JPWO2007102264A1 - 建築構造体、構造ユニット及びその工法 - Google Patents

建築構造体、構造ユニット及びその工法 Download PDF

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Abstract

【課題】立設され面状に延在するハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体、その構造ユニット及びその工法を提供する。【解決手段】複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)の各頂点(h1,h2,h3,h4,h5,h6)を含む位置に１つの構造ユニット(1,2,3,4,5,6）がそれぞれ配置され、隣り合う２つの構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて２つの構造ユニットを剛接合する手段を備え、剛接合された面(s1,s2,s3,s4,s5,s6)は六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の構造ユニットを互いに連結して構築された建築構造体、特に六角形格子を単位格子として面状に延在するハニカム形状のメインフレームを有する建築構造体に関する。さらにその構造ユニット並びにこれを用いた建築構造体の構築工法に関する。
従来、プレキャストコンクリート部材からなる構造ユニットを用いて構造躯体を構築する工法がいくつか知られている。
特許文献１では、三角形の単位格子を接合してドーム形状とした建築構造体に用いるプレキャストコンクリート部材とその接合方法が開示されている。特許文献１の建築構造体は、三角形格子の各頂点を中心に６本の辺が放射状に分岐している。この構造を構築するためのプレキャストコンクリート部材として、中心に位置する平面六角形の接合部材と、この接合部材の６つの側面に接合される６本の柱状部材とが用いられる。各柱状部材は両端部に大径部分を有しており、ＰＣ鋼材を１つの柱状部材の大径部分の肩部から挿入し接合部材を貫通させて対向する柱状部材の肩部まで通し、ポストテンションを導入して定着し接合する。放射状に分岐する柱状部材が偶数本の場合はこのように接合される。
なお、特許文献１の図８及び図９には、略三角形の接合部材の側面に３本（すなわち奇数本）の柱状部材を接合する方法が示されており、接合部材の内部に定着部とＰＣ鋼材を埋設しＰＣ鋼材の先端を突出させておき、これを柱状部材の大径部分に通しポストテンションを導入して定着している。
特許文献２では、建築物の構造柱や高架橋の橋脚を六角構造とするための三つ又柱が開示されている。この三つ又柱は、鉛直に配置される六角支柱の下端部に斜め下方に延びる３本の梁柱が接合されている。六角支柱の上端と３本の梁柱の下端とを順次連結することにより、特許文献２の図４の平面図に示すように上方から見た場合に六角形格子に見える構造が形成される。
一方、従来、高層または超高層の建築構造体としては直柱と水平梁とを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。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。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。
また、従来、単位格子を六角形格子として繰り返しパターンで連結したハニカム形状をもつ構造は、強固であることが知られており、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１、３、４等）。ハニカム形状のチューブ架構への適用例として、特許文献５には、水平面内で六角形格子を連結し、さらに鉛直方向に直柱を介して積層した構造が知られている。
ハニカム形状のチューブ架構への他の適用例として、特許文献６には、プレキャストコンクリート製の断面六角形の柱状の型枠エレメントを用い、それらの外側面同士を当接させて水平断面がハニカム状となる壁を組み立て、壁で囲まれた内部の柱状空間にコンクリートを打設することを繰り返して上方へ延ばすことにより構築される橋脚構造が記載されている。
さらに、本願の優先権主張の基礎とする国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２００６／３１６８６８の国際調査報告において特許文献７〜８が引用されている。特許文献７は、三角形のパネルユニットの頂部に設けたヒンジ部を介してパネル同士を揺動自在に結合し、複数個のパネルユニットを平面上で接合してから、吊り下げまたは押し上げてドーム状とした後に固定する構造を開示している。特許文献８は、六角形ではない直方形状のパネルユニット同士を緊張材で接合した壁構造を開示している。特許文献９は、六角形または五角形のパネルを結合したドーム構造を開示している。
特開平９−３２８８１６号公報 特開２０００−１４４９０９号公報 特開平９−４１３０号公報 特開平１０−１８４３１号公報 特開平９−６０３０１号公報 特開平６−２８７９１３号公報 特開昭６１−８３７３８号公報 特開昭５３−４３２１７号公報 特開昭６１−３６４３５号公報
特許文献５に示された構造は、水平方向に平坦面として延在するハニカム形状を有するが、この構造は、建築物の外周側面を構成するチューブ架構のようにほぼ鉛直方向に立設されて面状に延在するハニカム形状とは本質的に異なるものである。特許文献６についても同様である。
六角形格子をハニカム形状に接合したチューブ架構が実現されれば、極めて強固な構造となることが期待される。このようなチューブ架構を構築するには、六角形格子を連結して立設された平面または曲面を形成する工法が必要となる。ハニカム構造は基本的に同じ形状の単位構造の集合であるから、これを構築する際には、１つ１つの柱と梁を接合していくよりも、一定形状の構造ユニットを繰り返し連結して構築すれば施工性がよい。従って、ハニカム形状をもつ構造を効率的に構築することができる一定形状の構造ユニットに対する要望がある。
特許文献１のプレキャストコンクリート部材は、中心から複数の辺が放射状に延びている単位構造をもつ建築構造体を構築することが可能である。しかしながら、全ての辺の端点となる中心は最も応力が集中する点であるため、この中心の位置において１つの接合部材に対し全ての柱状部材の接合を行うことは構造安定性の点から好ましくない。
また、特許文献２の三つ又柱は、中心から４つの辺が放射状にかつ立体的に延びている単位構造であるため、これらを接合した六角構造は必然的に立体的な六角構造となる。従って、六角形格子をハニカム状に接合したチューブ架構の平面または曲面を構築することはできない。
なお、特許文献７は、１つ１つのパネルユニットを順次連結して全体を構築していく工法ではなく予め全パネルを平面的に連結した後にドーム形状に変形させて固定する工法である。また、特許文献８では、緊張材を垂直方向または水平方向に配置してパネルユニット同士を連結する構造であり、ハニカム形状とは無関係である。特許文献９についても、主としてドーム形状とすることにより強度を確保する構造である。従って、特許文献７〜８に基づいては、構造ユニット同士が接合されたハニカム形状のメインフレームをもつチューブ架構を実現できない。
以上の現状に鑑み本発明は、立設され面状に延在するハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体を提供することを目的とする。また、斯かる建築構造体を構築するための構造ユニット及びその工法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)の各頂点(h1,h2,h3,h4,h5,h6)を含む位置に１つの前記構造ユニット(1,2,3,4,5,6）がそれぞれ配置され、隣り合う２つの前記構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて該２つの構造ユニットを接合する手段を備え、前記接合された面(s1,s2,s3,s4,s5,s6)は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする。
請求項２に係る建築構造体は、請求項１における前記構造ユニットがプレキャストコンクリート製であって、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、前記側面の一部として複数の前記接合面を設けたことを特徴とする。
請求項３に係る建築構造体は、請求項２における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記一対のパネル面の各々の形状が六角形であり、前記六角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項４に係る建築構造体は、請求項３における前記一対のパネル面の六角形が短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項５に係る建築構造体は、請求項２における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、前記３本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項６に係る建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に１つの前記構造ユニット(7,8,9,10,11,12,13,14,15)がそれぞれ配置され、隣り合う２つの前記構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて該２つの構造ユニットを接合する手段を備え、前記接合された面は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする。
請求項７に係る建築構造体は、請求項６における前記構造ユニットがプレキャストコンクリート製であってその外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、前記側面の一部として複数の前記接合面を設けたことを特徴とする。
請求項８に係る建築構造体は、請求項７における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記一対のパネル面の各々の形状が八角形であり、前記八角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項９に係る建築構造体は、請求項８において、前記一対のパネル面の八角形は短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１０に係る建築構造体は、請求項７における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から四方向に分岐して延びる４本の脚部を具備し、前記４本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１１に係る建築構造体は、請求項２または７において、隣り合う２つの前記プレキャストコンクリート製の構造ユニット同士を接合する手段が、前記対向した接合面と交差して双方の構造ユニットを貫通する緊張材と、前記緊張材にポストテンションを付加してその両端を各々の構造ユニットにおける前記側面上でそれぞれ定着する定着具とを備えたことを特徴とする。
請求項１２に係る建築構造体は、請求項１または６において、前記構造ユニットが鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、または木造であることを特徴とする。
請求項１３に係る建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)における１つの頂点を含む位置に配置された第１の構造ユニット(1,2,3,4,5,6）と、前記六角格子における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に配置された第２の構造ユニット(8,9,10,11,12,14,15、16)とを備え、隣り合う２つの前記第１及び／または第２構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて接合する手段を備え、前記接合された面は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された第１及び／または第２の全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする。
請求項１４に係る建築構造体は、請求項１、２、６、７または１３において、鉛直方向に連続的に接合された複数の前記構造ユニットにおける相対的に上方に配置される前記構造ユニットと相対的に下方に配置される前記構造ユニットの形状が異なることにより、前記上方に配置される構造ユニットにより形成される前記開口部の大きさが、前記下方に配置される構造ユニットにより形成される前記開口部よりも大きいことを特徴とする。
請求項１５に係る構造ユニットは、請求項１〜１４のいずれかに記載の建築構造体を構築するために用いられるものである。
請求項１６に係る構造ユニットは、請求項１に記載の建築構造体のメインフレームに用いられるプレキャストコンクリート製の構造ユニットであって、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、連結される際に隣接する構造ユニットと接合するための複数の接合面が前記側面の部分的な面として設けられ、前記複数の接合面の各々と前記側面の別の部分との間に貫通する複数の緊張材挿入孔を互いに重ならないように設けたことを特徴とする。
請求項１７に係る構造ユニットは、請求項１６における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が六角形であり、前記六角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１８に係る構造ユニットは、請求項１７における前記パネル面の六角形が短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１９に係る構造ユニットは、請求項１６における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、前記３本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２０に係る構造ユニットは、請求項６に記載の建築構造体のメインフレームに用いられるプレキャストコンクリート製の構造ユニットであって、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、連結される際に隣接する構造ユニットと接合するための複数の接合面が前記側面の部分的な面として設けられ、前記複数の接合面の各々と前記側面の別の部分との間を貫通する複数の緊張材挿入孔を互いに重ならないように設けたことを特徴とする。
請求項２１に係る構造ユニットは、請求項２０における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が八角形であり、前記八角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２２に係る構造ユニットは、請求項２１における前記パネル面の八角形が短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２３に係る構造ユニットは、請求項２０における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から四方向に分岐して延びる４本の脚部を具備し、前記４本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２４に係る構造ユニットは、請求項２０における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、１つの前記構造ユニットにおける互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面で等分割した半ユニットを、前記分割面を対向させて接合することにより前記１つの構造ユニットが形成されることを特徴とする。
請求項２５に係る半ユニットは、請求項２０に記載の構造ユニットを、互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面で等分割した２つの部材の一方の形状を有することを特徴とする。
請求項２６に係る構造ユニットは、請求項１６または２０において、前記一対のパネル面に対し垂直な方向に前記構造ユニットを貫通する複数のスラブ接続孔を設けたことを特徴とする。
