JP4933621B2 - 建築構造物 - Google Patents

Description

本発明は、多角柱形状の単位空間を少なくとも水平方向に連設した全体形状を有すると共に、六角形フレームを構造部材として組み込んだ建築構造物に関する。

従来の建築構造物は、直柱と水平梁とを３次元格子状に連結したラーメン架構が一般的であった。その他に、三角形又は六角形を単位格子として連結した架構も知られている。

特に、六角形フレームをハニカム形状に連結した構造は、古くから強固であることが知られている。六角形フレームを適用した構造としては、水平面内において六角形フレームを連結してハニカム構造とし、鉛直方向は直柱で連結した例がある（特許文献１、２、３）。しかしながら、特許文献１〜３に記載された構造は、水平面内ではハニカム構造を有しているが、鉛直面内においてはハニカム構造を有していない。

ハニカム構造は、様々な方向から建築物に加わる力を、梁又は柱の軸力に変換しやすいという利点がある。構造解析の結果からも、鉛直面内にハニカム構造を設けた場合、一般ラーメン架構に比べて同じ水平負荷に対する変形及び曲げモーメントの応力が小さいことが確認されている。

一方、三角形フレームを連結したトラス構造は、チューブ架構よりもむしろ特許文献４のようにドーム架構に多く用いられている。
特開平５−１１２９８４号公報 特開平５−１１２９８７号公報 特開平９−６０３０１号公報 特開２０００−１１０２４３号公報

上記の点から、鉛直面内にハニカム構造を有する建築物は、安定性と耐震性に優れることが期待される。

ここで、建築物の全体形状について考えると、鉛直方向に延びた全体形状をもち耐震性や耐風性に関する要求の厳しい高層や超高層の建築物では比較的シンプルなものが一般的である。

それに対し、低層や中層（例えば、２〜８階）の建築物においては、バリエーションに富んだ全体形状をもつものがデザインされ、実際に建てられてもいる。例えば、平面視において複雑で細かい凹凸をもつ外郭形状であったり、各階層毎に外郭形状が多様に変化したりする建築物などである。

本発明の目的は、六角形フレーム及び／又はハニカム形状を鉛直面内に有することにより構造的に強固であって、かつその全体形状において豊富なバリエーションを実現可能な建築構造物を提供することである。

本発明による建築構造物は、基本的に、複数の多角柱形状の単位空間を、少なくとも水平方向に複数連設することにより形成された全体形状を備えている。この全体形状を構成する各単位空間の各辺上及び／又は各面上に所定の構造部材（フレーム、梁、柱）を配置し接合することにより、建築構造物が構築される。ここで、「単位空間」自体は、各構造部材の位置を規定しかつ建築物の全体形状を規定するための仮想的な概念である。

１つの多角柱形状の単位空間は、上方と下方の一対の端面と複数の側面とをもつ。多角柱形状は、好適には六角柱であるが、五角柱、四角柱、三角柱でもよい。水平方向において隣り合う２つの単位空間は、互いの側面を共有するように連設される。鉛直方向において隣り合う２つの単位空間がある場合は、互いの端面を共有するように連設される。

本発明による建築構造物の一態様においては、各単位空間のもつ側面のうち、屋外に面した各側面にメイン六角形フレームが立設されている。さらに、各単位空間の上方端面の外縁において、メイン六角形フレームの部材により占められていない箇所に縁梁が設けられている。つまり、単位空間の上方端面の外縁には、縁梁又はメイン六角形フレームの部材のいずれかが配置されている。

またさらに、各単位空間のもつ側面の左辺及び右辺のうち、屋内に位置する辺には屋内柱が設けられている。つまり、屋内柱は、単位空間において屋内に位置する隅部に配置されている。

メイン六角形フレームの上辺及び下辺は、屋外に面した側面の上辺及び下辺にそれぞれ位置する。また、メイン六角形フレームの左右の各屈曲部は、屋外に面した側面の左辺及び右辺にそれぞれ位置する。
上記のようなメイン六角形フレーム、縁梁及び屋内柱が互いに接合されている。

本発明による建築構造物の別の態様においては、メイン六角形フレームの内側に、１又は複数のサブ六角形フレームが配置されている。サブ六角形フレームは、メイン六角形フレームと相似形である。各サブ六角形フレームは、メイン六角形フレームのいずれかの頂点位置にてメイン六角形フレームと接合されている。

