代表的には、緊張材Ｔは、ロッド若しくはバー若しくはワイヤ若しくはこれらの群、鋼若しくは合金若しくは炭素繊維のケーブル又は他の高張力材料から成る。緊張材Ｔは、壁パネルＰを貫通して形成された長手方向に延びる空所を通過する。緊張材Ｔは、基礎Ｆ内に又はこれに、繋留装置５に繋留されることにより壁パネルＰの頂部のところで固定されている。例えば、各緊張材のねじ山付き端部は、プレートを貫通し、他方の側に設けられたボルトで固定されるのが良い。また、これにより、緊張材により加えられる予備応力を調節することができ、しかも緊張材の予備応力を建物の寿命中、増大させたり間隔を置いて調節したりすることができる。他の形態をした繋留装置を利用することができ、このような繋留装置は又、好ましくは、緊張材により加えられる予備応力の調節を行うことができる。他の点では、緊張材Ｔは、パネルＰにこれらの長さに沿って結合されない（固定されない）。変形実施形態では、緊張材は、パネルＰに間隔を置いて又は連続して緊張材Ｔの長さに沿って固定されることにより部分的に結合されても良い。
【００２０】
エネルギー消散装置又は消散具Ｄが、隣り合う壁パネルＰの長手方向縁部相互間に設けられている。エネルギー消散装置Ｄは、壁パネルの少なくとも一方の側から接近可能であり、従って、パネルの取り外し又は交換を必要としないで、エネルギー消散装置を地震又は他の加重事象後に交換することができるようになっている。エネルギー消散具Ｅ（図１には示されているが、図２には示されていない）も又、壁パネルＰの底縁部と基礎Ｆとの間に設けられるのが良い。消散具Ｅも又、例えば図１３を参照して以下において説明するように、加重事象後にこれらを交換できるよう接近可能である。通常、壁パネルＰは、基礎Ｆ上に心出しされた状態で立っている。地震又は他の加重事象中、パネルは、図１及び図２に示されているように自由に揺動することができ、図１及び図２は、壁パネルＰが矢印Ｚの方向における力の影響を受けて片側に揺動している状態を示している。
【００２１】
このような揺動運動中、エネルギー消散具Ｄ及びもし設けられていれば消散具Ｅは、典型的には消散具又はその機能部品の変形によってエネルギーを吸収する。消散具は、耐荷重要素相互間の運動を抑制する。消散具は、典型的には例えば曲がることによる消散具又はその機能コンポーネントの撓みによりエネルギーを吸収する任意の形態のものであって良い。変形例として、消散具は、消散具の２つの部品相互間の摩擦摺動又は粘性減衰作用によりエネルギーを吸収しても良い。緊張材Ｔは、耐荷重パネルＰを定位置で結束するが、十分な大きさの加重事象中、揺動運動が生じるようにすることができる。加重事象後、パネルＰの取り外し又は交換を必要としないで必要ならば消散具を交換することができる。代表的には、消散具は、パネルの外部から接近可能であり（例示については後で説明する）、消散具を外して取り外し、そして交換用消散具を定位置に容易に固定することができる。変形例として、消散具は、消散具又はその主要な機能部品に接近して取り外し、そして加重事象後に交換することができるような仕方で連結状態の耐荷重要素相互間の空所内に、例えば、隣り合うパネルＰの縁部相互間の空所内に設けられても良い。緊張材Ｔが例えば揺動運動中に伸びた場合、緊張材Ｔを必要ならば再び引っ張るのが良く、或いは、緊張材が破損した場合緊張材を交換するのが良い。
【００２２】
図３ａ〜図３ｄは、図１及び図２に詳細に示されているような隣り合う壁パネル相互間に用いられる一形態としてのエネルギー消散具Ｄを示している。各消散具は、各壁パネルに繋留された曲げ鋼プレートのＵ字形コンポーネント２０から成っている。Ｕ字形部品２０は、消散具の主要な機能コンポーネントである。図示の実施形態では、この機能コンポーネント２０の各端部は、パネル縁部相互間で１枚又は２枚以上のＬ字形取り付けプレート２１に繋留されている。各取り付けプレート２１の他方のアームは、パネルＰの外面の上に位置し、この他方のアームは、消散具をパネルＰの各側にボルト止めするための穴を有している。図３ａは、間隔を置いた場所で２枚の隣り合うパネルＰ相互間に設けられたこのような２つの消散具を示している。図３ｂは、パネルＰ相互間で各場所に設けられた２つの消散具を示している。
【００２３】
図３ｃ及び図３ｄは、図３ａ及び図３ｂの消散具がどのように機能するかを概略的に示している。図３ｃは、荷重が加わっていない又は通常の条件下にある消散具を概略的に示している。図３ｄは、パネル相互間の一方向への揺動中の消散具を示している。パネルが揺動し、一方のパネルが他方のパネルに対して動くと、消散具の金属機能部品２０は、撓み又は変形し、そうする際に、エネルギーを吸収して揺動運動を抑制する。パネルが後戻りして逆方向に揺動すると、消散具は、逆方向に撓むことになる。パネルがこれらの通常の位置に戻って基礎上に心出しされると、消散具は、図３に示すその通常の位置に変形して戻る。加重事象後、消散具を点検し、必要ならば交換するのが良い。この形態の消散具は、パネルＰが地震による運動中に揺動しているときに、その長さに沿って徐々に曲がることによりエネルギーを消散させる。
【００２４】
図１及び図２の消散具Ｅは、パネルＰの底縁部と基礎Ｆとの間に固定されており、このような消散具は、例えば、引張りの際に、好ましくは引張りと圧縮の際に、パネルの揺動運動中撓み、次にこれらの元の状態に戻る金属コンポーネントであるのが良い。この場合も又、消散具Ｅは、これらを点検し、必要ならば加重事象後に交換することができるよう接近可能である。
【００２５】
変形例として、消散具Ｄ，Ｅは、例えば、粘性ダンパ又は鉛押出ダンパであって良い。
【００２６】
図４ａ〜図４ｅは、隣り合うパネル相互間に用いられる消散具の５つの別の形態を示している。これらの図は、２枚の隣り合うパネルＰの左側部分及び右側部分を示しており、いずれの場合においても、パネルの側部を突き合わせた状態で見ている。いずれの場合においても、消散具は、一方の側にプレート状部分４０ａを有すると共に他方の側に同様な形状の右側のプレート状部分４０ｂを有し、これらの部分は、例えば、パネル中にねじ止め又はボルト止めされると共に（或いは）図示のようにパネル表面に設けられた斜めのスロット内に接着剤により取り付けられた鉄筋アンカ４１によって左及び右パネルＰに固定されている。図４ａの消散具は、消散具の部分４０ａ，４０ｂにこれらの間に溶接された切欠き付き剪断プレート４２を有している。図４ｂの消散具は、同様にプレート部分４０ａ，４０ｂ相互間に溶接されたスロット付き撓みプレート４３を有している。図４ｃの消散具は、図示のように角度をなしてプレート部分４０ａ，４０ｂを横切って溶接された傾斜バー要素４４を有し、この傾斜バー４４は、その端部がプレート部分４０ａ，４０ｂに溶接されている。図４ｄの消散具では、ピン止め引張りストラット４５が、消散具部分４０ａ，４０ｂ相互間に延びていて、その一端が部分４０ａにボルト止めされ、その他端が部分４０ｂにボルト止めされている。図４ｅの消散具では、プレート４６が、一方の消散具部分４０ａに溶接されると共に右側の消散具部分４０ｂにボルト止めされている。ボルトを挿通させるプレート４６の穴は、細長いスロットであり、従って、極端に大きな加重を受けると、プレート４６は、消散具部分４０ｂに対して摺動することができ、その結果消散具は、垂直摩擦継手又は接合を構成するようになっている。
【００２７】
図５は、隣り合う壁パネルＰ相互間に用いられる別の形態の消散具を示している。図５では、パネルＰ、基礎Ｆ及び緊張材Ｔは、上記のように示されている。シート状の材料２５が、金属締結具がパネルＰ中に各側で入り込むことにより隣り合うパネルＰの隣り合う長手方向縁部を横切って固定されている。例えば、パネル２５は、合板シートであるのが良く、金属締結具は、釘であるのが良く、合板シートは、多くの釘によって、例えば、各側で少なくとも２０本、好ましくは５０本又はそれ以上の釘によりエンジニアードウッドパネルＰに各側で釘止めされている。揺動運動中、釘は、曲げられてエネルギーを吸収する。加重事象後、シート２５をパネルＰから引き取り、そして再び定位置に釘止めして戻すことにより容易に交換することができる。釘に代わる手段として、金属締結具は、加重事象中に撓むねじ又はボルトであっても良く、パネル２５は、例えば金属プレートであって良い。図５は、パネルＰの高さの大部分にわたって延びる１本の材料を示しているが、変形実施形態では、多数の小さなパネル又はプレート２５をパネルの高さ全体にわたって間隔を置いたところでパネルＰ相互間に釘止めし又は固定しても良い。
