構造的なモジュール式建物のコネクタ

関連出願の相互参照 本願は、構造的なモジュール式建物のコネクタという発明の名称を有して2014年4月30日に出願された米国仮出願第61/986,438号の利益と優先権とを主張する。上記の特許出願の内容は、参照により本明細書においてその詳細な説明へと明確に組み込まれる。

本発明は、コネクタ組立体、そのコネクタ組立体を用いた引き上げ可能なコネクタ組立体、コネクタ組立体を有したモジュール式フレームユニットを結合するための方法、コネクタ組立体を有したモジュール式ユニットとコネクタ組立体を有した建物との組立方法に関する。

制御された工場設定において標準化された構成要素から建築されるモジュール式建物のユニットのプレハブ製造(prefabricating)は、屋外の建築作業現場における類似した仕事の実行と比較して得ることができる低いコストおよび高められた品質のため好適となり得る。

したがって、床と、壁と、頭上の構造とを有し、あらかじめその中に搭載された全てのシステムと家具とを含むプレハブ製造されたモジュール式建物のユニットは、好適であり、技術的によく知られる。より大きい構造を形成するように2つまたはそれ以上のモジュール式建物のユニットを共に連結するための手段と方法とで構成される建物の組立システムも技術的によく知られる。

モジュール式建物のユニットを持ち上げ、動かす目的のため解放可能な接続を提供するように構造的フレームの上方または側部表面において特別に準備された開口部を係合するデバイスは、技術的によく知られる。

工場で建築されたモジュールを用いた細長いまたは高い建物の建築に対する制限は、風および地震の力に起因する大きなモーメント力および張力と、建物および居住者における重力の影響に起因する大きな圧縮荷重とに耐えて伝えるように、経済的にモジュールを建築することができないことである。さらに、全てのこれらの力の形式は、建物の1つまたは両方の軸における狭さによって増大される。これらの影響は、下部の床において最大となり、高さおよび細さの増大に比例して増大し、したがって、力は下部の床において最大ともなる。隣接したモジュールの間の接続の固定される特性と、輸送におけるその完全性の必要を超える傾斜した支持材(bracing)がないこととが、従来のモジュール形式のより大きい組立体による力の伝達の有効性を制限し得ることが、多くのモジュール式建築システムの特徴である。

本明細書において引用された技術において述べたようにモジュールを用いて高いまたは細長い建物を建築するための技術の状態は、建物が構成される全モジュールの全体の補強のいずれかによる製造におけるスケールの経済を維持し、したがって全て、海洋運送コンテナのスタックが行うような分散された方式で力に耐えるのに貢献し、または別の荷重経路を形成する全モジュールの壁の中または壁の外側に位置する大きな柱を使用するのに貢献し、またはモジュールを通して第2の構造を通り地面へと大荷重を伝えることによって隣接したまたは相互接続された支持フレームを建築するのに貢献し、またはアップリフトおよび側部のドリフトに抗してモジュールを固定するように建物を通して鉛直に通る張力ロッドまたはケーブルを使用するのに貢献する。全ての上述の手法は、耐荷重および力の伝達の実現において、または付加的な構造の建築の要求において制限を有し得るものであり、同様に、高さの実現を制限し得るものであり、または使用される材料の量を増加させ、それゆえコストを増す。

さらに、特に角部または壁内の中間位置において生じる場所においてグループ化されたときに大きな柱を使用する建築の方法は、モジュール、および/または完成した建物の使用できる床面積を減らす厚さを増した壁、および/またはキャビネットおよびシャワーストールのような備品を挿入する目的のための空間または壁の自由使用を制限する突起の間のより大きい空間となり、および/または居住者による空間の使用において他の制限を負わせ、これにより完成した建物の価値を下げる。

さらに、建物のための組立時間に加えられる第2のフレームを使用するモジュール式建物の建築方法は、建築のコストおよび期間を増し、使用できる床面積を減らし、これにより完成した建物の価値を下げる。

建物内のモジュールにおいて働く力に対してそれぞれが固有な詳細を有する多様な類似しないモジュール形式の形成は、増加されたバリエーションが計られ、切られ、使用まで在庫管理しなければならない固有の構成要素の数を増やすため、望ましくない。さらに、組み立てのために互いに対して正確にこれらの部品を配置するのに要する製造ツールの設定は、間違いを起こしやすく、したがって通常技術を有する人間によって実行され、よって、いくらかの設定数の増加が製造時間およびコストの両方を増す。

ネットワーク化された構造の数は、ほぼ同等の長さでなければならないため、溶接または他の手段によって正確にモジュールを組み立てることを要する多数の特徴部の形成、続くモジュールが作られる部分組立体の配置および接続、完成したモジュールの取り付けおよび引き上げ、および現在実行されるような冗長なおよび適切な荷重経路を提供するサウンドグループ(sound groupings)を構造的に形成するモジュールの締結は、コストを増す、多数の正確な加工および組立作業を要する。

モーメント接続されたモジュールフレームまたは建物のフレームが、居住者の視界を妨げ、建物のサービスの導入および維持を妨げ得る傾斜した補強要素の必要をなくすことが技術的によく知られる。しかしながら、接続の手段がモジュールの1つまたは複数の面に対する明確なアクセスを要するため高価な接合プレートを要するモーメント接続は、したがって現場で完成させなければならない覆う作業および仕上げ作業の量を増す。

現場状態と、居住者の必要と、建築または所有者の美観とに最も適したモジュール式建物のいくつかの実施形態は、テーパー、曲部、多角形等を含む非直交形状を有するモジュール形式で形成され得るが、高い建物の建築に適した構造的モジュールの建築のための従来のシステムは、元々非直交形状に適さない。

モジュールの形状の変化および壁、備品および他の構成要素の位置の変化は、建物を建築するためまたは建物の単一の床を備えるために用いられるモジュールの重心を変化させる。間隙を最小限に減らしつつ配置を容易にするため、引き上げの間、可能な限りほぼ垂直となるように配向されたモジュールの側壁を有するのが好適である。この好適な状態を実現すべく、取り付けの調整を有効にするために大幅な遅れおよび繰り返す試行的持ち上げが要求される場合があった。要求される変更を行うのに要する時間は、同様に引き上げ操作の全時間を増し、したがって労働およびクレーンのような設備の両方のコストを増すと共に建物の完成を遅れさせる。

モジュールの間に要求される空間の量を正確に増大させないモジュールを配置して相互に接続するための必須事項は、モジュールの構造的グループへの統合をより困難で空間を無駄にするのと共に、防火構造の困難性と最良で可能な強度を実現するための部材を相互に接続することの困難性とを増し、音、煙および害虫の循環のための空間を提供する。

モジュールの寸法およびその中の部材の位置的配置は、当接して隣接するモジュールの機械的サービスの、面する外側の壁、および建物の下の支持構造の位置および寸法を画定し、したがってモジュール式建物が構成される全要素の間の相互依存の関係が存在する。

