KR100404375B1 - 구조프레임 - Google Patents

Abstract

구조 프레임은 인장 형성을 최소화하여 압축에 대해 응력의 분해를 극대화하도록 프레임에 가해진 응력을 조절하는 특별한 방식으로 배치되어 있는 일련의 지주(12,14)로 구성된다. 이 프레임은 입방체의 모서리를 형성하도록 정렬된 12개의 동일한 길이의 지주(12)와, 그 입방체의 각각의 모퉁이로부터 연장되어 나오는 추가의 8개의 동일한 지주(14)인 복수의 단입방체(unicube)(10)로 구성된다. 외향으로 연장된 각각의 8개의 지주(14)는 이 지주가 연결된 입방체 모서리 3개 지주(12)와 각각 동일한 각도를 형성한다. 이들 외향으로 연장된 지주(14)의 외단(14E)은 그러한 4개 지주의 외단 세트가 그물망과 같은 이들 단입방체(10)를 형성하기 위해 연결되도록 함께 연결되며, 이 그물망은 구조 프레임을 형성한다.

Description

구조 프레임

이러한 강도 대 중량비의 개선은 리차드 북민스터 풀러(Richard Buckminster Fuller)가 제안하고 구성한 대부분의 설계를 포함한 많은 설계의 목적이다. 하중 지탱 프레임 및 트러스가 이용되는 대부분의 상황에서는, 압축 파괴보다는 인장 파괴로 인해 파괴가 일어난다. 비록 가해지는 하중이 재료의 압축 응력을 주로 유도할지라도, 그 응력은 재료 내에서 인장력을 유발하는 벡터 성분으로 분해된다. 예컨대, 하중을 받는 돔(dome)은 이 돔을 구성하는 트러스를 따라 인장력을 유발하는 방식으로 편향하는 경향이 있다. 결국 인장 파괴로 인해 파괴가 일어난다. 하중지탱 구조물에 사용되는 인장 강도가 큰 재료의 개발에 많은 주의가 기울여져 왔고, 이들 재료의 인장 강도가 사용됨으로써, 가해진 하중은 이들 인장 요소에 의해 발생되는 인장력에 의해 적어도 일부는 분해된다. 1967년 허여된 북민스터 풀러 명의의 미국 특허 제3,354,591호에서, 그러한 접근법이 개략적으로 개시되어 있다. 그러한 구조물에 관한 보다 최근의 개량이 1980년에 발행된 미국 특허 제4,207,715호에 기재되어 있다. 이와 같이 인장 부재 및 압축 부재를 조합하는 것은 1987년에 허여된 미국 특허 제4,711,062호에 도시된 구조물에도 개시되어 있다.

본 발명은 일반적으로 하중 지탱 프레임 및 트러스(truss)와 같은 구조물에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구조물에 필요한 재료의 량에 관하여 안전하게 전달 가능한 응력 사이의 개선된 트레이드 오프(trade off)를 제공하는 구조물에 관한 것이다.

도 1은 가시적인 지주만을 볼 수 있도록 입방체 중심을 불투명하게 도시한 형태의 단입방체의 사시도이다.

도 2는 입방체 중심의 12개 지주와 외향으로 연장한 8개의 꼭지점 지주를 모두 도시한 실제의 단입방체의 사시도이다.

도 3은 본원에서는 테트락스 프레임이라고도 명명되는 4-지주 테트락스(즉, 4개의 지주로 이루어지는 테트락스)를 도시한 도면이다.

도 4는 도 2의 단입방체의 입방체 중심에 해당하는 입방 프레임의 사시도이다.

도 5는 가시적인 모서리만을 도시하고 있는 불투명한 절두 사방형 12면체(TRD)의 사시도이다.

도 6은 모든 모서리를 도시한 실제의 TRD의 사시도이다.

도 7은 인접한 단입방체의 외향 연장된 지주를 연결하여, 도 7의 평면에 대하여 얇은 셸을 이루도록 구성되어 있는 상태를 도시한, 도 1의 단입방체의 2차원적 집합체이다.

도 8은 "끝점"에 의해, 입방 프레임의 8개의 꼭지점 각각에 부착된 하나의 테트락스 구조를 갖는 입방 프레임의 직교 사시도이다.

