專利名稱：建筑結(jié)構(gòu)體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具備把六角形的結(jié)構(gòu)框架接合成蜂窩狀的蜂窩形框架和插入 在其內(nèi)部的種種結(jié)構(gòu)框架的建筑結(jié)構(gòu)體，特別是涉及蜂窩形框架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具 有分拆自相似性的幾何學(xué)特性的建筑結(jié)構(gòu)體。
背景技術(shù)：
以往，作為高層或超高層的建筑結(jié)構(gòu)體， 一般都是把立柱和橫梁組合成三 維格框狀的框架結(jié)構(gòu)，但是，因?yàn)樵谌恐g都有梁，所以內(nèi)部規(guī)劃就受到很 多制約。與此不同，用設(shè)置在建筑物的外周的立柱和與其相連結(jié)的梁構(gòu)成的管 狀框架結(jié)構(gòu)就能夠在內(nèi)部確保無(wú)柱或梁的空間，因此，設(shè)計(jì)上的自由度大，由 于建筑物整體變形為管狀，所以其抗震性和抗風(fēng)性都優(yōu)越。
在管狀框架結(jié)構(gòu)中，也有把由立柱和橫梁構(gòu)成的方形作為單位格框的一般
框架結(jié)構(gòu)(專利文獻(xiàn)l、 2)，另外，利用三角形或六角形形成二維結(jié)構(gòu)即面狀 結(jié)構(gòu)的建筑結(jié)構(gòu)體也是公知的。
把六角形的單位格框連結(jié)起來(lái)的蜂窩狀的結(jié)構(gòu)是堅(jiān)固的，這是自古以來(lái)眾 所周知的常識(shí)。作為六角形格框的管狀框架結(jié)構(gòu)的適用例有專利文獻(xiàn)3所示 的，在水平方向上把六角形格框連結(jié)起來(lái)形成蜂窩結(jié)構(gòu)，再用立柱沿豎直方向 連結(jié)起來(lái)的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)在豎直面內(nèi)沒(méi)有蜂窩形狀。
在非專利文獻(xiàn)1中，提出一種把蜂窩狀的鋼制構(gòu)件設(shè)置在曲面表層內(nèi)而用 柱支承內(nèi)部的建筑物。當(dāng)然，這種建筑物的表層內(nèi)的蜂窩狀的鋼制構(gòu)件不是把 相同形狀的六角形格框均勻平衡地連結(jié)起來(lái)的構(gòu)件，格框的各邊也不是一般的 線狀構(gòu)件(柱、梁等)。
最近，有關(guān)管狀框架結(jié)構(gòu)，有本申請(qǐng)的申請(qǐng)人提出的專利文獻(xiàn)4和非專利 文獻(xiàn)2的蜂窩狀建筑結(jié)構(gòu)體。在這種建筑結(jié)構(gòu)體中，把六角形格框剛性連結(jié)成 為蜂窩狀，由此來(lái)形成作為外周面的管狀框架結(jié)構(gòu)。這樣的管狀框架結(jié)構(gòu)中， 梁在水平方向上不連續(xù)，柱也全都成為連接成Z字形的斜柱。這樣的結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是容易把從各種方向上施加給建筑物的力變換為梁或柱的軸向力。蜂窩狀結(jié) 構(gòu)的剛性僅僅用管狀框架結(jié)構(gòu)就能夠確保建筑物整體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗震性。 由結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果也可以確認(rèn)，與一般框架狀的管狀框架結(jié)構(gòu)相比，蜂窩狀的 管狀框架結(jié)構(gòu)對(duì)同樣水平負(fù)荷的變形和彎曲力矩的應(yīng)力小。就是說(shuō)，在確保對(duì) 同量的變形和彎曲力矩的應(yīng)力的情況下，與一般框架狀結(jié)構(gòu)相比，蜂窩狀結(jié)構(gòu) 可以縮細(xì)梁或柱。此外，由于即便沒(méi)有內(nèi)部輔助加強(qiáng)結(jié)構(gòu)也能夠?qū)崿F(xiàn)足夠的強(qiáng) 度，所以能夠充分確保自由的內(nèi)部空間。
另一方面，如專利文獻(xiàn)5所示的那樣，把三角形格框連結(jié)起來(lái)的結(jié)構(gòu)比管 狀框架結(jié)構(gòu)更多被用于拱頂形狀。作為拱頂形狀以外的例子，專利文獻(xiàn)6公開(kāi)
了使用以三角形為基礎(chǔ)的分拆自相似性幾何學(xué)圖形的骨架結(jié)構(gòu)。專利文獻(xiàn)6 的方案是作成為謝爾平斯基(、乂々匕，7年一)三角形，把眾所周知的分拆自 相似性幾何學(xué)圖形應(yīng)用到建筑物的骨架結(jié)構(gòu)。這就是把圖形上的三角形的一邊 原樣置換為建筑物中的線狀構(gòu)件，再相互接合起來(lái)而形成的桁架結(jié)構(gòu)。所謂分 拆自相似性圖形，概括地說(shuō)，就是具有即便重復(fù)分割(或擴(kuò)大)依然呈現(xiàn)與原 圖形相似的形狀的分拆自相似性的圖形。在自然科學(xué)的領(lǐng)域中，雖然正在進(jìn)行 著有關(guān)分拆自相似性的研究，但是幾乎沒(méi)有在建筑領(lǐng)域中的應(yīng)用例。
專利文獻(xiàn)l:特開(kāi)平7-197535號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:特開(kāi)2004-251056號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)3:特開(kāi)平9-60301號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)4:特許第38U708號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)5:特開(kāi)2000-144909號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)6:特開(kāi)平7-269009號(hào)公報(bào)
非專利文獻(xiàn)l:"歹，，K'if口再生厶0O始動(dòng)二二一3—夕WTC跡地建築 〕y〃f < 、乂3 y選集，，7if 只f ^一:/y只著，下山裕子譯，2004年 12月1日發(fā)行，株式會(huì)社工夕7于1/、乂-發(fā)行，P.137
非專利文獻(xiàn)2: "HONEYCOMBTUBE ARCHITECTURE —/、二力厶^二一/(D建 築"HTA研究會(huì)編輯，2006年12月10日發(fā)行，株式會(huì)社新建筑發(fā)行
如上所述，專利文獻(xiàn)4中所提出的蜂窩狀的管狀框架結(jié)構(gòu)與原來(lái)的一般框 架結(jié)構(gòu)相比，優(yōu)點(diǎn)是其單位格框的頂點(diǎn)處的變形和彎曲力矩的應(yīng)力小。
但是，就蜂窩狀的框架結(jié)構(gòu)自身來(lái)看，六角形格框的頂點(diǎn)處的彎曲力矩比其他部分(例如邊的中央部分)大。例如，把相同大小的線狀構(gòu)件接合起來(lái)構(gòu) 建蜂窩狀的框架結(jié)構(gòu)的情況下，可以說(shuō)六角形格框的頂點(diǎn)部分比其他部分弱。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種通過(guò)進(jìn)一步提高具有蜂窩形狀的建筑結(jié)構(gòu)體 的優(yōu)良的特性而使抗震性和抗風(fēng)性更高的建筑結(jié)構(gòu)體，尤其適用于高層、超高 層建筑。
(1)本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的一種實(shí)施方式(權(quán)利要求1 3)是用由第l 級(jí)、第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架構(gòu)成的n種大小 各異的六角形框架群形成；各個(gè)包含在六角形框架群內(nèi)的n種六角形框架互為 相似形；第l級(jí)六角形框架最大，第2級(jí)、第3級(jí)…高級(jí)逐級(jí)漸小。在該方式 中，第k-l級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比是大于1的整數(shù)(其中 2《k《n)。例如，在取第1級(jí)六角形框架的一邊長(zhǎng)度為"10 (任意單位)"的 情況下，如果取第2級(jí)六角形框架的一邊長(zhǎng)度為"5"，相似比就為"2";取第 2級(jí)六角形框架的一邊長(zhǎng)度為"10/3",相似比就為"3"。
為了形成建筑結(jié)構(gòu)體，使用至少兩種大小不同的六角形框架(即n是大于 或等于2的整數(shù))，就是說(shuō)，至少使用第1級(jí)和第2級(jí)六角形框架。
另外，使用多個(gè)最大的第l級(jí)六角形框架，多個(gè)第l級(jí)六角形框架形成接 合成蜂窩狀并沿豎直方向豎立設(shè)置起來(lái)的蜂窩形框架。
分別使用一個(gè)或多個(gè)第2級(jí) 第n級(jí)六角形框架，各個(gè)第2級(jí) 第n級(jí)六 角形框架被配置在蜂窩形框架的內(nèi)部。就是說(shuō)，把各個(gè)第2級(jí) 第n級(jí)六角形 框架配置在任一個(gè)第1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)，從而將它們收容在蜂窩形框架 的面內(nèi)。
另外，如果著眼于一個(gè)第k級(jí)六角形框架，第k級(jí)六角形框架被配置在第 k-l級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)，第k-l級(jí)六角形框架是比第k級(jí)六角形框架僅大 一級(jí)的框架?；旧险f(shuō)，六角形框架都必須直接配置在比自身大一級(jí)的六角形 框架內(nèi)，而不直接配置在大二級(jí)以上的六角形框架中(以下的方式中亦同樣)。
在第k-1級(jí)六角形框架內(nèi)配置了一個(gè)或多個(gè)第k級(jí)六角形框架的情況下， 至少把一個(gè)第k級(jí)六角形框架配置在第k-l級(jí)六角形框架的6個(gè)頂點(diǎn)中的任一 個(gè)頂點(diǎn)位置上，并與第k-l級(jí)六角形框架接合起來(lái)。由于第k級(jí)六角形框架與第k-1級(jí)六角形框架相似，所以在頂點(diǎn)位置上，前者的外周與后者的內(nèi)周無(wú)間 隙地靠接。
在這種方式中，如上所述，第k-l級(jí)六角形框架的6個(gè)頂點(diǎn)中的未配置第 k級(jí)六角形框架的頂點(diǎn)的近旁最好做成如下結(jié)構(gòu)。由形成第k-1級(jí)六角形框架 的頂點(diǎn)的兩個(gè)邊和被配置在其開(kāi)口內(nèi)的兩個(gè)第k級(jí)六角形框架的各一個(gè)邊形 成菱形空間，把插入構(gòu)件插入并接合在該菱形空間內(nèi)，插入構(gòu)件是從包含菱形 框架、菱形鑲板、兩個(gè)相同形狀的三角形框架和子六角形框架的群中選擇出來(lái) 的任一種。
