WO2007049369A1

WO2007049369A1 - 建築構造体

Info

Publication number: WO2007049369A1
Application number: PCT/JP2006/305971
Authority: WO
Inventors: Ichiro Takeshima; Tsutomu Kamoshita
Original assignee: Sekisui Chemical Co., Ltd.
Priority date: 2005-10-25
Filing date: 2006-03-24
Publication date: 2007-05-03
Also published as: EP1942232A1; KR100925576B1; AU2006307409A1; HK1112034A1; EA200800730A1; EP1942232A4; CA2620488C; EA011820B1; US20090064625A1; JP3811708B1; CA2620488A1; CN100585104C; CN101111646A; AU2006307409B2; KR20080060225A; JP2007120032A

Abstract

【課題】新規の基本構造からなるチューブ架構を有する建築構造体を提供する。建築物、特に高層及び超高層の建築物において、従来よりも優れた構造的安定性と耐震性を確保できると同時に、従来のチューブ架構による建築構造体よりもさらに大きな設計上の自由度を実現する【解決手段】六角形構造ユニットをハニカム状に剛接合させてメインフレームを形成した外周チューブ架構を有し、六角形構造ユニットが、柱と、梁またはスラブの一部とを含む。具体的には六角形構造ユニットが、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜した２本の斜柱を連結した２辺を左右対称にそれぞれ配置し、かつ、水平方向に沿った上辺と下辺にそれぞれ梁、またはスラブの一部のいずれかを配置する。　

Description

明細書

建築構造体

技術分野

[0001] 本発明は、建築構造体に関し、特にチューブ架構を有する構造躯体ないしはスケルトンの構造に関する。

背景技術

[0002] 従来、高層または超高層の建築構造体としては柱と梁を 3次元格子状に組み合わせた純ラーメン架構が一般的であつたが、全ての柱間に梁があるため内部設計に制約が多いという欠点があった。これに対し、建築物の外周に連続的に配置した柱とそれをつなぐ梁で構成されるチューブ架構は、内部に柱や梁のな、空間を確保できるため、設計上の自由度が大きいという利点がある。また、建築物全体がチューブ状に変形することにより耐震性、耐風圧性にも優れるとされている。

[0003] 特許文献 1では、中央部に共用ゾーンが、外周に住戸ゾーンが形成され、住戸ゾーンの外周に配置された外周柱とその間の外周梁とからなる四角形格子の一般ラーメン構造をもつ外周チューブ架構を形成し、共用ゾーンには内周柱とその間の内周梁とからなる一般ラーメン構造をもつ内周チューブ架構を有する、いわゆるダブルチユーブ構造が開示されて、る。

[0004] 特許文献 2もまた、一般ラーメン架構である外周架構と内部架構とを有するダブルチューブ構造を開示して、る。

[0005] 特許文献 3では、垂直な柱と水平な梁からなる一般ラーメン構造の格子内に交差するブレースを設けた外周チューブ架構を有する建築物を開示するが、この外周チユーブ架構は、従来の純ラーメン架構と同様の耐カ、剛性を確保するために内部にスラブ状のダイヤフラムを設けて、る。

[0006] なお、従来、六角形格子を連結したハ-カム構造は強固な構造として知られており、建築物の種々の箇所または建築部材として利用されている（特許文献 4、 5等）が、チューブ架構への適用としては、例えば特許文献 6に示すように水平面内で六角形格子を連結してハ-カム構造を形成し、鉛直方向に直柱を介して積層した構造が知られている。

[0007] また、非特許文献 1には、曲面表層にハ-カム状のスティール部材を設け、内部を柱で支持した建築物が提示されて、る。もっともこの建築物の表層におけるハ-カム状のスティール部材は、同形の六角形格子を均等バランスで連結したものではなぐ格子の各辺も一般的な線状部材 (柱、梁等)ではない。

特許文献 1 :特開 2002— 317565号公報

特許文献 2：特開 2004— 251056号公報

特許文献 3 :特開平 7— 197535号公報

特許文献 4：特開平 9— 4130号公報

特許文献 5 :特開平 10— 18431号公報

特許文献 6：特開平 9 - 60301号公報

非特許文献 1：「グラウンド 'ゼロ再生への始動-ユーヨーク WTC跡地建築コンペティシヨン選集」スザンヌ 'ステイーブンス著、下山裕子訳、 2004年 12月 1日発行、発行所株式会社エタスナレツジ、 P.137

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 従来のチューブ架構の基本構造は、垂直な柱 (直柱)と水平な梁とからなる四角形格子を結合させた一般ラーメン構造である。そして、特に高層や超高層の建築物において一定の構造的安定性と耐震性を確保するためには、単に外周チューブ架構のみでは不十分であることが多ぐそのために外周チューブ架構及び Zまたは内部チューブ架構の柱を一定以上の密度で配置したり、内部チューブ架構を設けたり、外周チューブ架構と内部チューブ架構とをフラットスラブや特定の梁で結合したり、外周チューブ架構内にさらにサブフレームを組み込んだり、複数の外周チューブ架構同士を連結したり等の種々の構造的な制約が必須となる場合がほとんどであった。例えば、特許文献 1及び 2では、少なくともダブルチューブ架構とすることが必須であり、特許文献 3では、水平なスラブ状のダイヤフラムを内部に設けることが必須である。

[0009] このように、チューブ架構の基本構造として直柱と水平梁とからなる一般ラーメン構造を構造ユニットとして採用する限り、特に高層または超高層となるほど、構造上の強度を確保するために種々の制約が必要となり、チューブ架構の利点である設計上の自由度が損なわれることとなっていた。

[0010] また、ハニカム構造のチューブ架構への適用のほとんどは特許文献 6のように水平面内にハ-カム構造を設け鉛直方向には直柱を介して積層するものであり、少なくとも鉛直荷重については一般ラーメン架構と同様に直柱で支持している。

また、非特許文献 1では表層にハ-カム状のスティール部材を設けているが、内部に支持柱を必要としており、表層のみで全体を支持するものではない。

[0011] 以上の現状に鑑み本発明は、従来のチューブ架構の基本構造とは全く異なる新規の基本構造からなるチューブ架構を有する建築構造体を提供することを目的とする。本発明は、建築構造体において、特に高層及び超高層に適用される建築構造体において、外周チューブ架構のみにより従来よりも優れた構造的安定性と耐震性を確保できると同時に、従来のチューブ架構による建築構造体よりもさらに大きな設計上の自由度を実現することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0012] 上記の目的を達成するべく本発明は、以下の構成を提供する。

(1)請求項 1に係る建築構造体は、 6つの辺力構成される六角形構造ユニットの各辺を、隣接するユニットと共有させてハ-カム状に剛接合させメインフレームを形成した外周チューブ架構を有し、前記六角形構造ユニットが、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜した 2本の斜柱を連結した 2辺を左右対称にそれぞれ配置し、かつ、水平方向に沿った上辺と下辺にそれぞれ梁、またはスラブの一部のいずれかを配置したことを特徴とする。

[0013] (2)請求項 2に係る建築構造体は、請求項 1において、前記六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする。

