專利名稱：建筑結(jié)構(gòu)體、結(jié)構(gòu)單元及其工法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將多個結(jié)構(gòu)單元互相連接而構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體，特別 涉及具有以六角形格子作為單位格子呈面狀延伸的蜂窩狀的主框架的 建筑結(jié)構(gòu)體。還涉及其結(jié)構(gòu)單元以及使用其的建筑結(jié)構(gòu)體的構(gòu)筑工法。
背景技術(shù)：
以前，已知若干使用由預(yù)制混凝土部件構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元來構(gòu)筑結(jié) 構(gòu)軀體的工法。
在專利文獻1中，公開了在接合三角形單位格子而成為圓屋頂形 狀的建筑結(jié)構(gòu)體中使用的預(yù)制混凝土部件及其接合機構(gòu)。專利文獻1
的建筑結(jié)構(gòu)體，以三角形格子的各個頂點為中心，分出6個放射狀的 邊。作為用來構(gòu)筑該結(jié)構(gòu)的預(yù)制混凝土部件，使用了位于中心的平面 六角形接合部件和接合在該接合部件的6個側(cè)面的6個柱狀部件。各 柱狀部件在兩端具有大直徑部分，從一根柱狀部件的大直徑部分的肩 部插入PC鋼材，貫通接合部件直到相對的柱狀部件的肩部，導(dǎo)入后張 (post tension)進行固定接合。放射狀分支的柱狀部件在為偶數(shù)的情況 下就是這樣接合的。
在專利文獻1的圖8和圖9中，表示了在大致呈三角形的接合部 件的側(cè)面接合3根(即奇數(shù)根)柱狀部件的機構(gòu)，在接合部件的內(nèi)部 埋設(shè)固定部和PC鋼材，使PC鋼材的前端突出，使其通過柱狀部件的 大直徑部分，導(dǎo)入后張將其固定。
在專利文獻2中公開了用來將建筑物結(jié)構(gòu)柱或高架橋的橋墩設(shè)為 六角結(jié)構(gòu)的三叉柱(三，又柱)。該三叉柱是在鉛垂配置的六角支柱的 下端部接合向斜下方延伸的3根梁柱。通過依次連接六角支柱的上端 和3根梁柱的下端，就形成在如專利文獻2的圖4的平面圖所示的從 上方看的情況下可看到六角形格子的結(jié)構(gòu)。
另一方面，以前作為高層或超高層建筑結(jié)構(gòu)體， 一般是將直柱和水平粱按三維格子的形狀組合的純框架的架構(gòu)，但為了在全部的柱之 間有梁，存在有內(nèi)部設(shè)計制約多的缺點。與此相反，在建筑物的外周 連續(xù)配置柱和用梁將它們連接起來而構(gòu)成的管式架構(gòu)，由于可確保在 內(nèi)部沒有柱或梁的空間，有在設(shè)計上自由度大的優(yōu)點。此外，通過將 整個建筑物都變形為管狀，在耐震性和耐風(fēng)壓性方面也都是優(yōu)異的。
此外，已知以前以六角形格子作為單位格子以重復(fù)圖案連接而具 有蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)堅固，用作建筑物的各個地方或者建筑部件(專利
文獻K 3、 4等)。作為適用于蜂窩形狀的管式架構(gòu)的例子，在專利文 獻5中己知有在水平面內(nèi)連接六角形格子，再在鉛垂方向通過直柱進 行層疊的結(jié)構(gòu)。
作為適用于蜂窩形狀的管式架構(gòu)的另一個例子，在專利文獻6中 記載了使用預(yù)制混凝土制的截面六角形的柱狀型箱元件(element),使 它們的外側(cè)面彼此接觸而組合成水平截面呈蜂窩狀的壁，通過在由壁 所包圍的內(nèi)部柱狀空間重復(fù)澆筑混凝土而向上方延伸來構(gòu)筑的橋墩結(jié) 構(gòu)。
另外，在作為本申請優(yōu)先權(quán)主張的基礎(chǔ)的國際專利申請PCT/ JP2006/316868的國際調(diào)查報告中引用了專利文獻7 8。專利文獻7公 開了通過設(shè)置在三角形的板式單元的頂部的鉸接(hinge)部使板彼此 之間搖動自由地結(jié)合，將多個板式單元在平面上接合之后，吊下或推 上而成為圓屋頂狀之后將其固定的結(jié)構(gòu)。專利文獻8公開了非六角形 的正方形的板式單元彼此用緊固拉伸件(緊張材)接合的壁結(jié)構(gòu)。專 利文獻9公開了將六邊形或五邊形的板結(jié)合的圓屋頂結(jié)構(gòu)。
專利文獻l:日本特開平9-328816
專利文獻2:日本特開2000-144909
專利文獻3:日本特開平9-4130
專利文獻4:日本特開平10-18431
專利文獻5:日本特開平9-60301
專利文獻6:日本特開平6-287913
專利文獻7:日本特開昭61-83738
專利文獻8:日本特開昭53-43217
專利文獻9:日本特開昭61-36435在專利文獻5中所示的結(jié)構(gòu)，具有在水平方向上作為平坦面而延 伸的蜂窩形狀，但該結(jié)構(gòu)與如構(gòu)成建筑物外周側(cè)面的管式架構(gòu)那樣立 設(shè)在大致鉛垂方向上并面狀延伸的蜂窩形狀在本質(zhì)上是不同的。專利 文獻6也是同樣的。
如果能夠?qū)崿F(xiàn)將六角形格子接合為蜂窩形狀的管式架構(gòu)的話，則 期望成為極其堅固的結(jié)構(gòu)。為了構(gòu)筑這樣的管式架構(gòu)，需要形成連接 六角形格子并立設(shè)的平面或曲面的工法。蜂窩結(jié)構(gòu)是形狀基本相同的 單位結(jié)構(gòu)的集合，所以在構(gòu)筑蜂窩結(jié)構(gòu)時，與將一個一個的柱和梁接 合起來相比，只要重復(fù)連接一定形狀的結(jié)構(gòu)單元進行構(gòu)筑，施工性就 好。從而，希望能夠有效地構(gòu)筑具有蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)的一定形狀的結(jié) 構(gòu)單元。
專利文獻1的預(yù)制混凝土部件，可以構(gòu)筑具有從中心放射狀延伸 出多個邊的單位結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)體。但是，由于成為所有邊的端點的 中心是應(yīng)力最為集中的點，對在該中心位置的一個接合部件進行全部 柱狀部件的接合，從結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的觀點出發(fā)是不優(yōu)選的。
而專利文獻2的三叉柱，由于是4個邊從中心呈放射狀而且立體 延伸的單位結(jié)構(gòu)，接合它們的六邊結(jié)構(gòu)必然是立體的六邊結(jié)構(gòu)。從而 不能構(gòu)筑將六角形格子接合為蜂窩形狀的管式架構(gòu)的平面或曲面。
另外，專利文獻7，不是依次連接一個一個的板式單元來構(gòu)筑成整 體的工法，而是預(yù)先將全部板連接成平面之后，再變形成為圓屋頂而 將其固定的機構(gòu)。此外，在專利文獻8中，是在垂直方向或水平方向 上配置緊固拉伸件，將板式單元彼此連接的結(jié)構(gòu)，與蜂窩形狀沒有關(guān) 系。對于專利文獻9，主要也是通過制成圓屋頂來確保強度的結(jié)構(gòu)。從 而，基于專利文獻7 8，不能實現(xiàn)具有結(jié)構(gòu)單元彼此接合的蜂窩形狀 的主框架的管式架構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上的現(xiàn)狀，本發(fā)明的目的在于提供一種具有被立設(shè)且呈面 狀延伸的蜂窩形狀的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體。此外，其目的在于提供用 來構(gòu)筑這種建筑結(jié)構(gòu)體的結(jié)構(gòu)單元及其工法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下的結(jié)構(gòu)。第一方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架， 其特征在于，相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在包含從
正面看作為其單位格子的六角形格子(Hl、 H2)的各個頂點(hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6)的位置上分別配置有一個上述結(jié)構(gòu)單元(1、 2、 3、 4、 5、 6)，包括使在相鄰的兩個上述結(jié)構(gòu)單元的各自的外周面的一部 分上設(shè)置的接合面彼此相對并將該兩個結(jié)構(gòu)單元接合的機構(gòu)，其中， 上述被接合的面(sl、 s2、 s3、 s4、 s5、 s6)與上述六角形格子的任一 個邊交叉，而且在各個六角形格子的中央部分，形成有由配置在該六 角形格子上的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍的開口部(W)。
第二方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，第一方面的上述結(jié)構(gòu)單元 是預(yù)制混凝土制的，其外周面包括由彼此相對的正面和背面構(gòu)成的一 對板面和在上述一對板面的各自的周邊之間延伸的側(cè)面，作為上述側(cè) 面的一部分設(shè)有多個上述接合面。
第三方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第二方面的上述預(yù)制混 凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述一對板面的各自的形狀是六角形， 以上述六角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為上述接合面。
第四方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，第三方面的上述一對板面 的六角形交替地配置有短邊和長邊，以上述短邊彼此之間的側(cè)面作為 上述接合面。
第五方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第二方面的上述預(yù)制混 凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述板面的形狀具備從中心向三個方 向分支延伸的3根腳部，以上述3根腳部的各自前端的側(cè)面作為上述 接合面。
第六方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架， 其特征在于，相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在包含從 正面看作為其單位格子的六角形格子(Hl、 H2)中相鄰的兩個頂點的 雙方的位置上，分別配置有一個上述結(jié)構(gòu)單元(7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15)，包括使在相鄰的兩個上述結(jié)構(gòu)單元的各自的外周面的一 部分上設(shè)置的接合面彼此相對并將該兩個結(jié)構(gòu)單元接合的機構(gòu)，其中， 上述被接合的面與上述六角形格子的任一個邊交叉，而且在各個六角 形格子的中央部分，形成有由配置在該六角形格子上的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍的開口部(w)。
第七方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，第六方面的上述結(jié)構(gòu)單元 是預(yù)制混凝土制的，其外周面包括由彼此相對的正面和背面構(gòu)成的一 對板面和在上述一對板面的各自的周邊之間延伸的側(cè)面，以作為上述 側(cè)面的一部分設(shè)有多個上述接合面。
第八方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第七方面的上述預(yù)制混 凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述一對板面的各自的形狀是八角形， 以上述八角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為上述接合面。
第九方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第七方面中，上述一對 板面的八角形交替地配置有短邊和長邊，以上述短邊彼此之間的側(cè)面 作為上述接合面。
第十方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第七方面的上述預(yù)制混 凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述板面的形狀具備從中心向四個方
向分支延伸的4根腳部，以上述4根腳部的各自前端的側(cè)面作為上述 接合面。
第十一方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第一或第七方面中，
將相鄰的兩個上述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元彼此接合的機構(gòu)包括與 上述相對的接合面交叉并貫通雙方結(jié)構(gòu)單元的緊固拉伸件，和對上述 緊固拉伸件施加后張，并將其兩端分別固定在各個結(jié)構(gòu)單元中的上述 側(cè)面上的固定器具。
第十二方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第一或第六方面中， 上述結(jié)構(gòu)單元是鐵骨造、鋼筋混凝土造、鐵骨鋼筋混凝土造或者木造 的。
第十三方面的建筑結(jié)構(gòu)體，其具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架， 其特征在于，包括相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在
從正面看包含作為其單位格子的六角形格子(Hl、 H2)中的一個頂點 的位置上配置的第一結(jié)構(gòu)單元(1、 2、 3、 4、 5、 6)，和在包含上述六 角形格子中的相鄰兩個頂點的雙方的位置上配置的第二結(jié)構(gòu)單元(7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15),包括使在相鄰兩個上述第一和/或第 二結(jié)構(gòu)單元的各自的外周面的一部分上設(shè)置的接合面彼此相對而接合 的機構(gòu)，其中，上述被接合的面與上述六角形格子的任一個邊交叉，而且在各個六角形格子的中央部分，形成有由配置在該六角形格子上