(2) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求4、 5)與上述方 式類似。與上述方式不同之處在于被配置在第k-l級(jí)六角形框架內(nèi)的兩個(gè)或兩 個(gè)以上的第k級(jí)六角形框架都不配置在頂點(diǎn)位置上。取而代之，在本方式中， 由形成第k-l級(jí)六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)邊和兩個(gè)第k級(jí)六角形框架的各 一個(gè)邊形成菱形空間，把插入構(gòu)件插入并接合在該菱形空間內(nèi)，插入構(gòu)件是從 包含菱形框架、菱形鑲板、兩個(gè)相同形狀的三角形框架和子六角形框架的群中 選擇出來(lái)的任一種。
(3) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求6)是用第1級(jí)、 第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架構(gòu)成的n種大小各異 的六角形框架群形成；各個(gè)包含在六角形框架群內(nèi)的n種六角形框架互為相似 形；第l級(jí)六角形框架最大，第2級(jí)、第3級(jí)…高級(jí)逐級(jí)漸小。在與上述的最 初的方式不同的該方式中，第k-l級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比 是整數(shù)值以外的大于1的實(shí)數(shù)值。例如，在取第1級(jí)六角形框架的一邊長(zhǎng)度為
"10"的情況下，如果取第2級(jí)六角形框架的一邊長(zhǎng)度為"8"，相似比就為 "1.25"，取第2級(jí)六角形框架的一邊長(zhǎng)度為"4"，相似比就為"2.5"。除此
之外的其它構(gòu)成，包括由多個(gè)第l級(jí)六角形框架形成蜂窩形框架，都與上述的
最初的方式相同。
(4) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求7)是用第1級(jí)、 第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架構(gòu)成的n種大小各異 的六角形框架群形成；各個(gè)包含在六角形框架群內(nèi)的n種六角形框架互為相似 形；第l級(jí)六角形框架最大，第2級(jí)、第3級(jí)…高級(jí)逐級(jí)漸小。在與上述的最 初的方式不同的該方式中，第k-1級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比是整數(shù)值以外的大于1的實(shí)數(shù)值。多個(gè)第1級(jí)六角形框架形成蜂窩形框架。另 外，在該方式中，在第k級(jí)六角形框架被配置在第k-1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi) 的情況下，第k級(jí)六角形框架的整個(gè)外周與第k-l級(jí)六角形框架的整個(gè)內(nèi)周靠
接并相互接合。就是說(shuō)， 一個(gè)第k-l級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)僅配置一個(gè)第k 級(jí)六角形框架。
(5) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求8)是用六角形框 架和一種三角形框架來(lái)形成。三角形框架是以六角形框架的各邊為一邊把該六 角形框架分為6份而成的基本三角形的相似形，其相似比是大于1的整數(shù)值。 例如，把六角形框架的一邊的長(zhǎng)度取為"10"，基本三角形的一邊長(zhǎng)度也為"10"， 如果取三角形框架的一邊的長(zhǎng)度為"5"，相似比是"2"。
使用多個(gè)六角形框架，這多個(gè)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立 設(shè)置起來(lái)形成蜂窩形框架。
使用兩個(gè)或兩個(gè)以上三角形框架，這些三角形框架之中的至少兩個(gè)三角形 框架在任一個(gè)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)被配置在該六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置上， 并且把這兩個(gè)三角形框架與六角形框架接合起來(lái)。由于這兩個(gè)三角形框架形成 菱形，所以與形成六角形框架的頂點(diǎn)的2邊無(wú)間隙地靠接。
(6) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求9)是用六角形框 架和第1級(jí)、第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)三角形框架構(gòu)成的 三角形框架群形成；三角形框架群由相互相似而大小各異的n種三角形框架構(gòu) 成，越是高級(jí)別的三角形框架就越?。辉摲绞街?，使用至少兩種(即第l級(jí)和 第2級(jí))三角形框架。第1級(jí)三角形框架與以六角形框架的各邊為一邊把該六 角形框架分割為6份而成的基本三角形相似，其相似比是大于1的整數(shù)值。例 如，把六角形框架的一邊的長(zhǎng)度取為"10"，則基本三角形的一邊的長(zhǎng)度也為
"10"，如果取第1級(jí)三角形框架的一邊的長(zhǎng)度為"5"，相似比就是"2";第 k-l級(jí)三角形框架與第k級(jí)三角形框架的相似比是大于1的整數(shù)值(其中2《k 《n)，例如，如果取第l級(jí)三角形框架的一邊長(zhǎng)度為"10"，取第2級(jí)三角形 框架的一邊長(zhǎng)度為"10/3"，相似比就是"3"。
使用多個(gè)六角形框架，這多個(gè)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立 設(shè)置起來(lái)形成蜂窩形框架。
使用兩個(gè)或兩個(gè)以上第1級(jí)三角形框架，分別使用一個(gè)或多個(gè)第2級(jí) 第n級(jí)三角形框架；把這些第1級(jí) 第n級(jí)三角形框架的各個(gè)框架配置在蜂窩形 框架的內(nèi)部。就是說(shuō)，把各個(gè)第1級(jí) 第n級(jí)三角形框架配置在任一個(gè)六角形 框架的開(kāi)口內(nèi)，從而將它們收容在蜂窩形框架的面內(nèi)。
另外，兩個(gè)或兩個(gè)以上第1級(jí)三角形框架被配置在任一個(gè)六角形框架的開(kāi) 口內(nèi)，其中的至少兩個(gè)被配置并接合在六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置上。由于這 兩個(gè)第1級(jí)三角形框架形成菱形，所以與形成六角形框架的頂點(diǎn)的兩個(gè)邊無(wú)間 隙地靠接。
一個(gè)或多個(gè)第k級(jí)三角形框架被配置在任一個(gè)第k-1級(jí)三角形框架的開(kāi)口 內(nèi)，其中的至少一個(gè)第k級(jí)三角形框架被配置在第k-l級(jí)三角形框架的某個(gè)頂 點(diǎn)位置上，并與該第k-l級(jí)三角形框架相接合。第k-1級(jí)三角形框架是比第k 級(jí)三角形框架僅大一級(jí)的框架。由于第k級(jí)三角形框架與第k-l級(jí)三角形框架 相似，所以在頂點(diǎn)位置上，前者的外周與后者的內(nèi)周無(wú)間隙地靠接。基本上說(shuō)， 比第二級(jí)更高級(jí)別的三角形框架必然直接配置在比自身大一級(jí)的三角形框架 內(nèi)，而不直接配置在大二級(jí)以上的三角形框架中。
(7) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求10、權(quán)利要求11) 的特征在于上面的描述中在蜂窩形框架內(nèi)配置第2級(jí) 第n級(jí)六角形框架的情 況下，被配置在相對(duì)位于下方的第l級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的高級(jí)別的六角形 框架的數(shù)量，多于被配置在相對(duì)位于上方的第1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的高級(jí) 別的六角形框架的數(shù)量。
對(duì)于蜂窩形框架內(nèi)的一部分第1級(jí)六角形框架來(lái)說(shuō)，也可以在開(kāi)口內(nèi)不配 置高級(jí)別的六角形框架。
(8) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求12、權(quán)利要求13) 的特征在于上面的描述中在蜂窩形框架內(nèi)配置第l級(jí) 第n級(jí)三角形框架的情 況下，被配置在相對(duì)位于下方的六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的三角形框架的數(shù)量，多 于被配置在相對(duì)位于上方的六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的三角形框架的數(shù)量。
對(duì)于蜂窩形框架內(nèi)的一部分六角形框架來(lái)說(shuō)，也可以在開(kāi)口內(nèi)不配置三角 形框架。
(9) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求14)的特征在于 上面的描述中形成蜂窩形框架的多個(gè)六角形框架的各個(gè)框架和相鄰的六角形 框架共有一邊。(10) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求15)的特征在于 上面的描述中形成蜂窩形框架的多個(gè)六角形框架的各個(gè)框架和相鄰的六角形 框架雙方的彼此靠接的邊相接合。
(11) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求16)的特征在于 上述任一種建筑結(jié)構(gòu)體中的蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)局部地混合存在兩種或 兩種以上。
(12) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他另外的方式(權(quán)利要求17)的特征在于 形成上述任一種建筑結(jié)構(gòu)體中的蜂窩形框架的多個(gè)六角形框架的各個(gè)框架在 各頂點(diǎn)處剛性接合。
發(fā)明的有益效果