本発明による建築構造物のさらに別の態様においては、１つのメイン六角形フレームの内側に配置された複数のサブ六角形フレーム同士がハニカム形状に接合されて該メイン六角形フレームに嵌め込まれている。

本発明による建築構造物のさらに別の態様においては、各単位空間のもつ側面のうち、屋内に位置する１又は複数の各側面に立設された屋内のメイン六角形フレームをさらに備えている。

本発明による建築構造物のさらに別の態様においては、各単位空間内において水平方向に架け渡された複数の内部梁を設けている。この内部梁上にスラブを設けてもよい。また、内部梁及びスラブは、１又は複数の単位空間において、各単位空間内の１つの水平面全体に対し部分的に設けてもよい。

本発明による建築構造物のさらに別の態様においては、１つの単位空間内に２階層又は３階層を形成する。

本発明による建築構造物は、複数の多角柱形状の単位空間を少なくとも水平方向に連設することにより形成された全体形状を備えている。従って、１つの多角柱を起点とした場合、水平方向においてはその多角柱のもつ側面数と同数の方向に連設することができる。また鉛直方向においては、起点となる多角柱の上方端面に別の多角柱を重ねることで上方に連設することができる。水平方向における連設方向及び連接数、並びに鉛直方向における連設数は、基本的に任意であるから、結果的にバリエーションに富んだ全体形状を得ることができる。また、多角柱形状は、六角柱、五角柱、四角柱又は三角柱のいずれでもよい。多角柱形状の選択によっても、全体形状の多様性の範囲が拡大する。

本発明の建築構造物の基本形態では、屋外に面した側面全てにメイン六角形フレームが配置され、各単位空間の上方端面の外縁には、縁梁又はメイン六角形フレームの部材が配置され、各単位空間の屋内における隅部には屋内柱が配置されている。加えて、メイン六角形フレーム、縁梁及び屋内柱は、互いに接合されている。

このようにして形成された建築構造物は、特に外周面が、斜柱と水平梁のみにより支持されており直柱がないという特徴がある。鉛直面内に斜柱と水平梁のみを配置した構造は、一般ラーメン構造に比べて多様な方向からの力を軸力に変換しやすいという点で有利である。また、このような構造は、一般ラーメン構造に比べて変形及び曲げモーメントに対する応力が小さいという点でも有利である。よって、本発明の建築構造物は、安定性と耐震性に優れている。

特に、単位空間を六角柱とした場合は平面視においてもハニカム形状が形成される。また、単位空間を三角柱とした場合は平面視においてトラス形状が形成される。よって六角柱又は三角柱の場合は、水平面内においても強固な構造が得られる。さらに、単位空間が六角柱の場合は、三角柱の場合に比べて屋内空間が広くとれるという利点がある。

本発明の建築構造物において、メイン六角形フレームの頂点位置の内側に、１又は複数のサブ六角形フレームを配置した場合、頂点近傍の剛域が拡大され、より強固な構造とすることができる。複数のサブ六角形フレームが、ハニカム形状に接合されてメイン六角形フレームに嵌め込まれた場合は、さらに強固な構造となる。

本発明の建築構造物において、各単位空間における屋内に位置する側面にも、メイン六角形フレームを配置してもよい。屋内のメイン六角形フレームにより支持されることで建築構造物全体の強度が向上する。

本発明の建築構造物において、各単位空間内に水平方向に架け渡された複数の内部梁を設けてもよい。また、この内部梁上にスラブを設けてもよい。これらの内部梁及びスラブは、単位空間の床又は天井（屋上）を形成する。また、内部梁及びスラブを、高さ方向の中間位置に配置することにより、１つの単位空間を２階層または３階層に分離することもできる。
１つの単位空間が２階層を含む場合、２つの単位空間を鉛直方向に重ねることにより、４階層の建築物を構築できる。１つの単位空間が３階層を含む場合、２つの単位空間を重ねることにより６階層の建築物を構築できる。あるいは、同じ大きさであって、２階層を含む単位空間と３階層を含む単位空間とを組み合わせて連設することもできる。