的第一和/或第二的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍的開口部(w)。
第十四方面的的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于，在第一、第二、第六、 第七或第十三方面中，在鉛垂方向連續(xù)接合的多個上述結(jié)構(gòu)單元中的 相對被配置在上方的上述結(jié)構(gòu)單元和相對被配置在下方的上述結(jié)構(gòu)單 元的形狀不同，由此由上述被配置在上方的結(jié)構(gòu)單元形成的上述開口 部的大小比由上述被配置在下方的結(jié)構(gòu)單元形成的上述開口部的大小 大。
第十五方面的結(jié)構(gòu)單元，用于構(gòu)筑權(quán)利第一 第十四中任一方面 記載的建筑結(jié)構(gòu)體。
第十六方面的結(jié)構(gòu)單元，其是第一方面的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架所 使用的預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，其外周面包括由互相 相對的正面和背面組成的一對板面和在上述一對板面的各自的周邊之 間延伸的側(cè)面，在連接時用來與相鄰的結(jié)構(gòu)單元接合的多個接合面作 為上述側(cè)面的部分面而設(shè)置，以相互不重疊的方式設(shè)有在上述多個接 合面的各個與上述側(cè)面的其它部分之間貫通的多個緊固拉伸件插入 孔。
第十七方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第十六方面的上述預(yù)制 混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述板面的形狀是六角形，以上述 六角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為上述接合面。
第十八方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，第十七方面的上述板面的 六角形交替地配置有短邊和長邊，以上述短邊彼此之間的側(cè)面作為上 述接合面。
第十九方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第十六方面的上述預(yù)制 混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述板面的形狀具備從中心向三個
方向分支延伸的3根腳部，以上述3根腳部的各自前端的側(cè)面作為上 述接合面。
第二十方面的結(jié)構(gòu)單元，其是第六方面的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架所 使用的預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，其外周面包括由互相 相對的正面和背面組成的一對板面和在上述一對板面的各自的周邊之 間延伸的側(cè)面，在連接時用來與相鄰的結(jié)構(gòu)單元接合的多個接合面作為上述側(cè)面的部分面而設(shè)置，以相互不重疊的方式設(shè)有貫通上述多個 接合面的各個與上述側(cè)面的其它部分之間的多個緊固拉伸件插入孔。
第二十一方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第二十方面的上述預(yù) 制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述板面的形狀是八角形，以上 述八角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為上述接合面。
第二十二方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，第二十一方面的上述板
面的八角形交替地配置有短邊和長邊，以上述短邊彼此之間的側(cè)面作 為上述接合面。
第二十三方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第二十方面的上述預(yù) 制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看上述板面的形狀具有從中心向四
個方向分支延伸的4根腳部，以上述4根腳部的各自前端的側(cè)面作為 上述接合面。
第二十四方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第二十方面的上述預(yù) 制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，使以與一個上述結(jié)構(gòu)單元中的相互相對的 --對非接合面交叉的分割面等分割的半單元，與上述分割面相對而接 合，由此形成上述一個結(jié)構(gòu)單元。
第二十五方面的半單元，其特征在于，具有以與相互相對的一對 非接合面交叉的分割面將第二十方面的的結(jié)構(gòu)單元等分割而形成的兩 個部件中的一個的形狀。
第二十六方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第十六或第二十方面 中，在與上述一對板面垂直的方向上設(shè)有貫通上述結(jié)構(gòu)單元的多個平 板連接孔。
第二十七方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第十六或第二十方面 中，上述接合面由山形的兩個傾斜面或谷形的兩個傾斜面中的任一個 形成。
第二十八方面的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于，在第十六或第二十方面 中，具有配置在上述虛擬蜂窩形狀是曲面的部分上的彎曲部。
第二十九方面的建筑結(jié)構(gòu)體的構(gòu)筑工法，該建筑結(jié)構(gòu)體具有連接 有多個第十六或第二十方面的結(jié)構(gòu)單元的主框架，其特征在于，相鄰 的兩個結(jié)構(gòu)單元以各自的上述緊固拉伸件插入孔互相連通的方式使各 自的接合面相對而配置，將緊固拉伸件貫插上述連通的上述緊固拉伸件插入孔，對上述緊固拉伸件施加后張并進行固定，由此將上述兩個 結(jié)構(gòu)單元接合。
(A)第一、第六、第十三、第十五方面的發(fā)明效果主要如下所述。
本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架，在一個實施 例中的各結(jié)構(gòu)單元，分別配置在在被立設(shè)且呈面狀延伸虛擬蜂窩形狀 的從正面看包含作為其單位格子的六角形格子的各頂點的位置上。此 外，在另一個實施方式中， 一個結(jié)構(gòu)單元分別配置在包含作為單位格 子的六角形格子的相鄰的兩個頂點的雙方的位置上。在再一個實施方 式中，配置在包含一個頂點的位置上的第一結(jié)構(gòu)單元和配置在包含兩 個頂點的位置上的第二結(jié)構(gòu)單元混合存在。在此"虛擬蜂窩形狀(下 面有吋簡稱為"蜂窩形狀")"本身不是具有實體的部件，但為了規(guī)定 配置各結(jié)構(gòu)單元的位置和相鄰結(jié)構(gòu)單元彼此的位置關(guān)系而假想存在于 實際空間的形狀。
在上述任一種配置方式中，都包括使在相鄰兩個結(jié)構(gòu)單元彼此的 各自的外周面的一部分上設(shè)置的接合面相對并將該結(jié)構(gòu)單元彼此接合 的機構(gòu)，該接合的面與六角形格子的任一邊交叉。而且，當(dāng)如此連接 多個結(jié)構(gòu)單元時，在各六角形格子的中央部分形成有由在該六角形格 子上配置的全部結(jié)構(gòu)單元圍成的開口部。
如此連接的多個結(jié)構(gòu)單元，能夠以覆蓋構(gòu)成虛擬蜂窩形狀的全部 六角形格子的各頂點和各邊的方式配置。g卩，當(dāng)著眼于一個六角形格
子時，沿著6個邊將多個(6個、5個、4個或3個)結(jié)構(gòu)單元連接成 環(huán)狀，在中央部分形成開口部。結(jié)果能夠?qū)崿F(xiàn)具有被立設(shè)且呈面狀延 伸的蜂窩形狀的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體。特別是能夠使管式架構(gòu)周邊面 自身成為蜂窩結(jié)構(gòu)。此外，由于對于構(gòu)成該蜂窩形狀的主框架的結(jié)構(gòu) 單元，能夠在任意的位置上設(shè)置平板，所以能夠自由地設(shè)計各層的高 度。
在具有本發(fā)明的蜂窩形狀的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體中，以包含應(yīng)力 最為集中的六角形格子的各頂點的位置的方式配置結(jié)構(gòu)單元。即，由 于不在各個頂點的位置上進行結(jié)構(gòu)單元彼此的接合，所以相對于應(yīng)力 非常強。例如如在上述專利文獻1或?qū)＠墨I5中所述那樣，與在應(yīng) 力集中的三角形或六角形的各頂點上進行線狀部件的接合的結(jié)構(gòu)相比，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性是優(yōu)異的。而且，在本發(fā)明的蜂窩形狀的建筑結(jié)構(gòu)體 中，兩個結(jié)構(gòu)單元彼此接合的面與六角形格子的任一個邊交叉。艮P， 兩個結(jié)構(gòu)單元的接合在六角形格子的各邊上進行，但由于這部分的應(yīng) 力最小所以是合適的。結(jié)果，在使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)單元的主框架中，能 夠構(gòu)成大跨度的架構(gòu)。
此外，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元，能夠比較自由地設(shè)計與上述配置條件 和接合條件無關(guān)部分的形狀。例如通過改變結(jié)構(gòu)單元中的接合面以外 的外周面(即非接合面)的形狀，就能夠改變在六角形格子的中央部 分形成的開口部的大小。此外，也可以與設(shè)計的變化相對應(yīng)。
此外，使用本發(fā)明結(jié)構(gòu)單元的建筑結(jié)構(gòu)體，由于是將相同形狀或 者類似形狀的結(jié)構(gòu)單元按照基本重復(fù)的圖案連接而構(gòu)筑成的，所以可 以將結(jié)構(gòu)單元統(tǒng)一成一種，或者最多兩三種。由此使其批量生產(chǎn)性優(yōu) 異。結(jié)果能夠降低制造成本，也能夠提高施工性，縮短工期。但本發(fā) 明的結(jié)構(gòu)單元，由于能夠制造出互相接合的極多種類似形狀的形狀， 所以其種類數(shù)沒有上限。
(B)第二 第五、第七 第十一、第十六 第二十八方面的發(fā)明 的效果主要如下所述。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選是預(yù)制混凝土 (以下簡 稱為"PC")制的。(以下PC制的結(jié)構(gòu)單元有時稱為"PC板"。)PC 板其外周面包括由相互相對的正面和背面構(gòu)成的一對板面和在這一對 板面的各自的周邊之間延伸的側(cè)面，作為側(cè)面的一部分設(shè)有多個上述 接合面。PC板以其板面沿著虛擬蜂窩形狀的面的方式配置。作為板面 的形狀有三叉形、六角形、八角形或X形等。能夠通過型箱自由地設(shè) 計形狀。
由于PC板與一般的鋼筋混凝土相比強度高，所以能夠構(gòu)筑對振動 有強度的建筑結(jié)構(gòu)體。結(jié)果可實現(xiàn)震動少的居住性高的建筑物。
由于PC板作為一般的建筑用部件在工廠中生產(chǎn)，所以很容易進行 質(zhì)量管理。從而相對于生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)單元及使用其構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的 安全性，容易獲得信賴性。易于保存管理結(jié)構(gòu)的履歷信息。
此外，PC板，當(dāng)其板面具有面的擴展大形狀(例如六角形或八角 形)時的剛性高。另外，越是面的擴展大的形狀，混凝土的量也就多， 從而具有重量。而且，作為與面的擴展大的情況相反的效果，由這些結(jié)構(gòu)單元形成的開口部縮小。與此相反，在面的擴展小的形狀，即接
近于線材的形狀(例如三叉形或x形)中，相對地剛性低，混凝土量
也少，從而重量變輕。而且，作為與面的擴展小的情況相反的效果， 由這些結(jié)構(gòu)單元形成的幵口部變大。將這樣的形狀不同(即剛性不同)
的多種PC板組合使用，能夠構(gòu)筑出自由控制剛性的建筑結(jié)構(gòu)體。
例如，優(yōu)選在下層使用面擴展大的PC板從而使開口部變小，在上 層使用面擴展小的PC板從而使開口部變大(本發(fā)明的第十四方面)。
也可以逐步增大開口部。如此構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體，耐震性優(yōu)異。這是 由于在高層或超高層的建筑物中，越是上部輕下部重的堅固形狀，耐 震性就越高。此外，在這樣的建筑結(jié)構(gòu)物中，通過減少上層的混凝土 量就能夠毫不浪費而合理地使用混凝土。
此外，在以PC板作為結(jié)構(gòu)單元的情況下，能夠為了提高運輸?shù)男?果而設(shè)定與運輸車輛的大小適合的大小。此外，通過PC制能夠有效地
轉(zhuǎn)換型箱。
此外，由于使用高強度混凝土而使建筑結(jié)構(gòu)體壽命延長，有利于
節(jié)省資源，適合于成為SI(架構(gòu)填充skeleton infill)分離工法的骨架。
(C)第十一、第十六或第二十方面的發(fā)明效果主要如下所述。在 以PC板作為結(jié)構(gòu)單元的情況下，使相鄰兩個結(jié)構(gòu)單元彼此接合的機構(gòu) 優(yōu)選包括與相對的接合面交叉且貫通雙方的結(jié)構(gòu)單元彼此之間的緊固 拉伸件、和在緊固拉伸件上施加后張并將其兩端分別固定在各結(jié)構(gòu)單 元側(cè)面上的固定器具。通過施加后張并固定能夠得到牢固的接合強度。 此外，將一個PC板用在3個或4個不同方向延伸的3根或4根緊 固拉伸件分別與相鄰的另一個板式單元接合就可確保牢固的接合強 度。
此外，通過由后張來導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力，即使對長期的應(yīng)力也不發(fā)生彎 曲或者裂紋(即使發(fā)生也被預(yù)應(yīng)力封閉)，在混凝土的整個截面上對壓 縮或拉伸都能夠有效地發(fā)生作用。此外，由于不產(chǎn)生裂紋，在對插入 的緊固拉伸件防腐蝕這一點上也是優(yōu)異的。
