KR20080099848A

KR20080099848A - 건축 구조체, 구조 유닛 및 그 공법

Info

Publication number: KR20080099848A
Application number: KR1020087015351A
Authority: KR
Inventors: 이치로 타케시마; 트수토무 카모시타
Original assignee: 세키스이케미칼가부시키가이샤
Priority date: 2006-03-06
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2008-11-13
Also published as: JPWO2007102264A1; EP1992751A4; JP4192207B2; EP1992751A1; WO2007102264A1; KR100919097B1; TW200734515A

Abstract

[과제]

수직 형성되고 면 형상으로 연장되는 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 건축 구조체, 그 구조 유닛 및 그 공법을 제공한다.

[해결 수단]

복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 의 각 정점 (h1, h2, h3, h4, h5, h6) 을 포함하는 위치에 1 개의 구조 유닛 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 이 각각 배치되고 서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 2 개의 구조 유닛을 강접합하는 수단을 구비하고 강접합된 면 (s1, s2, s3, s4, s5, s6) 은 육각형 격자의 어느 하나의 변과 교차하고 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성되어 있다.

Description

건축 구조체, 구조 유닛 및 그 공법 {CONSTRUCTION STRUCTURE BODY, STRUCTURE UNIT, AND METHOD FOR THE UNIT}

본 발명은 복수의 구조 유닛을 서로 연결하여 구축된 건축 구조체, 특히 육각형 격자를 단위 격자로 하여 면 형상으로 연장되는 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 건축 구조체에 관한 것이다. 또한 그 구조 유닛 그리고 이것을 사용한 건축 구조체의 구축 공법에 관한 것이다.

종래에 프리캐스트 콘크리트 부재로 이루어지는 구조 유닛을 사용하여 구조 구체 (軀體) 를 구축하는 여러 가지 공법이 알려져 있다.

특허 문헌 1 에서는 삼각형의 단위 격자를 접합하여 돔 형상으로 한 건축 구조체에 사용하는 프리캐스트 콘크리트 부재와 그 접합 방법이 개시되어 있다. 특허 문헌 1 의 건축 구조체는 삼각형 격자의 각 정점을 중심 (中心) 으로 6 개의 변이 방사상으로 분기되어 있다. 이 구조를 구축하기 위한 프리캐스트 콘크리트 부재로서 중심에 위치하는 평면 육각형의 접합 부재와 이 접합 부재의 6 개의 측면과 접합되는 6 개의 기둥 형상 부재가 사용된다. 각 기둥 형상 부재는 양 단부에 대직경 부분을 가지고 있고 PC 강재를 1 개의 기둥 형상 부재의 대직경 부분의 숄더부로부터 삽입하고 접합 부재를 관통시켜 대향하는 기둥 형상 부재의 숄더부까지 통과하 게 하고 포스트 텐션을 도입하여 정착시켜 접합한다. 방사상으로 분기되는 기둥 형상 부재가 짝수 개인 경우에는 이와 같이 접합된다.

또한 특허 문헌 1 의 도 8 및 도 9 에는 거의 삼각형의 접합 부재 측면에 3 개 (즉 홀수 개) 의 기둥 형상 부재를 접합하는 방법이 개시되어 있는데 접합 부재의 내부에 정착부와 PC 강재를 매립 형성하여 PC 강재의 선단을 돌출시켜 놓고 이것을 기둥 형상 부재의 대직경 부분에 통과시키고 포스트 텐션을 도입하여 정착시키고 있다.

특허 문헌 2 에서는 건축물의 구조 기둥이나 고가 다리의 교각을 육각 구조로 하기 위한 3 갈래 기둥이 개시되어 있다. 이 3 갈래 기둥은 연직으로 배치되는 육각 지주의 하단부에 경사 하방으로 연장되는 3 개의 대들보 기둥이 접합되어 있다. 육각 지주의 상단과 3 개의 대들보 기둥의 하단을 순차 연결함으로써 특허 문헌 2 의 도 4 의 평면도에 나타내는 바와 같이 상방에서 내려다 본 경우에 육각형 격자로 보이는 구조가 형성된다.

한편 종래에는 고층 또는 초고층의 건축 구조체로는 수직 기둥과 수평 대들보를 3 차원 격자 형상으로 조합한 순라멘(純ラ ― メン) 가구 (架構) 가 일반적이었으나 모든 기둥 사이에 대들보가 있기 때문에 내부 설계에 제약이 많다는 결점이 있었다. 이에 대하여 건축물의 외주에 연속적으로 배치된 기둥과 그것을 잇는 대들보로 구성되는 튜브 가구는 내부에 기둥이나 대들보가 없는 공간을 확보할 수 있기 때문에 설계상의 자유도가 크다는 이점이 있다. 또한 건축물 전체가 튜브 형상으로 변형됨으로써 내진성, 내풍압성도 우수한 것으로 되어 있다.

또 종래에는 단위 격자를 육각형 격자로 하여 반복 패턴으로 연결한 허니컴 형상을 갖는 구조는 강고한 것으로 알려져 있어 건축물의 여러 지점 또는 건축 부재로서 사용되고 있다 (특허 문헌 1, 3, 4 등). 허니컴 형상의 튜브 가구에 적용한 예로서 특허 문헌 5 에는 수평면 내에서 육각형 격자를 연결하고 추가로 연직 방향으로 수직 기둥을 개재하여 적층한 구조가 알려져 있다.

허니컴 형상의 튜브 가구에 적용한 다른 예로서 특허 문헌 6 에는 프리캐스트 콘크리트제의 단면이 육각형인 기둥 형상의 거푸집 엘리먼트를 사용하고 그것들의 외측면끼리를 맞닿게 하여 수평 단면이 허니컴 형상이 되는 벽을 조립하고 벽으로 둘러싸인 내부의 기둥 형상 공간에 콘크리트를 타설하는 것을 반복하여 상방으로 연장함으로써 구축되는 교각 구조가 기재되어 있다.

또한 본원의 우선권 주장의 기초로 하는 국제 특허 출원 PCT/JP2006/316868 의 국제 조사 보고에서 특허 문헌 7 ∼ 8 이 인용되고 있다. 특허 문헌 7 은 삼각형의 패널 유닛의 정상부에 형성한 힌지부를 개재하여 패널끼리를 자유롭게 요동할 수 있도록 결합하고 복수 개의 패널 유닛을 평면 위에서 접합하고나서 매달아 늘어뜨리거나 또는 밀어올려서 돔 형상으로 한 후에 고정시키는 구조를 개시하고 있다. 특허 문헌 8 은 육각형이 아닌 직사각형 형상의 패널 유닛끼리를 긴장재로 접합한 벽 구조를 개시하고 있다. 특허 문헌 9 는 육각형 또는 오각형의 패널을 결합한 돔 구조를 개시하고 있다.

특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 평9-328816호

특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2000-144909호

특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평9-4130호

특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평10-18431호

특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 평9-60301호

특허 문헌 6 : 일본 공개특허공보 평6-287913호

특허 문헌 7 : 일본 공개특허공보 소61-83738호

특허 문헌 8 : 일본 공개특허공보 소53-43217호

특허 문헌 9 : 일본 공개특허공보 소61-36435호

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

특허 문헌 5 에 나타난 구조는 수평 방향으로 평탄면으로서 연장되는 허니컴 형상을 갖는 것으로서 이 구조는 건축물의 외주 측면을 구성하는 튜브 가구와 같이 거의 연직 방향으로 수직 형성되고 면 형상으로 연장되는 허니컴 형상과는 본질적으로 상이하다. 특허 문헌 6 도 동일하다.

육각형 격자를 허니컴 형상으로 접합한 튜브 가구가 실현되면 매우 강고한 구조가 되는 것을 기대할 수 있다. 이와 같은 튜브 가구를 구축하기 위해서는 육각형 격자를 연결하여 수직 형성된 평면 또는 곡면을 형성하는 공법을 필요로 하게 된다. 허니컴 구조는 기본적으로 동일한 형상의 단위 구조의 집합이므로 이것을 구축할 때에는 하나하나의 기둥과 대들보를 접합해가는 것보다 일정 형상의 구조 유닛을 반복 연결하여 구축하면 시공성이 좋다. 따라서 허니컴 형상을 갖는 구조를 효율적으로 구축할 수 있는 일정 형상의 구조 유닛이 요망되고 있다.

특허 문헌 1 의 프리캐스트 콘크리트 부재는 중심으로부터 복수의 변이 방사상으로 연장되어 있는 단위 구조를 갖는 건축 구조체를 구축할 수 있다. 그러나 모든 변의 단점 (端點) 이 되는 중심은 응력이 가장 집중되는 점이기 때문에 이 중심 위치에서 1 개의 접합 부재에 대하여 모든 기둥 형상 부재를 접합하는 것은 구조 안정성면에서 바람직하지 않다.

또 특허 문헌 2 의 3 갈래 기둥은 중심으로부터 4 개의 변이 방사상으로 그리고 입체적으로 연장되어 있는 단위 구조이기 때문에 이것들을 접합한 육각 구조는 필연적으로 입체적인 육각 구조가 된다. 따라서 육각형 격자를 허니컴 형상으로 접합한 튜브 가구의 평면 또는 곡면을 구축할 수는 없다.

또 특허 문헌 7 은 하나하나의 패널 유닛을 순차 연결하여 전체를 구축해가는 공법이 아니라 미리 모든 패널을 평면적으로 연결한 후에 돔 형상으로 변형시켜 고정시키는 공법이다. 또 특허 문헌 8 에서는 긴장재를 수직 방향 또는 수평 방향으로 배치하여 패널 유닛끼리를 연결하는 구조로서 허니컴 형상과는 관계가 없다. 특허 문헌 9 도 주로 돔 형상으로 함으로써 강도를 확보하는 구조이다. 따라서 특허 문헌 7 ∼ 8 에 기초하는 경우에 구조 유닛끼리가 접합된 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 튜브 가구를 실현할 수 없다.

이상의 현상황을 감안하여 본 발명은 수직 형성되고 면 형상으로 연장되는 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 건축 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또 이러한 건축 구조체를 구축하기 위한 구조 유닛 및 그 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 이하의 구성을 제공한다.

청구항 1 에 관련되는 건축 구조체는 복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 의 각 정점 (h1, h2, h3, h4, h5, h6) 을 포함하는 위치에 1 개의 상기 구조 유닛 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 이 각각 배치되고, 서로 이웃하는 2 개의 상기 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 그 2 개의 구조 유닛을 접합하는 수단을 구비하고 상기 접합된 면 (s1, s2, s3, s4, s5, s6) 은 상기 육각형 격자의 어느 하나의 변과 교차하고 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 2 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 1 에 있어서의 상기 구조 유닛이 프리캐스트 콘크리트제로서 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 상기 측면의 일부로서 복수의 상기 접합면을 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 3 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 2 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 1 쌍의 패널면 각각의 형상이 육각형이고 상기 육각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 4 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 3 에 있어서의 상기 1 쌍의 패널면의 육각형이 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 5 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 2 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 3 방향으로 분기되어 연장되는 3 개의 다리부를 구비하고 상기 3 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 6 에 관련되는 건축 구조체는 복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 에 있어서의 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍방을 포함하는 위치에 1 개의 상기 구조 유닛 (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) 가 각각 배치되고 서로 이웃하는 2 개의 상기 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 그 2 개의 구조 유닛을 접합하는 수단을 구비하고 상기 접합된 면은 상기 육각형 격자의 어느 하나의 변과 교차하고 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 7 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 6 에 있어서의 상기 구조 유닛이 프리캐스트 콘크리트제로서 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 상기 측면의 일부로서 복수의 상기 접합면을 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 8 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 7 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 1 쌍의 패널면 각각의 형상이 팔각형이고 상기 팔각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 9 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 8 에 있어서 상기 1 쌍의 패널면의 팔각형은 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 10 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 7 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 4 방향으로 분기되어 연장되는 4 개의 다리부를 구비하고 상기 4 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 11 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 2 또는 7 에 있어서 서로 이웃하는 2 개의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛끼리를 접합하는 수단이 상기 대향한 접합면과 교차하여 쌍방의 구조 유닛을 관통하는 긴장재와 상기 긴장재에 포스트 텐션을 부가하고 그 양 단을 각각의 구조 유닛에 있어서의 상기 측면 위에서 각각 정착하는 정착구를 구비한 것을 특징으로 한다.

청구항 12 에 관련되는 건축 구조체는, 청구항 1 또는 6 에 있어서, 상기 구조 유닛이 철골조, 철근 콘크리트조, 철골 철근 콘크리트조, 또는 목조인 것을 특징으로 한다.

청구항 13 에 관련되는 건축 구조체는, 복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서, 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여, 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 에 있어서의 1 개의 정점을 포함하는 위치에 배치된 제 1 구조 유닛 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 과, 상기 육각 격자에 있어서의 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍방을 포함하는 위치에 배치된 제 2 구조 유닛 (8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16) 을 구비하고, 서로 이웃하는 2 개의 상기 제 1 및/또는 제 2 의 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 접합하는 수단을 구비하고, 상기 접합된 면은 상기 육각형 격자의 어느 하나의 변과 교차하고, 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 제 1 및/또는 제 2 의 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 14 에 관련되는 건축 구조체는 청구항 1, 2, 6, 7 또는 13 에 있어서 연직 방향으로 연속적으로 접합된 복수의 상기 구조 유닛에 있어서의 상대적으로 상방에 배치되는 상기 구조 유닛과 상대적으로 하방에 배치되는 상기 구조 유닛의 형상이 상이함으로 인하여 상기 상방에 배치되는 구조 유닛에 의하여 형성되는 상기 개구부의 크기가 상기 하방에 배치되는 구조 유닛에 의하여 형성되는 상기 개구부보다 큰 것을 특징으로 한다.

청구항 15 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 1 ∼ 14 중 어느 한 항에 기재된 건축 구조체를 구축하기 위하여 사용되는 것이다.

청구항 16 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 1 에 기재된 건축 구조체의 메인 프레임에 사용되는 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛으로서 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 연결될 때에 인접하는 구조 유닛과 접합하기 위한 복수의 접합면이 상기 측면의 부분적인 면으로서 형성되고 상기 복수의 접합면 각각과 상기 측면의 다른 부분과의 사이에 관통하는 복수의 긴장재 삽입 구멍을 서로 겹치지 않도록 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 17 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 16 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 육각형이고 상기 육각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 18 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 17 에 있어서의 상기 패널면의 육각형이 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 19 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 16 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 3 방향으로 분기되어 연장되는 3 개의 다리부를 구비하고 상기 3 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 20 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 6 에 기재된 건축 구조체의 메인 프레임에 사용되는 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛으로서 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 연결될 때 인접하는 구조 유닛과 접합하기 위한 복수의 접합면이 상기 측면의 부분적인 면으로서 형성되고 상기 복수의 접합면 각각과 상기 측면의 다른 부분과의 사이를 관통하는 복수의 긴장재 삽입 구멍을 서로 겹치지 않도록 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 21 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 20 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 팔각형이고 상기 팔각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 22 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 21 에 있어서의 상기 패널면의 팔각형이 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 23 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 20 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 4 방향으로 분기되어 연장되는 4 개의 다리부를 구비하고 상기 4 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 24 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 20 에 있어서의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 1 개의 상기 구조 유닛에 있어서의 서로 대향하는 1 쌍의 비접합면과 교차하는 분할면에 의하여 등분할된 반유닛을 상기 분할면을 대향시켜 접합함으로써 상기 1 개의 구조 유닛이 형성되는 것을 특징으로 한다.

청구항 25 에 관련되는 반유닛은 청구항 20 에 기재된 구조 유닛을 서로 대향하는 1 쌍의 비접합면과 교차하는 분할면에 의하여 등분할된 2 개 부재의 일방의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 26 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 16 또는 20 에 있어서 상기 1 쌍의 패널면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구조 유닛을 관통하는 복수의 슬래브 접속 구멍을 형성한 것을 특징으로 한다.

청구항 27 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 16 또는 20 에 있어서 상기 접합면이 산형 (山形) 인 2 개의 경사면 또는 계곡형 (溪谷形) 인 2 개의 경사면의 어느 하나에 의하여 형성된 것을 특징으로 한다.

청구항 28 에 관련되는 구조 유닛은 청구항 16 또는 20 에 있어서 상기 가상 허니컴 형상이 곡면인 부분에 배치되고 굴곡부를 갖는 것을 특징으로 한다.

청구항 29 에 관련되는 건축 구조체의 구축 공법은 청구항 16 또는 20 에 기재된 구조 유닛을 복수 개 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 구축 공법으로서 서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛을 각각의 상기 긴장재 삽입 구멍이 서로 연통되도록 각각의 접합면을 대향시켜 배치하고 상기 연통된 상기 긴장재 삽입 구멍에 긴장재를 관통 삽입하고 상기 긴장재에 포스트 텐션을 부가하여 정착함으로써 상기 2 개의 구조 유닛을 접합하는 것을 특징으로 한다.

발명의 효과

(A) 주로 청구항 1, 6, 13 또는 15 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 본 발명의 건축 구조체는 복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖고 일 실시형태에 있어서는 각 구조 유닛은 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상의 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자의 각 정점을 포함하는 위치에 각각 배치되어 있다. 또한 다른 실시형태에서는 단위 격자인 육각형 격자에 있어서의 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍방을 포함하는 위치에 1 개의 구조 유닛이 각각 배치되어 있다. 또 다른 실시형태에서는 1 개의 정점을 포함하는 위치에 배치된 제 1 구조 유닛과 2 개의 정점을 포함하는 위치에 배치된 제 2 구조 유닛이 혼재하고 있다. 여기에서 「가상 허니컴 형상 (이하, 간단히 「허니컴 형상」 으로 약칭하는 경우가 있다)」 자체는 실체를 갖는 부재는 아니지만 각 구조 유닛을 배치하는 위치 및 인접하는 구조 유닛끼리의 위치 관계를 규정하기 위하여 실공간에 존재하는 것으로 상정된 형상이다.

상기 어떠한 배치 형태에 있어서도 서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛끼리의 각각의 외주면의 일부에 형성한 접합면을 대향시켜 그 구조 유닛끼리를 접합하는 수단을 구비하고 있고 그 접합된 면은 육각형 격자의 어느 하나의 변과 교차하고 있다. 또한 이와 같이 복수의 구조 유닛을 연결했을 때 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부가 형성된다.