【００２８】
図６は、本発明に従って互いに連結された特別設計の木材の梁Ｂ及び柱Ｃを有する建物用の高層フレームを示している。緊張材Ｔが、梁Ｂを水平に貫通して延びる空所を通り、柱Ｃの反対側の面に固定されて梁を柱に結束している。２つのエネルギー消散具Ｄが、各垂直側で各梁Ｂと各柱Ｃとの間の連結部を横切って固定されている。場合によっては、建物の各階のところでは、柱の２つの互いに反対の（又は３つ以上の）側部で柱と梁との間に位置する梁と柱の連結部が設けられる。隅の柱の場合、建物の各階のところでは、柱に連結されると共にこの柱から別々の方向に延びる２本の梁相互間の連結部が設けられる。消散具は、このような各結合部のところで梁と柱との間に連結されている。柱が、例えば図１３を参照して説明するように消散具を介して基礎に連結されるのが良く、或いは変形例として、柱は、基礎に設けられた受け口又は凹部内に着座しても良い。
【００２９】
図６及び図７は、高層建物を示しているが、建物は、別の形態では、１階建ての建物の柱と屋根を支持する梁（ルーフトラスと通称されている）との間の柱−梁結合部を有する１階建ての建物であっても良い。変形形態では、この場合も又、接続部は、図１及び図２を参照して説明したような耐荷重パネルを有する１階の壁と壁パネルの上縁部の上に着座する水平又は斜めの屋根梁との間に位置しても良い。
【００３０】
図７は、図６のフレームに類似した建物用の別の３階建て用フレームであって、特別設計された木材の梁Ｂ及び柱Ｃを有する３階建て用フレームを示しており、この場合、緊張材Ｔは又、柱Ｃの各々を貫通して設けられた垂直空所、例えばボアを貫通し、これらの一端が基礎Ｆに固定されると共にこれらの他端が柱Ｃの上端部のところに繋留されている。
【００３１】
図８は、分離された耐荷重壁パネルＰ相互間に結合されている梁Ｂを示している。図１及び図２を参照して説明したように、緊張材Ｔは、パネルＰの空所を垂直方向に貫通し、パネルを基礎Ｆに結束している。１又は２以上の緊張材Ｔは又、梁Ｂ及び全てのパネルＰを水平に貫通し、梁及びパネルを互いに結束している。エネルギー消散具Ｄが、梁と梁の各端部のところに位置するパネルとの間の連結部を横切って設けられている。エネルギー消散具Ｄも又、図１及び図２を参照して上述したように隣り合うパネル相互間に設けられている。エネルギー消散具（図示せず）も又、図１及び図２を参照して説明したようにパネルの下縁部と基礎Ｆとの間に設けられるのが良い。
【００３２】
図９ａ及び図９ｂは、梁Ｂと柱Ｃとの間の接合部又は接合部のところに用いられる消散具の一形態を詳細に示している。消散具は、加重事象中、撓んでエネルギーを吸収する鋼又は他の材料のロッド又はバー１０を有し、このロッド又はバーは、この実施形態では、中央領域（図９ｂ参照）がくびれた（直径が減少した）状態で示されており、ロッド１０は、この中央領域のところで撓むようになっている。図示の特定の実施形態では、ロッドのこの中央領域は、管１１で覆われており、この管は、例えばエポキシによりロッド１０に結合されてロッド１０のくびれ部分を座屈しないよう拘束している。変形実施形態では、ロッド１０は、一定直径又は漸変直径のものであっても良い。座屈防止コンポーネント１１は、必要不可欠ではなく、例えば、ロッド１０に代えて圧縮荷重を受けても座屈に抵抗する断面形状、例えば十字の形の断面形状を有するバー又は要素を用いても良い。ロッド１０は、その各端部が高強度金属ブラケット１２，１３に固定され、これら金属ブラケットは、多数のボルト又はねじ１４がエンジニアードウッド梁及び柱中にねじ込まれることにより梁Ｂ及び柱Ｃの側面にボルト止めされたプレート１５に溶接されている。ロッド１０の端部には、例えば、ねじ山が設けられているのが良い。鋼製消散ロッドのねじ山付き端部に取り付けられたナット１６が、ロッドをブラケット１２，１３相互間で固定し、ロッド１０に張力を加えるのに十分これらナットを締め付けることができ、その結果、ロッドは、地震事象中、引張りの際及び（又は）圧縮の際に変形するようになる。２つ又は３つ以上のこのような消散具は、梁と柱の接合部の一方の側を横切って互いに隣接して固定されるのが良い。１つ又は２つ若しくは３つ以上のこのような消散具を接合部の反対側の面にも設けるのが良い。消散具は、接合部を横切って木製耐荷重要素に切断形成された凹部内に面一をなして設けられるのが良い。
【００３３】
図１０〜図１３は、消散具の更に別の且つ簡単な形態を示している。
【００３４】
図１０〜図１２は、１つの梁Ｂが柱Ｃに取り付けられた梁と柱の接合部を示している。変形例として、梁を柱の２つ又は３つ以上の面に取り付けても良い。図１０では、消散具は、金属プレート８、例えば鋼プレート又は変形例として合板プレートを有し、このようなプレートは、多数本の釘（図示せず）がプレート８を貫通して梁及び柱の外面中に延びることにより梁の端部及び柱に釘止めされている。変形例として、多数本のねじ又はボルトをプレート中に通して梁又は柱中に螺入しても良い。図１１に示す鋼プレート８は、同じ仕方で梁の端部及び柱に固定されるが、図示のように符号８ａのところで切欠きされ又は幅が減少している。合わせプレート１８を接合部の反対の側にそれぞれ設けるのが良い。プレートは、材木表面上に直接着座しても良く、或いは、面一をなして着座するよう木材表面中に引っ込められても良い。これらプレートは、変形例として、プレートを貫通して材木中に延びる結合状態の鋼プラグにより又は埋め込み状態若しくは結合状態のロッド若しくはボルトによって固定されても良い。図１１〜図１３に示す接合部では、エネルギーは、プレートと木材との間の釘止め又はねじ止め連結部の撓みによって吸収可能である。変形例として、エネルギーは、プレート８が金属で作られている場合、これらプレートの撓みによって吸収されても良い。エネルギーがプレートの撓みによって吸収されることが意図されている場合、プレートは、好ましくは例えば図１１に示す切欠き８ａによって形成された２つの互いに連結された耐荷重要素相互間のインタフェースと整列した幅の狭い寸法部を有するよう形成されるのが良い。
【００３５】
図１２は、２枚の別々のプレートが梁Ｂと柱Ｃとの間の連結部を横切って固定された実施形態を示している。
【００３６】
図１３は、柱Ｃ又は壁パネルと基礎Ｆとの間に消散具として固定された鋼プレート８を示している。プレート８は、２つの部分、即ち、例えば露出端部を備えた状態でコンクリート製基礎中に注型された下方部分及びこの露出端部にボルト止めされ又は違ったやり方で固定されると共に柱に釘止めされ若しくはねじ止めされ若しくはボルト止めされた交換可能な上方部分で構成されるのが良い。プレートは、柱端部の多数の側で基礎中に設けられるのが良い。柱Ｃ又は壁パネルの揺動を生じさせる加重事象中、鋼プレートは、変形して運動を抑制すると共にエネルギーを吸収する。上述した実施形態の幾つかでは、消散具は、構造要素に固定され又は構造要素に固定された鋼プレートに固定された鋼ブラケットにボルト止めされている鋼ロッドを有する。鋼ロッドは、座屈防止拘束状態で引張り及び圧縮の際に撓む。これら鋼ロッドは、撓み中にエネルギーを吸収する。他の実施形態では、消散具は、加重事象中に撓む鋼プレートを有する。しかしながら、変形形態では、消散具は、構造要素に固定された押出装置を含む粘性減衰装置を有しても良い。消散具は、鋼プレート相互間の摩擦装置、例えばスロット付きボルト止め連結部を更に有するのが良い。これら形式全ての消散具は、鋼又は合金若しくは他の材料で作られるのが良い。別の実施形態では、エネルギー消散具は、構造要素の穴の中に接着剤により固定され又は構造要素に取り付けられた木材ブロックの穴の中に接着剤により固定された鋼ロッドであるのが良い。この場合、鋼ロッドは、ねじ山付き鋼ロッド又は変形状態の補強バーである。