使用按照本發(fā)明導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力的PC板結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的蜂窩形狀的 主框架，與現(xiàn)有的預(yù)應(yīng)力混凝土《框架結(jié)構(gòu)的架構(gòu)相比更加牢固。例 如相對于現(xiàn)有的15層框架架構(gòu)的固有周期為大約1.5秒，軀體相當(dāng)柔軟，按照本發(fā)明構(gòu)筑的15層架構(gòu)的固有周期為大約0.3秒，軀體變得 非常硬。由此，本發(fā)明適合于構(gòu)筑免震結(jié)構(gòu)的上部軀體。這是由于如 果免震結(jié)構(gòu)的上部軀體是柔軟的話，就有可能降低隔離器(isolator) 的免震效果。
(D) 第二十六方面的發(fā)明效果主要如下所述。在以PC板作為結(jié) 構(gòu)單元的情況下，優(yōu)選在相對于一對板面垂直的方向上設(shè)有多個貫通 結(jié)構(gòu)單元的平板連接孔。通過在能夠連接平板的適當(dāng)位置上預(yù)先設(shè)置 平板連接孔，能夠在與混凝土平板之間貫插緊固拉伸件，并施加后張 而固定。由此能夠得到與平板的牢固的接合強度。
(E) 第二十七方面的發(fā)明效果主要如下所述。在以PC板作為結(jié) 構(gòu)單元的情況下，優(yōu)選通過山形的兩個傾斜面和谷形的兩個傾斜面的 任一種形成其接合面。接合面形成為山形的結(jié)構(gòu)單元與接合面形成為 谷形的結(jié)構(gòu)單元可互相嵌合。由此就能夠可靠地阻止在垂直于接合面 的圍繞軸的負荷旋轉(zhuǎn)運動，可確保剛性接合。
(F) 第二十八方面的發(fā)明效果主要如下所述。在以PC板作為結(jié) 構(gòu)單元的情況下，在虛擬蜂窩形狀是曲面的部分所使用的結(jié)構(gòu)單元， 具有彎曲部即彎折的部分。當(dāng)沿著虛擬蜂窩形狀的立設(shè)方向配置結(jié)構(gòu) 單元時，彎曲部的兩側(cè)的各面彼此之間形成角度。彎曲部的彎折角度 比較小，通過多次重復(fù)該微小的彎曲就能夠在整體上形成實質(zhì)上的曲 面。由此就能夠構(gòu)筑在水平截面上具有曲線形狀(圓形、橢圓形或它 們的一部分等)的管式架構(gòu)。
(G) 第十二方面的發(fā)明效果主要如下所述。在本發(fā)明中，除了 PC板以外，在能夠制造同樣形狀的結(jié)構(gòu)單元的限度內(nèi)，可以構(gòu)筑鐵骨 制、鋼筋混凝土制、鐵骨鋼筋混凝土制或者木造的具有蜂窩形狀的主 框架的建筑結(jié)構(gòu)體。
(H) 第二十四或二十五方面的發(fā)明效果主要如下所述。在以PC 板作為配置在六角形格子的相鄰兩個頂點上的結(jié)構(gòu)單元的情況下，有 與一般的PC板相比具有相當(dāng)?shù)拇笮『椭亓康那闆r。在這種情況下，優(yōu) 選使用將PC板等分成兩塊的半單元。由此就能夠構(gòu)筑在制造、運輸、 組裝等方面都沒有障礙的按照本發(fā)明的主框架。
(I) 第二十九方面的發(fā)明效果主要如下所述。具有連接有多個由上述PC板構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體的構(gòu)筑工法，相鄰的
兩個結(jié)構(gòu)單元，以使各自的緊固拉伸件插入孔彼此吻合的方式使給自 的接合面相對而配置，將緊固拉伸件貫插連通兩個結(jié)構(gòu)單元的緊固拉 伸件插入孔、通過對緊固拉伸件施加后張并固定來連接兩個結(jié)構(gòu)單元。
在該工法中，多個PC板的連接是兩個兩個進行的，所以施工性良好。
在該操作中，由于插貫一根緊固拉伸件并施加后張，將兩端固定，所 以作業(yè)量小而且操作簡單。與此相反，例如在現(xiàn)有的框架結(jié)構(gòu)的情況 下，由于必須全部連接大跨度的梁和柱，要完成每兩個部件的操作都 是很困難的。
此外，按照本發(fā)明的工法，由于是干法的工法，所以不需要在現(xiàn) 場澆灌鋼筋混凝土等濕式工法那樣的養(yǎng)生時間，可縮短工期。


圖1是表示由本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架一個
實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。(Al)表示使用單元1的主框架的一部分， (A2)表示單元1的變形方式，(Bl)表示使用單元4的主框架的一 部分，(B2)表示單元4的變形方式。
圖2是表示使用多個本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元而構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主 框架的另一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。(A)是使用圖1所示的單元 2的主框架的一部分，(B)是使用圖1所示的單元5的主框架的一部 分。
圖3是表示由本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的另 一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖，(Al)表示使用單元7的主框架的一部 分，(A2)表示單元7的變形方式，(Bl)表示使用單元10的主框架 的一部分，(B2)表示單元10的變形方式。
圖4是表示使用多個本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元而構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主 框架的另一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。(A)是使用圖3所示的單元 8的主框架的一部分，(B)是使用圖3所示的單元11的主框架的一部 分。
圖5是表示基于由六角形格子H1形成的蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)單元的配 置圖案的一個例子的正面結(jié)構(gòu)圖。圖6是表示基于由六角形格子H2形成的蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)單元的配 置圖案的一個例子的正面結(jié)構(gòu)圖。
圖7 (A)是由使用三叉形結(jié)構(gòu)單元的主框架構(gòu)成的管式架構(gòu)100 的整體外觀立體圖。(B)是放大表示圖7 (A)的管式架構(gòu)100的一部 分的主視圖。(C)是俯視圖。
圖8是圖7的主框架100的局部放大圖。
圖9是更詳細地表示圖8中的兩個結(jié)構(gòu)單元的接合狀態(tài)的放大立 體圖。
圖IO是表示結(jié)構(gòu)單元一個例子的圖。(A)是俯視圖，(B)是X-X 截面圖。
圖11是表示由圖10所示的單元的變形方式構(gòu)筑的主框架一部分 的立體圖。
圖12是表示圖IO所示的單元，和平板的接合機構(gòu)的立體圖。
圖13 (A)是局部表示使用圖IO所示的單元的再一個變形方式而 構(gòu)筑的主框架的一個例子的圖。(B)是用來構(gòu)筑(A)主框架的單元 的俯視圖，(C)是該單元的主視圖。
圖14表示圖IO所示的單元的變形方式，(A)是外觀立體圖，(B) 是表示主框架一部分的主視圖。
圖15是表示使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的 一部分的主視圖。
圖16是圖15主框架的局部放大立體圖。
圖17是圖16所示的單元的外觀立體圖。
圖18是圖17所示單元的(A)主視圖，(B)俯視圖，(C) Y-Y 截面圖和(D) Z-Z截面圖。
圖19是與圖17所示單元的特殊情況相當(dāng)?shù)膯卧耐庥^立體圖。
圖20 (A)是圖17所示單元的變形方式外觀立體圖，(B)是(A) 所示的單元的接合狀態(tài)的后視圖，(C)是接合狀態(tài)的俯視圖。
圖21 (A)是圖17所示的單元的變形方式的主視圖，(B)是俯視圖。
圖22是表示使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的 一部分的主視圖。圖23是圖22的主框架103的局部放大立體圖。
圖24是圖23所示單元的(A)主視圖，(B)俯視圖，(C)外觀
立體圖。
圖25表示圖24所示單元的變形方式，(A)是接合狀態(tài)的主視圖， (B)是其俯視圖。
圖26是表示使用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元而構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架 的一部分的主視圖。
圖27是由與圖26的主框架相同的單元構(gòu)成的主框架的局部立體圖。
圖28 (A) (D)分別是圖27所示各單元的外觀立體圖。
圖29是作為與圖27所示的主框架形狀相同的另一個實施例的主 框架的外觀立體圖。
圖30 (A) (D)分別是圖29所示半單元的外觀立體圖。
圖31 (Al)和(A2)是圖27所示單元的變形方式的接合狀態(tài)的 主視圖和俯視圖，(Bl)和(B2)是圖27所示的另一單元的變形方式 的接合狀態(tài)的主視圖和俯視圖。
圖32 (Al)和(A2)是圖27所示單元的變形方式的接合狀態(tài)的 主視圖和俯視圖，(Bl)和(B2)是圖27所示的另一單元的變形方式 的接合狀態(tài)的主視圖和俯視圖。
圖33是表示由PC板以外的部件制造的本發(fā)明實施例的建筑結(jié)構(gòu) 體的主框架的局部立體圖。
符號說明
1 15結(jié)構(gòu)單元(PC板)
21a 21d緊固拉伸件
22a 22d固定器具
HK H2虛擬蜂窩形狀的六角形格子
hl h6六角形格子的頂點
sl s6接合單元彼此的面
W主框架開口部
具體實施方式
下面參照圖1 圖6說明本發(fā)明的基本實施方式。另外，在圖1 圖6中，使用本發(fā)明適合的由PC板的結(jié)構(gòu)單元的實施例進行說明，但 本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元并不限定于PC板。下面有時將"結(jié)構(gòu)單元"簡稱為 "單元"。
圖1是表示使用多個本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框 架的一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。例如是相當(dāng)于構(gòu)成建筑物外周部 分的管式架構(gòu)的一部分的部分。雙箭頭XY表示水平方向，雙箭頭Z 表示鉛垂方向(在下面的圖中都是同樣的)。圖1 (Al)是使用單元1 的主框架的一部分。圖1 (A2)表示作為單元1變形方式的單元2和 單元3。圖l (Bl)是使用單元4的主框架的一部分。圖l (B2)表示 作為單元4的變形方式的單元5和單元6。
另外，圖1表示主框架和結(jié)構(gòu)單元正面視的形狀，作為PC板的結(jié) 構(gòu)單元1 6，具有規(guī)定的厚度(在與紙面垂直的方向)(在下面的類似 的圖中都是同樣的)。
在圖1中，用點劃線表示在鉛垂方向上立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬 蜂窩形狀的一部分。作為其單位格子的六角形格子H1，其上邊(在頂 點hl和h2之間)和下邊(在頂點h4和h5之間)配置成朝向水平方 向。
在本發(fā)明中，所謂"虛擬蜂窩形狀"，指的是將六角形格子H1 (或 圖2中的六角形格子H2)在上下左右方向沒有間隙地重復(fù)的具有蜂巢 狀圖案的虛擬物。在此，所謂"虛擬"意味著該蜂窩形狀不是由具有 實體的部件構(gòu)成的。但是，虛擬蜂窩形狀是用來規(guī)定作為具有實體部 件的結(jié)構(gòu)單元的位置和相鄰結(jié)構(gòu)單元彼此之間的位置關(guān)系的重要概 念。從而在本說明書中，設(shè)想"虛擬蜂窩形狀"在實際空間中存在而 對本發(fā)明進行說明。
虛擬蜂窩形狀，基本上在鉛垂方向立設(shè)且呈面狀擴展。另外，為 了設(shè)計的要求等，使虛擬蜂窩形狀的面從鉛垂方向傾斜規(guī)定角度而立 設(shè)的情況也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所謂"面狀"包括平面狀和曲面 狀(以下相同)。
作為單位格子的六角形格子H1，并非一定是正六角形，但至少是 左右對稱的(圖2的六角形格子H2也是同樣的)。單位格子中的6個邊的每個，由相鄰兩個單位格子所共有，6個頂點hl h6的每個，由 相鄰的3個單位格子所共有。
參照圖1 (Al)， 6個單元1配置在分別包括六角形格子H1的各 個頂點hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6的位置。在相鄰的頂點上(例如hl 和h2， h2和h3)分別配置的兩個單元彼此之間，使設(shè)置在各自的外周 面的一部分上的接合面相對而互相接合。這些接合的6個面sl、 s2、 s3、 s4、 s5、 s6分別與六角形格子Hl的每一個邊交叉。例如，面sl 與頂點hl和h2之間的邊交叉。換句話說，單元彼此的接合不是在六 角形格子H1的頂點而是在邊上進行的。結(jié)果，在六角形格子H1上配 置的全部單元1連接成環(huán)狀，在六角形格子H1的中央部分形成有由這 些單元圍成的一個開口部W。開口部W也可以由各單元的非接合面圍 成。
如此，以占有形成蜂窩形狀的多個六角形格子的全部頂點和邊的 方式配置多個結(jié)構(gòu)單元，使相互的接合面相對而接合相鄰的兩個結(jié)構(gòu) 單元。作為接合的機構(gòu)，例如在PC板的結(jié)構(gòu)單元中，以與兩個單元的 相對的接合面交叉的方式貫插緊固拉伸件并加上后張進行固定的機構(gòu) 是最佳的，但并不限定于此。此外，單元彼此之間的接合以剛性接合 為宜，但根據(jù)需要也可以是在剛性接合和柔性接合之間的接合，或者 就是柔性接合。在蜂窩結(jié)構(gòu)中，有將一部分彎曲應(yīng)力變換為軸力并傳 遞的效果，但在將單元彼此進行剛性接合的情況下，用來吸收沒有變 換為軸力的彎曲應(yīng)力是有效的。
圖1 (Al)所示的單元1，從正面看具有三叉形的板面，從中心向 三個方向延伸的三個腳部的前端的側(cè)面，就成為與相鄰單元的接合面。 接合面與接合面之間的谷形側(cè)面是非接合面。