이와 같이 하여 연결된 복수의 구조 유닛이 가상 허니컴 형상을 구성하는 모든 육각형 격자의 각 정점 및 각 변을 덮도록 배치할 수 있다. 즉 1 개의 육각형 격자에 주목했을 때 6 개의 변을 따라서 복수 (6 개, 5 개, 4 개 또는 3 개) 의 구조 유닛이 고리 형상으로 연결되어 중앙 부분에 개구부가 형성된다. 이 결과 수직 형성되어 면 형상으로 연장되는 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 건축 구조체가 실현된다. 특히 튜브 가구의 둘레면 자체를 허니컴 구조로 할 수 있다. 또 이 허니컴 형상의 메인 프레임을 구성하는 구조 유닛에 대해서는 임의의 위치에서 슬래브를 형성할 수 있기 때문에 각 계층의 높이를 자유자재로 설계할 수 있다.

본 발명에 의한 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 건축 구조체에서는 응력이 가장 집중되는 육각형 격자의 각 정점의 위치를 포함하도록 구조 유닛이 배치되어 있다. 즉 각 정점의 위치에서는 구조 유닛끼리를 접합하지 않기 때문에 응력에 대하여 매우 강하다. 예를 들어 전술한 특허 문헌 1 이나 특허 문헌 5 와 같이 응력이 집중되는 삼각형이나 육각형의 각 정점에 있어서 선 형상 부재를 접합하는 구조에 비하여 구조 안정성이 우수하다. 나아가 본 발명에 의한 허니컴 형상의 건축 구조체에서는 2 개의 구조 유닛끼리를 접합한 면은 육각형 격자의 어느 하나의 변과 교차하고 있다. 즉 2 개의 구조 유닛의 접합은 육각형 격자의 각 변 위에서 이루어지는데 이 부분은 응력이 가장 작기 때문에 바람직하다. 이 결과 본 발명의 구조 유닛을 사용한 메인 프레임에서는 대형 스팬의 가구가 가능해진다.

또 본 발명의 구조 유닛은 상기한 배치 조건 및 접합 조건과 관계없는 부분의 형상에 대해서는 비교적 자유롭게 설계할 수 있다. 예를 들어 구조 유닛에 있어서의 접합면 이외의 외주면 (즉 비접합면) 의 형상을 변경함으로써 육각형 격자의 중앙 부분에 형성되는 개구부의 크기를 변경할 수 있다. 또한 디자인 측면에서의 베리에이션에도 대응할 수 있다.

또 본 발명의 구조 유닛을 사용한 건축 구조체는, 동일 형상 또는 유사 형상의 구조 유닛을 기본적으로 반복 패턴에 따라서 연결하여 구축하는 것이기 때문에 예를 들어 구조 유닛을 1 종류 또는 최대 2, 3 종류로 통일시킬 수 있다. 이렇게 함으로써 양산성도 우수해진다. 이 결과 제조 비용을 저감할 수 있고 시공성의 향상도 도모할 수 있으며 공기를 단축시킬 수도 있다. 단, 본 발명의 구조 유닛은 서로 접합 가능하며 종류가 매우 다양한 유사 형상을 제작할 수 있기 때문에 당연히 그 종류의 수에 상한이 없다.

(B) 주로 청구항 2 ∼ 5, 7 ∼ 11, 16 ∼ 28 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 본 발명의 구조 유닛은 프리캐스트 콘크리트 (이하, 「PC」 로 약칭한다) 제로 하는 것이 바람직하다. (이하, PC 제의 구조 유닛을 「PC 패널」 이라고 하는 경우가 있다) PC 패널은 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과, 이들 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 측면의 일부로서 복수의 상기 접합면이 형성되어 있다. PC 패널은 그 패널면이 가상 허니컴 형상의 면을 따르도록 배치되게 된다. 패널면의 형상으로는 예를 들어 3 갈래형, 육각형, 팔각형 또는 X 형 등이 있다. 거푸집에 의하여 형상을 자유자재로 설계할 수 있다.

PC 패널은 일반적인 철근 콘크리트에 비하여 강도가 높기 때문에 진동에 강한 건축 구조체를 구축할 수 있다. 이 결과 흔들림이 적어 거주성이 좋은 건축물을 실현할 수 있다.

PC 패널은 일반적으로 건축용 부품으로서 공장에서 생산되기 때문에 품질관리가 용이하다. 따라서 생산된 구조 유닛 및 이것을 사용하여 구축된 건축 구조체의 안전성에 대한 신뢰성을 얻기 쉽다. 구조의 이력 정보를 보존 관리하기 쉽다.

또 PC 패널은 그 패널면이 면 차원에서 볼 때 넓이가 넓은 형상 (예를 들어, 육각형이나 팔각형) 인 것이 강성이 높다. 추가로 면 차원에서 볼 때 넓이가 넓은 형상일수록 콘크리트량도 많아져 중량이 무거워진다. 그리고 면 차원에서 볼 때 넓이가 넓은 점의 상반 효과로서 이들 구조 유닛에 의하여 형성되는 개구부는 작아진다. 이에 반하여 면 차원에서 볼 때 넓이가 좁은 형상 즉 선재에 가까운 형상 (예를 들어 3 갈래형이나 X 형보다) 에서는 상대적으로 강성은 낮고 콘크리트량도 적어 중량이 가벼워진다. 그리고 면 차원에서 볼 때 넓이가 좁은 점의 상반 효과로서 이들 구조 유닛에 의하여 형성되는 개구부는 커진다. 이들 형상이 상이한 (즉 강성이 상이한) 복수 종의 PC 패널을 조합하여 자유자재로 강성을 제어할 수 있는 건축 구조체를 구축할 수 있다.

예를 들어 하층계에서는 면 차원에서 볼 때 넓이가 넓은 PC 패널을 사용하여 개구부를 작게 하고 상층계에서는 면 차원에서 볼 때 넓이가 좁은 PC 패널을 사용하여 개구부를 크게 하는 것이 바람직하다 (청구항 14). 단계적으로 개구부를 크게 해나갈 수도 있다. 이와 같이 구축된 건축 구조체는 내진성이 우수하다. 이것은 고층 또는 초고층 건축물에서는 상부가 가볍고 하부가 무거우며 강고한 형상일수록 내진성이 높기 때문이다. 또 이와 같은 건축 구조물에서는 상층계의 콘크리트량이 저감됨으로써 콘크리트를 낭비하지 않고 합리적으로 사용할 수 있다.

또한 구조 유닛을 PC 패널로 했을 경우에 운반의 효율화를 위하여 수송 차량의 크기에 적합한 크기로 설정할 수도 있다. 또 PC 제로 함으로써 거푸집을 효율적으로 전용 (轉用) 할 수 있다.

나아가 또 고강도 콘크리트를 사용하면 건축 구조체의 수명을 장기화할 수 있기 때문에 자원 절약에 기여할 수 있어 SI (스켈러튼 인필) 분리 공법의 스켈러튼으로서 바람직하다.

(C) 주로 청구항 11, l6 또는 20 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 구조 유닛을 PC 패널로 했을 경우, 서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛끼리를 접합하는 수단이 대향하는 접합면과 교차하여 쌍방의 구조 유닛을 관통하는 긴장재와 긴장재에 포스트 텐션을 부가하고 그 양 단을 각각의 구조 유닛에 있어서의 측면 위에서 각각 정착하는 정착구를 구비하고 있는 것이 바람직하다. 포스트 텐션을 부가하여 정착함으로써 강고한 접합 강도를 얻을 수 있다.

또 1 개의 PC 패널이 3 방면 또는 4 방면의 상이한 방향으로 연장되는 3 개 또는 4 개의 긴장재에 의하여 서로 이웃하는 다른 패널 유닛과 각각 접합됨으로써도 강고한 접합 강도를 확보하고 있다.

또 포스트 텐션에 의한 프레스트레스의 도입에 의하여 장기 응력에 대해서도 휨이나 크랙 균열을 발생시키지 않아 (발생해도 프레스트레스에 의하여 막힌다) 콘크리트의 전체 단면이 압축에 대해서나 인장에 대해서도 유효하게 작용한다. 나아가 크랙 균열을 일으키지 않기 때문에 삽입된 긴장재의 부식 방지면에서도 우수하다.

본 발명에 의한 프레스트레스가 도입된 PC 패널의 구조 유닛을 사용하여 구축된 허니컴 형상의 메인 프레임은 종래의 프레스트레스트 콘크리트·라멘 구조 에 의한 가구에 비하여 강고해진다. 예를 들어 종래의 15 층 건물의 라멘 가구는 고유 주기가 약 1.5 초로 매우 유연한 구체인 것에 대하여, 본 발명에 의한 15 층 건물의 가구는 고유 주기가 약 0.3 초로 매우 단단한 구체가 된다. 이로써 본 발명은 면진 (免震) 구조의 상부 구체의 구축에 바람직하다. 면진 구조의 상부 구체가 유연하면 아이소레이터의 면진 효과를 저감시킬 우려가 있기 때문이다.

(D) 주로 청구항 26 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 구조 유닛을 PC 패널로 했을 경우 1 쌍의 패널면에 대하여 수직 방향으로 구조 유닛을 관통하는 복수의 슬래브 접속 구멍을 형성하는 것이 바람직하다. 슬래브를 접속할 수 있는 적절한 위치에 슬래브 접속 구멍을 형성해 놓음으로써 콘크리트 슬래브와의 사이에서 긴장재를 관통 삽입하여 포스트 텐션을 부가하여 정착할 수 있다. 이로써 슬래브와의 강고한 접합 강도를 얻을 수 있다.

(E) 주로 청구항 27 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 구조 유닛을 PC 패널로 했을 경우 그 접합면이 산형인 2 개의 경사면 또는 계곡형인 2 개의 경사면 중 어느 하나에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 접합면이 산형으로 형성된 구조 유닛과 접합면이 계곡형으로 형성된 구조 유닛을 서로 끼워 맞출 수 있다. 이로써 접합면에 수직인 축 둘레의 부하 회전운동을 확실하게 저지할 수 있어 강 (剛) 접합을 확보할 수 있다.

(F) 주로 청구항 28 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 구조 유닛을 PC 패널로 했을 경우 가상 허니컴 형상이 곡면인 부분에 사용되는 구조 유닛이 굴곡부 즉 절곡 부분을 갖는다. 이 굴곡부를 가상 허니컴 형상의 수직 형성 방향을 따르도록 구조 유닛을 배치하면 절곡부 양 측의 각 면끼리에 각도를 형성할 수 있다. 굴곡부의 절곡 각도는 비교적 미소하게 하고 이 약간의 굴곡을 복수 회 반복함으로써 전체적으로 실질적인 곡면으로 할 수 있다. 이로써 수평 단면에 있어서 곡선 형상 (원형, 타원형 또는 이것들의 일부 등) 을 갖는 튜브 가구를 구축할 수 있다.

(G) 주로 청구항 12 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 본 발명에서는 PC 패널 이외에도 동등한 형상의 구조 유닛을 제작할 수 있는 한, 철골조, 철근 콘크리트조, 철골 철근 콘크리트조, 또는 목조의 허니컴 형상의 메인 프레임을 갖는 건축 구조체를 구축할 수 있다.

(H) 주로 청구항 24 또는 25 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 육각형 격자에 있어서의 서로 이웃하는 2 개의 정점에 배치되는 구조 유닛을 PC 패널로 했을 경우 일반적인 PC 패널과 비교하여 상당한 크기와 중량이 되는 경우가 있다. 그러한 경우에는 PC 패널을 2 개로 등분할한 반유닛을 사용하는 것이 바람직하다. 이로써 제조, 운반, 조립에 지장을 주지 않고 본 발명에 의한 메인 프레임을 구축할 수 있다.

(I) 주로 청구항 29 에 관련되는 발명의 효과는 다음과 같다. 상기한 PC 패널에 의한 구조 유닛을 복수 개 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 구축 공법은 서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛을 각각의 긴장재 삽입 구멍이 서로 합치되도록 각각의 접합면을 대향시켜 배치하고 2 개의 구조 유닛에 연통된 긴장재 삽입 구멍에 긴장재를 관통 삽입하고 긴장재에 포스트 텐션을 부가하여 정착함으로써 2 개의 구조 유닛을 연결하는 것이다. 이 공법에서는 복수의 PC 패널의 연결이 2 개씩 완결되기 때문에 시공성이 좋다. 이 작업에 있어서는 1 개의 긴장재를 삽입 관통시켜 포스트 텐션을 부가하고 그 양 단을 정착시킬 뿐이기 때문에 작업량이 적고 또한 작업이 간단하다. 이에 반하여 예를 들어 종래의 라멘 구조인 경우 긴 스팬의 대들보와 기둥을 모두 연결해야만 하기 때문에 2 개의 부재마다 연결 작업을 완결시키기가 곤란하다.

덧붙여 본 발명에 의한 공법은 건식 공법이기 때문에 현장 타설 철근 콘크리트조 등의 습식 공법과 같은 양생 기간이 필요 없어 공기를 단축시킬 수 있다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하에서 도 1 ∼ 도 6 을 참조하여 본 발명의 기본적인 실시형태를 설명하기로 한다. 또한 도 1 ∼ 도 6 에서는 본 발명에 바람직한 PC 패널에 의한 구조 유닛을 사용한 실시예를 이용하여 설명하지만 본 발명의 구조 유닛은 PC 패널에 한정되지 않는다. 이하에서 「구조 유닛」 을 간단히 「유닛」 이라고 하는 경우가 있다.

도 1 은 본 발명의 구조 유닛을 복수 개 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 일 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. 예를 들어 건축물의 외주 부분을 구성하는 튜브 가구의 일부에 상당하는 부분이다. 양쪽 화살표 XY 는 수평 방향을 나타내고 양쪽 화살표 Z 는 연직 방향을 나타낸다 (이하의 도면에서 동일하다). 도 1(A1) 은 유닛 (1) 을 사용한 메인 프레임의 일부이다. 도 1(A2) 는 유닛 (1) 의 변형형태인 유닛 (2) 및 (3) 을 나타낸다. 도 1(B1) 은 유닛 (4) 를 사용한 메인 프레임의 일부이다. 도 1(B2) 는 유닛 (4) 의 변형형태인 유닛 (5) 및 (6) 을 나타낸다.

또한 도 1 은 메인 프레임 및 구조 유닛을 정면에서 보았을 때의 형상을 나타내고, PC 패널인 구조 유닛 (1 ∼ 6) 은 소정의 두께 (지면에 수직인 방향) 을 갖고 있다 (이하, 유사한 도면에서 동일하다).

도 1 에는 연직 방향으로 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상의 일부가 일점 파선으로 표시되어 있다. 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1) 은 상변 (정점 h1 과 h2 사이) 와 하변 (정점 h4 와 h5 사이) 가 수평이 되는 방향으로 배치되어 있다.

본 발명에서의 「가상 허니컴 형상」 이란 육각형 격자 (H1) (또는 도 2 의 육각형 격자 (H2) 를 상하 좌우 방향으로 간극없이 반복한 벌집 형상의 패턴을 갖는 가상물이다. 여기서 「가상」 이란 이 허니컴 형상이 실체를 갖는 부재로 이루어지는 것이 아니라는 것을 의미한다. 그러나 가상 허니컴 형상은 실체를 갖는 부재인 구조 유닛의 위치 및 인접하는 구조 유닛끼리의 위치 관계를 규정하기 위하여 중요한 개념이다. 따라서 본 명세서에서는 「가상 허니컴 형상」 이 실공간에 존재하는 것으로 상정하여 본 발명을 설명한다.

가상 허니컴 형상은 기본적으로는 연직 방향으로 수직 형성되고 면 형상으로 넓게 되어 있다. 또한 디자인적 요청 등을 따라서 가상 허니컴 형상의 면을 연직 방향으로부터 소정의 각도만 경사시켜 수직 형성하는 경우도 본 발명에 포함되는 것으로 한다. 「면 형상」 이란 평면 형상 및 곡면 형상을 포함한다 (이하 동일하다).

단위 격자인 육각형 격자 (H1) 은 반드시 정육각형이 아니어도 되지만 적어도 좌우 대칭이다 (도 2 의 육각형 격자 (H2) 에서도 동일하다). 단위 격자에 있어서의 6 개의 변 각각은 서로 이웃하는 2 개의 단위 격자에 의하여 공유되고 6 개 정점 (h1 ∼ h6) 의 각각은 서로 이웃하는 3 개의 단위 격자에 의하여 공유되어 있다.

도 1(A1) 을 참조하면 6 개의 유닛 (1) 이 육각형 격자 (H1) 의 각 정점 (h1, h2, h3, h4, h5, h6) 을 각각 포함하는 위치에 배치되어 있다. 서로 이웃하는 정점 (예를 들어 h1 과 h2, h2 와 h3) 에 각각 배치된 2 개의 유닛끼리는 각각의 외주면의 일부에 형성한 접합면을 대향시켜 서로 접합되어 있다. 이것들의 접합된 6 개의 면 (s1, s2, s3, s4, s5, s6) 각각은 육각형 격자 (H1) 의 어느 하나의 변과 교차하고 있다. 예를 들어 면 (s1) 은 정점 (h1) 과 (h2) 사이의 변과 교차하고 있다. 바꾸어 말하면 유닛끼리의 접합은 육각형 격자 (H1) 의 정점이 아니고 변 위에서 이루어진다. 이 결과, 육각형 격자 (H1) 위에 배치된 모든 유닛 (1) 은 고리 형상으로 연결되고 이들 유닛에 의하여 둘러싸인 1 개의 개구부 (W) 가 육각형 격자 (H1) 의 중앙 부분에 형성된다. 개구부 (W) 는 각 유닛의 비접합면에 의하여 둘러싸인다고도 할 수 있다.