【００３７】
代表的には、建物の耐荷重要素の全ては、エンジニアードウッド要素である。しかしながら、耐荷重要素の幾つかを他の材料で形成することを排除するものではない。連結部は、例えば、特別設計された木材柱と鋼梁との間に位置しても良く又は鋼柱とエンジニアードウッド梁との間に位置しても良い。好ましい形態では、建物の耐荷重要素の全ては、特別設計された木材で作られる。別の形態では、例えば、耐荷重要素の幾つかは、特別設計された木材で作られ、他の幾つかの要素は、中実木材又は鋼で作られる。建物の基礎Ｆは、代表的には、コンクリート製のパッドである。本発明の建築システムにより、極めて大きな加重後に交換可能なエネルギー消散具を備えた軽量且つ安価な建物の建築が可能である。
【００３８】
建物は、耐荷重要素、例えば梁及び（又は）柱及び（又は）壁パネルを現場外で所定サイズにあらかじめ形成することにより建築場所への運搬に先立って、あらかじめ製作できる。あらかじめ製作された建物のコンポーネントは、現場に運搬され、柱、梁及び（又は）パネルは、平屋又は高層建物のフレームを形成するよう定位置に置かれ、建物の屋根が構築される。このような実施形態では、本発明は、加重事象、例えば地震や極めて強い風の衝撃に対する保護手段を備えた予備応力が加えられた非コンクリート製の建物を形成する安価なモジュール式の予備製作建築システムを提供する。本発明により、このような保護手段を有する平屋及び特に高層建物を、費用を考慮するとプレストレストコンクリート構造物の建築ができない場合のある状況において建てることができる。
【００３９】
上記は、本発明をその実施形態を含めて説明している。当業者には明らかな変形例及び改造例は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、極めて大きな加重事象、例えば地震又は建物に加わる強風による加重又は例外的な重力による加重に対して保護を提供する予備応力が加えられているエンジニアードウッド建物建築システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
過去ほぼ１０年間にわたり、地震被災地域のために高層のコンクリート製及び鋼鉄製の建物用の建築システムの設計及び開発に対する取り組みが増大しており、このような建築システムは、建物の壊滅的な被害を阻止すると共に生命を守るだけでなく、建物の修理及び（又は）再建の経済的費用を減少させると共に地震後の業務の中断（稼働停止時間）を最小限に抑えるために建物が構造的損傷を生じないで地震に耐えることができるようにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
或る場合には、サイクロンを含む極めて強い風により、建物が動いたり構造的な損傷を生じたりする場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、地震及び（又は）風による加重事象に続く建物に対する構造的損傷を回避し又は最小限にする目的で地震及び（又は）風による加重事象に対する少なくとも或る程度の保護を提供する建物用の改良型又は少なくとも別方式としての建築システムを提供する。
【０００５】
概略的には、本発明の要旨は、一態様では、建物であって、
建物のエンジニアードウッド耐荷重要素と建物の別の耐荷重要素又は基礎との間の連結部と、
少なくとも１つの耐荷重要素と基礎を結束する少なくとも１つの緊張材と、
少なくとも１つの耐荷重要素と基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、エネルギー消散具は、連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収することを特徴とする建物にある。
【０００６】
一形態では、建物は、２階建て又は３階建て以上である。別の形態では、建物は、平屋である。
【０００７】
好ましい形態では、エネルギー消散具は、以下に説明するように、複数又は１つの耐荷重要素と基礎との間に連結される。
【０００８】
代表的には、１又は複数の耐荷重要素は、建物の１又は２以上の構造要素、例えば梁、柱又は壁である。変形例として、耐荷重要素は、これ又荷重を支持する床パネルであっても良い。床パネルは、梁及び（又は）柱及び（又は）壁によって支持されていても良く、そうでなくても良い。横方向荷重抵抗システムは、フレーム（互いに固定された梁及び柱のフレーム、柱は、基礎に固定されている）、壁（基礎に固定された壁）又はフレームと壁の組み合わせから成る。床は、壁又はフレームを互いに結束し又は結び付け、このようなフロアは、梁及び（又は）柱及び（又は）壁上に支持される。
【０００９】
連結部は、梁と柱の連結部であるのが良く、例えば、１本の梁と１本の柱との間に位置する梁と柱の連結部、柱と柱の２つの互いに反対側の（又はそれ以上の）側部に設けられた梁との間に位置する梁と柱の連結部、又は柱に連結されていて、柱から互いに異なる方向に延びる２本の梁との間に位置する隅の梁と柱の連結部である。「梁」という用語は、本明細書においては、水平であるにせよ水平に対して角度をなしているにせよ、いずれにせよ、屋根を支持する耐荷重要素、例えばルーフトラスと通称されている屋根支持構造要素を含むものであると理解されるべきである。変形例として、連結部は、柱と基礎の連結部、若しくは隣り合う壁要素、例えば耐荷重要素である壁パネル相互間の連結部、又は例えば壁相互間の梁を有する別個の壁組立体における壁と梁の連結部、或いは床パネルと梁、柱又は壁との連結部であって良い。
【００１０】
代表的には、特別設計の木製梁、柱又はパネルは、積層ベニヤ木材（ＬＶＬ）のものである。積層ベニヤ木材要素という用語は、厚さが最高約１０ミリメートルまでであり、少なくとも大部分の木目が全体として梁、柱又はパネルの長手方向に延びる木製ベニヤ又は層を互いに結合することによって作られた梁、柱又はパネルを意味している。変形例として、特別設計木製要素は、平行ストランド木材要素であっても良い。平行ストランド木材要素という用語は、少なくとも大部分が平行に並んでいて、木材要素を形成するよう互いに結合された長尺のベニヤストランドから成る要素を意味している。
【００１１】
変形例として、木材要素は、接着積層材木要素であっても良く、この接着積層材木要素は、厚さが代表的には約１０〜約５０ｍｍであり、木製要素を形成するよう互いに積層された長尺物を作るよう互いに突き付け接ぎされた個々の木材片から成る要素を意味している。
【００１２】
１又は複数の連結部は、１又は２以上の緊張材によって互いに結合されている。好ましくは、緊張材は、要素に要素の長さに沿って結合されておらず（固定されておらず）、間隔を置いて要素に固定されることにより部分的に結合されるのが良い。緊張材は、真っ直ぐであっても良く、要素に沿って方向を変えても良い。代表的には、緊張材は、要素及び接合部に予備応力を加える。
【００１３】
１又は２以上の消散具が、連結部のところの要素相互間に交換可能に連結されており、引張り状態、圧縮状態又は曲げ状態になる犠牲消散具又はその機能部品を例えば地震又は極めて強い風による加重事象後に交換することができる。好ましくは、エネルギー消散具は、以下に説明するように要素の外部に固定されるが、変形例として、エネルギー消散具をこのような消散具又はその主要な機能部品を取り外して交換することができるような仕方で互いに連結されている木製要素相互間の内側に設けられたボア又は空所内に設けられても良い。
【００１４】
十分に大きな地震又は極めて強い風が生じている間、制御された揺動が、連結部のところで生じる。例えば、本発明に従って土台基礎に連結された柱又は垂直の耐荷重壁パネルが、揺動する場合があり、又は、揺動は、梁と柱の連結部のところで生じる場合がある。揺動中、エネルギーは、交換可能なエネルギー消散具の変形によって消散され、他方、緊張材は、連結部を互いに保持して連結状態の要素を動きの終了時に互いに対するこれらの元の位置に自動調心し又は戻す。次に、特別設計木製耐荷重要素の交換を必要としないで、エネルギー消散具を交換することができる。
