KR20080060225A

KR20080060225A - 건축 구조체

Info

Publication number: KR20080060225A
Application number: KR1020087006957A
Authority: KR
Inventors: 이치로 타케시마; 추토무 카모시타
Original assignee: 세키스이케미칼가부시키가이샤
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2008-07-01
Also published as: CN101111646A; KR100925576B1; AU2006307409B2; CA2620488A1; EP1942232A4; EP1942232A1; JP2007120032A; JP3811708B1; EA200800730A1; CA2620488C; WO2007049369A1; AU2006307409A1; US20090064625A1; HK1112034A1; CN100585104C; EA011820B1

Abstract

[과제] 신규한 기본 구조로 이루어지는 튜브 가구를 갖는 건축 구조체를 제공한다. 건축물, 특히 고층 및 초고층의 건축물에 있어서 종래보다 우수한 구조적 안정성과 내진성을 확보할 수 있음과 동시에 종래의 튜브 가구에 의한 건축 구조체보다 더욱 큰 설계상의 자유도를 실현한다.

[해결 수단] 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 외주 튜브 가구를 갖고 육각형 구조 유닛이, 기둥과, 대들보 또는 슬래브의 일부를 포함한다. 구체적으로는 육각형 구조 유닛이 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥을 연결한 2 변을 좌우 대칭으로 각각 배치하고 또한, 수평 방향을 따른 상변과 하변에 각각 대들보, 또는 슬래브의 일부 중 어느 하나를 배치한다.

Description

건축 구조체 {BUILDING STRUCTURE}

본 발명은 건축 구조체에 관한 것으로서 특히 튜브 가구 (架構) 를 갖는 구조 구체 (軀體) 내지는 스켈러튼의 구조에 관한 것이다.

종래, 고층 또는 초고층의 건축 구조체로서는 기둥과 대들보를 3차원 격자형상으로 조합한 순 (純) 라멘 가구가 일반적이었으나 모든 기둥 사이에 대들보가 있기 때문에 내부 설계에 제약이 많다는 결점이 있었다. 이에 대하여 건축물의 외주에 연속적으로 배치된 기둥과 그것을 연결하는 대들보로 구성되는 튜브 가구는 내부에 기둥이나 대들보가 없는 공간을 확보할 수 있기 때문에 설계상의 자유도가 크다는 이점이 있다. 또 건축물 전체가 튜브 형상으로 변형됨으로써 내진성, 내풍압성도 우수해지게 된다.

특허 문헌 1에는 중앙부에는 공용 존이, 외주에는 개별 존이 형성되고 개별 존의 외주에 배치된 외주 기둥과 그 사이의 외주 대들보로 이루어지는 사각형 격자의 일반 라멘 구조를 갖는 외주 튜브 가구를 형성하고 공용 존에는 내주 기둥과 그 사이의 내주 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조를 갖는 내주 튜브 가구를 갖는 이른바 더블 튜브 구조가 개시되어 있다.

특허 문헌 2도 또한 일반 라멘 가구인 외주 가구와 내부 가구를 갖는 더블 튜브 구조를 개시하고 있다.

특허 문헌 3에서는 수직인 기둥과 수평인 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조의 격자 내에 교차하는 가새를 형성한 외주 튜브 가구를 갖는 건축물을 개시 하고 있는데 이 외주 튜브 가구는 종래의 순라멘 가구와 동일한 내력, 강성 (剛性) 을 확보하기 위하여 내부에 슬래브 형상의 다이어프램을 형성하고 있다.

또한 종래, 육각형 격자를 연결한 허니컴 구조는 강고한 구조로 알려져 있어 건축물의 여러 지점 또는 건축 부재로서 이용 (특허 문헌 4, 5 등) 되고 있으나 튜브 가구에 적용하는 것으로는 예를 들어 특허 문헌 6 에 나타내는 바와 같이 수평면 내에서 육각형 격자를 연결하여 허니컴 구조를 형성하고 연직 방향으로 수직 기둥을 개재하여 적층한 구조가 알려져 있다.

또 비특허 문헌 1 에는 곡면 표층에 허니컴 형상의 스틸 부재를 형성하고 내부를 기둥으로 지지한 건축물이 제시되어 있다. 그러나 이 건축물의 표층에 있어서의 허니컴 형상의 스틸 부재는 동일 형태의 육각형 격자를 균등한 밸런스로 연결한 것이 아니고 격자의 각 변도 일반적인 선 형상 부재 (기둥, 대들보 등) 가 아니다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-317565호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-251056호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평7-197535호

특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평9-4130호

특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 평10-18431호

특허 문헌 6 : 일본 공개특허공보 평9-60301호

비특허 문헌 1 :「그라운드ㆍ제로 재생을 위한 시동 뉴욕 WTC 철거지 건축 컴페티션 선집」스잔느ㆍ스티븐스 저, 시모야마 유우코 번역, 2004년 12월 1일 발행, 발행소 주식회사 에쿠스나렛지, p.137

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

종래의 튜브 가구의 기본 구조는 수직인 기둥 (수직 기둥) 과 수평인 대들보로 이루어지는 사각형 격자를 결합시킨 일반 라멘 구조이다. 그리고 특히 고층이나 초고층의 건축물에 있어서 일정한 구조적 안정성과 내진성을 확보하기 위해서는 단순히 외주 튜브 가구만으로는 불충분한 경우가 많고 그 때문에 외주 튜브 가구 및/또는 내부 튜브 가구의 기둥을 일정 이상의 밀도로 배치하거나 내부 튜브 가구를 형성하거나 외주 튜브 가구와 내부 튜브 가구를 플랫 슬래브나 특정한 대들보로 결합하거나 외주 튜브 가구 내에 서브 프레임을 추가로 끼워넣거나 복수의 외주 튜브 가구끼리를 연결하는 등 다양한 구조적 제약이 필수적이 되는 경우가 대부분이었다.

예를 들어 특허 문헌 1 및 2에서는 적어도 더블 튜브 가구로 하는 것이 필수적이고 특허 문헌 3에서는 수평한 슬래브 형상의 다이어프램을 내부에 형성하는 것이 필수적이다.

이와 같이 튜브 가구의 기본 구조로서 수직 기둥과 수평 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조를 구조 유닛으로서 채용하는 한, 특히 고층 또는 초고층이 될수록 구조상의 강도를 확보하기 위하여 여러 제약이 필요하게 되어 튜브 가구의 이점인 설계상의 자유도가 저해되게 되어 있었다.

또, 허니컴 구조를 튜브 가구에 적용하는 것의 대부분은 특허 문헌 6 과 같이 수평면 내에 허니컴 구조를 형성하고 연직 방향으로는 수직 기둥을 개재하여 적층하는 것으로서 적어도 연직 하중에 대해서는 일반 라멘 가구와 마찬가지로 수직 기둥에 의하여 지지하고 있다.

또, 비특허 문헌 1에서는 표층에 허니컴 형상의 스틸 부재를 형성하고 있지만 내부에 지지 기둥을 필요로 하고 있어 표층에서만 전체를 지지하는 것이 아니다.

이상에서 서술한 현 상황을 감안하여 본 발명은, 종래의 튜브 가구의 기본 구조와는 완전히 상이한 신규 기본 구조로 이루어지는 튜브 가구를 갖는 건축 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 건축 구조체에 있어서 특히 고층 및 초고층에 적용되는 건축 구조체에 있어서 외주 튜브 가구만으로 종래보다 우수한 구조적 안정성과 내진성을 확보할 수 있음과 동시에 종래의 튜브 가구에 의한 건축 구조체보다 더욱 큰 설계상의 자유도를 실현하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 제공한다.

(1) 청구항 1 에 관련된 건축 구조체는 6 개의 변으로 구성되는 육각형 구조 유닛의 각 변을 인접하는 유닛과 공유시켜 허니컴 형상으로 강 (剛) 접합시켜 메인 프레임을 형성한 외주 튜브 가구를 갖고 상기 육각형 구조 유닛이 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥을 연결한 2 변을 좌우 대칭으로 각각 배치하고 또한, 수평 방향을 따른 상변과 하변에 각각 대들보, 또는 슬래브의 일부 중 어느 하나를 배치한 것을 특징으로 한다.

(2) 청구항 2 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 에 있어서 상기 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 한다.

(3) 청구항 3 에 관련된 건축 구조체는 청구항 2 에 있어서 상기 슬래브 사이를 4 층으로 구획하는 서브 프레임을 형성하는 것을 특징으로 한다.

(4) 청구항 4 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 에 있어서 상기 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 한다.