圖1 (A2)表示其變形方式。單元2從正面看是六角形，其6個 邊是長邊和短邊交叉地配置。包含短邊的側(cè)面a、 b、 c是與相鄰單元 的接合面，包含長邊的側(cè)面d、 e、 f是非接合面。單元3是單元2的長 邊中央變形為山形的形狀。在圖1 (Al)中，用虛線表示單元2和單 元3，單元1 3的形狀，接合面的位置和形狀(相對于六角形格子的 相對位置和形狀，以下是同樣的)是共通的，只是非接合面變形的關(guān) 系。接合面共通的單元彼此之間，即使非接合面的形狀不同也可以接合(在下面的其它實施例中也是同樣的)。非接合面的形狀，例如可以
在從單元1的谷形到單元3的山形之間連續(xù)變形。例如，非接合面可 以是由多種形狀構(gòu)成的曲面、谷形面、山形面中的任何一種。對于幾 種單元的形狀將在下面的各實施例中詳細說明。
如從圖l (Al)中所知道的那樣，由單元1形成的開口部W是最 大的，由單元3形成的開口部W是最小的。這樣的單元的板面越是面 狀擴展的形狀，所形成的開口部W就越小。此外，如果非接合面的形 狀不同，則由它們圍成的開口部W的形狀也不同。
在圖l (Bl)中，6個單元4配置在包含六角形格子H1的各個頂 點hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6的位置。如虛線所示的單元5和單元6那 樣，單元4 6的接合面位置和形狀是共通的，只是非接合面的形狀不 同。單元4 6配置在與圖1 (Al)相同的六角形格子H1上，但接合 面的面積比單元1 3大。從而，接合相鄰單元彼此之間的面sl s6 的面積也比圖l (Al)的情況寬闊，此外，所形成的開口部W的尺寸 變小。單元4的非接合面是凹曲面。單元5具有六角形的板面，是與 單元2相類似的方式。單元6的非接合面是凸曲面。
在此，主框架是結(jié)構(gòu)軀體(也稱為骨架)的主要部分，是結(jié)構(gòu)耐 力上的主要部分。如圖1所示，在將多個結(jié)構(gòu)單元配置在虛擬蜂窩形 狀的六角形格子頂點和邊上并連接的主框架中，位于六角形格子各邊 上的結(jié)構(gòu)單元的部件，相當(dāng)于作為結(jié)構(gòu)要素的斜柱或梁。例如，按照
由圖1的六角形格子H1構(gòu)成的蜂窩形狀構(gòu)筑的管式架構(gòu)，實質(zhì)上是由 蛇形地連續(xù)的柱，和交叉配置水平梁和傾斜梁的梁構(gòu)成的。在這一點 上，是與由連續(xù)的水平梁和垂直柱構(gòu)成的一般框架結(jié)構(gòu)的管式架構(gòu)完 全不同的結(jié)構(gòu)。
圖2是表示使用多個本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框 架的另一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。圖2 (A)是使用圖l所示的單 元2的主框架的一部分。如用虛線表示單元1和單元3那樣，對于這 樣的單元也是同樣使用的。圖2 (B)是使用圖1所示的單元5的主框 架的一部分。如用虛線表示單元4和單元6那樣，對于這樣的單元也 是同樣使用的。
在圖2中用點劃線表示的作為虛擬蜂窩形狀的單位格子的六角形格子H2，配置成左邊(在頂點h5和h6之間)和右邊(在頂點h2和 h3之間)朝向鉛垂方向。六角形格子H2和上述六角形格子H1，在正 六角形的情況下彼此旋轉(zhuǎn)60°。按照由該六角形格子H2構(gòu)成的蜂窩形 狀構(gòu)筑的管式架構(gòu)，實質(zhì)上是由交叉配置有垂直柱和斜柱的柱，和蛇 形地連續(xù)的梁構(gòu)成的。
在圖1和圖2所示的單元1 6中，在六角形格子H1或H2的各 個頂點配置有一個單元。從而一個單元為3個相鄰的六角形格子Hl或 H2所共有。
圖3是表示使用多個本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框 架的另一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。例如是相當(dāng)于構(gòu)成建筑物外周 部分的管式架構(gòu)的一部分的部分。圖3 (Al)是使用單元7的主框架 的一部分。圖3 (A2)表示作為單元7的變形方式的單元8和單元9。 圖3 (Bl)是使用單元10的主框架的一部分。圖3 (B2)表示作為單 元10的變形方式的單元11和單元12。
在圖3中，用點劃線表示在鉛垂方向上立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬 蜂窩形狀的一部分。作為其單位格子的六角形格子Hl，配置成上邊(在 頂點hl和h2之間)和下邊(在頂點h4和h5之間)朝向水平方向。
參照圖3 (Al)， 3個單元7配置在包含作為六角形格子H1的相 鄰的兩個頂點的對的第一對(hl和h2)、第二對(h3和h4)和第三對 (h5和h6)的各自的對的位置。分別配置在相鄰的頂點對(例如第一 對(hl和h2)和第二對(h2和h3))的兩個單元彼此之間，使設(shè)置于 各自的外周面的一部分的接合面相對而互相接合。這些接合的3個面 s2、 s4和s6的每個，與六角形格子H1的任一個邊交叉。例如面s2與 在頂點h2和h3之間的邊交叉。換句話說，單元彼此的接合不是在六 角形格子H1的頂點而是在邊上進行的。結(jié)果，在六角形格子H1上配 置的全部單元7連接成環(huán)狀，在六角形格子Hl的中央部分形成由這些 單元圍成的一個開口部W。開口部W也可由各單元的非接合面包圍成。
所謂"相鄰的頂點"指的是位于形成蜂窩形狀的六角形格子的一 個邊的兩端的頂點。在一個六角形格子上呈環(huán)狀配置的多個單元的每 個，并不是一定要配置在該六角形格子內(nèi)的兩個頂點上，將該六角形 格子的一個頂點和相鄰的六角形格子的一個頂點作為對也是可以的(參照后面敘述的圖5和圖6)。
圖3 (Al)所示的單元7，從正面看是一根棒狀部分的兩端分別向 兩個方向分支的具有4個腳部的形狀，向四個方向延伸的4個腳部的 前端的側(cè)面成為與相鄰單元的接合面。接合面與接合面之間的凹側(cè)面 是非接合面。單元7的形狀，可以使用兩個圖1所示的單元1，接合各 自的一個腳部的接合面而成為一體的形狀。即，當(dāng)配置兩個圖1所示 的各單元時，和配置一個圖3所示的各單元時，其結(jié)果有時會是相同 的形狀。
圖3 (A2)表示變形方式。單元8從正面看是個八角形，其8個 邊交叉配置長邊和短邊。包含短邊的側(cè)面a、 b、 c、 d成為與相鄰單元 的接合面，包含長邊的側(cè)面e、 f、 g、 h為非接合面。單元9是將單元 8的長邊的中央變形成山形的形狀。如在圖3 (Al)中用虛線表示單元 8和單元9那樣，單元7 9的形狀、接合面的位置和形狀是共通的， 成為只是非接合面變形的關(guān)系。非接合面的形狀，例如可以在從單元7 的谷形到單元9的山形之間連續(xù)變形。關(guān)于幾種單元的形狀，將在后 述的實施例中詳細說明。
如從圖3 (Al)可以知道的那樣，由單元7形成的開口部W最大， 而由單元9形成的開口部W最小。如此，單元的板面越是面擴展的形 狀，形成的開口部W就越小。此外，如果非接合面的形狀不同，則由 它們圍成的開口部W的形狀也不同。
在圖3 (Bl)中，3個單元10配置在包含作為六角形格子Hl的 相鄰的兩個頂點對的第一對(hl和h2)、第二對(h3和h4)以及第三 對(h5和h6)的各對的位置上。如用虛線表示單元11和12那樣，單 元10 12，接合面的位置和形狀共通，僅非接合面的形狀不同。單元 10 12，配置在與圖3 (Al)相同的六角形格子H1上，但與單元7 9相比接合面的面積大。從而，接合相鄰單元彼此之間的面s2、 s4、 s6 的面積比圖3 (Al)的情況大，此外，所形成的開口部W的尺寸變小。 單元10的非接合面是凹曲面。單元11具有八角形的板面，是與單元8 相類似而短邊與長邊的尺寸比不同的變形方式。單元12的非接合面是 凸曲面。
圖4是表示使用多個本發(fā)明的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的另一個實施例的部分正面結(jié)構(gòu)圖。圖4 (A)是使用圖3所示的單 元8的主框架的一部分。如用虛線表示的單元7和單元9那樣，對于 這些單元也是同樣使用的。圖4 (B)是使用圖3所示的單元11的主 框架的一部分。如用虛線表示的單元10和單元12那樣，對于這些單 元也是同樣使用的。
在圖4中用點劃線表示的作為虛擬蜂窩形狀的單位格子的六角形 格子H2，配置成左邊(在頂點h5和h6之間)和右邊(在頂點h2和 h3之間)朝向鉛直方向。從而，按照由該六角形格子H2構(gòu)成的蜂窩 形狀構(gòu)筑的管式架構(gòu)，實質(zhì)上是由交叉配置有垂直柱和斜柱的柱，和 蛇形地連續(xù)的梁構(gòu)成的。
圖3和圖4所示的各單元的配置是一個例子，以包含六角形格子 Hl或H2的相鄰兩個頂點對的方式配置的圖案并不限定于此。雖然沒 有圖示，但是例如也可以在圖3和圖4中將第一對取作h2和h3，將第 二對取作h4和h5，將第三對取作h6和hl，分別配置3個單元。
此外，在圖3和圖4所示的各單元的配置例中，3個單元都分別配 置在一個六角形格子所包含的三對頂點上，但任何一個單元也可以配 置在該六角形格子的一個頂點以外的六角形格子的一個頂點對上(但 是，它們的頂點彼此位于一個邊的兩端)。有關(guān)配置圖案的其它變形例 子將在后面的圖5和圖6中敘述。
在圖3和圖4所示的單元7 12中， 一個單元以包含六角形格子 Hl或H2的兩個頂點的方式配置。從而一個單元由4個六角形格子Hl 或H2所共有。
圖5是表示基于由六角形格子H1形成的蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)單元的配 置圖案的一個例子的正面結(jié)構(gòu)圖。作為一個例子，將圖3所示的單元8 按照上邊的配置圖案A和下邊的配置圖案B分別進行配置。使用圖3 所示的單元7 9中的任何一個，此外使這些單元混合也能夠進行同樣 的配置。
配置圖案A是通過將圖3所示的3個單元重復(fù)進行配置而構(gòu)成的。 在配置圖案A中，形成有3種開口部Wa、 Wb和Wc。開口部Wa和 Wb是相互反向的三角形，開口部Wc是六角形。開口部Wa由3個單 元圍成，這3個單元占有該六角形格子所包含的兩個頂點(對開口部Wb也是同樣)。另一方面，開口部Wc由6個單元圍成，該6個單元 每一個并不占有該六角形格子的兩個頂點，而是占有該六角形格子的 一個頂點和相鄰的六角形格子的 一個頂點。
配置圖案B在所有六角形格子Hl中以一個單元占有上邊和下邊 (水平方向)的兩端的兩個頂點的方式配置。從而，在一個六角形格 子中配置有4個單元。在4個單元之中，兩個占據(jù)上邊和下邊的4個
頂點，另外兩個占據(jù)該六角形格子的一個頂點和相鄰六角形格子的一 個頂點。在配置圖案B中，形成有四邊形的開口部Wd。
而且，配置圖案A和配置圖案B可以連續(xù)地連接。在其邊界部分 形成有五邊形的開口部We。
圖6是表示基于由六角形格子H2形成的蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)單元的配 置圖案的一個例子的正面結(jié)構(gòu)圖。作為一個例子，將圖3所示的單元8 按照左邊的配置圖案A和右邊的配置圖案B進行配置。使用圖3所示 的單元7 9中的任何一種，此外使這些單元混合也能夠進行同樣的配 置。
配置圖案A是將圖4所示的3個單元重復(fù)進行配置而構(gòu)成的。在 配置圖案A中，形成有三種開口部Wa、 Wb和Wc。開口部Wa和Wb 是方向相反的三角形，開口部Wc是六角形。開口部Wa由3個單元圍 成，這3個單元占據(jù)了該六角形格子所包含的兩個頂點(開口部Wb 也是同樣)。另一方面，開口部Wc由6個單元圍成，該6個單元的每 一個，并不占有該六角形格子的兩個頂點，而是占據(jù)該六角形格子的 一個頂點和相鄰六角形格子的一個頂點。
配置圖案B在所有六角形格子H2中以一個單元占據(jù)左邊和右邊 (鉛垂方向)的兩端的兩個頂點的方式配置。從而在一個六角形格子 上配置有4個單元。在4個單元當(dāng)中，兩個占據(jù)左邊和右邊的4個頂
點，另外兩個占據(jù)六角形格子的一個頂點和相鄰六角形格子的一個頂 點。在配置圖案B中，形成有四邊形的開口部Wd。
而且，配置圖案A和配置圖案B可以連續(xù)地連接。在其邊界部分 形成有五邊形的開口部We。
此外，在圖6中，作為一個例子表示在上邊的一部分當(dāng)中有混合 圖案。在混合圖案的左側(cè)，在配置圖案A的單元8的最上邊單元上連接有單元7。由于單元8和單元7有同樣的連接面，所以能夠進行連接。 在混合圖案的右側(cè)，在配置圖案B的單元8最上邊單元上，連接有圖 1所示的單元1，而且在單元1上連接有單元7。如此，由于圖I所示 的單元1 3和圖3所示的單元7 9的連接面共通，所以能夠進行混 合連接。
雖然圖中未示，但同樣圖1所示的單元4 6和圖3所示的單元 10 12，由于連接面共通，所以能夠進行混合連接。
除了上述圖1 圖4所示的結(jié)構(gòu)單元的形狀具有多樣性之外，如圖 5和圖6所示那樣，配置圖案也具有多樣性，所以由本發(fā)明構(gòu)筑的建筑 結(jié)構(gòu)體在主框架上能夠得到非常多的變形方式。
以下表示的具體實施例，是這些變形方式的一個例子，本發(fā)明并 不限定于這些方式。
實施例1
參照圖7 圖14，對具有按虛擬蜂窩形狀配置并連接結(jié)構(gòu)單元的 主框架的建筑結(jié)構(gòu)體的實施例進行說明。
圖7 (A) (C)是表示使用圖1所示的三叉形結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的 建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一個例子的圖。(A)是作為主框架的管式架構(gòu) 100的整體外觀立體圖。(B)是放大表示圖7 (A)的管式架構(gòu)100的 一部分的主視圖。(C)是俯視圖。
圖7 (A)所示的管式架構(gòu)100,基于以圖1所示的六角形格子H1 作為單位格子的虛擬蜂窩形狀而構(gòu)筑成，該虛擬蜂窩形狀從整體上看
為筒體，即具有管子的形狀。管子的軸沿著鉛垂方向延伸。作為在虛 擬蜂窩形狀上配置的結(jié)構(gòu)單元，在使用三叉形單元1的情況下，完成 的主框架的外觀形狀與作為基礎(chǔ)的虛擬蜂窩形狀幾乎是一致的。這是 由于通過將相鄰兩個單元1的腳部彼此接合而形成一根斜柱或梁，該 斜柱或梁占據(jù)了虛擬蜂窩形狀的六角形格子的一邊。
另外，取六角形格子H1為正六角形是一個例子，只要是左右對稱 也不一定非要是正六角形。
如圖7 (B)所示，由配置在一個六角形格子Hl上的6個單元1 形成六角形的結(jié)構(gòu)(稱之為"六角形結(jié)構(gòu)部")。但是，在一個六角形 結(jié)構(gòu)部中僅包含各單元1的3個腳部中的兩個腳部。六角形結(jié)構(gòu)部由上邊部件rl、右上邊部件r2、右下邊部件r3、下邊部件r4、左下邊部 件r5和左上邊部件r6等6個線狀結(jié)構(gòu)部件構(gòu)成。如此構(gòu)筑的管式架構(gòu)， 在梁在水平方向上不是連續(xù)的，柱也全是由蛇形地連續(xù)的斜柱構(gòu)成這 一點上，是與現(xiàn)有的一般框架結(jié)構(gòu)的管式架構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全不同的結(jié)構(gòu)。