[0014] (3)請求項 3に係る建築構造体は、請求項 2において、前記スラブ間を 4層に区画するサブフレームを設けることを特徴とする。

[0015] (4)請求項 4に係る建築構造体は、請求項 1において、前記六角形構造ユニットの高さの 2分の 1と同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする。

[0016] (5)請求項 5に係る建築構造体は、請求項 4において、前記スラブ間を 2層に区画するサブフレームを設けることを特徴とする。

[0017] (6)請求項 6に係る建築構造体は、請求項 1において、前記六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けた部分と、前記六角形構造ユニットの高さの 2分の 1と同間隔にて複数のメインフレームとしてのスラブを設けた部分とを有することを特徴とする。

[0018] (7)請求項 7に係る建築構造体は、請求項 1〜6のいずれかにおいて、前記外周チューブ架構の内側に鉛直方向に延在する、メインフレームとしての 1または複数の中柱を設けることを特徴とする。

[0019] (8)請求項 8に係る建築構造体は、請求項 1〜7のいずれかにおいて、前記外周チューブ架構の内側において、第 2六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合させメインフレームを形成した 1または複数の内部チューブ架構を有することを特徴とする。

[0020] (9)請求項 9に係る建築構造体は、請求項 8において、前記第 2六角形構造ユニットの高さが前記六角形構造ユニットの高さの 2分の 1であることを特徴とする。

[0021] (10)請求項 10に係る建築構造体は、請求項 8または 9において、前記外周チューブ架構と前記内部チューブ架構とがメインフレームとしてのスラブまたは梁を介して結合されて!/ヽることを特徴とする。

[0022] (11)請求項 11に係る建築構造体は、請求項 8〜： LOのいずれかにおいて、前記内部チューブ架構の内側にメインフレームとしてのスラブを設けることを特徴とする。

[0023] (12)請求項 12に係る建築構造体は、請求項 8〜： LOのいずれかにおいて、前記内部チューブ架構の内側をボイドとすることを特徴とする。

[0024] (13)請求項 13に係る建築構造体は、請求項 1〜12のいずれかにおいて、前記メインフレームとしてのスラブを設ける場合、該スラブがフラットスラブまたは梁付きスラブであることを特徴とする。

[0025] (14)請求項 14に係る建築構造体は、請求項 1〜13のいずれかにおいて、前記外周チューブ架構の頂部にて複数の五角形構造ユニットを挿入したドーム形状部を有することを特徴とする。 [0026] (15)請求項 15に係る建築構造体は、請求項 1〜14のいずれかにおいて、前記外周チューブ架構の軸方向の一部において、複数の五角形構造ユニットを挿入したチユーブ幅員移行部を有し、前記チューブ幅員移行部の上方部分における前記外周チューブ架構の幅員が下方部分における該外周チューブ架構の幅員より小さいことを特徴とする。

[0027] (16)請求項 16に係る拡大建築構造体は、請求項 1〜15のいずれかに記載の建築構造体を複数用いて構成され、隣接する 2つの建築構造体同士が、各々の外周チューブ架構における一部の前記六角形構造ユニットを共有することにより結合したことを特徴とする。

[0028] (17)請求項 17に係る拡大建築構造体は、請求項 1〜15のいずれかに記載の建築構造体を複数用いて構成され、互いに間隔を空けて配置した複数の前記建築構造体をメインフレームとしての梁またはスラブにより結合したことを特徴とする。

[0029] (18)請求項 18に記載の建築構造体は、 X状または Λ状に結合された 2つの斜形外周チューブ架構を有し、 2つの前記斜形外周チューブ架構の各々が、六角形構造ュニットをノヽ-カム状に剛接合させメインフレームを形成したことを特徴とする建築構造体。

[0030] (19)請求項 19に記載の建築構造体は、請求項 18において、前記 2つの斜形外周チューブ架構の各々の内側において、第 2六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合させメインフレームを形成した斜形内部チューブ架構をそれぞれ設けることを特徴とする。

発明の効果

[0031] '請求項 1に係る基本構造をもつ建築構造体では、メインフレームである外周チューブ架構が、六角形構造ユニットをノヽ-カム状すなわち蜂の巣状に剛接合することにより形成される。メインフレームは構造躯体の主要部を構成しており、構造耐カ上主要な部分である。各六角形構造ユニットは六角形格子形状であり、これらがハ-カム状に剛接合する場合、六角形格子の各辺は隣接する六角形格子の各辺と共有されることとなる。そして、ハ-カム状に剛接合させたものの全体を筒形状とすることにより、極めて強固なチューブ架構を実現することができる。六角形構造ユニットの各辺は、メインフレームの部材で構成され、例えば柱、梁、またはスラブの一部である。

このように、本発明の六角形構造ユニットからなる外周チューブ架構は、梁 (またはスラブの一部）が水平方向に連続しておらず、柱も全てジグザグに連続する斜柱で構成されている点で従来の一般ラーメン構造のチューブ架構とは全く異なる構成であるまた、本発明の六角形構造ユニットからなる外周チューブ架構は、チューブ架構の周面をノ、二カム構造で形成している点で、従来の水平面内にハ-カム構造を設け鉛直方向には直柱を介して積層した六角形チューブ架構とも全く異なる構成である。

[0032] 本発明による建築構造体では、外周チューブ架構のみによって高層及び超高層のメインフレームとして建築物全体の構造的安定性と耐震性を確保することが可能となる。すなわち、前述の従来技術におけるようにダブルチューブとしたり、スラブ状のダィャフラムを内部に設けたり、内部に支持柱を設けたりする必要がない。これにより、部材量を低減することができ、工期も短縮でき、かつ自由な内部空間を確保できる。なお、このような六角形構造ユニットのハ-カム状結合構造は、技術分野は全く異なる力ナノテクノロジー分野におけるカーボンナノチューブの炭素同士の強固な結合構造と本質的に共通する点がある。カーボンナノチューブは炭素原子が六角形のハ二カム状に結合し全体が筒状となった構造であり、極めて曲げや引っ張りに強く安定であるいわれている。

[0033] 本発明による建築構造体は、チューブ構造であることによりいずれの方向力の水平負荷に対しても大きな支持力を発揮することができる。また、六角形構造ユニットからなる外周チューブ架構における全ての柱と梁 (またはスラブの一部）の結合がバランス的に安定している。この結果、負荷力により柱と梁 (またはスラブの一部）の結節点において生じる応力が、一般ラーメン構造力なる外周チューブ架構における応力に比べて小さくなる。これは、曲げ応力の一部が部材 (斜柱や梁等)の軸力に変換されて伝わるためである。そして、一般的な RC等の部材は圧縮力に対して強いため、軸力を支持することに関して有利である。

[0034] 構造解析の結果力もも、本発明のハ-カム状に剛接合した六角形構造ユニットからなる外周チューブ架構は、従来の直柱と水平梁による一般ラーメン構造力もなる外周チューブ架構に比べて、同じ水平負荷に対する変形が小さいことが確認された。このことは、言い換えるならば、同じ変形を生じさせる水平負荷に対し、従来の外周チューブ架構に比べて細い柱及び梁を使用できることを意味する。この結果、構造体総量を低減できコスト削減できる。

