JP4108101B2 - Three-dimensional tube building structure - Google Patents

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Description

本発明は、建築構造体に関し、特に立体的すなわち3次元的な構造をもつチューブ架構を形成した立体チューブ建築構造体に関する。 The present invention relates to a building structure, to the three-dimensional tube building structure forming a tube frame, in particular with a stereoscopic That three-dimensional structure.

従来、高層または超高層の建築構造体としては柱と梁を3次元格子状に組み合わせた純ラーメン架構が一般的であったが、全ての柱間に梁があるため内部設計に制約が多いという欠点があった。 Conventionally, high-rise or is high-rise pure Frame Frame that combines columns and beams in three-dimensional lattice shape as a building structure were common, that is constrained within the design because of the beam between all columns often there is a drawback. これに対し、建築物の外周に連続的に配置した柱とそれをつなぐ梁で構成されるチューブ架構は、内部に柱や梁のない空間を確保できるため、設計上の自由度が大きいという利点がある。 In contrast, pillars and tube frame composed of beams connecting it with continuously disposed on the outer periphery of the buildings, it is possible to secure a space free of columns and beams inside the advantage that the freedom of design is large there is. また、建築物全体がチューブ状に変形することにより耐震性、耐風圧性にも優れるとされている。 Moreover, the entire building is earthquake resistance by deforming the tubular, there is a also excellent in wind resistance.

特許文献1では、中央部に共用ゾーンが、外周に住戸ゾーンが形成され、住戸ゾーンの外周に配置された外周柱とその間の外周梁とからなる四角形格子の一般ラーメン構造をもつ外周チューブ架構を形成し、共用ゾーンには内周柱とその間の内周梁とからなる一般ラーメン構造をもつ内周チューブ架構を有する、いわゆるダブルチューブ構造が開示されている。 In Patent Document 1, common zone in the central portion, dwelling zone formed on the outer periphery, the outer periphery tube frame having a general rigid frame structure of a square grid of the outer periphery arranged outer peripheral column between them in the outer peripheral beams dwelling zone formed, with a Uchishu tube frame having a generally rigid frame structure consisting of an inner peripheral pillars and between the inner circumferential beam, a so-called double tube structure is disclosed in the shared zone.

特許文献2もまた、一般ラーメン架構である外周架構と内部架構とを有するダブルチューブ構造を開示している。 Patent Document 2 also discloses a double tube structure having an outer peripheral Frames and internal Frames are generally rigid frame Frames.

特許文献3では、垂直な柱と水平な梁からなる一般ラーメン構造の格子内に交差するブレースを設けた外周チューブ架構を有する建築物を開示するが、この外周チューブ架構は、従来の純ラーメン架構と同様の耐力、剛性を確保するために内部にスラブ状のダイヤフラムを設けている。 In Patent Document 3, discloses a building having an outer peripheral tube frame having a brace which crosses into the lattice of general rigid frame structure consisting of vertical columns and horizontal beams, the outer peripheral tube frame is conventional net noodles Frames It is provided slab-shaped diaphragm therein to ensure the same strength, rigidity and.

なお、従来、六角形格子を連結したハニカム構造は強固な構造として知られており、建築物の種々の箇所または建築部材として利用されている(特許文献4、5等)が、チューブ架構への適用としては、例えば特許文献6に示すように水平面内で六角形格子を連結してハニカム構造を形成し、鉛直方向に直柱を介して積層した構造が知られている。 Incidentally, conventionally, a honeycomb structure formed by connecting hexagonal grid is known as a strong structure, and is utilized as a variety of places or building element of the building (such as Patent Documents 4 and 5) is, to the tube frame the application, for example, by connecting the hexagonal lattice in a horizontal plane as shown in Patent Document 6 to form a honeycomb structure, the structure formed by laminating via Chokuhashira the vertical direction is known.

また、非特許文献1には、曲面表層にハニカム状のスティール部材を設け、内部を柱で支持した建築物が提示されている。 Further, Non-Patent Document 1, a honeycomb steel member is provided in a curved surface, building supported by pillars inside is presented. もっともこの建築物の表層におけるハニカム状のスティール部材は、同形の六角形格子を均等バランスで連結したものではなく、格子の各辺も一般的な線状部材(柱、梁等)ではない。 However honeycomb steel member in the surface layer of the building is not linked hexagonal lattice isomorphic evenly balanced, each side of the lattice is no general linear member (columns, beams, etc.).

特許文献7には、六角形格子の構面体ユニットを蜂の巣状に接合して形成した単層ドーム架構体が記載されている。 Patent Document 7, a single layer dome rack structure formed by bonding Plane body unit of hexagonal lattice in a honeycomb shape is described. この六角形格子は中心に束材が直立配置され、束材の上下端と格子の各角部とがテンション材で連結され、テンション材の長さによりテンションを調整可能である。 The hexagonal lattice Tabazai is arranged upright in the center, and the corners of the upper and lower ends and lattice beam member are connected by a tension member, it is possible to adjust the tension by the length of the tension member.
特開2002−317565号公報 JP 2002-317565 JP 特開2004−251056号公報 JP 2004-251056 JP 特開平7−197535号公報 JP-7-197535 discloses 特開平9−4130号公報 JP 9-4130 JP 特開平10−18431号公報 JP-10-18431 discloses 特開平9−60301号公報 JP 9-60301 discloses 特開平7−3890号公報 JP 7-3890 JP

従来のチューブ架構の基本構造は、垂直な柱(直柱)と水平な梁とからなる四角形格子を結合させた一般ラーメン構造である。 The basic structure of a conventional tube frame is a generally rigid frame structure bound with a square grid of vertical pillars (straight pillars) and horizontal beams. そして、特に高層や超高層の建築物において一定の構造的安定性と耐震性を確保するためには、単に外周チューブ架構のみでは不十分であることが多く、そのために外周チューブ架構及び/または内部チューブ架構の柱を一定以上の密度で配置したり、内部チューブ架構を設けたり、外周チューブ架構と内部チューブ架構とをフラットスラブや特定の梁で結合したり、外周チューブ架構内にさらにサブフレームを組み込んだり、複数の外周チューブ架構同士を連結したり等の種々の構造的な制約が必須となる場合がほとんどであった。 Then, in particular for securing a certain structural stability and quake resistance in high-rise or super high-rise buildings, simply often than only the outer peripheral tube frame is insufficient, the outer peripheral tube frame and / or internal to the or to place pillar of tube frame at a certain level or higher density, may be provided inside tube frame, or by combining the outer peripheral tube frame and inner tube frame with flat slab and certain beams, further subframes periphery tube frame premises incorporate, where various structural constraints, such as or connecting a plurality of outer peripheral tube frame 構同 mechanic is essential was almost. 例えば、特許文献1及び2では、少なくともダブルチューブ架構とすることが必須であり、特許文献3では、水平なスラブ状のダイヤフラムを内部に設けることが必須である。 For example, Patent Documents 1 and 2, it is essential to at least double tube frame, in Patent Document 3, it is essential to provide a horizontal slab shaped diaphragm therein.

しかしながら、チューブ架構を、ダブルあるいはさらに多重の構造として構築したとしても、基本構造が直柱と水平梁とからなる一般ラーメン構造である限り、柱および梁の軸方向は特定の方向に限られる。 However, the tube frame, even if constructed as a structure of a double or even multiple, as long as it is generally rigid frame structure basic structure consists of straight columns and horizontal beams, the axial direction of the pillars and beams is limited to a specific direction. 従って、外力負荷の方向によっては、大きな曲げ応力が生じることとなる。 Therefore, depending on the direction of the external force load, so that the large bending stress occurs. この結果、特に高層または超高層となるほど、構造上の強度を確保するために柱や梁の寸法を大きくする必要があり、そのため計画の自由度が制限されていた。 As a result, especially the more high-rise or high-rise, it is necessary to increase the size of the columns and beams in order to ensure the structural strength, degree of freedom in order planning is limited.

また、ハニカム構造のチューブ架構への適用のほとんどは特許文献6のように水平面内にハニカム構造を設け鉛直方向には直柱を介して積層するものであり、少なくとも鉛直荷重については一般ラーメン架構と同様に直柱で支持している。 Also, the honeycomb structure vertically arranged on the most application to tube frame of the honeycomb structure in a horizontal plane as in Patent Document 6 is intended to be laminated through the straight posts, the general noodles Frames at least for vertical load It is supported by the straight pillars in the same way. 特許文献7に記載の蜂の巣状構造は、単層ドーム架構体を構築するためのものであり、高層または超高層に適用できるチューブ架構を対象としていない。 Honeycomb structure described in Patent Document 7 is intended to construct a single layer dome rack structure, it does not cover the tube frame that can be applied to high-rise or high-rise.
また、非特許文献1では表層にハニカム状のスティール部材を設けているが、内部に支持柱を必要としており、表層のみで全体を支持するものではない。 Further, although the surface layer in non-patent document 1 is provided a honeycomb-shaped steel member, have required inside the support column, it does not support the whole only in the surface layer.

以上の現状に鑑み本発明は、従来のチューブ架構の基本構造とは全く異なる新規の基本構造からなるチューブ架構を有する建築構造体を提供することを目的とする。 More in view of the current invention aims to provide a building structure having a tube frame made of completely different novel basic structure and the basic structure of a conventional tube frame. 本発明は、建築構造体において、特に高層及び超高層に適用される建築構造体において、チューブ架構のみにより従来よりも優れた構造的安定性と耐震性を確保できると同時に、従来のチューブ架構による建築構造体よりもさらに大きな設計上の自由度を実現することを目的とする。 The present invention provides a building structure, especially in high-rise and high rise in applied architectural structure, and at the same time can ensure excellent structural stability and quake resistance than conventional only by tube frame, the conventional tube frame and to realize the degree of freedom in a larger design than architectural structure.