【００１５】
一形態では、１又は複数の消散具は各々、２つの互いに連結された耐荷重要素の隣接の面の各々にそれぞれ固定された２枚のプレート、少なくとも１枚のプレートに固定された１つのブラケット又は各プレートにそれぞれ固定され若しくは各プレートに固定されると共にこれを介して耐荷重要素に固定された複数のブラケットを有し、ブラケットは、プレートの面の領域よりも小さなプレートの面上にフットプリントを有し、１又は複数の消散具は各々、地震による運動中、変形してエネルギーを吸収する１又は複数のブラケットを介して耐荷重要素相互間に連結された機能部品を更に有する。好ましい形態では、機能部品は、各端部がブラケットに取り外し可能に固定された長手方向に延びる要素を有する。変形例として、消散具は、曲げ要素又は多数個の締結具、例えば釘であっても良い。
【００１６】
本明細書及び特許請求の範囲で用いられる「を有する」という用語は、「少なくとも一部が〜から成る」を意味し、即ち、その用語を含む独立形式の請求項を解釈する際、各請求項のその用語で始まる特徴は、存在することが必要であるが、他の特徴も又、存在する場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】耐荷重パネルの壁を示す図である。
【図２】耐荷重パネルの壁を示す図である。
【図３ａ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図３ｂ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図３ｃ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図３ｄ】隣り合う壁パネル相互間に用いられるエネルギー消散具の一形態を示す図である。
【図４ａ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｂ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｃ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｄ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図４ｅ】隣り合う壁パネル相互間に用いられる消散具の変形形態を示す図である。
【図５】隣り合う壁パネル相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図６】高層建物用のフレームを示す図である。
【図７】高層建物用のフレームを示す図である。
【図８】耐荷重壁パネル相互間に結合された梁を有する建物壁の一部を示す図である。
【図９ａ】消散具の一形態を詳細に示す図である。
【図９ｂ】消散具の一形態を詳細に示す図である。
【図１０】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図１１】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図１２】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【図１３】梁と柱又は柱又は壁パネルと基礎の連結部相互間の消散具の別の形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の種々の実施形態を例示的に且つ本発明を限定する意図無く示す添付の図面を参照して本発明を更に説明する。
【００１９】
図１は、特別設計された木材、例えばＬＶＬで形成された２枚の耐荷重壁パネルＰを示している。図２は、４枚のこのような壁パネルを示している。壁パネルＰは、基礎Ｆ上に立っている。壁パネルは、緊張材Ｔにより基礎に結束されている。代表的には、緊張材Ｔは、ロッド若しくはバー若しくはワイヤ若しくはこれらの群、鋼若しくは合金若しくは炭素繊維のケーブル又は他の高張力材料から成る。緊張材Ｔは、壁パネルＰを貫通して形成された長手方向に延びる空所を通過する。緊張材Ｔは、基礎Ｆ内に又はこれに、繋留装置５に繋留されることにより壁パネルＰの頂部のところで固定されている。例えば、各緊張材のねじ山付き端部は、プレートを貫通し、他方の側に設けられたボルトで固定されるのが良い。また、これにより、緊張材により加えられる予備応力を調節することができ、しかも緊張材の予備応力を建物の寿命中、増大させたり間隔を置いて調節したりすることができる。他の形態をした繋留装置を利用することができ、このような繋留装置は又、好ましくは、緊張材により加えられる予備応力の調節を行うことができる。他の点では、緊張材Ｔは、パネルＰにこれらの長さに沿って結合されない（固定されない）。変形実施形態では、緊張材は、パネルＰに間隔を置いて又は連続して緊張材Ｔの長さに沿って固定されることにより部分的に結合されても良い。
【００２０】
エネルギー消散装置又は消散具Ｄが、隣り合う壁パネルＰの長手方向縁部相互間に設けられている。エネルギー消散装置Ｄは、壁パネルの少なくとも一方の側から接近可能であり、従って、パネルの取り外し又は交換を必要としないで、エネルギー消散装置を地震又は他の加重事象後に交換することができるようになっている。エネルギー消散具Ｅ（図１には示されているが、図２には示されていない）も又、壁パネルＰの底縁部と基礎Ｆとの間に設けられるのが良い。消散具Ｅも又、例えば図１３を参照して以下において説明するように、加重事象後にこれらを交換できるよう接近可能である。通常、壁パネルＰは、基礎Ｆ上に心出しされた状態で立っている。地震又は他の加重事象中、パネルは、図１及び図２に示されているように自由に揺動することができ、図１及び図２は、壁パネルＰが矢印Ｚの方向における力の影響を受けて片側に揺動している状態を示している。
【００２１】
このような揺動運動中、エネルギー消散具Ｄ及びもし設けられていれば消散具Ｅは、典型的には消散具又はその機能部品の変形によってエネルギーを吸収する。消散具は、耐荷重要素相互間の運動を抑制する。消散具は、典型的には例えば曲がることによる消散具又はその機能コンポーネントの撓みによりエネルギーを吸収する任意の形態のものであって良い。変形例として、消散具は、消散具の２つの部品相互間の摩擦摺動又は粘性減衰作用によりエネルギーを吸収しても良い。緊張材Ｔは、耐荷重パネルＰを定位置で結束するが、十分な大きさの加重事象中、揺動運動が生じるようにすることができる。加重事象後、パネルＰの取り外し又は交換を必要としないで必要ならば消散具を交換することができる。代表的には、消散具は、パネルの外部から接近可能であり（例示については後で説明する）、消散具を外して取り外し、そして交換用消散具を定位置に容易に固定することができる。変形例として、消散具は、消散具又はその主要な機能部品に接近して取り外し、そして加重事象後に交換することができるような仕方で連結状態の耐荷重要素相互間の空所内に、例えば、隣り合うパネルＰの縁部相互間の空所内に設けられても良い。緊張材Ｔが例えば揺動運動中に伸びた場合、緊張材Ｔを必要ならば再び引っ張るのが良く、或いは、緊張材が破損した場合緊張材を交換するのが良い。
【００２２】
図３ａ〜図３ｄは、図１及び図２に詳細に示されているような隣り合う壁パネル相互間に用いられる一形態としてのエネルギー消散具Ｄを示している。各消散具は、各壁パネルに繋留された曲げ鋼プレートのＵ字形コンポーネント２０から成っている。Ｕ字形部品２０は、消散具の主要な機能コンポーネントである。図示の実施形態では、この機能コンポーネント２０の各端部は、パネル縁部相互間で１枚又は２枚以上のＬ字形取り付けプレート２１に繋留されている。各取り付けプレート２１の他方のアームは、パネルＰの外面の上に位置し、この他方のアームは、消散具をパネルＰの各側にボルト止めするための穴を有している。図３ａは、間隔を置いた場所で２枚の隣り合うパネルＰ相互間に設けられたこのような２つの消散具を示している。図３ｂは、パネルＰ相互間で各場所に設けられた２つの消散具を示している。