如圖7 (B)所示，由6個單元1形成的六角形結(jié)構(gòu)部是左右對稱 的，例如對于右邊來說，是分別相對于垂直方向相互朝相反方向傾斜 的兩根作為斜柱的右上邊部件r2和右下邊部件r3連接起來配置的。右 上邊部件r2相對于鉛垂方向傾斜角度a ，右下邊部件r3相對于鉛垂方 向傾斜角度一 a 。對于構(gòu)成左邊的左上邊部件r6和左下邊部件r5也是 同樣傾斜的斜柱。上部部件rl和下部部件r4是水平的梁。柱彼此之間、 柱與梁的接合是剛性接合。
這樣的建筑結(jié)構(gòu)體，由于是管狀結(jié)構(gòu)，因此對來自任何方向的水 平負荷都能夠發(fā)揮大的支持力。此外，在由六角形結(jié)構(gòu)部構(gòu)成的管式 架構(gòu)中全部柱和梁的結(jié)合在平衡上都是穩(wěn)定的。結(jié)果，由于負荷力在 柱和梁的結(jié)節(jié)點上產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，與由一般框架結(jié)構(gòu)構(gòu)成的管式架 構(gòu)相比，應(yīng)力減小。這是由于一部分彎曲應(yīng)力被變換為部件(斜柱或 梁)的軸力而傳遞。再加上PC部件對壓縮力是很強的，對于支持軸力 是有利的。
而且，如在圖7 (B)中所示，在該管式架構(gòu)100中，在柱和梁的 結(jié)節(jié)點上沒有單元1彼此的接合面，單元1彼此的接合面在柱和梁的 中間點。在這一點上按照本發(fā)明的管式架構(gòu)在結(jié)構(gòu)耐力上是有利的。
如圖7 (C)的俯視圖所示，在圖示的例子中，管式架構(gòu)100的截 面形狀是大致四邊形。在截面形狀的四個角上分別形成的六角形結(jié)構(gòu) 部的面朝向四邊形頂點的方向，成為切掉四邊形的四個角的形狀。另 外，圖7的管式架構(gòu)100的側(cè)面，由大致平面構(gòu)成的，但截面形狀是 圓形(管式架構(gòu)由曲面構(gòu)成)或者任意的多邊形當(dāng)中的任何一種也是 可以的，此外，是包含凹部的形狀也是可以的。在虛擬蜂窩形狀具有 曲面或彎折部分的情況下，只要在這些部分上使用特殊形狀的結(jié)構(gòu)單 元即可，但關(guān)于這一點將在后面敘述。
圖8是圖7的主框架100的局部放大圖(在圖8中將六角形格子 Hl表示為正六角形)。如圖所示，在一個六角形格子H1上使用了 6個單元l (1) 1 (6)(在符號中添加括號的數(shù)字是給予配置在一個六角 形格子上的各個單元的序號，下同)。 一個單元l是具有從中心向三個 方向延伸的3根腳部的PC部件。從正面看的板面的形狀是三叉形。在 各單元1中的分支部位于六角形格子H1的各個頂點hl h6上。相鄰 單元l彼此的接合部sl s6，位于六角形格子H1各邊的中點，而不在 六角形格子Hl的頂點。單元1的各個腳部占六角形格子Hl各邊長度 的1/2。 3根腳部當(dāng)中的兩根屬于一個六角形格子，剩下的一根屬于另 外的六角形格子。此外，任何一個單元1都使用3根腳部中的兩根作 為斜柱，使用一根作為梁。
在六角形格子H1的中央部分，形成有由配置在六角形格子H1上 的6個單元1 (1) 1 (6)圍成的開口部W。在該例子中，開口部W 的形狀是與六角形格子Hl相同方向的六角形。
如圖8所示，在六角形格子H1各邊的中點，相鄰兩個單元1的接 合面彼此相對，并且單元彼此接合。相鄰單元彼此的接合是通過由虛 線表示的緊固拉伸件21a、 21b、 21c進行的。例如在單元1 (1)禾口 1 (2)中，緊固拉伸件21a貫通彼此相對的接合面。在對該緊固拉伸件 21a施加后張之后，由一對固定器具22a、 22a將兩端固定。同樣地， 在單元l (2)和l (3)中，緊固拉伸件21b貫通并通過固定器具22b、 22b固定。同樣地，在單元l (3)禾n 1 (4)中，緊固拉伸件21c貫通 并通過固定器具22c、 22c固定。如此通過將全部單元所包含的相鄰單 元對彼此接合，就阻止了各接合面的旋轉(zhuǎn)，使之成為剛性接合。另外， 通過對緊固拉伸件施加后張，使剛性接合的強度得到強化。
圖9是更加詳細地表示兩個結(jié)構(gòu)單元的接合狀態(tài)的放大立體圖。 在圖9中，通過將單元l (3)下側(cè)的腳部和單元l (4)上側(cè)的腳部接 合，形成六角形結(jié)構(gòu)部右下邊部件的斜柱。其接合面位于斜柱的中點。 另外，當(dāng)兩個單元的腳部前端的接合面彼此相對時，進行對位，使得 設(shè)置在各單元內(nèi)部的緊固拉伸件插入孔(在圖IO中詳細敘述)連通。 此后，在連通的緊固拉伸件插入孔中插入緊固拉伸件21c。該緊固拉伸 件通常是PC鋼材。緊固拉伸件21c從單元l (3)的另外兩根腳部之 間的谷部貫插至單元1 (4)的另外兩根腳部之間的谷部。接著，在對 緊固拉伸件21c施加后張的狀態(tài)下通過固定器具22c、22c將兩端固定。相鄰兩個單元彼此的接合全都如上述那樣進行。從而在單元1的
內(nèi)部的中心部分，向不同方向延伸的3根緊固拉伸件在外觀上交叉。 單元1的中心部分，由于位于六角形格子的各個頂點，所以在結(jié)構(gòu)上 是應(yīng)力最為集中的部分，但在該部分沒有接合部，而且在內(nèi)部配置有 三重緊固拉伸件，所以實現(xiàn)了極為堅固的結(jié)構(gòu)。此外，兩個單元彼此 的接合，是在應(yīng)力比較小的各邊中央部進行的，在結(jié)構(gòu)上是有利的。
通過后張導(dǎo)入預(yù)應(yīng)力，即使相對于長期應(yīng)力也不會發(fā)生彎曲或裂 紋，混凝土的整個截面對壓縮或者拉伸都能有效地起作用。結(jié)果使大 跨度的架構(gòu)成為可能。此外，由于不產(chǎn)生裂紋，在被插入的緊固拉伸 件的防腐蝕這一點上也是優(yōu)異的(在下面的各實施例中也是同樣的)。
另外，在將兩個單元的接合面進行接合時，在相對的兩個接合面 之間設(shè)置少許的間隙，在該間隙中填充強度比PC大的砂槳、樹脂砂漿、 水泥漿等是合適的。利用這些填充物能夠簡單地吸收施工誤差，極大 地提高施工性(在以下的各實施例中也是同樣的)。
圖IO是詳細表示單元1結(jié)構(gòu)的圖。圖10 (A)是從一根腳部前端 的接合面la側(cè)觀察的側(cè)視圖，圖10 (B)是(A)的X-X截面圖。
單元1是使用規(guī)定的型箱制造的PC板。由圖10 (B)可知，單元 1包括從正面看是三叉形的板面，在如圖10 (A)所示的正面的板面 li和背面的板面lj之間有規(guī)定的厚度。單元1具有從中心C向三個方 向分支延伸的3根腳部，在各個腳部的前端的側(cè)面la、 lb、 lc是接合 面。各接合面la、 lb、 lc都垂直于各個腳部延伸的方向。各個腳部的 從正面看的寬度是一定的，各個腳部的截面為矩形。各個腳部的厚度 和寬度設(shè)定為適合于想要構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體。
各個腳部前端以外的側(cè)面是非接合面。在接合面la和lb之間， 非接合面ld2和ld3形成谷形。在接合面lb和lc之間，非接合面le2 和le3形成谷形。在接合面lc和la之間，非接合面lf2和lf3形成谷 形。
如圖10 (B)所示，在單元1的內(nèi)部穿設(shè)有3個緊固拉伸件插入 孔la3、 lb3、 lc3。另外，這些緊固拉伸件插入孔是在PC制造時設(shè)置 的，埋設(shè)有用于通過緊固拉伸件的外皮(sheath)(圖中未表示)。這3 個緊固拉伸件插入孔la3、 lb3、 lc3從正面看可是交叉的，但如圖10(A)所示，以實際上互不重疊的方式設(shè)置在厚度方向上的不同的位置。 緊固拉伸件插入孔la3，從接合面la沿著第一腳部的軸方向貫通至第 二腳部和第三腳部之間的谷底部lel。同樣地，緊固拉伸件插入孔lb3， 從接合面lb沿著第二基板的軸方向貫通至第三腳部和第一腳部之間的 谷底部lfl，同樣地，緊固拉伸件插入孔lc3，從接合面lc貫通至第一 基板和第二基板之間的谷底部ldl。
圖10所示的單元1，三個腳部是同樣的長度，而且按等角度的間 隔(即每120°—個)設(shè)置。這樣的單元1用于在圖8所示的六角形格 子H1是正六角形的情況。在這種情況下，任何一個腳部都可以作為斜 柱或梁來使用。S卩，可以在任何朝向使用單元l，所以施工性良好。
但是，按照圖7中的說明，六角形格子H1是左右對稱的形狀，但 不一定是正六角形，成為斜柱的邊的長度和成為梁的邊的長度不同也 都是可以的。在這種情況下，單元l，作為梁使用的一根腳部的長度和 作為斜柱使用的兩根腳部的長度是不同的。另外，在這種情況下成為 斜柱的兩根腳部彼此之間取相同的長度。此外，成為梁的一根腳部與 成為斜柱的其它兩根腳部的每個，分別形成的角度必須是相等的，但 該角度可以與成為斜柱的兩根腳部彼此之間形成的角度不同。
圖11是表示由單元1的變形方式構(gòu)筑的主框架一部分的立體圖。 該變形方式由兩種單元1A和單元1B組合構(gòu)成，交叉地配置在六角形 格子上。與上述單元1的不同之處是各個腳部接合面的形狀。
單元1A的三個腳部的接合面，分別是由兩個傾斜面(la4和la5、 lb4和lb5、 lc4和lc5)構(gòu)成的山形。另一方面，單元1B的三個腳部 的接合面，分別是由兩個傾斜面(la6和la7、 lb6和lb7、 lc6和lc7) 構(gòu)成的谷形。
單元1A接合面的山形和單元1B接合面的谷形，是能夠相互嵌合 的形狀。從而，單元1A和1B必須交叉配置，以該接合面彼此嵌合的 方式進行接合。另外，由緊固拉伸件在施加后張的狀態(tài)下進行固定的 機構(gòu)，與上述實施方式是同樣的。當(dāng)如此使接合面彼此之間嵌合而接 合時，通過山形和谷形的嚙合，能夠可靠地阻止繞腳部的軸的旋轉(zhuǎn)， 能夠得到更為堅固的結(jié)構(gòu)。
另外，互相嵌合的兩種單元的接合面的形狀，并不限定于圖ll所示的山形和谷形。只要能夠得到阻止繞軸旋轉(zhuǎn)的效果，也可以是其它 形狀的組合。例如，在一個接合面的中央部形成方形凸部，在另一個 接合面的中央部形成方形凹部，使這些方形凸部和方形凹部互相嵌合。 圖ll所示的山形和谷形的嵌合形狀的例子，除了由于簡單所以加工容 易之外，由于接觸面是傾斜面所以接觸面積增大，結(jié)果具有提高接合 強度的效果。
圖12是表示單元1和平板的接合機構(gòu)的立體圖。對單元1的三個 腳部中的一根腳部，設(shè)置多個貫通正面和背面的板面的平板連接孔lg。 而且，以設(shè)有平板連接孔lg的腳部成為梁的方式配置單元1。另一方 面，在PC平板30上預(yù)先埋設(shè)有多根緊固拉伸件31。各個平板連接孔 lg設(shè)置在與多根緊固拉伸件31分別對應(yīng)的位置，設(shè)定的孔徑要能夠插 入緊固拉伸件31。
在將單元1與PC平板30接合時，將各個緊固拉伸件31插入到各 平板連接孔lg中，在對緊固拉伸件31施加后張的狀態(tài)下通過固定器 具進行固定。
圖13 (A)是局部表示使用單元1的再一個變形方式構(gòu)筑的主框 架101的一個例子的圖。主框架101，作為基礎(chǔ)的虛擬蜂窩形狀不是使 用平面而是使用曲面。該主框架101的整體形狀成為圓筒狀的管式架 構(gòu)。圖13 (B)表示用來構(gòu)筑(A)的主框架101的單元1C的俯視圖， 圖13 (C)是該單元1C的主視圖。
如圖13 (B)和(C)所示，單元1C,形成梁的腳部(在該例子 中，在前端具有接合面lCa)的板面lCil相對于形成斜柱的另外兩根 腳部(在該例子中，分別在前端具有接合面1Cb/lCc)的板面lCi2的 角度為e。即，前者一根腳部相對于后者兩根腳部在彎曲部1Ck折彎。 通過將具有這樣的彎曲部1Ck的單元1C彼此接合，就能夠構(gòu)筑曲面的 主框架。此外，作為另一個實施例，該彎曲形的單元1C，可用于主框 架中的兩個平面相交的彎折部分(例如圖7所示的管式架構(gòu)的拐角部 分)。另外，將角度e的大小設(shè)為對通過施加后張的緊固拉伸件使兩個 單元1C彼此接合，或者單元1C與其它能夠接合的單元的接合沒有障 礙的程度。
而且，當(dāng)使用彎曲形的單元1C時，不僅是向一個方向彎曲的曲面，而且可以連續(xù)形成向其相反方向彎曲的曲面。例如在從上面觀察的情 況下成為波浪狀的曲面。
如圖13 (A)所示的管式架構(gòu)那樣，即使在曲面部分主框架也相 對于鉛垂方向平行的情況下，以曲面部1Ck與鉛垂方向平行的方式配 置單元1C。在另一個實施例中，也有在曲面部分主框架與鉛垂方向不 平行的情況(例如像圓屋頂?shù)囊徊糠帜菢拥那嫘螤?，但在這種情況 下，彎曲部lCk的朝向與主框架的面的彎曲方向相對應(yīng)地配置。
通過組合使用圖10所示的平坦形的單元1，和圖13所示的彎曲形 的單元1C，也能夠自由地構(gòu)筑出具有平面部分和曲面部分的主框架。
圖14表示作為圖10所示的單元1的變形方式的單元1D， (A)是 外觀立體圖，(B)是表示在六角形格子上配置連接6個單元1D而形 成的主框架的一部分的主視圖。
單元1D，其接合面1Da、 1Db、 1Dc的形狀和位置與單元1共通， 也能夠與上述單元1或單元1C接合。單元1D的非接合面的形狀與單 元1不同。單元1D是將單元1的非接合面的谷的深度變淺的形狀。在 單元1D中，各個腳部的寬度不是一定的，從接合面1Da、 1Db、 1Dc 向著中心逐漸加寬。例如側(cè)面lDf3相對于相鄰接合面lDa的角度S (側(cè) 面1Df2相對于接合面1Dc形成的角度也一樣)成為鈍角(在單元1中 S是90°)。另夕卜，作為單元1的變形方式，在板面形狀中90°《S <120。 的范圍內(nèi)所包含的形狀全都是"三叉形"所包含的形狀。
另外，當(dāng)5=120°時就不是谷形，而是如圖l所示單元2那樣的六 角形。
如圖14 (A)所示，在谷形側(cè)面1Df2、 1Df3的谷底部1Dfl幵口 有緊固拉伸件插入孔1Db3。
如圖14 (B)所示，在將6個單元1D連接成環(huán)狀的情況下，其中 央部分的開口W，比由圖8所示的單元1圍成的開口部分小。
另外，在圖14的單元1D中，相對于圖10的單元1將全部腳部的 寬度進行變形，但作為另一個實施方式，也可以僅將一個或兩個腳部 的寬度進行變形。也可以使具有能夠互相接合的接合面的單元1、單元 1D和再一個變形方式混合而構(gòu)筑主框架。由此，能夠廣泛地對應(yīng)開口 部分的尺寸和設(shè)計形狀的要求。實施例2
參照圖15圖21，對具有在虛擬蜂窩形狀上配置連接有結(jié)構(gòu)單元的 主框架的建筑結(jié)構(gòu)體的另 一個實施例進行說明。
圖15是表示使用結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架102的一部 分的主視圖。例如是與上述圖7 (A)同樣的管式架構(gòu)的一部分。圖16 是圖15的主框架102的局部放大立體圖。