上記の目的を達成する本発明の構成は以下の通りである。 Configuration of the present invention to achieve the above object are as follows.
(1)請求項1に係る立体チューブ建築構造体は、六角形構造ユニットの各辺を、隣接する六角形構造ユニットと共有させてハニカム状に剛接合させた単層構造体を、複数層互いに間隔を空けて立設したメインフレームを有し、前記メインフレームを用いて立体的なチューブ架構を形成した建築構造体であって、 (1) three-dimensional tube building structure according to claim 1, each side of the hexagonal structural unit, the by shared with the adjacent hexagonal structural units honeycomb rigidly joined allowed monolayer structure, a plurality of layers to each other has a main frame erected at intervals, a building structure forming a three-dimensional tube frame with the main frame,
前記六角形構造ユニットの各辺である構造部材が、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜して連結された左側2辺および右側2辺のそれぞれの2本の斜柱と、水平方向に沿った上辺および下辺のそれぞれの梁とからなり、前記左側2辺および前記右側2辺がそれぞれ、前記上辺および前記下辺を含む面に対して角度を以て設けられ、 Structural members are each side of the hexagon structural unit, each of the two oblique columns of the left two sides and right two sides which are connected by inclined in opposite directions with respect to the vertical direction, along a horizontal direction were made with each of the beams of the upper side and the lower side, the left two sides and the two right sides, respectively, provided at an angle to a plane containing the upper side and the lower side,
前記メインフレームにおける隣り合う2層の前記単層構造体において、一方における前記六角形構造ユニットの各々と、他方における前記六角形構造ユニットの各々とが互いに対向して配置されるとともにこれら2層間が複数の層間連結梁により連結され、かつ、 In two-layer the single layer structure adjacent in the main frame, the two layers together and each of said hexagonal structural units in one, and each of said hexagonal structural unit in the other are opposed to each other It is connected by a plurality of interlayer connecting beams, and,
前記メインフレームの平面視において、隣り合う2層の前記単層構造体のいずれかにおける前記上辺または前記下辺である梁と、前記左側2辺または右側2辺である斜柱と、前記2層間における前記層間連結梁とにより第2の六角形構造ユニットが形成されるとともに、前記第2の六角形構造ユニットが隣接する第2の六角形構造ユニットとハニカム状に剛接合されている。 In a plan view of the main frame, the beam is the top or the bottom edge of one of the single-layer structure of two layers adjacent the oblique column is the left two sides or right two sides, in the two layers wherein together by an interlayer connecting beams a second hexagonal structural unit is formed, the second hexagonal structural unit is rigidly joined to a second hexagonal structural unit and the honeycomb adjacent.
(2)請求項2に係る立体チューブ建築構造体は、請求項において、前記メインフレームの平面視において、前記層間連結梁が、互いに対向する2つの前記六角形構造ユニットにおける前記上辺同士を対辺とする四角形の対角線上、並びに、前記下辺同士を対辺とする四角形の対角線上に配置されていることを特徴とする。 (2) three-dimensional tube building structure according to claim 2, in claim 1, in a plan view of the main frame, the interlayer connecting beams, opposite sides of the upper side to each other in two of the hexagonal structural units which oppose each other to the diagonal of the rectangle, and is characterized in that it is arranged on a diagonal line of the rectangle to the lower side between the opposite sides.
(3)請求項3に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1または2において、前記複数の単層構造体が、2層の単層構造体からなることを特徴とする。 (3) according to claim 3 steric tube building structure, according to claim 1 or 2, wherein the plurality of single-layer structure, characterized in that it consists of a single-layer structure of two layers.
(4)請求項4に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1〜3のいずれかにおいて、前記複数の単層構造体のうち最も内側に立設される単層構造体の内部にスラブが設けられる場合に、前記最も内側に立設される単層構造体において前記六角形構造ユニットの前記上辺または前記下辺の梁に替えて、前記スラブの端部を構造部材とすることを特徴とする。 (4) three-dimensional tube building structure according to claim 4, in any one of claims 1 to 3, the slab inside the single-layer structure is most erected inside of the plurality of single-layer structure If provided, instead of the top or beams of the lower side of the hexagonal structural units in monolayer structure wherein the most erected inside, characterized in that the ends of the slab and the structural member .
(5)請求項5に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1〜4のいずれかにおいて、前記立体チューブ状建築構造体が平面視において略四角形である場合の隅部において、前記複数の単層構造体のうち少なくとも最外層の単層構造体とこれに隣接する内側の層の単層構造体とが、平面視において二等辺三角形の等しい2辺を形成する層間連結梁にて連結されていることを特徴とする。 (5) three-dimensional tube building structure according to claim 5, in any one of claims 1 to 4, in the corner portion of the case the three-dimensional tubular architectural structure is substantially square in plan view, the plurality of single at least the outermost layer of the single-layer structure of the layer structure and the single-layer structure of inner layer member adjacent thereto, are connected by an interlayer connecting beams to form the two sides equal isosceles triangle in a plan view and said that you are.
(6)請求項6に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1〜5のいずれかにおいて、前記メインフレームが、前記単層構造体の層数の異なる部分を含むことを特徴とする。 (6) according to claim 6 steric tube building structure, in any one of claims 1 to 5, wherein the main frame, characterized in that it comprises a number of layers of different portions of the single-layer structure.
(7)請求項7に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1〜6のいずれかにおいて、前記立体チューブ状建築構造体が、一層の前記単層構造体から形成される箇所を部分的に含むことを特徴とする。 (7) sterically tube building structure according to claim 7, in any one of claims 1 to 6, wherein the three-dimensional tubular architectural structure, portion partially formed from more of the single-layer structure characterized in that it contains.
(8)請求項8に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1〜7のいずれかにおいて、前記六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする。 (8) three-dimensional tube building structure according to claim 8, in any one of claims 1 to 7, at the level the same interval of the hexagonal structural unit, characterized by providing a plurality of slabs as the main frame to.
(9)請求項9に係る立体チューブ建築構造体は、請求項1〜7のいずれかにおいて、前記六角形構造ユニットの高さの2分の1と同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする。 (9) according to claim 9 steric tube building structure, in any one of claims 1 to 7, at 1 the same distance half the height the hexagonal structural unit, a plurality of mainframe and providing a slab.

(A)本発明に係る立体チューブ建築構造体では、六角形構造ユニットをハニカム状すなわち蜂の巣状に剛接合させ形成された単層構造体を複数層互いに間隔を空けて立設したメインフレームを有し、このメインフレームを用いてチューブ架構を形成している。 (A) The three-dimensional tube building structure according to the present invention, have a main frame of the hexagon structural unit honeycombed i.e. single layer structure formed by rigidly joining the honeycomb at a plurality of layers apart from each other and stand and to form a tube frame with the main frame. 従って、本発明におけるチューブ架構は厚みがあり、立体的すなわち3次元的なものではあるが、重層された複数の単層構造体全体を1枚のチューブの殻と考えるべきである。 Thus, tube frame of the present invention has a thickness, sterically i.e. albeit those three-dimensional, it should consider the entire plurality of single-layer structure that is overlaid with the shell of a single tube. この点で、例えば特許文献2のように外部架構と内部架構との間に住戸ゾーン等を設けるための空間を確保した従来のダブルチューブ架構とは本質的に相違する。 In this respect, for example, differs essentially from the conventional double tube frame that a space for providing the dwelling zone or the like between the external Frames and internal Frames as in Patent Document 2. また、本発明では、チューブ架構の周面をハニカム構造としている点で、例えば引用文献6のように水平面内にハニカム構造を設け鉛直方向には直柱を介して積層した六角形チューブ架構とも全く異なる構成である。 In the present invention, the peripheral surface of the tube frame in that as a honeycomb structure, for example in the vertical direction is provided a honeycomb structure in a horizontal plane as references 6 at all with hexagonal tube frame which are layered with a straight column it is a different configuration.

斯かる本発明の構成によれば、六角形構造ユニットをハニカム状に剛接合した単層構造体自体が強固な構造であることに加え、それらを複数重層させ互いに層間連結梁で連結したことにより、極めて強固なチューブ架構を実現することができる。 According to the configuration of such a present invention, in addition to a single-layer structure itself a hexagonal structure unit and rigidly joined in a honeycomb shape is a strong structure, by linked them to a plurality layer is allowed interlayer connection beams to each other , it is possible to realize an extremely strong tube frame. 以下、本発明の効果を詳細に説明する。 Hereinafter will be described the effects of the present invention in detail.

六角形構造ユニットをハニカム状に剛接合させた単層構造体を複数重層させてなる本発明におけるチューブ架構は、梁および層間連結梁が水平面内で直線状に連続しておらず、また、柱についても全てジグザグに連続する斜柱で構成されている点で、従来の一般ラーメン構造のチューブ架構とは全く異なる構成である。 Tube frame hexagonal structural unit in the present invention comprising a honeycomb rigidly monolayer structure is bonded by a plurality layer is beam and interlayer coupling beam is not continuous in a straight line in a horizontal plane, also posts all also in that it is constituted by an oblique pillar continuous zigzag, the tube frame of a conventional rigid frame structure which is completely different configurations.

さらに特徴的な構成は、次の点である。 Further characteristic structure in the following points. 単層構造体における六角形構造ユニットの左側2辺の斜柱および右側2辺の斜柱が上辺および下辺の梁を含む面に対して角度を以て設けられており、さらに隣り合う2層の単層構造体同士が層間連結梁で連結されている。 And left two sides of the swash columns and right two sides of the oblique columns of hexagonal structural unit is provided at an angle with respect to a plane including the beams of the upper side and the lower side of the single layer structure, an additional 2-layer single layer of adjacent structure to each other are connected by an interlayer connecting beams. そして、この構成において、メインフレームを平面視した場合に、隣り合う2層のいずれかにおける六角形構造ユニットの上辺または下辺の梁と、右側2辺または左側2辺の斜柱と、2層間における層間連結梁とにより第2の六角形構造ユニットが形成されている。 Then, in this configuration, in plan view of the main frame, and top or bottom of the beam of hexagonal structural units in one of two layers adjacent and right two sides or left two sides of the oblique columns, in 2 layers the second hexagonal structural unit is formed by an interlayer connecting beams. さらに、この第2の六角形構造ユニットは、平面視において、隣接する第2の六角形構造ユニットとハニカム状に剛接合されている。 Further, the second hexagonal structural units, in a plan view, and is rigidly joined to a second hexagonal structural unit and the honeycomb adjacent. このような第2の六角形構造ユニットにより形成される第2のハニカム構造は、例えば引用文献6のように水平面内に延在するハニカム構造とは異なり、斜柱を含むために鉛直方向に高低のある立体構造であり、平面視することにより六角形として視認されるものである。 Second honeycomb structure formed by such second hexagonal structural units, for example, different from the honeycomb structure extending in a horizontal plane as references 6, high and low in a vertical direction to include the oblique columns a three-dimensional structure that is, those to be viewed as a hexagon by a plan view.

このように本発明の立体チューブ建築構造体では、1つの単層構造体自体においてチューブ周面に沿って拡がる第1の剛接合によるハニカム構造に加え、隣り合う単層構造体間の層間連結梁を介し略水平方向に拡がる立体的な第2の剛接合によるハニカム構造が形成されている。 The three-dimensional tube building structure of this invention, in addition to the honeycomb structure according to a first rigid joint extending along the tube circumference in one single layer structure itself, interlayer coupling beam between a single-layer structure adjacent honeycomb structure is formed by three-dimensional second rigid connections extending in a substantially horizontal direction through the.

さらに、第1のハニカム構造は、単層構造体が複数重層されることによりチューブ径方向に多重に配置されており、一方、第2のハニカム構造はチューブ高さ方向に多重に配置されている。 Furthermore, the first honeycomb structure, a single-layer structure is disposed on the multiplexed to the tube radially by being more layer, while the second honeycomb structures are arranged in multiple in the tube height direction . この結果、立体チューブ建築構造体のチューブ架構全体において三次元的に張り巡らされた立体的ハニカム構造が実現される。 As a result, three-dimensionally spread around the three-dimensional honeycomb structure in a tube frame 構全 body of the three-dimensional tube building structure is realized.

因みに、このような三次元的に拡がるハニカム状の結合構造は、技術分野は全く異なるが、ダイヤモンド結晶構造に類似する。 Incidentally, the honeycomb-shaped coupling structure extending in such a three-dimensional is quite different but the technical field, similar to the diamond crystal structure. ダイヤモンド結晶構造は充填率が低いにも拘わらず天然産鉱物の中で最も硬く、安定で壊れにくい。 Diamond crystal structure hardest among naturally occurring minerals despite low filling rate, unbreakable stable. これは、ダイヤモンド結晶が六角形格子を基本単位とする立体結合構造となっているためである。 This is because the diamond crystal has a three-dimensional coupling structure as a basic unit a hexagonal lattice. 本発明におけるチューブ架構の立体的ハニカム構造は、いわばこのダイヤモンド結晶構造における原子間結合部分を、柱と梁に置き換えた形態に相当しており、本質的に強固な構造であることが類推される。 Three-dimensional honeycomb structure of tube frame of the present invention, so to speak the interatomic bond moiety in the diamond crystal structure, which corresponds to a form obtained by replacing the columns and beams, is inferred to be essentially rigid structure .

上記の通り、本発明の立体チューブ建築構造体では、全体として立体的なハニカム構造をもつチューブ架構を実現したことにより、いずれの方向からの外力負荷に対しても大きな支持力を発揮することができる。 As described above, in the three-dimensional tube building structure of the present invention, be by realizing a tube frame with a three-dimensional honeycomb structure as a whole, also exhibits a large supporting force against an external force load from any direction it can.

ハニカム構造の鉛直方向においては、全ての柱がジグザグに連結された斜柱であるため、長期鉛直荷重を支持するだけでなく、水平方向またはそれ以外の方向の短期外力負荷も効果的に支持することができる。 In the vertical direction of the honeycomb structure, all the pillars for a concatenated oblique columns in a zigzag, prolonged not only the vertical load support, short external force load in the horizontal direction or the other direction effectively supported be able to. 本発明における斜柱は、いわば柱とブレースの両方の役割を同時に果たしている。 Oblique columns in the present invention plays speak the role of both the pillars and braces the same time. また、外力負荷により柱と梁との結節点において生じる応力が、一般ラーメン構造のチューブ架構における応力より低減される。 Furthermore, stress generated at the nodal point between the columns and beams by an external force load is reduced from the stress in the tube frame of the general rigid frame structure. これは、曲げ応力の一部が構造部材(斜柱や梁等)の軸力に変換されて伝わるためである。 This is part of the bending stress is because traveling is converted into axial forces of the structural member (oblique columns and beams, etc.). そして、一般的なRC等の部材は圧縮力に対して強いため、軸力を支持することに関して有利である。 The typical RC of the members for robust against compression force, it is advantageous in terms of supporting the axial forces.