本発明による建築構造物は、基本的にほぼ同じ構造をもつ単位要素を連設することにより形成されるので、構成部材の種類を少なくすることができ、作業性もよい。この結果、生産及び施工のコストを低減できる。特に、低層及び中層の建築物に好適である。

また、内部梁及びスラブは、単位空間内の１つの水平面全体に対し部分的に設けてもよい。これにより、吹き抜け、階段、天窓などを形成することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明による建築構造物の一実施例の一部を示す展開斜視図である。右上図に破線で示した六角柱は、仮想的な単位空間１０を示す。本発明の建築構造物は、このような単位空間１０を少なくとも水平方向に複数連設して形成された全体形状を有する。全体形状については、後の図６において説明する。

この単位空間１０は、本発明の建築構造物の形状を規定する基本単位である。実際の建築構造物は、図１の中央に示すように、単位空間１０の各辺及び／又は各面に所定の構造部材を配置し接合することにより構築される。

各単位空間１０の構造の特徴は共通するので、先ず、図１を参照して、１つの単位空間１０に配置される所定の構造部材について説明する。

右上図に示す六角柱の単位空間１０は、一対の上方端面Ｔと下方端面Ｗと、６つの側面Ｓとを有する。端面Ｔ及びＷは同じ大きさであり、図示の例では正六角形の外縁をもつ。１つの側面Ｓは、上辺ａ、下辺ｂ、左辺ｃ及び右辺ｄを有する。この例では、６つの側面Ｓは同じ大きさである。上辺ａは、端面Ｔの外縁でもある。単位空間１０の高さは任意に設定される。別の例として、端面Ｔ及びＷは正六角形でなくともよい。

図１の中央に示した１つの単位空間(右上図よりも拡大されている)においては、手前側の３つの側面が屋外に面しており、奥側の３つの側面が屋内に位置している。屋外に面した３側面には、それぞれメイン六角形フレーム１Ａ、１Ｂ、１Ｃが立設されている。

メイン六角形フレーム１Ａは、上辺部材１Ａ１、下辺部材１Ａ２、左上辺部材１Ａ３、左下辺部材１Ａ４、右上辺部材１Ａ５及び右下辺部材１Ａ６からなる六角形格子である。上辺部材１Ａ１及び下辺部材１Ａ２は、単位空間１０の側面Ｓの上辺ａ及び下辺ｂに位置する。また、左上辺部材１Ａ３と左下辺部材１Ａ４の接合点である屈曲部１Ａ７は、単位空間の側面Ｓの左辺ｃに位置する。また、右上辺部材１Ａ５と右下辺部材１Ａ６の接合点である屈曲部１Ａ８は、単位空間の側面Ｓの右辺ｄに位置する。

メイン六角形フレーム１Ｂ及び１Ｃについても、メイン六角形フレーム１Ａと同様に、単位空間の側面に配置されている。メイン六角形フレーム１Ａの屈曲部１Ａ７と、メイン六角形フレーム１Ｂの屈曲部１Ｂ８とは、接合されている。

メイン六角形フレームは正六角形でもよいが、図１の例のように正六角形でなくともよく、少なくとも左右対称な六角形であればよい。

さらに、屈曲三角形フレーム２Ａが、メイン六角形フレーム１Ａの左上辺部材１Ａ３と、メイン六角形フレーム１Ｂの右上辺部材１Ｂ５との間に配置され、接合されている。屈曲三角形フレーム２Ａは、二等辺三角形を中央線で折り曲げた形状である。図１の例では、屈曲三角形フレーム２Ａには、パネル２Ａ３、２Ａ４が嵌め込まれているが、これらのパネルは任意である。

屈曲三角形フレーム２Ａの折れ曲がった上辺部材は、縁梁２Ａ１及び２Ａ２を形成している。同様に、屋外に面した側面の上辺には、屈曲三角形フレーム２Ｂ(このフレームの左半部は隣の単位空間に含まれる)の縁梁２Ｂ１と、屈曲三角形フレーム２Ｃの縁梁２Ｃ１及び２Ｃ２と、屈曲三角形フレーム２Ｄ(このフレームの右半部は図示せず)の縁梁２Ｄ１とが配置されている。これらの縁梁２Ａ１、２Ａ２、２Ｂ１、２Ｃ１、２Ｃ２及び２Ｄ１は、３つのメイン六角形フレームの各上辺部材１Ａ１、１Ｂ１及び１Ｃ１で占められていない箇所に設けられている。

