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JP-2026514564-A - 建方支持部を有する梁と柱の連結アセンブリ

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Abstract

梁と柱を含む、建造物のための梁と柱の連結アセンブリであって、柱が、その側面に装着された固定具アセンブリを有し、梁が、その端部に固定具アセンブリを有する。固定具アセンブリ同士は、柱を梁に９０度の角度で接合する連結構造を形成するように係合される。連結構造は、梁及び柱が追加の梁及び柱と組み合わせられているときに柱と梁の間にモーメント連結を与え、建造物が完全に建設されたときに柱と梁の間に単純連結を与える。 【選択図】 図８

Inventors

  • ボイド， ジョン， エス．
  • ブラウン， アダム， レイトン
  • フッド， ブライアン
  • レイノルズ， ジョゼフ
  • ドハーティ， ミッチェル
  • パン， ジョナサン

Assignees

  • コンクステック，インコーポレーテッド

Dates

Publication Date
20260512
Application Date
20240405
Priority Date
20230406

Claims (20)

  1. 梁及び柱を含む、建造物のための梁と柱の連結アセンブリであって、 柱が、その側面に装着された固定具アセンブリを有し、 梁が、その端部に固定具アセンブリを有し、 固定具アセンブリ同士が、柱を梁に９０度の角度で接合する連結構造を形成するように係合されており、 連結構造が、梁及び柱が追加の梁及び柱と組み合わせられているときに梁と柱の間にモーメント連結を与え、かつ建造物が完全に建設されたときに梁と柱の間に単純連結を与えること を特徴とする連結アセンブリ。
  2. 連結構造が、フレキシブルモーメント連結であることを特徴とする請求項１に記載の連結アセンブリ。
  3. 梁と柱の間の曲げモーメントの伝達が、最初の回転範囲では遅延されることを特徴とする請求項１に記載の連結アセンブリ。
  4. 連結構造の回転剛性が、最初の回転範囲にわたって無視できるものであり、最初の回転範囲を超えると増加することを特徴とする請求項１に記載の連結アセンブリ。
  5. 梁が、上側のフランジ部を下側のフランジ部に連結するウェブ部を有するＩ形梁であり、連結構造が、梁のウェブ部及び少なくとも一つのフランジ部を通してせん断負荷及び回転負荷を伝達することを特徴とする請求項１に記載の連結アセンブリ。
  6. 柱の固定具アセンブリが、クリップ構造を含み、梁の固定具アセンブリが、上側のフランジ部に装着された第一ブレース構造を含み、第一ブレース構造が、クリップ構造に結合されていることを特徴とする請求項５に記載の連結アセンブリ。
  7. 第一ブレース構造及びクリップ構造のそれぞれが、少なくとも一つの開口を有し、第一ブレース構造及びクリップ構造が、開口を通って延びているピンを介して結合されていることを特徴とする請求項６に記載の連結アセンブリ。
  8. ピンの長軸が、水平方向に向けられていることを特徴とする請求項７に記載の連結アセンブリ。
  9. 開口の一つが、梁の長軸に平行な軸に沿って伸長されていることを特徴とする請求項７に記載の連結アセンブリ。
  10. 第一ブレース構造及びクリップ構造が、第一ブレース構造又はクリップ構造に規定された穴を通って延びているピンによって連結されていることを特徴とする請求項６に記載の連結アセンブリ。
  11. ピンの長軸が、鉛直方向に向けられていることを特徴とする請求項１０に記載の連結アセンブリ。
  12. 穴が、梁の長軸に平行な方向で測定すると、ピンより大きい幅を有することを特徴とする請求項１０に記載の連結アセンブリ。
  13. 第一ブレース構造が、上側のフランジ部に装着された二つのアングル鋼部材を含み、アングル鋼部材のそれぞれが、第一ブレース構造とクリップ構造の間の係合をロックするためのピンを受け入れるための開口を有することを特徴とする請求項７に記載の連結アセンブリ。
  14. 第二ブレース構造が、下側のフランジ部に装着されており、第二ブレース構造が、クリップ構造に結合されていることを特徴とする請求項７に記載の連結アセンブリ。
  15. 鋼製梁、柱、第一ブレース固定具、及び第二ブレース固定具を含む建設アセンブリであって、 鋼製梁が、ウェブ部、上側のフランジ部、及び下側のフランジ部を含む第一端部を有し、 柱が、側面、及びその側面に装着された梁への係合構造を有し、 第一ブレース固定具が、上側のフランジ部に装着されており、 第二ブレース固定具が、下側のフランジ部に装着されており、 第一ブレース固定具及び第二ブレース固定具のそれぞれが、柱の梁への係合構造に連結され、梁と柱の間にモーメント連結を与えることを特徴とする建設アセンブリ。
  16. 梁への係合構造が、柱を梁のウェブ部に固定するために構成されたクリップ構造を含むことを特徴とする請求項１５に記載の建設アセンブリ。
  17. クリップ構造が、せん断連結部及びモーメント連結部を有することを特徴とする請求項１６に記載の建設アセンブリ。
  18. 第一ブレース固定具及び第二ブレース固定具のそれぞれが、固定具穴を有し、クリップ構造が、上側のクリップ穴及び下側のクリップ穴を有し、ブレース固定具穴のそれぞれが、クリップ穴の一つに位置合わせされてピン固定されることを特徴とする請求項１６に記載の建設アセンブリ。
  19. 第一ブレース固定具及び第二ブレース固定具のそれぞれが、上側のフランジ部の上面に装着された一対のアングル鋼部材を含み、アングル鋼部材のそれぞれが、ブレース固定具のクリップ構造への係合をロックするためのピンを受け入れるための穴を有することを特徴とする請求項１６に記載の建設アセンブリ。
  20. 梁と柱を含む、建造物のための梁と柱の連結アセンブリであって、 柱が、その側面に装着された固定具アセンブリを有し、 梁が、その端部に固定具アセンブリを有し、 固定具アセンブリ同士が、柱を梁に９０度の角度で接合する連結構造を形成するように係合されており、 連結構造が、梁及び柱が追加の梁及び柱と組み合わせられているときに梁と柱の間にモーメント連結を与え、かつ建造物が完全に建設されたときに梁と柱の間に単純連結を与えるための手段を含むこと を特徴とする連結アセンブリ。