(5) 청구항 5 에 관련된 건축 구조체는 청구항 4 에 있어서 상기 슬래브 사이를 2 층으로 구획하는 서브 프레임을 형성하는 것을 특징으로 한다.

(6) 청구항 6 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 에 있어서 상기 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한 부분과 상기 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 복수의 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 한다.

(7) 청구항 7 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 ~ 6 중의 어느 한 항에 있어서 상기 외주 튜브 가구의 내측에 연직 방향으로 연장되는 메인 프레임으로서의 1 또는 복수의 중간 기둥을 형성하는 것을 특징으로 한다.

(8) 청구항 8 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 ~ 7 중의 어느 한 항에 있어서 상기 외주 튜브 가구의 내측에 있어서 제 2 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 1 또는 복수의 내부 튜브 가구를 갖는 것을 특징으로 한다.

(9) 청구항 9 에 관련된 건축 구조체는, 청구항 8 에 있어서, 상기 제 2 육각형 구조 유닛의 높이가 상기 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 인 것을 특징으로 한다.

(10) 청구항 10 에 관련된 건축 구조체는, 청구항 8 또는 9 에 있어서, 상기 외주 튜브 가구와 상기 내부 튜브 가구가 메인 프레임으로서의 슬래브 또는 대들보를 개재하여 결합 되어 있는 것을 특징으로 한다.

(11) 청구항 11 에 관련된 건축 구조체는 청구항 8 ~ 10 중의 어느 한 항에 있어서 상기 내부 튜브 가구의 내측에 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 한다.

(12) 청구항 12 에 관련된 건축 구조체는 청구항 8 ~ 10 중의 어느 한 항에 있어서 상기 내부 튜브 가구의 내측을 보이드로 하는 것을 특징으로 한다.

(13) 청구항 13 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 ~ 12 중의 어느 한 항에 있어서 상기 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성하는 경우 그 슬래브가 플랫 슬래브 또는 대들보 장착 슬래브인 것을 특징으로 한다.

(14) 청구항 14 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 ~ 13 중의 어느 한 항에 있어서 상기 외주 튜브 가구의 정상부에서 복수의 오각형 구조 유닛을 삽입한 돔 형상부를 갖는 것을 특징으로 한다.

(15) 청구항 15 에 관련된 건축 구조체는 청구항 1 ~ 14 중의 어느 한 항에 있어서 상기 외주 튜브 가구의 축 방향의 일부에 있어서 복수의 오각형 구조 유닛을 삽입한 튜브 폭원 (幅員) 이행부를 갖고 상기 튜브 폭원 이행부의 상방 부분에 있어서의 상기 외주 튜브 가구의 폭원이 하방 부분에 있어서의 그 외주 튜브 가구의 폭원보다 작은 것을 특징으로 한다.

(16) 청구항 16 에 관련된 확대 건축 구조체는 청구항 1 ~ 15 중의 어느 한 항에 기재된 건축 구조체를 복수 사용하여 구성되고 인접하는 2 개의 건축 구조체끼리가 각각의 외주 튜브 가구에 있어서의 일부의 상기 육각형 구조 유닛을 공유함으로써 결합 된 것을 특징으로 한다.

(17) 청구항 17 에 관련된 확대 건축 구조체는 청구항 1 ~ 15 중의 어느 한 항에 기재된 건축 구조체를 복수 사용하여 구성되고 서로 간격을 두고 배치된 복수의 상기 건축 구조체를 메인 프레임으로서의 대들보 또는 슬래브에 의하여 결합한 것을 특징으로 한다.

(18) 청구항 18 에 기재된 건축 구조체는 X 형상 또는 A 형상으로 결합된 2 개의 경사형 외주 튜브 가구를 갖고 2 개의 상기 경사형 외주 튜브 가구의 각각이 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.

(19) 청구항 19 에 기재된 건축 구조체는 청구항 18 에 있어서 상기 2 개의 경사형 외주 튜브 가구의 각각의 내측에 있어서, 제 2 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 경사형 내부 튜브 가구를 각각 형성하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

ㆍ청구항 1에 관련된 기본 구조를 갖는 건축 구조체에서는 메인 프레임인 외주 튜브 가구가 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상 즉 벌집 형상으로 강접합함으로써 형성된다. 메인 프레임은 구조 구체의 주요부를 구성하고 있어 구조 내력상 주요한 부분이다. 각각의 육각형 구조 유닛은 육각형 격자 형상으로서 이것들이 허니컴 형상으로 강접합되는 경우, 육각형 격자의 각 변은 인접하는 육각형 격자의 각 변과 공유되게 된다. 그리고 허니컴 형상으로 강접합시킨 것 전체를 통형상으로 함으로써 매우 강고한 튜브 가구를 실현할 수 있다. 육각형 구조 유닛의 각 변은 메인 프레임의 부재로 구성되는데 예를 들어 기둥, 대들보, 또는 슬래브의 일부이다.

이와 같이 본 발명의 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 외주 튜브 가구는 대들보 (또는 슬래브의 일부) 가 수평 방향으로 연속되어 있지 않고 기둥도 모두 지그재그로 연속되는 경사 기둥으로 구성되어 있는 점에서 종래의 일반 라멘 구조의 튜브 가구와는 완전히 상이한 구성이다.

또 본 발명의 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 외주 튜브 가구는 튜브 가구의 주위면을 허니컴 구조로 형성하고 있는 점에서 종래의 수평면 내에 허니컴 구조를 형성하고 연직 방향으로는 수직 기둥을 개재하여 적층한 육각형 튜브 가구와도 완전히 상이한 구성이다.

본 발명에 의한 건축 구조체에서는 외주 튜브 가구만으로 고층 및 초고층의 메인 프레임으로서 건축물 전체의 구조적 안정성과 내진성을 확보하는 것이 가능해진다. 즉, 전술한 종래 기술에 있어서의 더블 튜브로 하거나 슬래브 형상의 다이어프램을 내부에 형성하거나 내부에 지지 기둥을 형성하거나 할 필요가 없다. 이렇게 함으로써 부재량을 저감할 수 있고 공기 (工期) 도 단축할 수 있으며 또한 자유로운 내부 공간을 확보할 수 있다. 또한 이와 같은 육각형 구조 유닛의 허니컴 형상 결합 구조는 기술 분야는 전혀 상이하나 나노테크놀로지 분야에 있어서의 카본 나노 튜브의 탄소끼리의 강고한 결합 구조와 본질적으로 공통되는 점이 있다. 카본 나노 튜브는 탄소 원자가 육각형의 허니컴 형상으로 결합 되어 전체가 통형상으로 된 구조로서 굽힘이나 인장에 매우 강하여 안정적인 것으로 알려져 있다.

본 발명에 의한 건축 구조체는 튜브 구조인 점에서 어느 방향에서나 가해지는 수평 부하에 대해서도 큰 지지력을 발휘할 수 있다. 또, 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 외주 튜브 가구에 있어서의 모든 기둥과 대들보 (또는 슬래브의 일부) 의 결합이 밸런스면에서 안정적으로 되어 있다. 이 결과 부하력에 의하여 기둥과 대들보 (또는 슬래브의 일부) 의 결절점 (結節點) 에서 발생하는 응력이 일반 라멘 구조로 이루어지는 외주 튜브 가구에 있어서의 응력에 비하여 작아진다. 이것은 굽힘 응력의 일부가 부재 (경사 기둥이나 대들보 등) 의 축력 (軸力) 으로 변환되어 전달되기 때문이다. 그리고 일반적인 RC 등의 부재는 압축력에 대하여 강하기 때문에 축력을 지지하는 점에서 유리하다.

구조 해석의 결과로부터도 본 발명의 허니컴 형상으로 강접합된 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 외주 튜브 가구는 종래의 수직 기둥과 수평 대들보에 의한 일반 라멘 구조로 이루어지는 외주 튜브 가구에 비하여 동일한 수평 부하에 대한 변형이 작다는 것이 확인되었다. 이것은 바꾸어 말하면 동일한 변형을 일으키는 수평 부하에 대하여 종래의 외주 튜브 가구에 비하여 가는 기둥 및 대들보를 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 이 결과 구조체 총량을 저감할 수 있어 비용 삭감이 가능하다.