(A) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體具備有以六角形框架為單位格框而將多個(gè)六角 形框架接合成蜂窩狀而形成的蜂窩形框架。形成蜂窩形框架的六角形框架的各 頂點(diǎn)部分剛性接合，而在各頂點(diǎn)部分形成剛性區(qū)域。如背景技術(shù)所描述的那樣， 蜂窩狀結(jié)構(gòu)本身比以四角形為單位格框的原來(lái)的框架結(jié)構(gòu)堅(jiān)固。把蜂窩形框架 用于外周管狀框架結(jié)構(gòu)的情況下，作為高層和超高層的主框架能夠確保建筑物 整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和抗震性。另外，還能夠降低構(gòu)件量、縮短工期而且能夠確 保自由的內(nèi)部空間。
本發(fā)明的特征在于對(duì)作為基本結(jié)構(gòu)的蜂窩形框架進(jìn)一步附加了內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 結(jié)果，本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體比僅僅用蜂窩形框架形成的建筑結(jié)構(gòu)體能夠進(jìn)一步 提高結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
附加在蜂窩形框架中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特征是具有分拆自相似性的形狀。本發(fā) 明中所稱謂的"分拆自相似性的"應(yīng)該用數(shù)學(xué)上嚴(yán)格定義的分拆自相似性來(lái)廣 義地解釋，具有至少部分地重復(fù)(至少一次)而呈現(xiàn)自己相似形狀的特性。設(shè) 計(jì)上抓住分拆自相似性或分拆自相似性的形狀這一點(diǎn)的話，預(yù)計(jì)可能存在極多 的變化。但是，本發(fā)明并不是提示單純的設(shè)計(jì)上的變化，而是在技術(shù)意義上證 實(shí)所謂在建筑結(jié)構(gòu)體中的結(jié)構(gòu)耐受力的優(yōu)越性。
(B) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的一種實(shí)施方式中，蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 由形狀相互相似而大小逐級(jí)變小的第l級(jí)、第2級(jí)、…、第n級(jí)六角形框架構(gòu) 成的六角形框架群形成。蜂窩形框架用多個(gè)尺寸最大的第1級(jí)六角形框架形成，再沿豎直方向豎立設(shè)置。因此，蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)在建筑結(jié)構(gòu)體中 可以用作在豎直方向上延展為面狀(包含平面和曲面)的結(jié)構(gòu)要素。優(yōu)選例是 外周管狀框架結(jié)構(gòu)的整體或一部分，但并不限定于此。
分別使用一個(gè)或多個(gè)第2級(jí) 第n級(jí)六角形框架，這各個(gè)六角形框架被配
置在任一個(gè)第1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)。
這里，為了容易說(shuō)清楚大小僅相差1級(jí)的第k-1級(jí)六角形框架與第k級(jí)六 角形框架的關(guān)系，把前者叫做"根框架"，把后者叫做"子框架"。子框架必定 被配置在根框架的開(kāi)口內(nèi)。另外，在一個(gè)根框架的開(kāi)口內(nèi)配置了一個(gè)或多個(gè)子 框架的情況下，這些子框架中的至少一個(gè)被配置在根框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置上， 并相互接合起來(lái)。
如前所述，在蜂窩形框架中，六角形格框的頂點(diǎn)附近的變形和彎曲力矩的
應(yīng)力比其他部分大。本發(fā)明中，把相似且小的第2級(jí)六角形框架重疊接合在一 個(gè)第1級(jí)六角形框架的頂點(diǎn)的內(nèi)側(cè)，事實(shí)上這就能夠使形成該頂點(diǎn)的兩個(gè)邊的 構(gòu)件加粗(增大截面積)。結(jié)果，輔助增強(qiáng)了該頂點(diǎn)附近的剛性，換言之，擴(kuò) 大了該頂點(diǎn)附近的剛性區(qū)域。另外，可把第3級(jí)六角形框架重疊接合在第2 級(jí)六角形框架的內(nèi)側(cè)。只要是能夠配置，重疊接合更高級(jí)別的六角形框架就能 夠?qū)崿F(xiàn)更高的強(qiáng)度。由于第1級(jí) 第n級(jí)六角形框架形狀相似，所以能夠在頂 點(diǎn)位置處使各邊無(wú)間隙地相互靠接。
這樣，按照本發(fā)明，由于能夠根據(jù)所要求的程度提高在蜂窩形框架中相對(duì) 較弱的頂點(diǎn)附近的剛性，所以，能夠提高建筑結(jié)構(gòu)體整體強(qiáng)度。結(jié)果，能夠在 高層和超高層建筑物中實(shí)現(xiàn)抗震性和抗風(fēng)性優(yōu)良的建筑結(jié)構(gòu)體。
怎么設(shè)定六角形框架群中包含的六角形框架的種類數(shù)及它們之間的相似 比都可以，這樣，由于能夠把一個(gè)個(gè)第l級(jí)六角形框架的六個(gè)頂點(diǎn)之中的必要 處強(qiáng)化到必要的程度，所以就可以進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)體的每個(gè)細(xì)微部位的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)。在原來(lái)的框架結(jié)構(gòu)中， 一般都是把一個(gè)建筑結(jié)構(gòu)體的下層段做成SRC結(jié)構(gòu)， 而把上層段做成RC結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以使多層段的每一層段確保規(guī)定的 強(qiáng)度，而且用作為輔助的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉條等來(lái)進(jìn)行細(xì)微部的加固。與此不同， 本發(fā)明中，與蜂窩形框架接合為一體的高級(jí)別六角形框架都是結(jié)構(gòu)構(gòu)件的一部 分。就是說(shuō)，按照本發(fā)明，能夠把結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身的所希望的地方強(qiáng)化到所希望 的程度。另外，在把多個(gè)子框架配置在根框架的開(kāi)口內(nèi)的情況下，由于這些子框架 都是同樣的形狀，所以能夠接合成為蜂窩狀(以下，把由子框架構(gòu)成的蜂窩狀 叫做"子蜂窩形框架")。這樣的子蜂窩形框架通過(guò)與根框架的多個(gè)邊的接合就 能夠具有作為牢固的支撐結(jié)構(gòu)的功能。特別是在根框架與子框架的相似比為大 于1的整數(shù)值的情況下，因?yàn)楦蚣艿囊粋€(gè)邊是子框架的一個(gè)邊的整數(shù)倍，所 以能夠把子蜂窩形框架的大小整合為根框架的開(kāi)口的大小。在整合好的情況 下，子蜂窩形框架就成為特別牢固的結(jié)構(gòu)。形成子蜂窩形框架的子框架數(shù)越多， 結(jié)構(gòu)就越牢固。根框架內(nèi)最大限度地填充子框架而形成的子蜂窩形框架就成為 最強(qiáng)牢固的結(jié)構(gòu)。
由于子框架與根框架是相似形，所以在根框架內(nèi)配置至少兩個(gè)子框架的情 況下，有可能由形成根框架的一個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)邊和兩個(gè)子框架的各一個(gè)邊形成 菱形。把插入構(gòu)件插入在這樣的頂點(diǎn)位置處形成的菱形空間中，并把根框架和 兩個(gè)子框架接合起來(lái)就能夠提高該頂點(diǎn)位置附近的剛性。如果用菱形框架或菱 形鑲板作為插入構(gòu)件，就能夠完全把菱形空間填滿。即便插入并接合菱形空間 的二分之一大小的同形狀的兩個(gè)三角形框架，也能夠完全填滿菱形空間，并能 夠提高該頂點(diǎn)位置附近的剛性。另外，在嵌入與根框架和子框架相似形的子六 角形框架的情況下，雖然在菱形空間中殘留有間隙，但是由于根框架和兩個(gè)子 框架能夠靠接接合，所以同樣能夠提高該頂點(diǎn)位置附近的剛性。
在根框架的頂點(diǎn)用子框架加固的情況下和用插入構(gòu)件加固的情況下，通 常，其強(qiáng)度是不同的，強(qiáng)度也會(huì)因插入構(gòu)件的種類不同而不同。因此，可以利 用這些強(qiáng)度的差異，而根據(jù)需要靈活運(yùn)用加固手段。
(c)本發(fā)明的其他另外的實(shí)施方式中，蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)是用多 個(gè)六角形框架和形狀相互相似而大小逐級(jí)變小的第1級(jí)、第2級(jí)、…、第n 級(jí)三角形框架構(gòu)成的三角形框架群來(lái)形成。把多個(gè)六角形框架接合起來(lái)形成蜂 窩形框架再沿豎直方向豎立設(shè)置。把以六角形框架的各邊為一邊把該六角形框 架分割為6份而成的作為基本三角形時(shí)，最大的第1級(jí)三角形框架與該基本三 角形相似，其相似比是大于1的整數(shù)值。
作為一個(gè)例子，在使用蜂窩形框架和一種三角形框架形成建筑結(jié)構(gòu)體的情 況下， 一個(gè)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)配置兩個(gè)或兩個(gè)以上的三角形框架。在六角形 框架的至少一個(gè)頂點(diǎn)位置上接合兩個(gè)三角形框架。由于這兩個(gè)三角形框架相互接合時(shí)形成四邊形，所以與形成六角形框架的頂點(diǎn)的2邊無(wú)間隙地靠接。因此， 能夠提高該頂點(diǎn)附近的剛性。
作為其他的例子，在使用蜂窩形框架和由兩種以上三角形框架構(gòu)成的三角 形框架群形成建筑結(jié)構(gòu)體的情況下，一個(gè)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)配置兩個(gè)或兩個(gè) 以上的第1級(jí)三角形框架。在六角形框架的至少一個(gè)頂點(diǎn)位置上接合兩個(gè)第1 級(jí)三角形框架。這樣，就能提高六角形框架的頂點(diǎn)附近的剛性。g卩，擴(kuò)大頂點(diǎn) 附近的剛性區(qū)域。分別使用一個(gè)或多個(gè)第2級(jí) 第n級(jí)三角形框架，把各個(gè)框 架配置在某個(gè)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)。
這里，為了容易說(shuō)清楚大小僅相差1級(jí)的第k-1級(jí)三角形框架與第k級(jí)三