一方、屋内においては、縁梁３Ａ、３Ｂ及び３Ｃが、単位空間１０の上方端面Ｔの外縁に配置されている。

従って、単位空間１０の上方端面Ｔの外縁全周には、縁梁２Ａ１、２Ａ２、２Ｂ１、２Ｃ１、２Ｃ２、２Ｄ１、３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ、並びにメイン六角形フレームの上辺部材１Ａ１、１Ｂ１及び１Ｃ１が配置されている。これらの部材が接合されて六角形の梁を形成している。

さらに、屋内においては、屋内柱４Ａ及び４Ｂが立設されている。これらの屋内柱は、直柱であり、単位空間１０の側面の左辺ｃ及び右辺ｄのうち屋内に位置する各辺に設けられる。言い換えるならば、単位空間１０において屋内に位置する隅部に直柱が設けられる。屋内柱４Ａの頭部は、縁梁３Ａ及び３Ｂの端部と接合され、屋内柱４Ｂの頭部は、縁梁３Ｂ及び３Ｃの端部と接合されている。図示の屋内柱４Ａ及び４Ｂは円柱であるが、これは例であり、柱の断面形状は円形に限定されない。

単位空間１０を水平方向に連接した場合、屋内に配置された縁梁３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ並びに屋内柱４Ａ及び４Ｂは、隣り合う単位空間と共有される。

以上の通り、本発明の基本形態においては、多角柱の単位空間を連設した全体形状を備え、外周面に立設したメイン六角形フレームと、上方端面の縁梁と、屋内隅部の直柱とを互いに接合してなる建築構造物が構築される。

屋内に自由空間を確保するという観点からすると、屋内に位置する側面にはメイン六角形フレームを立設しない方が好適である。しかしながら、メイン六角形フレームを屋内に配置すれば、構造的にはさらに強化されるので、必要に応じて１又は複数のメイン六角形フレームを屋内に配置してもよい（図示せず）。屋内のメイン六角形フレームを配置した場合、不要となる屋内柱は省いてよい。また、必要に応じて、屋内のメイン六角形フレームの上辺部材の無い箇所には、縁梁を配置する。つまり、屋内のメイン六角形フレームを配置した場合においても、各単位空間の上方端面の外縁には、縁梁またはメイン六角形フレームの上辺部材のいずれかが配置され、六角形の梁が形成される。

なお、図１において、隣り合うメイン六角形フレーム間の下半分の隙間に嵌め込まれたパネル付きの屈曲三角形フレーム２Ｅ、２Ｆ及び２Ｇは、任意に設けられる部材である。しかしながら、少なくとも、これらの屈曲三角形フレーム２Ｅ、２Ｆ及び２Ｇにおける折れ曲がった下辺部材を、メイン六角形フレームの下辺部材１Ａ２等と接合することは、好適である。これにより、構造強度を高められる。

また、図１に示すように、メイン六角形フレーム１Ａ、２Ａ等の内側にサブフレーム５Ａ又は５Ｂ１〜５Ｂ６を配置してもよい。図２は、サブフレーム５Ａをメイン六角形フレーム１Ａに取付け、サブフレーム５Ｂ１〜５Ｂ６をメイン六角形フレーム１Ｂに取り付けた状態を示す図である。

このようなサブフレームは、メイン六角形フレームの剛性を高め、それにより建築構造物の安定性及び耐震性を向上させる。特に、メイン六角形フレームの頂点近傍の剛域が拡大されることにより、頂点近傍が、変形や曲げモーメントの応力に対して強化される。

図１に示すように、サブフレーム５Ａは、複数のフレーム部材からなる複合フレームである。サブフレーム５Ａは、メイン六角形フレーム１Ａの内側に隙間無く嵌め込むことができる外形である。複数のフレーム部材は、３つのサブ六角形フレーム５Ａ１、５Ａ２及び５Ａ３と、３つの菱形フレーム５Ａ４、５Ａ５及び５Ａ６である。各サブ六角形フレームは、メイン六角形フレーム１Ａと相似形であり、図示の例では相似比がほぼ１／２である。加えて、３つのサブ六角形フレームは、ハニカム形状に接合されている。菱形フレームは、サブ六角形フレームとメイン六角形フレームの間の隙間を充填する。