立体的ハニカム構造をもつチューブ架構は、いかなる角度からの外力負荷に対しても斜柱や梁の軸力にベクトル変換されやすい幾何学形状をもっている。 Tube frame with a three-dimensional honeycomb structure has the vector transformed susceptible geometry in the axial force of the swash columns and beams against the external force load from any angle. 加えて、立体的ハニカム構造をもつチューブ架構は、外力負荷を架構全体に連続的に伝達しやすい幾何学形状でもあるので、その過程で次々に軸力に変換していくため、負荷を散逸的に分散することができる。 In addition, tube frame having a three-dimensional honeycomb structure, since an external force load rack 構全 body is also continuously transferred easily geometry decided that in order to convert the axial force in turn in the process, dissipative load it can be distributed to. 従って、曲げモーメントによる応力を軽減できる。 Therefore, it is possible to reduce the stress caused by bending moment. これは、本発明による単層構造体を複数重層させた立体的ハニカム構造においては、一層の単層構造体のみの二次元的なハニカム構造の場合に比べて、さらに多様な軸方向を有するさらに多数の斜柱および梁が全体的にバランスよく配置されていることによる。 This is because in the three-dimensional honeycomb structure in which a single-layer structure according to the invention was more layered, as compared with the case of a two-dimensional honeycomb structure of only further monolayer structure, further having further diverse axial due to a large number of oblique columns and beams are disposed generally good balance.

以上の通り、本発明の立体チューブ建築構造体におけるチューブ架構は、一般ラーメン構造のチューブ架構または一層の単層構造体のみからなるチューブ架構に比べて構造安定性と耐震性に優れているため、これらのチューブ架構よりも各部材の寸法を小さくすることができ、計画の自由度が大きくなる。 As described above, since the tube frame in the three-dimensional tube building structure of the present invention is superior in structural stability and quake resistance than ordinary rigid frame structure of the tube frame or tube frame consisting of only layer of a single-layer structure, than these tube frame can reduce the size of each member, the degree of freedom in planning increases. すなわち、同じ変形を生じさせる水平負荷に対し、一般ラーメン構造のチューブ架構または一層の単層構造体のみからなるチューブ架構に比べて細い柱及び梁を使用できる。 That is, to the horizontal load to cause the same modifications, may be used a narrow pillars and beams than ordinary rigid frame structure of the tube frame or tube frame consisting of only layer of a single-layer structure.

また、本発明の立体チューブ建築構造体におけるチューブ架構は、単層構造体を複数重層させて連結し立設しているため、一層の単層構造体のみを立設した場合より自立性に優れている。 Also, tube frame in the three-dimensional tube building structure of the present invention, since the upright connecting a single-layer structure by a plurality layer, excellent self-supporting than when erected only further monolayer structure ing. この結果、スラブの強度への依存度が低減されるため、スラブ形状および配置の自由度が大きくなる。 As a result, the dependency on the strength of the slab is reduced, the degree of freedom of the slab shape and arrangement increases.

本発明による立体チューブ建築構造体は、そのチューブ架構のみによって高層及び超高層のメインフレームとして建築物全体の構造的安定性、耐震性および耐風性を確保することができる。 Steric tube building structure according to the present invention, can be ensured only by the tube frame structural stability of the entire building as a main frame of the high-rise and high-rise, the shockproof and wind resistance.

少なくとも各単層構造体においては基本的に同一形状の多数の六角形構造ユニットからなる構造であるので、すべての柱と梁の大きさ及び形状を1種類または数種類に統一することができるため、施工性の向上と短工期化、コスト削減をはかることができる。 Since at least the single layer structure is a structure consisting of a number of hexagonal structural units essentially identical shapes, since all of the columns and beams sizes and shapes can be unified into one or several, improvement of workability and short construction period reduction, cost reduction can be achieved.
六角形構造ユニットを予めユニット化してプレキャストコンクリートとしたプレストレストコンクリート構造とし、施工性の向上と短工期化、コスト削減をはかることができる。 Previously unitized hexagonal structure unit and the prestressed concrete structure with precast concrete, can be achieved improvement in the workability and short construction period of the cost reduction.

六角形構造ユニットからなるハニカム構造をチューブ架構として用いることは、建築物の美的外観にも寄与する。 The use of a honeycomb structure consisting of hexagonal structural unit as tube frame also contributes to the aesthetic appearance of the building.

(B)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、メインフレームの平面視において、上記の層間連結梁が、互いに対向する2つの六角形構造ユニットにおける上辺同士を対辺とする四角形の対角線上、並びに、下辺同士を対辺とする四角形の対角線上に配置されている。 In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure (B) the invention, in a plan view of the main frame, said inter-layer connection beams, diagonal square on to opposite sides of the upper side each other in the two hexagonal structural units which oppose each other , and it is disposed with the lower side to each other on a diagonal of the rectangle to opposite side. この構成によれば、水平面内で梁同士が剛接合されることになり強固な構造が得られる。 According to this configuration, strong structure is obtained will be beamed each other in a horizontal plane is rigidly joined. また層間連結梁が対向する2つの六角形構造ユニットの面に対して傾斜して設けられることにより、層間連結梁が平面視における上記第2のハニカム構造を形成する1つの辺として好適な角度で配置されることとなる。 Further, by the interlayer connecting beam is provided to be inclined to the plane of the two hexagonal structural units which faces, at a suitable angle as one side of the interlayer connecting beam to form the second honeycomb structure in plan view the be placed.

(C)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、複数の単層構造体を、2層の単層構造体とすることにより、上記の効果を奏することができる最もシンプルな形態が実現される。 In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure (C) the present invention, a plurality of single-layer structure, by a single-layer structure of two layers, the most simple form is realized which can achieve the effect of the It is. この場合、構造体総量並びに施工コストを低減できる。 In this case, it is possible to reduce the structure the total amount as well as construction costs.

(D)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、複数の単層構造体を重層させ、最も内側に立設される単層構造体の内部にメインフレームとしてのスラブを設けた場合に、最も内側に立設される単層構造体における六角形構造ユニットの上辺または下辺の梁の替わりにスラブの端部を構造部材として用いることができる。 In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure (D) the present invention, is overlaid with a plurality of single-layer structure, the inside of the single layer structure to be erected on the innermost when provided slab as the main frame it can be used end of the slab as a structural member in place of the top or bottom of the beam of hexagonal structural unit in the single-layer structure to be erected on the innermost. これにより梁の数を低減できる。 This can reduce the number of beams.

(E)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、チューブ状建築構造体が平面視において略四角形である場合の隅部において、複数の単層構造体のうち少なくとも最外層の単層構造体とこれに隣接する内側の層の単層構造体とが、平面視において二等辺三角形の等しい2辺を形成する層間連結梁にて連結されている。 (E) In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure of the present invention, the corners of the case tubular architectural structure is substantially square in plan view, at least the outermost layer of the single-layer structure of the plurality of single-layer structure body and a single-layer structure of inner layer adjacent thereto are connected by an interlayer connecting beams to form the two sides equal isosceles triangle in plan view. この構成によれば、隅部において層間連結梁がより密に配置されるとともに、外力負荷が軸力に変換されやすい三角形で配置されることになるため、応力の集中しやすい隅部の強度向上を図ることができる。 According to this structure, the interlayer coupling beam is more closely spaced at the corners, since the external force load is to be arranged in a triangle which is easily converted to axial force, strength of the concentrate tends to corners of stress it can be achieved.

(F)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、メインフレームが、単層構造体の層数が異なる部分を含む。 In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure (F) the invention, the main frame includes a number of layers are different portions of a single-layer structure. この構成によれば、比較的応力集中の少ない箇所では、単層構造体の層数を少なくしてメインフレームを薄くし、応力集中の予想される箇所(例えば隅部に近い箇所)では単層構造体の層数を多くしてメインフレームを厚くすることで、立体チューブ建築構造体全体の最適設計が可能となる。 According to this arrangement, the relatively stress small portions of concentrated, thinning the main frame by reducing the number of layers of the single-layer structure, a single layer in place (e.g., near the corner portion) of the expected stress concentration by increasing the main frame by increasing the number of layers of the structure, thereby enabling the overall optimum design three-dimensional tube building structure. また、単層構造体の層数を必要最小限とすることにより構造体総量並びに施工コストの低減にも寄与する。 Also contributes to the reduction of the structure the total amount as well as construction costs by requiring a minimum number of layers of the single-layer structure.

(G)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、部分的に一層の単層構造体から形成される箇所を含む。 In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure (G) the present invention, including a portion formed from partially further monolayer structure. この構成によれば、比較的応力集中の少ない箇所では、単層構造体を一層として薄くし、応力集中の予想される箇所(例えば隅部に近い箇所)では単層構造体を複数重層させることで、立体チューブ建築構造体全体の最適設計が可能となる。 According to this arrangement, in the small portions of relatively stress concentration, thinning the single-layer structure further and to, thereby more layered portions (for example, near the corner portion) in the single-layer structure to be expected stress concentration in, thereby enabling the overall optimum design three-dimensional tube building structure. また、単層構造体を一層とすることにより構造体総量並びに施工コストの低減にも寄与する。 Also contributes to the reduction of the structure the total amount as well as the construction cost by a single layer structure further.

(H)本発明の立体チューブ建築構造体の好適形態では、六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設ける。 In a preferred embodiment of the three-dimensional tube building structure (H) present invention, the hexagonal structural units in height and the same interval, providing a plurality of slabs as the main frame. また別の好適形態では、六角形構造ユニットの高さの2分の1と同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設ける。 In another preferred embodiment, one-half the height of the hexagonal structural units at the same intervals, providing a plurality of slabs as the main frame. これらの構成によれば、メインフレームとしてのスラブを設けることにより、立体チューブ建築構造体全体の強度向上を実現できる。 According to these configurations, by providing a slab as the main frame, it can realize the strength improvement of the overall three-dimensional tube building structure. この結果、チューブ架構の負担を軽減することができ、チューブ架構の柱や梁の大きさを適宜細くすることも可能となる。 As a result, it is possible to reduce the burden of the tube frame, it is possible to narrow the size of the columns and beams of the tube frame appropriately. このように、チューブ架構に加えてさらに他のメインフレーム要素を追加した場合は、それぞれの負担割合を設計により調整でき、また使用する部材の大きさ等を調整できる。 Thus, if you add a further main frame elements in addition to the tube frame, each bear proportions can be adjusted by design, also can adjust the size of members to be used and the like.

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention with reference to accompanying drawings.
図1および図2A〜図2Dは、本発明による立体チューブ建築構造体におけるチューブ架構の基本形態を示すための図である。 Figure 2A~ Figure 1 and Figure 2D is a diagram for illustrating a basic form of tube frame in the three-dimensional tube building structure according to the invention.
本発明による立体チューブ建築構造体におけるチューブ架構は、基本的には、ハニカム構造をもつ単層構造体を複数層重ねて立設し、これら複数の単層構造体を互いに連結したメインフレームを用いてチューブ形状すなわち筒形状に形成される。 Tube frame in the three-dimensional tube building structure according to the invention is basically a single-layer structure having a honeycomb structure stacked plurality of layers erected, using the main frame coupled plurality of single-layer structure from each other It is formed into a tube shape i.e. cylindrical Te. 六角形構造ユニットをハニカム状に剛接合した単層構造体自体が強固な構造であることに加え、それらを複数重層させ互いに連結したことにより、極めて強固なチューブ架構を実現することができる。 The hexagonal structural unit in addition to honeycomb rigidly joined monolayer structure itself is a strong structure, by linked together let them multiple layer, it is possible to realize an extremely strong tube frame.