【００２３】
図３ｃ及び図３ｄは、図３ａ及び図３ｂの消散具がどのように機能するかを概略的に示している。図３ｃは、荷重が加わっていない又は通常の条件下にある消散具を概略的に示している。図３ｄは、パネル相互間の一方向への揺動中の消散具を示している。パネルが揺動し、一方のパネルが他方のパネルに対して動くと、消散具の金属機能部品２０は、撓み又は変形し、そうする際に、エネルギーを吸収して揺動運動を抑制する。パネルが後戻りして逆方向に揺動すると、消散具は、逆方向に撓むことになる。パネルがこれらの通常の位置に戻って基礎上に心出しされると、消散具は、図３に示すその通常の位置に変形して戻る。加重事象後、消散具を点検し、必要ならば交換するのが良い。この形態の消散具は、パネルＰが地震による運動中に揺動しているときに、その長さに沿って徐々に曲がることによりエネルギーを消散させる。
【００２４】
図１及び図２の消散具Ｅは、パネルＰの底縁部と基礎Ｆとの間に固定されており、このような消散具は、例えば、引張りの際に、好ましくは引張りと圧縮の際に、パネルの揺動運動中撓み、次にこれらの元の状態に戻る金属コンポーネントであるのが良い。この場合も又、消散具Ｅは、これらを点検し、必要ならば加重事象後に交換することができるよう接近可能である。
【００２５】
変形例として、消散具Ｄ，Ｅは、例えば、粘性ダンパ又は鉛押出ダンパであって良い。
【００２６】
図４ａ〜図４ｅは、隣り合うパネル相互間に用いられる消散具の５つの別の形態を示している。これらの図は、２枚の隣り合うパネルＰの左側部分及び右側部分を示しており、いずれの場合においても、パネルの側部を突き合わせた状態で見ている。いずれの場合においても、消散具は、一方の側にプレート状部分４０ａを有すると共に他方の側に同様な形状の右側のプレート状部分４０ｂを有し、これらの部分は、例えば、パネル中にねじ止め又はボルト止めされると共に（或いは）図示のようにパネル表面に設けられた斜めのスロット内に接着剤により取り付けられた鉄筋アンカ４１によって左及び右パネルＰに固定されている。図４ａの消散具は、消散具の部分４０ａ，４０ｂにこれらの間に溶接された切欠き付き剪断プレート４２を有している。図４ｂの消散具は、同様にプレート部分４０ａ，４０ｂ相互間に溶接されたスロット付き撓みプレート４３を有している。図４ｃの消散具は、図示のように角度をなしてプレート部分４０ａ，４０ｂを横切って溶接された傾斜バー要素４４を有し、この傾斜バー４４は、その端部がプレート部分４０ａ，４０ｂに溶接されている。図４ｄの消散具では、ピン止め引張りストラット４５が、消散具部分４０ａ，４０ｂ相互間に延びていて、その一端が部分４０ａにボルト止めされ、その他端が部分４０ｂにボルト止めされている。図４ｅの消散具では、プレート４６が、一方の消散具部分４０ａに溶接されると共に右側の消散具部分４０ｂにボルト止めされている。ボルトを挿通させるプレート４６の穴は、細長いスロットであり、従って、極端に大きな加重を受けると、プレート４６は、消散具部分４０ｂに対して摺動することができ、その結果消散具は、垂直摩擦継手又は接合を構成するようになっている。
【００２７】
図５は、隣り合う壁パネルＰ相互間に用いられる別の形態の消散具を示している。図５では、パネルＰ、基礎Ｆ及び緊張材Ｔは、上記のように示されている。シート状の材料２５が、金属締結具がパネルＰ中に各側で入り込むことにより隣り合うパネルＰの隣り合う長手方向縁部を横切って固定されている。例えば、パネル２５は、合板シートであるのが良く、金属締結具は、釘であるのが良く、合板シートは、多くの釘によって、例えば、各側で少なくとも２０本、好ましくは５０本又はそれ以上の釘によりエンジニアードウッドパネルＰに各側で釘止めされている。揺動運動中、釘は、曲げられてエネルギーを吸収する。加重事象後、シート２５をパネルＰから引き取り、そして再び定位置に釘止めして戻すことにより容易に交換することができる。釘に代わる手段として、金属締結具は、加重事象中に撓むねじ又はボルトであっても良く、パネル２５は、例えば金属プレートであって良い。図５は、パネルＰの高さの大部分にわたって延びる１本の材料を示しているが、変形実施形態では、多数の小さなパネル又はプレート２５をパネルの高さ全体にわたって間隔を置いたところでパネルＰ相互間に釘止めし又は固定しても良い。
【００２８】
図６は、本発明に従って互いに連結された特別設計の木材の梁Ｂ及び柱Ｃを有する建物用の高層フレームを示している。緊張材Ｔが、梁Ｂを水平に貫通して延びる空所を通り、柱Ｃの反対側の面に固定されて梁を柱に結束している。２つのエネルギー消散具Ｄが、各垂直側で各梁Ｂと各柱Ｃとの間の連結部を横切って固定されている。場合によっては、建物の各階のところでは、柱の２つの互いに反対の（又は３つ以上の）側部で柱と梁との間に位置する梁と柱の連結部が設けられる。隅の柱の場合、建物の各階のところでは、柱に連結されると共にこの柱から別々の方向に延びる２本の梁相互間の連結部が設けられる。消散具は、このような各結合部のところで梁と柱との間に連結されている。柱が、例えば図１３を参照して説明するように消散具を介して基礎に連結されるのが良く、或いは変形例として、柱は、基礎に設けられた受け口又は凹部内に着座しても良い。
【００２９】
図６及び図７は、高層建物を示しているが、建物は、別の形態では、１階建ての建物の柱と屋根を支持する梁（ルーフトラスと通称されている）との間の柱−梁結合部を有する１階建ての建物であっても良い。変形形態では、この場合も又、接続部は、図１及び図２を参照して説明したような耐荷重パネルを有する１階の壁と壁パネルの上縁部の上に着座する水平又は斜めの屋根梁との間に位置しても良い。
【００３０】
図７は、図６のフレームに類似した建物用の別の３階建て用フレームであって、特別設計された木材の梁Ｂ及び柱Ｃを有する３階建て用フレームを示しており、この場合、緊張材Ｔは又、柱Ｃの各々を貫通して設けられた垂直空所、例えばボアを貫通し、これらの一端が基礎Ｆに固定されると共にこれらの他端が柱Ｃの上端部のところに繋留されている。
【００３１】
図８は、分離された耐荷重壁パネルＰ相互間に結合されている梁Ｂを示している。図１及び図２を参照して説明したように、緊張材Ｔは、パネルＰの空所を垂直方向に貫通し、パネルを基礎Ｆに結束している。１又は２以上の緊張材Ｔは又、梁Ｂ及び全てのパネルＰを水平に貫通し、梁及びパネルを互いに結束している。エネルギー消散具Ｄが、梁と梁の各端部のところに位置するパネルとの間の連結部を横切って設けられている。エネルギー消散具Ｄも又、図１及び図２を参照して上述したように隣り合うパネル相互間に設けられている。エネルギー消散具（図示せず）も又、図１及び図２を参照して説明したようにパネルの下縁部と基礎Ｆとの間に設けられるのが良い。
【００３２】
図９ａ及び図９ｂは、梁Ｂと柱Ｃとの間の接合部又は接合部のところに用いられる消散具の一形態を詳細に示している。消散具は、加重事象中、撓んでエネルギーを吸収する鋼又は他の材料のロッド又はバー１０を有し、このロッド又はバーは、この実施形態では、中央領域（図９ｂ参照）がくびれた（直径が減少した）状態で示されており、ロッド１０は、この中央領域のところで撓むようになっている。図示の特定の実施形態では、ロッドのこの中央領域は、管１１で覆われており、この管は、例えばエポキシによりロッド１０に結合されてロッド１０のくびれ部分を座屈しないよう拘束している。変形実施形態では、ロッド１０は、一定直径又は漸変直径のものであっても良い。座屈防止コンポーネント１１は、必要不可欠ではなく、例えば、ロッド１０に代えて圧縮荷重を受けても座屈に抵抗する断面形状、例えば十字の形の断面形状を有するバー又は要素を用いても良い。ロッド１０は、その各端部が高強度金属ブラケット１２，１３に固定され、これら金属ブラケットは、多数のボルト又はねじ１４がエンジニアードウッド梁及び柱中にねじ込まれることにより梁Ｂ及び柱Ｃの側面にボルト止めされたプレート１５に溶接されている。ロッド１０の端部には、例えば、ねじ山が設けられているのが良い。鋼製消散ロッドのねじ山付き端部に取り付けられたナット１６が、ロッドをブラケット１２，１３相互間で固定し、ロッド１０に張力を加えるのに十分これらナットを締め付けることができ、その結果、ロッドは、地震事象中、引張りの際及び（又は）圧縮の際に変形するようになる。２つ又は３つ以上のこのような消散具は、梁と柱の接合部の一方の側を横切って互いに隣接して固定されるのが良い。１つ又は２つ若しくは３つ以上のこのような消散具を接合部の反対側の面にも設けるのが良い。消散具は、接合部を横切って木製耐荷重要素に切断形成された凹部内に面一をなして設けられるのが良い。