도 9는 도 8의 입방 프레임에서 부착되는 테트락스 구조의 "끝점"을 도시하는 사시도이다.

도 10은 시각적인 명확화를 위해 6개의 테트락스 구조에서 지주를 생략한 도면이다.

도 11은 부착된 테트락스 지주의 중심선이 입방 프레임의 대각선과 동일선상에 있음을 보이는 사시도이다.

도 12는 8개의 테트락스 구조가 임의의 주어진 크기로 고정되어 있는 공간적 정렬 상태를 도시하는 이격된 테트락스 구조의 사시도이다.

도 13은 도 12의 이격된 테트락스 구조의 끝점이 이루는 제1 점 세트를 둘러싸는 외피를 도시하는 사시도이다.

도 14는 도 12의 이격된 테트락스 구조의 각각의 네 개의 지주의 단부가 입방 프레임에 연결되어 있는 상태를 도시하는 사시도이다.

도 15 내지 도 17은 도 14의 입방 프레임에 연결되어 있는 이격된 테트락스 구조에 의한 구조 프레임을 도시하는 사시도로서, 특히 도 17은 입방 프레임의 중심점으로 이루어지는 제2 점 세트를 나타내고 있다.

<정의>

본원의 출원인은 이하 용어를 채택한다. 이들 용어는 이하 정의에 따라 명세서 및 특허 청구의 범위에서 사용된다.

<단입방체(Unicube)>

단입방체는 서로 연결된 20개의 동일한 지주로 이루어진다. 이들 지주 중 12개는 입방체의 모서리를 형성하고, 따라서 입방 프레임이 되는 것이다. 이들 지주 중 나머지 8개는 입방체의 8개의 꼭지점 각각으로부터 외향으로 연장되어 있고, 따라서 외향으로 연장된 이들 각각의 지주는 입방 프레임의 3개의 지주에 각각 연결되며, 입방 프레임의 3개의 지주와 모두 동일한 각도를 이룬다. 입방체를 형성하는 12개의 지주는 입방체 지주라 하고, 입방체의 꼭지점으로부터 외향으로 연장되어 있는 8개의 지주는 외향 연장 지주라 한다. 하나의 단입방체의 외향 연장 지주는 각각 끝점을 갖는다. 도 2는 단입방체를 예시하고 있다.

<입방 프레임(cubic frame)>

입방 프레임은 입방체의 12개의 모서리를 형성하는 한 세트의 지주로 이루어진다. 입방 프레임은 본 발명의 최적 구조물을 구성하는 2 가지 건축용 블럭 중 하나이다. 나머지 하나의 건축용 블럭은 아래에서 정의하는 테트락스이다. 입방 프레임은 도 4에 예시되어 있다.

<테트락스(Tetrax)>

테트락스는 사면체의 중심점으로부터 사면체의 4개의 꼭지점에까지 연장되어 있는 동일한 크기로 된 4개의 축이다. 테트락스의 지주(즉, 다리) 중 임의의 2개 사이의 상호 각도는 109.47° 이다. 복수의 테트락스와 복수의 입방 프레임을 조합하면, 본 발명의 최적의 구조 프레임이 형성된다. 이 테트락스를 본원에서는 테트락스 프레임이라고도 칭한다. 도 3은 테트락스를 예시한다.

<테트락스 구조물(Tetrax Structure)>

테트락스 구조물은 테트락스와 동일/유사한 4-지주 구조물 또는 건축용블럭(즉, 4개의 지주로 이루어지는 구조물 또는 건축용 블럭)이다. 4개의 지주는 모두 공통점에 연결된다. 그러나, 이 지주는 길이가 동일하지 않을 수도 있고, 지주들 중 임의의 둘 사이의 각도가 109.47°와 어느 정도 차이가 날 수도 있다. 테트락스 구조물은, 최적은 아니지만 본 발명의 일 실시예의 건축용 블럭으로 사용될 수 있다. 어느 정도까지 테트락스 프레임과 차이를 갖는 테트락스 구조물을 본 발명의 몇몇의 실시예에 사용할 수 있는 것인지에 대해서는, 상세한 설명을 진행하면서 보다 세부적으로 논의하도록 한다.