角形框架的關(guān)系，把前者叫做"根框架"，把后者叫做"子框架"。作為特例， 第1級(jí)三角形框架的根框架為六角形框架。子框架必定被配置在根框架的開(kāi)口 內(nèi)。另外，在一個(gè)根框架的開(kāi)口內(nèi)配置了一個(gè)或多個(gè)子框架的情況下，這些子 框架中的至少一個(gè)被配置在根框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置上，并相互接合起來(lái)。這樣， 就能提高該頂點(diǎn)位置的剛性。即，擴(kuò)大頂點(diǎn)附近的剛性區(qū)域。
另外，在把多個(gè)子框架配置在根框架的開(kāi)口內(nèi)情況下，能夠把這些子框架 接合成為桁架形狀(以下，把由子框架構(gòu)成的桁架形狀叫做"子桁架形框架")。 這樣的子桁架形框架通過(guò)與根框架的多個(gè)邊的接合就能夠具有作為牢固的支 撐結(jié)構(gòu)的功能。特別是在根框架與子框架的相似比為大于1的整數(shù)值的情況
下，因?yàn)楦蚣艿囊粋€(gè)邊是子框架的一個(gè)邊的整數(shù)倍，所以能夠把子桁架形框 架的大小整合為根框架的開(kāi)口的大小。在整合好的情況下，子桁架形框架就成 為特別牢固的結(jié)構(gòu)。形成子桁架形框架的子框架數(shù)越多，就成為越牢固的結(jié)構(gòu)。 根框架的開(kāi)口內(nèi)最大限度地填充子框架而形成的子桁架形框架就成為最牢固 的結(jié)構(gòu)。
(D)在上述的各實(shí)施方式中，在蜂窩形框架內(nèi)配置第2級(jí) 第n級(jí)六角 形框架的情況下，或者配置第1級(jí) 第n級(jí)三角形框架的情況下，對(duì)于蜂窩形 框架內(nèi)的相對(duì)位于下方部分，最好配置多于上方部分的子框架。 一般，在高層 或超高層的建筑物中，從上層到下層越往下承重負(fù)荷就越大，應(yīng)力累積起來(lái)。 因此，越往下層去就把框架結(jié)構(gòu)做得越密，這樣就能夠更加增大剛性和強(qiáng)度， 從而能夠穩(wěn)定地支承建筑物整體。另一方面，在上層，把框架結(jié)構(gòu)做得稀疏， 能夠減輕重量，能夠減少材料而且可以把開(kāi)口做得大。在容許的情況下，在上層，也可以把六角形框架的整個(gè)開(kāi)口留作空間。
(E) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體也可以在每一個(gè)框架內(nèi)設(shè)置層狀鑲板，可以在 任意高度上設(shè)置鑲板。
(F) 由于基于本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的建筑物構(gòu)成為剛性非常高的建筑物， 所以振動(dòng)中強(qiáng)烈的搖動(dòng)少，所以適合居住。
(G) 以本發(fā)明中所用的一個(gè)結(jié)構(gòu)框架(例如六角形框架或三角形框架) 為一個(gè)單元來(lái)制造，這樣就能夠把相同的單元之間連結(jié)起來(lái)從而容易地構(gòu)建建
筑結(jié)構(gòu)體。由于所有的單元基本上是相似形，所以容易將單元插入到單元內(nèi)。 在兩個(gè)或兩個(gè)以上單元的邊之間重疊的部分處，也容易一并把這些邊連結(jié)起 來(lái)。這樣，本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體便于施工。此外由于可以是干式施工法，所以 與現(xiàn)場(chǎng)綁鋼筋澆灌混凝土的濕式施工法不同，能夠縮短工期。結(jié)構(gòu)框架可用作 為標(biāo)準(zhǔn)化的單元在工廠進(jìn)行生產(chǎn)。就是說(shuō)，把相同截面的線材單元化再組合起 來(lái)，就能夠適宜地控制結(jié)構(gòu)框架整體的強(qiáng)度或剛性。因此，結(jié)構(gòu)履歷的保存等 的質(zhì)量管理也很容易，結(jié)構(gòu)構(gòu)件和建筑物的可靠性也就提高。
(H) 如上所述，本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體通過(guò)由結(jié)構(gòu)特征實(shí)現(xiàn)的材料量的減 少、良好的施工性和有效的生產(chǎn)等來(lái)實(shí)現(xiàn)成本的降低。
(I) 本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體與原來(lái)的一般框架結(jié)構(gòu)相比具備完全不同的外 觀特征，所以，利于進(jìn)行外觀設(shè)計(jì)。以本發(fā)明為基礎(chǔ)的分拆自相似性圖形，能 夠使人聯(lián)想到自然界的各種各樣的形狀(例如雪花結(jié)晶等)等，形成印象良好、 獨(dú)具個(gè)性的構(gòu)思。


圖l (a)是本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體中擴(kuò)展為面狀的結(jié)構(gòu)的一部分的示意圖， (b)是相似比10和相似比Ik-l為大于1的任意整數(shù)值的說(shuō)明圖，(c)是相
似比Ik-l的說(shuō)明圖。
圖2 (a) (f)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。 圖3 (a) (e)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他例的示意圖。 圖4 (a) (c)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他例的示意圖。 圖5 (a)是僅顯示本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體中擴(kuò)展為面狀的結(jié)構(gòu)的一部分的示
意圖，(b)是相似比IO和相似比Ik-l為大于l的任意整數(shù)值的說(shuō)明圖，(c)是相似比Ik-1的說(shuō)明圖。
圖6 (a) (c)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。 圖7 (a)、 (b)是本發(fā)明中的蜂窩形框架的有利性的說(shuō)明圖。 圖8是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分的示意立 面圖。
圖9是作為本發(fā)明的其他實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分的示意立 面圖。
圖10是作為本發(fā)明的另外的其他實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分 的示意立面圖。
圖11是作為本發(fā)明的另外的其他實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分 的示意立面圖。 符號(hào)說(shuō)明 A…六角形框架
Al An…第1級(jí) 第n級(jí)六角形框架
As、 Asl、 As2…子六角形框架
Bp…菱形鑲板
Bf…菱形框架
C…三角形框架
D…線狀構(gòu)件
10、 Ik…相似比
T0…基本三角形
Tl Tn…第1級(jí) 第n級(jí)三角形框架
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。
參照?qǐng)D1 圖4說(shuō)明本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的一種實(shí)施方式。
圖1 (a)是僅顯示本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體中擴(kuò)展為面狀的結(jié)構(gòu)的一部分的示
意立面圖，圖中的箭頭表示豎直方向和水平方向。
在圖l所示的實(shí)施方式中，使用由第1級(jí)六角形框架A1、第2級(jí)六角形框
架A2、第3級(jí)六角形框架A3、…、第k-l級(jí)六角形框架Ak-l、第k級(jí)六角形框架Ak、…和第n級(jí)六角形框架An構(gòu)成的n種六角形框架形成建筑結(jié)構(gòu)體。 第1級(jí)六角形框架A1是必須要素，形成成為基本結(jié)構(gòu)的蜂窩形框架H。形成 蜂窩形框架H的第1級(jí)六角形框架Al的各頂點(diǎn)部分被剛性接合起來(lái)，因此， 在第1級(jí)六角形框架A1的各頂點(diǎn)部分處基本上形成剛性區(qū)域(以下的其他實(shí) 施方式中也都一樣)。對(duì)于第2級(jí) 第n級(jí)六角形框架來(lái)說(shuō)，至少存在第2級(jí) 六角形框架。因此，n是大于2的任意整數(shù)。原理上說(shuō)，雖然n是任意的，但 是必須考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的必要性和配置的可能性來(lái)進(jìn)行設(shè)定。
以下，為了說(shuō)明方便起見(jiàn)，把"第k級(jí)六角形框架Ak"叫做"框架Ak"。
第l級(jí) 第n級(jí)n種六角形框架Al An全是相似形，框架A1最大，第2 級(jí)、第3級(jí)、…和高級(jí)框架逐級(jí)變小。
圖1 (b)是大小僅相差1級(jí)的框架Ak-1與框架Ak的相似比Ik-1是大于 l的任意整數(shù)值的說(shuō)明圖，其中，k是2《k《n的范圍的整數(shù)值。在圖l的例 子中，把框架Ak-l與框架Ak的相似比Ik-l全都設(shè)定為"2"，就是說(shuō)，框架 Ak-l的一邊的長(zhǎng)度是框架Ak的一邊的長(zhǎng)度的2倍。但是，各相似比Ik-1也 可以不同，例如，也可以設(shè)I1為"2"， 12為"4"。在I2為"4"的情況下， 框架A2的一邊的長(zhǎng)度是框架A3的一邊的長(zhǎng)度的4倍。
這里，參照?qǐng)Dl (c)，對(duì)相似比Ik-l進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。由于各六角形框架是 用線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成的，所以具有規(guī)定的長(zhǎng)度和粗細(xì)(截面積)。框架Ak被配 置在框架Ak-l的開(kāi)口內(nèi)，把這種情況下的相似比Ik-l定義為框架Ak-l的內(nèi) 周的一邊的長(zhǎng)度Lk-l (in)與框架Ak的外周的一邊的長(zhǎng)度Lk (out)的比值。
本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體具備蜂窩形框架H及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。蜂窩形框架H使用 多個(gè)最大的框架A1，并把它們接合為蜂窩狀。在圖示的例子中，各框架A1使 一個(gè)邊與鄰接的框架A1靠接并相接合。雖未圖示，但是作為其他例子，形成 蜂窩形框架的各框架Al也可以與鄰接的框架Al共有一個(gè)邊并接合起來(lái)。沿豎 直方向把蜂窩形框架豎立設(shè)置。