図1は、本発明の立体チューブ建築構造体におけるチューブ架構の一実施例の外観斜視図である。 Figure 1 is an external perspective view of an embodiment of a tube frame in the three-dimensional tube building structure of the present invention. 図1のチューブ架構1は、2層の単層構造体からなるメインフレームを有する実施例である。 Tube frame 1 of Figure 1 is an embodiment having a main frame consisting of a single layer structure 2 layers. チューブの軸は鉛直方向に沿って延びている。 Axis of the tube extends in the vertical direction. また、図示の例では、チューブの断面形状が略四角形であるが、断面形状が他の多角形、円形、楕円形等でもよい。 In the illustrated example, the cross-sectional shape of the tube is substantially square, cross section other polygonal, circular, or elliptical shape or the like. 2層の単層構造体は、外側に立設された単層構造体Aと、これに対して所定の間隔を空けて内側に立設された単層構造体Bである。 Monolayer structures two layers, the upright monolayer structure A to the outside, a single-layer structure B provided upright on the inner side with a predetermined distance thereto. これら2層によるメインフレームは構造躯体の主要部を構成しており、構造耐力上主要な部分である。 Mainframe by these two layers constitutes a major part of the structural framework, a major part structural strength.

図2Aは、図1のチューブ架構1の部分拡大図である。 Figure 2A is a partially enlarged view of the tube frame 1 of Figure 1. 図2A(a)はチューブ架構1の下端近傍を含む部分を示し、図2A(b)は単層構造体A、Bをそれぞれ構成する六角形構造ユニットのうち、互いに対向する一組の六角形構造ユニット10A、10Bを示している。 Figure 2A (a) shows a portion including the vicinity of the lower end of the tube frame 1, of the hexagonal structural unit Fig 2A (b) is constituting a single-layer structure A, B respectively, a pair of hexagons that are opposed to each other structural unit 10A, shows 10B.

図2A(a)および(b)に示すように、単層構造体Aは、六角形構造ユニット10Aの各辺を、隣接する六角形構造ユニットと共有させてハニカム状に剛接合させてなるハニカム構造を有する。 As shown in FIG. 2A (a) and (b), a single-layer structure A is the respective sides of the hexagonal structural units 10A, made by by covalently with the adjacent hexagonal structural units honeycomb rigidly joined honeycomb having the structure. 同様に、単層構造体Bも、六角形構造ユニット10Bの各辺を、隣接する六角形構造ユニットと共有させてハニカム状に剛接合させてなるハニカム構造を有する。 Similarly, single-layer structure B, and the sides of the hexagonal structural unit 10B, having a honeycomb structure is shared with the adjacent hexagonal structural units formed by honeycomb rigidly to joined. そして、単層構造体Aを構成する各六角形構造ユニット10Aと、単層構造体Bを構成する各六角形構造ユニット10Bとが、互いに対向するように配置されている。 Then, each hexagonal structural unit 10A constituting the single-layer structure A, and each hexagonal structural unit 10B constituting the single-layer structure B are arranged so as to face each other.

単層構造体Aにおける1つの六角形構造ユニット10Aを構成する6つの辺の構造部材は、水平方向に沿った下辺11Aおよび上辺12Aにそれぞれ配置された梁と、左側の2辺13Aおよび14Aにそれぞれ配置された斜柱と、右側の2辺15Aおよび16Aにそれぞれ配置された斜柱とからなる。 Structural members of the six sides of the single hexagonal structural unit 10A in the single layer structure A has a respectively disposed lower 11A and upper 12A along the horizontal direction beams, two sides 13A and 14A of the left respectively arranged obliquely columns, respectively arranged obliquely columns to the right of the two sides 15A and 16A made of.
同様に、単層構造体Bにおける1つの六角形構造ユニット10Bを構成する6つの辺の構造部材は、水平方向に沿った下辺11Bおよび上辺12Bにそれぞれ配置された梁と、左側の2辺13Bおよび14Bにそれぞれ配置された斜柱と、右側の2辺15Bおよび16Bにそれぞれ配置された斜柱とからなる。 Likewise, structural members of the six sides of the single hexagonal structural unit 10B in the single layer structure B includes a respectively disposed lower 11B and upper 12B along the horizontal direction beams, left two sides 13B and consisting respectively arranged obliquely pillar to 14B, respectively arranged obliquely columns to the right of the two sides 15B and 16B.

さらに、単層構造体Aと単層構造体Bとは、複数の層間連結梁Lにより連結されている。 Further, the single-layer structure A and single-layer structure B, and are connected by a plurality of interlayer connection beams L. 層間連結梁Lは、互いに対向する2つの六角形構造ユニット10A、10Bにおける上辺12Aと12B同士および下辺11Aと11B同士を剛接合により連結している。 Interlayer coupling beam L is linked by rigidly joining the upper 12A and 12B and between the lower side 11A and 11B to each other in the two hexagonal structural units 10A, 10B which face each other. 図示の通り、層間連結梁Lは、各上辺または各下辺に対して垂直方向ではなく傾斜方向に延びている。 As illustrated, the interlayer connection beam L extends in the inclination direction rather than perpendicular to each top or the bottom edge. つまり、互いに平行な2つの上辺12Aと12Bの反対側の端部同士を連結し、互いに平行な2つの下辺11Aと11Bの反対側の端部同士を連結している。 That is, connecting the ends of the opposite side of the two parallel upper side 12A and 12B to each other and connecting the ends of the opposite side of the two parallel lower 11A and 11B to each other.

なお、本発明のチューブ架構の基本形態として、2層に限らずそれ以上の複数層の単層構造体を重層させてもよいが、その場合、最も内側に立設される単層構造体の内部にメインフレームとしてのスラブを設けることができる。 Incidentally, the basic form of the tube frame of the present invention is not limited to two layers more a single layer structure of a plurality layers may be layered, in which case, a single-layer structure to be erected on the innermost it can be provided slab as the main frame therein. このようなスラブを設けた場合には、最も内側に立設される単層構造体における六角形構造ユニットの上辺または下辺の梁の替わりにスラブの端部を構造部材として用いることができる。 When such a slab and the formed can be used as a structural member of the end of the slab instead of top or bottom of the beam of hexagonal structural unit in the single-layer structure to be erected on the innermost. これにより梁の数を低減できる。 This can reduce the number of beams.

図2Bは、図1に示したチューブ架構1の外側の層である単層構造体Aの構成を示す図である。 Figure 2B is a diagram showing the configuration of a single-layer structure A is an outer layer of tube frame 1 shown in FIG. なお、単層構造体Bについても同様の構成である。 The same configuration applies to the single-layer structure B. 図2B(a)は単層構造体Aの部分拡大正面図であり、図2B(b)は図2B(a)の部分に対応する単層構造体Aの平面図である。 Figure 2B (a) is a partially enlarged front view of a single-layer structure A, FIG. 2B (b) is a plan view of a single-layer structure A corresponding to a portion of FIG. 2B (a).

なお、本明細書に添付の図面における平面図は、本発明によるチューブ架構の基本形態を上方から見た平面図である(この視点から見ることを、以下、「平面視」と称する)。 A plan view herein in the accompanying drawings is a plan view of the basic form of the tube frame from above according to the present invention (that From this viewpoint, hereinafter referred to as "in plan view"). 補足すると、例えば、チューブ架構1を実際の建築物に適用する場合、通常、上端においては端部処理のための特別な梁等の部材を配置することになるが、このような上端特有の構造を含まない場合のチューブ架構における平面図の意味である。 Supplementally, for example, the case of applying the tube frame 1 to the actual building, usually made to place a member such as a special beam for the end process at the upper end, in such upper peculiar structure the meaning of the plan view of tube frame when containing no. 以下に示す他の平面図についても同様である。 The same applies to the other plan views below.

単層構造体Aは、図2Aに示した通り、六角形構造ユニットをハニカム状に剛接合させて形成されている。 Single-layer structure A, as shown in FIG. 2A, is formed by a hexagonal structure unit is honeycomb rigidly joined. 図2B(a)に部分的に示すように、このハニカム構造では、鉛直方向Gに沿って結合された複数の六角形構造ユニットの列10A1(第1列)と、第1列の右隣に位置して同じく鉛直方向Gに沿って結合された複数の六角形構造ユニットの列10A2(第2列)と、さらに第2列の右隣に位置して同じく鉛直方向Gに沿って結合された複数の六角形構造ユニットの列10A3(第3列)とが並んでいる。 As partially shown in FIG. 2B (a), in this honeycomb structure, a plurality of rows of hexagonal structural unit coupled along the vertical direction G 10A1 (first column), on the right of the first column a plurality of rows of hexagonal structural unit positioned to were coupled similarly along the vertical direction G 10A2 (second row), is further coupled similarly along the vertical direction G located on the right of the second column a plurality of rows of hexagonal structural unit 10A3 (third column) and are arranged. 第1列10A1と第2列10A2とは、六角形構造ユニットの高さhの2分の1の長さだけ互い違いにずれた位置にあり、第2列10A2と第3列10A3も同様である。 A first row 10A1 and the second row 10A2, located on only one of the length of the half alternately shifted positions of the height h of the hexagonal structural units is the same as the second row 10A2 The third column 10A3 . 第1列10A1と第3列10A3とは同じ高さに位置する。 A first row 10A1 and the third column 10A3 is located at the same height. 従って、ハニカム構造では、チューブの周方向に沿って第1列10A1と第2列10A2とが交互に配置された形態となっている。 Therefore, in the honeycomb structure, first column 10A1 along the circumferential direction of the tube and the second row 10A2 is in the form of being alternately arranged.

図2B(a)の正面図に示すように、各六角形構造ユニットは平面的には左右対称形状であるが正六角形である必要はない。 As shown in the front view of FIG. 2B (a), the hexagonal structural units is in the plane is a symmetrical shape need not be regular hexagon. 右側2辺については、それぞれ鉛直方向Gに対して互いに逆向きに傾斜した2本の斜柱である右下辺15Aと右上辺16Aを連結配置している。 The right 2 sides, are coupled orientation the right lower side 15A and the right upper side 16A is a two oblique columns inclined in opposite directions with respect to each vertical G. 右下辺15Aは鉛直方向Gに対して角度αだけ傾斜しており、右上辺16Aは鉛直方向Gに対して逆向きに角度αだけ傾斜している。 Right lower side 15A is inclined by an angle α with respect to the vertical direction G, are inclined by an angle α in the opposite direction to the right upper side 16A is vertically G. そして2本の斜柱の連結部は六角形構造ユニットの外方に突出している。 The connection of the two oblique columns protrude outwardly of the hexagonal structural unit.
左側2辺を構成する左下辺13Aと左上辺14Aについても、右側2辺と対称的に傾斜した連結された2本の斜柱である。 For even lower left sides 13A and the upper left side 14A constituting the left two sides, a two oblique columns linked inclined to the right two sides and symmetrical.

実際には、図2B(b)の平面図に示すように、本発明における単層構造体Aの各六角形構造ユニットは、平坦な形状ではない。 In fact, as shown in the plan view of FIG. 2B (b), the hexagonal structural units of the single-layer structure A of the present invention is not a flat shape. 平面視において、例えば六角形構造ユニット10A2については、左上辺14A(左下辺13Aと重畳)の斜柱は、上辺12Aおよび下辺11Aの梁を含む面に対して角度β1を以て設けられている。 In plan view, for example hexagonal structural unit 10A2 is oblique pillars of the upper left edge 14A (overlapped with the lower left side 13A) is provided at an angle β1 with respect to a plane including the beams of the upper side 12A and lower side 11A. 一方、右上辺16A(右下辺15Aと重畳)の斜柱は、上辺12Aおよび下辺11Aの梁を含む面に対して角度β を以て設けられている。 On the other hand, oblique columns of right upper side 16A (overlapped with the right lower side 15A) is provided at an angle beta 2 with respect to a plane including the beams of the upper side 12A and lower side 11A. この場合、左側斜柱と右側斜柱とは、上下の梁を含む面に対して互いに反対側に位置する。 In this case, the left oblique columns and right oblique columns, located opposite each other with respect to a plane including the upper and lower beams. 従って、平面視において、六角形構造ユニットの列10A2は、図の紙面方向の左上から右下へ下がるように屈曲している。 Thus, in plan view, column 10A2 hexagonal structural unit is bent so as to fall from the upper left to the lower right of the paper direction in FIG. 同様に、左隣の六角形構造ユニットの列10A1もまた、左上から右下へ下がるように屈曲している。 Similarly, column 10A1 hexagonal structural unit adjacent to the left are also bent to fall from top left to bottom right. それに対し、右隣の六角形構造ユニットの列10A3については、図の紙面方向の左下から右上へ上がるように屈曲している。 In contrast, for the column 10A3 of the hexagonal structure unit on the right side is bent so as to rise to the upper right from the lower left of the plane direction of FIG.