<절두 사방형 12면체(Truncated Rhombic Dodecahedron; TRD)>

이 용어는 꼭지점으로부터 4개의 모서리가 연장되어 있는 6개의 꼭지점을 절두하여 얻어지는 사방형 12면체에 적용된다. 모서리의 거의 중앙점에서 각각의 사방형 12면체의 6개의 4-모서리 꼭지점(4개의 모서리가 만나는 꼭지점)을 절두하여 이 절두 부분을 제거하면, 본원에서 정의하는 바와 같은 TRD가 얻어진다. 이 TRD에 대한 보다 폭넓은 내용은 관련 미국 특허출원 제08/338,408호에 기재되어 있다.

본 발명은 복수의 지주(struts)로 구성된 프레임형 구조물에 관한 것이다. 각각의 지주는 이론상 동일한 길이로 되어 있고, 인장 응력의 발생을 최소화하도록 구조물에 가해지는 응력이 구조물 내에서 분해되도록 배치된다. 지주 세트는 복수의 상호 연결된 건축용 블럭 세트라고 할 수 있다. 상호 연결되었을 때, 본 발명의 프레임을 구성하는 이들 건축용 블럭은 상이한 세 가지 방식으로 관찰될 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 프레임을 구성하는 지주 세트 중에서 어느 세트를 떼어내느냐에 따라, 완전히 상이한 세 종류의 건축용 블럭 세트 중 어느 하나가 단부에 배치되게 된다. 이들 세트 중 2 종류는 실제 건축용 블럭이다. 나머지 하나는, 개개의 지주가 이중의 기능을 하고, 관련하는 둘 이상의 특유 하위 프레임의 코너를 구성하는 것으로 생각된다는 점에서 다소 추상적이다.

제1 세트는 출원인의 "단입방체(單立方體; Unicube)"라 명명된 20-지주 건축용 블럭(즉, 20 개의 지주로 이루어진 건축용 블럭)이다. 이것은 20 개의 지주가 하나의 입방체를 형성한다는 점에서 프레임이다. 입방체의 8개의 꼭지점 각각으로부터 하나씩의 지주가, 꼭지점에서 입방체의 세 개의 인접한 모서리와 모두 동일한 각도를 이루도록 외향으로 연장되어 있다. 입방체의 꼭지점으로부터 연장되어 있는 지주의 끝점에 의해 서로 연결되는 이들 복수의 단입방체는 본 발명의 기술에 따른프레임 또는 트러스를 구성한다.

제2 세트는 2 가지 건축용 블럭으로 이루어진다. 이들 2 가지 건축용 블럭은 테트락스 프레임와 입방 프레임이다. 각각의 테트락스 프레임은 사면체의 중심점으로부터 사면체의 4개 꼭지점까지 연장되어 있는 4개 지주에 해당한다. 각각의 테트락스 지주의 끝점은 입방 프레임의 꼭지점에 연결되고, 따라서 입방 프레임의 꼭지점은 각각 테트락스 프레임의 지주의 끝점에 연결된다. 따라서, 입방 프레임의 8개 꼭지점으로부터, 8개의 테트락스 프레임이 외향으로 연장되는 결과가 된다. 바꾸어 말하면, 테트락스 프레임의 4개 지주의 끝점에서, 4개의 입방 프레임이 연장되는 결과가 되며, 입방 프레임 각각은 각각의 꼭지점에서 테트락스의 지주에 연결된다. 테트락스 프레임에는 4개의 끝점이 있고, 입방 프레임에는 8개의 꼭지점이 있기 때문에, 이 구조물에는 입방 프레임 개수의 2배의 테트락스 프레임이 요구된다.

제3 세트는 엄밀하게는 건축용 블럭이 아니다. 이 제3 세트는 본원에 참조된 특허 출원에 상세하게 개시되어 있는 절두 사방형 12면체(truncated rhombic dodecahedron; TRD)의 모서리 프레임이다. 다수의 절두 사방형 12면체를 형성하는 모서리 지주로 구성된 구조물로, 본 발명의 프레임을 생성할 수 있다. 그러나, 인접한 TRD의 세트에서, 각각의 모서리는 이들 TRD 중 3개에 대하여 공통의 모서리이다. 본 발명의 프레임은 공통의 지주를 갖게 되는 프레임이므로, 인접한 TRD의 3개 모서리를 3개의 평행한 지주를 붙여 놓은 것으로 도시하지 않고, 단일의 지주로 도시한다.