サブ六角形フレーム５Ａ１等とメイン六角形フレーム１Ａとの相似比は、１／２に限られず、例えば約１／３、約１／４でもよい。「約」としたのは、フレームは有限の太さをもっており、内外形寸法に差があるからである。相似比が小さくなると、メイン六角形フレームの内側をハニカム形状で充填するためのサブ六角形フレームの数が多くなる。

一方、メイン六角形フレーム１Ｂに取り付けられるサブフレーム５Ｂ１〜５Ｂ６は、それぞれ分離しており、メイン六角形フレーム１Ｂと相似形のサブ六角形フレームである。各サブ六角形フレームは、メイン六角形フレーム１Ｂの各頂点の内側（この位置を「頂点位置」と称する）に当接させられ、接合されている。相似比は任意でよい。また、６つの頂点の一部（例えば、上辺と下辺の両端）のみにサブフレームを取り付けてもよい。

図１及び図２に示したサブフレーム５Ａ又は５Ｂ１〜５Ｂ６は、一例であり、サブフレームには多くの変形パターンがある。例えば、サブ六角形フレーム５Ａ１又は５Ｂ１の内側に、さらに小さい相似形の１又は複数の六角形フレームを配置してもよい。内側に配置される複数の同寸法の六角形フレーム同士は、互いにハニカム状に接合されることが好適である。

これらのサブフレームは全て、メイン六角形フレームの剛性を高めるためのものである。また、各サブフレーム内に適宜のパネルを嵌め込むことは任意である。パネルを嵌め込む場合は、その材質を選択することによりさらに強度を向上させることができる。

加えて、各サブフレームは、窓枠としても利用でき、また、多様なデザイン的要求に対応することもできる。

図１及び図２に示したメイン六角形フレーム、縁梁、屋内柱及びサブフレームの材質は特に限定されない。例えば、鉄骨造（ステンレス鋼造、鉄筋コンクリート(ＲＣ)造、プレキャストコンクリート(ＰＣ)造、木造とすることができる。

図３は、図１に示した建築構造物に対し、さらに内部梁を設けた形態を示す展開斜視図である。図３の例では、建築構造物における１つの単位空間が、２階層を含む高さに設定されている。この場合、単位空間の下方端面が１階床１Ｆとなり、中間高さの水平面が２階床２Ｆとなり、上方端面が屋上ＲＦとなる。なお、別の例では、１つの単位空間の高さを、１階層のみを含むようにしてもよく、あるいは、３階層を含むようにしてもよい。２階層を含む単位空間を鉛直方向に２つ重ねると４階層の建築物を構築でき、３階層を含む単位空間を鉛直方向に２つ重ねると６階層の建築物を構築できる。

図３において、２階床２Ｆの位置には、３本の内部梁７Ａ１、７Ａ２及び７Ａ３が中点で互いに交差して放射状に設けられている。支持部材７Ａ４は、これら３本の内部梁の交点を支持している。各内部梁の両端は、メイン六角形フレーム１Ａ、１Ｂ若しくは１Ｃの屈曲部と接合されるか、又は、屋内柱４Ａ若しくは４Ｂと接合されている。

屋上ＲＦの位置には、６本の内部梁７Ｂ１〜７Ｂ６が中点で互いに交差して放射状に設けられている。支持部材７Ｂ７は、これら６本の内部梁の交点を支持している。各内部梁の両端は、メイン六角形フレーム１Ａ、１Ｂ若しくは１Ｃの上辺部材の両端と接合されるか、又は、屋内に位置する縁梁３Ａ、３Ｂ若しくは３Ｃと接合されている。

単位空間の内部に架け渡される内部梁７Ａ１〜７Ａ３及び７Ｂ１〜７Ｂ６は、上記のように、主要な構造部材（メイン六角形フレーム、縁梁及び屋内柱）のいずれかと接合することが好適である。しかしながら、許容される場合は、図１及び図２に示したサブフレームと接合してもよい。

図示しないが、単位空間の下方端面（すなわち１階床）の下に基礎梁を設けることが好適である。基礎梁は、例えば、屋上ＲＦの位置に設ける６本の内部梁７Ｂ１〜７Ｂ６と同じ形状のものでもよい。その場合、これらの基礎梁の両端は、メイン六角形フレーム１Ａ、１Ｂ、１Ｃの下辺部材、屋内柱４Ａ、４Ｂの脚部、及び屈曲三角形フレーム２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈの下辺部材等と接合する。