1つの六角形構造ユニットにおいて、平面視における左側斜柱と右側斜柱の各々が、上下の梁を含む面に対して互いに反対側に位置するように屈曲していてもよく、あるいは同じ側に位置するように屈曲していてもよい。 In one hexagonal structural unit, each of the left oblique columns and right oblique columns in plan view, it may be bent so as to be positioned opposite each other with respect to a plane including the upper and lower beams, or on the same side it may be bent so as to be located. また、左側斜柱と右側斜柱の各々が上下の梁を含む面に対してなす角度β1と角度β2の大きさが、互いに異なっていてもよい。 The size of the angle β1 and the angle β2 of each of the left oblique columns and right oblique columns with respect to the plane including the upper and lower beams may be different from each other.

ただし、図2B(b)に示すように、平面視においては、鉛直方向に連結され同じ列に含まれる全ての六角形構造ユニットは、互いにずれることなく共通の平面形状を有している。 However, as shown in FIG. 2B (b), in plan view, all the hexagonal structural units in the same column are connected in the vertical direction have a common planar shape without deviating from each other. なお、異なる列(例えば、第2列と第3列)の六角形構造ユニットについては、異なる平面形状であってもよい。 Note that different columns (e.g., second and third columns) For hexagonal structural units, it may have different planar shapes.

このように左側斜柱と右側斜柱の各々が上下の梁を含む面に対して所定の角度を以て設けられた六角形構造ユニットを、所定の配置で連結することにより、特定の断面形状をもつチューブ架構1を形成することができる。 Thus each of the left oblique columns and right oblique pillars hexagonal structure unit provided at a predetermined angle with respect to a plane including the upper and lower beams, by linking in a predetermined arrangement, having a specific cross-sectional shape it is possible to form the tube frame 1. 従って、個々の六角形構造ユニットの屈曲形状および配置の設計は、所望するチューブ架構1の断面形状によっても決定されることになる。 Therefore, the design of the bent shape and arrangement of the individual hexagonal structural unit, so that also by the cross-sectional shape of the tube frame 1 desired.

図2C(a)は、図1に示したチューブ架構1の部分拡大平面図である。 Figure 2C (a) is a partially enlarged plan view of a tube frame 1 shown in FIG. 2層の単層構造体AおよびBと、これらを連結する層間連結梁Lとから形成されるメインフレームの一部が示されている。 A single-layer structure A and B of two layers, part of the main frame formed from the interlayer connecting beam L connecting these is shown. 単層構造体Aでは六角形構造ユニットの列10A1〜10A4の部分が、単層構造体Bでは六角形構造ユニットの列10B1〜10B4の部分が示されている。 Portion of the column 10A1~10A4 hexagonal structural unit in the single-layer structure A is the portion of the column 10B1~10B4 hexagonal structural unit in the single-layer structure B is shown. 単層構造体同士の層間距離dは、基本的にチューブ架構1全体においてほぼ一定に保持されている。 Interlayer distance d between the single-layer structure is held substantially constant throughout essentially tube frame 1.

図2C(a)に示すように、本発明におけるチューブ架構のメインフレームの特徴の1つは、平面視において、第2の六角形構造ユニット21、22、23. As shown in FIG. 2C (a), one of the features of the main frame of the tube frame of the present invention, in a plan view, a second hexagonal structural units 21, 22, 23. . が形成されていることである。 It is that There are formed. さらに、これら第2の六角形構造ユニット21、22、23. Further, these second hexagonal structural units 21, 22, 23. . もまた、隣接する第2の六角形構造ユニットと辺を共有してハニカム状に剛接合されている。 It has also been share the second hexagonal structural unit and the side adjacent honeycomb rigidly joined. これにより、チューブ架構1は、略水平方向に延在する第2のハニカム構造を有することになる。 Thus, tube frame 1 will have a second honeycomb structure extending in a substantially horizontal direction.

図2C(b)は、図2C(a)に示した第2の六角形構造ユニット21および22の部分のみを模式的に示した説明図である。 Figure 2C (b) is an explanatory diagram in which only a portion of the second hexagonal structural units 21 and 22 shown schematically shown in FIG. 2C (a).
例えば、第2の六角形構造ユニット21を構成する6辺の構造部材は、単層構造体Aの第1列10A1および第2列10A2並びに単層構造体Bの第1列10B1および第2列10B2のいずれかにおける梁と、斜柱と、層間連結梁Lとにより形成されている。 For example, six sides of the structural members constituting the second hexagonal structural unit 21, the first column of the single-layer structure A 10A1 and the second row 10A2 and the first column 10B1 and the second row of single-layer structure B and the beam in either 10B2, and oblique columns, are formed by the interlayer connecting beams L. 具体的には次の通りである。 More specifically, it is as follows.
<第2の六角形構造ユニット21の各辺の構造部材> <Structure member of each side of the second hexagonal structural unit 21>
・左上辺:層間連結梁L - the upper left side: the interlayer coupling beam L
・左下辺:単層構造体Aの第1列10A1の梁11A1、12A1 - lower left side: Beams of the first column 10A1 of the single-layer structure A 11A1,12A1
・上辺:単層構造体Bの第1列10B1の斜柱15B1、16B1および第2列10B2の斜柱13B2、14B2 - the upper side: the single-layer structure first column 10B1 oblique columns 15B1,16B1 and second row 10B2 of B oblique pillar 13B2,14B2
・下辺:単層構造体Aの第1列10A1の斜柱15A1、16A1および第2列10A2の斜柱13A2、14A2 - lower: oblique columns 15A1,16A1 and second row 10A2 of the first row 10A1 of the single-layer structure A swash pillar 13A2,14A2
・右上辺:単層構造体Bの第2列の梁11B2、12B2 And right upper side: Beams of the second row of single-layer structure B 11B2,12B2
・右下片:層間連結梁L · The lower right corner pieces: the interlayer coupling beam L

また例えば、その右隣の第2の六角形構造ユニット22を構成する6辺の構造部材は、単層構造体Aの第2列10A2および第3列10A3並びに単層構造体Bの第2列10B2および第3列10B3のいずれかにおける梁と、斜柱と、層間連結梁Lとにより形成されている。 Further, for example, the second structural member 6 sides constituting the hexagonal structure unit 22 on the right side, the second column of the second row 10A2 and the third row 10A3 and single-layer structure B of a single-layer structure A and the beam in either the 10B2 and the third column 10B3, an oblique columns, are formed by the interlayer connecting beams L. 具体的には次の通りである。 More specifically, it is as follows.
<第2の六角形構造ユニット22の各辺の構造部材> <Structure member of each side of the second hexagonal structural unit 22>
・左上辺:層間連結梁L - the upper left side: the interlayer coupling beam L
・左下辺:単層構造体Aの第2列10A2の梁11A2、12A2 - lower left side: Beams second row 10A2 of the single-layer structure A 11A2,12A2
・上辺:単層構造体Bの第2列10B2の斜柱15B2、16B2および第3列10B3の斜柱13B3、14B3 - the upper side: the second column 10B2 single layer structure B swash pillar 15B2,16B2 and third column 10B3 oblique columns 13B3,14B3
・下辺:単層構造体Aの第2列10A2の斜柱15A2、16A2および第3列10A3の斜柱13A3、14A3 - lower: oblique columns 15A2,16A2 and third row 10A3 of the second row 10A2 of the single-layer structure A swash pillar 13A3,14A3
・右上辺:層間連結梁L And right upper side: the interlayer coupling beam L
・右下片:単層構造体Bの第3列の梁11B3、12B3 - bottom right piece: beam in the third column of the single-layer structure B 11B3,12B3

図2C(b)に示すように、平面視における第2の六角形構造ユニットにおいて、少なくとも、斜柱により構成される対向する2辺については、互いに平行でありかつ同じ長さである。 As shown in FIG. 2C (b), in the second hexagonal structural unit in plan view, at least, for the 2 opposite sides constituted by oblique columns, it is and and the same length in parallel with each other.

図2C(c)は、図2C(b)の説明図から、特に、対向する一対の梁と層間連結梁Lで構成される部分を抽出した図である。 Figure 2C (c), from the illustration of FIG. 2C (b), in particular, a diagram obtained by extracting the portion constituted by a pair of beams and the interlayer coupling beam L facing. このように層間連結梁Lは、互いに対向する2つの六角形構造ユニットにおける上辺の梁同士を対辺とする四角形の対角線上、並びに、下辺の梁同士を対辺とする四角形の対角線上に配置されている。 Thus interlayer connection beam L is on a diagonal line of the quadrangle with opposite sides of the upper side of the beam between the two hexagonal structural units which oppose each other, and, are disposed the beam between the lower side on a diagonal of the rectangle to be a very there. 交差する一対の対角線に長さの違いがある場合は、短い方の対角線上に配置されることが好適である。 If there is a difference in length to a pair of diagonal crossing, it is preferable to be arranged on the shorter diagonal of. 言い換えるならば、この部分は、特徴的なイタリック体N字形状となっている。 In other words, this portion has a characteristic italics N-shape. なお、チューブ架構1の曲線部分においては、このイタリック体N字形状が反転した形状となる箇所もある。 In the curved section of the tube frame 1, there is also a portion where the italics N-shape is inverted shape. 例えば、図2C(a)では、左側の2つのイタリック体N字形状部分と、右側の2つのイタリック体N字形状部分とが互いに反転した形状となっている。 For example, in FIG. 2C (a), it has two italics N-shaped portion on the left side, the right side of the two italics N-shaped part and is inverted shape.

図2C(b)および図2C(c)に示すように、チューブ架構の平面視における第2のハニカム構造は、斜柱により構成される対向する平行な2辺と、梁および層間連結梁Lにより構成されるイタリック体N字形状部分とを交互に連結した形状ともいうこともできる。 As shown in FIG. 2C (b) and FIG. 2C (c), the second honeycomb structure in plan view of tube frame is parallel to two opposed sides constituted by oblique columns, the beam and the interlayer coupling beam L It can also be referred to as a shape which is connected alternately and italics N-shaped portion constituted.

なお、本発明のチューブ架構の基本形態では、2層に限らずそれ以上の複数層の単層構造体を重層させてもよいが、その場合も同様に、平面視において隣り合う2層の単層構造体のいずれかにおける上辺または下辺である梁と、左側2辺または右側2辺である斜柱と、2層間における層間連結梁とにより第2の六角形構造ユニットが形成されるとともに、互いに隣接する第2の六角形構造ユニット同士が辺を共有して剛接合されることにより第2のハニカム構造を形成する。 In the basic form of the tube frame of the present invention is not limited to two layers may be overlaid with a single-layer structure of more multiple layers, but as well in which case, a single two-layer adjacent in a plan view and the beam is a top or bottom in any layer structure, and the oblique columns is a left 2 side or right two sides, the interlayer connecting beams in two layers with the second hexagonal structural unit is formed, together the second hexagonal structural units which are adjacent to form a second honeycomb structure by being joined rigidly share edges.

平面視における第2の六角形構造ユニットは、後述する図3A〜図3Dに示すように必ずしも左右対称形状ではなく、また、対向する梁同士が同じ長さでない場合もある。 The second hexagonal structural units in plan view is not necessarily symmetrical shape, as shown in FIG 3A~ Figure 3D, which will be described later, also, in some cases the beam facing each other is not the same length. さらに、一部の頂点が凹となる場合もあり得る。 Further, there may be a case where a part of the vertex is concave. これは、個々の第2の六角形構造ユニットの形状が、チューブ架構1の断面形状の設計に依存するためである。 This is because the shape of each of the second hexagonal structural unit is to depend on the design of the cross-sectional shape of tube frame 1. しかしながら、少なくとも、斜柱により構成される対向する2辺同士は平行かつ同じ長さで配置される。 However, at least, two sides facing each other formed by oblique columns are arranged in parallel and the same length.

第2の六角形構造ユニットもまた、側面から見れば平坦な形状ではない。 The second hexagonal structural unit is also not a flat shape when viewed from the side. 斜柱を辺の要素として含むために鉛直方向において高低がある。 There are high and low in the vertical direction to include the oblique columns as elements of the sides.