圖l (a)中，僅僅部分地示出三個(gè)框架A1，但是實(shí)際的蜂窩形框架具有 二維的擴(kuò)展，例如，可以用作外周管狀框架結(jié)構(gòu)，平面或曲面都可以適用。例 如，在形成圓筒形的外周管狀框架結(jié)構(gòu)中的曲面的情況下，只要局部使用把框 架A1的規(guī)定部位彎曲了的變形框架就可以。在方筒形的外周管狀框架結(jié)構(gòu)的 情況下，例如只要在角部使用并接合變形框架就可以。在蜂窩形框架H的內(nèi)部，分別配置一個(gè)或多個(gè)框架A2 An，就是說(shuō)，全部 蜂窩形框架H中存在一個(gè)或多個(gè)框架A2、 一個(gè)或多個(gè)框架A3、、 一個(gè)或多 個(gè)框架An。這些框架A2、 A3、、 An被配置在某個(gè)框架Al的開(kāi)口內(nèi)。
在基本方式中，不是把全部框架A2 An直接配置在框架Al內(nèi)，所謂"直 接"是說(shuō)例如用一個(gè)第2框架圍接第1框架而其間不插入第3框架的情況(以 下的其他方式中也都同樣)。
在本發(fā)明的蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本方式中， 一個(gè)框架Ak被直接 配置在尺寸僅大l級(jí)的某個(gè)框架Ak-l的開(kāi)口內(nèi)，例如，如圖l (a)所示，直 接把一個(gè)或多個(gè)框架A2配置在一個(gè)框架Al的開(kāi)口內(nèi)；直接把一個(gè)或多個(gè)框架 A3配置在一個(gè)框架A2的開(kāi)口內(nèi)；…；直接把一個(gè)或多個(gè)框架An配置在一個(gè) 框架An-1的開(kāi)口內(nèi)。
這樣，把同樣的配置關(guān)系可以無(wú)限重復(fù)就能夠叫做"分拆自相似性"。當(dāng) 然，要由建筑結(jié)構(gòu)體的規(guī)模和結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸來(lái)限定重復(fù)的次數(shù)。不言而喻， 要根據(jù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的必要性來(lái)設(shè)定重復(fù)的次數(shù)(以下的其他方式中相同)。
在圖l (a)中，由于相似比Ik-l全是"2"，所以一個(gè)框架Ak-1的開(kāi)口內(nèi) 可以配置最多三個(gè)框架Ak。如圖1 (a)所示，在一個(gè)框架Ak-l的開(kāi)口內(nèi)配置 了三個(gè)框架Ak的情況下，各框架Ak被配置在框架Ak-1的隔一個(gè)的頂點(diǎn)位置。 所謂"頂點(diǎn)位置"例如在框架Al中是用虛線圓VI圍起來(lái)的區(qū)域近旁，在框架 A2中是用虛線圓V2圍起來(lái)的區(qū)域近旁。六角形框架的一個(gè)頂點(diǎn)由兩個(gè)邊形成。 由于框架Ak與框架Ak-l是相似形，所以頂點(diǎn)之間無(wú)間隙靠接。這種狀態(tài)下， 用合適的手段把各框架Ak與框架Ak-l接合起來(lái)，再用合適的手段把三個(gè)同樣 的框架Ak接合成蜂窩狀，而形成子蜂窩形框架。相同框架之間的接合手段例 如有在垂直于多個(gè)框架相互重疊的邊構(gòu)件的方向上貫通螺桿等并將其兩端固 定的方法(以下的其他方式中相同)。
在全部的框架Ak-l的各個(gè)框架的開(kāi)口內(nèi)不必配置最大數(shù)目的框架Ak。圖 1中，也可以在框架Ak-l內(nèi)配置一個(gè)或兩個(gè)框架Ak，以取代在框架Ak-l內(nèi)配 置三個(gè)框架Ak。但是，至少必須有一個(gè)框架Ak被配置并接合在框架Ak-1的 某個(gè)頂點(diǎn)位置。
把框架Ak配置并接合在框架Ak-l的頂點(diǎn)位置，由此，框架Ak-1和框架 Ak的邊就相互重疊，事實(shí)上就加粗了結(jié)構(gòu)構(gòu)件(增大了截面積)。結(jié)果，能夠提高框架Ak-1的頂點(diǎn)附近的剛性，就是說(shuō)擴(kuò)大了該頂點(diǎn)附近的剛性區(qū)域。
各六角形框架Al An最好是分別把由線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)件構(gòu)成的6根邊構(gòu)件接 合起來(lái)做成一個(gè)單元，通常，越是小的框架就用越細(xì)的構(gòu)件來(lái)形成。在圖示的 例子中，六角形是正六角形，但是并不限定于正六角形，只要左右對(duì)稱(縱長(zhǎng) 或橫長(zhǎng)的六角形)就可以。作為這樣的框架構(gòu)件，最好是鋼骨架結(jié)構(gòu)。另外， 也可以是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼骨架鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、CFT結(jié)構(gòu)、RC結(jié)構(gòu)、PC 結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)等。進(jìn)而，也可以用高屈服強(qiáng)度鋼，用高屈服強(qiáng)度鋼的結(jié)構(gòu)體耐 久性好，最好是做成SI (骨架，塞入)分離施工法的骨架(以下的其他方式 中相同)。
最好是把鑲板設(shè)置在構(gòu)成蜂窩形框架的框架Al的水平邊的位置，再把框 架A1與背板的端部剛性接合起來(lái)。在蜂窩形框架內(nèi)， 一個(gè)框架Al與其橫鄰的 框架A1錯(cuò)開(kāi)框架高度的二分之一，因此，在把鑲板設(shè)置在全部框架Al的水平 邊的位置的情況下， 一個(gè)框架A1中形成2層段。另外，也可以把鑲板設(shè)置在 框架A2 An的水平邊的位置。也可以與框架無(wú)關(guān)，而把鑲板設(shè)置在任意位置。
圖2 (a) (f)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的例子的示意圖。在各 例中，僅僅示出了一個(gè)框架A1，但是，實(shí)際上是多個(gè)框架Al來(lái)形成蜂窩形框 架。
圖2 (a)使用由框架A1、 A2和A3等三種框架構(gòu)成的六角形框架群，多個(gè) 框架A2在框架Al的開(kāi)口內(nèi)形成子蜂窩形框架；多個(gè)框架A3在框架A2的開(kāi)口 內(nèi)形成子蜂窩形框架。
圖2 (b) (f)使用由框架A1和A2兩種構(gòu)成的六角形框架群，多個(gè)框 架A2在框架Al的開(kāi)口內(nèi)形成子蜂窩形框架。
在圖2 (a) (f)的各圖中，表示出大小僅相差l級(jí)的兩種框架之間的 相似比，這些例子中，相似比全都是大于1的整數(shù)值，相似比越大，內(nèi)部結(jié)構(gòu) 就越細(xì)。
在圖2 (a) (f)的各例中，框架A1的六個(gè)頂點(diǎn)中至少一個(gè)頂點(diǎn)處配置 并接合著框架A2，用虛線圓示出接合了框架A2的頂點(diǎn)。在框架A1與框架A2 的相似比是整數(shù)值的情況下，能夠把由框架A2構(gòu)成的子蜂窩形框架整合在框 架A1的開(kāi)口內(nèi)。換言之，能夠把由框架A2構(gòu)成的子蜂窩形框架嵌入在框架 Al的開(kāi)口內(nèi)，而無(wú)移動(dòng)的余地。在相似比不是整數(shù)值的情況下，就不能夠把子蜂窩形框架整合為開(kāi)口的大小。
在圖2 (a) (f)的各例中，省去形成子蜂窩形框架的多個(gè)框架A2 (或 框架A3)的一部分的蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。 但是，即便在這種情況下，也把至少一個(gè)框架A2 (或框架A3)配制并接合在 框架A1 (或框架A2)的至少一個(gè)頂點(diǎn)位置。
在圖2 (c)的例子中，把插入構(gòu)件Bp、 Bf、 C插入到框架Al的六個(gè)頂點(diǎn) 中未于與框架A2接合的頂點(diǎn)位置，由此能夠提高該頂點(diǎn)附近的剛性。在這些 頂點(diǎn)位置，形成框架Al的一個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)邊與兩個(gè)框架A2的各一個(gè)邊形成菱 形空間。作為插入構(gòu)件，有與菱形空間同形狀的菱形鑲板Bp或菱形框架Bf。 也可以把與2等分菱形空間的三角形同形狀的兩個(gè)三角形C相互接合起來(lái)構(gòu)成 菱形，再將其插入。
圖3 (a) (e)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他例子的示意圖。 在各例中，僅僅示出了一個(gè)框架A1，但是，實(shí)際上是多個(gè)框架A1來(lái)形成蜂窩 形框架。
圖3 (a)使用由框架A1、 A2和A3等三種框架構(gòu)成的六角形框架群，多個(gè) 框架A2在框架Al的開(kāi)口內(nèi)形成子蜂窩形框架；多個(gè)框架A3在框架A2的開(kāi)口
內(nèi)形成子蜂窩形框架。
圖3 (b) (e)使用由框架A1和A2兩種框架構(gòu)成的六角形框架群，多 個(gè)框架A2在框架A1的開(kāi)口內(nèi)形成子蜂窩形框架。
在圖3 (a) (e)的各圖中，表示出大小僅相差l級(jí)的兩種框架之間的 相似比，這些例子中，相似比全都是大于1的整數(shù)值，相似比越大，內(nèi)部結(jié)構(gòu) 就越細(xì)。
在圖3 (a) (e)的各例中，框架A1的六個(gè)頂點(diǎn)位置的任何一個(gè)頂點(diǎn)位 置都不配置框架A2。取而代之，形成框架Al的一個(gè)頂點(diǎn)的2邊與兩個(gè)框架A2 的各一個(gè)邊形成菱形空間。在圖3 (a)和(c)中，在框架A1的全部頂點(diǎn)位 置上都形成菱形空間，在圖3 (b) (d) (e)中，在框架A1的隔一個(gè)頂點(diǎn)的頂 點(diǎn)位置上形成菱形空間。在這些菱形空間內(nèi)配置并接合插入構(gòu)件，從而能夠提 高頂點(diǎn)附近的剛性。作為插入構(gòu)件，有與菱形空間同形狀的菱形鑲板Bp或菱 形框架Bf 。也可以把與2等分菱形空間的三角形同形狀的兩個(gè)三角形C相互 接合起來(lái)構(gòu)成菱形，再將其插入。在圖3 (a) (e)的各例中，由于框架A1和框架A2的相似比都是整數(shù) 值，所以能夠把由框架A2構(gòu)成的子蜂窩形框架整合在框架A1的開(kāi)口內(nèi)。在圖 3 (a) (e)的各例中，省去形成子蜂窩形框架的多個(gè)框架A2 (或框架A3) 的一部分的蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)也包含在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
圖4 (a) (c)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他例子的示意圖。 在各例中，僅僅示出了一個(gè)框架A1，但是，實(shí)際上是多個(gè)框架A1來(lái)形成蜂窩 形框架。