例によって本願の実施形態の例を示す添付図面が参照される。

下部角コネクタの側部からの斜視図。

下部角コネクタの内側面からの別の斜視図。

逆にされた図2の下部角コネクタの内側面からの別の斜視図。

上部角コネクタの側部からの斜視図。

上部角コネクタの内側面からの別の斜視図。

逆にされた図5の上部角コネクタの外側面からの別の斜視図。

下部コネクタの第2の実施形態の斜視図。

逆にされた下部コネクタの第2の実施形態の斜視図。

上部角コネクタと下部角コネクタとの間の接続を示すモジュール式フレームの部分の斜視図。

2つのモジュール式フレームを接続する組立体の結合の分解斜視図。

4つのモジュール式フレームを接続する組立体の結合の第2の実施形態の分解斜視図。

図11に示されるようなモジュール式フレームを接続する組立体の結合の斜視図。

本明細書に開示されるようなコネクタ組立体に対して結合するための台を有する廊下スラブ材の斜視図。

本明細書に開示されるコネクタ組立体を有するモジュール式フレームの実施形態の区分。

本明細書に開示されるコネクタ組立体を有するモジュール式フレームの実施形態の区分の上面図。

本明細書に開示されるコネクタ組立体を有するモジュール式フレームの実施形態の区分の上面図。

本明細書に開示されるコネクタ組立体を有するモジュール式フレームの実施形態の区分の斜視図。

本明細書に開示されるコネクタ組立体を有するモジュール式フレームの実施形態の区分の斜視図。

本明細書に開示されるコネクタ組立体を有するモジュール式フレームの別の実施形態の区分の斜視図。

下部角コネクタの第3の実施形態の側部からの斜視図。

下部角コネクタの第4の実施形態の側部からの別の斜視図。

下部角コネクタの第5の実施形態の側部からの斜視図。

下部角コネクタの第6の実施形態の側部からの斜視図。

上部角コネクタの第2の実施形態の側部からの斜視図。

下部角コネクタの第7の実施形態の側面図。

下部角コネクタの第7の実施形態の外側面からの斜視図。

図27a、図27bは、コネクタ寸法変更アダプタの柱の上面および下面を示す斜視図。

下部プレートコネクタの第8の実施形態の側部からの斜視図。

図28に示された下部プレートコネクタの平面図。

上部角コネクタの第3の実施形態の側部からの斜視図。

図30に示された上部角コネクタの第3の実施形態の平面図。

下部角コネクタの第9の実施形態の側部からの斜視図。

下部角コネクタの第9の実施形態の平面図。

図34aは、ガセットプレートの実施形態の斜視図であり、図34bは、ガセットプレートの実施形態の平面図を示す。

上部角コネクタの第4の実施形態の側部からの斜視図。

間にガセットプレートを備えた上部コネクタおよび下部コネクタの実施形態を示す組立体の結合の分解斜視図。

間にガセットプレートを備えた上部コネクタおよび下部コネクタの実施形態を示す組立体の結合の別の実施形態の分解斜視図。

図38aは、ガセットプレートの実施形態の図であり、図38bは、接続ブロックを備えたガセットプレートのさらなる実施形態の図である。

図39aは、増大する数の鉛直要素を備えた段階化されたスタックの側面図の実施形態であり、図39bは、増大する数の鉛直要素を備えた段階化されたスタックの斜視図の実施形態である。

図40aは、増大する寸法の鉛直要素を備えた段階化されたスタックの側面図の別の実施形態であり、図40bは、増大する寸法の鉛直要素を備えた段階化されたスタックの斜視図の別の実施形態である。

本明細書およびいくつかの関連する態様に開示された本発明に係る出願は、当業者によって理解されるように、2014年2月14日に出願された関連するPCT出願番号PCT/CA2014/050110に記載され、開示されており、その主題は、参照により本明細書に組み込まれる。

本発明は、モジュールフレームの配置および組み立てのために相互に関連する要素のコンパクトで、正確な、耐荷重性に優れ、瞬間的に接続され、汎用的で完全なシステムの必要性に対処するのを支援でき、完成したモジュールの迅速で信頼できる取り付けおよび持ち上げを容易とすることができ、モジュールの構造的特性の十分な利点を享受するように過度の未完成な領域の必要なく互いに対しておよび他の必要な要素に対してモジュールの結合を提供することができ、部品の数を定義し、低減させ、要求される材料の切断における過度の精度の連結領域における複雑な結合の製造、困難な位置における困難な溶接の実行、および多様な精度設定の必要なく特徴を提供する。

特に、本発明は、特定の構成に適したモジュールの形成に使用されるべきそれらの構成要素の数の定義、選択および連結のための方法による、モジュール構築の製造および組み立てのためのおよびこれらのモジュールで共に構成されたビルを形成するためのモジュールの相互接続のための構成要素のシステムで構成される。

本発明はまた、構成要素のシステムのための必要性に対処するのを支援でき、作業方法は、製造者が単一の家族用住居から20階を超えるタワーまでの幅広い範囲の建物を、限定されるものではないが、直交形状、テーパー形状、放射形状および曲面形状を含む複数の形式で、経済的に、安全に建築するのを可能とする。

読み進める上での利便性のため、最初に、詳細な説明がそれぞれの構成要素または構成要素のグループの区分へと細分化される。

角ブロック 本発明は、1つの実施形態において角ブロックである、上部および下部の耐荷重コネクタまたはブロックを提供する。特定の実施形態において、ブロックは、実質的に四角形であり、他の実施形態において、多角形または対称形状を有する。これらのブロックは、目的の少数および小さな寸法の正確な作業に集中するように多様な機能を提供する特徴を有して大量生産され得るものであり、他の部材において実行されなければならない作業量および作業の複雑さを低減させる。上部ブロックおよび下部ブロックは、別個の形式であり、1つの実施形態において、そのように建築されたモジュールがより大きいまたはより高い構造を形成するためにブロックにおける特徴を用いて連結されるときに、概して角形式、管形式または多層の柱の機能を実行するビルドアップ形式の鉛直な角部材(柱)の上端および下端に配置される。

同様に、ブロックにおける他の特徴は、建物の水平部材を係合し、そのように建築されたモジュールがより大きいまたはより幅広い構造を形成するように連結されるときに、連続的な水平部材の機能を発揮する。

特定の実施形態において、ブロックは、限定されるものではないが、複数の角度で隣接する部材の位置および溶接を提供するブロックの面に対して垂直な角度を含む、複数の角度で突出するアームを有する。特定の実施形態において、本発明は、このように限定されるものではないが、直交形状、テーパー形状、放射形状および曲面形状を含むモジュールの製造および建築を容易にする。アーム内のねじ加工された穴およびねじ加工されていない穴は、ねじ加工された締結部の配置を実現し、アームの鉛直な壁は、耐荷重性能ならびに、建物において働く力および締結部の動きによって形成される圧縮力および張力の伝達を向上させる。

特定の実施形態において、ブロックは、柱を通る鉛直な張力および隣接したモジュールまたは他の建物構造の間の相互接続に抗するモーメントの連続性を提供するために、通路のためおよびナットと共にボルトを受容するために本体およびアームの両方に穴を有し、あるいは、ボルトを受容するためにねじ加工される。鉛直な平面における柱の接続に起因する張力抵抗は、高いレベルの固定性で水平平面において側部の部材に対して力を伝えるようにガセットプレートにおいて摩擦を生じさせ、生成する持ち上げに抗する構造を可能とする。

より詳細には、組み立ての間、上下の両方からガセットプレートに抗して支承するアームの表面は、きつく(tight)作られる。

特定の実施形態において、ボルトは、壁空洞部または他のこうした場所内でアクセス可能であり、取り外し可能なパッチがボルトの位置を覆い、耐荷重構造を包囲する耐火材の連続性を確実とするように容易に構成され得るように、構成され同一平面または表面の下とされ得る。屋根組立体の下側に対する接続を備えるような特定の実施形態において、ボルトは、底部から上に挿入され得る。

特定の実施形態において、ブロックは、組立溶接のための支持を提供するように配置されたブロックの遠位端面において突出特徴部を有し、短すぎる切断の、または正方形の端から外れた部分を備えた部材を接続するための溶接の構造的衝撃、または表面を超えて突出して隣接するモジュールと衝突しないように溶接が研磨を要する可能性を低減させるように、配置されたブロックの外側においてそのように配置されたブロックおよび傾斜した特徴部に対して溶接される角ブロックと部材との間の適合しない溶接接続を作業者が実行する可能性を下げる他の欠点を低減させる。

角ブロック内の穴は、縛り付けて引き上げるデバイスに対する接続の手段を提供する。特定の実施形態において、ブロックの上方面は、持ち上げるデバイスに対するモジュールの迅速で信頼できる接続および接続解除の手段を提供するように中に迅速解放コネクタが挿入され得る開口部を備えられる。

特定の実施形態において、ブロックは、地震の間に起こり得る、接触面に対する滑動に対する抵抗を増すように、ガセットプレートにおける対応する特徴と係合する接触面における特徴を有する。

特定の実施形態において、ブロックは、気密性を向上させ、床またはシール材料に対する支持を提供するように、締結部がアクセスできない領域において連続的な支持部を提供するため、床またはシール仕上げが適用される面と同一平面の突出するフランジを有する。使用時、床材料は、ブロックのアームの端部までフレームの上面を覆うが、組み立てのためにボルトの挿入を可能とすべく上面を露出するようにブロックにおいて切り取られる。これは床が支持されないようにし得る。示されたフランジは、その領域において床を支持し連続的な表面を形成するのを支援でき、したがって、床の間のシール部においてクラックが存在せず、耐火を支援し得る。