이와 같이 허니컴 형상을 형성하는 복수의 육각형 격자의 모든 정점 및 변을 차지하도록 복수의 구조 유닛을 배치하고 서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛끼리를 서로의 접합면을 대향시켜 접합한다. 접합 수단으로는 예를 들어 PC 패널의 구조 유닛에 있어서는 2 개 유닛의 대향하는 접합면과 교차하도록 긴장재를 관통 삽입하고 포스트 텐션을 부하하여 정착하는 수단이 바람직하나 이것에 한정되지 않는다. 또 유닛끼리의 접합은 강접합이 바람직하나 필요에 따라서 강접합과 유 (柔) 접합의 중간적인 것이어도 되고 유접합이어도 된다. 허니컴 구조에는 굽힘 응력의 일부를 축력 (軸力) 으로 변환하여 전달하는 효과가 있지만 나아가 유닛끼리를 강접합으로 한 경우에는 축력으로 변환되지 않은 굽힘 응력을 흡수하기 때문에 유효하다.

도 1(A1) 에 나타낸 유닛 (1) 은 정면에서 보았을 때 3 갈래형의 패널면을 갖고, 중심으로부터 3 방면으로 연장되는 3 개의 다리부의 선단에 있어서의 측면이 서로 이웃하는 유닛과의 접합면이 된다. 접합면과 접합면 사이의 계곡형의 측면은 비접합면이다.

도 1(A2) 는 그 변형형태를 나타낸다. 유닛 (2) 는 정면에서 보았을 때 육각형이고, 그 6 개의 변은 장변과 단변이 교대로 배치되어 있다. 단변을 포함하는 측면 (a, b, C) 가 서로 이웃하는 유닛과의 접합면이 되고 장변을 포함하는 측면 (d, e, f) 는 비접합면이다. 유닛 (3) 은 유닛 (2) 의 장변의 중앙을 산형으로 변형시킨 형상이다. 도 1(A1) 에 파선으로 유닛 (2) 및 (3) 을 나타내는 바와 같이 유닛 (1 ∼ 3) 의 형상은 접합면의 위치 및 형상 (육각형 격자에 대한 상대적인 위치 및 형상, 이하 동일하다) 이 공통되고 비접합면만을 변형시킨 관계로 되어 있다. 접합면이 공통되는 유닛끼리는 비접합면의 형상이 상이해도 접합할 수 있다 (이하의 다른 유닛 실시예에서도 동일하다). 비접합면의 형상은 예를 들어 유닛 (1) 의 계곡형부터 유닛 (3) 의 산형 사이에서 연속적으로 변형시킬 수 있다. 예를 들어 비접합면은 복수로 이루어지는 평면 또는 곡면, 계곡형의 면, 산형의 면 중 어느 하나이어도 된다. 몇 가지의 유닛 형상에 대해서는 후술하는 각 실시예에서 상세하게 설명한다.

도 1(A1) 로부터 분명한 바와 같이 유닛 (1) 에 의하여 형성되는 개구부 (W) 가 가장 크고 유닛 (3) 에 의하여 형성되는 개구부 (W) 가 가장 작아진다. 이와 같이 유닛의 패널면이 면 차원에서 넓어지는 형상일수록 형성되는 개구부 (W) 는 작아진다. 또한 비접합면의 형상이 상이하면 그것들에 의하여 둘러싸이는 개구부 (W) 의 형상도 상이해진다.

도 1(B1) 에서는 6 개의 유닛 (4) 가 육각형 격자 (H1) 의 각 정점 (h1, h2, h3, h4, h5, h6) 을 각각 포함하는 위치에 배치되어 있다. 파선으로 유닛 (5) 및 (6) 을 나타내는 바와 같이 유닛 (4 ∼ 6) 은 접합면의 위치 및 형상이 공통되고 비접합면의 형상만이 상이하다. 유닛 (4 ∼ 6) 은 도 1(A1) 과 동일한 육각형 격자 (H1) 위에 배치되어 있으나 유닛 (1 ∼ 3) 보다 접합면의 면적이 넓다. 따라서 서로 이웃하는 유닛끼리를 접합한 면 (s1 ∼ s6) 의 면적이 도 1(A1) 의 경우보다 넓게 되어 있고 또한 형성되는 개구부 (W) 의 크기는 작아진다. 유닛 (4) 는 비접합면이 오목 곡면이다. 유닛 (5) 는 정육각형의 패널면을 갖고 유닛 (2) 와 유사한 형태이다. 유닛 (6) 은 비접합면이 볼록 곡면이다.

여기서 메인 프레임은 구조 구체 (스켈러튼이라고도 한다) 의 주요부로서 구조 내력상 주요한 부분이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이 복수의 구조 유닛을 가상 허니컴 형상의 육각형 격자의 정점 및 변 위에 배치하여 연결한 메인 프레임에서는 육각형 격자의 각 변에 위치하는 구조 유닛의 부재가 구조 요소로서의 경사 기둥 또는 대들보에 상당한다. 예를 들어 도 1 의 육각형 격자 (H1) 로 이루어지는 허니컴 형상에 따라서 구축된 튜브 가구는 실질적으로 지그재그로 연속되는 기둥과 수평 대들보와 경사 대들보가 교대로 배치된 대들보로 구성되는 것이 된다. 이런 점에서 연속적인 수평 대들보와 수직 기둥으로 구성되는 일반 라멘 구조의 튜브 가구와는 전혀 상이한 구조가 된다.

도 2 는 본 발명의 구조 유닛을 복수 개 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 다른 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. 도 2(A) 는 도 1 에 나타낸 유닛 (2) 를 사용한 메인 프레임의 일부이다. 파선으로 유닛 (1) 및 (3) 을 나타내는 바와 같이 이들 유닛에 대해서도 동일하게 사용된다. 도 2(B) 는 도 1 에 나타낸 유닛 (5) 를 사용한 메인 프레임의 일부이다. 파선으로 유닛 (4) 및 (6) 을 나타내는 바와 같이 이들 유닛에 대해서도 동일하게 사용된다.

도 2 에 있어서의 일점 파선으로 나타내는 가상 허니컴 형상의 단위 격자인 육각형 격자 (H2) 는 좌변 (정점 h5 와 h6 사이) 와 우변 (정점 h2 와 h3 사이) 가 연직 방향이 되는 방향으로 배치되어 있다. 육각형 격자 (H2) 와 상기한 육각형 격자 (H1) 은 정육각형인 경우에는 서로 60˚ 회전한 것이 된다. 이 육각형 격자 (H2) 로 이루어지는 허니컴 형상에 따라서 구축된 튜브 가구는 실질적으로 연직 기둥과 경사 기둥이 교대로 배치되는 기둥과 지그재그로 연속되는 대들보로 구성되어 있게 된다.

도 1 및 도 2 에 나타낸 유닛 (1 ∼ 6) 에서는 육각형 격자 (H1) 또는 (H2) 의 각 정점에 1 개의 유닛이 배치되어 있다. 따라서 1 개의 유닛이 3 개의 서로 이웃하는 육각형 격자 (H1) 또는 (H2) 에 의하여 공유되게 된다.

도 3 은 본 발명의 구조 유닛을 복수 개 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 다른 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. 예를 들어 건축물의 외주 부분을 구성하는 튜브 가구의 일부에 상당하는 부분이다. 도 3(A1) 은 유닛 (7) 을 사용한 메인 프레임의 일부이다. 도 3(A2) 는 유닛 (7) 의 변형형태인 유닛 (8) 및 (9) 를 나타낸다. 도 3(B1) 은 유닛 (10) 을 사용한 메인 프레임의 일부이다. 도 3(B2) 는 유닛 (10) 의 변형형태인 유닛 (11) 및 (12) 를 나타낸다.

도 3 에는 연직 방향으로 수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상의 일부가 일점 파선으로 나타나 있다. 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1) 은 상변 (정점 h1 과 h2 사이) 와 하변 (정점 h4 와 h5 사이) 가 수평 방향이 되는 방향으로 배치되어 있다.

도 3(A1) 을 참조하면 3 개의 유닛 (7) 이 육각형 격자 (H1) 이 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍인 제 1 쌍 (h1 과 h2), 제 2 쌍 (h3 과 h4), 및 제 3 쌍 (h5) 와 (h6) 의 각각의 쌍을 포함한 위치에 배치되어 있다. 서로 이웃하는 정점의 쌍 (예를 들어 제 1 쌍 (h1) 과 (h2) 와 제 2 쌍 (h2 와 h3) 에 각각 배치된 2 개의 유닛끼리는 각각의 외주면의 일부에 형성한 접합면을 대향시켜 서로 접합되어 있다. 이들 접합된 3 개의 면 (s2, s4, s6) 의 각각은 육각형 격자 (H1) 의 어느 하나의 변과 교차하고 있다. 예를 들어 면 (s2) 는 정점 (h2 와 h3 사이) 의 변과 교차하고 있다. 바꾸어 말하면 유닛끼리의 접합은 육각형 격자 (H1) 의 정점이 아니고 변 위에서 이루어진다. 이 결과, 육각형 격자 (H1) 위에 배치된 모든 유닛 (7) 은 고리 형상으로 연결되고 이들 유닛에 의하여 둘러싸인 1 개의 개구부 (W) 가 육각형 격자 (H1) 의 중앙 부분에 형성된다. 개구부 (W) 는 각 유닛의 비접합면에 의하여 둘러싸인다고도 할 수 있다.

「서로 이웃하는 정점」 이란 허니컴 형상을 형성하는 육각형 격자의 1 개의 변의 양 단에 위치하는 것들을 말한다. 1 개의 육각형 격자 위에 고리 형상으로 배치된 복수의 유닛 각각이 반드시 당해 육각형 격자 내의 2 개의 정점에 배치되어 있지 않아도 되고, 당해 육각형 격자의 1 개의 정점과 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 쌍으로 하고 있어도 된다 (후술하는 도 5 및 도 6 참조).

도 3(A1) 에 나타낸 유닛 (7) 은 정면에서 보았을 때 1 개의 막대 형상 부분의 양 단이 각각 2 방향으로 분기된 4 개의 다리부를 갖는 형상이고 4 방향으로 연장되는 4 개의 다리부의 선단에 있어서의 측면이 서로 이웃하는 유닛과의 접합면이 된다. 접합면과 접합면 사이의 오목 측면은 비접합면이다. 유닛 (7) 의 형상은 도 1 에 나타낸 유닛 (1) 을 2 개 사용하여 각각의 1 개의 다리부의 접합면을 접합하여 일체화한 형상이라고 할 수 있다. 즉 도 1 에 나타내는 각 유닛을 2 개 배치하는 것과 도 3 에 나타내는 각 유닛을 1 개 배치하는 것은 결과적으로 동일한 형상이 되는 경우가 있다.

도 3(A2) 는 변형형태를 나타낸다. 유닛 (8) 은 정면에서 보았을 때 팔각형이고, 그 8 개의 변은 장변과 단변이 교대로 배치되어 있다. 단변을 포함하는 측면 (a, b, c, d) 가 서로 이웃하는 유닛과의 접합면이 되고 장변을 포함하는 측면 (e, f, g, h) 는 비접합면이다. 유닛 (9) 는 유닛 (8) 의 장변의 중앙을 산형으로 변형시킨 형상이다. 도 3(A1) 에 파선으로 유닛 (8) 및 (9) 를 나타내는 바와 같이 유닛 (7 ∼ 9) 의 형상은 접합면의 위치 및 형상이 공통되고 비접합면만을 변형시킨 관계로 되어 있다. 비접합면의 형상은 예를 들어 유닛 (7) 의 계곡형으로부터 유닛 (9) 의 산형 사이에서 연속적으로 변형시킬 수 있다. 여러 가지의 유닛 형상에 대해서는 후술하는 실시예에서 상세하게 설명한다.

도 3(A1) 로부터 분명한 바와 같이 유닛 (7) 에 의하여 형성되는 개구부 (W) 가 가장 크고, 유닛 (9) 에 의하여 형성되는 개구부 (W) 가 가장 작아진다. 이와 같이 유닛의 패널면이 면 차원에서 넓은 형상일수록 형성되는 개구부 (W) 는 작아진다. 또 비접합면의 형상이 상이하면 그것들에 의하여 둘러싸이는 개구부 (W) 의 형상도 상이해진다.

도 3(B1) 에서는 3 개의 유닛 (10) 이 육각형 격자 (H1) 이 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍인 제 1 쌍 (h1 과 h2), 제 2 쌍 (h3 과 h4), 및 제 3 쌍 (h5) 와 (h6) 의 각각의 쌍을 포함하는 위치에 배치되어 있다. 파선으로 유닛 (11) 및 (12) 를 나타내는 바와 같이 유닛 (10 ∼ 12) 는 접합면의 위치 및 형상이 공통되고 비접합면의 형상만이 상이하다. 유닛 (10 ∼ 12) 는 도 3(A1) 과 동일한 육각형 격자 (H1) 위에 배치되어 있으나 유닛 (7 ∼ 9) 보다 접합면의 면적이 넓다. 따라서 서로 이웃하는 유닛끼리를 접합한 면 (s2, s4, s6) 의 면적이 도 3(A1) 의 경우보다 넓게 되어 있고 또한 형성되는 개구부 (W) 의 크기는 작아진다. 유닛 (10) 은 비접합면이 오목 곡면이다. 유닛 (11) 은 팔각형의 패널면을 갖고 유닛 (8) 에 유사하지만 단변과 장변의 길이의 비가 상이한 변형형태이다. 유닛 (12) 는 비접합면이 볼록 곡면이다.

도 4 는 본 발명의 구조 유닛을 복수 개 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 다른 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. 도 4(A) 는 도 3 에 나타낸 유닛 (8) 을 사용한 메인 프레임의 일부이다. 파선으로 유닛 (7) 및 (9) 를 나타내는 바와 같이 이들 유닛에 대해서도 동일하게 사용된다. 도 4(B) 는 도 3 에 나타낸 유닛 (11) 을 사용한 메인 프레임의 일부이다. 파선으로 유닛 (10) 및 (12) 를 나타내는 바와 같이 이들 유닛에 대해서도 동일하게 사용된다.

도 4 에 있어서의 일점 파선으로 나타내는 가상 허니컴 형상의 단위 격자인 육각형 격자 (H2) 는 좌변 (정점 h5 와 h6 사이) 와 우변 (정점 h2 와 h3 사이) 가 연직 방향이 되는 방향으로 배치되어 있다. 따라서 이 육각형 격자 (H2) 로 이루어지는 허니컴 형상에 따라서 구축된 튜브 가구는 실질적으로 연직 기둥과 경사 기둥이 교대로 배치된 기둥과 지그재그로 연속되는 대들보로 구성되어 있게 된다.

도 3 및 도 4 에 나타낸 각 유닛의 배치는 일례로서 육각형 격자 (H1) 또는 (H2) 가 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍을 포함하도록 배치하는 패턴은 이것에 한정되지 않는다. 도시하지는 않지만 예를 들어 도 3 및 도 4 에서 제 1 쌍을 h2 와 h3 으로 하고 제 2 쌍을 h4 와 h5 로 하고 제 3 쌍을 h6 과 h1 로 하여 3 개의 유닛을 각각 배치할 수도 있다.

또 도 3 및 도 4 에 나타낸 각 유닛의 배치 예에서는 3 개의 유닛 모두가 1 개의 육각형 격자에 포함되는 3 쌍의 정점 위에 각각 배치되어 있으나 어느 하나의 유닛이 이 육각형 격자의 1 개의 정점과 다른 육각형 격자의 1 개의 정점의 쌍으로 배치되어 있을 수도 있다 (단, 그 정점들끼리는 1 개의 변의 양 단에 위치한다). 배치 패턴의 그 밖의 변형예에 대해서는 도 5 및 도 6 에서 후술한다.

도 3 및 도 4 에 나타낸 유닛 (7 ∼ 12) 에서는 1 개의 유닛이 육각형 격자 (H1) 또는 (H2) 의 2 개의 정점을 포함하도록 배치되어 있다. 따라서 1 개의 유닛은 4 개의 육각형 격자 (H1) 또는 (H2) 에 의하여 공유되어 있게 된다.

도 5 는 육각형 격자 (H1) 로 형성되는 허니컴 형상에 기초한 구조 유닛의 배치 패턴의 일례를 나타내는 정면 구성도이다. 일례로서 도 3 에 나타낸 유닛 (8) 을 상방측의 배치 패턴 (A) 와 하방측의 배치 패턴 (B) 에 따라서 각각 배치하고 있다. 도 3 에 나타낸 유닛 (7 ∼ 9) 의 어느 것을 사용해도 또 이 유닛들을 혼재시켜도 동일하게 배치할 수 있다.

배치 패턴 (A) 는 도 3 에 나타낸 3 개의 유닛의 배치를 반복하는 것으로 구성되어 있다. 배치 패턴 (A) 에서는 3 종류의 개구부 (Wa, Wb, Wc) 가 형성된다. 개구부 (Wa) 및 (Wb) 는 서로 역방향의 삼각형이고 개구부 (Wc) 는 육각형이다. 개구부 (Wa) 는 3 개의 유닛에 의하여 둘러싸이고 이들 3 개의 유닛은 이 육각형 격자에 포함되는 2 개의 정점을 차지하고 있다 (개구부 (Wb) 에 대해서도 동일하다). 한편, 개구부 (Wc) 는 6 개의 유닛에 의하여 둘러싸이고 이들 6 개의 유닛 각각은 이 육각형 격자의 2 개의 정점을 차지하지 않고 이 육각형 격자의 1 개의 정점과 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 차지하고 있다.

배치 패턴 (B) 는 모든 육각형 격자 (H1) 에 있어서 상변과 하변 (수평 방향) 의 양 단의 2 정점을 1 개의 유닛이 차지하도록 배치되어 있다. 따라서 1 개의 육각형 격자에 4 개의 유닛이 배치되어 있다. 4 개의 유닛 중에서 2 개가 상변과 하변의 4 정점을 차지하고 다른 2 개는 이 육각형 격자의 1 개의 정점과 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 차지하고 있다. 배치 패턴 (B) 에 있어서는 사각형의 개구부 (Wd) 가 형성된다.

또한 배치 패턴 (A) 와 (B) 는 연속적으로 접속할 수 있다. 그 경계 부분에는 오각형의 개구부 (We) 가 형성된다.