図2Dは、図1に示したチューブ架構1の全体平面図である。 Figure 2D is an overall plan view of a tube frame 1 shown in FIG. 図示のチューブ架構1は断面形状が略四角形である。 Tube frame 1 illustrated cross section is substantially square. 従って、平面視における第2の六角形構造ユニット21、22. Accordingly, the second hexagonal structural units 21 and 22 in plan view. . による第2のハニカム構造が、略四角形の各辺上にそれぞれ形成されている。 The second honeycomb structure by, are respectively formed on each side of the substantially rectangular. なお、4箇所の隅部Xについては特別な構造が設けられている。 Incidentally, a special structure is provided for a corner X of the four locations. これについては後に図6で説明する。 This will be described in FIG. 6 later.

なお、平面視における第2のハニカム構造は、 側面から見れば、チューブ架構1の全体に複数の第2のハニカム構造の層が存在する多重構成となっている。 The second honeycomb structure in plan view, when viewed from the side, has a multiple structure in which a layer of a plurality of second honeycomb structure to the entire tube frame 1 is present. 一方、単層構造体の周面を形成する上述の第1のハニカム構造もまた複数の単層構造体が重層されることで多重構成となっている。 On the other hand, has a multiple structure by first honeycomb structure is also a plurality of single layers structure described above to form the peripheral surface of the single-layer structure is layered. 従って、チューブ架構1は、第1のハニカム構造と、平面視における第2のハニカム構造とにより三次元的な立体的ハニカム構造を有していることになる。 Thus, tube frame 1 would have a first honeycomb structure, by a second honeycomb structure in plan view a three-dimensional stereoscopic honeycomb structure.

図3A〜図3Cは、単層構造体における六角形構造ユニットの種々の連結形態の実施例、並びに2層の単層構造体を重層させたメインフレームにおける種々の連結形態の実施例をそれぞれ示す、部分平面図である。 Figure 3A~-3C illustrate examples of various connection forms of hexagonal structural unit in the single-layer structure, as well as examples of various connection forms in the main frame of the single-layer structure is overlaid in two layers respectively it is a partial plan view.

図3A(a)は、単層構造体Aの一実施例を部分的に示しており、第1列10A1〜第4列10A4までの六角形構造ユニットの列が含まれている。 Figure 3A (a) is an example of a single-layer structure A is partially shown, includes a row of hexagonal structural units to first column 10A1~ fourth column 10A4. 各々の六角形構造ユニットの列は、梁を含む面に対して両側の各斜柱が反対側に位置するように配置されている。 Rows of hexagonal structural units of each of the swash columns on both sides are arranged so as to be positioned on the opposite side with respect to the plane containing the beam. さらに、六角形構造ユニットの列同士は、屈曲の向きが同じになるように連結され、その結果、全体的に図の紙面の左上から右下へ直線的に移行している。 Furthermore, the column between the hexagonal structural unit, the direction of bending are connected to the same, as a result, linearly transition from the upper left of the sheet of generally Figure to the lower right. 図3A(b)は、図3A(a)の単層構造体Aと同じ配置構成をもつ単層構造体Bとを重層させて形成したメインフレームの一部を示す。 Figure 3A (b) shows a portion of a main frame which is formed by overlaid with a single-layer structure B having the same arrangement as the single-layer structure A of FIG. 3A (a). この場合、梁と層間連結梁Lとで構成されるイタリック体N字形状部分は全て同じ向きとなっている。 In this case, italics N-shaped section, consisting of a beam and the interlayer coupling beam L has become all the same direction. この構成は、チューブ架構の断面形状における直線部分に適用可能である。 This configuration is applicable to the linear portion in the cross-sectional shape of the tube frame.

図3B(a)は、単層構造体Aの別の実施例を部分的に示しており、第1列10A1〜第4列10A4までの六角形構造ユニットの列が含まれている。 Figure 3B (a) is another example of a single-layer structure A is partially shown, it includes a row of hexagonal structural units to first column 10A1~ fourth column 10A4. 各々の六角形構造ユニットの列は、梁を含む面に対して両側の各斜柱が反対側に位置するように配置されている。 Rows of hexagonal structural units of each of the swash columns on both sides are arranged so as to be positioned on the opposite side with respect to the plane containing the beam. 上記の図3Aの例と異なる点は、六角形構造ユニットの列同士が、屈曲の向きを交互に反転するように連結されている点である。 Differs from the example above of FIG. 3A, columns between the hexagonal structural unit, is a point which is connected to reverse the direction of the bending alternately. 従って、全体的に図の紙面の上下方向に蛇行する形状となっている。 Therefore, it has a shape meandering in the vertical direction of the page of the overall FIG. 図3B(b)は、図3B(a)の単層構造体Aと同じ配置構成をもつ単層構造体Bとを重層させて形成したメインフレームの一部を示す。 Figure 3B (b) shows a portion of a main frame which is formed by overlaid with a single-layer structure B having the same arrangement as the single-layer structure A in FIG. 3B (a). この場合、梁と層間連結梁Lとで構成されるイタリック体N字形状部分は、交互に反転した向きとなっている。 In this case, italics N-shaped section, consisting of a beam and the interlayer coupling beam L has a direction reversed alternately. この構成は、チューブ架構の断面形状における蛇行形状を含む直線部分に適用可能である。 This configuration is applicable to a linear portion including a serpentine shape in cross-sectional shape of the tube frame.

図3C(a)は、単層構造体Aのさらに別の実施例を部分的に示しており、第1列10A1〜第3列10A3までの六角形構造ユニットの列が含まれている。 Figure 3C (a) is further partially shows another embodiment of a single-layer structure A, which contains a column hexagonal structural units to first column 10A1~ third row 10A3. 上記の図3Aおよび図3Bの例と異なり、各々の六角形構造ユニットの列は、梁を含む面に対して両側の各斜柱が同じ側に位置するように配置されている。 Unlike the above example of FIG. 3A and 3B, rows of each of the hexagonal structural unit, each oblique columns on both sides with respect to the plane containing the beams are arranged to be positioned on the same side. 従って、全体的に曲線を描く形状となる。 Accordingly, a shape to draw the overall curve. 図3C(b)は、図3C(a)の単層構造体Aとほぼ同じ配置構成をもつ単層構造体Bとを重層させて形成したメインフレームの一部を示す。 Figure 3C (b) shows a portion of a main frame which is formed by overlaid with a single-layer structure B having almost the same arrangement as the single-layer structure A in FIG. 3C (a). この場合、全体として曲線を描くため、内側の単層構造体Bの梁は、外側の単層構造体Aの梁より短く設けられている。 In this case, to draw a curve as a whole, the beam inside the single-layer structure B is provided shorter than the beams of the outer monolayer structure A. この構成は、チューブ架構の断面形状における曲線部分に適用可能である。 This configuration is applicable to a curved portion in the cross-sectional shape of the tube frame.

図3Dは、略円形の断面形状をもつチューブ架構1の一実施例の平面図である。 Figure 3D is a plan view of one embodiment of a tube frame 1 having a substantially circular cross-sectional shape. 略円形の全周にわたって一様に、平面視における第2の六角形構造ユニット21、22. Uniformly over the entire circumference of the substantially circular second hexagonal structural units 21 and 22 in plan view. . による第2のハニカム構造が形成されている。 The second honeycomb structure according to is formed.

以上のように、本発明のチューブ架構1は、各単層構造体を構成する第1のハニカム構造と、平面視における第2のハニカム構造とにより形成される立体的ハニカム構造を有する。 As described above, tube frame 1 of the present invention has a first and a honeycomb structure constituting the respective single-layer structure, a three-dimensional honeycomb structure formed by the second honeycomb structure in plan view. このような幾何学形状は、いかなる角度からの外力負荷に対しても斜柱や梁の軸力にベクトル変換されやすい形状である。 Such geometry is a vector transformed shape easy to axial force of the swash columns and beams against the external force load from any angle. 加えて、立体的ハニカム構造をもつチューブ架構1は、外力負荷を架構全体に連続的に伝達しやすい幾何学形状でもあるので、その過程で次々に軸力に変換して外力負荷を散逸的に分散することができる。 In addition, tube frame 1 having a three-dimensional honeycomb structure, since an external force load rack 構全 body is also continuously transferred easily geometry, an external force load dissipatively convert one after the other in the axial force in the process it can be distributed. 従って、曲げモーメントによる応力を軽減できる。 Therefore, it is possible to reduce the stress caused by bending moment. これは、本発明による単層構造体を複数重層させた立体的ハニカム構造においては、一層の単層構造体のみの二次元的なハニカム構造の場合に比べて、さらに多様な軸方向を有するさらに多数の斜柱および梁が全体的にバランスよく配置されていることによる。 This is because in the three-dimensional honeycomb structure in which a single-layer structure according to the invention was more layered, as compared with the case of a two-dimensional honeycomb structure of only further monolayer structure, further having further diverse axial due to a large number of oblique columns and beams are disposed generally good balance.

図4は、本発明による立体チューブ建築構造体の一実施例を示す外観斜視図である。 Figure 4 is an external perspective view showing an embodiment of a three-dimensional tube building structure according to the invention. チューブ架構1は、図1に示したものと同じ構成である。 Tube frame 1 has the same configuration as that shown in FIG. 図4の建築構造体では、チューブ架構1の内部に複数のスラブ31a、31bを設けている。 The building structure of Figure 4, are provided a plurality of slabs 31a, and 31b in the interior of the tube frame 1. この実施例では、スラブ31a、31bの各々が、内側の単層構造体Bの内部全体に水平に延在している。 In this embodiment, a slab 31a, each of 31b, extends horizontally across the interior of the inner monolayer structure B. 複数のスラブ31aは、第1列10B1に含まれる六角形構造ユニットの下辺と上辺の梁11B1と12B1に対してそれぞれ接合されている。 A plurality of slabs 31a are joined respectively lower and upper beams 11B1 and 12B1 of the hexagonal structural units included in the first column 10B1. 複数のスラブ31bは、隣接する第2列10B2に含まれる六角形構造ユニットの下辺と上辺の梁11B2と12B2に対してそれぞれ接合されている。 A plurality of slabs 31b are joined respectively lower and upper beams 11B2 and 12B2 of the hexagonal structural units contained in the adjacent second row 10B2. 従って、隣り合うスラブ31aとスラブ31bの間隔は、六角形構造ユニットの高さhの2分の1である。 Therefore, the intervals between adjacent slabs 31a and slabs 31b is one half of the height h of the hexagonal structural unit. このスラブ31aとスラブ31bの間隔が建築物の2階層分であるとすると、サブフレームを用いて2階層に区画することにより、1つの六角形構造ユニットの高さhのなかに4階層を設けることができる。 If the interval of the slab 31a and the slab 31b is 2 hierarchy worth of buildings, by partitioning into two layers using a sub-frame, provided with four layers Some height h of one hexagon structural unit be able to.

なお、メインフレームであるスラブ31aおよび/またはスラブ31bの端部は、単層構造体Bの六角形構造ユニットの梁11B1、12B1等の役割を果たすことができ、その場合、これらの梁を省略できる。 The end portion of the slab 31a and / or slab 31b mainframe can play the role of such beams 11B1,12B1 hexagonal structural unit of the single-layer structure B, in which case, skip these beams it can.

また、スラブ31aおよび/または31bの端部は、単層構造体Bの梁のない箇所(すなわち1つの六角形構造ユニットを水平方向に2分割する中央線上)においては、単層構造体Bを超えて単層構造体Aとの層間空間にせり出してもよく、さらに単層構造体Aを超えて外部にせり出してもよい。 The end portion of the slab 31a and / or 31b, in the beam portion having no single layer structure B (i.e. center line bisecting one hexagonal structural units in the horizontal direction), a single-layer structure B beyond may be protruding in the interlayer space of a single-layer structure a, it may be protruding outside further than the single-layer structure a.

図5は、本発明による立体チューブ建築構造体の別の実施例を示す外観斜視図である。 Figure 5 is a perspective view showing another embodiment of a three-dimensional tube building structure according to the invention. 図5の実施例は、図4のものとほぼ共通しており、隣り合うスラブ31aと31bが六角形構造ユニットの高さhの2分の1の間隔で設けられているが、スラブ31a、31bの各々が、内側の単層構造体Bの内部において部分的に設けられている点が相違する。 Embodiment of Figure 5 is substantially same as that of FIG. 4, although the slab 31a and 31b adjacent to each other are provided at one of the intervals of 2 minutes of the height h of the hexagonal structural units, slabs 31a, each 31b is, that are provided partially differs in the interior of the inner monolayer structure B. この場合、各スラブ31a、31bの面積は構造力学上許容できるように設定する。 In this case, the slabs 31a, area 31b is set so as to be acceptable structural mechanics.