[0035] 同じく構造解析の結果から、水平負荷に対する六角形構造ユニットの各辺に作用する曲げモーメントについても、従来の直柱と水平梁による一般ラーメン構造力もなる外周チューブ架構におけるそれよりも小さぐ負担が軽減されることが確認された。このことは、言い換えるならば、同じ曲げモーメントを生じる場合、従来の外周チューブ架構に比べて細い柱及び梁を使用できることを意味する。この結果、構造体総量を低減できコスト削減できる。

[0036] さらに、六角形構造ユニットの左右両辺に 2本ずつ存在する斜柱は、鉛直方向に沿つてジグザグ形状に連結されることになり、いわば柱とブレースの両方の役割を同時に果たすことから、長期鉛直荷重を支持するだけでなぐ水平方向等の鉛直方向以外の短期外力負荷をも効果的に支持することができる。

[0037] また、外周チューブ架構の面上における構成部材のすベての部位が線材構造体であるため、開口を設けやすい。

[0038] 基本的に同一形状の多数の六角形構造ユニットからなる構造であるので、すべての柱と梁の大きさ及び形状を 1種類または数種類に統一することができるため、施工性の向上と短ェ期ィ匕、コスト削減をは力ることができる。

[0039] 六角形構造ユニットを予めユニット化してプレキャストコンクリートとしたプレストレストコンクリート構造とし、施工性の向上と短ェ期化、コスト削減をは力ることができる。

[0040] 六角形構造ユニットからなるハ-カム構造を外周チューブ架構として用いることは、建築物の美的外観にも寄与する。

[0041] ·請求項 2では、六角形構造ユニットの高さと同間隔にメインフレームとしての複数のスラブを設ける。また、請求項 4では、六角形構造ユニットの高さの 2分の 1と同間隔にメインフレームとしての複数のスラブを設ける。メインフレームとしてのスラブを設けることにより、建築構造体全体の強度向上を実現できる。この結果、外周チューブ架構の負担を軽減することができ、外周チューブ架構の柱や梁の大きさを適宜細くすることも可能となる。このように、外周チューブ架構に加えてさらに他のメインフレーム要素を追加した場合は、それぞれの負担割合を設計により調整でき、また使用する部材の大きさ等を調整できる。

[0042] ·請求項 5では、スラブ間を 4層に区画するサブフレームを設ける。また、請求項 8では、スラブ間を 2層に区画するサブフレームを設ける。サブフレームもまた構造躯体の一部であるが、主として各層を支持するものであり建築構造体全体の耐震性と耐風圧性を負担する必要はない。従って、メインフレームであるスラブ間の任意の位置にサブフレームを接合したり、分離したりすることができるため、平面的及び立体的な空間の自由度が大きい。

[0043] 六角形構造ユニットの高さを建築物 4層分の階高とする場合は、実際には 2層ごとに梁が交互に設けられることになる（鉛直方向に結合した複数の六角形構造ユニットの列は、それに隣接する列に対してユニット高さの 2分の 1だけずれているため）。このため、メインフレームにおいては 2層または 4層の空間を形成することが容易である

[0044] '請求項 6では、六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けた部分と、六角形構造ユニットの高さの 2分の 1と同間隔にて複数のメインフレームとしてのスラブを設けた部分とを混在させる。この場合、請求項 2〜5 につ、て述べたことと同様の効果を奏することにカ卩えて、内部設計のノリエーシヨン力 Sさらに大きいという利点がある。

[0045] '請求項 7では、外周チューブ架構の内側に鉛直方向に延在する、メインフレームとしての 1または複数の中柱を設けることにより、建築構造体の強度向上を実現できる。特に長期鉛直荷重に対する強度を強化することができる。この結果、外周チューブ架構の負担を軽減することができ、外周チューブ架構の柱や梁の大きさを適宜細くすることち可會となる。

[0046] ·請求項 8では、外周チューブ架構の内側において、第 2六角形構造ユニットからなる 1または複数の内部チューブ架構を設けたことにより、ダブルチューブ架構となる。内部チューブ架構は外周チューブ架構と同様に、第 2六角形構造ユニットをハ-カム状に剛接合させ形成するので極めて強固である。但し、六角形構造ユニットと第 2 六角形構造ユニットは必ずしも同形状ではない。内部チューブ架構を設けることは、建築構造体の強度向上に大きく寄与する。この結果、外周チューブ架構の負担を軽減することができ、外周チューブ架構の柱や梁の大きさを適宜細くすることも可能となる。

[0047] '請求項 9では、内部チューブ架構の第 2六角形構造ユニットの高さが外周チューブ架構の六角形構造ユニットの高さの 2分の 1である。第 2六角形構造ユニット高さを小さくすることにより、対応する各辺の斜柱も短くなるため曲げや引っ張りに対してさらに強固になる。また、鉛直方向における六角形構造ユニットと第 2六角形構造ユニットとの整合位置（下辺または上辺が同じ水平位置にある）において、双方を結合するためのスラブや梁を設けやす、。

[0048] '請求項 10では、外周チューブ架構と内部チューブ架構とがメインフレームとしてのスラブまたは梁を介して結合されていることにより、建築構造体全体の強度向上を実現できる。

[0049] '請求項 11では、内部チューブ架構の内側にメインフレームとしてのスラブを設けることにより、内部チューブ架構がさらに強固なものとなる。

[0050] ·請求項 12では、内部チューブ架構の内側をボイド（中空）とすることにより、様々な構成要素を組み込むことができる。例えば、エレベーターや共用設備配管スペース、階段、吹き抜けなどの設置に大きな自由度がある。なお、本発明の建築構造体は、外周チューブ架構のみで全体を支持可能であるので、コア部分（内部チューブ架構 )内部の空間自由度が大きい。

[0051] ·請求項 13では、メインフレームとしてのスラブがフラットスラブまたは梁付きスラブのいずれでもよい。フラットスラブは住戸内に梁がないという利点があり、梁付きスラブはスラブ厚を薄くできる利点がある。

[0052] ·請求項 14では、外周チューブ架構の頂部にて複数の五角形構造ユニットを挿入したドーム形状部を有することにより、建築物の頂部を丸みのあるドーム形状で閉じることが可能となる。デザイン上のノリエーシヨンを豊富にすることができる。また、挿入される五角形構造ユニットの部分は、悪影響を及ぼすような歪みや応力を生じることなく他の六角形構造ユニットの部分と結合されるため、構造的な強度にも問題を生じない。

[0053] ·請求項 15では、外周チューブ架構の軸方向の一部において、複数の五角形構造ユニットを挿入したチューブ幅員移行部を有することにより、外周チューブ架構の幅員を下方から上方へ向力つて縮小させることができる。例えば、高層または超高層の建築物において上層部分力の負荷を軽減するために、チューブ幅員移行部を設けて上層部分を縮小させることが有用である。デザイン上のノリエーシヨンを豊富にもできる。外周チューブ架構の幅員は、平面形状が円形のチューブの場合は直径に相当し、平面形状が多角形のチューブの場合は平均直径や差し渡し長さに相当する。また、挿入される五角形構造ユニットの部分は、悪影響を及ぼすような歪みや応力を生じることなく他の六角形構造ユニットの部分と結合されるため、構造的な強度にも問題を生じない。