도 6 은 육각형 격자 (H2) 로 형성되는 허니컴 형상에 기초한 구조 유닛의 배치 패턴의 일례를 나타내는 정면 구성도이다. 일례로서 도 3 에 나타낸 유닛 (8) 을 좌측의 배치 패턴 (A) 와 우측의 배치 패턴 (B) 에 따라서 각각 배치하고 있다. 도 3 에 나타낸 유닛 (7 ∼ 9) 의 어느 것을 사용해도 또 이들 유닛을 혼재시켜도 동일하게 배치할 수 있다.

배치 패턴 (A) 는 도 4 에 나타낸 3 개의 유닛의 배치를 반복하는 것으로 구성되어 있다. 배치 패턴 (A) 에서는 3 종류의 개구부 (Wa, Wb, Wc) 가 형성된다. 개구부 (Wa) 및 (Wb) 는 서로 역방향의 삼각형이고 개구부 (Wc) 는 육각형이다. 개구부 (Wa) 는 3 개의 유닛에 의하여 둘러싸이고 이들 3 개의 유닛은 이 육각형 격자에 포함되는 2 개의 정점을 차지하고 있다 (개구부 (Wb) 에 대해서도 동일하다). 한편 개구부 (Wc) 는 6 개의 유닛에 의하여 둘러싸이고 이들 6 개의 유닛의 각각은 이 육각형 격자의 2 개의 정점을 차지하지 않고 이 육각형 격자의 1 개의 정점과 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 차지하고 있다.

배치 패턴 (B) 는 모든 육각형 격자 (H2) 에 있어서 좌변과 우변 (연직 방향) 의 양 단의 2 정점을 1 개의 유닛이 차지하도록 배치되어 있다. 따라서 1 개의 육각형 격자에 4 개의 유닛이 배치되어 있다. 4 개의 유닛 중에서 2 개가 좌변과 우변의 4 정점을 차지하고 다른 2 개는 이 육각형 격자의 1 개의 정점과 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 차지하고 있다. 배치 패턴 (B) 에 있어서는 사각형의 개구부 (Wd) 가 형성된다.

또 도 6 에서는 일례로서 상방의 일 부분에 다른 혼재 패턴을 나타내고 있다. 혼재 패턴의 좌측에서는 배치 패턴 (A) 의 유닛 (8) 의 최상의 유닛 위에 유닛 (7) 을 접속하고 있다. 유닛 (8) 과 (7) 은 접속면이 공통으로 되어 있기 때문에 접속할 수 있다. 혼재 패턴의 우측에서는 배치 패턴 (B) 의 유닛 (8) 의 최상의 유닛 위에 도 1 에 나타낸 유닛 (1) 을 접속하고 추가로 유닛 (1) 위에 유닛 (7) 을 접속하고 있다. 이와 같이 도 1 에 나타낸 유닛 (1 ∼ 3) 및 도 3 에 나타낸 유닛 (7 ∼ 9) 는 접속면이 공통으로 되어 있기 때문에 혼재시켜 접속할 수 있다.

도시하지는 않지만 마찬가지로 도 1 에 나타낸 유닛 (4 ∼ 6) 및 도 3 에 나타낸 유닛 (10 ∼ 12) 도 접속면이 공통으로 되어 있기 때문에 혼재시켜 접속할 수 있다.

전술한 도 1 ∼ 도 4 에 나타낸 구조 유닛의 형상에 다양성에 추가하여 도 5 및 도 6 에 나타내는 바와 같이 배치 패턴에도 다양성이 있기 때문에 본 발명에 의하여 구축되는 건축 구조체의 메인 프레임에는 매우 많은 변형형태가 있을 수 있게 된다.

이하에 나타내는 구체적인 실시예는 이들 변형형태의 일례로서 본 발명은 이들 형태에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

도 7 ∼ 도 14 를 참조하여 가상 허니컴 형상으로 구조 유닛을 배치하고 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 실시예에 대하여 설명한다.

도 7 (A ∼ C) 는 도 1 에 나타낸 3 갈래형의 구조 유닛 (1) 을 사용하여 구축된 건축 구조체의 메인 프레임의 일례를 나타내는 도면이다. (A) 는 메인 프레임인 튜브 가구 (100) 전체의 외관 사시도이다. (B) 는 도 7(A) 의 튜브 가구 (100) 의 일부를 확대하여 나타낸 정면도이다. (C) 는 상면도이다.

도 7(A) 에 나타내는 튜브 가구 (100) 은 도 1 에 나타낸 육각형 격자 (H1) 을 단위 격자로 하는 가상 허니컴 형상에 기초하여 구축되고 이 가상 허니컴 형상은 전체적으로 통체 즉 튜브 형상을 갖는다. 튜브의 축은 연직 방향을 따라서 연장되어 있다. 가상 허니컴 형상 위에 배치되는 구조 유닛으로서 3 갈래형의 유닛 (1) 을 사용한 경우에는 완성된 메인 프레임의 외관 형상이 베이스로 한 가상 허니컴 형상과 거의 일치한다. 이것은 서로 이웃하는 2 개의 유닛 (1) 의 다리부끼리가 접합됨으로써 1 개의 경사 기둥 또는 대들보가 형성되고 이 경사 기둥 또는 대들보가 가상 허니컴 형상의 육각형 격자의 1 변을 차지하게 되기 때문이다.

또한 육각형 격자 (H1) 을 정육각형으로 하는 것은 일례로서 좌우 대칭이라면 반드시 정육각형이 아니어도 된다.

도 7(B) 에 나타내는 바와 같이 1 개의 육각형 격자 (H1) 에 배치된 6 개의 유닛 (1) 에 의하여 육각형의 구조가 형성된다 (이것을 「육각형 구조부」 라고 한다). 단, 1 개의 육각형 구조부에는 각 유닛 (1) 의 3 개의 다리부 중 2 개의 다리부만이 포함된다. 육각형 구조부는 상변 부재 (r1), 우상변 부재 (r2), 우하변 부재 (r3), 하변 부재 (r4), 좌하변 부재 (r5), 좌상변 부재 (r6) 의 6 개의 선 형상 구조 부재로 구성된다. 이와 같이 하여 구축된 튜브 가구는 대들보가 수평 방향으로 연속되어 있지 않고 기둥도 모두 지그재그로 연속되는 경사 기둥으로 구성되어 있는 점에서 종래의 일반 라멘 구조의 튜브 가구와는 완전히 상이한 구성이다.

도 7(B) 에 나타내는 바와 같이 6 개의 유닛 (1) 에 의하여 형성되는 육각형 구조부는 좌우 대칭이며 예를 들어 우변에 대해서는 각각 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥인 우상변 부재 (r2) 와 우하변 부재 (r3) 을 연결하여 배치시키고 있다. 우상변 부재 (r2) 는 연직 방향에 대하여 각도α 만큼 경사져 있고 우하변 부재 (r3) 은 연직 방향에 대하여 각도 -α 만큼 경사져 있다. 좌변을 구성하는 좌상변 부재 (r6) 은 좌하변 부재 (r5) 에 대해서도 동일하게 경사진 경사 기둥이다. 상변 부재 (r1) 과 하변 부재 (r4) 는 수평인 대들보이다. 기둥끼리, 기둥과 대들보와의 접합은 강접합이다.

이러한 건축 구조체는 튜브 구조인 점에서 어떠한 방향으로부터 오게 될 수 평 부하에 대해서도 큰 지지력을 발휘할 수 있다. 또 육각형 구조부로 이루어지는 튜브 가구에 있어서는 모든 기둥과 대들보의 결합이 밸런스면에서 안정되어 있다. 이 결과, 부하력에 의하여 기둥과 대들보의 결절점 (結節點) 에서 발생되는 굽힘 응력이 일반 라멘 구조로 이루어지는 튜브 가구에 있어서의 응력에 비하여 작아진다. 이것은 굽힘 응력의 일부가 부재 (경사 기둥이나 대들보) 의 축력으로 변환되어 전달되기 때문이다. 덧붙여서 PC 부재는 압축력에 대하여 강하기 때문에 축력을 지지하는 것에 있어서 유리하다.

또한 도 7(B) 에 나타내는 바와 같이 이 튜브 가구 (100) 에 있어서는 기둥과 대들보의 결절점에는 유닛 (1) 끼리의 접합면은 없고 유닛 (1) 끼리의 접합면은 기둥과 대들보의 중간점에 있다. 이 점에서도 본 발명에 의한 튜브 가구는 구조 내력상 유리하다.

도 7(C) 의 상면도에 나타내는 바와 같이 도시한 예에서는 튜브 가구 (l00) 의 단면 형상은 거의 사각형이다. 단면 형상의 4 모서리에 각각 형성된 육각형 구조부의 면은 사각형의 정점 방향으로 향해 있고 사각형의 4 모서리가 노치된 형상으로 되어 있다. 또한 도 7 의 튜브 가구 (100) 의 측면은 거의 평면으로 구성되어 있으나 단면 형상이 원형 (튜브 가구가 곡면으로 구성된다) 또는 임의의 다각형 중의 어느 것이어도 되고 또 오목부를 포함한 형상이어도 된다. 가상 허니컴 형상이 곡면이나 절곡 부분을 갖는 경우에 그 부분들에는 특수한 형상의 구조 유닛을 사용하면 되는데 이에 대해서는 후술한다.

도 8 은 도 7 의 메인 프레임 (100) 의 부분 확대도이다 (도 8 에서는 육각 형 격자 (H1) 을 정육각형으로 나타내고 있다). 도시한 바와 같이 1 개의 육각형 격자 (H1) 위에 6 개의 유닛 (1(1) ∼ 1(6)) 이 사용되고 있다 (부호에 붙인 괄호 숫자는 1 개의 육각형 격자에 배치되는 각 유닛에 부여된 번호이다. 이하 동일하다). 1 개의 유닛 (1) 은 중심으로부터 3 방향으로 연장되어 3 개의 다리부를 갖는 PC 부재이다. 정면에서 보았을 때의 패널면의 형상은 3 갈래형이다. 각 유닛 (1) 에 있어서의 분기부는 육각형 격자 (H1) 의 각 정점 (h1 ∼ h6) 에 위치하고 있다. 서로 이웃하는 유닛 (1) 끼리의 접합부 (s1 ∼ s6) 는 육각형 격자 (H1) 의 각 변의 중점 (中點) 에 위치하고 육각형 격자 (H1) 의 정점에는 없다. 유닛 (1) 의 각 다리부는 육각형 격자 (H1) 의 각 변의 길이의 1/2 을 차지한다. 3 개의 다리부 중 2 개는 1 개의 육각형 격자에 속하고 나머지 1 개는 다른 육각형 격자에 속해 있다. 또 어떠한 유닛 (1) 도 3 개의 다리부 중 2 개가 경사 기둥으로 사용되고 1 개가 대들보로 사용된다.

육각형 격자 (H1) 의 중앙 부분에는 육각형 격자 (H1) 위에 배치된 6 개의 유닛 (1(1) ∼ 1(6)) 에 의하여 둘러싸이는 개구부 (W) 가 형성된다. 이 예에서는 개구부 (W) 의 형상이 육각형 격자 (H1) 과 동일한 방향의 육각형이다.

도 8 에 나타내는 바와 같이 육각형 격자 (H1) 의 각 변의 중점에서는 서로 이웃하는 2 개의 유닛 (1) 의 접합면끼리가 대향하여 유닛끼리가 접합되어 있다. 서로 이웃하는 유닛끼리의 접합은 파선으로 나타내는 긴장재 (21a, 21b, 21c) 에 의하여 이루어져 있다. 예를 들어 유닛 (1(1)) 과 (1(2)) 에서는 서로 대향하는 접합면을 긴장재 (21a) 가 관통하고 있다. 이 긴장재 (21a) 에 포스트 텐션을 부가한 후에 양 단을 1 쌍의 정착구 (22a, 22a) 에 의하여 정착하고 있다. 마찬가지로 유닛 (1(2)) 와 (1(3)) 에서는 긴장재 (21b) 가 관통하여 정착구 (22b, 22b) 에 의하여 정착하고 있다. 마찬가지로 유닛 (1(3)) 과 (1(4)) 에서는 긴장재 (21c) 가 관통하여 정착구 (22c, 22c) 에 의하여 정착하고 있다. 이와 같이 전체 유닛에 포함되는 서로 이웃하는 유닛 쌍끼리가 접합됨으로써 각 접합면은 회전이 저지되어 강접합이 된다. 게다가 긴장재에 의한 포스트 텐션에 의하여 강접합의 강도가 강화된다.

도 9 는 2 개의 구조 유닛의 접합 상태를 더욱 상세하게 나타내는 확대 사시도이다. 도 9 에 있어서 유닛 (1(3)) 하측의 다리부와 유닛 (1(4)) 상측의 다리부가 접합됨으로써 육각형 구조부의 우하편 부재의 경사 기둥을 형성하고 있다. 그 접합면은 경사 기둥의 중점 위치에 있다. 또한 양 유닛의 다리부 선단의 접합면끼리가 대향할 때 각각의 유닛 내부에 형성된 긴장재 삽입 구멍 (도 10 에서 상세하게 서술한다) 이 연통되도록 위치 정합된다. 그 후, 연통된 긴장재 삽입 구멍에 긴장재 (21c) 를 삽입한다. 긴장재 (21c) 는 통상적으로 PC 강재이다. 긴장재 (21c) 는 유닛 (1(3)) 의 다른 2 개의 다리부 사이의 계곡부로부터 유닛 (1(4)) 의 다른 2 개의 다리부 사이의 계곡부까지 관통 삽입된다. 계속해서 긴장재 (21c) 에 포스트 텐션을 부가한 상태에서 정착구 (22c, 22c) 에 의하여 양 단을 고정시켜 정착한다.

서로 이웃하는 2 개의 유닛끼리의 접합은 모두 상기와 같이 이루어진다. 따라서 유닛 (1) 내부의 중심 부분에서는 상이한 방향으로 연장되는 3 개의 긴장재가 외관에서 볼 때 교차하게 된다. 유닛 (1) 의 중심 부분은 육각형 격자의 각 정점에 위치하기 때문에 구조적으로 응력이 가장 집중되는 부분이지만, 이 부분에 접합부가 없고 또한 내부에는 3 중으로 긴장재가 배치되어 있기 때문에 매우 강고한 구조가 실현된다. 또 2 개의 유닛끼리의 접합은 비교적 응력이 작은 각 변의 중앙부에서 이루어지고 있어 구조적으로 유리하다.

포스트 텐션에 의하여 프레스트레스를 도입함으로써 장기 응력에 대해서도 휨이나 크랙 균열을 발생하지 않고 콘크리트의 전체 단면이 압축이나 인장에도 유효하게 작용한다. 그 결과 대형 스팬의 가구가 가능해진다. 또 크랙 균열을 일으키지 않기 때문에 삽입된 긴장재의 부식 방지 관점에서도 우수하다 (이하의 각 실시예에서도 동일하다).

또한 2 개의 유닛의 접합면을 접합할 때에 대향하는 2 개의 접합면 사이에 약간의 간극을 형성하고 그 간극에 PC 보다 강도의 큰 모르타르, 수지 모르타르, 그라우트 등을 충전하는 것이 바람직하다. 이들 충전물에 의하여 시공상의 오차를 쉽게 흡수할 수 있어 시공성이 매우 향상된다 (이하의 각 실시예에서도 동일하다).

도 10 은 유닛 (1) 의 구성을 상세하게 나타내는 도면이다. 도 10(A) 는 1 개의 다리부 선단의 접합면 (1a) 측에서 바라본 측면도이고 도 10(B) 는 (A) 의 X-X 단면도이다.

유닛 (1) 은 소정의 거푸집을 이용하여 제조되는 PC 패널이다. 도 10(B) 로부터 분명한 바와 같이 유닛 (1) 은 정면에서 보았을 때 3 갈래형의 패널면을 구비하고, 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이 정면의 패널면 (1i) 와 배면의 패널면 (1j) 사이에는 소정의 두께가 있다. 유닛 (1) 은 중심 C 로부터 3 방향으로 분기되어 연장되는 3 개의 다리부를 구비하고 각각의 다리부의 선단에 있어서의 측면 (1a, 1b, 1c) 는 접합면이다. 각 접합면 (1a, 1b, 1c) 는 각 다리부가 연장되는 방향에 대하여 수직이다. 각 다리부를 정면에서 보았을 때의 폭은 일정하고 각 다리부의 단면은 직사각형이 된다. 각 다리부의 두께와 폭은 구축하고자 하는 건축 구조체에 적합하도록 설정된다.

각 다리부의 선단 이외의 측면은 비접합면이다. 접합면 (1a) 와 (1b) 사이에서는 비접합면 (1d2) 와 (1d3) 이 계곡형을 형성하고 있다. 접합면 (1b) 와 (1c) 사이에서는 비접합면 (1e2) 와 (1e3) 이 계곡형을 형성하고 있다. 접합면 (1c) 와 (1a) 사이에서는 비접합면 (1f2) 와 (1f3) 이 계곡형을 형성하고 있다.

도 10(B) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (1) 의 내부에는 3 개의 긴장재 삽입 구멍 (1a3, 1b3, 1c3) 이 천공 형성되어 있다. 또한 이들 긴장재 삽입 구멍은 PC 제조시에 형성되고 긴장재를 통과시키기 위한 시스 (도시 생략) 가 매립 형성된다. 이들 3 개의 긴장재 삽입 구멍 (1a3, 1b3, 1c3) 은 정면에서 보았을 때에는 교차하는 것으로 보이지만 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이 실제로는 서로 겹치지 않도록 두께 방향에서 상이한 위치에 형성되어 있다. 긴장재 삽입 구멍 (1a3) 은 접합면 (1a) 로부터 제 1 다리부의 축 방향을 따라서 제 2 다리부와 제 3 다리부 사이의 계곡 밑바닥부 (1e1) 까지 관통하고 있다. 마찬가지로 긴장재 삽입 구멍 (1b3) 은 접합면 (1b) 로부터 제 2 다리부의 축 방향을 따라서 제 3 다리부와 제 1 다리부 사이의 계곡 밑바닥부 (1f1) 까지 관통하고 있다. 마찬가지로 긴장재 삽입 구멍 (1c3) 은 접합면 (1c) 로부터 제 1 다리부와 제 2 다리부 사이의 계곡 밑바닥부 (1d1) 까지 관통하고 있다.