Description

関連出願の相互参照 本願は、米国特許第１１９条（ｅ）項に基づき、２０２３年４月６日に出願された米国仮特許出願第６３／４５７７６６号及び２０２４年１月２４日に出願された米国仮特許出願第６３／６２４７２７号の優先権を主張し、それらの内容全体をあらゆる目的のために参照によって本明細書に援用する。 鉄骨建造物建設は、梁と柱の連結を要求し、典型的にはせん断連結と、モーメントに抵抗する連結又はその他のモーメントに抵抗する構造との組み合わせを使用する。カラーなどのプレハブの梁の連結システムは、現場溶接技術に比べて価値ある改善を提供する。溶接は、制御された状態で現場外で行うことができ、骨組部材は、連結システムによって連結されるときに適切な空間配向で固定される。 フルモーメントカラーなどのプレハブのモーメントに抵抗する連結は、建造物の骨組建方のスピード及び容易さにおいて利点を提供するが、全ての建造物の設計に望ましいわけではない。「単純（ｓｉｍｐｌｅ）」又は「標準（ｓｔａｎｄａｒｄ）」せん断連結は、一般により軽く、より安価で、広い範囲の建造物の設計に適用可能である。しかしながら、標準せん断連結は、建方中に自己支持せず、支持ケーブル、ブレース付きの骨組の早期の設置、又は他の支持の提供を必要とし、建設工事にコスト及び建方時間を追加する。 建方中のフルモーメント連結の自己支持骨組の利点を与えながら、建造物設計において標準せん断連結の代わりに使用することができる、簡単でコスト効率の良いプレハブの連結システムが極めて望ましい。 本開示は、建造物の骨組における梁と柱の連結に関するシステム、装置、及び方法を提供する。いくつかの例では、建造物のための梁と柱の連結アセンブリは、柱の側面に装着された固定具アセンブリを有する柱、及び梁の端部に固定具アセンブリを有する梁を含んでもよい。固定具アセンブリ同士は、柱を梁に９０度の角度で接合する連結構造を形成するように係合されてもよい。連結構造は、追加の柱と梁と組み合わせられるときに柱と梁の間のモーメント連結を与えてもよく、建造物が完全に建設されたときに柱と梁の間に単純連結を与えてもよい。 いくつかの例では、建設アセンブリは、鋼製の梁及び柱を含んでもよい。梁は、ウェブ部、上側のフランジ部、下側のフランジ部を含む第一端部を有してもよく、柱は、柱の側面に装着された梁への係合構造を有する側面を有してもよい。第一ブレース固定具は、上側のフランジ部に装着されてもよく、第二ブレース固定具は、下側のフランジ部に装着されてもよい。第一ブレース固定具及び第二ブレース固定具のそれぞれは、柱の梁への係合構造に連結されて、梁と柱の間のモーメント連結を与えてもよい。 いくつかの例では、建造物のための梁と柱の連結アセンブリは、柱の側面に装着された固定具アセンブリを有する柱、及び梁の端部に固定具アセンブリを有する梁を含んでもよい。固定具アセンブリ同士は、柱を梁に９０度の角度で接合する連結構造を形成するように係合されてもよい。連結構造は、梁と柱が追加の梁と柱と組み合わせられているときにモーメント連結を与え、建造物が完全に建築されたときに梁と柱の間の単純連結を与える手段を含んでもよい。 特徴、機能、及び利点は、本開示の様々な例において独立して達成されてもよく、あるいはさらに他の例において組み合わされてもよく、それらについてのさらなる詳細は、以下の記載及び図面を参照することにより理解することができる。 図１は、デフォルト位置での鋼製建造物の骨組柱間の梁及び二つの柱の概略図である。 図２は、水平方向の負荷に反応して傾いた図１の梁と柱の概略図である。 図３は、梁が鉛直方向の負荷の下でたわんだ図１の梁と柱の概略図である。 図４Ａは、標準フルモーメント連結、標準せん断連結、及び本明細書で記載されるような例示的な建方支持せん断連結（ｅｒｅｃｔｉｏｎ ｓｕｐｐｏｒｔ ｓｈｅａｒ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ（ＥＳＳＣ））のモーメント－回転曲線の概略的なグラフである。 図４Ｂは、図４Ａのモーメント－回転曲線の傾きの概略的なグラフである。 