[0054] ·請求項 16では、請求項 1〜15に記載の建築構造体を複数用いて構成される拡大建築構造体である。各々の建築構造体が前述の通りの構造的強度を有することにカロえて、互いに外周チューブ架構の一部を共有して結合されることにより、拡大建築構造体全体が水平負荷による曲げや捻れによる変形に対して強固な、耐震性、耐風圧性を有する構造となる。

[0055] ·請求項 17では、請求項 1〜15に記載の建築構造体を複数用いて構成される拡大建築構造体である。各々の建築構造体が前述の通りの構造的強度を有することにカロえて、互いにメインフレームとしての梁またはスラブにより結合されることにより、拡大建築構造体全体が水平負荷による曲げや捻れによる変形に対して強固な、耐震性、耐風圧性を有する構造となる。

[0056] '請求項 18では、六角形構造ユニットをハ-カム状に剛接合してそれぞれ形成された 2つの斜形外周チューブ架構が X状または Λ状に結合されているため、水平負荷による曲げや捻れによる変形に対して強固な、耐震性及び耐風圧性を有する構造となる。

[0057] '請求項 19では、 X状または Λ状に結合された 2つの斜形外周チューブ架構の各々の内側において、第 2六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合させ形成されるメインフレームとしての斜形内部チューブ架構をそれぞれ設けることにより、構造的な強度を向上させることができる。さらに、斜形内部チューブ架構同士を隣接させて直接結合したり、スラブや梁を介して結合したりできる。また、それぞれの内部チューブ架構の内側にエレベーターや共用設備配管等の多様な構成要素を組み込むこともできる。

発明を実施するための最良の形態

[0058] 以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。

図 1A〜図 1Cは、本発明による建築構造体の基本形態を示す図である。図 1Aは外観斜視図であり、図 1Bは部分拡大図であり、図 1Cは平面図である。

[0059] 図 1Aは、建築構造体のメインフレームである外周チューブ架構 1である。外周チュ一ブ架構 1は、 6つの辺カゝら構成される六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合させることにより形成された筒体すなわちチューブ形状を有する。チューブの軸は鉛直方向に沿って延びている。メインフレームは、構造躯体の主要部であり、構造耐カ上主要な部分である。六角形構造ユニットの各辺はメインフレームの構成要素であり、柱、梁、またはスラブの一部である。図示の例では、六角形構造ユニットの各辺が全て柱と梁で構成されている。また、図示の例では、筒体が角筒であるが円筒でもよい

[0060] なお、本発明による建築構造体は、外周チューブ架構 1の全体がハ-カム状に剛接合した六角形構造ユニットから形成される形態が基本であるが、本発明の主旨に沿う限りにおいて、また構造力学上許容される限りにおいて、外周チューブ架構 1の一部に六角形構造ユニット以外の構造を組み込んだ場合も本発明の範疇に含まれるちのとする。

[0061] 図 1Bは、図 1Aの外周チューブ架構 1の一部を拡大して示している。 1つの六角形構造ユニット 10は、下辺 11、上辺 12、左下辺 13、左上辺 14、右下辺 15、右上辺 16 の 6つの辺にメインフレームを構成する部材を配置し、結合させることにより六角形の格子を形成している。さらに、 1つの六角形構造ユニット 10はその周囲を 6個の同形状の六角形構造ユニットにより囲まれており、各辺をそれぞれ隣接する六角形構造ュニットと共有している。なお、鉛直方向 Gに沿って結合された複数の六角形構造ュ- ット 10からなる a列と、 a列の隣に位置して同じく鉛直方向 Gに沿って結合された複数の六角形構造ユニットからなる b列とは、六角形構造ユニットの高さの 2分の 1の長さだけ互い違いにずれた位置にある。そして、チューブの周方向に沿って a列と b列が交互に存在する。

[0062] 六角形構造ユニット 10は左右対称形状であり、例えば右辺についてはそれぞれ鉛直方向 Gに対して互、に逆向きに傾斜した 2本の斜柱である右下辺 15と右上辺 16 を連結し配置させている。右下辺 15は鉛直方向 Gに対して角度 αだけ傾斜しており、右上辺 16は鉛直方向 Gに対して角度 αだけ傾斜している。左辺を構成する左下辺 13と左上辺 14につ、ても同様に傾斜した斜柱である。

[0063] 図 1Cに示すように図示の例では、外周チューブ架構 1の平面形状がほぼ四角形である。平面形状の四隅にそれぞれ配置された六角形構造ユニット 10の面が四角形の頂点の方向に向ヽて、るため、平面形状の四隅が切り欠かれた形状となって、る。外周チューブ架構 1の平面形状は、円形または任意の多角形のいずれでもよぐまた凹部を含む形状でもよい。

[0064] 六角形構造ユニット 10の各辺は、柱と梁とを用いて構成できる。左下辺 13、左上辺 14、右下辺 15及び右上辺 16の 4つの辺は上記の通り斜柱であり、下辺 11と上辺 12 については梁、またはスラブの一部とする。柱同士、柱と梁、柱とスラブの一部との接合は剛接合であり、この接合には公知の種々の手段を用いることができる。

[0065] 下辺 11と上辺 12は、双方とも梁でもよぐ双方ともスラブの一部でもよぐあるいは一方が梁で他方がスラブの一部でもよい。「スラブの一部」とは、例えば、スラブの端部である (後述する図 4参照)。あるいは、スラブが片持ち梁状に外周チューブ架構 1 力突出する場合はその突出部分の基部である。

[0066] メインフレームとして用いるスラブは、フラットスラブまたは梁付きスラブのいずれでもよい。後述する他の実施形態においても同様である。梁がないフラットスラブは、空間の自由度を制約されない点で好適である。

[0067] なお、六角形構造ユニット 10のスケールについては様々に設定することができる。

例えば、六角形構造ユニット 10の高さを建築物 1層分の階高とすることもできるが、建築物 2層分あるいは 4層分の階高とすることが空間の自由度が大きくなる点で好適である。なお、六角形構造ユニット 10は、必ずしも正六角形でなくともよいが、左右に配置される 4辺の各々は同じ長さとし、また、上辺と下辺も同じ長さとする。

[0068] 図 2A〜図 2Dは、本発明と従来技術に対応する 2つの構造モデル比較の結果を示す。これらを参照しつつ、図 1 Aに示した外周チューブ架構を有する本発明による建築構造体の構造特性を説明する。図 2Aは、本発明と従来技術とを比較するための構造解析の条件説明図であり、図 2Bは、水平負荷に対する変形比較の結果を示す図であり、図 2Cは、変形に関連する部材比較の結果を示す図であり、図 2Dは水平負荷に対する応力比較の結果を示す図である。