請求項２７に係る構造ユニットは、請求項１６または２０において、前記接合面が山形の２つの傾斜面または谷形の２つの傾斜面のいずれかにより形成されたことを特徴とする。
請求項２８に係る構造ユニットは、請求項１６または２０において、前記仮想ハニカム形状が曲面である部分に配置され、屈曲部を有することを特徴とする。
請求項２９に係る建築構造体の構築工法は、請求項１６または２０に記載の構造ユニットを複数個連結したメインフレームを有する建築構造体の構築工法であって、隣り合う２つの構造ユニットを、各々の前記緊張材挿入孔が互いに連通するように各々の接合面を対向させて配置し、前記連通した前記緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、前記緊張材にポストテンションを付加して定着することにより前記２つの構造ユニットを接合することを特徴とする。
（Ａ）主として請求項１、６、１３または１５に係る発明の効果は、次の通りである。本発明の建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有し、一実施形態においては各構造ユニットは、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状の正面視にてその単位格子である六角形格子の各頂点を含む位置にそれぞれ配置されている。また、別の実施形態では、単位格子である六角形格子における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に１つの構造ユニットがそれぞれ配置されている。さらに別の実施形態では、１つの頂点を含む位置に配置された第１の構造ユニットと２つの頂点を含む位置に配置された第２の構造ユニットが混在している。ここで、「仮想ハニカム形状（以下、単に「ハニカム形状」と略称する場合がある）」自体は、実体をもつ部材ではないが、各構造ユニットを配置する位置及び隣接する構造ユニット同士の位置関係を規定するために、実空間に存在するものと想定された形状である。
上記いずれの配置形態においても、隣り合う２つの構造ユニット同士の各々の外周面の一部に設けた接合面を対向させて該構造ユニット同士を接合する手段を備えており、その接合された面は六角形格子のいずれかの辺と交差している。さらに、このように複数の構造ユニットを連結したとき、各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部が形成される。
このようにして連結された複数の構造ユニットが、仮想ハニカム形状を構成する全ての六角形格子の各頂点及び各辺を覆うように配置することができる。すなわち、１つの六角形格子に着目すると、６つの辺に沿って複数（６個、５個、４個または３個）の構造ユニットが環状に連結され中央部分に開口部が形成される。この結果、立設され面状に延在するハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体が実現される。特に、チューブ架構の周面自体をハニカム構造とすることができる。また、このハニカム形状のメインフレームを構成する構造ユニットに対しては、任意の位置においてスラブを設けることができるため、各階層の高さを自在に設計できる。
本発明によるハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体では、最も応力の集中する六角形格子の各頂点の位置を含むように構造ユニットが配置されている。すなわち、各頂点の位置では構造ユニット同士の接合を行わないので応力に対して非常に強い。例えば、前述の特許文献１や特許文献５のように、応力集中する三角形や六角形の各頂点において線状部材を接合する構造に比べ、構造安定性に優れている。さらに、本発明によるハニカム形状の建築構造体では、２つの構造ユニット同士を接合した面は六角形格子のいずれかの辺と交差している。すなわち、２つの構造ユニットの接合は、六角形格子の各辺上で行われるが、この部分は最も応力が小さいため好適である。この結果、本発明の構造ユニットを用いたメインフレームでは、大スパンの架構が可能となる。
また、本発明の構造ユニットは、上記の配置条件及び接合条件に関係しない部分の形状については比較的自由に設計できる。例えば、構造ユニットにおける接合面以外の外周面（すなわち非接合面）の形状を変えることで、六角形格子の中央部分に形成される開口部の大きさを変えることができる。また、デザイン的なバリエーションにも対応できる。
また、本発明の構造ユニットを用いた建築構造体は、同形状または類似形状の構造ユニットを、基本的に繰り返しパターンに従って連結して構築するものであるから、構造ユニットを、例えば１種類、または多くとも２、３種類に統一することが可能である。これにより、量産性にも優れる。この結果、製造コストを低減でき、施工性の向上も図れ、工期の短縮も可能である。但し、本発明の構造ユニットは、互いに接合可能な極めて多種の類似形状を作製することが可能であるため、その種類の数に上限があるわけではない。
（Ｂ）主として請求項２〜５、７〜１１、１６〜２８に係る発明の効果は、次の通りである。本発明の構造ユニットはプレキャストコンクリート(以下、「ＰＣ」と略称する)製とすることが好適である。（以下、ＰＣ製の構造ユニットを「ＰＣパネル」と称する場合がある。）ＰＣパネルは、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と、これら一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、側面の一部として複数の上記接合面が設けられている。ＰＣパネルは、そのパネル面が仮想ハニカム形状の面に沿うように配置されることになる。パネル面の形状としては、例えば、三股形、六角形、八角形またはＸ形等がある。型枠により自在に形状を設計できる。
ＰＣパネルは、一般の鉄筋コンクリートに比べて強度が高いため、振動に強い建築構造体を構築できる。この結果、揺れが少なく居住性の高い建築物が実現できる。
ＰＣパネルは、一般的に建築用部品として工場生産されるため、品質管理が容易である。従って、生産された構造ユニット及びこれを用いて構築された建築構造体の安全性に対する信頼性を獲得し易い。構造の履歴情報を保存管理し易い。
また、ＰＣパネルは、そのパネル面が面的な拡がりの大きい形状（例えば、六角形や八角形）である方が剛性が高い。加えて、面的な拡がりが大きい形状であるほど、コンクリート量も大きくなり重量がある。そして、面的な拡がりが大きいことの相反効果として、これらの構造ユニットにより形成される開口部は小さくなる。これに対し、面的な拡がりの小さい形状すなわち線材に近い形状（例えば、三股形やＸ形よりも）では、相対的に剛性は低く、コンクリート量も少なく軽量となる。そして、面的な拡がりが小さいことの相反効果として、これらの構造ユニットにより形成される開口部は大きくなる。これらの形状の異なる（すなわち剛性の異なる）複数種のＰＣパネルを組み合わせて、剛性を自在に制御した建築構造体を構築することができる。
例えば、下層階では面的拡がりの大きいＰＣパネルを用いて開口部を小さくし、上層階では面的拡がりの小さいＰＣパネルを用いて開口部を大きくすることが好適である（請求項１４）。段階的に開口部を大きくしていってもよい。このように構築された建築構造体は、耐震性に優れている。これは、高層または超高層建築物では、上部が軽く下部が重く強固な形状であるほど耐震性が高いためである。また、このような建築構造物では、上層階のコンクリート量が低減されることにより、コンクリートを無駄なく合理的に使用できる。
さらに、構造ユニットをＰＣパネルとした場合、運搬の効率化のために輸送車両の大きさに適した大きさに設定することもできる。また、ＰＣ製とすることにより、型枠を効率的に転用できる。
またさらに、高強度コンクリートを使用すれば建築構造体を長寿命化できるため、省資源に寄与でき、ＳＩ(スケルトン・インフィル)分離工法のスケルトンとして好適である。
（Ｃ）主として請求項１１、１６または２０に係る発明の効果は、次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、隣り合う２つの構造ユニット同士を接合する手段が、対向した接合面と交差して双方の構造ユニットを貫通する緊張材と、緊張材にポストテンションを付加してその両端を各々の構造ユニットにおける側面上でそれぞれ定着する定着具とを備えていることが好適である。ポストテンションを付加して定着することにより強固な接合強度が得られる。
また、１つのＰＣパネルが三方または四方の異なる方向に延在する３本または４本の緊張材により隣り合う別のパネルユニットとそれぞれ接合されることによっても強固な接合強度を確保している。
また、ポストテンションによるプレストレスの導入により、長期応力に対しても曲げやひび割れを発生せず（発生してもプレストレスによって塞がる）、コンクリートの全断面が圧縮に対しても引張に対しても有効に働く。加えて、ひび割れを生じないことから、挿入された緊張材の防食の点でも優れている。
本発明によるプレストレスを導入されたＰＣパネルの構造ユニットを用いて構築されたハニカム形状のメインフレームは、従来のプレストレストコンクリート・ラーメン構造による架構に比べて強固となる。例えば、従来の１５階建てのラーメン架構は固有周期が約１．５秒とかなり柔軟な躯体であるの対し、本発明による１５階建ての架構は固有周期が約０．３秒であり、非常に硬い躯体となる。このことにより、本発明は、免震構造の上部躯体の構築に好適である。免震構造の上部躯体が柔軟であると、アイソレータの免震効果を低減させるおそれがあるからである。
（Ｄ）主として請求項２６に係る発明の効果は次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、一対のパネル面に対し垂直な方向に構造ユニットを貫通する複数のスラブ接続孔を設けることが好適である。スラブを接続可能な適宜の位置にスラブ接続孔を設けておくことにより、コンクリートスラブとの間で緊張材を貫挿させてポストテンションを付加し定着することができる。これによりスラブとの強固な接合強度が得られる。
（Ｅ）主として請求項２７に係る発明の効果は次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、その接合面が山形の２つの傾斜面または谷形の２つの傾斜面のいずれかにより形成されていることが好適である。接合面が山形に形成された構造ユニットと、接合面が谷形に形成された構造ユニットとを互いに嵌合させることができる。これにより接合面に垂直な軸周りの負荷回転運動を確実に阻止することができ、剛接合を確保できる。
（Ｆ）主として請求項２８に係る発明の効果は次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、仮想ハニカム形状が曲面である部分に用いられる構造ユニットが、屈曲部すなわち折れ曲がり部分を有する。この屈曲部を、仮想ハニカム形状の立設方向に沿うように構造ユニットを配置すると、屈曲部の両側の各面同士に角度を形成できる。屈曲部の折れ曲がり角度は、比較的微小とし、この僅かな屈曲を複数回繰り返すことにより全体として実質的な曲面とすることができる。これにより、水平断面において曲線形状（円形、楕円形またはこれらの一部等）をもつチューブ架構を構築することができる。
（Ｇ）主として請求項１２に係る発明の効果は次の通りである。本発明では、ＰＣパネル以外にも同等の形状の構造ユニットを作製できる限りにおいて、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、または木造のハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体を構築することができる。
（Ｈ）主として請求項２４または２５に係る発明の効果は次の通りである。六角形格子における隣り合う２つの頂点に配置される構造ユニットをＰＣパネルとした場合、一般的なＰＣパネルと比較して相当な大きさと重量となる場合がある。そのような場合には、ＰＣパネルを２つに等分割した半ユニットを用いることが好適である。これにより、製造、運搬、組立てに支障なく本発明によるメインフレームを構築することができる。
（Ｉ）主として請求項２９に係る発明の効果は次の通りである。上記のＰＣパネルによる構造ユニットを複数個連結したメインフレームを有する建築構造体の構築工法は、隣り合う２つの構造ユニットを、各々の緊張材挿入孔が互いに合致するように各々の接合面を対向させて配置し、２つの構造ユニットに連通した緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、緊張材にポストテンションを付加して定着することにより２つの構造ユニットを連結するものである。この工法では、複数のＰＣパネルの連結が２つずつ完結するため施工性がよい。その作業においては、１本の緊張材を挿貫しポストテンションを付加してその両端を定着するだけであるので作業量が少なくかつ簡易な作業である。これに対し、例えば、従来のラーメン構造の場合、長いスパンの梁と柱を全て連結しなければならないため、２つの部材毎に連結作業を完結することは困難である。
加えて、本発明による工法は、乾式工法であるため現場打ち鉄筋コンクリート造等の湿式工法のような養生期間が不要であり、工期を短縮できる。
以下、図１〜図６を参照して、本発明の基本的な実施形態を説明する。なお、図１〜図６では、本発明に好適なＰＣパネルによる構造ユニットを用いた実施例を用いて説明するが、本発明の構造ユニットはＰＣパネルに限定されない。以下、「構造ユニット」を単に「ユニット」と称する場合がある。
図１は、本発明の構造ユニットを複数個用いて構築した建築構造体のメインフレームの一実施例を示す部分的な正面構成図である。例えば、建築物の外周部分を構成するチューブ架構の一部に相当する部分である。両矢印ＸＹは、水平方向を示し、両矢印Ｚは鉛直方向を示す（以下の図において同じ）。図１(Ａ１)は、ユニット１を用いたメインフレームの一部である。図１(Ａ２)は、ユニット１の変形形態であるユニット２及び３を示す。図１（Ｂ１）は、ユニット４を用いたメインフレームの一部である。図１(Ｂ２)は、ユニット４の変形形態であるユニット５及び６を示す。
なお、図１は、メインフレーム及び構造ユニットの正面視の形状を示しており、ＰＣパネルである構造ユニット１〜６は、所定の厚さ(紙面に垂直な方向)を有している（以下、類似の図において同じ）。
図１には、鉛直方向に立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状の一部が一点破線で示されている。その単位格子である六角形格子Ｈ１は、上辺(頂点ｈ１とｈ２の間)と下辺(頂点ｈ４とｈ５の間)が水平方向となる向きに配置されている。
本発明における「仮想ハニカム形状」とは、六角形格子Ｈ１（または図２の六角形格子Ｈ２）を、上下左右方向に隙間無く繰り返した蜂の巣状パターンをもつ仮想物である。ここで、「仮想」とは、このハニカム形状が実体をもつ部材からなるものではないことを意味する。しかしながら、仮想ハニカム形状は、実体をもつ部材である構造ユニットの位置及び隣接する構造ユニット同士の位置関係を規定するために重要な概念である。従って、本明細書では、「仮想ハニカム形状」が実空間に存在するものと想定して本発明を説明する。
仮想ハニカム形状は、基本的には鉛直方向に立設され面状に拡がっている。なお、デザイン的要請等のために仮想ハニカム形状の面を鉛直方向から所定の角度だけ傾斜させて立設する場合も本発明に含まれるものとする。「面状」とは、平面状及び曲面状を含む（以下同じ）。
単位格子である六角形格子Ｈ１は、必ずしも正六角形でなくともよいが、少なくとも左右対称である（図２の六角形格子Ｈ２において同じ）。単位格子における６つの辺の各々は、隣り合う２つの単位格子により共有され、６つの頂点ｈ１〜ｈ６の各々は、隣り合う３つの単位格子により共有されている。
図１(Ａ１)を参照すると、６個のユニット１が、六角形格子Ｈ１の各頂点ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５、ｈ６をそれぞれ含む位置に配置されている。隣り合う頂点（例えばｈ１とｈ２、ｈ２とｈ３）にそれぞれ配置された２つのユニット同士は、各々の外周面の一部に設けた接合面を対向させて互いに接合されている。これらの接合された６つの面ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ５、ｓ６の各々は、六角形格子Ｈ１のいずれかの辺と交差している。例えば、面ｓ１は、頂点ｈ１とｈ２の間の辺と交差している。言い換えるならば、ユニット同士の接合は、六角形格子Ｈ１の頂点ではなく辺上で行われる。この結果、六角形格子Ｈ１上に配置された全てのユニット１は環状に連結され、これらのユニットにより囲まれた１つの開口部Ｗが、六角形格子Ｈ１の中央部分に形成される。開口部Ｗは、各ユニットの非接合面により囲まれるということもできる。