これらの内部梁及び基礎梁の材質は、特に限定されない。例えば、鉄骨造、ＲＣ造、ＰＣ造、木造とすることができる。

図４(ａ)は、図３に示した屋上ＲＦの内部梁７Ｂ１〜７Ｂ６上にスラブ８Ａを設置した状態を示す展開斜視図である。スラブ８Ａは、例えば、適宜の形状の複数のＰＣスラブ片８Ａ１、８Ａ２を組み合わせて形成される。図示しないが、図３に示した２階床２Ｆの内部梁７Ａ１〜７Ａ３上にも同様にスラブを設置できる。

図４(ｂ)は、内部梁及びスラブの別の例を示す展開斜視図である。図４(ｂ)では、隣り合う内部梁７Ｂ１と７Ｂ２等の間に、周方向に２本の第１の補強部材７Ｃ１及び７Ｃ２が架け渡されている。よって、第１の補強部材７Ｃ１及び７Ｃ２は、図示のように円周状に設けられる。さらに、隣り合う内部梁７Ｂ１と７Ｂ２等の間に、放射方向に第２の補強部材７Ｄ１〜７Ｄ６が設けられている。これらの内部梁、第１の補強部材及び第２の補強部材は互いに接合されており、ステンレス鋼材が好適である。このようにして強固な梁を形成することにより、その上に載置するスラブを、木製ボードような軽量部材とすることができる。また、この場合、スラブ片８Ｂ１〜８Ｂ６を比較的小さくすることができるため、生産性及び作業性等が向上する。別の例として、放射方向の第２の補強部材７Ｄ１〜７Ｄ６を省き、周方向の第１の補強部材７Ｃ１及び７Ｃ２のみを設けてもよい。また、図４(ｂ)において第１の補強部材を二重円としたのは、一例であり、必要な数だけ設ける。

なお、図４(ａ)(ｂ)に示したスラブの構成は概略であり、必要に応じて、さらに断熱層及び／又は遮音層などの機能をもつ種々の部材を敷設してもよい。特に、屋根部材の場合は、さらに防水層及び／又は防湿層などの機能をもつ部材を敷設する。

図３及び図４(ａ)(ｂ)に示した内部梁及びスラブは、単位空間内の１つの水平面全体に対し部分的に設けてもよい。内部梁やスラブを設けない部分には、吹き抜けや階段を形成することができる。本発明の建築構造物は、基本的には、図１に示した主要な構造部材(メイン六角形フレーム、縁梁及び屋内柱)により支持することが可能である。従って、内部梁及びスラブの配置及び形状は、屋内のデザインにより適宜決定することができる。

図３及び図４(ａ)(ｂ)に示したように、内部梁を設置することにより、また、内部梁の上にスラブを設置することにより、単位空間の構造的強度が高まり、結果的に建築構造物全体の強度が向上する。

図５は、図１〜図４(ａ)(ｂ)に示した建築構造物の一部を示した概略側面図である。メイン六角形フレーム１Ａ、１Ｂ及び１Ｃは、図示の例ではＨ型鋼材を用いている。屈曲部１Ａ７と１Ｂ８の接合点においては、Ｈ型鋼材の切断面同士を接合することになるので、強度を確保するために十字状の補強鋼材９１を取り付けている。ステンレス鋼材は、ボルト又は溶接により接合する。

サブフレーム５Ａ１等には、メイン六角形フレーム１Ａ等よりも断面積の小さい鋼材を用いてよい。サブフレーム同士の接合においては、例えば、図示のように三股形状のジョイント部材９２により接合点の周囲を覆い、ボルト又は溶接により接合する。１階床１Ｆ、２階床２Ｆ及び屋上ＲＦの各々の下に設けた所定の厚さの空間Ｐ１、Ｐ２及びＰ３には、上述のスラブ及び内部梁の他に、所定の床下空間又は天井空間、その他の建築部材等を配置することができる。例えば、配管や電気配線もこの空間内に配置することができる。特に、内部梁をステンレス鋼材で形成した場合は、このような空間を広く確保することができる。