도 1 내지 도 6은 이들 3 가지 세트 또는 건축용 블럭을 예시한 것이다. 도1 및 도 2는 단입방체를 도시한다. 도 3은 테트락스 프레임을, 도 4는 입방 프레임을 각각 도시한다. 도 5 및 도 6은 TRD 프레임을 도시한다. 도 5는 TRD의 가시적인 모서리만을 도시한 불투명한 TRD를 도시한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 건축용 블럭의 일 형태를 예시한다. 본 명세서에서는 그 형태를 단입방체(10)라고 명명한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 중앙에 있는 입방체의 모서리에 해당하는 12개의 지주(12)가 있다. 이 입방체의 8개 꼭지점에는, 외향으로 연장되어 있는 8개의 지주(14)가 있다. 각각의 외향 연장 지주(14)는 이 지주(14)가 연장되어 있는 꼭지점을 형성하는 3개의 입방체 모서리 지주(12)와 모두 동일한 각도를 이룬다. 이들 지주(14, 12)는 모두 길이가 동일하다.

단입방체(10) 건축용 블럭을 쉽게 관찰하기 위해서, 도 1에는 불투명한 입방체를 도시하였다. 구조물 자체가 여러 개의 지주로 이루어진 것이기 때문에, 도 2가 더욱 정확하게 도시된 것이다. 도 1의 단입방체로부터 본 발명의 프레임을 구성할 때, 단입방체의 각 지주(14)의 끝점(14E)은 다른 3개의 단입방체의 지주 끝점(14E)에 부착된다. 도 7은 이러한 구조를 예시적으로 도시하고 있다. 도시의 명료화를 위해, 도 7에서는 4개가 아니라 3개의 끝점(14E)만이 연결되어 있는 상태로 도시되어 있다.

지주의 끝점(14E)에 의해 서로 연결된 복수의 도 2의 단입방체(10)는 본 발명의 최적의 프레임을 구성한다. 각각의 끝점(14E)은 3개의 다른 단입방체의 3개의 다른 끝점(14E)에 연결된다는 것이 주목되어야 한다. 따라서, 어떠한 4개의 연결 단입방체 세트도 하나의 공통점만을 공유하게 된다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 건축용 블럭의 다른 형태를 예시하고 있다.

건축용 블럭 중 한가지는 도 4에 도시된 입방 프레임(16)이고, 나머지 한가지는 도 3에 도시된 테트락스 프레임(18)이다. 입방 프레임은 각각, 입방체 모서리를 형성하는 12개의 지주(12)로 이루어진다. 각각의 입방 프레임(16)은 8개의 꼭지점을 가진다. 테트락스 프레임(18)은 각각, 사면체의 꼭지점 축을 포함하는 4개 지주(14)로 이루어진다. 4개의 지주는 길이가 동일하고, 중심점(14E)으로부터 연장되어 나오며, 4개의 지주가 모두 이 중심점에 연결되고, 중심점에서 임의의 두지주는 서로 109.47° 의 각도를 이룬다. 이들 4개의 지주의 4개의 끝점(14C)을 정사면체의 4개의 꼭지점이라고 하면, 이들 4개의 지주는 사면체의 중심으로부터 사면체의꼭지점까지 연장되어 있는 4개의 선에 해당한다.

각각의 테트락스 끝점(14C)은 입방 프레임의 꼭지점에 연결되고, 각각의 입방 프레임의 꼭지점은 테트락스 끝점(14C)에 연결된다. 각각의 테트락스에는 4개의 끝점(14C)이 있고 각각의 입방 프레임에는 8개의 꼭지점이 있기 때문에, 본 발명의 구조물에서 존재하는 테트락스 프레임의 개수는 입방 프레임의 개수의 2배가 된다.