図５Ａは、先行技術として知られているような標準的な単一プレートせん断連結の等角図である。 図５Ｂは、図５Ａの連結の概略図である。 図６Ａは、本明細書で記載されるような例示的なＥＳＳＣの建方段階の構成での概略図である。 図６Ｂは、図６ＡのＥＳＳＣの使用段階の構成での概略図である。 図７は、ＥＳＳＣの骨組を含む鋼製建造物の骨組設計の一区域の概略図である。 図８は、本明細書で記載されるような例示的なＥＳＳＣによって連結された、梁及び柱の使用段階の構成での等角図である。 図９は、図８のＥＳＳＣの連結されていない構成での等角図である。 図１０は、図８のＥＳＳＣの連結されていない構成での側面立面図である。 図１１は、図８のＥＳＳＣの建方段階の構成での側面立面図である。 図１２は、図８のＥＳＳＣの使用段階の構成での側面立面図である。 図１３は、図８のＥＳＳＣの使用段階の構成での上面図である。 図１４は、図８のＥＳＳＣの使用段階の構成での背面図である。 図１５は、本明細書で記載されるような別の例示的なＥＳＳＣの連結されていない構成での等角図である。 図１６は、図１５のＥＳＳＣの使用段階の構成での側面立面図である。 図１７は、図１６のＥＳＳＣの上面図である。 図１８は、本明細書で記載されるような別の例示的なＥＳＳＣの連結されていない構成での等角図である。 図１９は、図１８のＥＳＳＣの使用段階の構成での側面立面図である。 図２０は、図１９の線２０－２０に沿った上面断面図である。 図２１は、本明細書で記載されるような別の例示的なＥＳＳＣの連結されていない構成での等角図であり、一つのチャネルプレートが透過して描かれている。 図２２は、図２１のＥＳＳＣの建方段階の構成での側面立面図である。 図２３は、図２１のＥＳＳＣのチャネルプレートに受け止められたウェブ部クリートを分離した詳細図である。 図２４は、一つの柱と四つの梁を連結する別の例示的なＥＳＳＣの等角側面図である。 図２５は、図２４のＥＳＳＣ、柱、及び梁の上面図である。 図２６は、図２４のＥＳＳＣの角部アセンブリの等角側面図である。 図２７は、図２４のＥＳＳＣのフランジ部アセンブリの等角側面図である。 詳細な説明 柱と梁の連結アセンブリ、並びに関連するシステム及び方法の様々な特徴及び例は、以下に記載され、関連する図面において図示される。特に明記しない限り、本教示による連結アセンブリ及び／又はその様々な構成要素は、本明細書に記載され、図示され、かつ／又は援用される構造、構成要素、機能性、及び／又は変形例の少なくとも一つを含んでもよいが、必須ではない。さらに、特に排除されない限り、本教示に関連して本明細書に記載され、図示され、かつ／又は援用される方法工程、構造、構成要素、機能性、及び／又は変形例は、開示される例の間で互換可能であることを含めて、他の同様の装置及び方法に含まれてもよい。 様々な例の以下の記載は、本質的に単なる例示であって、本開示、その適用、又は使用を限定する意図は全くない。加えて、下述する例によって提供される利点は、本質的に例示であって、全ての例が同じ利点又は同程度の利点を提供するわけではない。 この詳細な説明は、すぐ後に続く以下のセクション、即ち（１）定義、（２）概要、（３）実施例、構成要素、及び代替例、（４）例示的な組み合わせ及び追加の実施例、（５）利点、特徴、及び効果、並びに（６）結論を含む。実施例、構成要素、及び代替例のセクションは、さらにＡからＥまでのサブセクションに分割され、各サブセクションは、適宜標記される。 定義 以下の定義は、特に明記しない限り、本明細書で適用される。 「実質的に」は、特定の寸法、範囲、形状、概念、又は用語によって修飾される他の態様に顕著に一致していることを意味し、特徴又は構成要素が、その意図された目的又は機能のために好適である限り、完全に一致する必要はない。例えば、「実質的に円筒形の」物体は、その物体が円筒形に類似するが、真の円筒形からの一つ以上の逸脱があってもよいことを意味する。 