このように、ハニカム形状を形成する複数の六角形格子の全ての頂点及び辺を占めるように複数の構造ユニットを配置し、隣り合う２つの構造ユニット同士を互いの接合面を対向させて接合する。接合手段としては、例えば、ＰＣパネルの構造ユニットにおいては、２つのユニットの対向した接合面と交差するように緊張材を貫挿し、ポストテンションを負荷して定着する手段が好適であるが、これに限定されない。また、ユニット同士の接合は、剛接合が好適であるが、必要に応じて剛接合と柔接合の中間的なものでもよく、柔接合でもよい。ハニカム構造には、曲げ応力の一部を軸力に変換して伝達する効果があるが、さらにユニット同士を剛接合とした場合は、軸力に変換されなかった曲げ応力を吸収するために有効である。
図１(Ａ１)に示したユニット１は、正面視にて三股形のパネル面を有し、中心から三方に延びる３つの脚部の先端における側面が、隣り合うユニットとの接合面となる。接合面と接合面の間の谷形の側面は非接合面である。
図１(Ａ２)はその変形形態を示す。ユニット２は、正面視にて六角形であり、その６つの辺は長辺と短辺が交互に配置されている。短辺を含む側面ａ、ｂ、ｃが、隣り合うユニットとの接合面となり、長辺を含む側面ｄ、ｅ、ｆは非接合面である。ユニット３は、ユニット２の長辺の中央を山形に変形した形状である。図１(Ａ１)に、破線でユニット２及び３を示すように、ユニット１〜３の形状は、接合面の位置及び形状（六角形格子に対する相対的な位置及び形状、以下同じ）が共通しており、非接合面のみを変形した関係となっている。接合面が共通しているユニット同士は、非接合面の形状が異なっていても接合可能である（以下の他のユニット実施例においても同じ）。非接合面の形状は、例えば、ユニット１の谷形からユニット３の山形の間で連続的に変形可能である。例えば、非接合面は、複数からなる平面または曲面、谷形の面、山形の面のいずれでもよい。幾つかのユニットの形状については、後述する各実施例で詳細に説明する。
図１(Ａ１)から明らかなように、ユニット１により形成される開口部Ｗが最も大きく、ユニット３により形成される開口部Ｗが最も小さくなる。このようにユニットのパネル面が、面的に拡がった形状であるほど、形成される開口部Ｗは小さくなる。また、非接合面の形状が異なれば、それらにより囲まれる開口部Ｗの形状も異なる。
図１(Ｂ１)では、６個のユニット４が、六角形格子Ｈ１の各頂点ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５、ｈ６をそれぞれ含む位置に配置されている。破線でユニット５及び６を示すように、ユニット４〜６は、接合面の位置及び形状が共通し、非接合面の形状のみが異なる。ユニット４〜６は、図１(Ａ１)と同じ六角形格子Ｈ１上に配置されているが、ユニット１〜３より接合面の面積が広い。従って、隣り合うユニット同士を接合した面ｓ１〜ｓ６の面積が図１(Ａ１)の場合より広くなっており、また、形成される開口部Ｗの大きさは小さくなる。ユニット４は、非接合面が凹曲面である。ユニット５は正六角形のパネル面を有し、ユニット２に類似する形態である。ユニット６は、非接合面が凸曲面である。
ここで、メインフレームは、構造躯体（スケルトンとも称される）の主要部であり、構造耐力上主要な部分である。図１に示すように、複数の構造ユニットを仮想ハニカム形状の六角形格子の頂点及び辺上に配置し連結したメインフレームでは、六角形格子の各辺に位置する構造ユニットの部材が、構造要素としての斜柱または梁に相当する。例えば、図１の六角形格子Ｈ１からなるハニカム形状に従って構築されたチューブ架構は、実質的に、ジグザグに連続する柱と、水平梁と傾斜梁が交互に配置された梁とで構成されていることになる。この点で、連続的な水平梁と垂直柱とから構成される一般ラーメン構造のチューブ架構とは全く異なる構造となる。
図２は、本発明の構造ユニットを複数個用いて構築した建築構造体のメインフレームの別の実施例を示す部分的な正面構成図である。図２(Ａ)は、図１に示したユニット２を用いたメインフレームの一部である。破線で、ユニット１及び３を示すように、これらのユニットについても同様に用いられる。図２（Ｂ）は、図１に示したユニット５を用いたメインフレームの一部である。破線で、ユニット４及び６を示すように、これらのユニットについても同様に用いられる。
図２における一点破線で示す仮想ハニカム形状の単位格子である六角形格子Ｈ２は、左辺(頂点ｈ５とｈ６の間)と右辺(頂点ｈ２とｈ３の間)が鉛直方向となる向きで配置されている。六角形格子Ｈ２と上記の六角形格子Ｈ１は、正六角形の場合は互いに６０°回転したものとなる。この六角形格子Ｈ２からなるハニカム形状に従って構築されたチューブ架構は、実質的に、鉛直柱と斜柱が交互に配置された柱と、ジグザグに連続する梁とで構成されることになる。
図１及び図２に示したユニット１〜６では、六角形格子Ｈ１またはＨ２の各頂点に１つのユニットが配置されている。従って、１つのユニットが、３つの隣り合う六角形格子Ｈ１またはＨ２により共有されていることになる。
図３は、本発明の構造ユニットを複数個用いて構築した建築構造体のメインフレームの別の実施例を示す部分的な正面構成図である。例えば、建築物の外周部分を構成するチューブ架構の一部に相当する部分である。図３(Ａ１)は、ユニット７を用いたメインフレームの一部である。図３(Ａ２)は、ユニット７の変形形態であるユニット８及び９を示す。図３（Ｂ１）は、ユニット１０を用いたメインフレームの一部である。図３(Ｂ２)は、ユニット１０の変形形態であるユニット１１及び１２を示す。
図３には、鉛直方向に立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状の一部が一点破線で示されている。その単位格子である六角形格子Ｈ１は、上辺(頂点ｈ１とｈ２の間)と下辺(頂点ｈ４とｈ５の間)が水平方向となる向きに配置されている。
図３(Ａ１)を参照すると、３個のユニット７が、六角形格子Ｈ１の隣り合う２つの頂点の対である第１の対(ｈ１とｈ２)、第２の対（ｈ３とｈ４)、及び第３の対(ｈ５とｈ６)のそれぞれの対を含む位置に配置されている。隣り合う頂点の対（例えば第１の対(ｈ１とｈ２)と第２の対(ｈ２とｈ３））にそれぞれ配置された２つのユニット同士は、各々の外周面の一部に設けた接合面を対向させて互いに接合されている。これらの接合された３つの面ｓ２、ｓ４、ｓ６の各々は、六角形格子Ｈ１のいずれかの辺と交差している。例えば、面ｓ２は、頂点ｈ２とｈ３の間の辺と交差している。言い換えるならば、ユニット同士の接合は、六角形格子Ｈ１の頂点ではなく辺上で行われる。この結果、六角形格子Ｈ１上に配置された全てのユニット７は環状に連結され、これらのユニットにより囲まれた１つの開口部Ｗが、六角形格子Ｈ１の中央部分に形成される。開口部Ｗは、各ユニットの非接合面により囲まれるということもできる。
「隣り合う頂点」とは、ハニカム形状を形成する六角形格子の１つの辺の両端に位置するもの同士をいう。１つの六角形格子上に環状に配置された複数のユニットの各々が、必ずしも当該六角形格子内の２つの頂点に配置されていなくともよく、当該六角形格子の１つの頂点と隣の六角形格子の１つの頂点を対としていてもよい（後述する図５及び図６参照）。
図３(Ａ１)に示したユニット７は、正面視にて、１本の棒状部分の両端がそれぞれ二方向に分岐した４つの脚部をもつ形状であり、四方に延びる４つの脚部の先端における側面が、隣り合うユニットとの接合面となる。接合面と接合面の間の凹側面は非接合面である。ユニット７の形状は、図１に示したユニット１を２つ用いて、各々の１つの脚部の接合面を接合して一体化した形状ということができる。つまり、図１に示す各ユニットを２つ配置することと、図３に示す各ユニットを１つ配置することは、結果的に同じ形状となる場合がある。
図３(Ａ２)は、変形形態を示す。ユニット８は、正面視にて八角形であり、その８つの辺は長辺と短辺が交互に配置されている。短辺を含む側面ａ、ｂ、ｃ、ｄが、隣り合うユニットとの接合面となり、長辺を含む側面ｅ、ｆ、ｇ、ｈは非接合面である。ユニット９は、ユニット８の長辺の中央を山形に変形した形状である。図３(Ａ１)に破線でユニット８及び９を示すように、ユニット７〜９の形状は、接合面の位置及び形状が共通しており、非接合面のみを変形した関係となっている。非接合面の形状は、例えば、ユニット７の谷形からユニット９の山形の間で連続的に変形可能である。幾つかのユニットの形状については、後述する実施例で詳細に説明する。
図３(Ａ１)から明らかなように、ユニット７により形成される開口部Ｗが最も大きく、ユニット９により形成される開口部Ｗが最も小さくなる。このようにユニットのパネル面が、面的に拡がった形状であるほど、形成される開口部Ｗは小さくなる。また、非接合面の形状が異なれば、それらにより囲まれる開口部Ｗの形状も異なる。
図３(Ｂ１)では、３個のユニット１０が、六角形格子Ｈ１の隣り合う２つの頂点の対である第１の対(ｈ１とｈ２)、第２の対（ｈ３とｈ４)、及び第３の対(ｈ５とｈ６)のそれぞれの対を含む位置に配置されている。破線でユニット１１及び１２を示すように、ユニット１０〜１２は、接合面の位置及び形状が共通し、非接合面の形状のみが異なる。ユニット１０〜１２は、図３(Ａ１)と同じ六角形格子Ｈ１上に配置されているが、ユニット７〜９より接合面の面積が広い。従って、隣り合うユニット同士を接合した面ｓ２、ｓ４、ｓ６の面積が図３(Ａ１)の場合より広くなっており、また、形成される開口部Ｗの大きさは小さくなる。ユニット１０は非接合面が凹曲面である。ユニット１１は八角形のパネル面を有し、ユニット８に類似するが短辺と長辺の長さの比が異なる変形形態である。ユニット１２は、非接合面が凸曲面である。
図４は、本発明の構造ユニットを複数個用いて構築した建築構造体のメインフレームの別の実施例を示す部分的な正面構成図である。図４(Ａ)は、図３に示したユニット８を用いたメインフレームの一部である。破線で、ユニット７及び９を示すように、これらのユニットについても同様に用いられる。図４（Ｂ）は、図３に示したユニット１１を用いたメインフレームの一部である。破線で、ユニット１０及び１２を示すように、これらのユニットについても同様に用いられる。
図４における一点破線で示す仮想ハニカム形状の単位格子である六角形格子Ｈ２は、左辺(頂点ｈ５とｈ６の間)と右辺(頂点ｈ２とｈ３の間)が鉛直方向となる向きで配置されている。従って、この六角形格子Ｈ２からなるハニカム形状に従って構築されたチューブ架構は、実質的に、鉛直柱と斜柱が交互に配置された柱と、ジグザグに連続する梁とで構成されていることになる。
図３及び図４に示した各ユニットの配置は一例であり、六角形格子Ｈ１またはＨ２の隣り合う２つの頂点の対を含むように配置するパターンはこれに限られない。図示しないが、例えば、図３及び図４において第１の対をｈ２とｈ３とし、第２の対をｈ４とｈ５とし、第３の対をｈ６とｈ１として、３個のユニットをそれぞれ配置してもよい。
また、図３及び図４に示した各ユニットの配置例では、３個のユニット全てが１つの六角形格子に含まれる３対の頂点の上にそれぞれ配置されているが、いずれかのユニットが、この六角形格子の１つの頂点と別の六角形格子の１つの頂点の対に配置されていてもよい（但し、それらの頂点同士は１つの辺の両端に位置する）。配置パターンのその他の変形例については図５及び図６において後述する。
図３及び図４に示したユニット７〜１２では、１つのユニットが六角形格子Ｈ１またはＨ２の２つの頂点を含むように配置されている。従って、１つのユニットは、４つの六角形格子Ｈ１またはＨ２により共有されていることになる。
図５は、六角形格子Ｈ１から形成されるハニカム形状に基づいた構造ユニットの配置パターンの一例を示す正面構成図である。一例として、図３に示したユニット８を、上方側の配置パターンＡと下方側の配置パターンＢに従ってそれぞれ配置している。図３に示したユニット７〜９のいずれを用いても、またこれらのユニットを混在させても同様に配置することができる。
配置パターンＡは、図３に示した３個のユニットの配置を繰り返すことにより構成されている。配置パターンＡにおいては、３種類の開口部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃが形成される。開口部Ｗａ及びＷｂは互いに逆向きの三角形であり、開口部Ｗｃは六角形である。開口部Ｗａは３個のユニットにより囲まれ、これら３個のユニットは、この六角形格子に含まれる２つの頂点を占めている（開口部Ｗｂについても同様）。一方、開口部Ｗｃは６個のユニットにより囲まれ、これら６個のユニットの各々は、この六角形格子の２つの頂点を占めておらず、この六角形格子の１つの頂点と隣の六角形格子の１つの頂点とを占めている。
配置パターンＢは、全ての六角形格子Ｈ１において上辺と下辺（水平方向）の両端の２頂点を１つのユニットが占めるように配置されている。従って、１つの六角形格子に４個のユニットが配置されている。４個のユニットのうち、２個が上辺と下辺の４頂点を占め、他の２個はこの六角形格子の１つの頂点と隣の六角形格子の１つの頂点とを占めている。配置パターンＢにおいては、四角形の開口部Ｗｄが形成される。
さらに、配置パターンＡとＢとは連続的に接続することが可能である。その境界部分には、五角形の開口部Ｗｅが形成される。
図６は、六角形格子Ｈ２から形成されるハニカム形状に基づいた構造ユニットの配置パターンの一例を示す正面構成図である。一例として、図３に示したユニット８を、左側の配置パターンＡと右側の配置パターンＢに従ってそれぞれ配置している。図３に示したユニット７〜９のいずれを用いても、またこれらのユニットを混在させても同様に配置することができる。
配置パターンＡは、図４に示した３個のユニットの配置を繰り返すことにより構成されている。配置パターンＡにおいては、３種類の開口部Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃが形成される。開口部Ｗａ及びＷｂは互いに逆向きの三角形であり、開口部Ｗｃは六角形である。開口部Ｗａは３個のユニットにより囲まれ、これら３個のユニットは、この六角形格子に含まれる２つの頂点を占めている（開口部Ｗｂについても同様）。一方、開口部Ｗｃは６個のユニットにより囲まれ、これら６個のユニットの各々は、この六角形格子の２つの頂点を占めておらず、この六角形格子の１つの頂点と隣の六角形格子の１つの頂点とを占めている。
配置パターンＢは、全ての六角形格子Ｈ２において左辺と右辺（鉛直方向）の両端の２頂点を１つのユニットが占めるように配置されている。従って、１つの六角形格子に４個のユニットが配置されている。４個のユニットのうち、２個が左辺と右辺の４頂点を占め、他の２個はこの六角形格子の１つの頂点と隣の六角形格子の１つの頂点とを占めている。配置パターンＢにおいては、四角形の開口部Ｗｄが形成される。
さらに、配置パターンＡとＢとは連続的に接続することが可能である。その境界部分には、五角形の開口部Ｗｅが形成される。
また、図６では、一例として、上方の一部分に別の混在パターンを示している。混在パターンの左側では、配置パターンＡのユニット８の最上ユニットの上にユニット７を接続している。ユニット８と７とは接続面が共通しているため、接続可能である。混在パターンの右側では、配置パターンＢのユニット８の最上ユニットの上に、図１に示したユニット１を接続し、さらにユニット１の上にユニット７を接続している。このように、図１に示したユニット１〜３及び図３に示したユニット７〜９は、接続面が共通しているため、混在させて接続可能である。
図示しないが、同様に、図１に示したユニット４〜６及び図３に示したユニット１０〜１２も、接続面が共通しているため、混在させて接続可能である。
前述の図１〜図４に示した構造ユニットの形状に多様性に加えて、図５及び図６に示すように配置パターンにも多様性があるため、本発明により構築される建築構造体のメインフレームには非常に多くの変形形態があり得ることになる。
以下に示す具体的な実施例は、これらの変形形態の一例であり、本発明をこれらの形態に限定するものではない。
図７〜図１４を参照し、仮想ハニカム形状に構造ユニットを配置し連結したメインフレームをもつ建築構造体の実施例について説明する。
図７(Ａ)〜(Ｃ)は、図１に示した三股形の構造ユニット１を用いて構築された建築構造体のメインフレームの一例を示す図である。(Ａ)は、メインフレームであるチューブ架構１００の全体の外観斜視図である。(Ｂ)は、図７(Ａ)のチューブ架構１００の一部を拡大して示した正面図である。(Ｃ)は上面図である。
図７(Ａ)に示すチューブ架構１００は、図１に示した六角形格子Ｈ１を単位格子とする仮想ハニカム形状に基づいて構築され、この仮想ハニカム形状は全体として筒体すなわちチューブ形状を有する。チューブの軸は鉛直方向に沿って延びている。仮想ハニカム形状上に配置する構造ユニットとして、三股形のユニット１を用いた場合は、完成したメインフレームの外観形状が、基とした仮想ハニカム形状とほぼ一致する。これは、隣り合う２つのユニット１の脚部同士が接合されることにより１本の斜柱または梁が形成され、この斜柱または梁が仮想ハニカム形状の六角形格子の一辺を占めることになるためである。