特定の実施形態において、ブロックは、バルコニー、廊下およびファサード処理のような付属部品の接続のため、鉛直な表面において多様な穴を有する。

特定の実施形態において、ブロックは、鉛直張力締結部の通路のための1つの、2つの、3つの、またはそれ以上の穴を有し、その上で中心化され得るそれぞれの鉛直な構造部材のためのこうした穴のようなものがある。別の特定の実施形態において、それぞれの鉛直な部材のための、2つまたはそれ以上の穴がある。締結部が通るブロックにおけるアームの長さと、ブロックの間のガセットプレートにおけるアームの長さとは、こうした穴の部材との関係において変化する。

特定の実施形態において、下部ブロックは、ボルトの通路を可能とするように穴開け加工されまたは取り除かれなければならない鋼鉄の量を減らすように、面を通る開口部を有する。この特徴との組み合わせにおいて、またはそれとは別に、ブロックは、耐荷重性能およびねじりに対する抵抗を付加するように、リブで補強されてもよい。

別の構成要素は、歪むことなく2つの部材の間の力を伝えるように、1つの寸法の管状構造部材を受容するように準備されたその一端において特徴を有し、別の寸法のまたはブロックの対応する特徴の管状部材を受容するように準備された他端において特徴を有し、テーパー状の側部および内部リブまたは他の補強手段を有するブロックである。図40に示されるように、荷重との関係において柱の寸法を変更すると好適となり得る。より小さな柱は、荷重がより小さい建物の上部において使用され、より大きい柱は、蓄積された重力荷重および増大した超過回転力(overturning forces)のため荷重がより大きい下部において使用される。図27に示された構成要素は、たとえば152.4ミリメートル(6インチ)×152.4ミリメートルの接続ブロック、同様に、152.4ミリメートル平方の柱を備えたモジュールの上部における、101.6ミリメートル(4インチ)×101.6ミリメートルの柱のように、1つの寸法の柱が次に大きい寸法のコネクタの上部に配置されるのを可能とする。これは、これらが高価なツールを有するが、少量で製造されるため、2つの異なる端部構成を有する特化されたアダプタブロックの必要をなくす。

別の構成は、類似の方法で備えられた接続部または上述した形式のブロックに対して直接的に耐え、接続するように、プレートから製造された柱がその外部の鉛直面に対して溶接されるのを可能とするように構成されたブロックである。当業者には理解されるように、TまたはX構成で連結された2つまたはそれ以上のこうした柱は、大きな単位長さ辺りの重量および増大された断面を実現することができ、建物が占める空間へと突出することなく大きい座屈抵抗を生じさせる。

ガセットプレート 別の構成は、柱または柱のグループの上部および底端部のブロックの間に挿入されるプレートであり、これは、角ブロックの下側における対応する配置凹部との摺動する接触によってモジュールを係合して方向付けるための上方に面するテーパー化された配置ピンを有し、こうして締結のために正しい位置にモジュールを配置する。プレートは、建築中および完成した建物の両方で水平面において構造的連続性を提供するため、このように形成された柱のグループの全ての部材において同等に支承する連続的な荷重経路を確実とするように、柱の長さにおけるわずかな変化を受け入れるその柔軟性により、隣接したモジュールをボルトと接続する使用のため通し穴を提供することもできる。当業者には理解されるように、プレートは、単一の鉛直な柱の間、または、直交して配置された2つまたはそれ以上の柱の間、または他の配置に適合するように形状化され得る。特定の実施形態において、類似の寸法の、適した穴と共に準備されたシム(shims)は、モジュールの完成した寸法における変化に適合するように、接続の1つまたは両方の側に配置され、こうしてモジュールスタックの正確な形状を維持する。

特定の実施形態において、ガセットプレートは、地震の間起こり得る摺動動作の抵抗を増加させ、鉛直張力締結部の脚部に対してこうした動作が付与する荷重を低減させるため、上下のブロックの接触面における対応する溝と係合するその上面および下面における突出部を有する。

吹き抜けおよびエレベータのシャフト 本発明のシステムは、顕著な視覚的または機能的中断なく、階段または昇降デバイスが内部に搭載されたモジュールおよび2つのモジュールの間の咬合線において分離したモジュールの製造を可能とする。

高すぎるモジュール 本発明のシステムは、船積み制限が概して可能とする高さより高い、住むのに適した体積の上部および下部の半体を備えたモジュールの製造を可能とし、顕著な視覚的または機能的中断なく2つまたはそれ以上のスタック化されたモジュールの間の咬合線において連結される。

廊下 本発明の構成要素の別のグループは、補強されたコンクリート、サンドウィッチプレート、木または支持台と共に形成された金属のような、適した材料から製造される構造的廊下の床である。特定の実施形態において、スラブ材は、支持台における特徴部が台の曲げに抵抗するようにそれらを係合するように配置される補強されたバーを備えた補強されたコンクリートで構成され、したがって、隣接したモジュールのスタックの間のモーメント接続を形成し、こうして接続される。台は、上部角ブロックおよび下部角ブロックにおける対応する穴と配列する穴を有し、モジュールの2つの平行なスタックを接続するように機能すると共に、結合された荷重経路を形成するように、一方の側におけるスタック内の隣接した柱を接続する。台および床スラブ材は、バルコニーまたは屋根付き通路を備えた建物を形成するために、スラブ材の一方の側におけるモジュールのスタックの側部または端部および外側におけるバルコニー支持フレームに対して接続されてもよい。床スラブ材および台組立体は、工場環境における現場ではない所(off site)で、構成要素の製造を容易とするためのダクト、パイプおよびワイヤ配線のような建物のサービスのための便利なキャリアとしても使用され得る。

特定の実施形態において、ガセットプレートは、必要に応じて延ばされ得るものであり、様々な寸法の付属品支持および接続組立体を支持および係合するための締結部の通路のための穴を有する。

相互依存の詳細部のシステム 本発明は、対象の建物の相互接続された要素の寸法化が固定具のシステムと共に基づく、所定のグリッドも備え、これは全ての軸において角ブロックから部材、部分組立体、モジュールおよび全建物へと延びる正確で相互依存した関係を確実とする全ての軸における全ての製造された組立体を通してグリッドが維持されるのを確実とする。寸法化システムは、こうして共通部品の数を増やし、土台および台コントラクタの調整の困難性を低減させるために小部分要素およびモジュール寸法を減らすように機能し、そのように製造されたモジュールにおいて一体化される構成要素の全内部または外部の供給者の作業を容易にする。

特定の実施形態において、システムは、プラスマイナス0.79ミリメートル(1/32インチ)の、固定のために使用される穴の間の中心から中心精度で、および、プラス0ミリメートル、マイナス1.59ミリメートル(1/16インチ)の、全接合表面の外側から外側への寸法精度で、3軸において50.8ミリメートル(2インチ)より大きいまたはより小さい増分に基づく。

固定具 本発明は、モジュールフレームの組立体のためのシステムを含み、グリッドにしたがうモジュールが上述のように確立されるのを確実とし、モジュールのいかなる部分も最も外側の理想寸法を超えて突出しないことを確実とし、これは、組み立ての実現可能な速度および構造の正確さを増し、付加的寸法のずれ(dimensional drift)の可能性を排除し、耐火の困難性といった建築の困難性を低減させ、固定のより大きな程度で相互に接続するモジュールの可能性、および壁の厚さおよび無駄な空間を低減させる。