図６(ａ)〜(ｄ)は、本発明による建築構造物の全体形状の一例を模式的に示す斜視図である。図６の例では、６個の六角柱の単位空間を水平方向に連設して全体形状を形成している。厳密ではないが、図６において、太い実線はメイン六角形フレームを示し、細い実線は縁梁、内部梁、サブフレーム、又は、屈曲三角形フレームの屈曲線を示し、細い破線は、これらのうち、屋根部材の下に位置して直接現れていないものを示す。また、灰色部分はパネル又は屋根部材等が存在することを示し、白色部分はそれらがないことを示す（後の図７においても同じ）。図中の下線付きのＦ、Ｂ、Ｒ及びＬは、この建築構造物の前方、後方、右方及び左方をそれぞれ示す。従って、図６(ａ)〜(ｄ)の各図は、この建築構造物を四つの方向からそれぞれ見た斜視図になる。

隣り合う単位空間同士は、側面を共有して連設されている。図示しないが、鉛直方向に単位空間を連設する場合は、上方端面と下方端面を共有して連設されることになる。

符号１０で示された単位空間に形成された構造は、図１〜図５で説明した通りの基本形態である。一方、符号１１又は符号１２で示された単位空間に形成された構造は、変形形態である。単位空間１１は、メイン六角形フレームが下半部の一部にのみ設置され、上半部にはフレーム及び梁がほとんどなく、開放的な空間となっている。また、単位空間１２の一部の側面には、メイン六角形フレームが上半部にのみ設けられている。このような変形形態の単位空間を連設した建築構造物もまた、本発明の範囲に含まれる。

屋根部材は、ＲＣ又はＰＣでもよい。また、ステンレス鋼材の梁上に折板を敷設してもよい。あるいは、梁間にガラス板を嵌め込んでもよく、その場合、梁が外面に現れることになる。

図６は、同じ形状の複数の単位空間を連設した例であるが、別の例として、高さの異なる六角柱の単位空間を連設することも可能である。例えば、高さが１／２の六角柱の単位空間である。この場合、屋上の高さに段差のある全体形状となる。また、同じ形状の単位空間のみを連設した場合であっても、鉛直方向に積層する数を変化させた場合は、屋上の高さに段差のある全体形状となる。

図７(ａ)〜(ｃ)はそれぞれ、本発明の建築構造物の別の実施形態を示す斜視図である。(ａ)〜(ｃ)の各々において、左図は建築構造物の全体形状を示し、右図の破線は単位空間の形状を示しており、単位空間の形状は、それぞれ三角柱２０、四角柱３０及び五角柱５０である。単位空間の形状は異なるが、各構造部材の配置は、図１に示した六角柱の場合の基本形態と同様である。

図７(ａ)では、６個の三角柱の単位空間２０が水平方向に連設され、屋外に面した側面には、メイン六角形フレーム１Ａ〜１Ｄ等が立設されている。図７(ｂ)では、４個の四角柱の単位空間３０が水平方向に連設され、屋外に面した側面には、メイン六角形フレーム１Ａ〜１Ｅ等が立設されている。図７(ｃ)では、３個の五角柱の単位空間４０が水平方向に連設され、屋外に面した側面には、メイン六角形フレーム１Ａ〜１Ｆ等が立設されている。

図７(ａ)(ｂ)に示すように、単位空間を一方向に複数連設することにより、水平方向に比較的長く延びた屋上形状となる場合がある。このような場合、例えば、個々の単位空間に屋根部材を敷設する替わりに、複数の単位空間をまとめてカバーする長い屋根部材（例えば、折板など）を設置してもよい。

図７(ａ)〜(ｃ)に示した通り、本発明による建築構造物の全体形状を形成する単位空間は、六角柱に限られず、他の形状の多角柱でもよい。また、多角柱の端面の形状は、正多角形でなくともよく、水平方向に隙間無く連設可能な多角形であればよい。