圖15所示的主框架，是相對于以圖1所示的六角形格子H1 (用 粗點劃線表示)作為單位格子的虛擬蜂窩形狀，將圖1所示的結(jié)構(gòu)單 元2配置連接而構(gòu)筑的。
--個單元2，如圖15所示，具有從正面看有6個邊的六角形的板 面，具有規(guī)定的厚度(與紙面垂直的方向)。從而，如圖16所示，具 有在正面和背面的一對板面的各自的各邊之間延伸的6個側(cè)面。在圖 示的例子中，構(gòu)成六角形板面周邊的6個邊，是由長度不同的兩種邊 交叉配置而構(gòu)成的。將長的邊稱為"長邊"，將短的邊稱為"短邊"。 與此相對應(yīng)，將在兩個板面的短邊之間延伸的側(cè)面稱為"短側(cè)面"，將 在長邊之間延伸的側(cè)面稱為"長側(cè)面"。在各單元中的3個短側(cè)面和3 個長側(cè)面交叉地配置。而且，優(yōu)選將各單元中的3個短側(cè)面作為接合 面，將3個長側(cè)面作為非接合面。將短側(cè)面作為接合面的情況，與將 長側(cè)面作為接合面的情況相比，能夠得到更為寬大的開口部W。但是， 根據(jù)用途不同，也可以將長側(cè)面作為接合面。作為一種特例，如果短 邊與長邊的邊長相同，就成為正六角形(圖l所示的結(jié)構(gòu)單元5)。
如圖15所示，在包含作為虛擬蜂窩形狀的單位格子的六角形格子 Hl的各個頂點hl、 h2、 h3、 h4、 h5、 h6的位置上有配置6個單元2 (1)、 2 (2)、 2 (3)、 2 (4)、 2 (5)、 2 (6)。將作為相鄰單元的各個 短側(cè)面的接合面相對接合。接合的面sl、 s2、 s3、 s4、 s5、 s6與六角形 格子H1的各個邊交叉。為了在六角形格子H1上使各個單元與兩個相 鄰的單元接合，使用兩個接合面。由此，將6個單元連接成環(huán)狀，在 其中央部分形成有由這些單元圍成的開口部W (用粗雙點劃線表示)。 此時在各單元中剩下的一個接合面，從中心朝向放射方向，可以與相 鄰六角形格子所包含的一個單元的短側(cè)面連接。
如從圖15中可知， 一個單元2配置在由相鄰的3個六角形格子
36Hl所共有的一個頂點上，為3個六角形格子H1所共有。在單元2的板面的六角形中，可以有長邊與短邊的比不同的變形 方式。在對直徑(差「渡L直徑)(彼此相對的長邊和短邊之間的距離) 相同的六角形進行比較的情況下，長邊和短邊的差越大，則六角形格 子H1中央部分的開口部W就越大，各邊長度相同時的開口部W是正 六角形最小。另一方面，長邊和短邊的差越大，則短側(cè)面彼此接合部 的面積就越小，當(dāng)各邊長度相同時接合部的面積最大。接合部的面積 越大，在強度上就越有利。長邊和短邊長度的絕對值及其比率，由作 為對象的建筑結(jié)構(gòu)體所要求的強度、開口部的大小以及其它各種條件 來設(shè)定。但是，由于本發(fā)明是基于蜂窩形狀的結(jié)構(gòu)，所以即使長邊和 短邊的差比較大也能夠得到足夠的強度，在這種情況下，因為采用大 的開口部所以是有利的。在圖15和圖16中，在各個單元內(nèi)部用虛線表示的位置上，預(yù)先 設(shè)有緊固拉伸件插入孔。在緊固拉伸件插入孔中埋設(shè)有外皮(圖中未 示)。 一個緊固拉伸件插入孔相對于該單元中的任何一個接合面垂直地貫通該單元。因此，在一個單元中存在著在3個不同方向(互相成60。 的角度)延伸的3個緊固拉伸件插入孔。例如，如圖16所示，當(dāng)使兩個單元2 (1)和2 (2)的短側(cè)面彼 此相對時，設(shè)置于雙方的緊固拉伸件插入孔連通，形成從單元2 (1) 的向右側(cè)的長側(cè)面至單元2 (2)的向左側(cè)的長側(cè)面連續(xù)的一個緊固拉 伸件插入孔。換句話說，以兩個單元的彼此的緊固拉伸件插入孔的位 置互相吻合的方式使短側(cè)面彼此接觸。通過使緊固拉伸件21a插入到該緊固拉伸件插入孔中，施加后張 并使用一對固定器具22a、 22a將其兩端固定，由此能夠結(jié)實地接合單 元2 (1)和2 (2)。此外，通過第二緊固拉伸件21b和固定器具22b、 22b將單元2 (2)與單元2 (3)接合。此外，再通過第三緊固拉伸件 21c'和固定器具22c'、 22c'將單元2 (2)與相鄰六角形格子所包含的單 元2 (5)，接合。在如此使單元彼此連接的情況下，由于是通過在3個不同方向延 伸的3根緊固拉伸件21a、 21b、 21c'將一個單元分別與相鄰的3個板 式單元連接，所以阻止各個接合部旋轉(zhuǎn)而使其剛性接合。由此，就能夠構(gòu)筑出具有蜂窩形狀地剛性接合的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體。在此，當(dāng)再次參照圖15時，在以六角形格子H1作為單位格子的 虛擬蜂窩形狀上配置連接有結(jié)構(gòu)單元的主框架中，六角形格子H1的上 下兩邊配置成在水平方向平行。在此，當(dāng)在鉛垂方向上看到m列和n 列縱向排列的兩列各單元時，各列的各個單元是呈蛇形地配置并以剛 性接合連接的。在設(shè)想連接在鉛垂方向上排列的多個六角形格子Hl的 各個頂點h3"、 h2、 h3、 h4、 h3，、 h4，并蛇形地配置的斜柱(例如上述 圖8的實施例)的情況下，該方式就成為具有與這樣的斜柱同樣的功 能，很容易將鉛垂負荷和水平負荷變換為軸力的結(jié)構(gòu)。此外，由于不 是斜柱那樣的線狀部件而是面狀部件，所以成為更堅固的結(jié)構(gòu)。在使用單元2的蜂窩結(jié)構(gòu)中，在位于應(yīng)力最集中的六角形格子H1 各頂點的板狀單元是具有擴大部分的面狀部件，此外，由于在該部分 沒有接合部，所以是對應(yīng)力非常強的結(jié)構(gòu)。接合部位于六角形格子H1 各邊的中點，由于該部分的應(yīng)力小所以是有利的。使用圖17和圖18詳細說明圖15和圖16所示單元2的結(jié)構(gòu)。圖 17是單元2的外觀立體圖。圖18的(A)是主視圖，(B)是俯視圖， (C)是Y-Y截面圖以及(D)是Z-Z截面圖。單元2是使用規(guī)定的型 箱制造的PC板。如圖17和圖18所示，正面的板面2i和背面的板面2j (在圖17 的下側(cè))，是同樣形狀的六角形，對應(yīng)的各邊互相平行地配置。例如板 面2i的短邊2al與板面2j的短邊2a2是互相平行的，此外，板面2i 的長邊2fl與板面2j的長邊2f2是互相平行的。板面2i和板面2j之間 的距離是單元2的厚度。在板面2i、 2j中，短邊與長邊是交叉配置的。例如在板面2i中， 依次配置短邊2al、長邊2dl、短邊2bl、長邊2el、短邊2cl和長邊 2fl。短邊彼此是等長的，長邊彼此也是等長的。此外，還包括相對于板面2i、 2j垂直并在對應(yīng)各邊之間延伸的6 個側(cè)面2a、 2d、 2b、 2e、 2c、 2f。在短邊之間延伸的側(cè)面2a、 2b、 2c 是作為短側(cè)面的接合面。與其相反，在長邊之間延伸的側(cè)面2d、 2e、 2f是作為長側(cè)面的非接合面。此外，如圖18 (A)所示，在6個側(cè)面之中互相相對的側(cè)面之間分別設(shè)有緊固拉伸件插入孔2a3 (在短側(cè)面2a和長側(cè)面2e之間)、2b3 (在短側(cè)面2b和長側(cè)面2f之間)、2c3(在短側(cè)面2c和長側(cè)面2d之間)。 各個緊固拉伸件插入孔2a3、 2b3、 2c3，相對于相對的一對側(cè)面分別垂 直。各個緊固拉伸件插入孔2a3、 2b3、 2c3，優(yōu)選在每一個側(cè)面的大致 中心處開口。從正面看任何一個緊固拉伸件插入孔都通過單元的中心 部，彼此之間的角度Y為60°。 3個緊固拉伸件插入孔從正面看看是交 叉的，但如圖18 (B)和(C)所示，在單元的厚度范圍內(nèi)設(shè)置在互相 不重疊的位置上。可是，從平衡的觀點出發(fā)，全部緊固拉伸件插入孔 在單元厚度的范圍內(nèi)，優(yōu)選位于盡量靠近中心的位置。單元2各個部位的尺寸可根據(jù)要構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)物要求的條件環(huán) 狀輸送條件適當(dāng)?shù)卮_定。圖19是相當(dāng)于單元2特別情況的單元5的外觀立體圖。與圖17 所示的單元2相對應(yīng)的部分用同樣的符號表示。與圖17的單元2比較， 在一對板面5i和5j是正六角形，即6個邊的長度是相等的這一點上是 不同之處。在單元5互相接合的情況下，例如使用每隔一個的側(cè)面5a、 5b、 5c作為接合面即可，有關(guān)其它方面都與圖17所示的單元2相同。雖然圖中未示，但作為單元2的變形方式，也可以是在板面的3 個長邊當(dāng)中有兩個長邊的長度相同，而剩余一邊的長度不同的六角形。圖20 (A)是在虛擬蜂窩形狀具有曲面或彎折情況下使用的結(jié)構(gòu) 單元的一個實施例，是表示能夠與圖17的單元2接合的單元2A的外 觀立體圖。圖20 (A)表示其外觀立體圖。在單元2A中， 一個短側(cè)面2Ac，與相對于板面2Ai、 2Aj垂直的 方向C有不大的角度e,。通過使用這樣的單元2A能夠構(gòu)筑出曲面的 蜂窩結(jié)構(gòu)。圖20 (B)是使(A)所示的單元2A (1)和相同形狀的另一個結(jié) 構(gòu)板式單元2A (2)，與各自的短側(cè)面2Ac (1)和2Ac (2)相對而接 合的狀態(tài)的后視圖(在主框架的內(nèi)面?zhèn)?，圖20 (C)是其俯視圖。如 俯視圖所示，被接合的兩個單元2A (1)和2A (2)的各個板面2Aj (1)與2Aj (2)形成角度為180。-2P,的彎曲部。如果連續(xù)進行這樣 的接合就能夠形成曲面。但是，角度^是一個比較小的角度，將緊固拉伸件貫通單元2A(1)和2A (2)的雙方，與圖16所示的單元2同樣，通過施加后張 來固定，得到大致同樣接合強度的程度。因此，成為接合面的短側(cè)面 2Ac，雖說是傾斜的，但相對于板面2Ai、 2Aj還是大致垂直的，此外， 在短側(cè)面2Ac上開口的緊固拉伸件插入孔2Ac3也相對于該側(cè)面是大致垂直的。圖21 (A)是虛擬蜂窩形狀具有曲面或彎折情況下使用的結(jié)構(gòu)單 元的另一個實施例，是表示能夠與上述單元2接合的單元2B的主視圖。 (B)表示其俯視圖。如圖21 (A)和(B)所示，單元2B的正面的板面由以直線狀的 彎曲部2Bk作為邊界彼此成角度6 2的兩個面2Bil和2Bi2構(gòu)成。有關(guān) 背面的板面也是同樣的。即，單元2B在彎曲部2Bk折彎。通過將具有 這樣的彎曲部2Bk的單元2B彼此接合，就能夠構(gòu)筑曲面的主框架。例 如在圖13 (A)所示的圓筒管式架構(gòu)那樣的曲面部分，主框架相對于 鉛垂方向是平行的情況下，以彎曲部2Bk與鉛垂方向平行的方式配置 單元2B。彎曲部2Bk的朝向，與主框架的面的彎曲的方向?qū)?yīng)配置。 在圖示的例子中，彎曲部2Bk的位置在中央，但偏向左邊或者右邊也 都是可以的。此外，該彎曲形的單元2B，也可以用于在主框架中兩個 平面交叉彎折的部分(例如圖7所示的管式架構(gòu)的拐角部)。另外，角 度P 2的大小，設(shè)成對通過施加后張的緊固拉伸件使兩個單元2B彼此 接合，或者單元2B與其它能夠接合的單元的接合沒有障礙的程度。此外，當(dāng)使用彎曲形的單元2B時，不僅是向一個方向彎曲的曲面， 也可以連續(xù)形成向其相反方向彎曲的曲面。例如在從上面觀察的情況 下為波浪狀的曲面。通過組合使用圖17所示的平坦形單元2和圖21所示的彎曲形單 元2B，就能夠自由地構(gòu)筑具有平面部分和曲面部分的主框架。實施例3參照圖22 圖25，對具有在虛擬蜂窩形狀上配置連接有結(jié)構(gòu)單元 的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體的另一個實施例進行說明。圖22是表示使用結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架103 —部分 的主視圖。例如是與上述圖7 (A)同樣的管式架構(gòu)的一部分。圖23 是圖22的主框架103的局部放大立體圖。圖22所示的主框架，是對以圖2所示的六角形格子H2 (用粗點 劃線表示)作為單位格子的虛擬蜂窩形狀，在下面部分K1配置連接圖 2所示的結(jié)構(gòu)單元5而構(gòu)筑的，在上面部分K2配置連接圖2所示的結(jié) 構(gòu)單元4而構(gòu)筑的。對于單元5，按照在上述圖19中作為一種單元2 的變形方式進行了說明，板面是正六角形的單元。單元4是將單元5 中的非接合面作為凹曲面的單元。在下面部分Kl中，6個單元4以包含六角形格子H2的各個頂點 hl h6的位置的方式配置，相鄰兩個單元彼此在各邊的中點上使接合 面彼此相對而接合。接合的面sl s6，分別與各邊垂直交叉。由此使6 個單元4連接成環(huán)狀。在上面部分K2中，6個單元5同樣配置在六角 形格子H2上并連接起來。單元4與單元5的非接合面的形狀不同，但 接合面的位置和形狀共通，所以能夠互相接合。在下面部分K1中，在六角形格子H2的中央部分形成有六角形的 開口部Wf，在上面部分K2中，在六角形格子H2的中央部分形成有 大致圓形的開口部Wg。在交界部分形成有形狀不規(guī)則的開口部Wh。 單元4的板面積比單元5小(即體積小)，相應(yīng)地幵口部Wg比幵口部 f寬。單元的體積小就意味著重量輕且混凝土的量少。由于重量輕，適 合于在重量負荷比較小的上層使用，此外對下層的負擔(dān)也減少，優(yōu)選 越往上層使用體積越小的單元。另一方面，通過在下層使用具有足夠 混凝土量的單元，能夠支持來自上層的過重負荷。在圖22和圖23中，在各個單元內(nèi)部用虛線表示的位置上，預(yù)先 設(shè)有緊固拉伸件插入孔。在緊固拉伸件插入孔中埋設(shè)有外皮(圖中未 示)。 一個緊固拉伸件插入孔相對于該單元中的任何一個接合面垂直地 貫通該單元。因此，在一個單元中存在著在3個不同方向(互相成60。 的角度)延伸的3個緊固拉伸件插入孔。例如如圖23所示，當(dāng)使兩個單元4 (1)和單元4 (2)的接合面 彼此相對時，設(shè)置在雙方上的緊固拉伸件插入孔連通。將緊固拉伸件 21a插通該緊固拉伸件插入孔，通過施加后張并使用一對固定器具22a、 22a將其兩端固定，就能夠結(jié)實地接合單元4 (1)和單元4 (2)。另外， 通過第二緊固拉伸件21b和固定器具22b、 22b將單元4 (2)和單元4 (3)接合起來，通過第三緊固拉伸件21c和固定器具22c、 22c將單元4 (3)和單元4 (4)接合起來。
在如此連接單元彼此的情況下，由于一個單元通過在3個方向上 延伸的3根緊固拉伸件21a、 21b、 21c分別與相鄰的3個單元接合， 所以阻止各個接合部的旋轉(zhuǎn)而成為剛性接合。由此就能夠構(gòu)筑具有蜂 窩狀剛性接合的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體。
使用圖24詳細說明圖22和圖23所示的單元4的結(jié)構(gòu)。(A)是主 視圖，(B)是俯視圖，而(C)是外觀立體圖。