마찬가지로 구조 해석의 결과로부터 수평 부하에 대한 육각형 구조 유닛의 각 변에 작용하는 굽힘 모멘트에 대해서도 종래의 수직 기둥과 수평 대들보에 의한 일반 라멘 구조로 이루어지는 외주 튜브 가구에 있어서의 그것보다도 작아 부담이 경감되는 것이 확인되었다. 이것은 바꾸어 말하면 동일한 굽힘 모멘트를 일으키는 경우에 종래의 외주 튜브 가구에 비하여 가는 기둥 및 대들보를 사용할 수 있다는 것을 의미한다. 이 결과, 구조체 총량을 저감할 수 있어 비용 삭감이 가능하다.

게다가 육각형 구조 유닛의 좌우 양변에 2 개씩 존재하는 경사 기둥은 연직 방향을 따라서 지그재그 형상으로 연결되게 되어 말하자면 기둥과 가새의 양방의 역할을 동시에 수행하는 점에서 장기간의 연직 하중을 지지할 뿐만 아니라 수평 방향 등의 연직 방향 이외의 단기간의 외력 부하까지도 효과적으로 지지할 수 있다.

또, 외주 튜브 가구의 면 상에 있어서의 구성 부재의 모든 부위가 선재 구조체이기 때문에 개구를 형성하기 쉽다.

기본적으로 동일 형상의 다수의 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 구조이므로 모든 기둥과 대들보의 크기 및 형상을 1 종류 또는 여러 종류로 통일할 수 있기 때문에 시공성의 향상과 단공기화, 비용 삭감을 도모할 수 있다.

육각형 구조 유닛을 미리 유닛화하여 프리캐스트 콘크리트로 한 프레스트레스트 콘크리트 구조로 하여 시공성의 향상과 단공기화, 비용 삭감을 도모할 수 있다.

육각형 구조 유닛으로 이루어지는 허니컴 구조를 외주 튜브 가구로서 사용하는 것은 건축물의 미적 외관에도 기여한다.

청구항 2에서는 육각형 구조 유닛의 높이와 동일한 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한다. 또, 청구항 4에서는 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 과 동일한 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한다. 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성함으로써 건축 구조체 전체의 강도 향상을 실현할 수 있다. 이 결과, 외주 튜브 가구의 부담을 경감할 수 있어 외주 튜브 가구의 기둥이나 대들보의 크기를 적절히 가늘게 하는 것도 가능해진다. 이와 같이 외주 튜브 가구에 더하여 또 다른 메인 프레임 요소를 추가한 경우에는 각각의 부담 비율을 설계에 의하여 조정할 수 있고 또 사용하는 부재의 크기 등을 조정할 수 있다.

청구항 5에서는 슬래브 사이를 4 층으로 구획하는 서브 프레임을 형성한다. 또, 청구항 8에서는 슬래브 사이를 2 층으로 구획하는 서브 프레임을 형성한다. 서브 프레임도 또한 구조 구체의 일부이지만 주로 각 층을 지지하는 것으로서 건축 구조체 전체의 내진성과 내풍압성을 부담할 필요는 없다. 따라서 메인 프레임인 슬래브 사이의 임의의 위치에 서브 프레임을 접합하거나 분리하거나 할 수 있기 때문에 평면적 및 입체적인 공간의 자유도가 크다.

육각형 구조 유닛의 높이를 건축물 4 층분의 계고 (階高) 로 하는 경우에는 실제로는 2 층마다 대들보가 교대로 형성되게 된다 (연직 방향으로 결합된 복수의 육각형 구조 유닛의 열은 그것에 인접하는 열에 대하여 유닛 높이의 2 분의 1 만큼 어긋나 있기 때문이다). 이 때문에 메인 프레임에 있어서는 2 층 또는 4 층의 공간을 형성하는 것이 용이하다.

ㆍ청구항 6에서는 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한 부분과 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 과 동일한 간격으로 복수의 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성한 부분을 혼재시킨다. 이 경우 청구항 2 ~ 5 에 대하여 서술한 것과 동일한 효과를 발휘하는 것에 더하여 내부 설계의 베리에이션이 더욱 크다는 이점이 있다.

ㆍ청구항 7에서는, 외주 튜브 가구의 내측에 연직 방향으로 연장되는 메인 프레임으로서의 1 또는 복수의 중간 기둥을 형성함으로써 건축 구조체의 강도 향상을 실현할 수 있다. 특히 장기간의 연직 하중에 대한 강도를 강화시킬 수 있다. 이 결과, 외주 튜브 가구의 부담을 경감할 수 있어 외주 튜브 가구의 기둥이나 대들보의 크기를 적절히 가늘게 하는 것도 가능해진다.

ㆍ청구항 8에서는 외주 튜브 가구의 내측에 있어서 제 2 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 1 또는 복수의 내부 튜브 가구를 형성함으로써 더블 튜브 가구가 된다. 내부 튜브 가구는 외주 튜브 가구와 마찬가지로 제 2 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 형성하므로 매우 강고하다. 단, 육각형 구조 유닛과 제 2 육각형 구조 유닛은 반드시 동일한 형상이 아니다. 내부 튜브 가구를 형성하는 것은 건축 구조체의 강도 향상에 크게 기여한다. 그 결과, 외주 튜브 가구의 부담을 경감할 수 있고 외주 튜브 가구의 기둥이나 대들보의 크기를 적절히 가늘게 하는 것도 가능해진다.

ㆍ청구항 9에서는 내부 튜브 가구의 제 2 육각형 구조 유닛의 높이가 외주 튜브 가구의 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1이다. 제 2 육각형 구조 유닛 높이를 작게 함으로써 대응하는 각 변의 경사 기둥도 짧아지기 때문에 굽힘이나 인장에 대하여 더욱 강고해진다. 또, 연직 방향에 있어서의 육각형 구조 유닛과 제 2 육각형 구조 유닛과의 정합 (整合) 위치 (하변 또는 상변이 동일한 수평 위치에 있다) 에 있어서 쌍방을 결합하기 위한 슬래브나 대들보를 형성하기 쉽다.

ㆍ청구항 10에서는 외주 튜브 가구와 내부 튜브 가구가 메인 프레임으로서의 슬래브 또는 대들보를 개재하여 결합 되어 있음으로써 건축 구조체 전체의 강도 향상을 실현할 수 있다.

ㆍ청구항 11에서는 내부 튜브 가구의 내측에 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성함으로써 내부 튜브 가구가 더욱 강고해지게 된다.

ㆍ청구항 12에서는 내부 튜브 가구의 내측을 보이드 (중공) 로 함으로써 여러 구성 요소를 끼워 넣을 수 있다. 예를 들어, 엘리베이터나 공용 설비 배관 스페이스, 계단, 계단통 등의 설치에 큰 자유도가 있다. 또한 본 발명의 건축 구조체는 외주 튜브 가구만으로 전체를 지지할 수 있기 때문에 코어 부분 (내부 튜브 가구) 내부의 공간 자유도가 크다.

ㆍ청구항 13에서는 메인 프레임으로서의 슬래브가 플랫 슬래브 또는 대들보 장착 슬래브의 어느 것이어도 된다. 플랫 슬래브는 개별 존 내에 대들보가 없다는 이점이 있고 대들보 장착 슬래브는 슬래브 두께를 얇게 할 수 있는 이점이 있다.

ㆍ청구항 14에서는 외주 튜브 가구의 정상부에서 복수의 오각형 구조 유닛을 삽입한 돔 형상부를 가짐으로써 건축물의 정상부를 둥그스름한 돔 형상으로 닫을 수 있게 된다. 디자인 측면에서의 베리에이션을 풍부하게 할 수 있다. 또 삽입되는 오각형 구조 유닛의 부분은 악영향을 미치는 변형이나 응력을 발생시키지 않고 다른 육각형 구조 유닛의 부분과 결합 되기 때문에 구조적인 강도에도 쉽게 문제를 발생시키지 않는다.

ㆍ청구항 15에서는 외주 튜브 가구의 축 방향의 일부에 있어서 복수의 오각형 구조 유닛을 삽입한 튜브 폭원 이행부를 가짐으로써 외주 튜브 가구의 폭을 하방으로부터 상방을 향하여 축소시킬 수 있다. 예를 들어 고층 또는 초고층의 건축물에 있어서 상층 부분에서 오는 부하를 경감시키기 위하여 튜브 폭원 이행부를 형성하여 상층 부분을 축소시키는 것이 유용하다. 디자인 측면에서의 베리에이션을 풍부하게도 할 수 있다. 외주 튜브 가구의 폭은 평면 형상이 원형인 튜브의 경우에는 직경에 상당하고 평면 형상이 다각형인 튜브의 경우에는 평균 직경이나 스팬 길이에 상당한다. 또, 삽입되는 오각형 구조 유닛의 부분은 악영향을 미치는 변형이나 응력을 일으키지 않고 다른 육각형 구조 유닛의 부분과 결합 되기 때문에 구조적인 강도에도 문제를 일으키지 않는다.