「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「有する（ｈａｖｉｎｇ）」（及びその活用形）は、含んでいるが必ずしも限定されないことを意味するように互いに交換可能に使用され、追加の列挙されていない要素又は方法工程を排除することを意図されていないオープンエンドの用語である。 「第一」、「第二」、及び「第三」などの用語は、ある群の様々な構成要素などを特定の文脈において導入された順序（順序又は数字の限定を示すために意図されたものではない）で区別又は識別するために使用されるか、あるいは群の構成要素に対する固定された識別子であるように使用される。 「及び／又は」は、列挙された要素の全ての組み合わせを意味するために使用される。例えば、二つの要素を有する列挙「Ａ及び／又はＢ」は、Ａのみ、Ｂのみ、又はＡとＢの両方の三つの可能性を包含する。同様に、三つの要素を有する列挙「Ａ、Ｂ、及び／又はＣ」は、Ａのみ、Ｂのみ、Ｃのみ、ＡとＢの両方、ＡとＣの両方、ＢとＣの両方、又は三つの全て（Ａ、Ｂ、及びＣ）の七つの可能性を包含する。四つ又は五つの要素への拡張は、同じパターンに従う。 「結合される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」は、一方の性能が他方の性能に影響する関係であることを意味し、永続的に又は解放可能に、介在する構成要求によって直接的であろうと間接的であろうと連結されていることを含んでもよく、必ずしも物理的な連結に限定されない。 本明細書において、パラメータ、量、時間的継続期間などの測定可能な値に対して言及するときに使用される用語「約」は、特定の値の±１０％以下の変動、好ましくは±５％以下の変動、より好ましくは±１％以下の変動、さらに好ましくは±０．１％以下の変動を、本開示においてかかる変動が生じることが適切である限りにおいて包含することを意味する。修飾語「約」が示す値は、それ自体、具体的に、かつ好ましく開示されていることが理解されるべきである。 本明細書において使用される用語「梁（ｂｅａｍ）」、「柱（ｃｏｌｕｍｎ）」、「単純連結（ｓｉｍｐｌｅ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」、「モーメント連結（ｍｏｍｅｎｔ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」、「完全拘束連結（ｆｕｌｌｙ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」、「部分拘束連結（ｐａｒｔｉａｌｌｙ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）」は、米国鉄鋼構造協会（ＡＩＳＣ）及び米国国家規格協会（ＡＮＳＩ）の規格：ＡＮＳＩ／ＡＩＳＣ ３６０－１６ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｓｔｅｅｌ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓにおいて定義されているように理解される。 特に、梁は、曲げモーメントに抵抗する主機能を有する実質的に水平方向の構造部材である。柱は、軸方向の圧縮力に抵抗する主機能を有する実質的に鉛直方向の構造部材である。 単純連結は、連結された部材間の曲げモーメントをほとんど伝達しない連結である。モーメント連結には二つの方式が存在する。一つ目は、完全拘束モーメント連結又は完全拘束連結であり、連結された部材間の回転モーメントをほとんど伝達することができない連結である。二つ目は、部分拘束モーメント連結又は部分拘束連結であり、連結された部材間の回転モーメントを実質的に伝達することができる連結である。 使用負荷でのセカント剛性Ｋｓは、連結剛性の指標特性として見なされる。特に、Ｋｓ＝Ｍｓ／θｓであり、Ｍｓは使用負荷でのモーメント、θｓは使用負荷での回転角度である。ＬとＥＩはそれぞれ梁の長さと曲げ剛性であり、ＫｓＬ／ＥＩ≧２０である場合、連結は完全拘束連結であると考えることができる（換言すると、部材間の角度を維持することができる）。Ｋ