なお、図示しないが、図4および図5のようにメインフレームとしてのスラブを設ける場合、六角形構造ユニットの高さh毎に設けてもよい。 Although not shown, in the case of providing the slab as the main frame as shown in FIGS. 4 and 5 may be provided for each height h of the hexagonal structural unit. また、1つの六角形構造ユニットの高さhは、多様に設定することができ、建築物の4階層分としてもよく、あるいは2階層分としてもよい。 The height h of the one hexagonal structural units may be variously set, it may be a four levels worth of buildings, or may be a two-tier component. 従って、本発明の立体的ハニカム構造をもつチューブ架構は、スラブの平面内での配置やスラブ間隔、階層の設定等において、自由度が高い。 Thus, tube frame having a three-dimensional honeycomb structure of the present invention, the arrangement and slab spacing in the plane of the slab, the setting of the hierarchy, a high degree of freedom.

1つの六角形構造ユニットの高さhを4階層分とした場合、2階層毎に梁が交互に存在するため、メインフレームが2階層または4階層の空間を形成することになる。 When the height h of the one hexagonal structural units and 4 hierarchical component, the beam every two hierarchies for alternately present, so that the main frame is a space of two layers or four layers. 従って、1階層毎のサブフレームは、建築物全体の耐震性と耐風圧性を負担する必要がなく、接合や分離の適宜の設定が可能であり、平面および立体的な空間の自由度が大きい。 Thus, one level for each of the sub-frame does not need to bear the earthquake resistance and wind pressure of the entire building, it can be appropriately set of bonding and separation, a large degree of freedom of plane and three-dimensional space.

また、本発明のチューブ架構の全ての構造部材は、線状部材であるため、開口を設けやすい。 Also, all of the structural member of the tube frame of the present invention are the linear member, it tends to an opening.

本発明のチューブ架構は、複数の単層構造体を重層させた極めて強固な構造であるので、内部にメインフレームとしてのスラブがなくとも十分に建築構造体全体を支持することができる。 Tube frame of the present invention, because it is very strong structure with layered multiple single-layer structure, it is possible to support the entire well architectural structure without the slab as the main frame therein. 従って、内部のエレベータ、階段、パイプスペース、吹き抜け等の設置にも大きな自由度がある。 Thus, the inside of the elevator, stairs, pipe spaces, there is a great degree of freedom in the installation of such blow.

ハニカム構造は、基本的に同サイズの六角形構造ユニットの繰り返しであるため、全ての柱と梁の大きさおよび形状を数種類程度に統一することが可能である。 The honeycomb structure are the repetition of the hexagonal structural units essentially the same size, it is possible to unify the size and shape of all columns and beams to approximately several. 従って、施工性の向上と短工期化、コスト低減を図ることができる。 Therefore, it is possible to improve the workability and short construction period of the cost reduction.

また、六角形構造ユニットを形成するための所定形状の構造単位をユニット化してプレキャストコンクリートとしてプレストレストコンクリート構造や鉄骨造とすることによっても、施工性の向上と短工期化、コスト低減を図ることができる。 Also, by a prestressed concrete structure or steel frame as precast concrete unitized structural units of a predetermined shape to form a hexagonal structure units, improvement in workability and short construction period reduction, is possible to reduce the cost it can.

以下、本発明のチューブ架構の隅部の形態およびその他の変形形態について説明する。 The following describes embodiments and other variations of the corners of the tube frame of the present invention.

図6(a)は、図2Dの平面図に示した略四角形の断面形状をもつチューブ架構1おける隅部Xの構造を示す部分斜視部である。 6 (a) is a partial perspective section showing the structure of a corner portion X definitive tube frame 1 having a cross section substantially rectangular as shown in the plan view of FIG. 2D. 図6(b)は、同じく部分平面図である。 6 (b) is a same partial plan view. 最外層の単層構造体Aの隅部には、両隣の各面(略平面と想定する)に対して等角度(図示の例では45度)をなすように六角形構造ユニット40Aが配置される。 The corners of the single-layer structure A of the outermost layer, hexagonal structural unit 40A so as to form an equal angle (45 degrees in the illustrated example) are placed against each face on both sides (assuming substantially planar) that. 六角形構造ユニット40aは、鉛直方向に複数連結されることにより隅部における一列を構成している。 Hexagonal structural unit 40a constitute one column in the corner portion by being more connected in the vertical direction. 六角形構造ユニット40aの6つの辺は、下辺41および上辺42の梁と、左下辺43と左上辺44の左側斜柱と、右下辺45と右上辺46の右側斜柱とから形成される。 Six sides of the hexagon structural unit 40a is formed from the beam of the lower side 41 and upper side 42, a left oblique pillar lower left side 43 and left upper sides 44, and the right oblique columns of the right lower side 45 and the right upper side 46.

一方、内側の単層構造体Bの隅部は、両隣の各面(略平面と想定する)における最端部にそれぞれ位置する2つの六角形構造ユニット同士が、2本の斜柱の連結部51、52において接合されている。 On the other hand, the corner portion of the inner monolayer structure B, the two hexagonal structural units to each other respectively located outermost end portion of each side of both sides (assuming substantially plane), the two oblique columns connecting portion They are joined at 51 and 52. 従って、単層構造体Bの隅部には、4本の斜柱13B、14B、15Bおよび16Bによる菱形が形成される。 Therefore, the corners of the single-layer structure B, 4 pieces of oblique columns 13B, 14B, diamonds by 15B and 16B are formed.

さらに、単層構造体Aにおける梁41の両端部と、単層構造体Bの隅部の連結部51とが層間連結梁47a、48aでそれぞれ連結されている。 Further, both end portions of the beam 41 in the single-layer structure A, and the connecting portion 51 of the corner portion of the single layer structure B are connected respectively interlayer connection beams 47a, at 48a. 同様に、単層構造体Aにおける梁42の両端部と、単層構造体Bの隅部の連結部52とが層間連結梁47b、48bでそれぞれ連結されている。 Similarly, the both end portions of the beam 42 in the single-layer structure A, and the connecting portion 52 of the corner portion of the single layer structure B are connected respectively interlayer connection beams 47b, at 48b. 図6(b)の平面図に示すように、平面視において、最外層の単層構造体Aの隅部の梁41(または42)の両端から延びる層間連結梁47aと48a(または47bと48b)は、内側の単層構造体Bの連結部51(または52)を頂点とする二等辺三角形の等しい2辺を形成している。 As shown in the plan view of FIG. 6 (b), in plan view, the outermost ends interlayer connection beams 47a and 48a (or 47b and 48b extending from the beam 41 of the corners of the single-layer structure A (or 42) ) forms the two sides equal isosceles triangle whose vertices coupling 51 (or 52) inside the single-layer structure B.

図6に示した隅部の構造は、隅部において層間連結梁がより密に配置されるとともに、外力負荷が軸力に変換されやすい三角形で配置されることになるため、応力の集中する隅部の強度向上を図ることができる。 Structure of the corner portion shown in Figure 6, together with the inter-layer connection beams are more closely spaced at the corners, since the external force load is to be arranged in a triangle which is easily converted to axial force, the corners to concentrate stress part strength improvement of can be achieved.

図7は、本発明のチューブ架構において単層構造体の層数の異なる部分を設ける形態についての説明図である。 Figure 7 is an explanatory view of the form of a layer number of different portions of a single-layer structure in tube frame of the present invention. 本発明のチューブ架構は、基本的には複数の単層構造体を重層させて形成されるが、例えば2層構造のみ、あるいは3層構造のみで形成する必要はなく、例えば2層構造の部分と3層構造の部分とが混在していてもよい。 Tube frame of the present invention is basically formed by overlay a plurality of single-layer structure, for example, need not be formed only two-layer structure, or only three-layer structure, for example part of a two-layer structure When portions of the three-layer structure and may be mixed. さらに本発明の効果を奏する限りにおいて単層構造体を一層のみ配置した部分を設けてもよい。 Furthermore a single-layer structure may be provided partially disposed only one layer as long as the effects of the present invention.

図7(a)は、単層構造体を一層のみ配置した部分(S層部分)と、2層配置した部分(A層およびB層からなる部分)との間の層数移行部の構造を示す部分斜視図である。 7 (a) is a portion arranged monolayer structure only one layer (S layer portion), the structure of the layer number transition between the two layers disposed portion (A layer and portions made of B layer) it is a partial perspective view showing. 図面左側が2層部分であり、右側がS層部分である。 The left side of the drawing is a two-layer portion, a right side S layer portion. 一例として、S層とA層とが見かけ上連続しており、A層の内側(図の紙面奥行き方向)に層間距離を空けてB層を設ける場合を示している。 As an example, are continuous in appearance and the S layer and the A layer, it shows a case where at a interlayer distance inside the A layer (direction of depth of the page of the figure) provided B layer. この場合、S層の最端部に位置する六角形構造ユニット(層数移行部)の梁12AのS層側の端部に対し、さらに別の梁Mを内側に向かって所定の角度で接合する。 In this case, bonding at a predetermined angle with respect to the end of the S layer side of the beam 12A, a further beam M toward the inside of the hexagonal structural units located in the outmost portion (number transition layer) of the S layer to. この所定の角度は、梁Mの先端と梁12Aの先端の間の距離dが、A層とB層との層間距離となるように設定する。 The predetermined angle is, the distance d between the tip of the tip and the beam 12A of the beam M is set such that the interlayer distance between the A layer and the B layer. そして、梁Mの先端からB層の六角形構造ユニットが連結される。 The hexagonal structural unit B layer from the tip of the beam M is connected.

図7(b)は、単層構造体を一層のみ配置した部分(S層部分)と、3層配置した部分(A層、B層およびC層からなる部分)との間の層数移行部の構造を示す部分斜視図である。 7 (b) is part of arranging a single-layer structure only one layer and (S layer portion), a three-layer arrangement portion layer number transition between (A layer, composed of portions of B layer and C layer) and it is a partial perspective view showing the structure of a. 図面左側が3層部分であり、右側がS層部分である。 The left side of the drawing is a three-layer portion, a right side S layer portion. 一例として、S層とA層とが見かけ上連続しており、A層の内側に層間距離を空けてB層を、さらにB層の内側に層間距離を空けてC層を設ける場合を示している。 As an example, are continuous in appearance and the S layer and the A layer, shows a case where at a interlayer distance inside the A layer and B layer, providing the C layer further spaced interlayer distance inside the B layer there. この場合、S層の最端部に位置する六角形構造ユニット(層数移行部)の梁12AのS層側の端部に対し、さらに別の梁M1を内側に向かって所定の角度で接合する。 In this case, bonding at a predetermined angle with respect to the end of the S layer side of the beam 12A, and further toward the other beam M1 inside the hexagonal structural units located in the outmost portion (number transition layer) of the S layer to. この所定の角度は、梁M1の先端と梁12Aの先端の間の距離d1が、A層とB層との層間距離となるように設定する。 The predetermined angle is, the distance d1 between the tip of the tip and the beam 12A of the beam M1 is set such that the interlayer distance between the A layer and the B layer. そして、梁M1の先端からB層の六角形構造ユニットが連結される。 The hexagonal structural unit B layer from the tip of the beam M1 is connected. さらに、B層の最端部に位置する梁12BのS層側の端部に対し、さらに別の梁M2を内側に向かって所定の角度で接合する。 Further, with respect to the ends of the S layer side of the beam 12B located at the outermost end of the B layer, and another beam M2 inward joined at a predetermined angle. この所定の角度は、梁M2と梁12Bの先端の間の距離d2が、B層とC層との層間距離となるように設定する。 The predetermined angle is, the distance d2 between the tip of the beam M2 and the beam 12B is set such that the interlayer distance between the B layer and the C layer. そして、梁M2の先端からC層の六角形構造ユニットが連結される。 The hexagonal structural unit C layer is coupled from the tip of the beam M2.