ㆍ청구항 16에서는 청구항 1 ~ 15 에 기재된 건축 구조체를 복수 사용하여 구성되는 확대 건축 구조체이다. 각각의 건축 구조체가 전술한 바와 같은 구조적 강도를 갖는 것에 더하여 서로 외주 튜브 가구의 일부를 공유하여 결합됨으로써 건축 구조체 전체가 수평 부하에 의한 굽힘이나 비틀림에 의한 변형에 대하여 강고한 내진성, 내풍압성을 갖는 구조가 된다.

ㆍ청구항 17에서는 청구항 1 ~ 15 에 기재된 건축 구조체를 복수 사용하여 구성되는 확대 건축 구조체이다. 각각의 건축 구조체가 전술한 바와 같은 구조적 강도를 갖는 것에 더하여 서로 메인 프레임으로서의 대들보 또는 슬래브에 의하여 결합됨으로써 확대 건축 구조체 전체가 수평 부하에 의한 굽힘이나 비틀림에 의한 변형에 대하여 강고한 내진성, 내풍압성을 갖는 구조가 된다.

ㆍ청구항 18에서는 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합하여 각각 형성된 2 개의 경사형 외주 튜브 가구가 X 형상 또는 A 형상으로 결합 되어 있기 때문에 수평 부하에 의한 굽힘이나 비틀림에 의한 변형에 대하여 강고한 내진성 및 내풍압성을 갖는 구조가 된다.

ㆍ청구항 19에서는 X 형상 또는 A 형상으로 결합 된 2 개의 경사형 외주 튜브 가구의 각각의 내측에 있어서 제 2 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 형성되는 메인 프레임으로서의 경사형 내부 튜브 가구를 각각 형성함으로써 구조적인 강도를 향상시킬 수 있다. 게다가 경사형 내부 튜브 가구끼리를 인접시켜 직접 결합하거나 슬래브나 대들보를 개재하여 결합하거나 할 수 있다. 또, 각각의 내부 튜브 가구의 내측에 엘리베이터나 공용 설비 배관 등의 다양한 구성 요소를 끼워 넣을 수도 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다.

도 1A ~ 도 1C 는 본 발명에 의한 건축 구조체의 기본 형태를 나타내는 도면이다. 도 1A 는 외관 사시도이고 도 1B 는 부분 확대도이며 도 1C 는 평면도이다.

도 1A 는 건축 구조체의 메인 프레임인 외주 튜브 가구 (1) 이다. 외주 튜브 가구 (1) 는 6 개의 변으로 구성되는 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시킴으로써 형성된 통체 즉 튜브 형상을 갖는다. 튜브의 축은 연직 방향을 따라 연장되어 있다. 메인 프레임은 구조 구체의 주요부로서 구조 내력상 주요한 부분이다. 육각형 구조 유닛의 각 변은 메인 프레임의 구성 요소로서 기둥, 대들보, 또는 슬래브의 일부이다. 도시한 예에서는 육각형 구조 유닛의 각 변이 모두 기둥과 대들보로 구성되어 있다. 또, 도시한 예에서는 통체가 각통으로 되어 있으나 원통이어도 된다.

또한, 본 발명에 의한 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 전체가 허니컴 형상으로 강접합된 육각형 구조 유닛으로 형성되는 형태가 기본이지만 본 발명의 주지 (主旨) 를 따르는 한, 또 구조 역학상 허용되는 한 외주 튜브 가구 (1) 의 일부에 육각형 구조 유닛 이외의 구조를 끼워 넣은 경우에도 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 한다.

도 1B 는 도 1A 의 외주 튜브 가구 (1) 의 일부를 확대하여 나타낸 것이다. 1 개의 육각형 구조 유닛 (10) 은 하변 (11), 상변 (12), 좌하변 (13), 좌상변 (14), 우하변 (15), 우상변 (16) 의 6 개의 변에 메인 프레임을 구성하는 부재를 배치하고 결합시킴으로써 육각형의 격자를 형성하고 있다. 게다가 1 개의 육각형 구조 유닛 (10) 은 그 주위가 6 개의 동일한 형상의 육각형 구조 유닛에 의하여 둘러싸여 있고 각 변을 각각 인접하는 육각형 구조 유닛과 공유하고 있다. 또한, 연직 방향 (G) 을 따라 결합된 복수의 육각형 구조 유닛 (10) 으로 이루어지는 a 열과 a 열의 옆에 위치하여 마찬가지로 연직 방향 (G) 을 따라 결합된 복수의 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 b 열은, 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 길이만큼 서로 다르게 엇갈린 위치에 있다. 그리고 튜브의 둘레 방향을 따라 a 열과 b 열이 교대로 존재한다.

육각형 구조 유닛 (10) 은 좌우 대칭 형상으로서 예를 들어 우변에 대해서는 각각 연직 방향 (G) 에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥인 우하변 (15) 과 우상변 (16) 을 연결하여 배치시키고 있다. 우하변 (15) 은 연직 방향 (G) 에 대하여 각도 -α 만큼 경사져 있고 우상변 (16) 은 연직 방향 (G) 에 대하여 각도 α 만큼 경사져 있다. 좌변을 구성하는 좌하변 (13) 과 좌상변 (14) 에 대해서도 동일하게 경사진 경사 기둥이다.

도 1C 에 나타내는 바와 같이 도시한 예에서는 외주 튜브 가구 (1) 의 평면 형상이 거의 사각형이다. 평면 형상의 네 모서리에 각각 배치된 육각형 구조 유닛 (10) 의 면이 사각형의 정점 방향을 향하고 있기 때문에 평면 형상의 네 모서리가 절결된 형상으로 되어 있다. 외주 튜브 가구 (1) 의 평면 형상은 원형 또는 임의의 다각형 중 어느 하나이어도 되고 또 오목부를 포함한 형상이어도 된다.

육각형 구조 유닛 (10) 의 각 변은 기둥과 대들보를 이용하여 구성할 수 있다. 좌하변 (13), 좌상변 (14), 우하변 (15) 및 우상변 (16) 의 4 개의 변은 상기 한 바와 같이 경사 기둥으로서 하변 (11) 과 상변 (12) 에 대해서는 대들보 또는 슬래브의 일부로 한다. 기둥과 기둥, 기둥과 대들보, 기둥과 슬래브의 일부와의 접합은 강접합이며 이 접합에는 공지된 여러 수단을 사용할 수 있다.

하변 (11) 과 상변 (12) 은 쌍방 모두 대들보이어도 되고 쌍방 모두 슬래브의 일부이어도 되며 혹은 일방이 대들보이고 타방이 슬래브의 일부이어도 된다. 「슬래브의 일부」란, 예를 들어 슬래브의 단부 (端部) 이다 (후술하는 도 4 참조). 혹은, 슬래브가 외팔보 형상으로 외주 튜브 가구 (1) 로부터 돌출되는 경우에는 그 돌출 부분의 기부 (基部) 이다.

메인 프레임으로서 사용하는 슬래브는 플랫 슬래브 또는 대들보 장착 슬래브의 어느 하나이어도 된다. 후술하는 다른 실시형태에 있어서도 동일하다. 대들보가 없는 플랫 슬래브는 공간 자유도가 제약받지 않는 점에서 바람직하다.

또한, 육각형 구조 유닛 (10) 의 스케일에 대해서는 여러 가지로 설정할 수 있다. 예를 들어 육각형 구조 유닛 (10) 의 높이를 건축물 1 층분의 계고로 할 수도 있으나 건축물 2 층분 혹은 4 층분의 계고로 하는 것이 공간의 자유도가 커지는 점에서 바람직하다. 또한, 육각형 구조 유닛 (10) 은 반드시 정육각형이 아니어도 되지만 좌우에 배치되는 각각의 4 변은 동일한 길이로 하고 또 상변과 하변도 동일한 길이로 한다.

도 2A ~ 도 2D 는 본 발명과 종래 기술에 대응하는 2 개의 구조 모델을 비교한 결과이다. 이것들을 참조하면서 도 1A 에 나타낸 외주 튜브 가구를 갖는 본 발명에 의한 건축 구조체의 구조 특성을 설명한다. 도 2A 는 본 발명과 종래 기술을 비교하기 위한 구조 해석의 조건 설명도이고 도 2B 는 수평 부하에 대한 변형을 비교한 결과를 나타내는 도면이며 도 2C 는 변형에 관련되는 부재를 비교한 결과를 나타내는 도면이고 도 2D 는 수평 부하에 대한 응력을 비교한 결과를 나타내는 도면이다.