テーブル固定具 本発明のシステムの構成要素は、平らなテーブルまたは枢動を可能とするようにトラニオン(trunions)に取り付けられた平らなテーブルで構成される調整可能な固定具であり、これは、十分な厚さで組立溶接のためにモジュールの天井または床フレームの構成要素を方向付けるように配置された鉛直なピンを受容するように穴のグリッドで準備され、したがって床、天井および壁のようなモジュール部分組立体を形成する。穴の配置は、グリッドにしたがうモジュールが上述のように確立されるのを確実とするように配置され、これは、こうして製造されたモジュールが完成したモジュールを形成するために容易に組み立てられるのを確実とするように他の建物の要素と調整し、完成したモジュールは、建物を形成するために組み立てられ得る。ピンは、床または天井表面の用途のため必要とされるような同一平面状態を作るように、組立体の構成要素の正確な仰角(elevation)を確実とするために用いられるスペーサーのシステムを装備される。固定具は、このように溶接が構造的溶接のため理想的な位置で実行されるのを確実とし、完成部品が許容値状態を累積した結果許容範囲を超えないことを確実とするように構成される。

回転固定具 本発明の別の構成要素は、天井フレーム、床フレーム、角柱、中間柱、柱補強部、および傾斜した支持材を方向付ける調整可能で回転可能な固定具であり、組立溶接のための互いに対する全ての複数の寸法は、グリッドにしたがうモジュールが上述のように確立されるのを確実とするように、完成した部品が許容範囲を超えないことを確実とするように、構造的溶接の実行のための理想の位置において部品が配向され得るのを確実とするように、モジュールの相互接続における容易性を確実とする。

迅速接続引き上げコネクタ 本発明の別の構成要素は、モジュールに対する引き上げ装置の取り付けにおいて使用される解放可能なコンパクトな迅速コネクタであり、道具なしで上方から角ブロックにおける特に準備された開口部において搭載され、偶発的に解放されるのを抑制し、道具なしで取り除かれることができる。特定の実施形態において、コネクタは、トグルの上方に面する支承表面、受容するブロックの対応する下方に面する支承表面、および支承表面から引き上げ装置へと荷重を伝えるトグルシャフトの張力負荷部が、最もコンパクトな空間内で角ブロックの上面内に組立体の寸法制限を維持しつつ、結合された要素の耐荷重能力を最大化するような理想的な比率である、という点で構造的に理想的である。

引き上げフレーム 本発明の別の構成要素は、建物内の配置のために理想的な位置において荷重を保持するように構成された引き上げ装置であり、これは、特定の実施形態において、水平であり、モジュールの長さにおいて生じる重心の誤差を補償するように、クレーンのフックへと線が通過する全ての接続点の位置の迅速な調整を提供する。記載されたデバイスは、フレームの一方の側におけるケーブル対の間の広がりの変更をさらに可能とし、フレームの長軸の一方の側へとクレーン取り付け部の中心を動かし、そこから吊るされるモジュールの幅において生じる荷重の重心の変更を補償するように、モジュールの一方の側においてクレーンのフックへと通過する対の線の鉛直からの依存角(dependant angle)における変更を有効にする。

補強部材 さらに、本発明は、互いに、および本明細書に記載された柱、側部のフレーム、傾斜した支持材および角ブロックと接続する標準化された補強部材のシステムを備え、ケースバイケースの設計、および補強構成要素の製造またはカスタマイズのための必要を排除する。

補強分析 さらに、本発明は、モジュールで構成される建物に働く力をシステム的に分析する作業方法を備え、標準化された補強システムの用途のための最適な位置を画定し、進行性の座屈および持ち上げ抵抗を備えた標準化された補強部のリストから選択し、これにより必要以上にさらなる位置に構造的材料を不必要に付加することなく、顕著に耐火材料の適用を邪魔することなく、モジュールの壁の付加的な厚さを要することなく、こうした補強部のみを付加的な応力の下領域を強化するのに最小限必要なものとして組み込む。

柱の構築 さらに、本発明は、外側の柱の製造および接続の方法を備え、これにより高いおよび/または細長い建物の建築において生じる荷重に起因する圧縮および張力に対してより大きな抵抗を備えたグループを形成する。

特定の実施形態において、柱の水平ドリフト、座屈および持ち上げに対する抵抗は、それらの鉛直な縁部に沿った溶接または他の適した手段により2つまたはそれ以上の柱をグループへと連結させることによって増大され、領域内のコネクタブロックに対するこれらのグループの溶接または取り付けは、目的を提供する。

特定の実施形態において、柱は、それらの縁部に沿って溶接または他の適した手段により連結されたプレートを備えられ、これらの組立体は、ブロックに対して溶接されまたは連結される。特定の実施形態において、これらのプレートは、厚さ25.4ミリメートル(1インチ)またはそれ以上である。別の特定の実施形態において、プレート柱は、これらが溶接されてプレートの端部に沿ってガセットプレートの上面および下面と接触するブロックを経由する。

特定の実施形態において、柱は、漸進的により大きく、対応するより大きい本体および接続特徴を有するブロックを係合する。特定の実施形態において、これらの柱は、101.6ミリメートル(4インチ)平方、152.4ミリメートル(6インチ)平方、203.2ミリメートル(8インチ)平方、254ミリメートル(10インチ)平方の矩形等であり、あるいは、標準構造中空金属または複合区分に対応するメートル法の同等のものである。

利点 フレームなしで増大された高さ 組み立ての間完全に圧縮されていなくしたがって完全に固定されていない接続を不注意に形成する危険性をなくすことにより、より多数の締結部を提供することにより、および、補強部の配置を容易とすることにより、本発明に係る構成要素のシステムおよび作業方法は、第2の外部のまたは内部の支持フレームを要することなく建築し得る建物の高さを増し、構造的機能における部材のより大きい部分および接続の改良された固定性を伴うことによるその使用可能な床面積、複合的で冗長な荷重経路の形成および保証、支持フレームのモジュールの壁への統合および結果としての、隣接したモジュールによる完成した建物、それゆえ地面へと付与される外部の、内部のおよび自己荷重の効率的な伝達を増すために機能し得る。

フレームによる高さの増大 上部床において要求される鋼鉄の量、ひいてはその全重量を低減することによって、本発明は、所定の寸法の第2の外部のまたは内部の支持フレームの使用により建築される建物の高さを増大するためにも機能する。

固有の部品の数、部材の位置および寸法の数の低減 付与される荷重を分析することによって、より効率的に、さらなる必要な部材を構造的機能に含むことによって、本発明は、必要な部材の寸法も低減し、固有の補強詳細および耐火の関連する複雑さが要求される数、寸法および位置を制限し、これによりこのような建物のコストを下げる。

精度の要求の低減 本発明は、モジュール式製造設備において作業者が作られなければならない部品の精度をさらに低減させるのを支援でき、製造コストを下げる。

複雑な製造の低減 本発明は、部材、引き上げモジュールおよび連結モジュールを連結させるのに要求される多くの複雑な特徴を単一の大量生産された構成要素に集約し、モジュールを建築するのに必要な技術的な作業のための複雑さおよび必須事項の両方を低減させるのを支援する。

より高く、幅広くするのを可能とする さらに、システムは、一方が天井において開口部を有し、他方が床において開口部を有する、2つのスタック化されたフレームで構成されるより高いモジュールの建物を可能とし、支持材の性能によりより長いモジュール、および端部における開口部の改良された挙動によりより幅広いモジュールを可能とし、こうしてそのように建築された建物の設計者に対してより優れた柔軟性を提供する。

壁の厚さの低減 より完全に耐荷重構成要素を分配することによって、本発明は、構造およびサービスに適合するために要する壁の厚さの低減を支援し得る。

パッチのための現場労働者の低減 壁の空洞部内に張力接続を配置することによって、および、接続手段を柱近傍に集約することによって、本発明は、次いでパッチされなければならない外れた領域の数および範囲の両方を低減するために支援し得る。

明細書において開示された実施形態による本発明は、ここで添付の図面を参照しつつ説明される。

図1〜図3は、下部コネクタ2の実施形態を開示する。下部コネクタは、概して下部コネクタ本体4から延びるアーム6を備えた下部コネクタ本体4で作られる。下部コネクタ本体4は、下部コネクタ本体柱受容端8として指定される一端において、モジュール式フレームの柱、棒(post)または他の構造的ユニットに対する受容および結合のため適合される一方で、下部コネクタ本体ガセット接触端10として指定される他端において、ガセットプレート82に対する結合のため適合される。さらに、1つの実施形態において、下部コネクタ本体4は、モジュール式構造(図9)の形成を支援し得る一部またはユニットに対する下部コネクタ本体4の結合のための下部コネクタ本体開口部58を有することができる。