【００３３】
図１０〜図１３は、消散具の更に別の且つ簡単な形態を示している。
【００３４】
図１０〜図１２は、１つの梁Ｂが柱Ｃに取り付けられた梁と柱の接合部を示している。変形例として、梁を柱の２つ又は３つ以上の面に取り付けても良い。図１０では、消散具は、金属プレート８、例えば鋼プレート又は変形例として合板プレートを有し、このようなプレートは、多数本の釘（図示せず）がプレート８を貫通して梁及び柱の外面中に延びることにより梁の端部及び柱に釘止めされている。変形例として、多数本のねじ又はボルトをプレート中に通して梁又は柱中に螺入しても良い。図１１に示す鋼プレート８は、同じ仕方で梁の端部及び柱に固定されるが、図示のように符号８ａのところで切欠きされ又は幅が減少している。合わせプレート１８を接合部の反対の側にそれぞれ設けるのが良い。プレートは、材木表面上に直接着座しても良く、或いは、面一をなして着座するよう木材表面中に引っ込められても良い。これらプレートは、変形例として、プレートを貫通して材木中に延びる結合状態の鋼プラグにより又は埋め込み状態若しくは結合状態のロッド若しくはボルトによって固定されても良い。図１１〜図１３に示す接合部では、エネルギーは、プレートと木材との間の釘止め又はねじ止め連結部の撓みによって吸収可能である。変形例として、エネルギーは、プレート８が金属で作られている場合、これらプレートの撓みによって吸収されても良い。エネルギーがプレートの撓みによって吸収されることが意図されている場合、プレートは、好ましくは例えば図１１に示す切欠き８ａによって形成された２つの互いに連結された耐荷重要素相互間のインタフェースと整列した幅の狭い寸法部を有するよう形成されるのが良い。
【００３５】
図１２は、２枚の別々のプレートが梁Ｂと柱Ｃとの間の連結部を横切って固定された実施形態を示している。
【００３６】
図１３は、柱Ｃ又は壁パネルと基礎Ｆとの間に消散具として固定された鋼プレート８を示している。プレート８は、２つの部分、即ち、例えば露出端部を備えた状態でコンクリート製基礎中に注型された下方部分及びこの露出端部にボルト止めされ又は違ったやり方で固定されると共に柱に釘止めされ若しくはねじ止めされ若しくはボルト止めされた交換可能な上方部分で構成されるのが良い。プレートは、柱端部の多数の側で基礎中に設けられるのが良い。柱Ｃ又は壁パネルの揺動を生じさせる加重事象中、鋼プレートは、変形して運動を抑制すると共にエネルギーを吸収する。上述した実施形態の幾つかでは、消散具は、構造要素に固定され又は構造要素に固定された鋼プレートに固定された鋼ブラケットにボルト止めされている鋼ロッドを有する。鋼ロッドは、座屈防止拘束状態で引張り及び圧縮の際に撓む。これら鋼ロッドは、撓み中にエネルギーを吸収する。他の実施形態では、消散具は、加重事象中に撓む鋼プレートを有する。しかしながら、変形形態では、消散具は、構造要素に固定された押出装置を含む粘性減衰装置を有しても良い。消散具は、鋼プレート相互間の摩擦装置、例えばスロット付きボルト止め連結部を更に有するのが良い。これら形式全ての消散具は、鋼又は合金若しくは他の材料で作られるのが良い。別の実施形態では、エネルギー消散具は、構造要素の穴の中に接着剤により固定され又は構造要素に取り付けられた木材ブロックの穴の中に接着剤により固定された鋼ロッドであるのが良い。この場合、鋼ロッドは、ねじ山付き鋼ロッド又は変形状態の補強バーである。
【００３７】
代表的には、建物の耐荷重要素の全ては、エンジニアードウッド要素である。しかしながら、耐荷重要素の幾つかを他の材料で形成することを排除するものではない。連結部は、例えば、特別設計された木材柱と鋼梁との間に位置しても良く又は鋼柱とエンジニアードウッド梁との間に位置しても良い。好ましい形態では、建物の耐荷重要素の全ては、特別設計された木材で作られる。別の形態では、例えば、耐荷重要素の幾つかは、特別設計された木材で作られ、他の幾つかの要素は、中実木材又は鋼で作られる。建物の基礎Ｆは、代表的には、コンクリート製のパッドである。本発明の建築システムにより、極めて大きな加重後に交換可能なエネルギー消散具を備えた軽量且つ安価な建物の建築が可能である。
【００３８】
建物は、耐荷重要素、例えば梁及び（又は）柱及び（又は）壁パネルを現場外で所定サイズにあらかじめ形成することにより建築場所への運搬に先立って、あらかじめ製作できる。あらかじめ製作された建物のコンポーネントは、現場に運搬され、柱、梁及び（又は）パネルは、平屋又は高層建物のフレームを形成するよう定位置に置かれ、建物の屋根が構築される。このような実施形態では、本発明は、加重事象、例えば地震や極めて強い風の衝撃に対する保護手段を備えた予備応力が加えられた非コンクリート製の建物を形成する安価なモジュール式の予備製作建築システムを提供する。本発明により、このような保護手段を有する平屋及び特に高層建物を、費用を考慮するとプレストレストコンクリート構造物の建築ができない場合のある状況において建てることができる。
【００３９】
上記は、本発明をその実施形態を含めて説明している。当業者には明らかな変形例及び改造例は、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるものである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物であって、
前記建物のエンジニアードウッド耐荷重要素と前記建物の別の耐荷重要素又は基礎との間の連結部と、
少なくとも１つの前記耐荷重要素と前記基礎を結束する少なくとも１つの緊張材と、
少なくとも１つの前記耐荷重要素と前記基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、前記エネルギー消散具は、前記連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収する、建物。
【請求項２】
前記連結部は、前記建物の特別設計木製耐荷重要素と前記建物の別の特別設計木製耐荷重要素との間に位置している、請求項１記載の建物。
【請求項３】
前記耐荷重要素は、前記建物の構造要素である、請求項１又は２記載の建物。
【請求項４】
前記耐荷重要素の１又は２以上は、梁である、請求項３記載の建物。
【請求項５】
前記耐荷重要素の１又は２以上は、柱である、請求項３記載の建物。
【請求項６】
前記耐荷重要素の１又は２以上は、耐荷重壁パネルである、請求項３記載の建物。
【請求項７】
前記連結部は、梁と梁の連結部である、請求項３記載の建物。
【請求項８】
前記連結部は、梁と柱の連結部である、請求項３記載の建物。
【請求項９】
前記連結部は、隣り合う耐荷重壁パネル相互間に位置している、請求項３記載の建物。
【請求項１０】
前記連結部は、耐荷重壁パネルと梁との間に位置している、請求項３記載の建物。
【請求項１１】
前記梁は、屋根を支持する梁である、請求項８又は１０記載の建物。
【請求項１２】
前記連結部は、耐荷重壁パネルと柱との間に位置している、請求項３記載の建物。
【請求項１３】
前記建物は、柱と前記柱の２つ又は３つ以上の側部に設けられた梁との間に位置する梁と柱の連結部を有する、請求項３記載の建物。
【請求項１４】
前記建物は、隅の柱と該柱から互いに異なる方向に延びる２本の梁との間に位置する梁と柱の連結部を有する、請求項３記載の建物。