일반적으로 기둥 등 (대들보나 슬래브의 일부를 포함한다) 이 외주부에 다수 밸런스를 갖고 세워져 형성되는 튜브 가구는 구조 안정성이 높아 내진성과 내풍압성이 우수하다. 본 발명에 의한 건축 구조체는 종래의 튜브 가구의 특성을 구비할 뿐만 아니라 이하의 효과를 갖는다. 즉, 모든 기둥이 경사 기둥이고 그것들이 상하 방향으로 연결되어 있음으로써 장기간의 연직 하중을 지지할 뿐만 아니라 수평 등의 단기간의 외력 부하도 효과적으로 지지할 수 있다. 즉, 경사 기둥은 말하자면 기둥과 가새의 양방의 역할을 동시에 하고 있다.

그리고, 육각형 구조 유닛에 의한 외주 튜브 가구에서는 부하력에 의하여 기둥과 대들보 (또는 슬래브의 일부) 에 있어서 발생 되는 굽힘 모멘트의 응력이 수직 기둥과 수평 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조의 튜브 가구보다 작아진다.

도 2A 에 있어서 (A) 가 본 발명의 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합하여 형성되는 외주 튜브 가구의 구조 모델인「육각 튜브 가구」이며 (B) 가 수직 기둥과 수평 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조 모델인「수직 기둥 튜브 가구」이다.

육각 튜브 가구와 수직 기둥 튜브 가구는 구조 모델 전체의 평면 형상 (외주 부 52.3m) 및 평면 치수 (면적 193.1m²),높이 치수 (6m × 5 층 = 30m) 의 조건을 동일하게 하여 기둥과 대들보의 교점 수를 동일하게 하였다. 육각 튜브 가구는 수직 기둥 튜브 가구의 각 기둥을 도 2A 에 나타내는 바와 같이 경사지게 한 가구로 하였다.

제 1 구조 해석에서는 도 2B 에 나타내는 바와 같이 기둥, 대들보 모두 RC-500mm × 500mm 의 동일한 치수 부재로 한 경우의 변형을 비교하였다. 구체적으로는 구조 1 차 설계에 필요시 되는 수평력을 부여하여 해석하였다. 해석 결과는 도 2B 중에 수치로 나타내는 바와 같이, (B) 의 수직 기둥 튜브 가구가 최대 50mm 인 것에 반하여 (A) 의 육각 튜브 가구는 최대 34mm 의 변형이었다. 따라서 육각 튜브 가구가 변형량이 작아 구조 강도가 큰 것으로 증명되었다.

제 2 구조 해석에서는 도 2C 에 나타내는 바와 같이 양 가구 모두 1/250 의 변형각으로 한 경우의 기둥, 대들보 부재의 단면 치수를 비교하였다. 해석 결과는 도 2C 아래에 각각 기재하는 바와 같이 (B) 의 수직 기둥 튜브 가구가 기둥, 대들보 모두 RC-550mm × 550mm 인 것에 반하여 (A) 의 육각 튜브 가구는 기둥, 대들보 모두 RC-500mm × 500mm 이었다. 따라서 거의 동일한 구조 강도의 경우에는 육각 튜브 가구 쪽이 기둥, 대들보 부재의 단면 치수가 작아 구조체의 총량을 작게 할 수 있는 것으로 판명되었다.

제 3 구조 해석에서는 도 2D 에 나타내는 바와 같이 동일 조건에 있어서의 수직 기둥 튜브 가구와 육각 튜브 가구와의 응력을 비교하였다. 도 2D 에서는 각 튜브 가구의 우측면에 있어서의 각 기둥과 각 대들보의 굽힘 모멘트가 도시되어 있다. 또, 각 도면의 오른쪽 아래에 각각 도시된 모멘트도는 대표적인 수치를 나타낸다. 해석 결과는 (B) 의 수직 기둥 튜브 가구의 기둥이 277kNㆍm, 대들보가 393kNㆍm 인 것에 반하여 (A) 의 육각 튜브 가구의 기둥이 190kNㆍm, 대들보가 365kNㆍm 이었다. 따라서 육각 튜브 가구 쪽이 기둥, 대들보 모두 굽힘 모멘트 즉 응력이 작고 보다 작은 부재로 구성할 수 있어 구조체 총량을 작게 할 수 있는 것으로 판명되었다.

이상의 구조 해석 결과로부터 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합하여 형성되는 외주 튜브 가구 쪽이, 수직 기둥과 수평 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조의 튜브 가구보다 구조 강도가 크고 내진성이나 내풍압성이 더욱 우수한 건축 구조체라고 할 수 있다. 또, 동일한 강도 조건이라면 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합하여 형성되는 외주 튜브 가구 쪽이 일반 라멘 구조의 튜브 가구보다 구조체 총량을 작게 할 수 있기 때문에 자재 저감화ㆍ자원 절약화를 할 수 있고 또한 구조체 비용을 삭감할 수 있다.

또한, 본 발명의 건축 구조체는 다양한 구조재료에 의하여 건설할 수 있으며, 목조, 철골조, RC조, SRC조, CFT조, 프레스트레스트 콘크리트조 등으로 할 수 있다.

이하, 도 3 ~ 도 21 을 참조하면서 본 발명의 건축 구조체의 여러 가지의 실시형태를 설명한다.

도 3의 건축 구조체는 도 1A 와 마찬가지로 기둥과 대들보로 이루어지는 외 주 튜브 가구 (1) 를 갖고 그 내부에 복수의 슬래브 (21a, 21b) 를 형성하고 있다. 연직 방향으로 결합된 a 열의 육각형 구조 유닛에 있어서는 하변과 상변의 대들보 (11a) 에 대하여 슬래브 (21a) 가 접합 되어 있다. 한편 인접하는 b 열의 육각형 구조 유닛에 있어서도 하변과 상변의 대들보 (11b) 에 대하여 슬래브 (21b) 가 접합되어 있다. 따라서 a 열의 슬래브 (21a) 와 b 열의 슬래브 (21b) 는 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 거리만큼 높이 방향으로 이간 되어 서로 배치되어 있다.

도 3에서는 a 열의 육각형 구조 유닛의 대들보 (11a) 에 접합 되는 슬래브 (21a) 의 평면 형상이 그 단부 (21a2) 가 b 열의 육각형 구조 유닛의 면 상으로부터 후퇴하듯이 절결 되어 있다. 또한 b 열의 육각형 구조 유닛의 대들보 (11b) 에 접합되는 슬래브 (21b) 의 평면 형상은 그 단부 (21b2) 가 a 열의 육각형 구조 유닛의 면 상으로부터 후퇴하듯이 절결 되어 있다.

도 4의 건축 구조체는 기둥과 슬래브의 일부로 이루어지는 외주 튜브 가구 (2) 를 갖는다. 본 형태에서는 연직 방향으로 결합된 a 열의 육각형 구조 유닛의 하변과 상변에는 대들보가 없다. 그 대신에 내부에 형성된 슬래브 (21a) 의 단부 (21a1) 가 좌우 양측의 경사 기둥의 단부와 접합됨으로써 육각형 구조 유닛의 하변 및 상변을 구성한다. 한편 인접하는 b 열의 육각형 구조 유닛에 있어서도 하변과 상변에는 대들보가 없다. 그 대신에 내부에 형성된 슬래브 (21b) 의 단부 (21b1) 가 좌우 양측의 경사 기둥의 단부와 접합됨으로써 육각형 구조 유닛의 하변 및 상변을 구성한다. a 열의 슬래브 (21a) 와 b 열의 슬래브 (21b) 는 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 거리만큼 높이 방향으로 이간 되어 서로 배치되어 있다.

도 4에서는 a 열의 육각형 구조 유닛에 접합 되는 슬래브 (21a) 의 평면 형상이 그 단부 (21a2) 가 b 열의 육각형 구조 유닛의 면 상으로부터 후퇴하듯이 절결되어 있다. 또한 b 열의 육각형 구조 유닛에 접합 되는 슬래브 (21b) 의 평면 형상은, 그 단부 (21b2) 가 a 열의 육각형 구조 유닛의 면 상으로부터 후퇴하듯이 절결되어 있다.