図7に示した層数移行部の構造は一例であり、多様な変形形態が可能である。 Structure of the layer number transitions shown in FIG. 7 is an example, it should be noted that a variety of variations. 一般的には、応力集中する箇所では層数を多くし、負荷の軽い箇所では層数を少なくすればよい。 In general, increasing the number of layers at the point of stress concentration may be reduced the number of layers is a light point load. これは、主としてチューブ架構の全体形状に依存する。 This is primarily dependent on the overall shape of the tube frame.

なお、本発明による立体チューブ建築構造体は、チューブ架構の全体が上記の第1のハニカム構造および第2のハニカム構造から形成される形態が基本であるが、本発明の主旨に沿う限りにおいて、また構造力学上許容される限りにおいて、チューブ架構の一部にこれらのハニカム構造以外の構造を組み込んだ場合も本発明の範疇に含まれるものとする。 Incidentally, the three-dimensional tube building structure according to the present invention is the form in which the entire tube frame is formed from a first honeycomb structure and second honeycomb structure described above is the basic, as long along the gist of the present invention, also the extent that acceptable structural mechanics, are also intended to be encompassed in the scope of the present invention if a part of the tube frame incorporating the structure other than those of the honeycomb structure.

本発明による立体チューブ建築構造体は、多様な建築材料により構築可能であり、木造、鉄骨造、鉄筋コンクリート(RC)造、鉄骨鉄筋コンクリート(SRC)造、コンクリート充填鋼管(CFT)造、プレストレストコンクリート(PC)造などとすることができる。 Steric tube building structure according to the present invention can be constructed by a variety of building materials, wood, steel frame, reinforced concrete (RC) concrete, steel reinforced concrete (SRC) Concrete, concrete filled steel tube (CFT) forming prestressed concrete (PC ) can be such as the elephants.

本発明の立体チューブ建築構造体におけるチューブ架構の一実施例の外観斜視図である。 It is an external perspective view of an embodiment of a tube frame in the three-dimensional tube building structure of the present invention. 図1のチューブ架構1の部分拡大図である。 It is a partially enlarged view of the tube frame 1 of Figure 1. (a)はチューブ架構の下端近傍を含む部分を示し、(b)は単層構造体A、Bをそれぞれ構成する六角形構造ユニットのうち、互いに対向する一組の六角形構造ユニットを示している。 (A) shows a portion including the vicinity of the lower end of the tube frame, (b) is of hexagonal structural units constituting a single-layer structure A, B, respectively, show a set of hexagonal structural units which oppose each other there. 図1に示したチューブ架構の外側の層である単層構造体Aの構成を示す図である。 It is the outer layer of the tube frame shown in FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a single-layer structure A. (a)は単層構造体Aの部分拡大正面図であり、(b)は(a)の部分に対応する単層構造体Aの平面図である。 (A) is a partially enlarged front view of a single-layer structure A, is a plan view of (b) is a single-layer structure A corresponding to a portion of (a). (a)は図1に示したチューブ架構の部分拡大平面図である。 (A) is a partial enlarged plan view of the tube frame shown in FIG. (b)は、(a)に示した第2の六角形構造ユニットの部分のみを模式的に示した説明図である。 (B) is an explanatory drawing only schematically showing part of the second hexagonal structural unit shown in (a). (c)は、(b)の説明図から、特に梁と層間連結梁Lで構成される部分を抽出した図である。 (C) are views from the illustration, in particular to extract the portion constituted by the beams and the interlayer coupling beam L in (b). 図1に示したチューブ架構の全体平面図である。 It is an overall plan view of the tube frame shown in FIG. 図示のチューブ架構1は断面形状が略四角形である。 Tube frame 1 illustrated cross section is substantially square. (a)は、単層構造体Aの一実施例を部分的に示し、(b)は(a)の単層構造体Aと同じ配置構成をもつ単層構造体Bとを重層させて形成したメインフレームの一部を示す図である。 (A) is an example of a single-layer structure A partially shown, (b) is by-layer and single-layer structure B having the same arrangement as the single-layer structure A of (a) forming it is a diagram showing a part of the main frame. (a)は、単層構造体Aの一実施例を部分的に示し、(b)は(a)の単層構造体Aと同じ配置構成をもつ単層構造体Bとを重層させて形成したメインフレームの一部を示す図である。 (A) is an example of a single-layer structure A partially shown, (b) is by-layer and single-layer structure B having the same arrangement as the single-layer structure A of (a) forming it is a diagram showing a part of the main frame. (a)は、単層構造体Aの一実施例を部分的に示し、(b)は(a)の単層構造体Aと同じ配置構成をもつ単層構造体Bとを重層させて形成したメインフレームの一部を示す図である。 (A) is an example of a single-layer structure A partially shown, (b) is by-layer and single-layer structure B having the same arrangement as the single-layer structure A of (a) forming it is a diagram showing a part of the main frame. 略円形の断面形状をもつチューブ架構の一実施例の平面図である。 It is a plan view of an embodiment of a tube frame with a substantially circular cross-sectional shape. 本発明による立体チューブ建築構造体の一実施例を示す外観斜視図である。 Is an external perspective view showing an embodiment of a three-dimensional tube building structure according to the invention. 本発明による立体チューブ建築構造体の別の実施例を示す外観斜視図である。 It is an external perspective view showing another embodiment of a three-dimensional tube building structure according to the invention. (a)は、図2Dの平面図に示した略四角形の断面形状をもつチューブ架構1おける隅部Xの構造を示す部分斜視部である。 (A) is a partial perspective section showing the structure of a corner portion X definitive tube frame 1 having a substantially square cross-sectional shape shown in plan view in FIG. 2D. (b)は、同じく部分平面図である。 (B) is a same partial plan view. (a)は、S層部分と2層部分との間の層数移行部の構造を示す部分斜視図である。 (A) is a partial perspective view showing the structure of a number of layers transition between the S layer portion and 2-layer portion. (b)は、S層部分と3層部分との間の層数移行部の構造を示す部分斜視図である。 (B) is a partial perspective view showing the structure of a number of layers transition between the S layer portion and three layers portion.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 チューブ架構 A、B 単層構造体 L 層間連結梁 10A、10B 六角形構造ユニット 10A1、10A2、10A3、10A4 六角形構造ユニット列 10B1、10B2、10B3、10B4 六角形構造ユニット列 11A、11B 下辺 12A、12B 上辺 13A、13B 左下辺 14A、14B 左上辺 15A、15B 右下辺 16A、16B 右上辺 21、22、23 第2の六角形構造ユニット 31a、31b スラブ 1 tube frame A, B monolayer structure L interlayer connecting beams 10A, 10B hexagonal structural unit 10A1,10A2,10A3,10A4 hexagon structural unit column 10B1,10B2,10B3,10B4 hexagonal structural unit columns 11A, 11B lower side 12A , 12B upper 13A, 13B left lower sides 14A, 14B upper left side 15A, 15B right lower side 16A, 16B right upper side 21, 22, 23 second hexagonal structural units 31a, 31b slab

Claims (9)

  1. 六角形構造ユニットの各辺を、隣接する六角形構造ユニットと共有させてハニカム状に剛接合させた単層構造体を、複数層互いに間隔を空けて立設したメインフレームを有し、前記メインフレームを用いて立体的なチューブ架構を形成した建築構造体であって、 Each side of the hexagonal structural unit, the by shared with the adjacent hexagonal structural units honeycomb rigidly joined allowed monolayer structure having a main frame erected at a plurality of layers apart from one another, the main a building structure forming a three-dimensional tube frame using a frame,
    前記六角形構造ユニットの各辺である構造部材が、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜して連結された左側2辺および右側2辺のそれぞれの2本の斜柱と、水平方向に沿った上辺および下辺のそれぞれの梁とからなり、前記左側2辺および前記右側2辺がそれぞれ、前記上辺および前記下辺を含む面に対して角度を以て設けられ、 Structural members are each side of the hexagon structural unit, each of the two oblique columns of the left two sides and right two sides which are connected by inclined in opposite directions with respect to the vertical direction, along a horizontal direction were made with each of the beams of the upper side and the lower side, the left two sides and the two right sides, respectively, provided at an angle to a plane containing the upper side and the lower side,
    前記メインフレームにおける隣り合う2層の前記単層構造体において、一方における前記六角形構造ユニットの各々と、他方における前記六角形構造ユニットの各々とが互いに対向して配置されるとともにこれら2層間が複数の層間連結梁により連結され、かつ、 In two-layer the single layer structure adjacent in the main frame, the two layers together and each of said hexagonal structural units in one, and each of said hexagonal structural unit in the other are opposed to each other It is connected by a plurality of interlayer connecting beams, and,
    前記メインフレームの平面視において、隣り合う2層の前記単層構造体のいずれかにおける前記上辺または前記下辺である梁と、前記左側2辺または右側2辺である斜柱と、前記2層間における前記層間連結梁とにより第2の六角形構造ユニットが形成されるとともに、前記第2の六角形構造ユニットが隣接する第2の六角形構造ユニットとハニカム状に剛接合されている、立体チューブ建築構造体。 In a plan view of the main frame, the beam is the top or the bottom edge of one of the single-layer structure of two layers adjacent the oblique column is the left two sides or right two sides, in the two layers wherein together with the second hexagonal structural unit is formed by an interlayer connecting beams, said second hexagonal structural unit is rigidly joined a second hexagonal structural unit and the honeycomb adjacent, solid tube construction Structure.
  2. 前記メインフレームの平面視において、前記層間連結梁が、互いに対向する2つの前記六角形構造ユニットにおける前記上辺同士を対辺とする四角形の対角線上、並びに、前記下辺同士を対辺とする四角形の対角線上に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の立体チューブ建築構造体。 Wherein in a plan view of the main frame, the interlayer connecting beams, diagonal square on to opposite sides of the upper side to each other in two of the hexagonal structural units which oppose each other, and, on a diagonal line of the rectangle that the lower side between the opposite sides steric tube building structure according to being disposed to claim 1, wherein the.
  3. 前記複数の単層構造体が、2層の単層構造体からなることを特徴とする、請求項1または2のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 It said plurality of single-layer structure, characterized in that it consists of a single-layer structure of two layers, three-dimensional tube building structure according to claim 1 or 2.
  4. 前記複数の単層構造体のうち最も内側に立設される単層構造体の内部にスラブが設けられる場合に、前記最も内側に立設される単層構造体において前記六角形構造ユニットの前記上辺または前記下辺の梁に替えて、前記スラブの端部を構造部材とすることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 The most when the inner inside the slab of a single layer structure to be erected is provided, said hexagonal structural unit in a single-layer structure wherein the most erected inside of the plurality of single-layer structure instead of top or beams of the lower side, the three-dimensional tube building structure according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the ends of the slab and structural members.
  5. 前記立体チューブ状建築構造体が平面視において略四角形である場合の隅部において、前記複数の単層構造体のうち少なくとも最外層の単層構造体とこれに隣接する内側の層の単層構造体とが、平面視において二等辺三角形の等しい2辺を形成する層間連結梁にて連結されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 In the corners of the case where the three-dimensional tubular architectural structure is substantially square in plan view, a single-layer structure of at least the outermost layer of the single-layer structure and an inner layer adjacent thereto among the plurality of single-layer structure body and is, three-dimensional tube building structure according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is connected by an interlayer connecting beams to form the two sides equal isosceles triangle in plan view.
  6. 前記メインフレームが、前記単層構造体の層数が異なる部分を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 The main frame, three-dimensional tube building structure according to claim 1, the number of layers of the single-layer structure characterized in that it comprises a different portion.
  7. 前記立体チューブ状建築構造体が、一層の前記単層構造体から形成される箇所を部分的に含むことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 The three-dimensional tubular architectural structure, three-dimensional tube building structure according to claim 1, characterized in that it comprises a portion formed from more of the single-layer structure partially.
  8. 前記六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 The hexagonal structural unit at a height equal intervals, three-dimensional tube building structure according to any one of claims 1 to 7, characterized by providing a plurality of slabs as the main frame.
  9. 前記六角形構造ユニットの高さの2分の1と同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の立体チューブ建築構造体。 The hexagonal structural unit at the level 1 and the spacing of the half of, three-dimensional tube building structure according to any one of claims 1 to 7, characterized by providing a plurality of slabs as the main frame.
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