圖4 (a)是混合使用由框架A1、 A2和A3等三種框架構(gòu)成的第1六角形框 架群、由框架Al、 A2和A4等三種框架構(gòu)成的第2六角形框架群等兩個(gè)六角形 框架群的例子。
對(duì)于第1六角形框架群，在框架Al內(nèi)配置框架A2，并在框架A2內(nèi)配置框 架A3。另一方面，對(duì)于第2六角形框架群，在框架A1內(nèi)配置框架A2，并在框 架A2內(nèi)配置框架A4。這樣，也可以混合使用不同的六角形框架群，其中，不 同的兩個(gè)六角形框架群內(nèi)所包含的全部六角形框架相互都是相似形。
圖4 (a)中，在框架A1的頂點(diǎn)位置上形成的菱形空間內(nèi)插入并接合子六 角形框架Asl，在框架A2的頂點(diǎn)位置上形成的菱形空間內(nèi)也插入并接合子六 角形框架As2，這些子六角形框架Asl、 As2也能提高頂點(diǎn)附近的剛性。
圖4 (b)是混合使用由框架A1、 A2、 A3和A4等四種框架構(gòu)成的第1六角 形框架群、由框架A1、 A2和A3等三種框架構(gòu)成的第2六角形框架群和由框架 A1、A3和A4等三種框架構(gòu)成的第3六角形框架群等三個(gè)六角形框架群的例子。
對(duì)于第1六角形框架群，在框架Al內(nèi)配置框架A2，并在框架A2內(nèi)配置框 架A3，在框架A3內(nèi)配置框架A4。對(duì)于第2六角形框架群，在框架A1內(nèi)配置 框架A2，并在框架A2內(nèi)配置框架A3。對(duì)于第3六角形框架群，在框架Al內(nèi) 配置框架A2，在框架A2內(nèi)配置框架A4。
在圖4 (b)的例子中，在各框架群內(nèi)，大小僅相差l級(jí)的兩種框架之間的 相似比是整數(shù)值以外的大于1的實(shí)數(shù)值。因此，即便例如盡可能地把框架A2 填充到框架A1的開(kāi)口內(nèi)來(lái)形成子蜂窩形框架，也不能將其整合在開(kāi)口內(nèi)。但 是，即使兩框架的相似比是整數(shù)值以外的情況下，在頂點(diǎn)位置接合也能夠提高 該頂點(diǎn)附近的剛性。
圖4 (c)是使用由框架A1、 A2和A3等三種框架構(gòu)成的六角形框架群的例子，在框架A1內(nèi)配置框架A2，并在框架A2內(nèi)配置框架A3。該例中，框架A2 的整個(gè)外周靠接框架A1的整個(gè)內(nèi)周，并相互接合?？蚣蹵3與框架A2也一樣。 該例中，事實(shí)上把框架A1的6個(gè)邊均等地加粗了，從而提高框架A1整體的剛 性。
下面，參照?qǐng)D5和圖6說(shuō)明本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體的其他實(shí)施方式。
圖5 (a)是本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體中擴(kuò)展為面狀的結(jié)構(gòu)的局部示意立面圖， 用圖中的箭頭來(lái)表示豎直方向和水平方向。
在圖5所示的實(shí)施方式中，使用六角形框架A和由第1級(jí)三角形框架T1、 第2級(jí)三角形框架T2、…、第k-l級(jí)三角形框架Tk-1、第k級(jí)三角形框架Tk、… 和第n級(jí)三角形框架Tn構(gòu)成的n種三角形框架來(lái)形成建筑結(jié)構(gòu)體。六角形框 架A是必須的要素，形成成為基本結(jié)構(gòu)的蜂窩形框架H。
對(duì)于第l級(jí) 第n級(jí)三角形框架，至少存在第1級(jí)三角形框架T1。因此， n是大于l的任意整數(shù)。原理上說(shuō)，n是任意的，但是要考慮結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的必要 性同時(shí)考慮配置的可能性來(lái)設(shè)定。
以下，為了說(shuō)明方便起見(jiàn)，把"第k級(jí)三角形框架Tk"叫做"框架Tk"。
第l級(jí) 第n級(jí)n種三角形框架Tl Tn全是相似形，框架T1最大，第2 級(jí)、第3級(jí)、…越高級(jí)別框架越小。另外，第1級(jí)三角形框架Tl相似于基本 三角形T0，其相似比是大于1的整數(shù)值?；救切蜹O是以六角形框架A的 各邊(是內(nèi)周上的長(zhǎng)度)為一邊而將六角形框架A分割為6份而成的三角形。
圖5 (b)是基本三角形T0與框架Tl的相似比10是大于1的任意整數(shù)值 的說(shuō)明圖。同時(shí)，表示大小僅相差1級(jí)的框架Tk-1與框架Tk的相似比Ik-l 是大于1的任意整數(shù)值。其中，k是2《k《n的范圍的整數(shù)值。在圖5 (a)的 例子中，把相似比10設(shè)定為"2"，相似比I1設(shè)定為"3"，此外的相似比Ik-l 全都設(shè)定為"2"。
在I1為"3" (k二2)的情況下，框架T1的一邊的長(zhǎng)度是框架T2的一邊的 長(zhǎng)度的3倍。在lk-1 (k》3)為"2"的情況下，框架Tk-l的一邊的長(zhǎng)度是 框架Tk的一邊的長(zhǎng)度的2倍。
但是，相似比IO和各相似比Ik-l也可以不同，例如，也可以設(shè)II為"2"， 12為"4"。在I2為"4" (k=3)的情況下，框架T2的一邊的長(zhǎng)度是框架T3 的一邊的長(zhǎng)度的4倍。這里，參照?qǐng)D5 (c)，對(duì)相似比Ik-l進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。由于各三角形框架是 用線狀結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成的框架，所以具有規(guī)定的長(zhǎng)度和粗細(xì)(截面積)?？蚣躎k 被配置在框架Tk-l的開(kāi)口內(nèi)，把這種情況下的相似比Ik-1定義為框架Tk-l 的內(nèi)周的一邊的長(zhǎng)度Lk-1 (in)與框架Tk的外周的一邊的長(zhǎng)度Lk (out)的 比值。雖未圖示，但是相似比IO定義為基本三角形TO的一邊的長(zhǎng)度與框架 Tl的外周的一邊的長(zhǎng)度的比值。
本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體具備蜂窩形框架H及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。蜂窩形框架H使用 多個(gè)六角形框架A，并把它們接合為蜂窩狀。作為未圖示的其他例子，形成蜂 窩形框架的各六角形框架A也可以與鄰接的六角形框架A共有一個(gè)邊并接合起 來(lái)，沿豎直方向把蜂窩形框架豎立設(shè)置。關(guān)于蜂窩形框架H，如所說(shuō)明的前述 的圖1的實(shí)施方式。
在蜂窩形框架H的內(nèi)部，分別配置一個(gè)或多個(gè)框架T2 Tn，就是說(shuō)，整個(gè) 蜂窩形框架H中存在一個(gè)或多個(gè)框架T1、 一個(gè)或多個(gè)框架T2、…、 一個(gè)或多 個(gè)框架Tn。這些框架T1、 T2、…、Tn的各個(gè)框架被配置在某個(gè)六角形框架A 的開(kāi)口內(nèi)。在基本方式中，并不是把全部框架Tl Tn直接配置在六角形框架 A內(nèi)。
在本發(fā)明的蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基本方式中， 一個(gè)框架Tk被直接 配置在尺寸僅大l級(jí)的某個(gè)框架Tk-l的開(kāi)口內(nèi)，例如，如圖5 (a)所示，直 接把一個(gè)或多個(gè)框架T2配置在一個(gè)框架Tl的開(kāi)口內(nèi)；直接把一個(gè)或多個(gè)框架 T3配置在一個(gè)框架T2的開(kāi)口內(nèi)；…；直接把一個(gè)或多個(gè)框架Tn配置在一個(gè) 框架Tn-1的開(kāi)口內(nèi)。而且，直接把一個(gè)或多個(gè)框架T1配置在一個(gè)六角形框架 A的開(kāi)口內(nèi)。
由于相似比I0是"2"，所以一個(gè)六角形框架A的開(kāi)口內(nèi)最多可以配置24 個(gè)框架T1;由于相似比I1是"3"，所以一個(gè)框架T1的開(kāi)口內(nèi)最多可以配置9 個(gè)框架T2。另外，由于其他相似比Ik-l是"2"，所以一個(gè)框架Tk-1的開(kāi)口 內(nèi)最多可以配置4個(gè)框架Tk。
把兩個(gè)框架Tl接合起來(lái)時(shí)，就成為菱形框架。在六角形框架A的至少一 個(gè)頂點(diǎn)位置上配置并接合由兩個(gè)框架T1形成的菱形框架；并且至少把一個(gè)框 架Tk配置并接合在框架Tk-l的某個(gè)頂點(diǎn)處。這些三角形框架相互是相似形， 所以頂點(diǎn)之間無(wú)間隙地靠接。多種三個(gè)框架Tk之間也接合成桁架形狀，再形成子蜂窩框架。
在全部六角形框架A和全部三角形框架的各個(gè)框架的開(kāi)口內(nèi)不必分別配置
最大數(shù)量的框架，雖然圖5中在任意開(kāi)口內(nèi)都配置了最大數(shù)量的框架，然而也 可以省去一部分。但是，必須把至少兩個(gè)框架T1配置在六角形框架A的任意 頂點(diǎn)位置，而且必須把至少一個(gè)框架Tk配置并接合在框架Tk-1的任意頂點(diǎn)位 置。結(jié)果，能夠提高其頂點(diǎn)附近的剛性，就是說(shuō)，能夠擴(kuò)大其頂點(diǎn)附近的剛性 區(qū)域。
最好是把鑲板設(shè)置在構(gòu)成蜂窩形框架的框架A的水平邊的位置，將框架A 與鑲板的端部剛性接合。另外，也可以把鑲板設(shè)置在框架Tl Tn的水平邊的 位置。也可以與框架無(wú)關(guān)，而把背板設(shè)置在任意位置。
圖6 (a) (c)分別是蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其他例子的示意圖。 在各例中，僅僅示出了一個(gè)六角形框架A,但是，實(shí)際上是多個(gè)框架A1來(lái)形 成蜂窩形框架。
圖6 (a) (c)的各例使用六角形框架A和一種三角形框架T1，多個(gè)框 架Tl在框架A的開(kāi)口內(nèi)形成子蜂窩形框架。
圖6 (a)的例子中，把六角形框架A等分割為6份而成的基本三角形T0 與三角形框架T1的相似比是"3";圖6 (b)的例子中，相似比是"4"。在這 些例子中，相似比是大于l的整數(shù)值。相似比越大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)就越細(xì)。
圖6 (c)的例子中，在六角形框架A的一部分頂點(diǎn)位置形成菱形空間，并 插入接合菱形鑲板Bp或菱形框架Bf。這樣，就能夠把兩個(gè)三角形框架置換為 插入構(gòu)件。由此就能夠調(diào)整頂點(diǎn)附近的剛性。
圖7 (a) (b)是本發(fā)明中的蜂窩形框架的有利性的說(shuō)明圖。
圖7 (a)所示的六角形、四邊形和三角形的面積S相等。六角形是制成蜂 窩形框架的單位格框的圖形，四角形是制成一般框架的單位格框的圖形，三角 形是制成一般桁架結(jié)構(gòu)的單位格框的圖形。符號(hào)d表示邊構(gòu)件的寬度。