도 5 의 건축 구조체는, 도 1A 와 동일하게, 기둥과 대들보로 이루어지는 외주 튜브 가구 (1) 를 갖고, 그 내부에 복수의 슬래브 (21a) 를 형성하고 있다. 연직 방향으로 결합된 a 열의 육각형 구조 유닛에 있어서는, 하변과 상변의 대들보 (11a) 에 대하여 슬래브 (21a) 가 접합되어 있다. 한편, 인접하는 b 열의 육각형 구조 유닛에 있어서는, 하변과 상변의 대들보 (11b) 에 대하여 슬래브가 접합되어 있지 않다. 따라서, 육각형 구조 유닛의 높이 H 가 슬래브 (21a) 사이의 거리가 된다. 예를 들어, 이 슬래브 (21a) 사이의 거리가 건축물의 4 층분이라고 할 때, 후술하는 서브 프레임을 이용하여 4 층으로 구획할 수 있다.

또한, 도 5 에 있어서의 슬래브 (21a) 는, 외주 튜브 가구의 단면 전체에 형성되어 있다.

도 6 의 건축 구조체는, 도 1A 와 마찬가지로, 기둥과 대들보로 이루어지는 외주 튜브 가구 (1) 를 갖고 그 내부에 복수의 슬래브 (21a, 21b) 를 형성하고 있다. 연직 방향으로 결합된 a 열의 육각형 구조 유닛에 있어서는 하변과 상변의 대들보 (11a) 에 대하여 슬래브 (21a) 가 접합 되어 있다. 한편, 인접하는 b 열의 육각형 구조 유닛에 있어서도 하변과 상변의 대들보 (11b) 에 대하여 슬래브 (21b) 가 접합 되어 있다. 따라서 육각형 구조 유닛의 높이 H 의 2 분의 1 이 슬래브 (21a 와 21b) 사이의 거리가 된다. 이 슬래브 (21a 와 21b) 사이의 거리가 건축물의 2 층분이라고 할 때 후술하는 서브 프레임을 이용하여 2 층으로 구획할 수 있다.

또한 도 6 에 있어서의 슬래브 (21a, 21b) 는, 외주 튜브 가구의 단면 전체에 형성되어 있다.

도 7 의 건축 구조체는 도 1A 와 마찬가지로 기둥과 대들보로 이루어지는 외주 튜브 가구 (1) 를 갖고 그 내부에 복수의 슬래브 (21a, 21b) 를 형성하고 있다. 연직 방향으로 결합된 a1 열의 육각형 구조 유닛에 있어서는 하변과 상변의 대들보 (11a) 에 대하여 슬래브 (21a) 가 접합 되어 있다. 한편, 인접하는 b1 열의 육각형 구조 유닛에 있어서도 하변과 상변의 대들보 (11b) 에 대하여 슬래브 (21b) 가 접합 되어 있다. 따라서, 육각형 구조 유닛의 높이 H 의 2 분의 1 이 슬래브 (21a 와 21b) 사이의 거리가 된다.

도 7 에서는 a1 열의 육각형 구조 유닛의 대들보 (11a) 에 접합 되는 슬래브 (21a) 의 평면 형상이 그 단부 (21a2) 가 좌측의 b1 열의 육각형 구조 유닛의 면 상으로부터 후퇴하듯이 적절하게 절결 되어 있다. 한편, 우측의 b2 열의 육각형 구조 유닛에서는 그 면 상에 슬래브 (21a) 의 단부 (21a3) 가 위치한다. 또, b1 열의 육각형 구조 유닛의 대들보 (11b) 에 접합 되는 슬래브 (21b) 의 평면 형상은 그 단부 (21b2) 가 우측의 a1 열의 육각형 구조 유닛의 면 상으로부터 후퇴하듯이 적절하게 절결 되어 있다. 한편, 좌측의 a2 열의 육각형 구조 유닛에서는 그 면 상에 슬래브 (21b) 의 단부 (21b3) 가 위치한다.

슬래브 (21a, 21b) 의 평면 형상을 이와 같이 형성할 경우, 예를 들어 a1 열의 육각형 구조 유닛의 면 상에서는 슬래브 사이의 거리가 육각형 구조 유닛의 높이 H 의 부분과 높이 H 의 2 분의 1 이 되는 부분이 교대로 출현한다.

이상의 도 3 ~ 도 7 에 나타낸 형태에 있어서의 각 슬래브의 평면 형상에 대해서는 모두가 하나의 예이다. 육각형 구조 유닛의 하변 또는 상변 그 자체로서 기능하는 슬래브 단부에 대해서는 메인 프레임의 일부이므로 제거할 수는 없으나 그 이외의 부분의 평면 형상에 대해서는 구조 역학상 허용되는 한에서 형상을 임의적으로 할 수 있다.

도 8 의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 내측에 연직 방향으로 연장되는 복수의 중간 기둥 (6) 을 형성하고 있다. 중간 기둥 (6) 은 메인 프레임의 구성 요소이다. 중간 기둥 (6) 의 수에 대해서는 1 또는 복수로서 한정되지 않으나 복수 배치하는 경우에는 외주 튜브 가구 (1) 의 중심 축에 대칭으로 배치하는 것이 바람직하다. 도 8의 건축 구조체는 중간 기둥 (6) 을 제거하면 전술한 도 5 에 나타낸 것과 동일하고 중간 기둥 (6) 은 각 슬래브 (21a) 를 관통 형성되어 각 슬래브 (21a) 를 지지하고 있다. 슬래브 (21a) 사이의 거리는 육각형 구조 유닛의 높이와 동일하다.

도 9의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 내측에 복수의 중간 기둥 (6) 을 형성한 다른 형태이다. 도 9의 건축 구조체는 중간 기둥 (6) 을 제거하면 전술한 도 6 에 나타낸 것과 동일하고 슬래브 (21a) 사이의 거리는 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1이다.

도 10의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 내측에 있어서 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 내부 튜브 가구 (3) 를 갖는다. 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 도 또한, 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥을 연결한 2 변을 좌우 대칭으로 각각 배치하고 또, 수평 방향을 따른 상변과 하변에 각각 대들보, 또는 슬래브의 일부 중 어느 하나를 배치하여 형성된다. 기둥과 기둥, 기둥과 대들보, 기둥과 슬래브의 일부와의 접합은 강접합이며 이 접합에는 공지된 여러 수단을 사용할 수 있다.

또한 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 은 외주 튜브 가구 (1) 를 구성하는 육각형 구조 유닛과 동일 또는 상사형 (相似形) 의 형상일 필요는 없다. 그러나 적어도 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 의 높이가 육각형 구조 유닛의 높이보다 작은 것이 바람직하다. 도 10의 예에서는 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 의 높이는 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1이다. 게다가 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 의 하변 및 상변의 길이도 육각형 구조 유닛의 그것들보다 짧은 것이 바람직하다. 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 의 각 변의 길이를 육각형 구조 유닛의 그것보다 짧게 함으로써 매우 강고한 구조가 된다. 이것은 건축 구조체를 지지하는 코어 부분으로서 바람직하다. 또한 내부 튜브 가구 (3) 를 형성하는 경우에는 외부 튜브 가구 (1)와의 부하 분담을 조정함으로써 외부 튜브 가구 (1) 만으로 건축 구조체를 지지하는 경우보다 그 기둥이나 대들보를 작게 할 수 있게 된다. 또한 제 2 육각형 구조 유닛 (30) 은 반드시 정육각형이 아니어도 되지만 좌우에 배치되는 4 변의 각각은 동일한 길이로 하고 또 상변과 하변도 동일한 길이로 한다.

내부 튜브 가구 (3) 의 내부에는 메인 프레임으로서의 슬래브를 설치해도 좋다. 이로써 더욱 강고한 구조가 된다. 혹은, 내부 튜브 가구 (3) 의 내측을 보이드로 함으로써 예를 들어 엘리베이터나 공용 설비 배관 스페이스, 계단, 계단통 등을 설치할 수 있다. 내부 튜브 가구 (3) 의 내부에 메인 프레임의 요소를 형성할 지의 여부에 대해서는 외주 튜브 가구 (1) 등의 다른 메인 프레임과의 부하 분담을 고려하여 설계할 수 있다.

도 11의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 내측에 4 개의 내부 튜브 가구 (3a, 3b, 3c, 3d) 를 형성한 형태이다. 4 개의 내부 튜브 가구는 외주 튜브 가구 (1) 의 중심 축에 대하여 대칭으로 4 모서리에 각각 배치되어 있다. 또, 각각의 내부 튜브 가구는 외주 튜브 가구 (1) 의 내부에 형성한 복수의 슬래브 (21) 를 관통하도록 형성되어 있다. 복수의 슬래브 (21) 사이의 거리는 외주 튜브 가구의 육각형 구조 유닛의 높이 H 와 동일하다.