【請求項１５】
前記緊張材は、前記耐荷重要素にその長さに沿って結合されてはいない（固定されてはいない）、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の建物。
【請求項１６】
前記緊張材は、前記耐荷重要素に該耐荷重要素の長さに沿って間隔を置いて固定されることにより前記耐荷重要素に部分的に結合されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の建物。
【請求項１７】
前記緊張材は、前記連結部に予備応力を加えるよう引張り状態にある、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の建物。
【請求項１８】
前記緊張材は、前記予備応力の大きさを調節することができるよう繋留されている、請求項１７記載の建物。
【請求項１９】
１又は２以上の前記消散具は、前記耐荷重要素相互間に固定されていて、加重事象の間、エネルギーを吸収するよう変形する主要な機能部品を有する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２０】
前記主要な機能部品は、各端部が取り外し可能に固定される長手方向に延びる要素を有する、請求項１９記載の建物。
【請求項２１】
前記主要な機能部品は、各端部が取り外し可能に固定される弓形の要素を有する、請求項２０記載の建物。
【請求項２２】
前記エネルギー消散具は、前記耐荷重要素の外部に交換可能に固定されている、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２３】
１又は２以上のエネルギー消散具が、前記消散具又はその主要な機能部品を加重事象後に取り外して交換することができるよう前記耐荷重要素相互間の内側に設けられた空所内に設けられている、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２４】
前記特別設計木製要素は、積層ベニヤ木材要素である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２５】
前記特別設計木製要素は、平行ストランド木材要素である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２６】
前記特別設計木製要素は、接着積層材木要素である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２７】
前記建物の前記耐荷重要素相互間の前記連結部の全て又は実質的に全ては、前記耐荷重要素を互いに結束する少なくとも１つの緊張材と、前記耐荷重要素相互間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有する、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２８】
２階又は３階建て以上である、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２９】
建物であって、
前記建物のエンジニアードウッド耐荷重柱と梁との間に位置する多数の連結部と、
前記連結部を互いに結束すると共に前記連結部に予備応力を加えるよう引張り状態にある緊張材と、
前記連結部を横切って交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、前記エネルギー消散具は、前記連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収する、建物。
【請求項３０】
前記柱又は前記梁は、積層ベニヤ木材柱又は梁を含む、請求項２９記載の建物。
【請求項３１】
前記柱又は前記梁は、平行ストランド木材柱又は梁を含む、請求項２９記載の建物。
【請求項３２】
前記柱又は前記梁は、接着積層材木柱又は梁を含む、請求項２９記載の建物。
【請求項３３】
前記建物の前記柱と前記梁との間の連結部の全て又は実質的に全ては、前記柱及び前記梁を互いに結束する少なくとも１つの緊張材と、前記柱と前記梁との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有する、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３４】
前記建物の前記柱と基礎との間の連結部の全て又は実質的に全ては、前記柱を前記基礎に結束する少なくとも１つの緊張材と、前記柱と前記基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有する、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３５】
前記建物の前記柱と基礎との間の連結部の全て又は実質的に全ては、少なくとも１つのエネルギー消散具を有する、請求項２９〜３４のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３６】
２階建て又は３階建て以上である、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３７】
建物であって、
前記建物のエンジニアードウッド耐荷重壁パネル相互間の多数の連結部と、
前記連結部を互いに結束すると共に前記連結部に予備応力を加えるよう引張り状態にある緊張材と、
前記連結部を横切って交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、前記エネルギー消散具は、前記連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収する、建物。
【請求項３８】
前記建物の前記耐荷重壁パネルと基礎との間の連結部は、前記壁パネルを前記基礎に結束する緊張材を有する、請求項３７記載の建物。
【請求項３９】
前記建物の前記耐荷重壁パネルと基礎との間の連結部は、エネルギー消散具を有する、請求項３７又は３８記載の建物。
【請求項１】
建物であって、
前記建物のエンジニアードウッド耐荷重要素と前記建物の別の耐荷重要素又は基礎との間の連結部と、
少なくとも１つの前記耐荷重要素と前記基礎を結束する少なくとも１つの緊張材と、
少なくとも１つの前記耐荷重要素と前記基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、前記エネルギー消散具は、前記連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収する、建物。
【請求項２】
前記連結部は、前記建物の特別設計木製耐荷重要素と前記建物の別の特別設計木製耐荷重要素との間に位置している、請求項１記載の建物。
【請求項３】
前記耐荷重要素は、前記建物の構造要素である、請求項１又は２記載の建物。
【請求項４】
前記耐荷重要素の１又は２以上は、梁である、請求項３記載の建物。
【請求項５】
前記耐荷重要素の１又は２以上は、柱である、請求項３記載の建物。
【請求項６】
前記耐荷重要素の１又は２以上は、耐荷重壁パネルである、請求項３記載の建物。
【請求項７】
前記連結部は、梁と梁の連結部である、請求項３記載の建物。
【請求項８】
前記連結部は、梁と柱の連結部である、請求項３記載の建物。
【請求項９】
前記連結部は、隣り合う耐荷重壁パネル相互間に位置している、請求項３記載の建物。
【請求項１０】
前記連結部は、耐荷重壁パネルと梁との間に位置している、請求項３記載の建物。
【請求項１１】
前記梁は、屋根を支持する梁である、請求項８又は１０記載の建物。
【請求項１２】
前記連結部は、耐荷重壁パネルと柱との間に位置している、請求項３記載の建物。
【請求項１３】
前記建物は、柱と前記柱の２つ又は３つ以上の側部に設けられた梁との間に位置する梁と柱の連結部を有する、請求項３記載の建物。
【請求項１４】