把六角形的一邊、四角形的一邊和三角形的一邊分別設(shè)為L(zhǎng)h、 Ls、 Lt時(shí)， 存在下式的關(guān)系。
S二6X (31/2/4) XLh2= Ls2= (31/2/4) Lt2
因此，Ls= (31/4) X (3/2) 1/2XLh —1.61Lh Lt=61/2XLh —2. 45Lh由上式得到同面積的六角形、四邊形和三角形的一邊的比為
Lh : Ls : Lt —1 : 1.61 : 2.45
就是說(shuō)，六角形的一邊最短。
六角形、四角形和三角形的全周長(zhǎng)分別是6Lh、 4Ls和3Lt，所以全周長(zhǎng)之 比為
6Lh : 4Ls : 3Lt —6 : 6.45 : 7. 35 六角形的全周長(zhǎng)也最短。
另外，邊構(gòu)件的截面積(dxd)相同的情況下的長(zhǎng)寬比Lh/d : Ls/d : Lt/d 也是六角形的最小。
這三種形狀都是能夠無(wú)間隙地填充平面的形狀，因此，用相同截面積的線 狀構(gòu)件來(lái)制作各形狀的框架，并無(wú)間隙地配置得覆蓋相同的面積的情況下，六 角形框架的材料量最少。同時(shí)，長(zhǎng)寬比最小意味著具備最高的強(qiáng)度。
圖7(b)是把水平荷重附加在蜂窩形框架上的情況下的彎曲力矩的分布圖， 水平荷重例如相當(dāng)于地震力或風(fēng)壓。在單位格框的六角形的頂點(diǎn)上，彎曲力矩 大，邊的中點(diǎn)處最小。按照本發(fā)明，通過(guò)在彎曲力矩相對(duì)較大的頂點(diǎn)位置上追 加和接合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就能夠提高頂點(diǎn)附近的剛性。在每個(gè)頂點(diǎn)處彎曲力矩的大 小也不一樣。按照本發(fā)明，由于能夠細(xì)致設(shè)定蜂窩形框架的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以也 能夠?qū)Ψ涓C形框架的每個(gè)頂點(diǎn)附加最適當(dāng)?shù)膭傂浴?br> 實(shí)施例1
圖8是作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分的示意立 面圖。圖的下方所表示的是用于本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架，本實(shí)施例中，使用由六 角形框架Al、 A2和A3構(gòu)成的六角形框架群和作為插入構(gòu)件的子六角形框架 As。各框架都是正六角形，A1與A2的相似比、A2與A3的相似比都是"2"。
框架A1構(gòu)成蜂窩形框架，框架A1的六角形的上下各邊是水平方向的，其 他四個(gè)邊相對(duì)豎直方向傾斜配置，在從上端數(shù)起第一列和第二列框架Al內(nèi)不 配置框架A2 (框架A1的各列錯(cuò)開(kāi)框架A1的高度的1/2)。在從上端數(shù)起第三 列框架A1內(nèi)配置兩個(gè)框架A2;在從上端數(shù)起第四列起的所有框架A1內(nèi)配置 三個(gè)框架A2。
在從上端數(shù)起第九列框架A1中，一部分框架A2內(nèi)配置兩個(gè)或三個(gè)框架A3;在從上端數(shù)起第十列起的框架A1中，全部框架A2內(nèi)配置三個(gè)框架A3。
另外，在從上端數(shù)起第六列框架A1中，在菱形空間內(nèi)插入兩個(gè)子六角形 框架As;在從上端數(shù)起第七列起的全部框架A1中，在菱形空間內(nèi)插入三個(gè)子 六角形框架As。
這樣，在蜂窩形框架中，最好在位于相對(duì)下方的框架A1內(nèi)密集地配置高 級(jí)別框架，而位于上方的框架A1內(nèi)稀疏地配置高級(jí)別框架。在上方部分中， 也可以完全做成都不設(shè)置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的開(kāi)口。在高層建筑物中， 一般從上部到下 部，應(yīng)力逐步累積變大。因此，越是往下內(nèi)部結(jié)構(gòu)就越密，從而能夠提高下部 的剛性和強(qiáng)度。內(nèi)部結(jié)構(gòu)中從疏到密的調(diào)整可以無(wú)級(jí)地連續(xù)進(jìn)行。這種調(diào)整不 僅可以在豎直方向上進(jìn)行，而且也可以根據(jù)需要在水平方向上進(jìn)行，在以下實(shí) 施例2和3中也一樣。
實(shí)施例2
圖9是作為本發(fā)明的其他實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分的示意立 面圖，圖的下方所表示的是用于本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架。本實(shí)施例中，使用由六 角形框架A1和A2構(gòu)成的六角形框架群、作為插入構(gòu)件的菱形鑲板Bp、三角 形框架C和線狀構(gòu)件D。六角形框架都是正六角形，Al與A2的相似比是"2"。
框架A1構(gòu)成蜂窩形框架，高度pt5以下的部分中，全部框架A1內(nèi)配置有 最大數(shù)目的框架A2;高度pt5的邊界部分進(jìn)行非常規(guī)的配置；從高度pt5起 的上部，在框架A1內(nèi)不設(shè)置內(nèi)部結(jié)構(gòu)；在高度pt4與高度pt3之間，在頂點(diǎn) 位置的菱形空間中配置線狀構(gòu)件D，來(lái)增強(qiáng)頂點(diǎn)；在高度pt3與高度pt2之間， 在頂點(diǎn)位置的菱形空間中配置有兩個(gè)三角形框架C;在高度pt2與高度ptl之 間，在頂點(diǎn)位置的菱形空間中配置有菱形鑲板Bp。
實(shí)施例3
圖10是作為本發(fā)明的另外的其他實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分 的示意立面圖，圖的下方所表示的是用于本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框架。本實(shí)施例中， 使用由六角形框架A和三角形框架T，六角形框架是正六角形，三角形框架T 相對(duì)于將該六角形框架分割為6份而成的基本三角形的相似比是"2"。
在最下部的兩列框架A內(nèi)配置最大數(shù)目的框架T，形成子桁架框架。另一方面，在最上部的2列框架A內(nèi)全都不配置框架T;在中間部分，逐列改變配 置在框架A內(nèi)的框架T的數(shù)目，從上方到下方配置逐漸密集，最少配置兩個(gè)框 架T，把兩個(gè)接合起來(lái)形成菱形，并將其配置接合在框架A內(nèi)的一個(gè)頂點(diǎn)位置。
實(shí)施例4
圖11是作為本發(fā)明的另外的其他實(shí)施例的建筑結(jié)構(gòu)體的主框架的一部分 的示意立面圖。本實(shí)施例中，六角形框架A1的取向與上述的各實(shí)施例不同。 本實(shí)施例中，六角形框架A1的左右各邊是豎直方向的，其他4邊相對(duì)水平方 向傾斜配置，因此，六角形框架A2、 A3也就相同取向。
實(shí)施例5
雖未圖示，但是在本發(fā)明的另外的其他實(shí)施例中，也可以把兩種或兩種以 上的上述本發(fā)明的建筑結(jié)構(gòu)體中的蜂窩形框架的種種內(nèi)部結(jié)構(gòu)(具體地說(shuō)，是 一個(gè)〈第1級(jí)〉六角形框架內(nèi)的種種內(nèi)部結(jié)構(gòu))組合起來(lái)，混合配置在一個(gè)蜂 窩形框架內(nèi)。
實(shí)施例6
上述的實(shí)施例全都是有關(guān)一層的蜂窩形框架的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的另外的 其他實(shí)施例中，也可以把包含上述的任意內(nèi)部結(jié)構(gòu)的蜂窩形框架設(shè)置多層(未 圖示)。這些多層的蜂窩形框架相互空開(kāi)規(guī)定的間隔而豎立設(shè)置。例如，在具 有外周管狀框架結(jié)構(gòu)和內(nèi)周管狀框架結(jié)構(gòu)的2層的建筑結(jié)構(gòu)體的情況下，把各 層分別做成上述的任一種蜂窩形框架。這種情況下，各蜂窩形框架的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 也可以組合兩種或兩種以上的內(nèi)部結(jié)構(gòu)混合配置。也可以用梁或鑲板把多種蜂 窩形框架的各層之間連結(jié)起來(lái)。
權(quán)利要求
1. 一種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于用由第1級(jí)、第2級(jí)、…、第k-1級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架(2≤k≤n，n是大于或等于2的任意整數(shù))構(gòu)成、所述第k-1級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比是大于1的整數(shù)值的六角形框架群形成；(a)具備把多個(gè)所述第1級(jí)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立設(shè)置的蜂窩形框架；(b)在所述蜂窩形框架內(nèi)分別配置一個(gè)或多個(gè)所述第2級(jí)～第n級(jí)六角形框架；(c)各所述第k級(jí)六角形框架被配置在任一個(gè)所述第k-1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)，且該第k級(jí)六角形框架中的至少一個(gè)被配置在該第k-1級(jí)六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置，并與該第k-1級(jí)六角形框架相接合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于在由形成所述第k-1 級(jí)六角形框架的任一個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)邊和被配置在其開(kāi)口內(nèi)的兩個(gè)所述第k級(jí) 六角形框架的各一個(gè)邊形成菱形空間的情況下，還具備插入并接合在該菱形空 間內(nèi)的插入構(gòu)件。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述插入構(gòu)件是從 包含菱形框架、菱形鑲板、兩個(gè)形狀相同的三角形框架和子六角形框架的群中 選擇出來(lái)的任一種。