下部コネクタ本体柱受容端8は、モジュール式フレーム(図9)の柱、棒または他の構造的ユニットに対する結合を支援し得る特徴を有する。示された実施形態において、下部コネクタ本体4は、下部コネクタ本体溶接受容傾斜部54と下部コネクタ本体溶接受容傾斜部54から延びる溶接支持部56とを有する。こうした特徴は、柱、棒または他の構造的ユニットの適した配置と溶接の形成とを支援することができ、いくつかの実施形態において、柱、棒または他の構造的ユニットのいかなる変更も必要としないことができる。

下部コネクタ本体4は、下部コネクタ本体ガセット端10において下部コネクタ本体ガセット接触面50を有することもでき、本明細書に記載のようにガセットプレート82と接触させることもできる。本明細書に開示された実施形態において、下部コネクタ本体ガセット接触面50は、概して平面状である(図3)。1つの実施形態において、たとえば限定されるものではなく、下部コネクタ本体ガセット接触面50は、下部コネクタ2からのいかなる水、凝縮物または他の液体の排水も可能とする排水溝60を有する。

図1〜図3に示された実施形態において、下部コネクタ2は、下部コネクタ本体4から延びる一対のアーム6を有する。図1〜図6に示された実施形態において(下部コネクタは図1〜図3、上部コネクタは図4〜図6)、アームは、互いに対して垂直となるように配置され、すなわち、1つのアームは、第2のアームに対してほぼ90°で延びる。しかしながら、アームの位置は、設計および用途の要求によって変更され得るものであり、アームは、90°より小さいまたはより大きい角度で存在し得る(アームが対向する方向に延びる、図7および図8を参照)。

モジュール式構造(図9)における下部コネクタ2の配置のため、下部コネクタは、下部コネクタ内側面22と下部コネクタ外側面24とを有する。下部コネクタ内側面22は、下部コネクタ内側面22とみなされるモジュール式構造に向かって配置されたコネクタの面と下部コネクタ外側面24として指定されるモジュール式構造の内側から外方に配置された下部コネクタ2の面とにより形成されたモジュール式構造によって指定される。

示された実施形態において、下部コネクタアーム6は、下部コネクタアーム荷重支承面40と下部コネクタアーム梁接触面42とを有し、モジュール式構造を形成するために梁または他の構造的ユニットを係合することができる。示された実施形態において、下部コネクタアーム荷重支承面40が載置するのは下部コネクタ本体柱受容端8の面とは異なる面であり、下部コネクタアーム荷重支承面40の面を、下部コネクタ本体ガセット端10を有する面に対して下部コネクタ本体柱受容端8の面より近くする。これは、下部コネクタアーム荷重支承面40を下部コネクタ本体柱受容端8から離し、モジュール式構造的ユニット(図9)を形成する溶接作業を支援することができる。

下部コネクタアーム6は、本明細書に開示された下部コネクタ2の上部コネクタ102に対する結合のためおよびコネクタ組立体1の形成のために使用され得る固定開口部28を有することができる。図中に開示された1つの実施形態において、固定開口部28は、下部コネクタ内側面22に対してより近くに配置され得るものであり、下部コネクタ外側24に対してより近くに配置された下部コネクタアーム荷重支承表面52の提供を支援し得る。下部コネクタアーム荷重支承表面52は、モジュール式構造の付加的な構造的特徴の荷重の配置および支承のためにアーム6における領域を提供することができる。他の好適な実施形態において、伝達される荷重およびブロックの表面に支承する荷重支承要素の配置の必要に応じて、より多くの穴またはより少ない穴が存在し得る。

1つの実施形態において、たとえば、限定されるものではないが、下部コネクタアーム荷重支承面40は、傾斜した縁部62を有し得る。これらは、連結される部材が傾斜を必要とせず溶接が表面を超えて突出せず、さらに溶接を同一平面とするのに最小の研磨を必要とするように、補強部材(補強部材の実施形態は、図17、図18および図19の405を参照)の下端の縁部と、ブロックの上方面の外側の縁部との間の溶接のための位置を提供することができる。

下部コネクタ2のアーム6は、下部コネクタアーム梁接触面42から延びる突起44も有し、下部コネクタ本体4から延びるアーム6の遠位端において配置される。突起44は、下部コネクタアーム6をモジュール式フレームの梁または他の構造的ユニットに対して結合するための特徴を有することもできる。1つの実施形態において、突起44は、傾斜部34から延びる下部コネクタアーム溶接受容支持部36を有する下部コネクタ溶接受容傾斜部34を有し、モジュール式フレーム(図9)の梁または他の構造的ユニットとの溶接の形成を支援することができる。

1つの実施形態において、たとえば、限定されるものではないが、突起44は、下部コネクタアーム6の梁接触面42の一方の側に向かって配置され得る。図に示された実施形態において、突起44は、下部コネクタ2の外側面24近傍に配置され、また下部コネクタ内側面22近傍の下部コネクタアーム6の縁部から離間される。外側面24近傍に突起44を配置することによって、溝64が内側面22近傍の下部コネクタアーム6の梁接触面42において提供される。溝64は、ワイヤを通過させるための空間またはモジュール式構造内の他の管路を提供することができる。

図7および図8は、図1〜図3において開示された下部コネクタ2の実施形態と類似した特徴を有する下部コネクタ2の第2の実施形態を示す。図7および図8において開示された実施形態は、図1〜図3に示されたように互いに対して垂直というよりはむしろ対向する方向に延びるアームを有する。アーム6の方向は、特に限定されるものではなく、本明細書中の説明に基づいて当業者により理解されるように、用途および設計要求により変更し得る。

図4から図6は、上部コネクタ102の実施形態を開示する。上部コネクタ102は、上部コネクタ本体104から延びるアーム106を備えた上部コネクタ本体104で概して形成される。上部コネクタ本体104は、上部コネクタ本体柱受容端108として指定される一端において、モジュール式フレームの柱、棒または他の構造的ユニットを受容して結合するために適合され、一方で上部コネクタ本体ガセット接触端110として指定される他端において、ガセットプレート82に対して結合するために適合される。図10に示されるように、ガセットプレートは、配置ピンを提供し、図11に示されるようにガセットプレートにより形成される鉛直な空間を占め、これは、隣接したモジュールを共に締結するために使用される。さらに、1つの実施形態において、上部コネクタ本体104は、モジュール式構造(図9)の形成を支援し得る一部またはユニットに対する上部コネクタ本体104の結合のために上部コネクタ本体開口部158を有することができる。

上部コネクタ本体柱受容端108は、モジュール式フレームの柱、棒または他の構造的ユニットに対する結合を支援し得る特徴を有する。示された実施形態において、上部コネクタ本体104は、上部コネクタ本体溶接受容傾斜部154(図6)と上部コネクタ本体溶接受容傾斜部154から延びる溶接支持部156とを有する。こうした特徴は、柱、棒または他の構造的ユニットの適した配置と溶接の形成とを支援し得るものであり、いくつかの実施形態において、柱、棒または他の構造的ユニットのいかなる変更も要さないことが可能である。

上部コネクタ本体104は、上部コネクタ本体ガセット端110において上部コネクタ本体ガセット接触面132も有し、本明細書に記載のようにガセットプレート82と接触させることができる。本明細書に記載の実施形態において、上部コネクタ本体ガセット接触面132は、概して平面的である(図4および図5)。1つの実施形態において、図4および図5に示されるように、上部コネクタ本体ガセット接触面132は、本明細書および上述のPCT出願においてさらに開示されるように、モジュール式組立体の持ち上げおよび移動のために使用され得るT形開口部160を有することができ、これは参照により本明細書に組み込まれる。

図4〜図6に示された実施形態において、上部コネクタ102は、上部コネクタ本体104から延びる一対のアーム106を有する。示された実施形態において、アームは、互いに対して垂直となるように配置され、すなわち、1つのアームは、第2のアームに対しておおよそ90°で延びる。しかしながら、アームの位置は、設計および用途要求によって変更され得るものであり、アームは、90°より小さいまたは大きい角度で存在し得る。さらに、下部コネクタ2のように、上部コネクタアーム106は、ガセットプレート82と接触する平らなまたは平面的な表面を提供するために上部コネクタガセット接触面132と同じ面に位置することができる。