도 10 에 나타낸 유닛 (1) 은 3 개의 다리부가 동일한 길이로 또한 등각도 간격 (즉 120 도씩) 으로 형성되어 있다. 이와 같은 유닛 (1) 은 도 8 에 나타낸 바와 같이 육각형 격자 (H1) 이 정육각형인 경우에 사용된다. 이 경우에는 어떠한 다리부도 경사 기둥 또는 대들보 중 어느 하나로도 사용할 수 있다. 즉 유닛 (1) 을 어느 방향에서나 사용할 수 있어 시공성이 좋다.

그러나 도 7 에서 설명한 바와 같이 육각형 격자 (H1) 은 좌우 대칭 형상이지만 반드시 정육각형일 필요는 없고, 경사 기둥이 되는 변의 길이와 대들보가 되는 변의 길이가 상이해도 된다. 이 경우에 유닛 (1) 은 대들보로서 사용되는 1 개의 다리부의 길이와 경사 기둥으로서 사용되는 2 개의 다리부의 길이가 상이하게 된다. 또한 이 경우에도 경사 기둥이 되는 2 개의 다리부끼리는 동일한 길이로 한다. 또 대들보가 되는 1 개의 다리부와 경사 기둥이 되는 다른 2 개 다리부의 각각이 각각 이루는 각도는 서로 동등해야만 하지만 그 각도는 경사 기둥이 되는 2 개의 다리부끼리가 이루는 각도와는 상이할 수도 있다.

도 11 은 유닛 (1) 의 변형형태에 의하여 구축한 메인 프레임의 일부를 나타내는 사시도이다. 이 변형형태는 2 종류의 유닛 (1A) 와 (1B) 의 조합으로 이루어지고 육각형 격자 위에 교대로 배치된다. 전술한 유닛 (1) 과 상이한 점은 각 다리부에 있어서의 접합면의 형상이다.

유닛 (1A) 의 3 개의 다리부의 접합면은 각각 2 개의 경사면 (la4 와 1a5, 1b4 와 1b5, 1c4 와 1c5) 로 이루어지는 산형을 이루고 있다. 한편 유닛 (1B) 의 3 개의 다리부의 접합면은 각각 2 개의 경사면 (la6 과 1a7, 1b6 과 1b7, 1c6 과 1c7) 로 이루어지는 계곡형을 이루고 있다.

유닛 (1A) 의 접합면의 산형과 유닛 (1B) 의 접합면의 계곡형은 서로 끼워 맞추어지는 형상이다. 따라서 유닛 (1A) 와 (1B) 는 반드시 교대로 배치되어 그 접합면끼리를 끼워 맞추는 것과 같이 접합된다. 또한 긴장재에 의한 포스트 텐션의 부가 상태에서의 정착 방법은 전술한 실시형태와 동일하다. 이와 같이 접합면끼리를 끼워 맞추어 접합하면 산형과 계곡형의 맞물림에 의하여 다리부가 축 둘레로 회전하는 것을 확실하게 저지할 수 있어 보다 강고한 구조를 얻을 수 있다.

또한 서로 끼워 맞추어지는 2 종의 유닛의 접합면의 형상은 도 11 에 나타낸 산형과 계곡형에 한정되지 않는다. 축 둘레의 회전을 저지하는 효과를 얻을 수 있으면 다른 형상의 조합도 가능하다. 예를 들어 일방의 접합면의 중앙부에 각형 볼록부를 형성하고 타방의 접합면의 중앙부에 각형 오목부를 형성하여 이들 각형 볼록부와 각형 오목부를 서로 끼워 맞춘다. 도 11 에 나타낸 산형과 계곡형의 끼워 맞춤 형상의 예는 단순하기 때문에 가공이 용이하다는 것에 추가하여 맞닿음면이 경사면이기 때문에 접촉 면적이 넓어지는 결과, 접합 강도가 향상된다는 효과도 있다.

도 12 는 유닛 (1) 과 슬래브의 접합 방법을 나타내는 사시도이다. 유닛 (1) 의 3 개의 다리부 중 1 개의 다리부에 대하여 정면과 배면의 패널면을 관통하는 복수의 슬래브 접속 구멍 (1g) 를 형성하고 있다. 그리고 슬래브 접속 구멍 (1g) 를 형성한 다리부가 대들보가 되도록 유닛 (1) 을 배치한다. 한편 PC 슬래브 (30) 에는 미리 복수의 긴장재 (31) 이 매립 형성되어 있다. 각 슬래브 접속 구멍 (1g) 는 복수의 긴장재 (31) 의 각각에 대응하는 위치에 형성되고 긴장재 (31) 을 삽입할 수 있는 직경으로 설정된다.

유닛 (1) 과 PC 슬래브 (30) 을 접합할 때에는 각 긴장재 (31) 을 각 슬래브 접속 구멍 (1g) 에 삽입하고 긴장재 (31) 에 포스트 텐션을 부가한 상태에서 정착구에 의하여 정착한다.

도 13(A) 는 유닛 (1) 의 또 다른 변형형태를 이용하여 구축한 메인 프레임 (101) 의 일례를 부분적으로 나타낸 도면이다. 메인 프레임 (101) 은 베이스로 하는 가상 허니컴 형상으로서 평면이 아니라 곡면인 것을 사용하고 있다. 이 메인 프레임 (101) 의 전체 형상은 원통형의 튜브 가구가 된다. 도 13(B) 는 (A) 의 메인 프레임 (101) 을 구축하기 위한 유닛 (1C) 의 상면도를 나타내고 도 13(C) 는 (A) 의 메인 프레임 (101) 을 구축하기 위한 유닛 (1C) 의 정면도를 나타내고 있다.

도 13(B) 및 (C) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (1C) 는 대들보를 형성하는 다리부 (이 예에서는 선단에 접합면 (1Ca) 를 갖는다) 의 패널면 (1Ci1) 이 경사 기둥을 형성하는 다른 2 개의 다리부 (이 예에서는 각각 선단에 접합면 (1Cb, 1Cc) 를 갖는다) 의 패널면 (1Ci2) 에 대하여 각도 β 를 이루고 있다. 즉 전자의 1 개의 다리부가 후자의 2 개의 다리부에 대하여 굴곡부 (1Ck) 에서 절곡되어 있다. 이와 같은 굴곡부 (1Ck) 를 갖는 유닛 (1C) 끼리를 접합함으로써 곡면의 메인 프레임을 구축할 수 있다. 또한 다른 실시예로서 이 굴곡형의 유닛 (1C) 는 메인 프레임 에 있어서의 2 개의 평면이 교차하는 절곡 부분 (예를 들어 도 7 에 나타낸 튜브 가구의 모서리부) 에 사용할 수도 있다. 또 각도 β 의 크기는 포스트 텐션을 부가한 긴장재에 의한 2 개의 유닛 (1C) 끼리의 접합, 또는 유닛 (1C) 와 그 밖의 접합 가능한 유닛과의 접합에 지장이 없는 정도로 한다.

또한 굴곡형의 유닛 (1C) 를 사용하면 일 방향으로 휘는 곡면만이 아니고 그 역방향으로 휘는 곡면을 연속적으로 형성할 수도 있다. 예를 들어 상면에서 보았을 때 파상 (波狀) 이 되는 곡면이다.

도 13(A) 에 나타낸 튜브 가구와 같이 곡면 부분에서도 메인 프레임이 연직 방향에 대하여 평행하는 경우에는 굴곡부 (1Ck) 가 연직 방향과 평행이 되도록 유닛 (1C) 를 배치한다. 다른 실시예에서는 곡면 부분에서 메인 프레임이 연직 방향과 평행이 아닌 경우도 있으나 (예를 들어 돔의 일부와 같은 곡면 형상), 그 경우에는 굴곡부 (1Ck) 의 방향, 메인 프레임의 면이 휘는 방향에 대응하여 배치하도록 한다.

도 10 에 나타낸 평탄형의 유닛 (1) 과, 도 13 에 나타낸 굴곡형의 유닛 (1C) 를 조합하여 사용함으로써 평면 부분과 곡면 부분을 갖는 메인 프레임을 자유자재로 구축할 수도 있다.

도 14 는 도 10 에 나타낸 유닛 (1) 의 변형형태인 유닛 (1D) 를 나타내고 (A) 는 외관 사시도이고 (B) 는 육각형 격자 위에 6 개의 유닛 (1D) 를 배치하여 연결한 메인 프레임의 일부를 나타내는 정면도이다.

유닛 (1D) 는 그 접합면 (1Da, 1Db, 1Dc) 의 형상 및 위치가 유닛 (1) 과 공 통되어 상기한 유닛 (1) 또는 유닛 (1C) 와 접합할 수도 있다. 유닛 (1D) 는 비접합면의 형상이 유닛 (1) 과 다르다. 유닛 (1D) 는 유닛 (1) 의 비접합면의 계곡의 깊이를 얕게 한 형상이라고 할 수 있다. 유닛 (1D) 에서는 각 다리부의 폭이 일정하지 않으며 접합면 (1Da, 1Db, 1Dc) 로부터 중심을 향하여 폭이 커지고 있다. 예를 들어 측면 (1Df3) 이 서로 이웃하는 접합면 (1Da) 에 대하여 이루는 각도 δ (측면 (1Df2) 가 접합면 (1Dc) 에 대하여 이루는 각도도 동일하다) 가 둔각이 된다 (유닛 (1) 에서는 δ 는 90 도이다). 또한 유닛 (1) 의 변형형태로서 패널면 형상으로 있어서 90˚ ≤ δ < 120˚의 범위에 포함되는 것을 모두 「3 갈래형」 에 포함하는 것으로 한다.

또한 δ = 120˚ 일 때에는 계곡이 없어져 도 1 에 나타낸 유닛 (2) 와 같이 육각형이 된다.

도 14(A) 에 나타내는 바와 같이 계곡형 측면 (1Df2, 1Df3) 의 계곡 밑바닥부 (1Df1) 에 긴장재 삽입 구멍 (1Db3) 이 개구된다.

도 14(B) 에 나타내는 바와 같이 6 개의 유닛 (1D) 를 고리 형상으로 연결했을 경우에 그 중앙 부분의 개구부 (W) 는 도 8 에 나타낸 유닛 (1) 에 의하여 둘러싸이는 개구부보다 작아진다.

또한 도 14 의 유닛 (1D) 에서는 도 10 의 유닛 (1) 에 대하여 모든 다리부의 폭을 변형시키고 있으나 다른 변형형태로서 1 개 또는 2 개의 다리부의 폭만을 변형시켜도 된다. 서로 접합할 수 있는 접합면을 갖는 유닛 (1), 유닛 (1D) 및 또 다른 변형형태를 혼재시켜 메인 프레임을 구축해도 된다. 이로써 개구부의 크기나 디자인상의 요청에 폭넓게 대응할 수 있다.

실시예 2

도 15 ∼ 도 21 을 참조하여 가상 허니컴 형상으로 구조 유닛을 배치하여 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

도 15 는 구조 유닛을 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임 (102) 의 일부를 나타내는 정면도이다. 예를 들어 상기 서술한 도 7(A) 와 동일한 튜브 가구의 일부이다. 도 16 은 도 15 의 메인 프레임 (102) 의 부분 확대 사시도이다.

도 15 에 나타내는 메인 프레임은 도 1 에 나타낸 육각형 격자 (H1) (굵은 일점 파선으로 나타낸다) 를 단위 격자로 하는 가상 허니컴 형상에 대하여 도 1 에 나타낸 구조 유닛 (2) 를 배치하고 연결하여 구축된다.

1 개의 유닛 (2) 는 도 15 에 나타내는 바와 같이 정면에서 보았을 때 6 개의 변을 갖는 육각형의 패널면을 갖고 소정의 두께 (지면에 수직인 방향) 를 갖는다. 따라서 도 16 에 나타내는 바와 같이 정면과 배면의 1 쌍의 패널면 각각의 각 변 사이에서 연장되는 6 개의 측면을 구비한다. 도시한 예에서는 육각형의 패널면의 둘레 가장자리를 구성하는 6 개의 변은 길이의 상이한 2 종의 변을 교대로 배치하여 구성되어 있다. 긴 쪽의 변을 「장변」 으로 하고 짧은 쪽의 변을 「단변」 으로 하기로 한다. 이에 대응하여 양 패널면의 단변 사이에서 연장되는 측면은 「짧은 측면」 이 되고 장변 사이에서 연장되는 측면은 「긴 측면」 이 된다. 각 유닛에서 3 개의 짧은 측면과 3 개의 긴 측면은 교대로 배치되어 있다. 또한 각 유닛에서의 3 개의 짧은 측면을 접합면으로 하고 3 개의 긴 측면은 비접합면으로 하는 것이 바람직하다. 짧은 측면을 접합면으로 했을 경우에는 긴 측면을 접합면으로 했을 경우보다 넓은 개구부 (W) 를 얻을 수 있다. 그러나 용도에 따라서는 긴 측면을 접합면으로 할 수도 있다. 특별한 예로서 단변과 장변의 길이가 동일하다면 정육각형이 된다 (도 1 에 나타낸 구조 유닛 (5)).

도 15 에 나타내는 바와 같이 가상 허니컴 형상의 단위 격자인 육각형 격자 (H1) 의 각 정점 (h1, h2, h3, h4, h5, h6) 을 포함하는 위치에 6 개의 유닛 (2(1), 2(2), 2(3), 2(4), 2(5), 2(6)) 이 배치된다. 서로 이웃하는 유닛의 각각의 짧은 측면인 접합면을 대향시켜 접합한다. 접합된 면 (s1, s2, s3, s4, s5, s6) 은 육각형 격자 (H1) 의 어느 하나의 변과 교차한다. 육각형 격자 (H1) 위에 있어서 각 유닛은 양 이웃하는 유닛과 접합하기 위해서 2 개의 접합면을 사용하게 된다. 이로써 6 개의 유닛이 고리 형상으로 연결되고 그 중앙 부분에는 이들 유닛으로 둘러싸인 개구부 (W) (굵은 이점 쇄선으로 나타낸다) 가 형성된다. 이때 각 유닛에 있어서의 나머지 하나의 접합면은 중심으로부터 방사 방향으로 향하고 근처의 육각형 격자에 포함되는 1 개의 유닛의 짧은 측면과 연결할 수 있다.

도 15 로부터 분명한 바와 같이 1 개의 유닛 (2) 는 서로 이웃하는 3 개의 육각형 격자 (H1) 에 의하여 공유되는 1 개의 정점에 배치되고 3 개의 육각형 격자 (H1) 에 의하여 공유되게 된다.

유닛 (2) 의 패널면의 육각형에는 장변과 단변의 비율이 상이한 변형형태가 있을 수 있다. 건너직경 (서로 대향하는 장변과 단변 사이의 거리) 이 동일한 육각형으로 비교했을 경우 장변과 단변의 차가 클수록 육각형 격자 (H1) 의 중앙 부분 의 개구부 (W) 가 커지고 각 변의 길이가 동일할 때 개구부 (W) 는 정육각형으로 가장 작아진다. 한편 장변과 단변의 차가 클수록 짧은 측면끼리의 접합부의 면적이 작아지고 각 변의 길이가 동일할 때 접합부의 면적이 최대가 된다. 접합부의 면적이 클수록 강도면에서는 유리하다. 장변과 단변의 길이의 절대값 및 그 비율은 대상으로 하는 건축 구조체에 요구되는 강도, 개구부의 크기, 그 밖의 여러 가지 조건에 의하여 설정한다. 그러나 본 발명은 허니컴 형상에 기초하는 구조이므로 장변과 단변의 차를 비교적 크게 해도 충분한 강도를 얻을 수 있고 그러한 경우에 개구부를 넓게 취할 수 있기 때문에 유리하다.

도 15 및 도 16 에 있어서 각 유닛 내부의 파선으로 나타내는 위치에는 긴장재 삽입 구멍이 미리 형성되어 있다. 긴장재 삽입 구멍에는 시스(도시 생략) 가 매립 형성되어 있다. 1 개의 긴장재 삽입 구멍은 그 유닛에 있어서의 어느 1 개의 접합면에 대하여 수직으로 그 유닛을 관통하고 있다. 따라서 1 개의 유닛에는 3 개의 상이한 방향 (서로 60 도의 각도를 이룬다) 으로 연장되는 3 개의 긴장재 삽입 구멍이 존재하게 된다.

예를 들어 도 16 에 나타내는 바와 같이 2 개의 유닛 (2(1)) 과 (2(2)) 의 짧은 측면끼리를 대향시키면 쌍방에 형성된 긴장재 삽입 구멍이 연통되고 유닛 (2(1)) 을 향하여 우측의 긴 측면으로부터 유닛 (2(2)) 를 향하여 좌측의 긴 측면까지 연속되는 1 개의 긴장재 삽입 구멍이 형성된다. 바꾸어 말하면 2 개 유닛 서로의 긴장재 삽입 구멍의 위치가 정합되도록 짧은 측면끼리를 맞닿게 하고 있다.

이 긴장재 삽입 구멍에 긴장재 (21a) 를 삽입 통과시켜 포스트 텐션을 부가 하고 그 양 단을 1 쌍의 정착구 (22a, 22a) 를 사용하여 정착함으로써 유닛 (2(1)) 과 (2(2)) 를 강고하게 접합할 수 있다. 또한 유닛 (2(2)) 는 제 2 긴장재 (21b) 및 정착구 (22b, 22b) 에 의하여 유닛 (2(3)) 과 접합된다. 또 나아가 유닛 (2(2)) 는 제 3 긴장재 (21c') 및 정착구 (22c', 22c') 에 의하여 근처의 육각형 격자에 포함되는 유닛 (2(5)') 과 접합된다.

이와 같이 하여 유닛끼리를 연결했을 경우 1 개의 유닛은 3 개의 상이한 방향으로 연장되는 3 개의 긴장재 (21a, 21b, 21c') 에 의하여 이웃하는 3 개의 패널 유닛과 각각 접합되기 때문에 각 접합부는 회전이 저지되어 강접합이 된다. 이로써 허니컴 형상으로 강접합된 메인 프레임을 갖는 건축 구조체를 구축할 수 있다.