如圖24所示，正面板面4i和背面板面4j具有相同形狀。板面4i、 4j的輪廓形狀是由正六角形間隔的3個邊和在它們之間的3個凹曲線 形成的。包含3個直線邊的平坦側(cè)面4a、 4b、 4c成為與相鄰單元接合 的接合面。在接合面與接合面之間的凹曲面4d、 4e、 4f是非接合面。
在6個側(cè)面當(dāng)中相互相對的側(cè)面之間，分別設(shè)有緊固拉伸件插入 孔4a3 (在接合面4a和凹曲面4e之間)、4b3 (在接合面4b和凹曲面 4f之間)和4c3 (在接合面4c和凹曲面4d之間)。各緊固拉伸件插入 孔4a3、 4b3、 4c3分別與接合面4a、 4b、 4c垂直。各緊固拉伸件插入 孔4a3、 4b3、 4c3優(yōu)選在各自的接合面和凹曲面的大致中心開口 。在 圖24 (A)的主視圖中，任何一個緊固拉伸件插入孔都通過單元的中 心部，互相所成的角度Y為60°。此外，如圖24 (B)和(C)所示， 各緊固拉伸件插入孔在單元厚度的范圍內(nèi)設(shè)置在互不重疊的位置上。 而且，從平衡的觀點出發(fā)，全部緊固拉伸件插入孔優(yōu)選在單元厚度的 范圍內(nèi)盡量位于中央附近的位置。
單元4各部分的尺寸，可根據(jù)要構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)物所要求的條件 或輸送條件等適當(dāng)設(shè)定。
圖25 (A)表示作為在虛擬蜂窩形狀具有曲面或彎折情況下使用 的結(jié)構(gòu)單元的一個實施例的單元4A，是與上述單元4接合狀態(tài)的主視 圖。(B)是其俯視圖。
如圖25 (A)和(B)所示，單元4A正面的板面由以直線狀折曲 部4Ak為邊界互相成角度P的兩個面4Ail和4Ai2組成。背面板面也 是同樣的。即，單元4A在彎曲部4Ak折彎。通過將具有這樣的彎曲 部分4Ak的單元4A與上述單元4接合，就能夠構(gòu)筑曲面的主框架。 如果在單元4A上再連接單元4A，就使得彎曲程度加大。例如在圖13A所示的圓筒管式架構(gòu)那樣的曲面部分上主框架相對于鉛垂方向是平行
的情況下，以彎曲部分4Bk與鉛垂方向平行的方式配置單元4A。彎曲 部4Ak的朝向與主框架的面的彎曲方向相對應(yīng)配置。在圖示的例子中， 彎曲部4Ak位于中央，但也可以偏向左邊或右邊。
此外，該彎曲形的單元4A，也可用于主框架中的兩個平面相交的 彎折部分(例如圖7所示的管式架構(gòu)的拐角部分)。另外，將角度e的 大小設(shè)為對通過施加后張的緊固拉伸件使兩個單元4A彼此接合，或者 單元4A與其它能夠接合的單元的接合沒有障礙的程度。
而且，當(dāng)使用彎曲形的單元4A時，不僅是向一個方向彎曲的曲面， 而且可以連續(xù)形成向其相反方向彎曲的曲面。例如在從上面觀察的情 況下成為波浪狀的曲面。
實施例4
參照圖26 圖31，對具有在虛擬蜂窩形狀上配置連接有結(jié)構(gòu)單元 的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體的另一個實施例進行說明。
圖26是表示使用結(jié)構(gòu)單元構(gòu)筑的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架104的一部 分的主視圖。例如是與上述圖7 (A)同樣的管式架構(gòu)的一部分。圖27 是由與圖26的主框架104相同的單元構(gòu)成的主框架的局部立體圖。
在圖26所示主框架的最下部分K1中，對于以六角形格子H2(用 粗點劃線表示)作為單位格子的虛擬蜂窩形狀，按照圖6所示的配置 圖案B配置圖4所示的結(jié)構(gòu)單元8。在最下部分Kl上面連續(xù)地構(gòu)筑由 分別不同形狀的結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成的第二部分K2、第三部分K3和最上部 分K4。在第二部分K2、第三部分K3和最上部分K4中分別使用的結(jié) 構(gòu)單元13、結(jié)構(gòu)單元14和結(jié)構(gòu)單元15均是與圖3和圖4所示的結(jié)構(gòu) 單元7類似的變形方式。
單元8、 13、 14和15均配置在包含六角形格子H2相鄰兩個頂點 對的位置上。例如最下部分K1的單元8， 8 (1)占據(jù)頂點hl和相鄰 六角形格子的一個頂點，單元8 (2)占有頂點h2和h3，單元8 (3) 占有h4和相鄰六角形格子的一個頂點，單元8 (4)占有h5和h6。如 此配置的各單元，右上、左上、右下、左下的各側(cè)面成為接合面。相 鄰的兩個單元彼此使各自的接合面相對而互相接合，4個單元8連接成 環(huán)狀。這樣的接合是剛性接合。這樣被接合的4個面sl、 s3、 s4、 s6均與六角形格子H2的任一個邊交叉。關(guān)于第二部分K2中的單元13， 第三部分K3中的單元14、最上部分K4中的單元15，六角形格子H2 的各邊長度不同，但單元的配置和接合方式相同。單元8、 13、 14和 15，板面的非接合面的形狀各不相同，但接合面的位置和形狀共通， 因此能夠互相接合。
如圖26所示的實施例那樣，作為虛擬蜂窩形狀的單位格子的六角 形格子的形狀，也有從下向上變形的情況。雖然形狀不同，但每個六 角形格子都是左右對稱的。而且，在從一個形狀轉(zhuǎn)換成不同形狀的部 分中，存在不上下對稱形狀的六角形格子。
在最下部分K1中，在六角形格子H2的中央部分形成有四邊形的 開口部Wh，在第二部分K2中，在六角形格子H2的中央部分形成有 大致呈橢圓形的開口部Wi，在第三部分K3中，在六角形格子H2的 中央部分形成有大致呈菱形的開口部Wj，在最上部分K4中，在六角 形格子H2的中央部分形成有菱形的開口部Wk。伴隨著從最下部分 Kl向最上部分K4移向上層，單元的板面積變窄(即體積變小)，相應(yīng) 地開□部變得更寬。所謂單元的體積小意味著重量輕且混凝土的量少。 由于重量輕，適合于在重量負荷比較小的上層使用，此外對下層的負 擔(dān)也減少，優(yōu)選越往上層使用體積越小的單元。另一方面，通過在下 層使用具有足夠混凝土量的單元，能夠支持來自上層的過重負荷。
在圖26和圖27中，在各單元內(nèi)部用虛線表示的位置，預(yù)先貫通 有緊固拉伸件插入孔。在緊固拉伸件插入孔中埋設(shè)有外皮(圖中未示)。 一個緊固拉伸件插入孔的一端在任何一個接合面上幵口，而另一端則 在任何一個非接合面上開口。因此，在一個單元中，存在有4個在不 同方向上延伸的4個緊固拉伸件插入孔。
例如圖27所示， 一個單元8，當(dāng)使左上方的接合面與左上方單元 13的右下方的接合面相對時，設(shè)置在雙方的緊固拉伸件插入孔連通。 使緊固拉伸件21 a插通該緊固拉伸件插入孔，施加后張，使用固定器 具22a將其一端固定在單元8的下側(cè)面，使用固定器具使其另一端固 定在單元13的上側(cè)面。
第二緊固拉伸件21b插通單元8和左下方另一個單元8的緊固拉 伸件插入孔，使用固定器具22b將其一端固定在單元8的上側(cè)面，使用固定器具22b將其另一端固定在左下方另一個單元8的下側(cè)面。
第三緊固拉伸件21c插頭單元8和右下方另一個單元8的緊固拉 伸件插入孔，使用固定器具22c將其一端固定在單元8的上端，使用 固定器具22c將其另一端固定在右下方另一個單元8的下側(cè)面。
第四緊固拉伸件21d插通單元8和右上方單元13的緊固拉伸件插 入孔，使用固定器具22d將其一端固定在單元8的下側(cè)面，使用固定 器具22d將另一端固定在右上方另一個單元13的上側(cè)面。
圖27所示的全部單元，同樣是利用施加有后張的緊固拉伸件接合 的。 一個單元利用在4個不同方向延伸的4根緊固拉伸件21a、 21b、 21c、 21d分別與相鄰的4個單元接合，因此各接合部的旋轉(zhuǎn)被阻止， 成為剛性接合。由此，就能夠構(gòu)筑成具有蜂窩形狀的剛性接合的主框 架的建筑結(jié)構(gòu)體。
另外，在圖26和圖27所示的主框架中，在兩個單元之間連通的 緊固拉伸件插入孔并不一定要是直線狀，但一般在PC板的內(nèi)部曲線狀 地埋設(shè)外皮。
圖28是圖26和圖27所示各單元的外觀立體圖，(A)是單元8， (B)是單元13， (C)是單元14， (D)是單元15。
如圖28 (A)所示，單元8在正面包括八角形的板面8i (背面也 是同樣的)。此八角形是長方形切去四角的形狀，板面的周邊由交叉配 置的長邊和短邊構(gòu)成。短邊彼此之間的小的4個側(cè)面8a、 8b、 8c、 8d 成為接合面。其它4個大的側(cè)面8e、 8f、 8g、 8h是非接合面。而且， 在接合面8a和非接合面8g之間設(shè)有緊固拉伸件插入孔8a3、在接合面 8b和非接合面8g之間設(shè)有緊固拉伸件插入孔8b3，在接合面8c和非 接合面8e之間設(shè)有緊固拉伸件插入孔8c3，在接合面8d和非接合面 8e之間設(shè)有緊固拉伸件插入孔8d3。而且，優(yōu)選緊固拉伸件插入孔8a3 和8b3在非接合面8g的大致中心開口。優(yōu)選緊固拉伸件插入孔8c3和 8d3在非接合面8e的大致中心開口 。
當(dāng)從板面8i側(cè)觀察時，可看到緊固拉伸件插入孔8a3和8d3交叉， 緊固拉伸件插入孔8b3和8c3交叉。但是，各緊固拉伸件插入孔在單 元8的厚度范圍內(nèi)設(shè)置在相互不重疊的位置上?？墒?，從平衡的觀點 出發(fā)，優(yōu)選所有的緊固拉伸件插入孔在單元的厚度范圍內(nèi)盡量位于中央附近。
如圖28(B)所示，單元13具有接合面13a 13d和非接合面13e 13h，接合面與(A)的單元8共通，非接合面是將單元8的非接合面 設(shè)為凹面的形狀。4個緊固拉伸件插入孔13a3、 13b3、 13c3、 13d3與 單元8同樣地設(shè)置，各緊固拉伸件插入孔的一端在各接合面幵口，另 一端在非接合面13e或13g的凹面的谷底部幵口。
如圖28(C)所示，單元14具有接合面14a 14d和非接合面14e 14h，接合面與(A)的單元8共通，非接合面是將單元8的非接合面 設(shè)為凹面的形狀，成為比單元13更深的凹面。4個緊固拉伸件插入孔 14a3、 14b3、 14c3、 14d3與單元8同樣地設(shè)置，各緊固拉伸件插入孔 的一端，在各接合面開口，另一端在非接合面14e或14g的凹面的谷 底部分開口。
如圖28(D)所示，單元15具有接合面15a 15d和非接合面15e 15h，接合面與(A)單元8共通，非接合面是將單元8的非接合面設(shè) 為凹面的形狀，成為比單元14更深的V字狀。換句話說，具有從中心 部分向四個方向延伸的4根腳部，在4根腳部的各自的前端的側(cè)面成 為接合面。4個緊固拉伸件插入孔15a3、 15b3、 15c3、 15d3與單元8 同樣地設(shè)置，各緊固拉伸件插入孔的一端在各接合面幵口，另一端在 非接合面15e或15g的V字狀面的谷底部開口 。
圖29是作為與圖27所示的主框架形狀相同的另一個實施例的主 框架105的外觀立體圖。圖29的主框架105是使用與圖27所示的單 元有若干不同的單元構(gòu)筑的。
例如，圖27所示的單元8、 13、 14和15，在將一個單元分配到一 層的情況下，單元的尺寸作為一般的PC板具有相當(dāng)大的重量，有可能 有損制造、運輸和組裝的效率。從而，如圖29所示，以將各單元從中 央部分分成兩半的半個單元作為PC板的制造單位，在確保制造、運輸 和組裝效率的同時，構(gòu)筑的主框架105能夠發(fā)揮與圖27的單元8、 13、 14和15的主框架104同樣的功能。由于形成一個單元的兩個半單元彼 此的形狀是相同的，制造時的型箱使用一種即可。
半單元8m和8n的一體化板與圖27的單元8相當(dāng)，半單元13m 和13n的一體化板與圖27的單元13相當(dāng)，半單元14m和14n的一體化板與圖27的單元14相當(dāng)，半單元15m和15n的一體化板與圖27 的單元15相當(dāng)。與圖27的單元8、 13、 14、 15同樣，使用4根緊固 拉伸件21a 21d將半單元彼此接合的一體化板接合，也同時將半單元 彼此接合起來。
圖30是圖29所示的半單元的外觀立體圖，(A)是單元8的半單 元，(B)是單元13的半單元，(C)是單元14的半單元，(D)是單元 15的半單元。
如圖30 (A)所示，單元8的半單元8m和8n，是用與單元8中 彼此相對的一對非接合面交叉的分割面8t、 8u將其等分割而形成的。 在分割面8t上開口有緊固拉伸件插入孔8ma3、 8mb3、 8mc3和8md3， 在分割面8u上開口有緊固拉伸件插入孔8na3、 8nb3、 8nc3和8nd3。 通過將半單元8m的分割面8t和半單元8n的分割面8u相對接觸，形 成與單元8形狀相同的PC板，將各緊固拉伸件插入孔連通，成為與單 元8的緊固拉伸件插入孔相同的配置。如圖29所示，將緊固拉伸件插 通這些連通的緊固拉伸件插入孔，通過施加后張來固定，使半單元8m 與8n剛性接合。關(guān)于圖30 (B) (D)的單元13、 14和15的半單 元也是同樣的。
圖31和圖32表示作為在虛擬蜂窩形狀具有曲面或彎折的情況下 使用的結(jié)構(gòu)單元的一個實施例的單元8A、 13A、 14A和15A。圖3KA1) 和(A2)是與上述單元8接合狀態(tài)的單元8A的主視圖和俯視圖，(Bl) 和(B2)是與上述單元13接合狀態(tài)的單元13A的主視圖和俯視圖。 同樣，圖32 (Al)和(A2)是與上述單元14接合狀態(tài)的單元14A的 主視圖和俯視圖，(Bl)和(B2)是與上述單元15接合狀態(tài)的單元15A 的主視圖和俯視圖。
如圖31 (Al)禾卩(A2)所示，單元8A的正面的板面，由以直線 狀的彎曲部8Ak為邊界互相成角度e的兩個面8Ail和8Ai2組成。對 背面的板面也是同樣的。即，單元8A在彎曲部分8Ak折彎。通過將 具有這樣的彎曲部8Ak的單元8A與上述單元8接合，就能夠構(gòu)筑曲 面的主框架。如果對單元8A再連接單元4A，則能夠使彎曲的程度加 大。例如，在圖13 (A)所示的圓筒管式架構(gòu)那樣的曲面部分，主框 架相對于鉛垂方向平行的情況下，以彎曲部分8Ak與鉛垂方向平行的方式配置單元8A。彎曲部8Ak的朝向，與主框架的彎曲方向相對應(yīng)配 置。在圖示的例子中，彎曲部8Ak的位置在中央，但也可以偏左或者偏右。
此外，該彎曲形的單元8A，可用于主框架中的兩個平面相交的彎 折部分(例如圖7所示的管式架構(gòu)的拐角部分)。另外，將角度e的大 小設(shè)為對通過施加后張的緊固拉伸件使兩個單元8A彼此接合，或者單 元8A與其它能夠接合的單元的接合沒有障礙的程度。
而且，當(dāng)使用彎曲形的單元8A時，不僅是向一個方向彎曲的曲面， 而且可以連續(xù)形成向其相反方向彎曲的曲面。例如在從上面觀察的情 況下成為波浪狀的曲面。單元13A、 14A和15A都是同樣的。
實施例5
圖33是表示由PC板以外的部件構(gòu)成本發(fā)明實施例的建筑結(jié)構(gòu)體 的主框架局部立體圖。圖33的主框架具有與使用上述圖9所示的單元 1的主框架同樣的形狀，但每一個單元16都是鐵骨。單元16與上述單 元1的外周面的輪廓形狀大致相同，在3個方向上延伸的3根腳部由3 根鐵骨構(gòu)成。單元16優(yōu)選與PC板一樣預(yù)先在工廠中生產(chǎn)。在圖示的 例子中，使用的是H形鋼，但截面形狀是任意的。在單元16的3根腳 部的前端，通過焊接等設(shè)有凸緣狀的接合面16a、 16b、 16c，將接合面 彼此接觸并通過螺栓與相鄰的單元16接合。接合可以通過焊接進行， 但通過螺栓更為有效。