モジュール式構造(図9)における上部コネクタ102の配置のため、上部コネクタ102は、上部コネクタ内側面112と上部コネクタ外側面114とを有する。上部コネクタ内側面112は、形成されるモジュール式構造によって指定され、コネクタの面を上部コネクタ内側面112とみなされるモジュール式構造へ向かって配置され、上部コネクタ102の面を上部コネクタ外側面114として指定されるモジュール式構造の内側から外方に配置される。

示された実施形態において、上部コネクタアーム106は、上部コネクタアームガセット接触面116と、上部コネクタアーム荷重支承面162(図6)と、上部コネクタアーム梁接触面120と、を有し、これは、モジュール式構造を形成するために梁または他の構造的ユニットを係合できる。示された実施形態において、上部コネクタアーム荷重支承面162は、上部コネクタ本体柱受容端108の面とは異なる面に位置し、上部コネクタアーム荷重支承面162の面を、上部コネクタ本体ガセット端110を有する面に対して上部コネクタ本体柱受容端108の平面より近くされる。上部コネクタアーム荷重支承面162の位置は、上部コネクタ本体柱受容端108から離されるようになり、モジュール式構造的ユニットを形成するための溶接作業を支援できる。

上部コネクタアーム106は、上部コネクタ102に対する下部コネクタ2の結合のためおよび本明細書に開示されたコネクタ組立体1の形成のために使用され得る固定開口部128を有することができる。1つの実施形態において、図に開示されるように、固定開口部128は、上部コネクタ内側面112に対してより近くに配置され得るものであり、上部コネクタ外側114に対してより近くに配置された上部コネクタアーム荷重支承表面164の提供を支援し得る。上部コネクタアーム荷重支承表面164は、モジュール式構造の付加的な構造的特徴の荷重を配置および支承するためにアーム106における領域を提供することができる。さらに、上部コネクタアーム106は、上部コネクタアームガセット結合開口部130を有することができる。上部コネクタアームガセット結合開口部130の位置は、特に限定されず、1つの実施形態において、図4〜図6に示されるように、上部コネクタ外側面114近傍に配置される。

上部コネクタ102のアーム106は、上部コネクタアーム梁接触面120から延びる突起122も有し、上部コネクタ本体104から延びるアーム106の遠位端において配置される。突起122は、モジュール式フレームの梁または他の構造的ユニットに対する上部コネクタアーム106の結合のための特徴を有することができる。1つの実施形態において、突起122は、傾斜部124から延びる上部コネクタアーム溶接受容支持部126を有する上部コネクタ溶接受容傾斜部124を有し、モジュール式フレーム(図9)の梁または他の構造的ユニットとの溶接の形成を支援することができる。

1つの実施形態において、たとえば、限定されるものではないが、突起122は、上部コネクタアーム106の梁接触面120の一方の側に向かって配置され得るものである。図に示された実施形態において、突起122は、上部コネクタ102の外側面114近傍に配置され、さらに上部コネクタ内側面112近くの上部コネクタアーム106の縁部から離間される。突起122を外側面114近くに配置することによって、溝166は、内側面112近くの上部コネクタアーム106の梁接触面120において提供される。溝166は、下部コネクタ2において使用されるものと類似した、モジュール式構造においてワイヤまたは他の管路を通すための空間を提供することができる。

「上部」および「下部」という語は、本明細書において使用されるように、特にコネクタに関し、相対的なものであり、置換され得る。しかしながら、コネクタ組立体1を記載する目的のため、上部コネクタ102は、第2の(または下部の)モジュール式フレームにおいて持ち上げられて配置され得るモジュール式フレームの上部角部または上端に概して配置されるコネクタに関する。一方で下部コネクタ2は、モジュール式フレームの下部角部または下端に配置されたコネクタに関し、地面または床に対して(上部コネクタより)近くになり得る。

示された実施形態において、上部角コネクタ(102)と下部角コネクタ(2)とは、鋼鉄の中空の鋳造から作られ得る。コネクタは、コネクタが構造的金属不活性ガス(MIG)溶接のような標準の作業により軟鋼に対して溶接され得るように、軟鋼および冶金の特性と等しいまたはより大きな引っ張り強度および延性のような機械的特性を有することができる。

さらなる実施形態において、上部コネクタおよび下部コネクタ(102、2)のそれぞれは、本体(104、4)をそれぞれ有し、これは、1つの特定の実施形態において中空であり得る。上部コネクタ本体(104)と下部コネクタ本体(4)とは、設計および用途要求によって様々な形状を有し得る。しかしながら、図において上部コネクタおよび下部コネクタ(102、2)は、正方形断面を有した形状を有する。

1つの実施形態において、コネクタ本体(102、4)は、101.6ミリメートル(4インチ)×101.6ミリメートルの中空の構造的断面(HSS)を受容するような101.6ミリメートル平方である。別の実施形態において、コネクタ本体(102、4)は、152.4ミリメートル(6インチ)×152.4(6インチ)ミリメートルのHSSを受容するような152.4ミリメートル平方である。コネクタ102および2は、目的の機能のため適切な厚さと鋳造を容易とする、区分のドラフト角および一様性のような詳細とを有する。特定の実施形態において、鋳造は、穴開け加工され、ブロックの面と同様に、開口部28と他の開口部の中心の間で計測されたときの高い正確さのため、表面はミル加工される。さらに、好適となり得る高い許容値または他の許容値のため鉛直度および平行度が同様に維持される。別の実施形態において、コネクタは、溶接または機械的手段により、回転される区分、平らなまたはブレーキ形状化されたプレートの1つまたは複数の組み立てによって作られる。さらなる実施形態において、部品は、非鉄材の鋳造、プラスチック、セラミックスまたは任意の他の適した材料によって作られる。別の実施形態において、柱およびアームが接続されるブロックの部分は、HSSを配置し溶接を容易とするための特徴を有し得る。

コネクタ組立体は、上部コネクタと下部コネクタとの間にガセットプレート(82、92)を挟むことによって形成され得る(図10および図11)。示されたガセットプレート(82、92)は、2つの面を有し、第1の面は、下部コネクタと接触され得るものであり、第2の面は、上部コネクタと接触され得る。さらに、ガセットプレート(82、92)は、上部コネクタおよび下部コネクタにおいて開口部と配列する穴85を有し、締結手段80を用いてコネクタの締結を可能とする。締結手段80は、特に限定されるものではないが、ナットおよびボルト、ねじを含むことができる。

コネクタのアームは、モジュールフレームの長手方向部材および横方向部材に対して、位置と、組立体の溶接のための支持とを提供する突起(44、122)も有する。示された実施形態において、上部コネクタおよび下部コネクタのアームの縁部は、傾斜した縁部を有する。傾斜部(34、124)は、溶接が同一平面上に配置されるのを可能とする溶接ビードのための位置を提供し、接続される部材を傾斜させるのを不要とする。

コネクタ本体の外側面は、ボルト、ピン、クリップ、連結プレートまたは他の締結手段の使用による柱グループ、廊下スラブ材、固定具、引き上げ手段または他の有用な特徴の接続における使用のため、状況に応じてねじ加工され、またはねじ加工されない複数の穴(または孔)を有することができる。別の実施形態において、コネクタは、より高く、付加的な穴が、付加的な締結部または付加的な支持材または他の特徴の付加の使用のために提供される。別の実施形態において、コネクタは、4つの側部より多くまたは少なく、四角形ではないがむしろ、ラウンド加工、曲げ、テーパー化、星形または他の建物形式の製造を容易とするように台形、平行四辺形または他の形状を有する。

上述のように、下部コネクタ2は、モジュールを鉛直に固定し、スタック化された柱と水平な梁との間の接続によって荷重を通過させる連続的な張力およびモーメント接続を提供するため、ガセットプレート82を通過させるテンションボルト80の通路のための穴(または開口部)を備えたアーム6を有する。類似の特徴は、類似の対象のために上部コネクタにおいて提供され得る。さらなる実施形態において、これらのアームは、表面に対して垂直に突出し、別の実施形態において、角度を有して部材の接続を可能とするようなそれらはテーパー状の側部を有し、別の実施形態において、アーム全体は、角度を有して突出する。