여기서 다시 도 15 를 참조하면 육각형 격자 (H1) 을 단위 격자로 하는 가상 허니컴 형상으로 구조 유닛을 배치 연결한 메인 프레임에서는 육각형 격자 (H1) 의 상하 2 변이 수평 방향으로 평행이 되도록 배치된다. 여기서 연직 방향에 있어서 m 열과 n 열의 세로로 배열된 2 열의 각 유닛을 보면 각 열의 각 유닛이 지그재그로 배치되고 강접합으로 연결되어 있다. 이 형태는 연직 방향으로 배열된 복수의 육각형 격자 (H1) 의 각 정점 (h3", h2, h3, h4, h3', h4') 를 연결하여 지그재그로 배치되는 경사 기둥 (예를 들어 전술한 도 8 의 실시예) 을 상정했을 경우 그러한 경사 기둥과 동일한 기능을 가지고 있어 연직 하중 및 수평 부하를 축력으로 변환하기 쉬운 구조로 되어 있다. 덧붙여서 경사 기둥과 같은 선 형상 부재가 아니고 면 형상 부재이기 때문에 더욱 강고한 구조가 된다.

유닛 (2) 를 사용한 허니컴 구조에서는 응력이 가장 집중되는 육각형 격자 (H1) 의 각 정점에 위치하는 패널 유닛이 넓이를 갖는 면 형상 부재이며 또 이 부분에는 접합부가 없기 때문에 응력에 대하여 매우 강한 구조이다. 접합부는 육각형 격자 (H1) 의 각 변의 중점에 위치하고 있고 이 부분은 응력이 작기 때문에 유리하다.

도 17 및 도 18 을 이용하여 도 15 및 도 16 에 나타낸 유닛 (2) 의 구성을 상세하게 설명한다. 도 17 은 유닛 (2) 의 외관 사시도이다. 도 18 은 (A) 정면도, (B) 상면도, (C) Y-Y 단면도 그리고 (D) Z-Z 단면도이다. 유닛 (2) 는 소정의 거푸집을 사용하여 제조되는 PC 패널이다.

도 17 및 도 18 에 나타내는 바와 같이 정면의 패널면 (2i) 와 배면의 패널면 (2j) (도 17 에서는 하측) 는 동일한 형상의 육각형으로서 대응하는 각 변끼리가 서로 평행하게 배치되어 있다. 예를 들어 패널면 (2i) 의 단변 (2a1) 과 패널면 (2j) 의 단변 (2a2) 는 서로 평행하고 또한 패널면 (2i) 의 장변 (2f1) 과 패널면 (2j) 의 장변 (2f2) 는 서로 평행한다. 패널면 (2i) 와 패널면 (2j) 사이의 거리가 유닛 (2) 의 두께가 된다.

패널면 (2i, 2j) 에 있어서는 단변과 장변이 교대로 배치되어 있다. 예를 들어 패널면 (2i) 에 있어서는 단변 (2a1), 장변 (2d1), 단변 (2b1), 장변 (2e1), 단변 (2c1), 장변 (2f1) 의 순서로 배치되어 있다. 단변끼리는 길이가 동일하고 장변끼리도 또한 길이가 동일하다.

또한 패널면 (2i, 2j) 에 대하여 수직이며 대응하는 각 변끼리의 사이에서 연장되는 6 개의 측면 (2a, 2d, 2b, 2e, 2c, 2f) 을 구비하고 있다. 단변 사이에서 연장되는 측면 (2a, 2b, 2c) 는 짧은 측면으로서 접합면이 된다. 이에 대한 장변 사이에서 연장되는 측면 (2d, 2e, 2f) 은 긴 측면으로서 비접합면이다.

나아가 도 18(A) 에 나타내는 바와 같이 6 개의 측면 중에서 서로 대향하는 측면끼리 사이에 긴장재 삽입 구멍 (2a3) (짧은 측면 (2a) 와 긴 측면 (2e) 사이), (2b3) (짧은 측면 (2b) 와 긴 측면 (2f) 사이), (2c3) (짧은 측면 (2c) 와 긴 측면 (2d) 사이) 가 각각 형성된다. 각 긴장재 삽입 구멍 (2a3, 2b3, 2c3) 은 대향하는 1 쌍의 측면에 대하여 각각 수직이다. 각 긴장재 삽입 구멍 (2a3, 2b3, 2c3) 은 각각의 측면의 거의 중심에 개구되어 있는 것이 바람직하다. 정면도에서는 어떠한 긴장재 삽입 구멍도 유닛의 중심부를 통과하고 서로가 이루는 각도 γ 는 60 도이다. 3 개의 긴장재 삽입 구멍은 정면에서 보았을 때에는 교차하는 것처럼 보이지만 도 18(B) 및 (C) 에 나타내는 바와 같이 유닛의 두께 범위 내에서 서로 겹치지 않는 위치에 형성되어 있다. 무엇보다도 밸런스의 관점에서 모든 긴장재 삽입 구멍이 유닛의 두께 범위 내에 있어서 가능한 한 중앙 근방에 위치하는 것이 바람직하다.

유닛 (2) 의 각 부위의 치수는 구축해야 할 건축 구조물에 요구되는 조건 혹은 수송 조건 등에 따라서 적절히 설정된다.

도 19 는 유닛 (2) 의 특별한 경우에 상당하는 유닛 (5) 의 외관 사시도이다. 도 17 에 나타낸 유닛 (2) 와 대응하는 부분은 동일한 부호로 표시하고 있다. 도 17 의 유닛 (2) 와 비교하여 1 쌍의 패널면 (5i) 및 (5j) 가 정육각형, 즉 6 개의 변의 길이가 동일하다는 점이 상이하다. 유닛 (5) 끼리를 접합하는 경우에는 예를 들어 1 개 건너의 측면 (5a, 5b, 5c) 를 접합면으로 사용하면 되고 그 밖의 점 에 대해서는 도 17 에 나타낸 유닛 (2) 와 동일하다.

도시하지 않지만 유닛 (2) 의 변형형태로서 패널면의 3 개의 장변 중 2 개의 장변을 동일한 길이로 하고 나머지 1 변을 상이한 길이로 한 육각형이어도 된다.

도 20(A) 는 가상 허니컴 형상이 곡면 또는 절곡을 갖는 경우에 사용되는 구조 유닛의 일 실시예로서 도 17 의 유닛 (2) 와 접합 가능한 구조 유닛 (2A) 를 나타내는 외관 사시도이다. 도 20(A) 는 그 외관 사시도를 나타내고 있다.

유닛 (2A) 에서는 1 개의 짧은 측면 (2Ac) 가 패널면 (2Ai, 2Aj) 에 대하여 수직인 방향 C 로부터 약간의 각도 β1 을 이루고 있다. 이와 같은 유닛 (2A) 를 사용함으로써 곡면의 허니컴 구조를 구축할 수 있다.

도 20(B) 는 (A) 에 나타낸 유닛 (2A(1)) 과 동일한 형상의 또 하나의 구조 패널 유닛 (2A(2)) 를, 각각의 짧은 측면 (2Ac(1)) 과 (2Ac(2)) 를 대향시켜 접합한 상태의 배면도 (메인 프레임의 내면측) 이고 도 20(C) 는 상면도이다. 상면도에 나타내는 바와 같이 접합된 2 개의 유닛 (2A(1)) 과 (2A(2)) 의 각각의 패널면 (2Aj(1)) 과 (2Aj(2)) 는 각도 180˚- 2β1 이 되어 굴곡부가 형성된다. 이와 같은 접합을 연속시켜가면 곡면을 형성할 수 있다.

단, 각도 β1 은 매우 작은 각도로서 쌍방의 유닛 (2A(1)) 과 (2A(2)) 에 긴장재를 관통 삽입하여 도 16 에 나타내는 유닛 (2) 와 동일하게 포스트 텐션을 부여하여 정착시킴으로써 거의 동일한 접합 강도를 얻을 수 있는 정도로 한다. 따라서 접합면이 되는 짧은 측면 (2Ac) 는 경사가 있다고 해도 패널면 (2Ai, 2Aj) 에 대하여 거의 수직이라고 할 수 있고 또 짧은 측면 (2Ac) 에 개구되는 긴장재 삽입 구멍 (2Ac3) 또한 이 측면에 대하여 거의 수직이라고 할 수 있다.

도 21(A) 는 가상 허니컴 형상이 곡면 또는 절곡을 갖는 경우에 사용되는 구조 유닛의 다른 실시예로서 상기한 유닛 (2) 와 접합 가능한 유닛 (2B) 를 나타내는 정면도이다. (B) 는 그 상면도를 나타내고 있다.

도 21(A) 및 (B) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (2B) 의 정면의 패널면은 직선 형상의 굴곡부 (2Bk) 를 경계로 하여 서로 각도 β2 를 이루는 2 개의 면 (2Bi1) 과 (2Bi2) 로 이루어진다. 배면의 패널면에 대해서도 동일하다. 즉 유닛 (2B) 는 굴곡부 (2Bk) 에서 절곡되어 있다. 이와 같은 굴곡부 (2Bk) 를 갖는 유닛 (2B) 끼리를 접합함으로써 곡면의 메인 프레임을 구축할 수 있다. 예를 들어 도 13(A) 에 나타낸 원통 튜브 가구와 같이 곡면 부분에 있어서도 메인 프레임이 연직 방향에 대하여 평행하는 경우에는 굴곡부 (2Bk) 가 연직 방향과 평행이 되도록 유닛 (2B) 를 배치한다. 굴곡부 (2Bk) 의 방향은 메인 프레임의 면이 휘는 방향에 대응하여 배치하도록 한다. 도시한 예에서는 굴곡부 (2Bk) 의 위치가 중앙이지만 왼쪽 또는 오른쪽으로 치우쳐 있어도 된다. 또 이 굴곡형의 유닛 (2B) 는 메인 프레임에 있어서의 2 개의 평면이 교차하는 절곡 부분 (예를 들어 도 7 에 나타낸 튜브 가구의 모서리부) 에 사용할 수도 있다. 또한 각도 β2 의 크기는 포스트 텐션을 부가한 긴장재에 의한 2 개의 유닛 (2B) 끼리의 접합, 또는 유닛 (2B) 와 다른 접합 가능한 유닛과의 접합에 지장이 없는 정도로 한다.

또한 굴곡형의 유닛 (2B) 를 사용하면 일 방향으로 휘는 곡면만이 아니고 그 역방향으로 휘는 곡면을 연속적으로 형성할 수도 있다. 예를 들어 상면에서 보았을 때 파상이 되는 곡면이다.

도 17 에 나타낸 평탄형의 유닛 (2) 와 도 21 에 나타낸 굴곡형의 유닛 (2B) 를 조합하여 사용함으로써 평면 부분과 곡면 부분을 갖는 메인 프레임을 자유자재로 구축할 수도 있다.

실시예 3

도 22 ∼ 도 25 를 참조하여 가상 허니컴 형상으로 구조 유닛을 배치하여 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

도 22 는 구조 유닛을 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임 (103) 의 일부를 나타내는 정면도이다. 예를 들어 상기 서술한 도 7(A) 와 동일한 튜브 가구의 일부이다. 도 23 은 도 22 의 메인 프레임 (103) 의 부분 확대 사시도이다.

도 22 에 나타내는 메인 프레임은 도 2 에 나타낸 육각형 격자 (H2) (굵은 일점 파선으로 나타낸다) 를 단위 격자로 하는 가상 허니컴 형상에 대하여 하방 부분 (K1) 에 대해서는 도 2 에 나타낸 구조 유닛 (5) 를 배치하고 연결하여 구축되고 상방 부분 (K2) 에 대해서는 도 2 에 나타낸 구조 유닛 (4) 를 배치하고 연결하여 구축된다. 유닛 (5) 에 대해서는 상기 서술한 도 19 에 있어서 유닛 (2) 의 일 변형형태로서 설명한 바와 같이 패널면이 정육각형인 유닛이다. 유닛 (4) 는 유닛 (5) 에 있어서의 비접합면을 오목 곡면으로 한 유닛이다.

하방 부분 (Kl)에서는 6 개의 유닛 (4) 가 육각형 격자 (H2) 의 각 정점 (h1 ∼ h6) 의 위치를 포함하도록 배치되고 서로 이웃하는 2 개의 유닛끼리는 각 변의 중점과 접합면끼리를 대향시켜 접합되어 있다. 접합된 면 (s1 ∼ s6) 은 각각 각 변과 수직으로 교차하고 있다. 이로써 6 개의 유닛 (4) 는 고리 형상으로 연결된다. 상방 부분 (K2) 에서는 6 개의 유닛 (5) 가 동일하게 육각형 격자 (H2) 위에 배치되고 연결되어 있다. 유닛 (4) 와 유닛 (5) 는 비접합면의 형상은 상이하지만 접합면의 위치 및 형상이 공통되므로 서로 접합 가능하다.

하방 부분 (K1) 에서는 육각형 격자 (H2) 의 중앙 부분에 육각형의 개구부 (Wf) 가 형성되고 상방 부분 (K2) 에서는 육각형 격자 (H2) 의 중앙 부분에 거의 원형의 개구부 (Wg) 가 형성되어 있다. 경계 부분에서는 변칙적인 형상의 개구부 (Wh) 가 형성된다. 유닛 (4) 는 유닛 (5) 보다 패널 면적이 좁고 (즉 체적이 작고) 그 만큼 개구부 (Wg) 가 개구부 (f) 보다 넓어진다. 유닛의 체적이 작다는 것은 경량이고 콘크리트량이 적은 것을 의미한다. 경량이라는 것은 하중 부하가 비교적 적은 상층계에 적합하고 또 하층계에 대한 부담도 적어지기 때문에 상층계로 갈수록 체적이 작은 유닛을 사용하는 것이 바람직하다. 한편 하층계에서는 충분한 콘크리트량을 갖는 유닛을 사용함으로써 상층계로부터의 과중된 부하를 지지할 수 있다.

도 22 및 23 에 있어서 각 유닛 내부의 파선으로 나타내는 위치에는 긴장재 삽입 구멍이 미리 형성되어 있다. 긴장재 삽입 구멍에는 시스 (도시 생략) 가 매립 형성되어 있다. 1 개의 긴장재 삽입 구멍은 그 유닛에 있어서의 어느 1 개의 접합면에 대하여 수직으로 그 유닛을 관통하고 있다. 따라서 1 개의 유닛에는 3 개의 상이한 방향 (서로 60 도의 각도를 이룬다) 으로 연장되는 3 개의 긴장재 삽입 구멍이 존재하게 된다.

예를 들어 도 23 에 나타내는 바와 같이 2 의 유닛 (4(1)) 과 유닛 (4(2)) 의 접합면끼리를 대향시키면 쌍방에 형성된 긴장재 삽입 구멍이 연통된다. 이 긴장재 삽입 구멍에 긴장재 (21a) 를 삽입 통과시켜 포스트 텐션을 부가하고 그 양 단을 1 쌍의 정착구 (22a, 22a) 를 사용하여 정착함으로써 유닛 (4(1)) 과 유닛 (4 (2)) 를 강고하게 접합할 수 있다. 또한 유닛 (4(2)) 와 유닛 (4(3)) 은 제 2 긴장재 (21b) 및 정착구 (22b, 22b) 에 의하여 접합되고 유닛 (4(3)) 과 유닛 (4(4)) 는 제 3 긴장재 (21c) 및 정착구 (22c, 22c) 에 의하여 접합된다.

이와 같이 하여 유닛끼리를 연결했을 경우, 1 개의 유닛은 3 개의 상이한 방향으로 연장되는 3 개의 긴장재 (21a, 21b, 21c) 에 의하여 서로 이웃하는 3 개의 유닛과 각각 접합되기 때문에 각 접합부는 회전이 저지되어 강접합이 된다. 이로써 허니컴 형상으로 강접합된 메인 프레임을 갖는 건축 구조체를 구축할 수 있다.

도 24 를 이용하여 도 22 및 도 23 에 나타낸 유닛 (4) 의 구성을 상세하게 설명한다. (A) 는 정면도, (B) 는 상면도, (C) 는 외관 사시도이다.

도 24 에 나타내는 바와 같이 정면의 패널면 (4i) 와 배면의 패널면 (4j) 는 동일한 형상이다. 패널면 (4i, 4j) 의 윤곽 형상은 정육각형의 하나 건너의 3 변과 그들 사이의 3 개의 오목 곡선으로 형성된다. 직선의 3 변을 포함한 평탄한 측면 (4a, 4b, 4c) 는 서로 이웃하는 유닛과의 접합면이 된다. 접합면과 접합면 사이의 오목 곡면 (4d, 4e, 4f) 는 비접합면이다.

또한 6 개의 측면 중에서 서로 대향하는 측면끼리 사이에 긴장재 삽입 구멍 (4a3) (접합면 (4a) 와 오목 곡면 (4e) 사이), (4b3) (접합면 (4b) 와 오목 곡면 (4f) 사이), (4c3) (접합면 (4c) 와 오목 곡면 (4d) 사이) 가 각각 형성된다. 각 긴장재 삽입 구멍 (4a3, 4b3, 4c3) 은 접합면 (4a, 4b, 4c) 에 대하여 각각 수직이다. 각 긴장재 삽입 구멍 (4a3, 4b3, 4c3) 은 각각의 접합면 및 오목 곡면의 거의 중심에 개구되어 있는 것이 바람직하다. 도 24(A) 의 정면도에 있어서는 어떠한 긴장재 삽입 구멍도 유닛의 중심부를 통과하고 서로가 이루는 각도 γ 는 60 도이다. 또 도 24(B) 및 (C) 에 나타내는 바와 같이 각 긴장재 삽입 구멍은 유닛의 두께 범위 내에 있어서 서로 겹치지 않는 위치에 형성되어 있다. 특히 밸런스의 관점에서 모든 긴장재 삽입 구멍이 유닛의 두께 범위 내에 있어서 가능한 한 중앙 근방에 위치하는 것이 바람직하다.

유닛 (4) 의 각 부위의 치수는 구축해야 할 건축 구조물에 요구되는 조건 혹은 수송 조건 등에 의하여 적절히 설정된다.

도 25(A) 는 가상 허니컴 형상이 곡면 또는 절곡을 갖는 경우에 사용되는 구조 유닛의 일 실시예인 유닛 (4A) 를 나타내고 있고 상기한 유닛 (4) 와 접합한 상태의 정면도이다. (B) 는 그 상면도이다.