なお、六角形格子Ｈ１を正六角形とすることは一例であり、左右対称であれば必ずしも正六角形でなくともよい。
図７(Ｂ)に示すように、１つの六角形格子Ｈ１に配置された６個のユニット１から六角形の構造が形成される（これを「六角形構造部」と称する）。但し、１つの六角形構造部には、各ユニット１の３本の脚部のうち２本の脚部のみが含まれる。六角形構造部は、上辺部材ｒ１、右上辺部材ｒ２、右下辺部材ｒ３、下辺部材ｒ４、左下辺部材ｒ５、左上辺部材ｒ６の６つの線状構造部材から構成される。このようにして構築されたチューブ架構は、梁が水平方向に連続しておらず、柱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。
図７(Ｂ)に示すように、６個のユニット１から形成される六角形構造部は、左右対称であり、例えば右辺についてはそれぞれ鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜した２本の斜柱である右上辺部材ｒ２と右下辺部材ｒ３を連結し配置させている。右上辺部材ｒ２は鉛直方向に対して角度αだけ傾斜しており、右下辺部材ｒ３は鉛直方向に対して角度−αだけ傾斜している。左辺を構成する左上辺部材ｒ６と左下辺部材ｒ５についても同様に傾斜した斜柱である。上辺部材ｒ１と下辺部材ｒ４は水平な梁である。柱同士、柱と梁との接合は剛接合である。
斯かる建築構造体は、チューブ構造であることによりいずれの方向からの水平負荷に対しても大きな支持力を発揮することができる。また、六角形構造部からなるチューブ架構においては全ての柱と梁の結合がバランス的に安定している。この結果、負荷力により柱と梁の結節点において生じる曲げ応力が、一般ラーメン構造からなるチューブ架構における応力に比べて小さくなる。これは、曲げ応力の一部が部材（斜柱や梁）の軸力に変換されて伝わるためである。加えて、ＰＣ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。
さらに、図７(Ｂ)に示すように、このチューブ架構１００においては、柱と梁の結節点にはユニット１同士の接合面はなく、ユニット１同士の接合面は、柱と梁の中間点にある。この点でも本発明によるチューブ架構は、構造耐力上有利である。
図７(Ｃ)の上面図に示すように、図示の例では、チューブ架構１００の断面形状はほぼ四角形である。断面形状の四隅にそれぞれ形成された六角形構造部の面は四角形の頂点の方向に向けられており、四角形の四隅が切り欠かれた形状となっている。なお、図７のチューブ架構１００の側面は、ほぼ平面から構成されているが、断面形状が円形（チューブ架構が曲面で構成される）または任意の多角形のいずれでもよく、また凹部を含む形状でもよい。仮想ハニカム形状が曲面や折り曲げ部分を有する場合は、それらの部分には特殊な形状の構造ユニットを用いればよいが、これについては後述する。
図８は、図７のメインフレーム１００の部分拡大図である（図８では、六角形格子Ｈ１を正六角形として示している）。図示の通り、１つの六角形格子Ｈ１上に６個のユニット１(1)〜１(6)が用いられている（符号に添えたカッコ付き数字は、１つの六角形格子に配置される各ユニットに付した番号である。以下、同じ）。１つのユニット１は、中心から三方向に延びる３本の脚部を有するＰＣ部材である。正面視におけるパネル面の形状は三股形である。各ユニット１における分岐部は、六角形格子Ｈ１の各頂点ｈ１〜ｈ６に位置している。隣り合うユニット１同士の接合部ｓ１〜ｓ６は、六角形格子Ｈ１の各辺の中点に位置しており、六角形格子Ｈ１の頂点にはない。ユニット１の各脚部は、六角形格子Ｈ１の各辺の長さの１／２を占める。３本の脚部のうち２本は、１つの六角形格子に属し、残りの１本は別の六角形格子に属している。また、いずれのユニット１も、３本の脚部のうち２本が斜柱として用いられ、１本が梁として用いられている。
六角形格子Ｈ１の中央部分には、六角形格子Ｈ１上に配置された６個のユニット１(1)〜１(6)により囲まれる開口部Ｗが形成される。この例では、開口部Ｗの形状は、六角形格子Ｈ１と同じ向きの六角形である。
図８に示す通り、六角形格子Ｈ１の各辺の中点では、隣り合う２つのユニット１の接合面同士が対向し、ユニット同士が接合されている。隣り合うユニット同士の接合は、破線で示す緊張材２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより行っている。例えば、ユニット１(1)と１(2)では、互いに対向した接合面を緊張材２１ａが貫通している。この緊張材２１ａにポストテンションを付加した後、両端を一対の定着具２２ａ、２２ａで定着している。同様に、ユニット１(2)と１(3)では、緊張材２１ｂが貫通し定着具２２ｂ、２２ｂで定着している。同様にユニット１(3)と１(4)では、緊張材２１ｃが貫通し定着具２２ｃ、２２ｃで定着している。このように全ユニットに含まれる隣り合うユニット対同士が接合されることにより、各接合面は回転を阻止され、剛接合となる。さらに、緊張材によるポストテンションによって剛接合の強度が強化される。
図９は、２つの構造ユニットの接合状態をさらに詳細に示す拡大斜視図である。図９において、ユニット１(3)の下側の脚部と、ユニット１(4)の上側の脚部とが接合されることにより、六角形構造部の右下片部材の斜柱を形成している。その接合面は、斜柱の中点位置にある。なお、両ユニットの脚部先端の接合面同士が対向するとき、各々のユニット内部に設けられた緊張材挿入孔（図１０において詳述する）が連通するように位置合わせされる。その後、連通した緊張材挿入孔に緊張材２１ｃを挿入する。緊張材２１ｃは、通常ＰＣ鋼材である。緊張材２１ｃは、ユニット１(3)の他の２本の脚部間の谷部から、ユニット１(4)の他の２本の脚部間の谷部まで貫挿される。続いて、緊張材２１ｃにポストテンションを付加した状態で定着具２２ｃ、２２ｃにより両端を固定し定着する。
隣り合う２つのユニット同士の接合は、全て上記のように行われる。従って、ユニット１の内部の中心部分では、異なる方向に延びる３本の緊張材が見かけ上交差することとなる。ユニット１の中心部分は、六角形格子の各頂点に位置するため構造的に最も応力が集中する部分であるが、この部分に接合部がなくかつ内部には３重に緊張材が配置されているため極めて強固な構造が実現される。また、２つのユニット同士の接合は、比較的応力の小さい各辺の中央部で行われており、構造的に有利である。
ポストテンションによりプレストレスを導入することで長期応力に対しても曲げやひび割れを発生せず、コンクリートの全断面が圧縮にも引張にも有効に働く。この結果、大スパンの架構が可能となる。また、ひび割れを生じないことから、挿入された緊張材の防食の点でも優れている（以下の各実施例においても同様）。
なお、２つのユニットの接合面を接合する際、対向する２つの接合面の間に僅かな間隙を設け、その間隙にＰＣより強度の大きいモルタル、樹脂モルタル、グラウト等を充填することが好適である。これらの充填物により施工誤差を簡易に吸収することができ、施工性が極めて向上する（以下の各実施例においても同様）。
図１０は、ユニット１の構成を詳細に示す図である。図１０(Ａ)は、１本の脚部先端の接合面１ａ側から見た側面図であり、図１０(Ｂ)は、(Ａ)のＸ−Ｘ断面図である。
ユニット１は、所定の型枠を用いて製造されるＰＣパネルである。図１０(Ｂ)から明らかな通り、ユニット１は、正面視にて三股形のパネル面を備え、図１０(Ａ)に示すように正面のパネル面１ｉと背面のパネル面１ｊ間には所定の厚さがある。ユニット１は、中心Ｃから三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、各々の脚部の先端における側面１ａ、１ｂ、１ｃは接合面である。各接合面１ａ、１ｂ、１ｃは、各脚部の延びる方向に対して垂直である。各脚部の正面視における幅は一定であり、各脚部の断面は矩形となる。各脚部の厚さと幅は、構築しようとする建築構造体に適合するように設定される。
各脚部の先端以外の側面は、非接合面である。接合面１ａと１ｂの間では、非接合面１ｄ２と１ｄ３が谷形を形成している。接合面１ｂと１ｃの間では、非接合面１ｅ２と１ｅ３が谷形を形成している。接合面１ｃと１ａの間では、非接合面１ｆ２と１ｆ３が谷形を形成している。
図１０(Ｂ)に示すように、ユニット１の内部には３つの緊張材挿入孔１ａ３、１ｂ３、１ｃ３が穿設されている。なお、これらの緊張材挿入孔はＰＣ製造時に設けられ、緊張材を通すためのシース（図示せず）が埋設される。これら３つの緊張材挿入孔１ａ３、１ｂ３、１ｃ３は、正面視においては交差して見えるが、図１０(Ａ)に示す通り、実際には互いに重ならないように厚さ方向において異なる位置に設けられている。緊張材挿入孔１ａ３は、接合面１ａから第１脚部の軸方向に沿って第２脚部と第３脚部の間の谷底部１ｅ１まで貫通している。同様に緊張材挿入孔１ｂ３は、接合面１ｂから第２脚部の軸方向に沿って第３脚部と第１脚部の間の谷底部１ｆ１まで貫通している。同様に緊張材挿入孔１ｃ３は、接合面１ｃから第１脚部と第２脚部の間の谷底部１ｄ１まで貫通している。
図１０に示したユニット１は、３つの脚部が同じ長さでかつ等角度間隔（すなわち１２０度毎）に設けられている。このようなユニット１は、図８に示したように六角形格子Ｈ１が正六角形である場合に用いられる。この場合は、いずれの脚部も、斜柱または梁のいずれとしても用いることができる。すなわち、ユニット１をどの向きでも用いることができ、施工性がよい。
しかしながら、図７で説明した通り、六角形格子Ｈ１は左右対称形状ではあるが必ずしも正六角形である必要はなく、斜柱となる辺の長さと、梁となる辺の長さとが異なっていてもよい。その場合、ユニット１は、梁として用いられる１本の脚部の長さと、斜柱として用いられる２本の脚部の長さとが異なるものとなる。なお、その場合も斜柱となる２本の脚部同士は同じ長さとする。また、梁となる１本の脚部と、斜柱となる他の２本の脚部の各々とが、それぞれなす角度は互いに等しくなければならないが、その角度は、斜柱となる２本の脚部同士がなす角度とは異なっていてもよい。
図１１は、ユニット１の変形形態により構築したメインフレームの一部を示す斜視図である。この変形形態は、２種類のユニット１Ａと１Ｂとの組合せからなり、六角形格子上に交互に配置される。前述のユニット１と相違する点は、各脚部における接合面の形状である。
ユニット１Ａの３つの脚部の接合面は、それぞれ２つの傾斜面(１ａ４と１ａ５、１ｂ４と１ｂ５、１ｃ４と１ｃ５)からなる山形をなしている。一方、ユニット１Ｂの３つの脚部の接合面は、それぞれ２つの傾斜面(１ａ６と１ａ７、１ｂ６と１ｂ７、１ｃ６と１ｃ７)からなる谷形をなしている。
ユニット１Ａの接合面の山形と、ユニット１Ｂの接合面の谷形とは、互いに嵌合する形状である。従って、ユニット１Ａと１Ｂは必ず交互に配置され、その接合面同士を嵌合するように接合される。なお、緊張材によるポストテンション付加状態での定着方法は前述の実施形態と同様である。このように接合面同士を嵌合させて接合すると、山形と谷形の噛み合いにより脚部の軸周りの回転を確実に阻止することができ、より強固な構造が得られる。
なお、互いに嵌合する２種のユニットの接合面の形状は、図１１に示した山形と谷形に限られない。軸周りの回転を阻止する効果が得られれば他の形状の組合せも可能である。例えば、一方の接合面の中央部に角形凸部を形成し、他方の接合面の中央部に角形凹部を形成し、これらの角形凸部と角形凹部とを互いに嵌合させる。図１１に示した山形と谷形の嵌合形状の例は、単純であるので加工が容易であることに加え、当接面が傾斜面であるので接触面積が広くなる結果、接合強度が向上する効果もある。
図１２は、ユニット１とスラブとの接合方法を示す斜視図である。ユニット１の３本の脚部のうち１本の脚部に対し、正面と背面のパネル面を貫通する複数のスラブ接続孔１ｇを設けている。そして、スラブ接続孔１ｇを設けた脚部が梁となるようにユニット１を配置する。一方、ＰＣスラブ３０には、予め複数の緊張材３１が埋設されている。各スラブ接続孔１ｇは、複数の緊張材３１の各々に対応する位置に設けられ、緊張材３１を挿入できる径に設定される。
ユニット１とＰＣスラブ３０とを接合する際には、各緊張材３１を各スラブ接続孔１ｇに挿入し、緊張材３１にポストテンションを付加した状態で定着具により定着する。
図１３(Ａ)は、ユニット１のさらに別の変形形態を用いて構築したメインフレーム１０１の一例を部分的に示した図である。メインフレーム１０１は、基とする仮想ハニカム形状として平面ではなく曲面のものを用いている。このメインフレーム１０１の全体形状は、円筒状のチューブ架構となる。図１３(Ｂ)は、(Ａ)のメインフレーム１０１を構築するためのユニット１Ｃの上面図を示し、図１３(Ｃ)は同じく正面図を示している。
図１３(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように、ユニット１Ｃは、梁を形成する脚部（この例では、先端に接合面１Ｃａをもつ）のパネル面１Ｃｉ１が、斜柱を形成する他の２本の脚部(この例では、それぞれ先端に接合面１Ｃｂ、１Ｃｃをもつ)のパネル面１Ｃｉ２に対して角度βをなしている。すなわち、前者の１本の脚部が、後者の２本の脚部に対し屈曲部１Ｃｋで折れ曲がっている。このような屈曲部１Ｃｋをもつユニット１Ｃ同士を接合することにより、曲面のメインフレームを構築することができる。また、別の実施例として、この屈曲形のユニット１Ｃは、メインフレームにおける２つの平面の交わる折れ曲がり部分（例えば、図７に示したチューブ架構の隅部）に用いることもできる。なお、角度βの大きさは、ポストテンションを付加した緊張材による２つのユニット１Ｃ同士の接合、またはユニット１Ｃと他の接合可能なユニットとの接合に支障のない程度とする。
さらに、屈曲形のユニット１Ｃを用いると、一方向へ曲がる曲面のみではなく、その逆方向へ曲がる曲面を連続的に形成することもできる。例えば、上面から見た場合に波状となる曲面である。
図１３(Ａ)に示したチューブ架構のように曲面部分においてもメインフレームが鉛直方向に対して平行である場合は、屈曲部１Ｃｋが鉛直方向と平行となるようにユニット１Ｃを配置する。別の実施例では、曲面部分においてメインフレームが鉛直方向に平行でない場合もある（例えば、ドームの一部のような曲面形状）が、その場合は、屈曲部１Ｃｋの向きは、メインフレームの面の曲がる方向に対応して配置するようにする。
図１０に示した平坦形のユニット１と、図１３に示した屈曲形のユニット１Ｃとを組み合わせて用いることにより、平面部分と曲面部分をもつメインフレームを自在に構築することもできる。
図１４は、図１０に示したユニット１の変形形態であるユニット１Ｄを示し、(Ａ)は外観斜視図であり、(Ｂ)は六角形格子上に６個のユニット１Ｄを配置し連結したメインフレームの一部を示す正面図である。
ユニット１Ｄは、その接合面１Ｄａ、１Ｄｂ、１Ｄｃの形状及び位置は、ユニット１と共通であり、上記のユニット１またはユニット１Ｃと接合することも可能である。ユニット１Ｄは、非接合面の形状がユニット１と異なる。ユニット１Ｄは、ユニット１の非接合面の谷の深さを浅くした形状といえる。ユニット１Ｄでは、各脚部の幅が一定ではなく、接合面１Ｄａ、１Ｄｂ、１Ｄｃから中心へ向かって幅広となっている。例えば、側面１Ｄｆ３が隣り合う接合面１Ｄａに対してなす角度δ（側面１Ｄｆ２が接合面１Ｄｃに対してなす角度も同様）が鈍角となる（ユニット１ではδは９０度である）。なお、ユニット１の変形形態として、パネル面形状において９０°≦δ＜１２０°の範囲に含まれるものを全て「三股形」に含めるものとする。
なお、δ＝１２０°のときは谷がなくなり、図１に示したユニット２のように六角形となる。
図１４(Ａ)に示すように、谷形側面１Ｄｆ２、１Ｄｆ３の谷底部１Ｄｆ１に緊張材挿入孔１Ｄｂ３が開口する。
図１４(Ｂ)に示すように、６個のユニット１Ｄを環状に連結した場合、その中央部分の開口部Ｗは、図８に示したユニット１により囲まれる開口部より小さくなる。
なお、図１４のユニット１Ｄでは、図１０のユニット１に対して全ての脚部の幅を変形しているが、別の変形形態として、１つまたは２つの脚部の幅のみを変形してもよい。互いに接合可能な接合面をもつユニット１、ユニット１Ｄ及びさらに別の変形形態を混在させてメインフレームを構築してもよい。これにより、開口部の大きさやデザイン状の要請に広く対応できる。
図１５〜図２１を参照し、仮想ハニカム形状に構造ユニットを配置し連結したメインフレームをもつ建築構造体の別の実施例について説明する。
図１５は、構造ユニットを用いて構築した建築構造体のメインフレーム１０２の一部を示す正面図である。例えば、上述の図７(Ａ)と同様のチューブ架構の一部である。図１６は、図１５のメインフレーム１０２の部分拡大斜視図である。