[0069] 一般に柱など (梁やスラブの一部を含む）が外周部に多数バランスよく立設されているチューブ架構は構造安定性が高ぐ耐震性と耐風圧性に優れている。本発明による建築構造体は、従来のチューブ架構の特性を備えるだけでなぐ次の効果を奏するものである。すなわち、すべての柱が斜柱であってそれらが上下方向に連結していることにより、長期鉛直荷重を支持するだけでなく水平等の短期外力負荷をも効果的に支持することができる。つまり、斜柱はいわば柱とブレースの両方の役割を同時に果たしている。

[0070] そして、六角形構造ユニットによる外周チューブ架構では、負荷力により柱と梁 (またはスラブの一部）において生じる曲げモーメントの応力力垂直柱と水平梁からなる一般ラーメン構造のチューブ架構よりも小さくなる。

[0071] 図 2Aにおいて、（A)が本発明の六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合して形成される外周チューブ架構の構造モデルである「六角チューブ架構」であり、（B)が垂直柱と水平梁力もなる一般ラーメン構造モデルである「直柱チューブ架構」である。六角チューブ架構と直柱チューブ架構とは、構造モデル全体の平面形状 (外周部 52. 3m)及び平面寸法（面積 193. Im2)、高さ寸法（6m X 5層 = 30m)の条件を同一としており、柱と梁の交点数を同じとした。六角チューブ架構は、直柱チューブ架構の各柱を図 2Aに示すように傾けた架構とした。

[0072] 第 1の構造解析では、図 2Bに示すように、柱、梁共に RC-500mm X 500mmの同寸法部材とした場合の変形の比較を行った。具体的には構造一次設計に必要とされる水平力を与えて解析を行った。解析結果は、図 2B中に数値で示すように、（B)の直柱チューブ架構が最大 50mmであるのに対し、（A)の六角チューブ架構が最大 34mm の変形であった。従って、六角チューブ架構の方が変形量力、さぐ構造強度が大きいことが裏付けられた。

[0073] 第 2の構造解析では、図 2Cに示すように、両架構共に 1/250の変形角とした場合の柱、梁部材の断面寸法の比較を行った。解析結果は、図 2Cの下にそれぞれ記載するように、（B)の直柱チューブ架構が柱、梁共に RC-550mm X 550mmであるのに対し、 (A)の六角チューブ架構が柱、梁共に RC-500mm X 500mmであった。従って、ほぼ同一構造強度の場合においては、六角チューブ架構のほうが柱、梁部材の断面寸法力、さぐ構造体総量を小さくできることが判明した。

[0074] 第 3の構造解析では、図 2Dに示すように、同条件における直柱チューブ架構と、六角チューブ架構との応力の比較を行った。図 2Dでは各チューブ架構の右側面における各柱と各梁の曲げモーメントが示されている。また、各図の右下にそれぞれ示したモーメント図に代表的な数値を示している。解析結果は、（B)の直柱チューブ架構の柱が 277kN'm、梁が 393kN'mであるのに対し、（A)の六角チューブ架構の柱が 1 90kN'm、梁が 365kN'mであった。従って、六角チューブ架構のほうが柱、梁共に曲げモーメントすなわち応力が小さぐより小さい部材で構成可能であり構造体総量を小さくできることが判明した。

[0075] 以上の構造解析の結果から、六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合して形成される外周チューブ架構のほうが、垂直柱と水平梁力もなる一般ラーメン構造のチューブ架構より構造強度が大きぐ耐震性ゃ耐風圧性により優れた建築構造体であるといえる。また、同一強度条件であれば、六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合して形成される外周チューブ架構のほうが、一般ラーメン構造のチューブ架構よりも構造体総量を小さくできるため、省資材'省資源化でき、かつ構造体コストの削減が可能である。

[0076] なお、本発明の建築構造体は、さまざまな構造材料により建設可能で、木造、鉄骨造、 RC造、 SRC造、 CFT造、プレストレストコンクリート造などとすることができる。

[0077] 以下、図 3〜図 21を参照しつつ、本発明の建築構造体の種々の実施形態を説明する。

[0078] 図 3の建築構造体は、図 1Aと同様に、柱と梁力もなる外周チューブ架構 1を有し、その内部に複数のスラブ 21a、 21bを設けている。鉛直方向に結合した a列の六角形構造ユニットにお、ては、下辺と上辺の梁 1 laに対してスラブ 21aが接合されて!、る。一方、隣接する b列の六角形構造ユニットにおいても下辺と上辺の梁 l ibに対してスラブ 21bが接合されている。よって、 a列のスラブ 21aと b列のスラブ 21bとは、六角形構造ユニットの高さの 2分の 1の距離だけ高さ方向に離間して交互に配置されている。

[0079] 図 3では、 a列の六角形構造ユニットの梁 11aに接合されるスラブ 21aの平面形状が、その端部 21a2が b列の六角形構造ユニットの面上力も後退するように切り欠かれている。また、 b列の六角形構造ユニットの梁 l ibに接合されるスラブ 21bの平面形状は、その端部 21b2が a列の六角形構造ユニットの面上力も後退するように切り欠かれている。

[0080] 図 4の建築構造体は、柱と、スラブの一部とからなる外周チューブ架構 2を有する。

本形態では、鉛直方向に結合した a列の六角形構造ユニットの下辺と上辺には梁がない。その替わりに、内部に設けたスラブ 21aの端部 21alが左右両側の斜柱の端部と接合されることにより、六角形構造ユニットの下辺及び上辺を構成する。一方、隣接する b列の六角形構造ユニットにおヽても下辺と上辺には梁がな、。その替わりに、内部に設けたスラブ 2 lbの端 2 lb 1が左右両側の斜柱の端部と接合されることにより六角形構造ユニットの下辺及び上辺を構成する。 a列のスラブ 21aと b列のスラブ 21b とは、六角形構造ユニットの高さの 2分の 1の距離だけ高さ方向に離間して交互に配置されている。

[0081] 図 4では、 a列の六角形構造ユニットに接合されるスラブ 21aの平面形状が、その端部 21a2が b列の六角形構造ユニットの面上力も後退するように切り欠かれている。また、 b列の六角形構造ユニットに接合されるスラブ 21bの平面形状は、その端部 21b 2が a列の六角形構造ユニットの面上力も後退するように切り欠かれている。

[0082] 図 5の建築構造体は、図 1Aと同様に、柱と梁とからなる外周チューブ架構 1を有し、その内部に複数のスラブ 21aを設けている。鉛直方向に結合した a列の六角形構造ユニットにおいては、下辺と上辺の梁 11aに対してスラブ 21aが接合されている。一方、隣接する b列の六角形構造ユニットにおいては、下辺と上辺の梁 l ibに対してスラブが接合されていない。よって、六角形構造ユニットの高さ Hが、スラブ 21a間の距離となる。例えば、このスラブ 21a間の距離が建築物の 4層分であるとすると、後述するサブフレームを用いて 4層に区画することができる。