바람직한 실시예에 있어서, 테트락스 프레임은 각각의 지주가 동일한 길이이고, 지주 사이의 내각이 109.47° 인 정확한 테트락스이다. 이 내각은 4개 지주들 중 임의의 2개의 지주 사잇각이다.

<단입방체, 입방 프레임, 그리고 테트락스 사이의 관계>

테트락스의 지주(14)는 각각, 조립 구조물의 단입방체에서 외향으로 연장되어 있는 지주에 해당한다. 도 7은 이러한 관계를 파악하는 데 도움을 줄 수 있다. 따라서, 이들 지주에 대해 동일한 참조 부호 "14"를 사용하였다. 유사하게, 단입방체의 입방체 지주(12)는 조립 구조물에서 입방 프레임(16)에 해당한다. 따라서, 단입방체에서 지주(14)의 끝점(14E)은 테트락스 지주의 중심점에 해당한다. 테트락스 지주의 끝점(14C)은 입방 프레임(16)의 꼭지점에 해당한다.

유사하게, 입방 프레임(16)의 중심점은 단입방체의 입방체의 중심점이다.

모든 입방 프레임(16)의 중심점들은 서로 관련이 있는 중심점 세트를 구성하며, 이러한 중심점 세트 중 어느 한 중심점은 각각, 이 중심점 세트에서 12개의 이웃하는 중심점들로부터 동일한 거리로 이격된다. 이러한 관계는, 중심점 세트가 항상 지주(12, 14)의 세트로부터 이격되어서 이들 중심점을 통하여 지주를 따라 힘이전달되는 것을 방지하여야 하기 때문에 중요하다. 중심점 세트를 통한 힘의 전달을 방지함으로써, 힘은 인장력의 발생을 최소화하도록 방향 조절된다.

배열이 바람직한 실시예에 가까울수록 인장력은 더 작게 형성된다. 그러나, 지주(12, 14)의 균일한 길이, 테트락스(18)의 중심각 및 입방체(16)의 직각이 어느 정도 벗어나는 것은 허용될 수 있으며, 이 때에도 구조물의 지주에서 인장력의 형성을 최소화하는 본 발명의 효과는 얻어진다. 따라서, 본 발명에서 테트락스 구조물이라는 용어는 이론적으로 동일한 길이의 지주라고 할 수 없는, 그리고/또는 이론적인 내각이라고 할 수 없는 테트락스(18)에 기초한 4-지주 구조물을 언급하는 데에 사용된다. 따라서, 테트락스 구조물은 응력 방향 조절에 있어서 현저한 개선을 제공하는 테트락스형 구조물이다.

도 7은 본 발명의 기술에 따라 대략 2열의 단입방체로 겹쳐 제작된(deep constructed) 패널을 예시한다. 이러한 그물망형 지주(12, 14)는 많은 광범위한 건축 구조물, 예컨대 벽 트러스, 바닥 트러스, 돔, 아치, 기타 많은 다른 구조물의 구성 요소를 만드는 데 사용될 수 있다. 그 구조물은 다른 기법에 의해 만들어진 필적하는 구조물에 비하여 대단히 경량으로 만들어질 수 있는데, 이는 이 구조물이 인장력으로 하중을 분해하는 것이 아니라 압축력에 의해 하중을 분해하기 때문이다. 따라서, 이 구조물은 인장 강도 대 중량의 비가 상당히 낮은 한편 압축 강도 대 중량의 비가 높다는 것을 충분하게 이용한다.

지주는 임의의 적합한 재료, 가령 강철, 알루미늄, 섬유, 보강 플라스틱 또는 일반적인 플라스틱 지주로 제조될 수 있다. 지주의 재료, 길이 및 단면적은 관련 구조물의 해당 설계 요건의 함수가 된다. 지주는 볼트로 고정하는 것, 용접하는 것, 또는 일체적인 입방체 및 테트락스 건축용 블럭으로 주조되는 것 등과 같은 임의의 공지 기술을 이용하여 서로 결합될 수 있다.

본 발명에 따라 만들어진 구조 프레임의 표면은 정상적으로 폐쇄되어 있고, 어느 정도 매끄러운 것이 바람직하다. 따라서, 경계에서의 지주(12 또는 14)는 본 발명의 구조 프레임의 일부가 아닌 다른 임의의 구조물에 연결될 것이다.