4. 一種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于用由第1級(jí)、第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、 第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的任意整數(shù)) 構(gòu)成、所述第k-l級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比是大于1的整數(shù) 的六角形框架群形成；(a) 具備把多個(gè)所述第1級(jí)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立 設(shè)置的蜂窩形框架；(b) 在所述蜂窩形框架內(nèi)分別配置一個(gè)或多個(gè)所述第2級(jí) 第n級(jí)六角 形框架；(c) 兩個(gè)或兩個(gè)以上所述第k級(jí)六角形框架被配置在任一個(gè)所述第k-l 級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)，且形成該第k-l級(jí)六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)的兩個(gè)邊和至少兩個(gè)該第k級(jí)六角形框架的各一個(gè)邊形成菱形空間；(d)還具備插入并接合在所述菱形空間內(nèi)的插入構(gòu)件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于所述插入構(gòu)件是從 包含菱形框架、菱形鑲板、兩個(gè)形狀相同的三角形框架和子六角形框架的群中 選擇出來(lái)的任一種。
6. —種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于用由第1級(jí)、第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的任意整數(shù)) 構(gòu)成、所述第k-1級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比是整數(shù)值以外的 大于1的實(shí)數(shù)值的六角形框架群形成；(a) 具備把多個(gè)所述第1級(jí)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立 設(shè)置的蜂窩形框架；(b) 在所述蜂窩形框架內(nèi)分別配置一個(gè)或多個(gè)所述第2級(jí) 第n級(jí)六角 形框架；(c) 各所述第k級(jí)六角形框架被配置在任一個(gè)所述第k-l級(jí)六角形框架 的開(kāi)口內(nèi)，且該第k級(jí)六角形框架中的至少一個(gè)被配置在該第k-l級(jí)六角形框 架的某個(gè)頂點(diǎn)位置，并與該第k-l級(jí)六角形框架相接合。
7. —種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于用由第1級(jí)、第2級(jí)、…、第k-l級(jí)、 第k級(jí)、…和第n級(jí)六角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的任意整數(shù)) 構(gòu)成、所述第k-l級(jí)六角形框架與第k級(jí)六角形框架的相似比是整數(shù)值以外的 大于1的實(shí)數(shù)值的六角形框架群形成；(a) 具備把多個(gè)所述第1級(jí)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立 設(shè)置的蜂窩形框架；(b) 在所述蜂窩形框架內(nèi)配置一個(gè)或多個(gè)所述第2級(jí) 第n級(jí)六角形框架；(c) 各所述第k級(jí)六角形框架被配置在任一個(gè)所述第k-1級(jí)六角形框架 的開(kāi)口內(nèi)，且該第k級(jí)六角形框架的整個(gè)外周與該第k-1級(jí)六角形框架的整個(gè) 內(nèi)周靠接并相互接合。
8. —種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于用六角形框架和對(duì)以六角形框架的各 邊為一邊把該六角形框架分割成6份而成的基本三角形的相似比是大于1的整 數(shù)值的三角形框架形成；(a)具備把所述六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立設(shè)置的蜂窩 形框架；(b )兩個(gè)或兩個(gè)以上所述三角形框架被配置在任一個(gè)所述六角形框架的 開(kāi)口內(nèi)，且至少兩個(gè)該三角形框架被配置在該六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置，并 與該六角形框架相接合。
9. 一種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于用六角形框架和由第1級(jí)、第2級(jí)、…、 第k-l級(jí)、第k級(jí)、…和第n級(jí)三角形框架(2《k《n， n是大于或等于2的 任意整數(shù))構(gòu)成的三角形框架群形成；(a) 所述第1級(jí)三角形框架對(duì)以所述六角形框架的各邊為一邊把該六角 形框架分割為6份而成的基本三角形的相似比是大于1的整數(shù)值，且所述第 k-l級(jí)三角形框架與所述第k級(jí)三角形框架的相似比是大于1的整數(shù)值；(b) 具備把所述多個(gè)六角形框架接合成蜂窩狀再沿豎直方向豎立設(shè)置起 來(lái)的蜂窩形框架；(c) 在所述蜂窩形框架內(nèi)配置兩個(gè)或兩個(gè)以上所述第1級(jí)三角形框架， 且分別配置一個(gè)或多個(gè)所述第2級(jí) 第n級(jí)三角形框架；(d) 兩個(gè)或兩個(gè)以上所述第1級(jí)三角形框架被配置在任一個(gè)所述六角形 框架的開(kāi)口內(nèi)，且至少兩個(gè)該第1級(jí)三角形框架被配置在該六角形框架的某個(gè) 頂點(diǎn)位置，并與該六角形框架相接合；(e) —個(gè)或多個(gè)所述第k級(jí)三角形框架被配置在任一個(gè)所述第k-l級(jí)三 角形框架的開(kāi)口內(nèi)，且至少一個(gè)第k級(jí)三角形框架被配置在該第k-l級(jí)三角形 框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置，并與該第k-l級(jí)三角形框架相接合。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于在所述 蜂窩形框架內(nèi)配置所述第2級(jí) 第n級(jí)六角形框架的情況下，被配置在相對(duì)位 于下方的所述第1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的高級(jí)別的所述六角形框架的數(shù)量， 多于被配置在相對(duì)位于上方的所述第1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的高級(jí)別的所 述六角形框架的數(shù)量。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1 7任一項(xiàng)所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于形成所 述蜂窩形框架的多個(gè)所述第1級(jí)六角形框架的至少一部分在其開(kāi)口內(nèi)不配置 高級(jí)別的所述六角形框架。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于在所述蜂窩形框架內(nèi)配置所述第1級(jí) 第n級(jí)三角形框架的情況下，被配置在相對(duì)位于下方 的所述六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的三角形框架的數(shù)量，多于相對(duì)位于上方的被配置 在所述六角形框架的開(kāi)口內(nèi)的三角形框架的數(shù)量。
13. 根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于形成所述蜂窩 形框架的所述六角形框架的至少一部分在其開(kāi)口內(nèi)不配置三角形框架。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于形成所 述蜂窩形框架內(nèi)的多個(gè)所述六角形框架的各個(gè)框架和相鄰的六角形框架共有 一個(gè)邊。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于形成所 述蜂窩形框架的多個(gè)所述六角形框架的各個(gè)框架和相鄰的六角形框架彼此靠 接的邊相接合。
16. —種建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于將權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的建筑結(jié)構(gòu)體中的所述蜂窩形框架及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)部分地混合設(shè)置兩種或兩種以上而 形成。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1 9任一項(xiàng)所述的建筑結(jié)構(gòu)體，其特征在于形成所述蜂窩形框架的多個(gè)所述六角形框架的各個(gè)框架在各頂點(diǎn)處剛性接合。
全文摘要
提供一種建筑結(jié)構(gòu)體，通過(guò)進(jìn)一步提高蜂窩狀建筑結(jié)構(gòu)體的優(yōu)良的特性來(lái)進(jìn)一步加強(qiáng)其抗震性和抗風(fēng)性。該建筑結(jié)構(gòu)體是一種用六角形框架群形成的建筑結(jié)構(gòu)體，該六角形框架群由第1級(jí)、…、第k-1級(jí)、第k級(jí)…和第n級(jí)六角形框架(2≤k≤n，n是大于或等于2的任意整數(shù))構(gòu)成，第k-1級(jí)與第k級(jí)六角形框架的相似比是大于1的整數(shù)值，這種建筑結(jié)構(gòu)體具備把多個(gè)第1級(jí)六角形框架接合成蜂窩狀并沿豎直方向豎立設(shè)置的蜂窩形框架；在蜂窩形框架內(nèi)分別配置一個(gè)或多個(gè)第2級(jí)～第n級(jí)六角形框架，各第k級(jí)六角形框架被配置在任一個(gè)第k-1級(jí)六角形框架的開(kāi)口內(nèi)；第k級(jí)六角形框架中的至少一個(gè)被配置在第k-1級(jí)六角形框架的某個(gè)頂點(diǎn)位置上，并與第k-1級(jí)六角形框架相接合。
文檔編號(hào)E04B1/34GK101432491SQ20078000112
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月10日
發(fā)明者竹嶋一郎, 鴨下勉 申請(qǐng)人:積水化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社