前記建物は、隅の柱と該柱から互いに異なる方向に延びる２本の梁との間に位置する梁と柱の連結部を有する、請求項３記載の建物。
【請求項１５】
前記緊張材は、前記耐荷重要素にその長さに沿って結合されてはいない（固定されてはいない）、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の建物。
【請求項１６】
前記緊張材は、前記耐荷重要素に該耐荷重要素の長さに沿って間隔を置いて固定されることにより前記耐荷重要素に部分的に結合されている、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の建物。
【請求項１７】
前記緊張材は、前記連結部に予備応力を加えるよう引張り状態にある、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の建物。
【請求項１８】
前記緊張材は、前記予備応力の大きさを調節することができるよう繋留されている、請求項１７記載の建物。
【請求項１９】
１又は２以上の前記消散具は、前記耐荷重要素相互間に固定されていて、加重事象の間、エネルギーを吸収するよう変形する主要な機能部品を有する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２０】
前記主要な機能部品は、各端部が取り外し可能に固定される長手方向に延びる要素を有する、請求項１９記載の建物。
【請求項２１】
前記主要な機能部品は、各端部が取り外し可能に固定される弓形の要素を有する、請求項２０記載の建物。
【請求項２２】
前記エネルギー消散具は、前記耐荷重要素の外部に交換可能に固定されている、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２３】
１又は２以上のエネルギー消散具が、前記消散具又はその主要な機能部品を加重事象後に取り外して交換することができるよう前記耐荷重要素相互間の内側に設けられた空所内に設けられている、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２４】
前記特別設計木製要素は、積層ベニヤ木材要素である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２５】
前記特別設計木製要素は、平行ストランド木材要素である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２６】
前記特別設計木製要素は、接着積層材木要素である、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２７】
前記建物の前記耐荷重要素相互間の前記連結部の全て又は実質的に全ては、前記耐荷重要素を互いに結束する少なくとも１つの緊張材と、前記耐荷重要素相互間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有する、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２８】
２階又は３階建て以上である、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の建物。
【請求項２９】
建物であって、
前記建物のエンジニアードウッド耐荷重柱と梁との間に位置する多数の連結部と、
前記連結部を互いに結束すると共に前記連結部に予備応力を加えるよう引張り状態にある緊張材と、
前記連結部を横切って交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、前記エネルギー消散具は、前記連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収する、建物。
【請求項３０】
前記柱又は前記梁は、積層ベニヤ木材柱又は梁を含む、請求項２９記載の建物。
【請求項３１】
前記柱又は前記梁は、平行ストランド木材柱又は梁を含む、請求項２９記載の建物。
【請求項３２】
前記柱又は前記梁は、接着積層材木柱又は梁を含む、請求項２９記載の建物。
【請求項３３】
前記建物の前記柱と前記梁との間の連結部の全て又は実質的に全ては、前記柱及び前記梁を互いに結束する少なくとも１つの緊張材と、前記柱と前記梁との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有する、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３４】
前記建物の前記柱と基礎との間の連結部の全て又は実質的に全ては、前記柱を前記基礎に結束する少なくとも１つの緊張材と、前記柱と前記基礎との間に交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有する、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３５】
前記建物の前記柱と基礎との間の連結部の全て又は実質的に全ては、少なくとも１つのエネルギー消散具を有する、請求項２９〜３４のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３６】
２階建て又は３階建て以上である、請求項２９〜３３のいずれか１項に記載の建物。
【請求項３７】
建物であって、
前記建物のエンジニアードウッド耐荷重壁パネル相互間の多数の連結部と、
前記連結部を互いに結束すると共に前記連結部に予備応力を加えるよう引張り状態にある緊張材と、
前記連結部を横切って交換可能に連結された１又は２以上のエネルギー消散具とを有し、前記エネルギー消散具は、前記連結部の相対運動を生じさせる加重事象に起因して生じたエネルギーを吸収する、建物。
【請求項３８】
前記建物の前記耐荷重壁パネルと基礎との間の連結部は、前記壁パネルを前記基礎に結束する緊張材を有する、請求項３７記載の建物。
【請求項３９】
前記建物の前記耐荷重壁パネルと基礎との間の連結部は、エネルギー消散具を有する、請求項３７又は３８記載の建物。
【図１】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３ａ】
【図３ｂ】
【図３ｃ】
【図３ｄ】
【図４ａ】
【図４ｂ】
【図４ｃ】
【図４ｄ】
【図４ｅ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９ａ】
【図９ｂ】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公表番号】特表２０１０−５００４９３（Ｐ２０１０−５００４９３Ａ）
【公表日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５２３７４１（Ｐ２００９−５２３７４１）
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＺ２００７／０００２０６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１８８０３
【国際公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（５０９０３９１８３）プレストレスト ティンバー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月７日（２００７．８．７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＮＺ２００７／０００２０６
【国際公開番号】ＷＯ２００８／０１８８０３
【国際公開日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【出願人】（５０９０３９１８３）プレストレスト ティンバー リミテッド (1)
【Ｆターム（参考）】
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