図１５に示すメインフレームは、図１に示した六角形格子Ｈ１(太い一点破線で示す)を単位格子とする仮想ハニカム形状に対し、図１に示した構造ユニット２を配置し連結して構築される。
１つのユニット２は、図１５に示すように正面視にて６つの辺をもつ六角形のパネル面をもち、所定の厚さ（紙面に垂直な方向）をもつ。従って、図１６に示すように、正面と背面の一対のパネル面の各々の各辺間に延在する６つの側面を具備する。図示の例では、六角形のパネル面の周縁を構成する６つの辺は、長さの異なる２種の辺を交互に配置して構成されている。長い方の辺を「長辺」と称し、短い方の辺を「短辺」と称することとする。これに対応して両パネル面の短辺間に延在する側面は「短い側面」となり、長辺間に延在する側面は「長い側面」となる。各ユニットにおいて３つの短い側面と３つの長い側面は、交互に配置されている。さらに、各ユニットにおける３つの短い側面を接合面とし、３つの長い側面は非接合面とすることが好適である。短い側面を接合面とした場合、長い側面を接合面とした場合よりも広い開口部Ｗが得られる。しかしながら、用途によっては、長い側面を接合面としてもよい。特別な例として、短辺と長辺の長さが同じであれば正六角形となる（図１に示した構造ユニット５）。
図１５に示すように、仮想ハニカム形状の単位格子である六角形格子Ｈ１の各頂点ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ５、ｈ６を含む位置に、６個のユニット２(1)、２(2)、２(3)、２(4)、２(5)、２(6)が配置される。隣り合うユニットの各々の短い側面である接合面を対向させ接合する。接合された面ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４、ｓ５、ｓ６は、六角形格子Ｈ１のいずれかの辺と交差する。六角形格子Ｈ１上において各ユニットは両隣りのユニットと接合するために２つの接合面を用いることになる。これにより、６個のユニットが環状に連結され、その中央部分には、これらのユニットで囲まれた開口部Ｗ(太い二点鎖線で示す)が形成される。このとき各ユニットにおける残りの１つの接合面は、中心から放射方向に向いており、隣の六角形格子に含まれる１つのユニットの短い側面と連結することができる。
図１５から明らかな通り、１つのユニット２は、隣り合う３つの六角形格子Ｈ１により共有される１つの頂点に配置され、３つの六角形格子Ｈ１により共有されることとなる。
ユニット２のパネル面の六角形には、長辺と短辺の比率の異なる変形形態があり得る。差し渡し直径（互いに対向する長辺と短辺間の距離）の同じ六角形で比較した場合、長辺と短辺の差が大きいほど、六角形格子Ｈ１の中央部分の開口部Ｗが大きくなり、各辺の長さが同一のときに開口部Ｗは正六角形で最も小さくなる。一方、長辺と短辺の差が大きいほど短い側面同士の接合部の面積が小さくなり、各辺の長さが同一のときに接合部の面積が最大となる。接合部の面積が大きいほど強度的には有利である。長辺と短辺の長さの絶対値及びその比率は、対象とする建築構造体に要求される強度、開口部の大きさ、その他種々の条件により設定する。しかしながら、本発明は、ハニカム形状に基づく構造であるので、長辺と短辺の差を比較的大きくしても十分な強度を得ることができ、その場合、開口部を広く採れるので有利である。
図１５及び図１６において、各ユニット内部の破線で示す位置には、緊張材挿入孔が予め設けられている。緊張材挿入孔にはシース（図示せず）が埋設されている。１つの緊張材挿入孔は、そのユニットにおけるいずれか１つの接合面に対して垂直にそのユニットを貫通している。よって、１つのユニットには、３つの異なる方向（互いに６０度の角度をなす）に延在する３本の緊張材挿入孔が存在することになる。
例えば、図１６に示すように、２つのユニット２(1)と２(2)の短い側面同士を対向させると、双方に設けた緊張材挿入孔が連通し、ユニット２(1)の向かって右側の長い側面からユニット２(2)の向かって左側の長い側面まで連続した１つの緊張材挿入孔が形成される。言い換えるならば、２つのユニットの互いの緊張材挿入孔の位置を合わせるように短い側面同士を当接させている。
この緊張材挿入孔に緊張材２１ａを挿通させ、ポストテンションを付加してその両端を一対の定着具２２ａ、２２ａを用いて定着することにより、ユニット２(1)と２(2)とを強固に接合することができる。さらに、ユニット２(2)は、第２の緊張材２１ｂ及び定着具２２ｂ、２２ｂによりユニット２(3)と接合される。またさらに、ユニット２(2)は、第３の緊張材２１ｃ’及び定着具２２ｃ’、２２ｃ’により、隣の六角形格子に含まれるユニット２(5)’と接合される。
このようにしてユニット同士を連結した場合、１つのユニットは、３つの異なる方向に延在する３本の緊張材２１ａ、２１ｂ、２１ｃ’により隣合う３つのパネルユニットとそれぞれ接合されるため、各接合部は回転を阻止され剛接合となる。これにより、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体を構築することができる。
ここで、再び図１５を参照すると、六角形格子Ｈ１を単位格子とする仮想ハニカム形状に構造ユニットを配置連結したメインフレームでは、六角形格子Ｈ１の上下２辺が水平方向に平行となるように配置される。ここで、鉛直方向においてｍ列とｎ列の縦に並んだ２列の各ユニットを見ると、各列の各ユニットがジグザグに配置され剛接合で連結されている。この形態は、鉛直方向に並んだ複数の六角形格子Ｈ１の各頂点ｈ３”、ｈ２、ｈ３、ｈ４、ｈ３’、ｈ４’を連結してジグザグに配置される斜柱（例えば、前述の図８の実施例）を想定した場合、そのような斜柱と同様の機能を有しており、鉛直荷重及び水平負荷を軸力に変換しやすい構造となっている。加えて、斜柱のような線状部材ではなく面状部材であるため、更に強固な構造となる。
ユニット２を用いたハニカム構造では、最も応力の集中する六角形格子Ｈ１の各頂点に位置するパネルユニットが拡がりをもった面状部材であり、またこの部分には接合部がないため、応力に対して非常に強い構造である。接合部は、六角形格子Ｈ１の各辺の中点に位置しており、この部分は応力が小さいため有利である。
図１７及び図１８を用いて、図１５及び図１６に示したユニット２の構成を詳細に説明する。図１７は、ユニット２の外観斜視図である。図１８は、(Ａ)正面図、(Ｂ)上面図、(Ｃ)Ｙ−Ｙ断面図及び(Ｄ)Ｚ−Ｚ断面図である。ユニット２は、所定の型枠を用いて製造されるＰＣパネルである。
図１７及び図１８に示すように、正面のパネル面２ｉと、背面のパネル面２ｊ（図１７では下側）とは、同形状の六角形であり、対応する各辺同士が互いに平行に配置されている。例えば、パネル面２ｉの短辺２ａ１と、パネル面２ｊの短辺２ａ２とは互いに平行であり、また、パネル面２ｉの長辺２ｆ１と、パネル面２ｊの長辺２ｆ２とは互いに平行である。パネル面２ｉとパネル面２ｊの間の距離が、ユニット２の厚さとなる。
パネル面２ｉ、２ｊにおいては短辺と長辺とが交互に配置されている。例えば、パネル面２ｉにおいては、短辺２ａ１、長辺２ｄ１、短辺２ｂ１、長辺２ｅ１、短辺２ｃ１、長辺２ｆ１の順に配置されている。短辺同士は同じ長さであり、長辺同士もまた同じ長さである。
さらに、パネル面２ｉ、２ｊに対し垂直であって対応する各辺同士の間に延在する６つの側面２ａ、２ｄ、２ｂ、２ｅ、２ｃ、２ｆを備えている。短辺間に延在する側面２ａ、２ｂ、２ｃは短い側面であり接合面となる。それに対して長辺間に延在する側面２ｄ、２ｅ、２ｆは長い側面であり非接合面である。
さらに、図１８(Ａ)に示すように、６つの側面のうち互いに対向する側面同士の間に、緊張材挿入孔２ａ３（短い側面２ａと長い側面２ｅの間）、２ｂ３（短い側面２ｂと長い側面２ｆの間）、２ｃ３（短い側面２ｃと長い側面２ｄの間）がそれぞれ設けられる。各緊張材挿入孔２ａ３、２ｂ３、２ｃ３は、対向する一対の側面に対しそれぞれ垂直である。各緊張材挿入孔２ａ３、２ｂ３、２ｃ３は、それぞれの側面のほぼ中心に開口していることが好ましい。正面図においてはいずれの緊張材挿入孔もユニットの中心部を通り、互いのなす角度γは６０度である。３つの緊張材挿入孔は、正面視においては交差しているように見えるが、図１８(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように、ユニットの厚さ範囲内において互いに重ならない位置に設けられている。もっとも、バランスの観点から、全ての緊張材挿入孔がユニット厚さ範囲内においてできるだけ中央近傍に位置することが好ましい。
ユニット２の各部位の寸法は、構築すべき建築構造物に要求される条件あるいは輸送条件等により適宜設定される。
図１９は、ユニット２の特別な場合に相当するユニット５の外観斜視図である。図１７に示したユニット２と対応する部分は同じ符号で示している。図１７のユニット２と比較して、一対のパネル面５ｉ及び５ｊが正六角形、すなわち６つの辺の長さが同じである点が相違する。ユニット５同士を接合する場合は、例えば、１つおきの側面５ａ、５ｂ、５ｃを接合面として用いればよく、その他の点については、図１７に示したユニット２と同じである。
図示しないが、ユニット２の変形形態として、パネル面の３つの長辺のうち２つの長辺を同じ長さとし残りの一辺を異なる長さとした六角形でもよい。
図２０(Ａ)は、仮想ハニカム形状が曲面または折れ曲がりをもつ場合に用いられる構造ユニットの一実施例であり、図１７のユニット２と接合可能な構造ユニット２Ａを示す外観斜視図である。図２０(Ａ)は、その外観斜視図を示している。
ユニット２Ａでは、１つの短い側面２Ａｃが、パネル面２Ａｉ、２Ａｊに対して垂直な方向Ｃから僅かな角度β１をなしている。このようなユニット２Ａを用いることにより、曲面のハニカム構造を構築することができる。
図２０（Ｂ）は、(Ａ)に示したユニット２Ａ(1)と、同じ形状のもう１つの構造パネルユニット２Ａ(2)とを、それぞれの短い側面２Ａｃ(1)と２Ａｃ(2)を対向させて接合した状態の背面図（メインフレームの内面側）であり、図２０(Ｃ)は上面図である。上面図に示されるように、接合された２つのユニット２Ａ(1)と２Ａ(2)の各々のパネル面２Ａｊ(1)と２Ａｊ(2)とは、角度１８０°−２β１となって屈曲部が形成される。このような接合を連続させていくと曲面を形成することができる。
但し、角度β１は僅かな角度であり、双方のユニット２Ａ(1)と２Ａ(2)に緊張材を貫挿させて図１６に示すユニット２と同様にポストテンションを付与して定着させることにより、ほぼ同様の接合強度が得られる程度とする。よって、接合面となる短い側面２Ａｃは、傾斜があるといってもパネル面２Ａｉ、２Ａｊに対してほぼ垂直といってよく、また、短い側面２Ａｃに開口する緊張材挿入孔２Ａｃ３もまた、この側面に対してほぼ垂直といってよい。
図２１(Ａ)は、仮想ハニカム形状が曲面または折れ曲がりをもつ場合に用いられる構造ユニットの別の実施例であり、上記のユニット２と接合可能なユニット２Ｂを示す正面図である。(Ｂ)はその上面図を示している。
図２１(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、ユニット２Ｂの正面のパネル面は、直線状の屈曲部２Ｂｋを境界として互いに角度β２をなす２つの面２Ｂｉ１と２Ｂｉ２からなる。背面のパネル面についても同様である。すなわち、ユニット２Ｂは、屈曲部２Ｂｋで折れ曲がっている。このような屈曲部２Ｂｋをもつユニット２Ｂ同士を接合することにより、曲面のメインフレームを構築することができる。例えば、図１３(Ａ)に示した円筒チューブ架構のように曲面部分においてもメインフレームが鉛直方向に対して平行である場合は、屈曲部２Ｂｋが鉛直方向と平行となるようにユニット２Ｂを配置する。屈曲部２Ｂｋの向きは、メインフレームの面の曲がる方向に対応して配置するようにする。図示の例では、屈曲部２Ｂｋの位置が中央であるが、左または右に片寄っていてもよい。また、この屈曲形のユニット２Ｂは、メインフレームにおける２つの平面の交わる折れ曲がり部分（例えば、図７に示したチューブ架構の隅部）に用いることもできる。なお、角度β２の大きさは、ポストテンションを付加した緊張材による２つのユニット２Ｂ同士の接合、またはユニット２Ｂと他の接合可能なユニットとの接合に支障のない程度とする。
さらに、屈曲形のユニット２Ｂを用いると、一方向へ曲がる曲面のみではなく、その逆方向へ曲がる曲面を連続的に形成することもできる。例えば、上面から見た場合に波状となる曲面である。
図１７に示した平坦形のユニット２と、図２１に示した屈曲形のユニット２Ｂとを組み合わせて用いることにより、平面部分と曲面部分をもつメインフレームを自在に構築することもできる。
図２２〜図２５を参照し、仮想ハニカム形状に構造ユニットを配置し連結したメインフレームをもつ建築構造体の別の実施例について説明する。
図２２は、構造ユニットを用いて構築した建築構造体のメインフレーム１０３の一部を示す正面図である。例えば、上述の図７(Ａ)と同様のチューブ架構の一部である。図２３は、図２２のメインフレーム１０３の部分拡大斜視図である。
図２２に示すメインフレームは、図２に示した六角形格子Ｈ２(太い一点破線で示す)を単位格子とする仮想ハニカム形状に対し、下方部分Ｋ１については図２に示した構造ユニット５を配置し連結して構築され、上方部分Ｋ２については図２に示した構造ユニット４を配置し連結して構築される。ユニット５については、上述の図１９においてユニット２の変形形態の１つとして説明した通り、パネル面が正六角形のユニットである。ユニット４は、ユニット５における非接合面を凹曲面としたユニットである。
下方部分Ｋ１では、６個のユニット４が、六角形格子Ｈ２の各頂点ｈ１〜ｈ６の位置を含むように配置され、隣り合う２つのユニット同士は各辺の中点で接合面同士を対向させて接合されている。接合された面ｓ１〜ｓ６は、それぞれ各辺と垂直に交差している。これにより６個のユニット４は環状に連結される。上方部分Ｋ２では、６個のユニット５が同様に六角形格子Ｈ２上に配置され連結されている。ユニット４とユニット５は、非接合面の形状は異なるが、接合面の位置及び形状が共通するので互いに接合可能である。
下方部分Ｋ１では、六角形格子Ｈ２の中央部分に六角形の開口部Ｗｆが形成され、上方部分Ｋ２では、六角形格子Ｈ２の中央部分にほぼ円形の開口部Ｗｇが形成されている。境界部分では変則的な形状の開口部Ｗｈが形成される。ユニット４は、ユニット５よりパネル面積が狭く（すなわち体積が小さく）、その分だけ開口部Ｗｇが開口部ｆより広くなる。ユニットの体積が小さいことは、軽量でありコンクリート量が少ないことを意味する。軽量であることは、荷重負荷の比較的少ない上層階に適しておりまた下層階への負担も少なくなるため、上層階へ行くほど体積の小さいユニットを用いることが好適である。一方、下層階では十分なコンクリート量をもつユニットを用いることにより上層階からの過重負荷を支持することができる。
図２２及び図２３において、各ユニット内部の破線で示す位置には、緊張材挿入孔が予め設けられている。緊張材挿入孔にはシース（図示せず）が埋設されている。１つの緊張材挿入孔は、そのユニットにおけるいずれか１つの接合面に対して垂直にそのユニットを貫通している。よって、１つのユニットには、３つの異なる方向（互いに６０度の角度をなす）に延在する３本の緊張材挿入孔が存在することになる。
例えば、図２３に示すように、２つのユニット４(1)とユニット４(2)の接合面同士を対向させると、双方に設けた緊張材挿入孔が連通する。この緊張材挿入孔に緊張材２１ａを挿通させ、ポストテンションを付加してその両端を一対の定着具２２ａ、２２ａを用いて定着することにより、ユニット４(1)とユニット４(2)とを強固に接合することができる。さらに、ユニット４(2)とユニット４(3)は、第２の緊張材２１ｂ及び定着具２２ｂ、２２ｂにより接合され、ユニット４(3)とユニット４(4)は、第３の緊張材２１ｃ及び定着具２２ｃ、２２ｃにより接合される。
このようにしてユニット同士を連結した場合、１つのユニットは、３つの異なる方向に延在する３本の緊張材２１ａ、２１ｂ、２１ｃにより隣合う３つのユニットとそれぞれ接合されるため、各接合部は回転を阻止され剛接合となる。これにより、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体を構築することができる。
図２４を用いて、図２２及び図２３に示したユニット４の構成を詳細に説明する。（Ａ)は正面図、(Ｂ)は上面図、(Ｃ)は外観斜視図である。
図２４に示すように、正面のパネル面４ｉと背面のパネル面４ｊとは同形状である。パネル面４ｉ、４ｊの輪郭形状は、正六角形の一つおきの３辺とそれらの間の３つの凹曲線とから形成される。直線の３辺を含む平坦な側面４ａ、４ｂ、４ｃは、隣り合うユニットとの接合面となる。接合面と接合面の間の凹曲面４ｄ、４ｅ、４ｆは、非接合面である。