雖然圖中未示，但只要是與上述PC板中的任何一個的實施例相同 的形狀，則即使是PC板以外的部件也能夠構(gòu)筑同樣的主框架。從而， 能夠構(gòu)筑鐵骨造、鋼筋混凝土造、鐵骨鋼筋混凝土造或者木造的具有 蜂窩形狀的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體。
權(quán)利要求
1.一種建筑結(jié)構(gòu)體，其具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架，其特征在于相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在包含從正面看作為其單位格子的六角形格子(H1、H2)的各個頂點(h1、h2、h3、h4、h5、h6)的位置上分別配置有一個所述結(jié)構(gòu)單元(1、2、3、4、5、6)，包括使在相鄰的兩個所述結(jié)構(gòu)單元的各自的外周面的一部分上設(shè)置的接合面彼此相對并將該兩個結(jié)構(gòu)單元接合的機構(gòu)，其中，所述被接合的面(s1、s2、s3、s4、s5、s6)與所述六角形格子的任一個邊交叉，而且在各個六角形格子的中央部分，形成有由配置在該六角形格子上的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍的開口部(W)。
2. 如權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于 所述結(jié)構(gòu)單元是預(yù)制混凝土制的，其外周面包括由彼此相對的正面和背面構(gòu)成的一對板面和在所述一對板面的各自的周邊之間延伸的 側(cè)面，作為所述側(cè)面的 一 部分設(shè)有多個所述接合面。
3. 如權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于 在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述一對板面的各自的形狀是六角形，以所述六角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為 所述接合面。
4. 如權(quán)利要求3所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述一對板面的六角形交替地配置有短邊和長邊，以所述短邊彼 此之間的側(cè)面作為所述接合面。
5. 如權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述板面的形狀具備從中心向三個方向分支延伸的3根腳部，以所述3根腳部的各自前 端的側(cè)面作為所述接合面。
6. —種建筑結(jié)構(gòu)體，其具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架，其特征在于相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在包含從正面看作為其單位格子的六角形格子(Hl、 H2)中相鄰的兩個頂點的雙方的^立 置上，分別配置有一個所述結(jié)構(gòu)單元(7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15)，包括使在相鄰的兩個所述結(jié)構(gòu)單元的各自的外周面的一部分上設(shè) 置的接合面彼此相對并將該兩個結(jié)構(gòu)單元接合的機構(gòu)，其中，所述辛皮 接合的面與所述六角形格子的任一個邊交叉，而且在各個六角形格子 的中央部分，形成有由配置在該六角形格子上的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍 的開口部(W)。
7. 如權(quán)利要求6所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于 所述結(jié)構(gòu)單元是預(yù)制混凝土制的，其外周面包括由彼此相對的正面和背面構(gòu)成的一對板面和在所述一對板面的各自的周邊之間延伸的 側(cè)面，以作為所述側(cè)面的一部分設(shè)有多個所述接合面。
8. 如權(quán)利要求7所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于 在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述一對板面的各自的形狀是八角形，以所述八角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為 所述接合面。
9. 如權(quán)利要求8所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于 所述一對板面的八角形交替地配置有短邊和長邊，以所述短邊彼此之間的側(cè)面作為所述接合面。
10. 如權(quán)利要求7所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述板面的形狀具備從中心向四個方向分支延伸的4根腳部，以所述4根腳部的各自前 端的側(cè)面作為所述接合面。
11. 如權(quán)利要求2或7所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于將相鄰的兩個所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元彼此接合的機構(gòu)包 括與所述相對的接合面交叉并貫通雙方結(jié)構(gòu)單元的緊固拉伸件，和 對所述緊固拉伸件施加后張，并將其兩端分別固定在各個結(jié)構(gòu)單元中 的所述側(cè)面上的固定器具。
12. 如權(quán)利要求1或6所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于 所述結(jié)構(gòu)單元是鐵骨造、鋼筋混凝土造、鐵骨鋼筋混凝土造或者木造的。
13. —種建筑結(jié)構(gòu)體，其具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架，其特征在于包括相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在從正面看 包含作為其單位格子的六角形格子(Hl、 H2)中的一個頂點的位置上配置的第一結(jié)構(gòu)單元(1、 2、 3、 4、 5、 6),和在包含所述六角形格子 中的相鄰兩個頂點的雙方的位置上配置的第二結(jié)構(gòu)單元(7、 8、 9、 10、 11、 12、 13、 14、 15)，包括使在相鄰兩個所述第一和/或第二結(jié)構(gòu)單元 的各自的外周面的一部分上設(shè)置的接合面彼此相對而接合的機構(gòu)，其 中，所述被接合的面與所述六角形格子的任一個邊交叉，而且在各個 六角形格子的中央部分，形成有由配置在該六角形格子上的第一和/或 第二的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍的開口部(W)。
14. 如權(quán)利要求1、 2、 6、 7或13所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于在鉛垂方向連續(xù)接合的多個所述結(jié)構(gòu)單元中的相對被配置在上方 的所述結(jié)構(gòu)單元和相對被配置在下方的所述結(jié)構(gòu)單元的形狀不同，由 此由所述被配置在上方的結(jié)構(gòu)單元形成的所述開口部的大小比由所述 被配置在下方的結(jié)構(gòu)單元形成的所述開口部的大小大。
15. —種用于構(gòu)筑權(quán)利要求1 14中任一項所述的建筑結(jié)構(gòu)體的 結(jié)構(gòu)單元。
16. —種結(jié)構(gòu)單元，其是權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架所使用的預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于其外周面包括由互相相對的正面和背面組成的一對板面和在所述 一對板面的各自的周邊之間延伸的側(cè)面，在連接時用來與相鄰的結(jié)構(gòu) 單元接合的多個接合面作為所述側(cè)面的部分面而設(shè)置，以相互不重疊 的方式設(shè)有在所述多個接合面的各個與所述側(cè)面的其它部分之間貫通 的多個緊固拉伸件插入孔。
17. 如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于 在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述板面的形狀是六角形，以所述六角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為所述接合面。
18. 如權(quán)利要求17所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于-所述板面的六角形交替地配置有短邊和長邊，以所述短邊彼此之 間的側(cè)面作為所述接合面。
19. 如權(quán)利要求16所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述板面的形狀具備從中心向三個方向分支延伸的3根腳部，以所述3根腳部的各自前端的側(cè)面作為所述接合面。
20. —種結(jié)構(gòu)單元，其是權(quán)利要求6所述的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架 所使用的預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于-其外周面包括由互相相對的正面和背面組成的一對板面和在所述 一對板面的各自的周邊之間延伸的側(cè)面，在連接時用來與相鄰的結(jié)構(gòu) 單元接合的多個接合面作為所述側(cè)面的部分面而設(shè)置，以相互不重疊 的方式設(shè)有貫通所述多個接合面的各個與所述側(cè)面的其它部分之間的 多個緊固拉伸件插入孔。
21. 如權(quán)利要求20中所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于-在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述板面的形狀是八角形，以所述八角形的每隔一個邊彼此之間的側(cè)面作為所述接合面。
22. 如權(quán)利要求21所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于所述板面的八角形交替地配置有短邊和長邊，以所述短邊彼此之 間的側(cè)面作為所述接合面。
23. 如權(quán)利要求20中所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于 在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，從正面看所述板面的形狀具有從中心向四個方向分支延伸的4根腳部，以所述4根腳部的各自前 端的側(cè)面作為所述接合面。
24. 如在權(quán)利要求20中所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于 在所述預(yù)制混凝土制的結(jié)構(gòu)單元中，使以與一個所述結(jié)構(gòu)單元中的相互相對的一對非接合面交叉的分割面等分割的半單元，與所述分 割面相對而接合，由此形成所述一個結(jié)構(gòu)單元。
25. —種半單元，其特征在于-具有以與相互相對的一對非接合面交叉的分割面將權(quán)利要求20所 述的結(jié)構(gòu)單元等分割而形成的兩個部件中的一個的形狀。
26. 如權(quán)利要求16或20所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于 在與所述一對板面垂直的方向上設(shè)有貫通所述結(jié)構(gòu)單元的多個平板連接孔。
27. 如權(quán)利要求16或20所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于 所述接合面由山形的兩個傾斜面或谷形的兩個傾斜面中的任一個形成。
28. 如權(quán)利要求16或20所述的結(jié)構(gòu)單元，其特征在于-具有配置在所述虛擬蜂窩形狀是曲面的部分上的彎曲部。
29. —種建筑結(jié)構(gòu)體的構(gòu)筑工法，該建筑結(jié)構(gòu)體具有連接有多個權(quán)利要求16或20所述的結(jié)構(gòu)單元的主框架，其特征在于相鄰的兩個結(jié)構(gòu)單元以各自的所述緊固拉伸件插入孔互相連通的 方式使各自的接合面相對而配置，將緊固拉伸件貫插所述連通的所述 緊固拉伸件插入孔，對所述緊固拉伸件施加后張并進行固定，由此將 所述兩個結(jié)構(gòu)單元接合。
全文摘要
本發(fā)明提供一種具有被立設(shè)且呈面狀延伸的蜂窩形狀的主框架的建筑結(jié)構(gòu)體、其結(jié)構(gòu)單元及其工法。建筑結(jié)構(gòu)體，具有連接有多個結(jié)構(gòu)單元的主框架，其特征在于具備相對于被立設(shè)且呈面狀延伸的虛擬蜂窩形狀，在內(nèi)部包含從正面看作為其單位格子的六角形格子(H1、H2)的各個頂點(h1、h2、h3、h4、h5、h6)的位置上分別配置一個上述結(jié)構(gòu)單元(1，2，3，4，5，6)，使在相鄰的兩個上述結(jié)構(gòu)單元的各自的外周面的一部分上設(shè)置的接合面彼此相對并將該兩個結(jié)構(gòu)單元接合的機構(gòu)，其中，上述被接合的面(s1、s2、s3、s4、s5、s6)與上述六角形格子的任一個邊交叉，而且在各個六角形格子的中央部分，形成有由配置在該六角形格子上的全部結(jié)構(gòu)單元所包圍的開口部(W)。
文檔編號E04B1/20GK101316972SQ20068004411
公開日2008年12月3日 申請日期2006年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月6日
發(fā)明者竹嶋一郎, 鴨下勉 申請人:積水化學(xué)工業(yè)株式會社