1つの実施形態において、ガセットプレート82は、目的の機能のための適切な厚さと機械的特性とを有する鉄鋼プレートまたは他の材料から切られる。さらなる実施形態において、それは、9.525ミリメートル(3/8インチ)の厚さである。ガセットプレート82は、通し穴85と、皿穴86と、少なくとも1つの配置ピン88とを有する。平頭ねじ83は、通し穴86を通され、上部コネクタ102における穴130内にねじ込まれ、柱、こうして全モジュールに隣接して正確に結合する。鉛直平面におけるプレート82の延性は、柱グループが大荷重を支持するように共に機能することを確実とする。平頭ねじとコネクタにおける対応する穴のための穴86の位置の精度は、モジュールからモジュールの許容値が維持されて制御されるのを確実とする。

ガセットプレート82は、1、2、3、4の上部、または全位置において均等な鉛直分離を提供し、2、3、4またはさらなるモジュール(図11、図14〜図19)のグループを形成するさらなる柱に適合するように寸法化されることができる。図11は、そのレベルにおいてそのように接続されたモジュールの全床を結合し、同様に構造的全体において建物を結合する構造的ダイヤフラムを形成する対応するモジュールを連結して相互に接続するプレート連結部2柱を示す(図11のプレート92、図38のプレート680および681を参照)。ガセットプレート82は、下部コネクタ2と接触する面において1つまたは複数のピン88を有し得る。配置ピン88は、下部コネクタ本体ガセット接触面50において配置された配置ピン受容開口部46と係合することができ、これは下部コネクタ2の適した配置を支援する。

モジュールの床フレームを形成するため、長手方向の床梁および側部の床梁が長さに切られる(図9および図10)。特定の実施形態において、これらの梁は、外周のための76.2ミリメートル×203.2ミリメートル(3インチ×8インチ)HSS、充填部材のための76.2ミリメートル×152.4ミリメートル(3インチ×6インチ)HSSである。本明細書に記載された固定具の配置および溶接が、あらかじめ機械加工された接続ブロックを配置し、穴位置を画定し、互いに対するそれらの位置が組立体の外部寸法を提供するため、固定具は、固定具を用いて作られたモジュールが上述の確立されたグリッドにしたがうことを確実とする。さらに、ブロックにおける特徴は、梁が端部の縁部において傾斜を必要としないことを確実とし、長さ操作に対する切り取りは、長さまたは直角度のいずれにおいても重要ではない。梁は、下部角コネクタ2における対応するアーム6に対して結合され、上述の方法で溶接される。

当業者は、天井の組立体が同じ固定具において配置される、適した寸法の部材を用いた類似の工程にしたがうことを理解する。特定の実施形態において、これらは、充填部材のための50.8ミリメートル×50.8ミリメートル(2インチ×2インチ)HSSを備えた外周のための76.2ミリメートル×76.2ミリメートル(3インチ×3インチ)HSSである。したがって、上部フレームと底部フレームとは固定具の外側の寸法を占め(capture)、調整される。

ファイバーセメントボードまたは鉄鋼板デッキおよびコンクリート塗布または鉄鋼複合板デッキのような、適した材料は、モジュール床の床梁の上面に適用され、こうして適切に建設して締結され、または居住者の荷重を支持し、モジュールに対し、さらにモジュールで構成された建物に対して必要なダイヤフラム動作を提供するように、コンクリートまたは他の材料がフレームの間に充填される。同様に、状態によって様々な形式の乾式壁または耐火板材のような材料および断熱材は、居住者に対するプライバシーのような様々な機能を提供するため、構造に対して耐火性を提供するため、および、音声の伝達を制限するために、フレームおよび板材の表面に対し、および、壁および天井における空隙において適用される。図12を参照すると、これは、本明細書に記載の特性を得るために開口部104において配置された緩められた部品105を示す。

配置手段としておよびブロックのアームに対する溶接された構造的接続のための支持として機能する突起をアームの基部の代わりに遠位端において配置することによって、本発明は、HSSにおいて穴を不要とし、直接接触させて隣接するコネクタ本体の荷重支承面を配置し、こうして高い固定性の程度で、不正確な組み立てによる設定の低い可能性で、接続を確実とする。

この直接接触は、部材によって形成される接続が、組み立てのためコネクタおよびHSSを準備するのに要する作業量を低減させつつ接続が可能な全ての強さと耐荷重性とを向上させ得ることを確実とする。

さらに、本発明のコネクタの構成は、接続の張力機能を向上させるようにより多数の締結部を提供し、さらに製造される構造の座屈抵抗と張力機能との両方を向上させる補足的補強部材の接続のためにより好適な領域を提供する(図22、図28〜図32)。

当業者には理解されるように、上部コネクタの実施形態において開示されて説明された特徴は、下部コネクタにおいて提供されてもよく、用途および設計要求に基づいた必要に応じて逆も同様である。ここで上部コネクタおよび下部コネクタの付加的な実施形態が、添付の図面の参照に基づいてさらに説明される。

図13は、延ばされたガセットプレート、下部コネクタまたは上部コネクタに対して載置されて接続された台95を含む大きな建築の床スラブ材108を開示する。図14〜図16、図18および図19は、組立体の区分の増加した領域を示し、単一の柱からより幅広いプレートへと至り、さらに単一の柱から柱の寸法と柱の数とを増加させる、区分の寸法の増加を示す。

下部柱コネクタ499の第3の実施形態は、図20に開示され、これは、アームから下部柱コネクタ499の内側面へと向かって延びるフランジまたはプレート500を有する。フランジまたはプレート500は、床または天井構造を支持するために使用され得る。1つの実施形態において、図20に示されるように、フランジまたはプレート499は、領域において連続的な支持部を提供するように、下部コネクタアーム荷重支承面40と同じ面(同一平面)に載置する。特定の実施形態において、フランジまたはプレート499は、床または天井を下部柱コネクタ499と締結または結合するために使用され得る接続穴501を有することができる。関連する実施形態において、上部コネクタは、類似の特徴を備えてもよい。

図21および図22は、下部柱コネクタ520の第4および第5の実施形態を示す。実施形態において示されるように、下部コネクタ520は、設計および用途要求によって使用され得る長さの変化するアーム(511、521)を用いて作られ得る。さらに、アーム(511、521)は、用途および設計要求に基づいて形成される、数の変化する穴512を有し得る。

図23は、仕様により使用され得る下部柱コネクタの第6の実施形態を示す。実施形態において、アーム531は、図21および図22において示されたような90度以外の対向する方向に延びる。当業者には理解されるように、アームの方向は、必要に応じてアームを90°よりも小さくまたは大きくして、変更され得る。さらに、上記に加え、図20〜図23は、アームの内側面において切り取り部を提供することによって溝が形成されたアーム(511、521、531)の別の実施形態を開示する。

図24は、仕様により使用され得る上部柱コネクタ540の第2の実施形態を開示する。図21〜図23に示された下部コネクタと類似して、上部柱コネクタ540のアーム長さは、変更され得る。さらに、実施形態は、アームの内側面において切り取り部を提供することによって溝が形成されるアーム541の別の実施形態を開示する。図24は、図21に示された下部コネクタと咬合するように構成された上部コネクタを開示する。当業者には理解されるように、上部ブロックは、それらに対して締結される下部ブロックと係合するように、長さと穴の数が変化する。

下部柱コネクタの第7の実施形態は、図25および図26に示される。下部柱コネクタ550は、コネクタ550の内側面から外側面へと延びるコネクタ550のアームにおける開口部551を有する。コネクタ550の内側面から外側面へと延びる開口部551を形成することによって、(ボルトまたは他の締結手段の通路のための)アームにおける穴加工の範囲は、減らされ得る。(図25および図26において示されるような)特定の実施形態において、開口部551を備えたアームは、耐荷重性を向上させるように支援することができ、コネクタ550のアームのねじりを防ぐように支援することもできる、リブ553によって補強され得る。