さらに、６つの側面のうち互いに対向する側面同士の間に、緊張材挿入孔４ａ３（接合面４ａと凹曲面４ｅの間）、４ｂ３（接合面４ｂと凹曲面４ｆの間）、４ｃ３（接合面４ｃと凹曲面４ｄの間）がそれぞれ設けられる。各緊張材挿入孔４ａ３、４ｂ３、４ｃ３は、接合面４ａ、４ｂ、４ｃに対しそれぞれ垂直である。各緊張材挿入孔４ａ３、４ｂ３、４ｃ３は、それぞれの接合面および凹曲面のほぼ中心に開口していることが好ましい。図２４(Ａ)の正面図においてはいずれの緊張材挿入孔もユニットの中心部を通り、互いのなす角度γは６０度である。また、図２４(Ｂ)及び(Ｃ)に示すように、各緊張材挿入孔は、ユニットの厚さ範囲内において互いに重ならない位置に設けられている。もっとも、バランスの観点から、全ての緊張材挿入孔がユニット厚さ範囲内においてできるだけ中央近傍に位置することが好ましい。
ユニット４の各部位の寸法は、構築すべき建築構造物に要求される条件あるいは輸送条件等により適宜設定される。
図２５(Ａ)は、仮想ハニカム形状が曲面または折れ曲がりをもつ場合に用いられる構造ユニットの一実施例であるユニット４Ａを示しており、上記のユニット４と接合した状態の正面図である。(Ｂ)はその上面図である。
図２５(Ａ)及び(Ｂ)に示すように、ユニット４Ａの正面のパネル面は、直線状の屈曲部４Ａｋを境界として互いに角度βをなす２つの面４Ａｉ１と４Ａｉ２からなる。背面のパネル面についても同様である。すなわち、ユニット４Ａは、屈曲部４Ａｋで折れ曲がっている。このような屈曲部４Ａｋをもつユニット４Ａを上記のユニット４と接合することにより、曲面のメインフレームを構築することができる。ユニット４Ａに対しさらにユニット４Ａを接続していけば、曲がりの度合いが大きくなる。例えば、図１３(Ａ)に示した円筒チューブ架構のように曲面部分においてもメインフレームが鉛直方向に対して平行である場合は、屈曲部４Ｂｋが鉛直方向と平行となるようにユニット４Ａを配置する。屈曲部４Ａｋの向きは、メインフレームの面の曲がる方向に対応して配置するようにする。図示の例では、屈曲部４Ａｋの位置が中央であるが、左または右に片寄っていてもよい。
また、この屈曲形のユニット４Ａは、メインフレームにおける２つの平面の交わる折れ曲がり部分（例えば、図７に示したチューブ架構の隅部）に用いることもできる。なお、角度βの大きさは、ポストテンションを付加した緊張材による２つのユニット４Ａ同士の接合、またはユニット４Ａと他の接合可能なユニットとの接合に支障のない程度とする。
さらに、屈曲形のユニット４Ａを用いると、一方向へ曲がる曲面のみではなく、その逆方向へ曲がる曲面を連続的に形成することもできる。例えば、上面から見た場合に波状となる曲面である。
図２６〜図３１を参照し、仮想ハニカム形状に構造ユニットを配置し連結したメインフレームをもつ建築構造体の別の実施例について説明する。
図２６は、構造ユニットを用いて構築した建築構造体のメインフレーム１０４の一部を示す正面図である。例えば、上述の図７(Ａ)と同様のチューブ架構の一部である。図２７は、図２６のメインフレーム１０４と同じユニットから構成されたメインフレームの部分斜視図である。
図２６に示すメインフレームの最下部分Ｋ１では、六角形格子Ｈ２(太い一点破線で示す)を単位格子とする仮想ハニカム形状に対し、図６に示した配置パターンＢにより図４に示した構造ユニット８を配置している。最下部分Ｋ１の上にそれぞれ異なる形状の構造ユニットからなる第２部分Ｋ２、第３部分Ｋ３、さらに最上部分Ｋ４が連続的に構築されている。第２部分Ｋ２、第３部分Ｋ３及び最上部分Ｋ４にそれぞれ用いられている構造ユニット１３、構造ユニット１４、構造ユニット１５は、いずれも図３及び図４に示した構造ユニット７に類似する変形形態である。
ユニット８、１３、１４及び１５は、いずれも六角形格子Ｈ２の隣り合う２つの頂点の対を含む位置に配置されている。例えば、最下部分Ｋ１のユニット８は、８(1)が頂点ｈ１と隣の六角形格子の１つの頂点を占め、ユニット８(2)は頂点ｈ２とｈ３を占め、ユニット８(3)は対ｈ４と隣の六角形格子の１つの頂点を占め、ユニット８(4)はｈ５とｈ６を占めている。このように配置された各ユニットは、右上、左上、右下、左下の各側面を接合面とする。隣り合う２つのユニット同士は、各々の接合面を対向させて互いに接合され、４個のユニット８は環状に連結される。これらの接合は、剛接合である。これらの接合された４つの面ｓ１、ｓ３、ｓ４、ｓ６の各々は、六角形格子Ｈ２のいずれかの辺と交差している。第２部分Ｋ２におけるユニット１３、第３部分Ｋ３におけるユニット１４、最上部分Ｋ４におけるユニット１５についても、六角形格子Ｈ２の各辺の長さは異なるが、ユニットの配置及び接合形態は同様である。ユニット８、１３、１４及び１５は、パネル面の非接合面の形状はそれぞれ異なるが、接合面の位置と形状が共通するので、互いに接合可能である。
図２６に示す実施例のように、仮想ハニカム形状の単位格子である六角形格子の形状が下方から上方へ行くにつれて変形している場合もある。形状は異なるが個々の六角形格子は左右対称である。そして、１つの形状から異なる形状へと移行する部分においては、上下対称ではない形状の六角形格子が存在する。
最下部分Ｋ１では、六角形格子Ｈ２の中央部分に四角形の開口部Ｗｈが形成され、第２部分Ｋ２では六角形格子Ｈ２の中央部分にほぼ楕円形の開口部Ｗｉが形成され、第３部分Ｋ３では六角形格子Ｈ２の中央部分にほぼ菱形の開口部Ｗｊが形成され、最上部分Ｋ４では六角形格子Ｈ２の中央部分に菱形開口部Ｗｋが形成される。最下部分Ｋ１から最上部分Ｋ４へと上層階に行くにつれて、ユニットのパネル面積が狭く（すなわち体積が小さく）、その分だけ開口部がより広くなる。ユニットの体積が小さいことは、軽量でありコンクリート量が少ないことを意味する。軽量であることは、荷重負荷の比較的少ない上層階に適しておりまた下層階への負担も少なくなるため、上層階へ行くほど体積の小さいユニットを用いることが好適である。一方、下層階では十分なコンクリート量をもつユニットにより上層階からの過重負荷を支持することができる。
図２６及び図２７において、各ユニット内部の破線で示す位置には、緊張材挿入孔が予め貫通している。緊張材挿入孔にはシース（図示せず）が埋設されている。１つの緊張材挿入孔の一端はいずれか１つの接合面に開口し、他端はいずれかの非接合面に開口している。よって、１つのユニットには、４つの異なる方向に延在する４本の緊張材挿入孔が存在することになる。
例えば、図２７に示すように、１つのユニット８は、左上の接合面を左上のユニット１３の右下の接合面と対向させると、双方に設けた緊張材挿入孔が連通する。この緊張材挿入孔に緊張材２１ａを挿通させ、ポストテンションを付加してその一端はユニット８の下側面で定着具２２ａを用いて定着し、他端はユニット１３の上側面で定着具を用いて定着する。
第２の緊張材２１ｂは、ユニット８と左下の別のユニット８の緊張材挿入孔に挿通され、その一端はユニット８の上側面で定着具２２ｂを用いて定着され、他端は左下の別のユニット８の下側面で定着具２２ｂにより定着される。
第３の緊張材２１ｃは、ユニット８と右下の別のユニット８の緊張材挿入孔に挿通され、その一端はユニット８の上端で定着具２２ｃにより定着され、他端は右下の別のユニット８の下側面で定着具２２ｃにより定着される。
第４の緊張材２１ｄは、ユニット８と右上のユニット１３の緊張材挿入孔に挿通され、その一端はユニット８の下側面で定着具２２ｄにより定着され、他端は右上のユニット１３の上側面で定着具２２ｄにより定着される。
図２７に示した全てのユニットが、同様に、ポストテンションを付加した緊張材により接合される。１つのユニットは、４つの異なる方向に延在する４本の緊張材２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄにより隣合う４つのユニットとそれぞれ接合されるため、各接合部は回転を阻止され剛接合となる。これにより、ハニカム状に剛接合したメインフレームをもつ建築構造体を構築することができる。
なお、図２６及び図２７に示したメインフレームでは、２つのユニット間に連通する緊張材挿入孔が必ずしも直線状ではないが、ＰＣパネル内部にシースを曲線状に埋設することは一般的に行われていることである。
図２８は、図２６及び図２７に示した各ユニットの外観斜視図であり、(Ａ)がユニット８、(Ｂ)がユニット１３、(Ｃ)がユニット１４及び(Ｄ)がユニット１５である。
図２８(Ａ)に示すように、ユニット８は、正面に八角形のパネル面８ｉを備える（背面も同様）。この八角形は長方形の四隅を切り取った形状であり、パネル面の周縁は、交互に配置された長辺と短辺により構成される。短辺同士の間の小さい４つの側面８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄが接合面となる。その他の４つの大きい側面８ｅ、８ｆ、８ｇ、８ｈは非接合面である。さらに、接合面８ａと非接合面８ｇの間に緊張材挿入孔８ａ３が、接合面８ｂと非接合面８ｇの間に緊張材挿入孔８ｂ３が、接合面８ｃと非接合面８ｅの間に緊張材挿入孔８ｃ３が、接合面８ｄと非接合面８ｅの間に緊張材挿入孔８ｄ３が、それぞれ設けられる。そして、緊張材挿入孔８ａ３と８ｂ３は、非接合面８ｇのほぼ中心に開口していることが好ましい。緊張材挿入孔８ｃ３と８ｄ３は、非接合面８ｅのほぼ中心に開口していることが好ましい。
パネル面８ｉ側から見ると、緊張材挿入孔８ａ３と８ｄ３が交差して見え、緊張材挿入孔８ｂ３と８ｃ３が交差して見える。しかしながら、各緊張材挿入孔は、ユニット８の厚さ範囲内において互いに重ならない位置に設けられている。もっとも、バランスの観点から、全ての緊張材挿入孔がユニット厚さ範囲内においてできるだけ中央近傍に位置することが好ましい。
図２８(Ｂ)に示すように、ユニット１３は、接合面１３ａ〜１３ｄ及び非接合面１３ｅ〜１３ｈを備え、接合面は(Ａ)のユニット８と共通し、非接合面はユニット８の非接合面を凹面とした形状である。４つの緊張材挿入孔１３ａ３、１３ｂ３、１３ｃ３、１３ｄ３は、ユニット８と同様に設けられ、各緊張材挿入孔の一端は、各接合面に開口し、他端は非接合面１３ｅまたは１３ｇの凹面の谷底部に開口する。
図２８(Ｃ)に示すように、ユニット１４は、接合面１４ａ〜１４ｄ及び非接合面１４ｅ〜１４ｈを備え、接合面は(Ａ)のユニット８と共通し、非接合面はユニット８の非接合面を凹面とした形状であり、ユニット１３よりさらに深い凹面となっている。４つの緊張材挿入孔１４ａ３、１４ｂ３、１４ｃ３、１４ｄ３は、ユニット８と同様に設けられ、各緊張材挿入孔の一端は、各接合面に開口し、他端は非接合面１４ｅまたは１４ｇの凹面の谷底部に開口する。
図２８(Ｄ)に示すように、ユニット１５は、接合面１５ａ〜１５ｄ及び非接合面１５ｅ〜１５ｈを備え、接合面は(Ａ)のユニット８と共通し、非接合面はユニット８の非接合面を凹面とした形状であり、ユニット１４よりさらに深くＶ字状となっている。言い換えるならば、中心部分から四方向に延びる４本の脚部を具備し、４本の脚部の各々の先端における側面が接合面となる。４つの緊張材挿入孔１５ａ３、１５ｂ３、１５ｃ３、１５ｄ３は、ユニット８と同様に設けられ、各緊張材挿入孔の一端は、各接合面に開口し、他端は非接合面１５ｅまたは１５ｇのＶ字状面の谷底部に開口する。
図２９は、図２７に示したメインフレームと形状は同じであるが別の実施例であるメインフレーム１０５の外観斜視図である。図２９のメインフレーム１０５は、図２７に示したユニットとは、若干異なるユニットを用いて構築されている。
例えば、図２７に示したユニット８、１３、１４及び１５は、１つのユニットを１階層に割り当てた場合、ユニットの大きさが一般的なＰＣパネルとしては相当大きく重量のあるものとなり、製造、運搬及び組立ての効率を損なうおそれがある。従って、図２９に示すように、各ユニットを中央部で２分割した半ユニットをＰＣパネルの製造単位とすることで、製造、運搬及び組立ての効率を確保すると同時に、構築されたメインフレーム１０５は、図２７のユニット８、１３、１４及び１５によるメインフレーム１０４と同様の機能を果たすことができる。１つのユニットを形成する２つの半ユニット同士は同形状であるので、製造時の型枠は一種類でよい。
半ユニット８ｍと８ｎの一体化パネルは図２７のユニット８に相当し、半ユニット１３ｍと１３ｎの一体化パネルは図２７のユニット１３に相当し、半ユニット１４ｍと１４ｎの一体化パネルは図２７のユニット１４に相当し、半ユニット１５ｍと１５ｎの一体化パネルは図２７のユニット１５に相当する。半ユニット同士を接合した一体化パネルを、図２７のユニット８、１３、１４及び１５と同様にして４本の緊張材２１ａ〜２１ｄを用いて接合することにより、半ユニット同士も同時に接合されることとなる。
図３０は、図２９に示した半ユニットの外観斜視図であり、(Ａ)がユニット８の半ユニット、(Ｂ)がユニット１３の半ユニット、(Ｃ)がユニット１４の半ユニット及び(Ｄ)がユニット１５の半ユニットである。
図３０(Ａ)に示すように、ユニット８の半ユニット８ｍと８ｎは、ユニット８において互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面８ｔ、８ｕで等分割されたものである。分割面８ｔには、緊張材挿入孔８ｍａ３、８ｍｂ３、８ｍｃ３及び８ｍｄ３が開口しており、分割面８ｕには、緊張材挿入孔８ｎａ３、８ｎｂ３、８ｎｃ３及び８ｎｄ３が開口している。半ユニット８ｍの分割面８ｔと半ユニット８ｎの分割面８ｕを対向させ当接することによりユニット８と同じ形状のＰＣパネルが形成され、各緊張材挿入孔も連通してユニット８の緊張材挿入孔と同じ配置となる。図２９に示したように、これらの連通した緊張材挿入孔に緊張材を挿通し、ポストテンションを付加して定着することにより、半ユニット８ｍと８ｎは剛接合される。図３０(Ｂ)〜(Ｄ)のユニット１３、１４及び１５の半ユニットについても同様である。
図３１及び図３２は、仮想ハニカム形状が曲面または折れ曲がりをもつ場合に用いられる構造ユニットの一実施例であるユニット８Ａ、１３Ａ、１４Ａ及び１５Ａを示す。図３１(Ａ１)及び(Ａ２)は、上記のユニット８と接合した状態のユニット８Ａの正面図及び上面図であり、(Ｂ１)及び(Ｂ２)は上記のユニット１３と接合した状態のユニット１３Ａの正面図及び上面図である。同様に、図３２(Ａ１)及び(Ａ２)は、上記のユニット１４と接合した状態のユニット１４Ａの正面図及び上面図であり、(Ｂ１)及び(Ｂ２)は上記のユニット１５と接合した状態のユニット１５Ａの正面図及び上面図である。
図３１(Ａ１)及び(Ａ２)に示すように、ユニット８Ａの正面のパネル面は、直線状の屈曲部８Ａｋを境界として互いに角度βをなす２つの面８Ａｉ１と８Ａｉ２からなる。背面のパネル面についても同様である。すなわち、ユニット８Ａは、屈曲部８Ａｋで折れ曲がっている。このような屈曲部８Ａｋをもつユニット８Ａを上記のユニット８と接合することにより、曲面のメインフレームを構築することができる。ユニット８Ａに対しさらにユニット４Ａを接続していけば、曲がりの度合いが大きくなる。例えば、図１３(Ａ)に示した円筒チューブ架構のように曲面部分においてもメインフレームが鉛直方向に対して平行である場合は、屈曲部８Ａｋが鉛直方向と平行となるようにユニット８Ａを配置する。屈曲部８Ａｋの向きは、メインフレームの面の曲がる方向に対応して配置するようにする。図示の例では、屈曲部８Ａｋの位置が中央であるが、左または右に片寄っていてもよい。
また、この屈曲形のユニット８Ａは、メインフレームにおける２つの平面の交わる折れ曲がり部分（例えば、図７に示したチューブ架構の隅部）に用いることもできる。なお、角度βの大きさは、ポストテンションを付加した緊張材による２つのユニット８Ａ同士の接合、またはユニット８Ａと他の接合可能なユニットとの接合に支障のない程度とする。
さらに、屈曲形のユニット８Ａを用いると、一方向へ曲がる曲面のみではなく、その逆方向へ曲がる曲面を連続的に形成することもできる。例えば、上面から見た場合に波状となる曲面である。ユニット１３Ａ、１４Ａ及び１５Ａについても同様である。
図３３は、ＰＣパネル以外の部材による本発明の実施例を示す建築構造体のメインフレームの部分斜視図である。図３３のメインフレームは、上述の図９に示したユニット１を用いたメインフレームと同じ形状であるが、個々のユニット１６は鉄骨である。ユニット１６は、上述のユニット１と外周面の輪郭形状はほぼ同様であり、三方向に延びる３つの脚部が３本の鉄骨から形成される。ユニット１６は、ＰＣパネルと同様に予め工場生産されることが好適である。図示の例では、Ｈ形鋼を用いているが断面形状は任意である。ユニット１６の３つの脚部の先端にはフランジ状の接合面１６ａ、１６ｂ、１６ｃが溶接等により設けられ、隣合うユニット１６と接合面同士を当接してボルトで接合することができる。接合は、溶接で行ってもよいがボルトによる方が効率的である。
図示しないが、上記のＰＣパネルのいずれかの実施例と同等の形状であれば、ＰＣパネル以外の部材であっても同様のメインフレームを構築することができる。従って、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、または木造のハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体を構築することができる。