なお、図 5におけるスラブ 21aは、外周チューブ架構の断面全体に設けられている

[0083] 図 6の建築構造体は、図 1Aと同様に、柱と梁とからなる外周チューブ架構 1を有し、その内部に複数のスラブ 21a、 21bを設けている。鉛直方向に結合した a列の六角形構造ユニットにおいては、下辺と上辺の梁 11aに対してスラブ 21aが接合されている。一方、隣接する b列の六角形構造ユニットにおいても、下辺と上辺の梁 l ibに対してスラブ 21bが接合されている。よって、六角形構造ユニットの高さ Hの 2分の 1が、スラブ 21aと 21b間の距離となる。このスラブ 21aと 21b間の距離が建築物の 2層分であるとすると、後述するサブフレームを用いて 2層に区画することができる。

なお、図 6におけるスラブ 21a、 21bは、外周チューブ架構の断面全体に設けられている。

[0084] 図 7の建築構造体は、図 1Aと同様に、柱と梁とからなる外周チューブ架構 1を有し、その内部に複数のスラブ 21a、 21bを設けている。鉛直方向に結合した al列の六角形構造ユニットにおいては、下辺と上辺の梁 11aに対してスラブ 21aが接合されている。一方、隣接する bl列の六角形構造ユニットにおいても、下辺と上辺の梁 l ibに対してスラブ 21bが接合されている。よって、六角形構造ユニットの高さ Hの 2分の 1 力スラブ 21aと 21b間の距離となる。

[0085] 図 7では、 al列の六角形構造ユニットの梁 11aに接合されるスラブ 21aの平面形状力その端部 21a2が左側の bl列の六角形構造ユニットの面上力も後退するように適宜切り欠かれている。一方、右側の b2列の六角形構造ユニットではその面上にスラブ 21aの端部 21a3が位置する。また、 bl列の六角形構造ユニットの梁 l ibに接合されるスラブ 21bの平面形状は、その端部 21b2が右側の al列の六角形構造ユニットの面上から後退するよう適宜切り欠かれている。一方、左側の a2列の六角形構造ュニットではその面上にスラブ 21bの端部 21b3が位置する。

スラブ 21a、 21bの平面形状をこのように形成した場合、例えば、 al列の六角形構造ユニットの面上では、スラブ間の距離が六角形構造ユニットの高さ Hの部分と、高さ Hの 2分の 1となる部分とが交互に現れる。

[0086] 以上の図 3〜図 7に示した形態における各スラブの平面形状については、いずれも一例である。六角形構造ユニットの下辺または上辺それ自体として機能するスラブ端部についてはメインフレームの一部であるので取り除くことはできないが、それ以外の部分の平面形状については構造力学上許容される限りにおいて任意の形状とすることがでさる。

[0087] 図 8の建築構造体は、外周チューブ架構 1の内側に鉛直方向に延在する複数の中柱 6を設けている。中柱 6はメインフレームの構成要素である。中柱 6の数については 1または複数であり限定しないが、複数配置する場合は、外周チューブ架構 1の中心軸に対称に配置することが好適である。図 8の建築構造体は、中柱 6を除いて前述の図 5に示したものと同じであり、中柱 6は各スラブ 21aを貫通して設けられ、各スラブ 2 laを支持している。スラブ 21a間の距離は六角形構造ユニットの高さと同じである。

[0088] 図 9の建築構造体は、外周チューブ架構 1の内側に複数の中柱 6を設けた別の形態である。図 9の建築構造体は、中柱 6を除いて前述の図 6に示したものと同じであり、スラブ 21a間の距離は六角形構造ユニットの高さの 2分の 1である。

[0089] 図 10の建築構造体は、外周チューブ架構 1の内側において、第 2六角形構造ュ- ット 30をノヽ-カム状に剛接合させてメインフレームを形成した内部チューブ架構 3を有する。第 2六角形構造ユニット 30もまた、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜した 2本の斜柱を連結した 2辺を左右対称にそれぞれ配置し、かつ、水平方向に沿つた上辺と下辺にそれぞれ梁、またはスラブの一部のいずれかを配置して形成される。柱同士、柱と梁、柱とスラブの一部との接合は剛接合であり、この接合には公知の種々の手段を用いることができる。

[0090] なお、第 2六角形構造ユニット 30は、外周チューブ架構 1を構成する六角形構造ュニットと同一または相似形である必要はない。しかしながら、少なくとも第 2六角形構造ユニット 30の高さが六角形構造ユニットの高さより小さいことが好ましい。図 10の例では、第 2六角形構造ユニット 30の高さは、六角形構造ユニットの高さの 2分の 1である。さらに、第 2六角形構造ユニット 30の下辺及び上辺の長さも、六角形構造ユニットのそれらより短いことが好ましい。第 2六角形構造ユニット 30の各辺の長さを、六角形構造ユニットのそれよりも短くすることにより極めて強固な構造となる。これは、建築構造体を支持するコア部分として好適である。なお、内部チューブ架構 3を設ける場合は、外部チューブ架構 1との負荷分担を調整することにより、外部チューブ架構 1のみで建築構造体を支持する場合よりもその柱や梁を小さくすることが可能となる。なお、第 2六角形構造ユニット 30は、必ずしも正六角形でなくともよいが、左右に配置される 4辺の各々は同じ長さとし、また、上辺と下辺も同じ長さとする。

[0091] 内部チューブ架構 3の内部には、メインフレームとしてのスラブを設けてもよい。これによりさらに強固な構造となる。あるいは、内部チューブ架構 3の内側をボイドとすることにより、例えば、エレベーターや共用設備配管スペース、階段、吹き抜けなどを設置することができる。内部チューブ架構 3の内部にメインフレームの要素を設けるか否かにつ、ては、外周チューブ架構 1等の他のメインフレームとの負荷分担を考慮して設計することができる。

[0092] 図 11の建築構造体は、外周チューブ架構 1の内側に 4つの内部チューブ架構 3a、 3b、 3c、 3dを設けた形態である。 4つの内部チューブ架構は、外周チューブ架構 1 の中心軸について対称に四隅にそれぞれ配置されている。また、各々の内部チューブ架構は、外周チューブ架構 1の内部に設けた複数のスラブ 21を貫通するように設けられている。複数のスラブ 21間の距離は、外周チューブ架構の六角形構造ュ-ットの高さ Hと同じである。

[0093] 図 12の建築構造体は、外周チューブ架構 1の中心に内部チューブ架構 3を設けた別の形態である。図 12の形態は、前述の図 10の形態に複数のスラブ 21をさらに設けた形態である。内部チューブ架構 3は、複数のスラブ 21を貫通している。複数のスラブ 21間の距離は、外周チューブ架構の六角形構造ユニットの高さ Hと同じである。

[0094] 図 13の建築構造体は、外周チューブ架構 1の中心に内部チューブ架構 3を設けた別の形態である。図 13の形態は、前述の図 10の形態に複数のスラブ 21をさらに設けた形態である。内部チューブ架構 3は、複数のスラブ 21を貫通している。複数のスラブ 21間の距離は、外周チューブ架構の六角形構造ユニットの高さ Hの 2分の 1である。 [0095] 図 14及び図 15の建築構造体は、外周チューブ架構 1の中心に内部チューブ架構 3を設けたさらに別の形態である。外周チューブ架構 1の内部に設けたスラブの形状の変形例である。