本発明による建築構造物の一実施例の一部を示す展開斜視図である。 図２は、サブフレームをメイン六角形フレームに取り付けた状態を示す図である。 図１に示した建築構造物に対し、さらに内部梁を設けた形態を示す展開斜視図である。 （ａ）及び(ｂ)はそれぞれ、図３に示した屋上ＲＦに設けた内部梁上にスラブを設置した状態を示す展開斜視図である。 図１〜図４に示した建築構造物の側面を部分的に示した概略図である。 (ａ)〜(ｄ)は、本発明による建築構造物の全体形状の一例を、四つの方向から見た斜視図である。 (ａ)〜(ｃ)はそれぞれ、本発明の建築構造物の別の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆ メイン六角形フレーム
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ、２Ｆ、２Ｇ、２Ｈ 屈曲三角形フレーム
２Ａ１、２Ａ２、２Ｂ１、２Ｃ１、２Ｃ２、２Ｄ１ 縁梁
３Ａ、３Ｂ ３Ｃ 縁梁
４Ａ、４Ｂ 屋内柱
５Ａ 複合フレーム
５Ａ１、５Ａ２、５Ａ３ サブ六角形フレーム
５Ａ４、５Ａ５、５Ａ６ 菱形フレーム
５Ｂ１、５Ｂ２、５Ｂ３ サブ六角形フレーム
７Ａ１〜７Ａ３、７Ｂ１〜７Ｂ６ 内部梁
７Ｃ１、７Ｃ２、７Ｄ１〜７Ｄ６ 補強部材
８Ａ スラブ
８Ａ１、８Ａ２ ＰＣスラブ片
８Ｂ１〜８Ｂ２ 木製ボード片
９１ 補強鋼材
９２ ジョイント部材
１０、２０、３０、４０ 単位空間

Claims (10)

1. 上方と下方の一対の端面(T,W)と複数の側面(S)とをもつ多角柱形状の単位空間(10)を少なくとも水平方向に複数連接してなる全体形状を備え、かつ前記単位空間が水平方向において隣り合う場合は側面を共有し鉛直方向において隣り合う場合は端面を共有するように連設されている建築構造物であって、
   各単位空間のもつ側面(S)のうち、屋外に面した各側面に立設されたメイン六角形フレーム(1A,1B,1C)と、
   各単位空間の上方の端面(T)の外縁において、前記メイン六角形フレームの部材により占められていない箇所に設けた縁梁(2A1,2A2,2B1,2C1,2C2,2D1,3A,3B,3C)と、
   各単位空間のもつ側面(S)の左辺(c)及び右辺(d)のうち、屋内に位置する各辺に設けた屋内柱(4A,4B)と、を備え、
   前記メイン六角形フレームの上辺(1A1)及び下辺(1A2)は屋外に面した側面の上辺(a)及び下辺(b)にそれぞれ位置すると共に、前記メイン六角形フレームの左右の各屈曲部(1A7、1A8)は屋外に面した側面の左辺(c)及び右辺(d)にそれぞれ位置し、かつ、
   前記メイン六角形フレーム、前記縁梁及び前記屋内柱が互いに接合されていることを特徴とする建築構造物。
2. 前記メイン六角形フレーム(1A)の内側に該メイン六角形フレームと相似形の１又は複数のサブ六角形フレーム(5A1,5B1)が配置され、各サブ六角形フレームは該メイン六角形フレームのいずれかの頂点位置にて該メイン六角形フレームと接合されていることを特徴とする請求項１に記載の建築構造物。
3. １つの前記メイン六角形フレームの内側に配置された複数のサブ六角形フレーム同士がハニカム形状に接合されて該メイン六角形フレームに嵌め込まれていることを特徴とする請求項２に記載の建築構造物。
4. 各単位空間のもつ側面(S)のうち、屋内に位置する１又は複数の各側面に立設された屋内のメイン六角形フレームをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の建築構造物。
5. 各単位空間内において水平方向に架け渡された複数の内部梁(7A1,7a2,7a3,7B1−7B6)を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の建築構造物。
6. 前記内部梁上にスラブ(8)を設けたことを特徴とする請求項５に記載の建築構造物。
7. 前記内部梁及び前記スラブが、１又は複数の単位空間において、各単位空間内の１つの水平面全体に対し部分的に設けられていることを特徴とする請求項６に記載の建築構造物。
8. １つの前記単位空間が２階層又は３階層を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の建築構造物。
9. １つの前記単位空間の形状が六角柱であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の建築構造物。
10. １つの前記単位空間の形状が五角柱、四角柱又は三角柱のいずれかであることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の建築構造物。

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