<응력 방향 조절에 관한 가정>

본 발명의 프레임은 하중으로 인한 인장력 발생을 최소화하도록 응력을 방향 조절하고, 이들 응력을 압축 응력으로 분해한다.

이는, 도 5 및 도6에 도시된 TRD 구조를 살펴보면 가장 잘 이해될 수 있다고 생각한다. 이 TRD는 6개의 정사각형 프레임과 12개의 육각형 프레임을 가진 폐쇄형 구조물이다. 정사각형 프레임 쌍과 육각형 프레임 쌍은 서로 평행하다. 모든 모서리는 길이가 정확하게 동일하다. 본 발명의 최적의 실시예(즉, 전부 동일한 지주를 이용한 실제의 입방체 및 테트락스)를 형성하는 지주(12, 14) 세트는 또한 TRD를 형성한다. 이 TRD는 각각의 지주(12, 14)가 3개의 TRD에 있어서 공통이 되기 때문에 엄밀하게는 건축용 블럭이 아니다.

이러한 절두 사방형 12면체(TRD)의 부피는 이 TRD에 내접하는 완전한 구(球)의 부피와 차이가 매우 작다는 것이 중요하다고 생각된다. 구는, 독립적으로 모여 있다면, 단지 압축력만을 전달한다. 물론, 그 구들은 끝이 구속되어 있지 않는 경우 따로따로 달아나게 된다. 상호 연결된 TRD로 구성되어 있는 본 발명의 프레임을관찰해보면, TRD가 독립적인 구인 경우에 일어날 수 있는 방식과 유사한 방식으로 프레임이 응력을 방향 조절하는 이유를 알게 될 것이라고 생각한다. 그러나, TRD는 상호 연결되어 있기 때문에, 이 TRD는 따로따로 달아나지 않는다.

전술한 지주의 모양과 일치하지 아니 하는 추가의 보강 지주는 통상은 어떠한 유용한 잇점도 제공하지 못하고, 오히려 대개는 최적의 성능으로부터 일정 정도 저하될 것이라고 생각한다. 예컨대, 입방 프레임(16)의 표면을 따라 대각선 방향 지주를 추가하면 강성(율) 및 강도가 추가될 것처럼 보인다. 그러나, 출원인은 그러한 지주를 추가하면, 본 발명의 지주(12, 14)에 의해 생성된 최적의 힘 방향 조절을 빗나가게 하여 어떤 지주 부재에서의 인장력 발생이 증가될 것이라 생각한다. 이러한 추가의 지주는 인장력 감소를 결코 개선하지 않고, 비용 및 중량만을 추가시킬 뿐이다.

또한, 입방 프레임(16)의 중심을 지나거나, 이 입방 프레임의 중심에 의해 형성된 지점을 지나는 추가의 지주는 인장력을 최소화하기보다는 차라리 인장력의 형성이 증가되도록 힘을 분해하여 구조물의 목적을 약화시킨다.

테트락스 및 입방 프레임 지주 건축용 블럭은 테트락스 지주(즉, 다리)의 각각의 끝점이 입방 프레임의 지주의 꼭지점에 연결되고, 입방 프레임의 각각의 꼭지점은 테트락스 지주의 끝점에 연결되도록 하는 방식으로 연결된다.

입방 프레임 및 테트락스 건축용 블럭의 이러한 설명은 프레임의 표면 영역에 글자 그대로 적용되지 않는다는 것이 주목되어야 한다. 다시 말하면, 그 프레임은 어떤 지점에서 종료되어야 한다(무한 연속 구조물이 될 수 없으므로, 끝에서 경계를 갖는 구조물로 형성되어야 한다).