[0096] 図 16の建築構造体は、外周チューブ架構 1の中心に内部チューブ架構 3を設けたさらに別の形態である。図 16の形態では、スラブ 21aの外側の端部 21alが外周チュ一ブ架構 1の梁 11aに接合されている。一方、スラブ 21aの内側の端部 21a4は内部チューブ架構 3における第 2六角形構造ユニットの柱と接合されることにより第 2六角形構造ユニットの下辺を構成している。図 16の形態では、スラブ 21aを介して外周チユーブ架構 1と内部チューブ架構 3とが結合され、一体化されている。

[0097] さらに別の形態として、図示しないが、外周チューブ架構と内部チューブ架構とが、メインフレームとしての梁を介して結合されて、てもよ、。

[0098] またさらに別の形態として、図示しないが、外周チューブ架構と接合されているスラブが内部チューブ架構と交差して、てもよ、。

[0099] 図 17の建築構造体では、外周チューブ架構 1の頂部に複数の五角形構造ユニット 40を挿入することにより、チューブ先端を閉じて丸みのあるドーム形状部 4を形成している。図示の例では、五角形構造ユニット 40は、チューブの周方向に沿って 1列おきに挿入されている。なお、図示のように外周チューブ架構 1の平面形状が円形の場合のみでなぐ平面形状が円形以外 (多角形等)の場合も五角形構造ユニットを適宜挿入することによりチューブ先端を閉じることができる。

[0100] 図 18の建築構造体では、外周チューブ架構 1の軸方向の一部において、複数の五角形構造ユニット 50を挿入することにより、チューブ幅員を縮小するチューブ幅員移行部 5を設けている。図示の例では、上下方向に沿って 2つの五角形構造ユニット 50の頂点同士を突き合わせたものを、チューブの周方向に沿って一列おきに挿入している。チューブ幅員は、平面形状が円形の場合は直径であるが、平面形状が円形以外 (多角形等)の場合は平均的な直径若しくは差し渡し幅等に相当する。チューブ幅員移行部 5の上方部分におけるチューブ幅員は下方部分におけるチューブ幅員より小さい。高層または超高層の建築物における上層部分の荷重軽減に好適である。なお、チューブ幅員移行部 5を、 1つの外周チューブ架構の軸方向に沿って複数箇所設けてもよい。

[0101] 図 19は、図 1A〜図 18で説明した外周チューブ架構をもつ建築構造体のいずれかを複数用いて構成した拡大建築構造体の一形態を示す外観斜視図である。図 19 では、 4つの建築構造体 la、 lb、 lc、 Idを互いに間隔を空けて四隅に配置し、全体をメインフレームとしての複数のスラブ 24で結合している。この形態では、 1つの建築構造体が拡大建築構造体における 1本の柱の役割を果たしている。なお、建築構造体同士の結合は、梁を介して行ってもよい。

[0102] なお、図示しないが、図 1A〜図 18で説明した建築構造体を複数用いて構成する拡大建築構造体の別の形態としては、建築構造体同士を隣接させて配置し、隣接する 2つの建築構造体の各々における外周チューブ架構の一部の六角形構造ユニットを共有することにより結合する。このようにして複数の建築構造体を鎖状に結合していくことにより拡大建築構造体を形成する。

[0103] 図 20Aに示す建築構造体は、 X状に結合された 2つの斜形外周チューブ架構 7aと 7bを有し、 2つの斜形外周チューブ架構 7a、 7bの各々が、六角形構造ユニット 70をハ-カム状に剛接合してメインフレームを形成している。図 20Bは、 2つの斜形外周チューブ架構 7aと 7bの結合部分における水平方向の概略断面図である。斜形外周チューブ架構 7a、 7bでは、チューブ軸が鉛直方向に対して傾斜して延びているが、個々の六角形構造ユニット 70の向きは、図 1A〜図 18に示した外周チューブ架構における六角形構造ユニットの向きと同じである。すなわち、六角形構造ユニット 70は、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜した 2本の斜柱を連結した 2辺を左右対称にそれぞれ配置し、かつ、水平方向に沿った上辺と下辺にそれぞれ梁、またはスラブの一部のいずれかを配置して形成される。柱同士、柱と梁、柱とスラブの一部との接合は剛接合であり、この接合には公知の種々の手段を用いることができる。

[0104] 図示しないが、 2つの斜形外周チューブ架構を X状に結合する替わりに、互いの頂部同士を結合することにより Λ状としてもよい。 X状または Λ状に結合した形態は、耐震性及び耐風圧性に優れた強固な構造である。

[0105] 図 20Aの建築構造体はさらに、 2つの斜形外周チューブ架構 7a、 7bの各々の内側において、第 2六角形構造ユニット 80をノヽ-カム状に剛接合してメインフレームを形成した斜形内部チューブ架構 8a、 8bをそれぞれ設けている。個々の第 2六角形構造ユニット 80の向きは、図 11〜図 16に示した内部チューブ架構における第 2六角形構造ユニットの向きと同じである。すなわち、第 2六角形構造ユニット 80もまた、鉛直方向に対して互いに逆向きに傾斜した 2本の斜柱を連結した 2辺を左右対称にそれぞれ配置し、かつ、水平方向に沿った上辺と下辺にそれぞれ梁、またはスラブの一部のいずれかを配置して形成される。柱同士、柱と梁、柱とスラブの一部との接合は剛接合であり、この接合には公知の種々の手段を用いることができる。

[0106] 好適例では、 2つの斜形外周チューブ架構 7aと 7bの結合部分において、 2つの斜形内部チューブ架構 8aと 8b同士は互いに重ならず、図 20Bに示すように互いに隣接するか、若しくは間隔を空けて配置される。そして、隣接する場合は直接結合し、間隔を空けて配置される場合はメインフレームとしてのスラブ若しくは梁を介して結合される。斜形内部チューブ架構 8a、 8bの内側は、メインフレームとしてのスラブまたは梁を設けてもよぐまたは、ボイドとすることによりエレベーターや共有設備配管スぺース等に用いてもよい。

[0107] 図 21は、図 1A〜図 20に示した建築構造体または拡大建築構造体において、外周チューブ架構または斜形外周チューブ架構の内部にサブフレーム 25a、 25b、 25 cを設けた形態を概略的に示している。（A)では、六角形構造ユニットの高さと同じ間隔でメインフレームのスラブ 21が設けられている。このスラブ間隔は、建築物の 4層分に相当する。従って、 3つのサブフレーム 25a、 25b、 25cにより、メインフレームのスラブ 21間を 4層に区画して!/、る。

[0108] 図 21の（B)に示すように、六角形構造ユニットの上辺と下辺にメインフレームのスラブ 21が存在し、六角形構造ユニットの高さが 4層分である場合、 3つのサブフレーム 2 5a、 25b、 25cの全てまたは一部を分離したり、接合したりできる。なお、六角形構造ユニットの左右両辺の斜柱の内側には、サブフレームを受ける突起 26a、 26b、 26c が設けられている。