本発明の構造ユニットにより構築した建築構造体のメインフレームの一実施例を示す部分的な正面構成図である。(Ａ１)はユニット１を用いたメインフレームの一部、(Ａ２)はユニット１の変形形態、（Ｂ１）はユニット４を用いたメインフレームの一部、(Ｂ２)はユニット４の変形形態を示す。 本発明の構造ユニットを複数個用いて構築した建築構造体のメインフレームの別の実施例を示す部分的な正面構成図である。(Ａ)は、図１に示したユニット２を用いたメインフレームの一部、（Ｂ）は、図１に示したユニット５を用いたメインフレームの一部である。 本発明の構造ユニットにより構築した建築構造体のメインフレームの別の実施例を示す部分的な正面構成図である。(Ａ１)はユニット７を用いたメインフレームの一部、(Ａ２)はユニット７の変形形態、（Ｂ１）はユニット１０を用いたメインフレームの一部、(Ｂ２)はユニット１０の変形形態を示す。 本発明の構造ユニットを複数個用いて構築した建築構造体のメインフレームの別の実施例を示す部分的な正面構成図である。(Ａ)は図３に示したユニット８を用いたメインフレームの一部、（Ｂ）は図３に示したユニット１１を用いたメインフレームの一部である。 六角形格子Ｈ１から形成されるハニカム形状に基づいた構造ユニットの配置パターンの一例を示す正面構成図である。 六角形格子Ｈ２から形成されるハニカム形状に基づいた構造ユニットの配置パターンの一例を示す正面構成図である。 (Ａ)は、三股形構造ユニットを用いたメインフレームからんるチューブ架構１００の全体の外観斜視図である。(Ｂ)は、図７(Ａ)のチューブ架構１００の一部を拡大して示した正面図である。(Ｃ)は上面図である。 図７のメインフレーム１００の部分拡大図である。 図８における２つの構造ユニットの接合状態をさらに詳細に示す拡大斜視図である。 構造ユニットの一例を示す図である。(Ａ)は上面図、(Ｂ)はＸ−Ｘ断面図である。 図１０に示したユニットの変形形態により構築したメインフレームの一部を示す斜視図である。 図１０に示したユニットと、スラブとの接合方法を示す斜視図である。 (Ａ)は、図１０に示したユニットのさらに別の変形形態を用いて構築したメインフレームの一例を部分的に示した図である。(Ｂ)は(Ａ)のメインフレームを構築するためのユニットの上面図、(Ｃ)は同じく正面図である。 図１０に示したユニットの変形形態を示し、(Ａ)は外観斜視図、(Ｂ)はメインフレームの一部を示す正面図である。 本発明の構造ユニットを用いて構築した建築構造体のメインフレームの一部を示す正面図である。 図１５のメインフレームの部分拡大斜視図である。 図１６に示したユニットの外観斜視図である。 図１７に示したユニットの(Ａ)正面図、(Ｂ)上面図、(Ｃ)Ｙ−Ｙ断面図及び(Ｄ)Ｚ−Ｚ断面図である。 図１７に示したユニットの特別な場合に相当するユニットの外観斜視図である。 (Ａ)は図１７に示したユニットの変形形態の外観斜視図、（Ｂ）は、(Ａ)に示したユニットの接合状態の背面図、(Ｃ)は接合状態の上面図である。 (Ａ)は図１７に示したユニットの変形形態の正面図、(Ｂ)は上面図である。 本発明の構造ユニットを用いて構築した建築構造体のメインフレームの一部を示す正面図である。 図２２のメインフレーム１０３の部分拡大斜視図である。 図２３に示したユニットの（Ａ)は正面図、(Ｂ)は上面図、(Ｃ)は外観斜視図である。 図２４に示したユニットの変形形態を示し、(Ａ)は接合状態の正面図であり、(Ｂ)はその上面図である。 本発明の構造ユニットを用いて構築した建築構造体のメインフレームの一部を示す正面図である。 図２６のメインフレームと同じユニットから構成されたメインフレームの部分斜視図である。 (Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ図２７に示した各ユニットの外観斜視図である。 図２７に示したメインフレームと形状は同じであるが別の実施例であるメインフレームの外観斜視図である。 (Ａ)〜(Ｄ)はそれぞれ図２９に示した半ユニットの外観斜視図である。 (Ａ１)及び(Ａ２)は図２７に示した一ユニットの変形形態の接合状態の正面図及び上面図であり、(Ｂ１)及び(Ｂ２)は図２７に示した別のユニットの変形形態の接合状態の正面図及び上面図である。 (Ａ１)及び(Ａ２)は図２７に示した一ユニットの変形形態の接合状態の正面図及び上面図であり、(Ｂ１)及び(Ｂ２)は図２７に示した別のユニットの変形形態の接合状態の正面図及び上面図である。 ＰＣパネル以外の部材による本発明の実施例を示す建築構造体のメインフレームの部分斜視図である。
符号の説明
１〜１５ 構造ユニット（ＰＣパネル）
２１ａ〜２１ｄ 緊張材
２２ａ〜２２ｄ 定着材
Ｈ１、Ｈ２ 仮想ハニカム形状の六角形格子
ｈ１〜ｈ６ 六角形格子の頂点
ｓ１〜ｓ６ ユニット同士を接合した面
Ｗ メインフレーム開口部
さらに、本願の優先権主張の基礎とする国際特許出願ＰＣＴ／ＪＰ２００６／３１６８６８の国際調査報告において特許文献７〜８が引用されている。特許文献７は、三角形のパネルユニットの頂部に設けたヒンジ部を介してパネル同士を揺動自在に結合し、複数個のパネルユニットを平面上で接合してから、吊り下げまたは押し上げてドーム状とした後に固定する構造を開示している。特許文献８は、六角形ではない直方形状のパネルユニット同士を緊張材で接合した壁構造を開示している。特許文献９は、六角形または五角形のパネルを結合したドーム構造を開示している。
特開２０００−１４４９０９号公報 特開平９−３２８８１６号公報 特開平９−４１３０号公報 特開平１０−１８４３１号公報 特開平９−６０３０１号公報 特開平６−２８７９１３号公報 特開昭６１−８３７３８号公報 特開昭５３−４３２１７号公報 特開昭６１−３６４３５号公報
上記の目的を達成するべく、本発明は以下の構成を提供する。
請求項１に係る建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、
左右対称の六角形格子(H1,H2)を単位格子として面状に延在しかつ立設された仮想ハニカム形状に対し、前記複数の構造ユニットを配置することにより形成されており、
前記構造ユニット(1,2,3,4,5,6)はプレキャストコンクリート製であって、その外周面は、前記仮想ハニカム形状の面に沿って配置される正面と背面とからなる一対のパネル面と、前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、該側面には、同一形状の３つの接合面と、各接合面の間に延在する非接合面とが交互に設けられており、
前記複数の構造ユニットは、各々のパネル面が前記仮想ハニカム形状に面に沿うように前記六角形格子(H1,H2)の各頂点(h1,h2,h3,h4,h5,h6)に１つずつ配置され、かつ、各構造ユニットは、正面視にて該六角形格子の１つの頂点を内部に含むとともにその頂点から分岐した３つの辺の各中点までを内部に含むように配置され、
隣り合う２つの前記構造ユニットは、前記六角形格子の辺の中点にて互いの接合面同士を対向させて接合されかつ該接合面(s1,s2,s3,s4,s5,s6)はその辺と交差しており、
各六角形格子の中央部分には、その六角形格子上に配置された全ての構造ユニットの各々の非接合面により囲まれた開口部(W)が形成されていることを特徴とする。
請求項２に係る建築構造体は、請求項１における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記一対のパネル面の各々の形状が六角形であり、前記六角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項３に係る建築構造体は、請求項２における前記一対のパネル面の六角形が短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項４に係る建築構造体は、請求項１における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、前記３本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項５に係る建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に１つの前記構造ユニット(7,8,9,10,11,12,13,14,15)がそれぞれ配置され、隣り合う２つの前記構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて該２つの構造ユニットを接合する手段を備え、前記接合された面は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする。
請求項６に係る建築構造体は、請求項５における前記構造ユニットがプレキャストコンクリート製であってその外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、前記側面の一部として複数の前記接合面を設けたことを特徴とする。
請求項７に係る建築構造体は、請求項６における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記一対のパネル面の各々の形状が八角形であり、前記八角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項８に係る建築構造体は、請求項７において、前記一対のパネル面の八角形は短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項９に係る建築構造体は、請求項６における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から四方向に分岐して延びる４本の脚部を具備し、前記４本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１０に係る建築構造体は、請求項１または６において、隣り合う２つの前記プレキャストコンクリート製の構造ユニット同士を接合する手段が、前記対向した接合面と交差して双方の構造ユニットを貫通する緊張材と、前記緊張材にポストテンションを付加してその両端を各々の構造ユニットにおける前記側面上でそれぞれ定着する定着具とを備えたことを特徴とする。
請求項１１に係る建築構造体は、請求項５において、前記構造ユニットが鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、または木造であることを特徴とする。
請求項１２に係る建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)における１つの頂点を含む位置に配置された第１の構造ユニット(1,2,3,4,5,6）と、前記六角格子における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に配置された第２の構造ユニット(8,9,10,11,12,14,15,16)とを備え、隣り合う２つの前記第１及び／または第２構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて接合する手段を備え、前記接合された面は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された第１及び／または第２の全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする。
請求項１３に係る建築構造体は、請求項１、５、６または１２において、鉛直方向に連続的に接合された複数の前記構造ユニットにおける相対的に上方に配置される前記構造ユニットと相対的に下方に配置される前記構造ユニットの形状が異なることにより、前記上方に配置される構造ユニットにより形成される前記開口部の大きさが、前記下方に配置される構造ユニットにより形成される前記開口部よりも大きいことを特徴とする。
請求項１４に係る構造ユニットは、請求項１〜１３のいずれかに記載の建築構造体を構築するために用いられるものである。
請求項１５に係る構造ユニットは、請求項１に記載の建築構造体のメインフレームに用いられる構造ユニットであって、
前記３つの接合面の各々と、該接合面に隣り合っていない非接合面との間にそれぞれ貫通する３つの緊張材挿入孔を互いに重ならないように設けたことを特徴とする。
請求項１６に係る構造ユニットは、請求項１５における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が六角形であり、前記六角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１７に係る構造ユニットは、請求項１６における前記パネル面の六角形が短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１８に係る構造ユニットは、請求項１５における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、前記３本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項１９に係る構造ユニットは、請求項５に記載の建築構造体のメインフレームに用いられるプレキャストコンクリート製の構造ユニットであって、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、連結される際に隣接する構造ユニットと接合するための複数の接合面が前記側面の部分的な面として設けられ、前記複数の接合面の各々と前記側面の別の部分との間を貫通する複数の緊張材挿入孔を互いに重ならないように設けたことを特徴とする。
請求項２０に係る構造ユニットは、請求項１９における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が八角形であり、前記八角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２１に係る構造ユニットは、請求項２０における前記パネル面の八角形が短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２２に係る構造ユニットは、請求項１９における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から四方向に分岐して延びる４本の脚部を具備し、前記４本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする。
請求項２３に係る構造ユニットは、請求項１９における前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、１つの前記構造ユニットにおける互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面で等分割した半ユニットを、前記分割面を対向させて接合することにより前記１つの構造ユニットが形成されることを特徴とする。
請求項２４に係る半ユニットは、請求項１９に記載の構造ユニットを、互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面で等分割した２つの部材の一方の形状を有することを特徴とする。
請求項２５に係る構造ユニットは、請求項１５または１９において、前記一対のパネル面に対し垂直な方向に前記構造ユニットを貫通する複数のスラブ接続孔を設けたことを特徴とする。
請求項２６に係る構造ユニットは、請求項１５または１９において、前記接合面が山形の２つの傾斜面または谷形の２つの傾斜面のいずれかにより形成されたことを特徴とする。
請求項２７に係る構造ユニットは、請求項１５または１９において、前記仮想ハニカム形状が曲面である部分に配置され、屈曲部を有することを特徴とする。
請求項２８に係る建築構造体の構築工法は、請求項１５または１９に記載の構造ユニットを複数個連結したメインフレームを有する建築構造体の構築工法であって、隣り合う２つの構造ユニットを、各々の前記緊張材挿入孔が互いに連通するように各々の接合面を対向させて配置し、前記連通した前記緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、前記緊張材にポストテンションを付加して定着することにより前記２つの構造ユニットを接合することを特徴とする。