도 12의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 중심에 내부 튜브 가구 (3) 를 형성한 다른 형태이다. 도 12의 형태는 전술한 도 10의 형태에 복수의 슬래브 (21) 를 추가로 형성한 형태이다. 내부 튜브 가구 (3) 는 복수의 슬래브 (21) 를 관통하고 있다. 복수의 슬래브 (21) 사이의 거리는 외주 튜브 가구의 육각형 구조 유닛의 높이 H 와 동일하다.

도 13의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 중심에 내부 튜브 가구 (3) 를 형성한 다른 형태이다. 도 13의 형태는 전술한 도 10의 형태에 복수의 슬래브 (21) 를 추가로 형성한 형태이다. 내부 튜브 가구 (3) 는 복수의 슬래브 (21) 를 관통하고 있다. 복수의 슬래브 (21) 사이의 거리는 외주 튜브 가구의 육각형 구조 유닛의 높이 H 의 2 분의 1이다.

도 14 및 도 15의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 중심에 내부 튜브 가구 (3) 를 형성한 또 다른 형태이다. 외주 튜브 가구 (1) 의 내부에 형성한 슬래브 형상의 변형예이다.

도 16의 건축 구조체는 외주 튜브 가구 (1) 의 중심에 내부 튜브 가구 (3) 를 형성한 또 다른 형태이다. 도 16의 형태에서는 슬래브 (21a) 외측의 단부 (21a1) 가 외주 튜브 가구 (1) 의 대들보 (11a) 에 접합 되어 있다. 한편 슬래브 (21a) 내측의 단부 (21a4) 는 내부 튜브 가구 (3) 에 있어서의 제 2 육각형 구조 유닛의 기둥과 접합됨으로써 제 2 육각형 구조 유닛의 하변을 구성하고 있다. 도 16 의 형태에서는 슬래브 (21a) 를 개재하여 외주 튜브 가구 (1) 와 내부 튜브 가구 (3) 가 결합 되어 일체화되어 있다.

또 다른 형태로서 도시하지는 않으나 외주 튜브 가구와 내부 튜브 가구가 메인 프레임으로서의 대들보를 개재하여 결합 되어 있어도 된다.

또 다른 형태로서 도시하지는 않으나 외주 튜브 가구와 접합 되어 있는 슬래브가 내부 튜브 가구와 교차하고 있어도 된다.

도 17의 건축 구조체에서는 외주 튜브 가구 (1) 의 정상부에 복수의 오각형 구조 유닛 (40) 을 삽입함으로써 튜브 선단을 닫아 둥글게 한 돔 형상부 (4) 를 형성하고 있다. 도시한 예에서는 오각형 구조 유닛 (40) 은 튜브의 둘레 방향을 따라 1 열 간격으로 삽입되어 있다. 또한 도시한 바와 같이 외주 튜브 가구 (1) 의 평면 형상이 원형인 경우뿐만 아니라 평면 형상이 원형 이외 (다각형 등) 인 경우에도 오각형 구조 유닛을 적절히 삽입함으로써 튜브 선단을 닫을 수 있다.

도 18의 건축 구조체에서는 외주 튜브 가구 (1) 의 축 방향의 일부에 있어서 복수의 오각형 구조 유닛 (50) 을 삽입함으로써 튜브 폭원을 축소시키는 튜브 폭원 이행부 (5) 를 형성하고 있다. 도시한 예에서는 상하 방향을 따라 2 개의 오각형 구조 유닛 (50) 의 정점 (頂點) 끼리를 맞댄 것을 튜브의 둘레 방향을 따라 1열씩 걸러서 삽입하고 있다. 튜브 폭원은 평면 형상이 원형인 경우에는 직경이지만 평면 형상이 원형 이외 (다각형 등) 인 경우에는 평균적인 직경 혹은 스팬 폭 등에 상당한다. 튜브 폭원 이행부 (5) 의 상방 부분에 있어서의 튜브 폭원은 하방 부분에 있어서의 튜브 폭원보다 작다. 고층 또는 초고층의 건축물에 있어서의 상층 부분의 하중 경감에 바람직하다. 또한, 튜브 폭원 이행부 (5) 를 1 개의 외주 튜브 가구의 축 방향을 따라 복수 지점에 형성해도 된다.

도 19 는, 도 1A ~ 도 18에서 설명한 외주 튜브 가구를 갖는 건축 구조체의 어느 하나를 복수 사용하여 구성한 확대 건축 구조체의 일 형태를 나타내는 외관 사시도이다. 도 19에서는 4 개의 건축 구조체 (1a, 1b, 1c, 1d) 를 서로 간격을 두고 네 모서리에 배치하고 전체를 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브 (24) 에 의하여 결합하고 있다. 이 형태에서는 1 개의 건축 구조체가 확대 건축 구조체에 있어서의 1 개의 기둥 역할을 한다. 또한 건축 구조체끼리의 결합은 대들보를 개재하여 실시해도 된다.

또한 도시하지는 않으나 도 1A ~ 도 18에서 설명한 건축 구조체를 복수 사용하여 구성하는 확대 건축 구조체의 다른 형태로는 건축 구조체끼리를 인접시켜 배치하고 인접하는 2 개의 건축 구조체의 각각에 있어서의 외주 튜브 가구의 일부의 육각형 구조 유닛을 공유함으로써 결합 된다. 이와 같이 하여 복수의 건축 구조체를 사슬형으로 결합시켜 나감으로써 확대 건축 구조체를 형성한다.

도 20A 에 나타내는 건축 구조체는 X 형상으로 결합된 2 개의 경사형 외주 튜브 가구 (7a 와 7b) 를 갖고 2 개의 경사형 외주 튜브 가구 (7a, 7b) 의 각각이 육각형 구조 유닛 (70) 을 허니컴 형상으로 강접합하여 메인 프레임을 형성하고 있다. 도 20B 는 2 개의 경사형 외주 튜브 가구 (7a 와 7b) 의 결합 부분에 있어서의 수평 방향의 개략 단면도이다. 경사형 외주 튜브 가구 (7a, 7b) 에서는 튜브축이 연직 방향에 대하여 경사지게 연장되어 있으나 개개의 육각형 구조 유닛 (70) 의 방향은 도 1A ~ 도 18 에 나타낸 외주 튜브 가구에 있어서의 육각형 구조 유닛의 방향과 동일하다. 즉, 육각형 구조 유닛 (70) 은 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥을 연결한 2 변을 좌우 대칭으로 각각 배치하고 또한 수평 방향을 따른 상변과 하변에 각각 대들보, 또는 슬래브의 일부 중 어느 하나를 배치하여 형성된다. 기둥과 기둥, 기둥과 대들보, 기둥과 슬래브의 일부의 접합은 강접합이고 이 접합에는 공지된 여러 수단을 사용할 수 있다.

도시하지는 않으나, 2 개의 경사형 외주 튜브 가구를 X 형상으로 결합하는 대신에, 서로의 정상부끼리를 결합함으로써 A 형상으로 해도 된다. X 형상 또는 A 형상으로 결합된 형태는 내진성 및 내풍압성이 우수한 강고한 구조이다.

도 20A 의 건축 구조체는 또한, 2 개의 경사형 외주 튜브 가구 (7a, 7b) 각각의 내측에서, 제 2 육각형 구조 유닛 (80) 을 허니컴 형상으로 강접합하여 메인 프레임을 형성한 경사형 내부 튜브 가구 (8a, 8b) 를 각각 형성하고 있다. 개개의 제 2 육각형 구조 유닛 (80) 의 방향은, 도 11 ~ 도 16 에 나타낸 내부 튜브 가구에 있어서의 제 2 육각형 구조 유닛의 방향과 동일하다. 즉, 제 2 육각형 구조 유닛 (80) 도 또한, 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥을 연결한 2 변을 좌우 대칭으로 각각 배치하고, 또, 수평 방향을 따른 상변과 하변에 각각 대들보, 또는 슬래브의 일부 중 어느 하나를 배치하여 형성된다. 기둥과 기둥, 기둥과 대들보, 기둥과 슬래브의 일부와의 접합은 강접합이며, 이 접합에는 공지된 여러 수단을 사용할 수 있다.