[0109] 図 21の（C)〖こ示すように、六角形構造ユニットの中央高さにメインフレームのスラブ 21力存在し、六角形構造ユニットの高さが 4層分である場合、 2つのサブフレーム 25 a、 25cの双方または一方を分離したり、接合したりできる。 [0110] サブフレームもまた、区画される各層を構造的に支持する構造躯体の一部ではある力メインフレームと異なり、建築物全体の耐震性と耐風圧性を担う必要がないため分離及び接合の適宜な設定が可能である。このようにサブフレームを利用することにより、平面的及び立体的な空間の自由度がさらに大きくなる。

図面の簡単な説明

[0111] [図 1A]本発明による建築構造体の基本形態の外観斜視図である。

[図 1B]本発明による建築構造体の基本形態の部分拡大図である。

[図 1C]本発明による建築構造体の基本形態の平面図である。

[図 2A]本発明と従来技術とを比較するための構造解析の説明図である。

[図 2B]本発明と従来技術との変形比較の結果を示す図である。

[図 2C]本発明と従来技術との変形に関連する部材比較の結果を示す図である。

[図 2D]本発明と従来技術との水平負荷に対する応力比較の結果を示す図である。

[図 3]本発明による建築構造体の一実施形態の外観斜視図である。

[図 4]本発明による建築構造体の一実施形態の外観斜視図である。

[図 5]本発明による建築構造体の一実施形態の外観斜視図である。

[図 6]本発明による建築構造体の一実施形態の外観斜視図である。

[図 7]本発明による建築構造体の一実施形態の外観斜視図である。

[図 8]本発明による建築構造体において中柱を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 9]中柱を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 10]内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 11]本発明による建築構造体において内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 12]内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 13]内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 14]内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 15]内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 16]内部チューブ架構を有する一実施形態の外観斜視図である。 [図 17]頂部にドーム形状部を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 18]外周チューブ架構の一部にチューブ幅員移行部を有する一実施形態の外観斜視図である。

[図 19]図 1A〜図 18の外周チューブ架構をもつ建築構造体を複数用いて構成した拡大建築構造体の一形態を示す外観斜視図である。

[図 20A]X状に結合された 2つの斜形外周チューブ架構をもつ建築構造体の外観斜視図である。

[図 20B]斜形外周チューブ架構の結合部分における水平方向の概略断面図である。

[図 21]図 1A〜図 20に示した建築構造体または拡大建築構造体にサブフレームを設けた形態を示す図である。

符号の説明

1、 la、 lb、 lc、 Id 外周チューブ架構

3、 3a、 3b、 3c、 3d 内部チューブ架構

4 ドーム形状部

5 チューブ幅員移行部

6 中柱

7a、 7b 斜形外周チューブ架構

8a, 8b 斜形内部チューブ架構

10 六角形構造ユニット

11、 11a, l ib 下辺

12、 12aゝ 12b 上辺

13 左下辺

14 左上辺

15 右下辺

16 右上辺

21、 21a, 21b スラブ

21al、 21a2、 21bl、 21b2 スラブ端部

24 結合スラブ a, 25b、 25c サブフレーム第 2六角形構造ユニット、 50 五角形構造ユニット六角形構造ユニット第 2六角形構造ユニット

Claims

請求の範囲

[1] 6つの辺力も構成される六角形構造ユニットの各辺を、隣接するユニットと共有させてハ-カム状に剛接合させメインフレームを形成した外周チューブ架構を有し、前記六角形構造ユニットが、鉛直方向に対して互、に逆向きに傾斜した 2本の斜柱を連結した 2辺を左右対称にそれぞれ配置し、かつ、水平方向に沿った上辺と下辺にそれぞれ梁、またはスラブの一部の!/ヽずれかを配置したことを特徴とする建築構造体。

[2] 前記六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする請求項 1に記載の建築構造体。

[3] 前記スラブ間を 4層に区画するサブフレームを設けることを特徴とする請求項 2に記載の建築構造体。

[4] 前記六角形構造ユニットの高さの 2分の 1と同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けることを特徴とする請求項 1に記載の建築構造体。

[5] 前記スラブ間を 2層に区画するサブフレームを設けることを特徴とする請求項 4に記載の建築構造体。

[6] 前記六角形構造ユニットの高さと同間隔にて、メインフレームとしての複数のスラブを設けた部分と、前記六角形構造ユニットの高さの 2分の 1と同間隔にて複数のメインフレームとしてのスラブを設けた部分とを有することを特徴とする請求項 1に記載の建築構造体。

[7] 前記外周チューブ架構の内側に鉛直方向に延在する、メインフレームとしての 1または複数の中柱を設けることを特徴とする請求項 1〜6のいずれかに記載の建築構造体。

[8] 前記外周チューブ架構の内側において、第 2六角形構造ユニットをノヽ-カム状に剛接合させメインフレームを形成した 1または複数の内部チューブ架構を有することを特徴とする請求項 1〜7のいずれかに記載の建築構造体。

[9] 前記第 2六角形構造ユニットの高さが前記六角形構造ユニットの高さの 2分の 1であることを特徴とする請求項 8に記載の建築構造体。

[10] 前記外周チューブ架構と前記内部チューブ架構とがメインフレームとしてのスラブまたは梁を介して結合されていることを特徴とする請求項 8または 9に記載の建築構造体。

[11] 前記内部チューブ架構の内側にメインフレームとしてのスラブを設けることを特徴とする請求項 8〜 10のいずれかに記載の建築構造体。

[12] 前記内部チューブ架構の内側をボイドとすることを特徴とする請求項 8〜10のいずれかに記載の建築構造体。

[13] 前記メインフレームとしてのスラブを設ける場合、該スラブがフラットスラブまたは梁付きスラブであることを特徴とする請求項 1〜12のいずれかに記載の建築構造体。

[14] 前記外周チューブ架構の頂部にて複数の五角形構造ユニットを挿入したドーム形状部を有することを特徴とする請求項 1〜13のいずれかに記載の建築構造体。

[15] 前記外周チューブ架構の軸方向の一部において、複数の五角形構造ユニットを挿入したチューブ幅員移行部を有し、前記チューブ幅員移行部の上方部分における前記外周チューブ架構の幅員が下方部分における該外周チューブ架構の幅員より小さいことを特徴とする請求項 1〜14のいずれかに記載の建築構造体。

[16] 請求項 1〜15のいずれかに記載の建築構造体を複数用いて構成され、隣接する 2 つの建築構造体同士が、各々の外周チューブ架構における一部の前記六角形構造ユニットを共有することにより結合したことを特徴とする拡大建築構造体。

[17] 請求項 1〜15のいずれかに記載の建築構造体を複数用いて構成され、互いに間隔を空けて配置した複数の前記建築構造体をメインフレームとしての梁またはスラブにより結合したことを特徴とする拡大建築構造体。

[18] X状または Λ状に結合された 2つの斜形外周チューブ架構を有し、 2つの前記斜形外周チューブ架構の各々が、六角形構造ユニットをノ、二カム状に剛接合させメインフレームを形成したことを特徴とする建築構造体。

[19] 前記 2つの斜形外周チューブ架構の各々の内側において、第 2六角形構造ュ-ットをノヽ-カム状に剛接合させメインフレームを形成した斜形内部チューブ架構をそれぞれ設けることを特徴とする請求項 18に記載の建築構造体。