Claims (19)

1. 복수의 이격된 테트락스 구조물(18)을 포함하는 하중 지탱 구조 프레임으로서,

   상기 테트락스 구조물(18)은 공통의 원점(14E)으로부터 연장되는 4개의 단단한 압축 지탱 지주(14)를 구비하며, 상기 테트락스 구조물 각각의 상기 지주 각각은 끝점(14C)을 가지며,

   상기 테트락스 구조물 중 8개의 인접한 테트락스 구조물의 지주(14)의 끝점(14C)은 8개의 점으로 이루어진 제1 점 세트를 구성하며, 이 제1 점 세트는 복수 존재하며,

   상기 8개의 점(14C)으로 이루어진 제1 점 세트는 각각, 예정된 단단한 압축 지탱 구조물(16)에 의해 상호 연결되며,

   상기 예정된 구조물(16)은 상기 구조 프레임 내에, 상기 예정된 구조물의 중심점으로 이루어진 제2 점 세트의 점들 중 하나를 포위하는 외피를 구비하며, 상기 제2 점 세트의 점들은 각각, 제2 점 세트의 점들 중 12개의 인접한 점들로부터 동일한 거리로 이격되는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
2. 제1항에 있어서, 상기 예정된 구조물(16)은 상호 연결된 단단한 한 세트의 지주(12)이며, 상기 상호 연결된 지주(12)는 각각, 상기 테트락스 구조물(18)들 중 개개의 테트락스 구조물로부터의 지주(14)의 끝점(14C)을 연결하는 것인 하중 지탱구조 프레임.
3. 제1항에 있어서, 상기 각각의 테트락스 구조물(18)의 지주(14)는 3개의 연결 테트락스 구조물 지주로부터 각각 약 109.47° 를 이루는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
4. 제2항에 있어서, 상기 각각의 테트락스 구조물(18)의 지주(14)는 3개의 연결 테트락스 구조물 지주로부터 각각 약 109.47° 를 이루는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
5. 제1항에 있어서, 상기 각각의 테트락스 구조물(18)의 지주(14)는 서로 길이가 동일하여 테트락스를 구성하는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
6. 제3항에 있어서, 상기 각각의 테트락스 구조물(18)의 지주(14)는 서로 길이가 동일하여 테트락스를 구성하는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
7. 제4항에 있어서, 상기 각각의 테트락스 구조물(18)의 지주(14)는 서로 길이가 동일하여 테트락스를 구성하는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
8. 제2항에 있어서, 상기 예정된 연결 구조물은 입방 프레임(16)인 것인 하중지탱 구조 프레임.
9. 제4항에 있어서, 상기 예정된 연결 구조물은 입방 프레임(16)인 것인 하중 지탱 구조 프레임.
10. 제7항에 있어서, 상기 예정된 연결 구조물은 입방 프레임(16)인 것인 하중 지탱 구조 프레임.
11. 복수의 상호 연결된 테트락스 프레임(18) 및 입방 프레임(16)을 포함하며,

    각각의 테트락스 프레임(18)은 공통의 원점(14E)으로부터 연장되는 4개의 단단한 압축 지탱 지주(14)를 구비하고, 각각의 입방 프레임(16)은 12개의 단단한 압축 지탱 모서리 지주(12)를 구비하고, 이들 입방 프레임(16) 및 테트락스 프레임(18)의 모든 지주(12, 14)는 서로 거의 동일하고,

    상기 입방 프레임(16) 및 테트락스 프레임(18)은 각각의 테트락스 지주(14)의 끝점(14C)이 입방 프레임의 꼭지점(14C)에 연결되고, 각각의 입방 프레임의 꼭지점(14C)은 테트락스 지주의 끝점(14C)에 연결되도록 상호 연결되며,

    이에 의해, 4개의 지주(14)는 각각의 테트락스 프레임(18)의 중심점(14E)으로부터 연장되고, 4개의 지주(14)는 각각의 입방 프레임(16)의 꼭지점(14C)으로부터 연장되며,

    이에 의해, 각각의 입방 프레임(16)의 중심점으로 이루어지는 점 세트는 이점 세트의 각각의 점이 상기 점 세트의 12개의 인접한 점으로부터 동일한 거리로 이격되어 있는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
12. 8 개의 꼭지점(14C)을 가지는 12 개의 단단한 압축 지탱 지주(12)로 된 입방 프레임(16)과,