바람직한 예로는 2 개의 경사형 외주 튜브 가구 (7a 와 7b) 의 결합 부분에 있어서 2 개의 경사형 내부 튜브 가구 (8a 와 8b) 끼리는 서로 겹치지 않고 도 20B 에 나타내는 바와 같이 서로 인접하거나 혹은 간격을 두고 배치된다. 그리고 인접하는 경우에는 직접 결합 되고 간격을 두고 배치되는 경우에는 메인 프레임으로서의 슬래브 혹은 대들보를 개재하여 결합 된다. 경사형 내부 튜브 가구 (8a, 8b) 의 내측은, 메인 프레임으로서의 슬래브 또는 대들보를 형성해도 되고 또는 보이드로 함으로써 엘리베이터나 공유 설비 배관 스페이스 등에 이용해도 된다.

도 21 은 도 1A ~ 도 20 에 나타낸 건축 구조체 또는 확대 건축 구조체에 있어서 외주 튜브 가구 또는 경사형 외주 튜브 가구의 내부에 서브 프레임 (25a, 25b, 25c) 을 형성한 형태를 개략적으로 나타내고 있다. (A) 에서는 육각형 구조 유닛의 높이와 동일한 간격으로 메인 프레임의 슬래브 (21) 가 형성되어 있다. 이 슬래브 간격은 건축물의 4 층분에 상당한다. 따라서 3 개의 서브 프레임 (25a, 25b, 25c) 에 의하여 메인 프레임의 슬래브 (21) 사이를 4 층으로 구획하고 있다.

도 21 의 (B) 에 나타내는 바와 같이 육각형 구조 유닛의 상변과 하변에 메인 프레임의 슬래브 (21) 가 존재하고 육각형 구조 유닛의 높이가 4 층분인 경우에 3 개의 서브 프레임 (25a, 25b, 25c) 의 전부 또는 일부를 분리하거나 접합할 수 있다. 또한 육각형 구조 유닛의 좌우 양변의 경사 기둥의 내측에는 서브 프레임을 수용하는 돌기 (26a, 26b, 26c) 가 형성되어 있다.

도 21 의 (C) 에 나타내는 바와 같이 육각형 구조 유닛의 중앙 높이에 메인 프레임의 슬래브 (21) 가 존재하고 육각형 구조 유닛의 높이가 4 층분인 경우 2 개의 서브 프레임 (25a,25c) 의 쌍방 또는 일방을 분리하거나 접합할 수 있다.

서브 프레임도 또한 구획되는 각 층을 구조적으로 지지하는 구조 구체의 일부이기는 하지만 메인 프레임과 달리 건축물 전체의 내진성과 내풍압성을 부담할 필요가 없기 때문에 분리 및 접합을 적절하게 설정할 수 있다. 이와 같이 서브 프레임을 사용함으로써 평면적 및 입체적인 공간의 자유도가 더욱 커진다.

도 1A 는 본 발명에 의한 건축 구조체의 기본 형태의 외관 사시도이다.

도 1B 는 본 발명에 의한 건축 구조체의 기본 형태의 부분 확대도이다.

도 1C 는 본 발명에 의한 건축 구조체의 기본 형태의 평면도이다.

도 2A 는 본 발명과 종래 기술을 비교하기 위한 구조 해석의 설명도이다.

도 2B 는 본 발명과 종래 기술의 변형 비교의 결과를 나타내는 도면이다.

도 2C 는 본 발명과 종래 기술의 변형에 관련되는 부재 비교의 결과를 나타내는 도면이다.

도 2D 는 본 발명과 종래 기술의 수평 부하에 대한 응력 비교의 결과를 나타내는 도면이다.

도 3 은 본 발명에 의한 건축 구조체의 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 4 는 본 발명에 의한 건축 구조체의 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 5 는 본 발명에 의한 건축 구조체의 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 6 은 본 발명에 의한 건축 구조체의 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 7 은 본 발명에 의한 건축 구조체의 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 8 은 본 발명에 의한 건축 구조체에 있어서 중간 기둥을 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 9 는 중간 기둥을 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 10 은 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 11 은 본 발명에 의한 건축 구조체에 있어서 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 12 는 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 13 은 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 14 는 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 15 는 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 16 은 내부 튜브 가구를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 17 은 정상부에 돔 형상부를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 18 은 외주 튜브 가구의 일부에 튜브 폭원 이행부를 갖는 일 실시형태의 외관 사시도이다.

도 19 는 도 1A ~ 도 18 의 외주 튜브 가구를 갖는 건축 구조체를 복수 사용하여 구성한 확대 건축 구조체의 일 형태를 나타내는 외관 사시도이다.

도 20A 는 X 형상으로 결합된 2 개의 경사형 외주 튜브 가구를 갖는 건축 구조체의 외관 사시도이다.

도 20B 는 경사형 외주 튜브 가구의 결합 부분에 있어서의 수평 방향의 개략 단면도이다.

도 21 은 도 1A ~ 도 20 에 나타낸 건축 구조체 또는 확대 건축 구조체에 서브 프레임을 형성한 형태를 나타내는 도면이다.

부호의 설명

1, 1a, 1b, 1c, 1d 외주 튜브 가구

3, 3a, 3b, 3c, 3d 내부 튜브 가구

4 돔 형상부

5 튜브 폭원 이행부

6 중간 기둥

7a, 7b 경사형 외주 튜브 가구

8a, 8b 경사형 내부 튜브 가구

10 육각형 구조 유닛

11, 11a, 11b 하변

12, 12a, 12b 상변

13 좌하변

14 좌상변

15 우하변

16 우상변

21, 21a, 21b 슬래브

21a1, 21a2, 21b1, 21b2 슬래브 단부

24 결합 슬래브

25a, 25b, 25c 서브 프레임

30 제 2 육각형 구조 유닛

40, 50 오각형 구조 유닛

70 육각형 구조 유닛

80 제 2 육각형 구조 유닛

Claims

6 개의 변으로 구성되는 육각형 구조 유닛의 각 변을 인접하는 유닛과 공유시켜 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 외주 튜브 가구를 갖고 상기 육각형 구조 유닛이 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥을 연결한 2 변을 좌우 대칭으로 각각 배치하고 또한, 수평 방향을 따른 상변과 하변에 각각 대들보, 또는 슬래브의 일부 중 어느 하나를 배치한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 2 항에 있어서,

상기 슬래브 사이를 4 층으로 구획하는 서브 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 4 항에 있어서,

상기 슬래브 사이를 2 층으로 구획하는 서브 프레임을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한 부분과 상기 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 복수의 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성한 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외주 튜브 가구의 내측에 연직 방향으로 연장되는 메인 프레임으로서의 1 또는 복수의 중간 기둥을 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외주 튜브 가구의 내측에 있어서, 제 2 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 1 또는 복수의 내부 튜브 가구를 갖는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 8 항에 있어서,

상기 제 2 육각형 구조 유닛의 높이가 상기 육각형 구조 유닛 높이의 2 분의 1 인 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,

상기 외주 튜브 가구와 상기 내부 튜브 가구가 메인 프레임으로서의 슬래브 또는 대들보를 개재하여 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내부 튜브 가구의 내측에 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 내부 튜브 가구의 내측을 보이드로 하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성하는 경우, 그 슬래브가 플랫 슬래브 또는 대들보 장착 슬래브인 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외주 튜브 가구의 정상부에서 복수의 오각형 구조 유닛을 삽입한 돔 형상부를 갖는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외주 튜브 가구의 축 방향의 일부에 있어서, 복수의 오각형 구조 유닛을 삽입한 튜브 폭원 이행부를 갖고, 상기 튜브 폭원 이행부의 상방 부분에 있어서의 상기 외주 튜브 가구의 폭원이 하방 부분에 있어서의 그 외주 튜브 가구의 폭원보다 작은 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 건축 구조체를 복수 사용하여 구성되고, 인접하는 2 개의 건축 구조체끼리가, 각각의 외주 튜브 가구에 있어서의 일부의 상기 육각형 구조 유닛을 공유함으로써 결합된 것을 특징으로 하는 확대 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 건축 구조체를 복수 사용하여 구성되고 서로 간격을 두고 배치된 복수의 상기 건축 구조체를 메인 프레임으로서의 대들보 또는 슬래브에 의하여 결합한 것을 특징으로 하는 확대 건축 구조체.
X 형상 또는 A 형상으로 결합된 2 개의 경사형 외주 튜브 가구를 갖고 2 개 의 상기 경사형 외주 튜브 가구의 각각이 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 18 항에 있어서,

상기 2 개의 경사형 외주 튜브 가구의 각각의 내측에 있어서, 제 2 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 메인 프레임을 형성한 경사형 내부 튜브 가구를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체.