（Ａ）主として請求項１、５、１２または１４に係る発明の効果は、次の通りである。本発明の建築構造体は、複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有し、一実施形態においては各構造ユニットは、立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状の正面視にてその単位格子である左右対称の六角形格子の各頂点を内部に含むとともに、その頂点から分岐する３つの辺の各中点までの辺を内部に含む位置にそれぞれ配置されている。また、別の実施形態では、単位格子である六角形格子における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に１つの構造ユニットがそれぞれ配置されている。さらに別の実施形態では、１つの頂点を含む位置に配置された第１の構造ユニットと２つの頂点を含む位置に配置された第２の構造ユニットが混在している。ここで、「仮想ハニカム形状（以下、単に「ハニカム形状」と略称する場合がある）」自体は、実体をもつ部材ではないが、各構造ユニットを配置する位置及び隣接する構造ユニット同士の位置関係を規定するために、実空間に存在するものと想定された形状である。
上記いずれの配置形態においても、隣り合う２つの構造ユニット同士の各々の外周面の一部に設けた接合面を対向させ、六角形格子の辺の中点において接合され、その接合面は辺と交差している。さらに、このように複数の構造ユニットを連結したとき、各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットの各々の非接合面により囲まれた開口部が形成される。
（Ｂ）請求項１〜４、６〜１０、１５〜２７に係る発明の効果は、次の通りである。本発明の構造ユニットはプレキャストコンクリート(以下、「ＰＣ」と略称する)製とすることが好適である。（以下、ＰＣ製の構造ユニットを「ＰＣパネル」と称する場合がある。）ＰＣパネルは、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と、これら一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、側面の一部として複数の上記接合面が設けられている。ＰＣパネルは、そのパネル面が仮想ハニカム形状の面に沿うように配置されることになる。パネル面の形状としては、例えば、三股形、六角形、八角形またはＸ形等がある。型枠により自在に形状を設計できる。
例えば、下層階では面的拡がりの大きいＰＣパネルを用いて開口部を小さくし、上層階では面的拡がりの小さいＰＣパネルを用いて開口部を大きくすることが好適である（請求項１３）。段階的に開口部を大きくしていってもよい。このように構築された建築構造体は、耐震性に優れている。これは、高層または超高層建築物では、上部が軽く下部が重く強固な形状であるほど耐震性が高いためである。また、このような建築構造物では、上層階のコンクリート量が低減されることにより、コンクリートを無駄なく合理的に使用できる。
（Ｃ）主として請求項１０、１５または１９に係る発明の効果は、次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、隣り合う２つの構造ユニット同士を接合する手段が、対向した接合面と交差して双方の構造ユニットを貫通する緊張材と、緊張材にポストテンションを付加してその両端を各々の構造ユニットにおける側面上でそれぞれ定着する定着具とを備えていることが好適である。ポストテンションを付加して定着することにより強固な接合強度が得られる。
（Ｄ）主として請求項２５に係る発明の効果は次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、一対のパネル面に対し垂直な方向に構造ユニットを貫通する複数のスラブ接続孔を設けることが好適である。スラブを接続可能な適宜の位置にスラブ接続孔を設けておくことにより、コンクリートスラブとの間で緊張材を貫挿させてポストテンションを付加し定着することができる。これによりスラブとの強固な接合強度が得られる。
（Ｅ）主として請求項２６に係る発明の効果は次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、その接合面が山形の２つの傾斜面または谷形の２つの傾斜面のいずれかにより形成されていることが好適である。接合面が山形に形成された構造ユニットと、接合面が谷形に形成された構造ユニットとを互いに嵌合させることができる。これにより接合面に垂直な軸周りの負荷回転運動を確実に阻止することができ、剛接合を確保できる。
（Ｆ）主として請求項２７に係る発明の効果は次の通りである。構造ユニットをＰＣパネルとした場合、仮想ハニカム形状が曲面である部分に用いられる構造ユニットが、屈曲部すなわち折れ曲がり部分を有する。この屈曲部を、仮想ハニカム形状の立設方向に沿うように構造ユニットを配置すると、屈曲部の両側の各面同士に角度を形成できる。屈曲部の折れ曲がり角度は、比較的微小とし、この僅かな屈曲を複数回繰り返すことにより全体として実質的な曲面とすることができる。これにより、水平断面において曲線形状（円形、楕円形またはこれらの一部等）をもつチューブ架構を構築することができる。
（Ｇ）主として請求項１１に係る発明の効果は次の通りである。本発明では、ＰＣパネル以外にも同等の形状の構造ユニットを作製できる限りにおいて、鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、または木造のハニカム形状のメインフレームをもつ建築構造体を構築することができる。
（Ｈ）主として請求項２３または２４に係る発明の効果は次の通りである。六角形格子における隣り合う２つの頂点に配置される構造ユニットをＰＣパネルとした場合、一般的なＰＣパネルと比較して相当な大きさと重量となる場合がある。そのような場合には、ＰＣパネルを２つに等分割した半ユニットを用いることが好適である。これにより、製造、運搬、組立てに支障なく本発明によるメインフレームを構築することができる。
（Ｉ）主として請求項２８に係る発明の効果は次の通りである。上記のＰＣパネルによる構造ユニットを複数個連結したメインフレームを有する建築構造体の構築工法は、隣り合う２つの構造ユニットを、各々の緊張材挿入孔が互いに合致するように各々の接合面を対向させて配置し、２つの構造ユニットに連通した緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、緊張材にポストテンションを付加して定着することにより２つの構造ユニットを連結するものである。この工法では、複数のＰＣパネルの連結が２つずつ完結するため施工性がよい。その作業においては、１本の緊張材を挿貫しポストテンションを付加してその両端を定着するだけであるので作業量が少なくかつ簡易な作業である。これに対し、例えば、従来のラーメン構造の場合、長いスパンの梁と柱を全て連結しなければならないため、２つの部材毎に連結作業を完結することは困難である。

Claims (29)

  1. 複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、
    立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)の各頂点(h1,h2,h3,h4,h5,h6)を含む位置に１つの前記構造ユニット(1,2,3,4,5,6)がそれぞれ配置され、隣り合う２つの前記構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて該２つの構造ユニットを接合する手段を備え、前記接合された面(s1,s2,s3,s4,s5,s6)は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする建築構造体。
  2. 前記構造ユニットがプレキャストコンクリート製であって、その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、前記側面の一部として複数の前記接合面を設けたことを特徴とする請求項１に記載の建築構造体。
  3. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記一対のパネル面の各々の形状が六角形であり、前記六角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項２に記載の建築構造体。
  4. 前記一対のパネル面の六角形は短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項３に記載の建築構造体。
  5. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、前記３本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項２に記載の建築構造体。
  6. 複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、
    立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に１つの前記構造ユニット(7,8,9,10,11,12,13,14、15)がそれぞれ配置され、隣り合う２つの前記構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて該２つの構造ユニットを接合する手段を備え、前記接合された面は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする建築構造体。
  7. 前記構造ユニットがプレキャストコンクリート製であってその外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、前記側面の一部として複数の前記接合面を設けたことを特徴とする請求項６に記載の建築構造体。
  8. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記一対のパネル面の各々の形状が八角形であり、前記八角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項７に記載の建築構造体。
  9. 前記一対のパネル面の八角形は短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項８に記載の建築構造体。
  10. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から四方向に分岐して延びる４本の脚部を具備し、前記４本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項７に記載の建築構造体。
  11. 隣り合う２つの前記プレキャストコンクリート製の構造ユニット同士を接合する手段が、前記対向した接合面と交差して双方の構造ユニットを貫通する緊張材と、前記緊張材にポストテンションを付加してその両端を各々の構造ユニットにおける前記側面上でそれぞれ定着する定着具とを備えたことを特徴とする請求項２または７に記載の建築構造体。
  12. 前記構造ユニットが鉄骨造、鉄筋コンクリート造、鉄骨鉄筋コンクリート造、または木造であることを特徴とする請求項１または６に記載の建築構造体。
  13. 複数の構造ユニットを連結したメインフレームを有する建築構造体であって、
    立設されかつ面状に延在する仮想ハニカム形状に対し、正面視にてその単位格子である六角形格子(H1,H2)における１つの頂点を含む位置に配置された第１の構造ユニット(1,2,3,4,5,6)と、前記六角格子における隣り合う２つの頂点の双方を含む位置に配置された第２の構造ユニット(7,8,9,10,11,12,13,14、15)とを備え、隣り合う２つの前記第１及び／または第２構造ユニットの各々の外周面の一部に設けた接合面同士を対向させて接合する手段を備え、前記接合された面は前記六角形格子のいずれかの辺と交差し、かつ各六角形格子の中央部分にはその六角形格子上に配置された第１及び／または第２の全ての構造ユニットにより囲まれた開口部(W)が形成されたことを特徴とする建築構造体。
  14. 鉛直方向に連続的に接合された複数の前記構造ユニットにおける相対的に上方に配置される前記構造ユニットと相対的に下方に配置される前記構造ユニットの形状が異なることにより、前記上方に配置される構造ユニットにより形成される前記開口部の大きさが、前記下方に配置される構造ユニットにより形成される前記開口部よりも大きいことを特徴とする請求項１、２、６、７または１３に記載の建築構造体。
  15. 請求項１〜１４のいずれかに記載の建築構造体を構築するために用いられる構造ユニット。
  16. 請求項１に記載の建築構造体のメインフレームに用いられるプレキャストコンクリート製の構造ユニットであって、
    その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、連結される際に隣接する構造ユニットと接合するための複数の接合面が前記側面の部分的な面として設けられ、前記複数の接合面の各々と前記側面の別の部分との間に貫通する複数の緊張材挿入孔を互いに重ならないように設けたことを特徴とする構造ユニット。
  17. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が六角形であり、前記六角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項１６に記載の構造ユニット。
  18. 前記パネル面の六角形は短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項１７に記載の構造ユニット。
  19. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から三方向に分岐して延びる３本の脚部を具備し、前記３本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項１６に記載の構造ユニット。
  20. 請求項６に記載の建築構造体のメインフレームに用いられるプレキャストコンクリート製の構造ユニットであって、
    その外周面が互いに対向する正面と背面とからなる一対のパネル面と前記一対のパネル面の各々の周縁間に延在する側面とを備え、連結される際に隣接する構造ユニットと接合するための複数の接合面が前記側面の部分的な面として設けられ、前記複数の接合面の各々と前記側面の別の部分との間を貫通する複数の緊張材挿入孔を互いに重ならないように設けたことを特徴とする構造ユニット。
  21. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が八角形であり、前記八角形の１つおきの辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項２０に記載の構造ユニット。
  22. 前記パネル面の八角形は短辺と長辺とを交互に配置されており、前記短辺同士の間の側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項２１に記載の構造ユニット。
  23. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、正面視にて前記パネル面の形状が中心から四方向に分岐して延びる４本の脚部を具備し、前記４本の脚部の各々の先端における側面を前記接合面としたことを特徴とする請求項２０に記載の構造ユニット。
  24. 前記プレキャストコンクリート製の構造ユニットにおいて、１つの前記構造ユニットにおける互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面で等分割した半ユニットを、前記分割面を対向させて接合することにより前記１つの構造ユニットが形成されることを特徴とする請求項２０に記載の構造ユニット。
  25. 請求項２０に記載の構造ユニットを、互いに対向する一対の非接合面と交差する分割面で等分割した２つの部材の一方の形状を有することを特徴とする半ユニット。
  26. 前記一対のパネル面に対し垂直な方向に前記構造ユニットを貫通する複数のスラブ接続孔を設けたことを特徴とする請求項１６または２０に記載の構造ユニット。
  27. 前記接合面が山形の２つの傾斜面または谷形の２つの傾斜面のいずれかにより形成されたことを特徴とする請求項１６または２０に記載の構造ユニット。
  28. 前記仮想ハニカム形状が曲面である部分に配置され、屈曲部を有することを特徴とする請求項１６または２０に記載の構造ユニット。
  29. 請求項１６または２０に記載の構造ユニットを複数個連結したメインフレームを有する建築構造体の構築工法であって、
    隣り合う２つの構造ユニットを、各々の前記緊張材挿入孔が互いに連通するように各々の接合面を対向させて配置し、前記連通した前記緊張材挿入孔に緊張材を貫挿し、前記緊張材にポストテンションを付加して定着することにより前記２つの構造ユニットを接合することを特徴とする建築構造体の構築工法。
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