    8 개의 외향으로 연장된 단단한 압축 지탱 지주(14)를 포함하며,

    상기 외향으로 연장된 단단한 압축 지탱 지주(14)는 각각 상기 8개의 꼭지점(14C) 각각으로부터 외향으로 연장되고, 끝점(14E)을 구비하는 것인 하중 지탱 구조 프레임용 건축용 블럭.
13. 제12항에 있어서, 상기 12개의 지주(12)는 길이가 모두 동일한 것인 하중 지탱 구조 프레임용 건축용 블럭.
14. 제12항에 있어서, 상기 각각의 외향으로 연장된 지주(14)와 이 지주(14)가 연결된 3개의 입방 지주(12) 사이의 각도는 모두 동일한 것인 하중 지탱 구조 프레임용 건축용 블럭.
15. 제14항에 있어서, 상기 12개 지주(12)는 길이가 모두 동일한 것인 하중 지탱 구조 프레임용 건축용 블럭.
16. 다수의 제12항의 상기 건축용 블럭을 포함하며,

    상기 외향으로 연장된 지주(14) 각각의 끝점(14E)은 각각 상기 외향으로 연장된 지주(14)의 다른 3 개의 끝점(14E)에 연결되는 것인 하중 지탱 구조 프레임.
17. 강도가 적절하고 크기가 서로 거의 동일한 한 세트의 단단한 압축 지탱 지주(12, 14)를 선택하는 단계와,

    상기 지주 세트(12, 14)로부터 한 세트의 단입방체(10)를 제조하는 단계로서, 각각의 단입방체(10)는 12 개의 입방 지주(12)와, 상기 입방 지주(12)의 8개의 꼭지점(14C) 각각으로부터 외향으로 연장된 8개의 대각선 방향 지주(14)를 구비하고, 상기 외향으로 연장된 8개의 지주(14) 각각은 끝점(14E)을 구비하는 단입방체(10) 제조 단계와,

    각각의 단입방체(10)의 각각의 꼭지점(14C)의 외향으로 연장된 지주(14)가 3개의 다른 인접한 단입방체(10)의 외향으로 연장된 지주(14)와 함께 테트락스(18)의 지주(14) 중 하나를 형성하도록, 4개의 개개의 단입방체(10)의 외향으로 연장된 하나의 지주(14)의 상기 끝점(14E)을 연결함으로써 상기 세트의 단입방체(10)를 조립하는 단계를 포함하는 하중 지탱 구조 프레임 제조 방법.
18. 거의 동일한 단단한 압축 지탱 지주(12, 14)의 적합한 세트를 선택하는 단계와,

    상기 지주(12, 14) 중에서 제1 하위 세트의 지주(12)를 연결하여 한 세트의입방 프레임(16)을 형성하는 단계와,

    입방 프레임(16)의 개수의 약 2배의 테트락스(18)가 존재하는 가운데, 상기 지주(12, 14) 중에서 제2 하위 세트의 지주(14)를 연결하여 한 세트의 테트락스 프레임(18)을 형성하는 단계와,

    각각의 테트락스 프레임(18)의 각각의 지주(14)의 끝점(14C)을 입방 프레임(16)의 꼭지점(14C)에 연결하고, 입방 프레임(16)의 각각의 꼭지점(14C)을 테트락스 프레임(18)의 끝점(14C)에 연결하는 단계를 포함하는 하중 지탱 구조 프레임 제조 방법.
19. 거의 동일한 단단한 압축 지탱 지주(12, 14)의 적합한 세트를 선택하는 단계와,

    제1 세트의 지주(14)를 조립하여 제1 세트의 테트락스 구조물(18)을 형성하는 단계와,

    제2 세트의 지주(12)를 조립하여 8 개의 예정된 꼭지점(14C)을 구비하는 제2 세트의 예정된 구조물(16)을 형성하는 단계와,

    상기 테트락스 구조물(18) 중에서 8개의 테트락스 구조물의 지주(14)의 끝점(14C)을 상기 각각의 제2 세트의 구조물(16)의 상기 8개의 꼭지점(14C)에 연결하고, 상기 테트락스 지주(14)의 끝점(14C)을 상기 제2 세트의 구조물(16)의 하나의 꼭지점에 연결하는 단계를 포함하는 하중 지탱 구조 프레임 제조 방법.