도 25(A) 및 (B) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (4A) 의 정면의 패널면은 직선 형상의 굴곡부 (4Ak) 를 경계로 하여 서로 각도 β 를 이루는 2 개의 면 (4Ai1) 과 (4Ai2) 로 이루어진다. 배면의 패널면에 대해서도 동일하다. 즉 유닛 (4A) 는 굴곡부 (4Ak) 에서 절곡되어 있다. 이와 같은 굴곡부 (4Ak) 를 갖는 유닛 (4A) 를 상기한 유닛 (4) 와 접합함으로써 곡면의 메인 프레임을 구축할 수 있다. 유닛 (4A) 에 대하여 추가로 유닛 (4A) 를 접속해나가면 휘는 정도가 커진다. 예를 들어 도 13(A) 에 나타낸 원통 튜브 가구와 같이 곡면 부분에 있어서도 메인 프레임이 연직 방향에 대하여 평행하는 경우에는 굴곡부 (4Bk) 가 연직 방향과 평행이 되도록 유닛 (4A) 를 배치한다. 굴곡부 (4Ak) 의 방향은 메인 프레임의 면이 휘는 방향에 대응하여 배치하도록 한다. 도시한 예에서는 굴곡부 (4Ak) 의 위치가 중앙이지만, 왼쪽 또는 오른쪽으로 치우쳐 있어도 된다.

또 이 굴곡형의 유닛 (4A) 는 메인 프레임에 있어서의 2 개의 평면이 교차하는 절곡 부분 (예를 들어 도 7 에 나타낸 튜브 가구의 모서리부) 에 사용할 수도 있다. 또한 각도 β 의 크기는 포스트 텐션을 부가한 긴장재에 의한 2 개의 유닛 (4A) 끼리의 접합, 또는 유닛 (4A) 와 그 밖의 접합 가능한 유닛의 접합에 지장이 없는 정도로 한다.

추가로, 굴곡형의 유닛 (4A) 를 사용하면 일 방향으로 절곡되는 곡면만이 아니고 그 역방향으로 휘는 곡면을 연속적으로 형성할 수도 있다. 예를 들어 상면에서 보았을 때 파상이 되는 곡면이다.

실시예 4

도 26 ∼ 도 31 을 참조하여 가상 허니컴 형상으로 구조 유닛을 배치하여 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 다른 실시예에 대하여 설명한다.

도 26 은 구조 유닛을 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임 (104) 의 일부를 나타내는 정면도이다. 예를 들어 상기 서술한 도 7(A) 와 동일한 튜브 가구의 일부이다. 도 27 은 도 26 의 메인 프레임 (104) 와 동일한 유닛으로 구성된 메인 프레임의 부분 사시도이다.

도 26 에 나타내는 메인 프레임의 최하 부분 (K1) 에서는 육각형 격자 (H2) (굵은 일점 파선으로 나타낸다) 를 단위 격자로 하는 가상 허니컴 형상에 대하여 도 6 에 나타낸 배치 패턴 (B) 에 의하여 도 4 에 나타낸 구조 유닛 (8) 을 배치하고 있다. 최하 부분 (K1) 위에 각각 상이한 형상의 구조 유닛으로 이루어지는 제 2 부분 (K2), 제 3 부분 (K3) 그리고 최상 부분 (K4) 가 연속적으로 구축되어 있다. 제 2 부분 (K2), 제 3 부분 (K3) 및 최상 부분 (K4) 에 각각 사용되고 있는 구조 유닛 (13), 구조 유닛 (14), 구조 유닛 (15) 는 모두 도 3 및 도 4 에 나타낸 구조 유닛 (7) 과 유사한 변형형태이다.

유닛 (8, 13, 14 및 15) 는 모두 육각형 격자 (H2) 가 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍을 포함하는 위치에 배치되어 있다. 예를 들어 최하 부분 (K1) 의 유닛 (8) 은 (8(1)) 이 정점 (h1) 과 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 차지하고 유닛 (8(2)) 는 정점 (h2) 와 (h3) 을 차지하고 유닛 (8(3)) 은 쌍 (h4) 와 근처의 육각형 격자의 1 개의 정점을 차지하고 유닛 (8(4)) 는 (h5) 와 (h6) 을 차지하고 있다. 이와 같이 배치된 각 유닛은 우상, 좌상, 우하, 좌하의 각 측면을 접합면으로 한다. 서로 이웃하는 2 개의 유닛끼리는 각각의 접합면을 대향시켜 서로 접합되고 4 개의 유닛 (8) 은 고리 형상으로 연결된다. 이들 접합은 강접합이다. 이들 접합된 4 개의 면 (s1, s3, s4, s6) 의 각각은 육각형 격자 (H2) 의 어느 하나의 변과 교차하고 있다. 제 2 부분 (K2) 에 있어서의 유닛 (13), 제 3 부분 (K3) 에 있어서의 유닛 (14), 최상 부분 (K4) 에 있어서의 유닛 (15) 에 대해서도 육각형 격자 (H2) 의 각 변의 길이는 상이하나 유닛의 배치 및 접합 형태는 동일하다. 유닛 (8, 13, 14 및 15) 는 패널면의 비접합면의 형상은 각각 상이하나 접합면의 위치와 형상이 공통되므로 서로 접합 가능하다.

도 26 에 나타내는 실시예와 마찬가지로 가상 허니컴 형상의 단위 격자인 육각형 격자의 형상이 하방에서 상방으로 감에 따라서 변형되는 경우도 있다. 형상은 상이하나 개개의 육각형 격자는 좌우 대칭이다. 그리고 1 개의 형상으로부터 상이한 형상으로 이행하는 부분에서는 상하 대칭이 아닌 형상의 육각형 격자가 존재한다.

최하 부분 (K1) 에서는 육각형 격자 (H2) 의 중앙 부분에 사각형의 개구부 (Wh) 가 형성되고 제 2 부분 (K2) 에서는 육각형 격자 (H2) 의 중앙 부분에 거의 타원형의 개구부 (Wi) 가 형성되며, 제 3 부분 (K3) 에서는 육각형 격자 (H2) 의 중앙 부분에 거의 마름모꼴 형상의 개구부 (Wj) 가 형성되고 최상 부분 (K4) 에서는 육각형 격자 (H2) 의 중앙 부분에 마름모꼴 형상의 개구부 (Wk) 가 형성된다. 최하 부분 (K1) 로부터 최상 부분 (K4) 로 상층계로 갈수록 유닛의 패널 면적이 좁고 (즉 체적이 작고) 그 만큼 개구부가 더욱 넓어진다. 유닛의 체적이 작다는 것은 경량이고 콘크리트량이 적은 것을 의미한다. 경량이라는 것은 하중 부하가 비교적 적은 상층계에 적합하고 또 하층계에 대한 부담도 적어지기 때문에 상층계로 갈수록 체적이 작은 유닛을 사용하는 것이 바람직하다. 한편 하층계에서는 충분한 콘크리트량을 갖는 유닛에 의하여 상층계로부터의 과중된 부하를 지지할 수 있다.

도 26 및 도 27 에 있어서 각 유닛 내부의 파선으로 나타내는 위치에는 긴장재 삽입 구멍이 미리 관통되어 있다. 긴장재 삽입 구멍에는 시스 (도시 생략) 가 매립 형성되어 있다. 1 개의 긴장재 삽입 구멍의 일단은 어느 1 개의 접합면에 개 구되고 타단은 어느 하나의 비접합면에 개구되어 있다. 따라서 1 개의 유닛에는 4 개의 상이한 방향으로 연장되는 4 개의 긴장재 삽입 구멍이 존재하게 된다.

예를 들어 도 27 에 나타내는 바와 같이 1 개의 유닛 (8) 은 좌상의 접합면을 좌상의 유닛 (13) 의 우하의 접합면과 대향시키면 쌍방에 형성된 긴장재 삽입 구멍이 연통된다. 이 긴장재 삽입 구멍에 긴장재 (21a) 를 삽입 통과시켜 포스트 텐션을 부가하고 그 일단은 유닛 (8) 의 하측면에서 정착구 (22a) 를 사용하여 정착되고 타단은 유닛 (13) 의 상측면에서 정착구를 사용하여 정착된다.

제 2 긴장재 (21b) 는 유닛 (8) 과 좌하의 다른 유닛 (8) 의 긴장재 삽입 구멍에 삽입 통과되고 그 일단은 유닛 (8) 의 상측면에서 정착구 (22b) 를 사용하여 정착되고 타단은 좌하의 다른 유닛 (8) 의 하측면에서 정착구 (22b) 에 의하여 정착된다.

제 3 긴장재 (21c) 는 유닛 (8) 과 우하의 다른 유닛 (8) 의 긴장재 삽입 구멍에 삽입 통과되고 그 일단은 유닛 (8) 의 상단에서 정착구 (22c) 에 의하여 정착되고 타단은 우하의 다른 유닛 (8) 의 하측면에서 정착구 (22c) 에 의하여 정착된다.

제 4 의 긴장재 (21d) 는 유닛 (8) 과 우상의 유닛 (13) 의 긴장재 삽입 구멍에 삽입 통과되고 그 일단은 유닛 (8) 의 하측면에서 정착구 (22d) 에 의하여 정착되고 타단은 우상의 유닛 (13) 의 상측면에서 정착구 (22d) 에 의하여 정착된다.

도 27 에 나타낸 모든 유닛이 동일하게 포스트 텐션을 부가한 긴장재에 의하여 접합된다. 1 개의 유닛은 4 개의 상이한 방향으로 연장되는 4 개의 긴장재 (21a, 21b, 21c, 21d) 에 의하여 서로 이웃하는 4 개의 유닛과 각각 접합되기 때문에 각 접합부는 회전이 저지되어 강접합이 된다. 이로써 허니컴 형상으로 강접합된 메인 프레임을 갖는 건축 구조체를 구축할 수 있다.

또한 도 26 및 도 27 에 나타낸 메인 프레임에서는 2 개의 유닛 사이에 연통되는 긴장재 삽입 구멍이 반드시 직선 형상은 아니지만 PC 패널 내부에 시스를 곡선 형상으로 매립 형성하는 것은 일반적으로 행해지고 있는 것이다.

도 28 은 도 26 및 도 27 에 나타낸 각 유닛의 외관 사시도로서 (A) 가 유닛 (8), (B) 가 유닛 (13), (C) 가 유닛 (14) 그리고 (D) 가 유닛 (15) 이다.

도 28(A) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (8) 은 정면에 팔각형의 패널면 (8i) 를 구비한다 (배면도 동일하다). 이 팔각형은 직사각형의 4 모서리를 잘라낸 형상으로서 패널면의 둘레 가장자리는 교대로 배치된 장변과 단변에 의하여 구성된다. 단변들 사이의 작은 4 개의 측면 (8a, 8b, 8c, 8d) 가 접합면이 된다. 그 밖의 4 개의 큰 측면 (8e, 8f, 8g, 8h) 는 비접합면이다. 또한 접합면 (8a) 와 비접합면 (8g) 사이에 긴장재 삽입 구멍 (8a3) 이 접합면 (8b) 와 비접합면 (8g) 사이에 긴장재 삽입 구멍 (8b3) 이 접합면 (8c) 와 비접합면 (8e) 사이에 긴장재 삽입 구멍 (8c3) 이 접합면 (8d) 와 비접합면 (8e) 사이에 긴장재 삽입 구멍 (8d3) 이 각각 형성된다. 그리고 긴장재 삽입 구멍 (8a3) 과 (8b3) 은 비접합면 (8g) 의 거의 중심에 개구되어 있는 것이 바람직하다. 긴장재 삽입 구멍 (8c3) 과 (8d3) 은 비접합면 (8e) 의 거의 중심에 개구되어 있는 것이 바람직하다.

패널면 (8i) 측에서 보면, 긴장재 삽입 구멍 (8a3) 과 (8d3) 이 교차하여 보 이고 긴장재 삽입 구멍 (8b3) 과 (8c3) 이 교차하여 보인다. 그러나 각 긴장재 삽입 구멍은 유닛 (8) 의 두께 범위 내에서 서로 겹치지 않는 위치에 형성되어 있다. 무엇보다도 밸런스의 관점에서 볼 때 모든 긴장재 삽입 구멍이 유닛의 두께 범위 내에 있어서 가능한 한 중앙 근방에 위치하는 것이 바람직하다.

도 28(B) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (13) 은 접합면 (13a ∼ 13d) 및 비접합면 (13e ∼ 13h) 를 구비하고 접합면은 (A) 의 유닛 (8) 과 공통되고 비접합면은 유닛 (8) 의 비접합면을 오목면으로 한 형상이다. 4 개의 긴장재 삽입 구멍 (13a3, 13b3, 13c3, 13d3) 은 유닛 (8) 과 동일하게 형성되고 각 긴장재 삽입 구멍의 일단은 각 접합면에 개구되고 타단은 비접합면 (13e) 또는 (13g) 의 오목면의 계곡 밑바닥부에 개구된다.

도 28(C) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (14) 는 접합면 (14a ∼ 14d) 및 비접합면 (14e ∼ 14h) 를 구비하고 접합면은 (A) 의 유닛 (8) 과 공통되고 비접합면은 유닛 (8) 의 비접합면을 오목면으로 한 형상이며 유닛 (13) 보다 더욱 깊은 오목면으로 되어 있다. 4 개의 긴장재 삽입 구멍 (14a3, 14b3, 14c3, 14d3) 은 유닛 (8) 과 동일하게 형성되고 각 긴장재 삽입 구멍의 일단은 각 접합면에 개구되고 타단은 비접합면 (14e) 또는 (14g) 의 오목면의 계곡 밑바닥부에 개구된다.

도 28(D) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (15) 는 접합면 (15a ∼ 15d) 및 비접합면 (15e ∼ 15h) 를 구비하고 접합면은 (A) 의 유닛 (8) 과 공통되고 비접합면은 유닛 (8) 의 비접합면을 오목면으로 한 형상이며 유닛 (14) 보다 더욱 깊고 V 자 형상으로 되어 있다. 바꾸어 말하면 중심 부분부터 4 방향으로 연장되는 4 개의 다 리부를 구비하고 4 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면이 접합면이 된다. 4 개의 긴장재 삽입 구멍 (15a3, 15b3, 15c3, 15d3) 은 유닛 (8) 과 동일하게 형성되고 각 긴장재 삽입 구멍의 일단은 각 접합면에 개구되고 타단은 비접합면 (15e) 또는 (15g) 의 V 자 형상 면의 계곡 밑바닥부에 개구된다.

도 29 는 도 27 에 나타낸 메인 프레임과 형상은 동일하지만 다른 실시예인 메인 프레임 (105) 의 외관 사시도이다. 도 29 의 메인 프레임 (105) 는 도 27 에 나타낸 유닛과는 약간 상이한 유닛을 사용하여 구축되어 있다.

예를 들어 도 27 에 나타낸 유닛 (8, 13, 14 및 15) 는 1 개의 유닛을 1 계층에 할당했을 경우 유닛의 크기가 일반적인 PC 패널로서는 상당히 크고 중량이 나가는 것이 되어 제조, 운반 및 조립의 효율을 저해할 우려가 있다. 따라서 도 29 에 나타내는 바와 같이 각 유닛을 중앙부에서 2 분할한 반유닛을 PC 패널의 제조 단위로 함으로써 제조, 운반 및 조립의 효율을 확보함과 동시에 구축된 메인 프레임 (105) 는 도 27 의 유닛 (8, 13, 14 및 15) 에 의한 메인 프레임 (104) 와 동일한 기능을 완수할 수 있다. 1 개의 유닛을 형성하는 2 개의 반유닛끼리는 동일 형상이므로 제조시의 거푸집은 1 종류이면 된다.

반유닛 (8m) 과 (8n) 의 일체화 패널은 도 27 의 유닛 (8) 에 상당하고 반유닛 (13m) 과 (13n) 의 일체화 패널은 도 27 의 유닛 (13) 에 상당하고 반유닛 (14m) 과 (14n) 의 일체화 패널은 도 27 의 유닛 (14) 에 상당하며 반유닛 (15m) 과 (15n) 의 일체화 패널은 도 27 의 유닛 (15) 에 상당한다. 반유닛끼리를 접합한 일체화 패널을 도 27 의 유닛 (8, 13, 14 및 15) 와 동일하게 하여 4 개의 긴장재 (21a ∼ 21d) 를 사용하여 접합함으로써 반유닛끼리도 동시에 접합되게 된다.

도 30 은 도 29 에 나타낸 반유닛의 외관 사시도로서 (A) 가 유닛 (8) 의 반유닛, (B) 가 유닛 (13) 의 반유닛, (C) 가 유닛 (14) 의 반유닛 그리고 (D) 가 유닛 (15) 의 반유닛이다.

도 30(A) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (8) 의 반유닛 (8m) 과 (8n) 은 유닛 (8) 에 있어서 서로 대향하는 1 쌍의 비접합면과 교차하는 분할면 (8t, 8u) 로 등분할된 것이다. 분할면 (8t) 에는 긴장재 삽입 구멍 (8ma3, 8mb3, 8mc3 및 8md3) 이 개구되어 있고 분할면 (8u) 에는 긴장재 삽입 구멍 (8na3, 8nb3, 8nc3 및 8nd3) 이 개구되어 있다. 반유닛 (8m) 의 분할면 (8t) 와 반유닛 (8n) 의 분할면 (8u) 를 대향시켜 맞닿게 함으로써 유닛 (8) 과 동일한 형상의 PC 패널이 형성되고 각 긴장재 삽입 구멍도 연통되어 유닛 (8) 의 긴장재 삽입 구멍과 동일한 배치가 된다. 도 29 에 나타낸 것과 같이 이들 연통된 긴장재 삽입 구멍에 긴장재를 삽입 통과시켜 포스트 텐션을 부가하고 정착함으로써 반유닛 (8m) 과 (8n) 은 강접합된다. 도 30(B) ∼ (D) 의 유닛 (13, 14 및 l5) 의 반유닛에 대해서도 동일하다.