下部柱コネクタの第8の実施形態は、柱プレート581との接続のため下部プレートコネクタ580として使用され得る図28および図29に示される。示された実施形態において、アームの外側面は、柱プレートと係合できる切り取り部を有する。さらに、アームの外側表面における切り取り部は、アームの外側面へと延びる下部コネクタアーム梁接触面となる。これは、図29に示されたような傾斜した表面となり得る溶接準備部583を提供する。

上記に加え、空洞部587は、アームの外側面に形成され得る。空洞部を形成するアームの縁部は、下部コネクタ580に対する柱プレートの溶接のために付加的な表面を提供するようにさらに傾斜され得る。さらに、必要に応じて排水の経路を提供するために、アームにおいて排水穴585が形成され得る。

上部コネクタの第3の実施形態は、上部プレートコネクタ580として使用され得るものであり、図30および図31に示される。図28および図29に示された下部コネクタと類似して、上部プレートは、柱プレート581との接続のため使用され得る。示された実施形態において、アームの外側面は、柱プレートと係合できる切り取り部を有する。さらに、アームの外側表面における切り取り部は、アームの外側面へと延びる上部コネクタアーム梁接触面となる。これは、図31に示されるような傾斜した表面となり得る溶接準備部602を提供する。

上記に加え、空洞部は、アームの外側面において形成され得る。空洞部を形成するアームの縁部は、上部コネクタ604に対する柱プレートの溶接のための付加的な表面を提供するためにさらに傾斜され得る。さらに、穴(605、606)は、ガセットプレートまたは下部コネクタに対する上部コネクタの締結を可能とするためにアームにおいて形成され得る。さらに、引き上げ手段を係合するための開口部607も提供され得る。

せん断抵抗溝穴620を備えた下部柱コネクタの第9の実施形態は、図32および図33に示される。示された実施形態において、コネクタ620は、地震の間に起こり得る接触面に沿った滑動に対する抵抗を増すように、ガセットプレートにおける対応する特徴を係合し得るガセット接触面において特徴を有する。図32および図33に示された実施形態において、下部コネクタ620のガセット接触面は、(図34において示される)ガセットプレート643における抵抗バー640と係合できる溝穴621を有する。さらに溝穴周りの領域622は、溝穴621のためにさらなる支持を提供するように厚肉化され得る。

図28〜図31に示された実施形態は、それらの鉛直な縁部に沿った溶接または他の適した手段により2つのまたはそれ以上の柱をグループへと連結することによって、および、目的のため提供された領域においてコネクタブロックに対してこれらのグループを溶接または取り付けることによって、柱の水平ドリフト、座屈および持ち上げに対する抵抗を提供するために使用され得る。特定の実施形態において、柱は、それらの縁部に沿って溶接または他の適した手段によって連結されたプレートで作られ、これらの組立体は、ブロックに対して溶接されあるいは、連結される。

図35は、仕様により使用され得る上部柱コネクタ650の第4の実施形態を開示する。上部コネクタ650は、図32および図33に示された下部コネクタに類似の特徴を有する。示された実施形態において、コネクタ650は、地震の間に起こり得る接触面に沿った滑動に対する抵抗を増すように、ガセットプレートにおける対応する特徴を係合できるガセット接触面における特徴を有する。示された実施形態において、上部コネクタ650のガセット接触面は、(図34において示された)ガセットプレート643において抵抗バー640と係合できる溝穴621を有する。さらに溝穴周りの領域622は、溝穴621のためのさらなる支持を提供するように厚肉化され得る。さらに、溝穴領域621は、上部コネクタ650をガセットプレートと締結するための締結部を受容するための穴によって提供され得る。

せん断抵抗バーを備えたガセットプレート643の実施形態は、図34(aおよびb)において開示される。上述のように、せん断抵抗バー640は、地震の間に生じ得る滑動を防ぐために上部コネクタおよび下部コネクタにおいて溝穴を係合し、鉛直張力締結部の脚部に対してこうした移動が付与し得る荷重を低減することを支援することもできる。特定の実施形態において、延ばされたガセットプレート641が形成され、支持に対する締結部の通路のための穴を有することができ、付属品支持を係合し、様々な寸法の組立体を接続する。

図36は、本明細書によるコネクタ組立体の別の実施形態を示し、これは示されたコネクタ組立体に類似し、図10および図11を参照しつつここで開示される。コネクタ組立体は、せん断抵抗溝穴を有する上部コネクタ650とせん断抵抗溝穴を備えた下部コネクタ620との間でガセットプレート643を挟むことによって形成され得る。示されたガセットプレート643は、2つの面を有し、第1の面は、下部コネクタ620と接触することができ、第2の面は、上部コネクタ650と接触することができる。さらに、ガセットプレート643は、上部コネクタおよび下部コネクタにおいて溝穴を係合するせん断抵抗バー640を提供される。さらに、ガセットプレート643は、上部コネクタ606および下部コネクタにおいて開口部と配列する通し穴を有し、締結手段80を用いてコネクタの締結を可能とする。

締結手段80は、特に限定されるものではないが、ナットおよびボルト、ねじを含むことができる。図36に示されるような特定の実施形態において、鉛直張力締結部80は、ガセットプレート643を通過し、上部コネクタ650と結合する下部コネクタ620における穴に挿入される。さらに、ガセットプレート締結部83は、ガセットプレート643を通過して挿入され、上部コネクタ650内の(ねじ加工され得る)穴を係合する。図36に示される実施形態において、ガセットプレート締結部83は、上部コネクタ650における溝穴内に配置された穴を係合する。

別の実施形態において、図37に示されるように、締結部500は、最初に上部コネクタ675内へと挿入され、ガセットプレート672において穴を通され、下部ブロック670を係合することができる。この締結方法は、図36に示されるように、締結部が上部から下方へとではなく、底部から上方へと挿入されることを可能とする。

図38は、ガセットプレート680の延ばされた部分681に対する付属品接続ブロック683の接続を示す。図11〜図13に対して示されるように、付属品接続ブロック94は、下部コネクタに対して締結され得るものであり、次いで廊下スラブ材108または他の床表面を支持するために使用され得る。付属品接続ブロック683(図38参照)は、ガセットプレート680の延ばされた部分681に対して締結部(684、685)を用いて締結され得る。

図39は、単位長さ辺りの重量と図に示されるような矢印692の方向における耐荷重性とが増加した、数を増した構造的要素696を備えた構造的に段階化されたスタックの側面図および斜視図を示す。示された構造において、最下部は、構築プレート694で製造された柱の部分を有する。構造の鉛直な位置が上がるにつれ、本明細書に示されて開示されたような様々なアーム長さを備えた接続ブロックが使用され得る。

図40は、コネクタ寸法変更アダプタ570に対する柱を有する構造的に段階化されたスタック(700、701)の別の実施形態を示す。コネクタ寸法変更アダプタ570に対する柱の実施形態は、図27に示される。アダプタ570は、2つの傾斜面573と2つの鉛直な面とを有する。柱を係合するアダプタ570の部分は、柱に対してアダプタを接続する溶接支持部571を有する。補強リブ572もアダプタ570の構造的完全性を支援し得るものを提供される。コネクタと係合するアダプタ570の他の部分は、溶接支持部のような連結特徴574も有する。アダプタ570は、図40に示されたスタック状で使用され得る。

さらに、図39において示されたスタックと類似して、図40におけるスタック(700、701)、増加する数の管状要素704を備えた構造的に段階化されたスタックは、単位長さ辺りの増加した重量と図に示された矢印702の方向における耐荷重性とを有する。示された構造において、最下部は、構築プレート703で製造された柱の部分を有する。構造の鉛直な位置が上がるにつれ、本明細書に示されて開示されたような様々なアーム長さを備えた接続ブロックが使用され得る。柱は、せん断壁を形成するそれらの鉛直な縁部に沿った溶接によって共に連結される。

記載された実施形態の特定の適合および変更が成され得る。したがって、上述の実施形態は、例示的で限定するものではないことが考慮される。さらに、参照符号は、特許請求の範囲において単に特許請求の範囲の解釈を支援するために使われた。