도 31 및 도 32 는 가상 허니컴 형상이 곡면 또는 절곡을 갖는 경우에 사용되는 구조 유닛의 일 실시예인 유닛 (8A, 13A, 14A 및 15A) 를 나타낸다. 도 31(A1) 및 (A2) 는 상기한 유닛 (8) 과 접합한 상태의 유닛 (8A) 의 정면도 및 상면도이고 (B1) 및 (B2) 는 상기한 유닛 (13) 과 접합한 상태의 유닛 (13A) 의 정면도 및 상면도이다. 마찬가지로 도 32(A1) 및 (A2) 는 상기한 유닛 (14) 와 접합한 상태의 유닛 (14A) 의 정면도 및 상면도이고 (B1) 및 (B2) 는 상기한 유닛 (15) 와 접합한 상태의 유닛 (15A) 의 정면도 및 상면도이다.

도 31(A1) 및 (A2) 에 나타내는 바와 같이 유닛 (8A) 의 정면의 패널면은 직선 형상의 굴곡부 (8Ak) 를 경계로 하여 서로 각도 β 를 이루는 2 개의 면 (8Ai1) 과 (8Ai2) 로 이루어진다. 배면의 패널면에 대해서도 동일하다. 즉 유닛 (8A) 는 굴곡부 (8Ak) 에서 절곡되어 있다. 이와 같은 굴곡부 (8Ak) 를 갖는 유닛 (8A) 를 상기한 유닛 (8) 과 접합함으로써 곡면의 메인 프레임을 구축할 수 있다. 유닛 (8A) 에 대하여 추가로 유닛 (4A) 를 접속해가면 휘는 정도가 커진다. 예를 들어 도 13(A) 에 나타낸 원통 튜브 가구와 같이 곡면 부분에 있어서도 메인 프레임이 연직 방향에 대하여 평행인 경우에는 굴곡부 (8Ak) 가 연직 방향과 평행이 되도록 유닛 (8A) 를 배치한다. 굴곡부 (8Ak) 의 방향은 메인 프레임의 면이 휘는 방향에 대응하여 배치되도록 한다. 도시한 예에서는 굴곡부 (8Ak) 의 위치가 중앙이지만 왼쪽 또는 오른쪽으로 치우쳐 있어도 된다.

또 이 굴곡형의 유닛 (8A) 는 메인 프레임에 있어서의 2 개의 평면이 교차하는 절곡 부분 (예를 들어 도 7 에 나타낸 튜브 가구의 모서리부) 에 사용할 수도 있다. 또한 각도 β 의 크기는 포스트 텐션을 부가한 긴장재에 의한 2 개의 유닛 (8A) 끼리의 접합, 또는 유닛 (8A) 와 기타의 접합 가능한 유닛과의 접합에 지장이 없을 정도로 한다.

또한 굴곡형의 유닛 (8A) 를 사용하면 일 방향으로 휘는 곡면만이 아니고 그 역방향으로 휘는 곡면을 연속적으로 형성할 수도 있다. 예를 들어 상면에서 보았을 때 파상이 되는 곡면이다. 유닛 (13A, 14A 및 15A) 에 대해서도 동일하다.

실시예 5

도 33 은 PC 패널 이외의 부재에 의한 본 발명의 실시예를 나타내는 건축 구조체의 메인 프레임의 부분 사시도이다. 도 33 의 메인 프레임은 상기 서술한 도 9 에 나타낸 유닛 (1) 을 사용한 메인 프레임과 동일한 형상이지만 개개의 유닛 (16) 은 철골이다. 유닛 (16) 은 상기 서술한 유닛 (1) 과 외주면의 윤곽 형상이 거의 동일하고 3 방향으로 연장되는 3 개의 다리부가 3 개의 철골로 형성된다. 유닛 (16) 은 PC 패널과 동일하게 미리 공장에서 생산되는 것이 바람직하다. 도시한 예에서는 H 형 강을 사용하고 있지만 단면 형상은 임의적이다. 유닛 (16) 의 3 개의 다리부의 선단에는 플랜지 형상의 접합면 (16a, 16b, 16c) 가 용접 등에 의하여 형성되고, 서로 이웃하는 유닛 (16) 과 접합면끼리를 맞닿게 하여 볼트로 접합할 수 있다. 접합은 용접에 의하여 실시해도 되나 볼트에 의한 것이 효율적이다.

도시하지는 않지만 상기한 PC 패널의 어느 하나의 실시예와 동등한 형상이라면 PC 패널 이외의 부재이어도 동일한 메인 프레임을 구축할 수 있다. 따라서 철골조, 철근 콘크리트조, 철골 철근 콘크리트조, 또는 목조의 허니컴 형상의 메인 프레임도 건축 구조체를 구축할 수 있다.

도 1 은 본 발명의 구조 유닛에 의하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 일 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. (A1) 은 유닛 (1) 을 사용한 메인 프레임의 일부 (A2) 는 유닛 (1) 의 변형형태 (B1) 은 유닛 (4) 를 사용한 메인 프레임의 일부 (B2) 는 유닛 (4) 의 변형형태를 나타낸다.

도 2 는 본 발명의 구조 유닛을 복수 개 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 다른 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. (A) 는 도 1 에 나타낸 유닛 (2) 를 사용한 메인 프레임의 일부 (B) 는 도 1 에 나타낸 유닛 (5) 를 사용한 메인 프레임의 일부이다.

도 3 은 본 발명의 구조 유닛에 의하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 다른 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. (A1) 은 유닛 (7) 을 사용한 메인 프레임의 일부 (A2) 는 유닛 (7) 의 변형형태 (B1) 은 유닛 (10) 을 사용한 메인 프레임의 일부 (B2) 는 유닛 (10) 의 변형형태를 나타낸다.

도 4 는 본 발명의 구조 유닛을 복수 개 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 다른 실시예를 나타내는 부분적인 정면 구성도이다. (A) 는 도 3 에 나타낸 유닛 (8) 을 사용한 메인 프레임의 일부 (B) 는 도 3 에 나타낸 유닛 (11) 을 사용한 메인 프레임의 일부이다.

도 5 는 육각형 격자 (H1) 로 형성되는 허니컴 형상에 기초한 구조 유닛의 배치 패턴의 일례를 나타내는 정면 구성도이다.

도 6 은 육각형 격자 (H2) 로 형성되는 허니컴 형상에 기초한 구조 유닛의 배치 패턴의 일례를 나타내는 정면 구성도이다.

도 7(A) 는 3 갈래형 구조 유닛을 사용한 메인 프레임으로 이루어지는 튜브 가구 (100) 전체의 외관 사시도이다. (B) 는 도 7(A) 의 튜브 가구 (100) 의 일부를 확대하여 나타낸 정면도이고 (C) 는 상면도이다.

도 8 은 도 7 의 메인 프레임 (100) 의 부분 확대도이다.

도 9 는 도 8 에 있어서의 2 개의 구조 유닛의 접합 상태를 더욱 상세하게 나타내는 확대 사시도이다.

도 10 은 구조 유닛의 일례를 나타내는 도면이다. (A) 는 상면도 (B) 는 X-X 단면도이다.

도 11 은 도 10 에 나타낸 유닛의 변형형태에 의하여 구축한 메인 프레임의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 12 는 도 10 에 나타낸 유닛과 슬래브의 접합 방법을 나타내는 사시도이다.

도 13(A) 는 도 10 에 나타낸 유닛의 또 다른 변형형태를 사용하여 구축한 메인 프레임의 일례를 부분적으로 나타낸 도면이다. (B) 는 (A) 의 메인 프레임을 구축하기 위한 유닛의 상면도 (C) 는 상기와 동일한 정면도이다.

도 14 는 도 10 에 나타낸 유닛의 변형형태를 나타내고 (A) 는 외관 사시도 (B) 는 메인 프레임의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 15 는 본 발명의 구조 유닛을 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 16 은 도 15 의 메인 프레임의 부분 확대 사시도이다.

도 17 은 도 16 에 나타낸 유닛의 외관 사시도이다.

도 18 은 도 17 에 나타낸 유닛의 (A) 정면도, (B) 상면도, (C) Y-Y 단면도 그리고 (D) Z-Z 단면도이다.

도 19 는 도 17 에 나타낸 유닛의 특별한 경우에 상당하는 유닛의 외관 사시 도이다.

도 20(A) 는 도 17 에 나타낸 유닛의 변형형태의 외관 사시도 (B) 는 (A) 에 나타낸 유닛의 접합 상태의 배면도 (C) 는 접합 상태의 상면도이다.

도 21(A) 는 도 17 에 나타낸 유닛의 변형형태의 정면도 (B) 는 상면도이다.

도 22 는 본 발명의 구조 유닛을 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 23 은 도 22 의 메인 프레임 (103) 의 부분 확대 사시도이다.

도 24 는 도 23 에 나타낸 유닛의 (A) 는 정면도 (B) 는 상면도 (C) 는 외관 사시도이다

도 25 는 도 24 에 나타낸 유닛의 변형형태를 나타내고 (A) 는 접합 상태의 정면도이고 (B) 는 그 상면도이다.

도 26 은 본 발명의 구조 유닛을 사용하여 구축한 건축 구조체의 메인 프레임의 일부를 나타내는 정면도이다.

도 27 은 도 26 의 메인 프레임과 동일한 유닛으로 구성된 메인 프레임의 부분 사시도이다.

도 28(A ∼ D) 는 각각 도 27 에 나타낸 각 유닛의 외관 사시도이다.

도 29 는 도 27 에 나타낸 메인 프레임과 형상은 동일하지만 다른 실시예의 메인 프레임의 외관 사시도이다.

도 30(A ∼ D) 는 각각 도 29 에 나타낸 반유닛의 외관 사시도이다.

도 31(A1) 및 (A2) 는 도 27 에 나타낸 유닛의 변형형태의 접합 상태의 정면 도 및 상면도이고 (B1) 및 (B2) 는 도 27 에 나타낸 다른 유닛의 변형형태의 접합 상태의 정면도 및 상면도이다.

도 32(A1) 및 (A2) 는 도 27 에 나타낸 유닛의 변형형태의 접합 상태의 정면도 및 상면도이고 (B1) 및 (B2) 는 도 27 에 나타낸 다른 유닛의 변형형태의 접합 상태의 정면도 및 상면도이다.

도 33 은 PC 패널 이외의 부재에 의한 본 발명의 실시예를 나타내는 건축 구조체의 메인 프레임의 부분 사시도이다.

부호의 설명

1 ∼ 15 구조 유닛 (PC 패널)

21a ∼ 21d 긴장재

22a ∼ 22d 정착재

H1, H2 가상 허니컴 형상의 육각형 격자

h1 ∼ h6 육각형 격자의 정점

s1 ∼ s6 유닛끼리를 접합한 면

W 메인 프레임 개구부

Claims

복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서

수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 의 각 정점 (h1, h2, h3, h4, h5, h6) 을 내부에 포함하는 위치에 1 개의 상기 구조 유닛 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 이 각각 배치되고 서로 이웃하는 2 개의 상기 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 그 2 개의 구조 유닛을 접합하는 수단을 구비하고 상기 접합된 면 (s1, s2, s3, s4, s5, s6) 은 상기 육각형 격자의 어느 하나의 변 위에 위치하여 그 변과 교차하고 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성된 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항에 있어서,

상기 구조 유닛이 프리캐스트 콘크리트제로서 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 상기 측면의 일부로서 복수의 상기 접합면을 형성한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 2 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 1 쌍의 패널면 각각의 형상이 육각형이고 상기 육각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 3 항에 있어서,

상기 1 쌍의 패널면의 육각형은 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 2 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 3 방향으로 분기되어 연장되는 3 개의 다리부를 구비하고 상기 3 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
(보정 후) 복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서

수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 에 있어서의 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍방을 내부에 포함하는 위치에 1 개의 상기 구조 유닛 (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) 가 각각 배치되고 서로 이웃하는 2 개의 상기 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 그 2 개의 구조 유닛을 접 합하는 수단을 구비하고 상기 접합된 면은 상기 육각형 격자의 어느 하나의 변 위에 위치하여 그 변과 교차하고 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성된 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 6 항에 있어서,

상기 구조 유닛이 프리캐스트 콘크리트제로서 그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 상기 측면의 일부로서 복수의 상기 접합면을 형성한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 7 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 1 쌍의 패널면 각각의 형상이 팔각형이고 상기 팔각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 8 항에 있어서,

상기 1 쌍의 패널면의 팔각형은 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 7 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 4 방향으로 분기되어 연장되는 4 개의 다리부를 구비하고 상기 4 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 2 항 또는 제 7 항에 있어서,

서로 이웃하는 2 개의 상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛끼리를 접합하는 수단이 상기 대향한 접합면과 교차하여 쌍방의 구조 유닛을 관통하는 긴장재와 상기 긴장재에 포스트 텐션을 부가하고 그 양 단을 각각의 구조 유닛에 있어서의 상기 측면 위에서 각각 정착하는 정착구를 구비한 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 구조 유닛이 철골조, 철근 콘크리트조, 철골 철근 콘크리트조, 또는 목조인 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
(보정 후) 복수의 구조 유닛을 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체로서,

수직 형성되고 또한 면 형상으로 연장되는 가상 허니컴 형상에 대하여 정면에서 보았을 때 그 단위 격자인 육각형 격자 (H1, H2) 에 있어서의 1 개의 정점을 내부에 포함하는 위치에 배치된 제 1 구조 유닛 (1, 2, 3, 4, 5, 6) 과, 상기 육각 격자에 있어서의 서로 이웃하는 2 개의 정점의 쌍방을 내부에 포함하는 위치에 배치된 제 2 구조 유닛 (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) 를 구비하고 서로 이웃하는 2 개의 상기 제 1 및/또는 제 2 의 구조 유닛 각각의 외주면의 일부에 형성된 접합면끼리를 대향시켜 접합하는 수단을 구비하고 상기 접합된 면은 상기 육각형 격자의 어느 하나의 변 위에 위치하여 그 변과 교차하고 또한 각 육각형 격자의 중앙 부분에는 그 육각형 격자 위에 배치된 제 1 및/또는 제 2 의 모든 구조 유닛에 의하여 둘러싸인 개구부 (W) 가 형성된 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항, 제 2 항, 제 6 항, 제 7 항 또는 제 13 항에 있어서,

연직 방향으로 연속적으로 접합된 복수의 상기 구조 유닛에 있어서의 상대적으로 상방에 배치되는 상기 구조 유닛과 상대적으로 하방에 배치되는 상기 구조 유닛의 형상이 상이함으로 인하여 상기 상방에 배치되는 구조 유닛에 의하여 형성되는 상기 개구부의 크기가 상기 하방에 배치되는 구조 유닛에 의하여 형성되는 상기 개구부보다 큰 것을 특징으로 하는 건축 구조체.
제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 건축 구조체를 구축하기 위하여 사용되는 구조 유닛.
제 1 항에 기재된 건축 구조체의 메인 프레임에 사용되는 프리캐스트 콘크리 트제의 구조 유닛으로서,

그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고, 연결될 때 인접하는 구조 유닛과 접합하기 위한 복수의 접합면이 상기 측면의 부분적인 면으로서 형성되고 상기 복수의 접합면 각각과 상기 측면의 다른 부분과의 사이에 관통하는 복수의 긴장재 삽입 구멍을 서로 겹치지 않도록 형성한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 16 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 육각형이고 상기 육각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 17 항에 있어서,

상기 패널면의 육각형은 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 16 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 3 방향으로 분기되어 연장되는 3 개의 다리부를 구 비하고, 상기 3 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 6 항에 기재된 건축 구조체의 메인 프레임에 사용되는 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛으로서

그 외주면이 서로 대향하는 정면과 배면으로 이루어지는 1 쌍의 패널면과 상기 1 쌍의 패널면 각각의 둘레 가장자리 사이에서 연장되는 측면을 구비하고 연결될 때 인접하는 구조 유닛과 접합하기 위한 복수의 접합면이 상기 측면의 부분적인 면으로서 형성되고 상기 복수의 접합면 각각과 상기 측면의 다른 부분과의 사이를 관통하는 복수의 긴장재 삽입 구멍을 서로 겹치지 않도록 형성한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 20 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 팔각형이고 상기 팔각형의 하나 건너의 변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 21 항에 있어서,

상기 패널면의 팔각형은 단변과 장변을 교대로 배치하고 있고 상기 단변들 사이의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 20 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서 정면에서 보았을 때 상기 패널면의 형상이 중심으로부터 4 방향으로 분기되어 연장되는 4 개의 다리부를 구비하고 상기 4 개의 다리부 각각의 선단에 있어서의 측면을 상기 접합면으로 한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 20 항에 있어서,

상기 프리캐스트 콘크리트제의 구조 유닛에 있어서, 1 개의 상기 구조 유닛에 있어서의 서로 대향하는 1 쌍의 비접합면과 교차하는 분할면에 의하여 등분할된 반유닛을 상기 분할면을 대향시켜 접합함으로써 상기 1 개의 구조 유닛이 형성되는 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 20 항에 기재된 구조 유닛을 서로 대향하는 1 쌍의 비접합면과 교차하는 분할면에 의하여 등분할된 2 개 부재의 일방의 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 반유닛.
제 16 항 또는 제 20 항에 있어서,

상기 1 쌍의 패널면에 대하여 수직인 방향으로 상기 구조 유닛을 관통하는 복수의 슬래브 접속 구멍을 형성한 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 16 항 또는 제 20 항에 있어서,

상기 접합면이 산형인 2 개의 경사면 또는 계곡형인 2 개의 경사면 중 어느 하나에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 16 항 또는 제 20 항에 있어서,

상기 가상 허니컴 형상이 곡면인 부분에 배치되고 굴곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 구조 유닛.
제 16 항 또는 제 20 항에 기재된 구조 유닛을 복수 개 연결한 메인 프레임을 갖는 건축 구조체의 구축 공법으로서,

서로 이웃하는 2 개의 구조 유닛을 각각의 상기 긴장재 삽입 구멍이 서로 연통되도록 각각의 접합면을 대향시켜 배치하고 상기 연통된 상기 긴장재 삽입 구멍에 긴장재를 관통 삽입하고 상기 긴장재에 포스트 텐션을 부가하여 정착함으로써 상기 2 개의 구조 유닛을 접합하는 것을 특징으로 하는 건축 구조체의 구축 공법.