KR100925296B1 - 입체 튜브 건축 구조체 - Google Patents
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Abstract
[과제]
우수한 구조적 안정성과 내진성을 확보할 수 있음과 동시에 종래의 튜브 가구에 의한 건축 구조체보다 더욱 큰 설계상의 자유도를 실현한다.
[해결 수단]
제 1 강접합의 허니컴 구조를 갖는 건축 구조체를 복수로 중층시킨 메인 프레임에 의하여 입체적인 튜브 가구를 형성하고 육각형 구조 유닛의 좌우 2 변이 각각 상하변을 포함하는 면에 대하여 각도를 갖고 형성되고 서로 이웃하는 2 층의 육각형 구조 유닛끼리가 대향하고 2 층간이 층간 연결 대들보에 의하여 연결되고 평면에서 보았을 때 서로 이웃하는 2 층의 어느 하나에 있어서의 상하변인 대들보, 또는 슬래브의 단부와, 좌우측 2 변인 경사 기둥과 층간 연결 대들보에 의하여 제 2 육각형 구조 유닛이 형성되고 제 2 육각형 구조 유닛이 제 2 강접합의 허니컴 구조를 형성하는 입체 튜브 건축 구조체이다.
Description
본 발명은 건축 구조체에 관한 것으로서, 특히 입체적 즉 삼차원적인 구조를 갖는 튜브 가구 (架構) 를 형성한 입체 튜브 건축 구조체에 관한 것이다.
종래에 있어서 고층 또는 초고층의 건축 구조체로는 기둥과 대들보를 삼차원 격자 형상으로 조합한 순 (純) 라멘 가구가 일반적이었으나, 모든 기둥 사이에 대들보가 있기 때문에 내부 설계에 제약이 많다는 결점이 있었다. 이에 대하여 건축물의 외주에 연속적으로 배치된 기둥과 그것을 연결하는 대들보로 구성되는 튜브 가구는 내부에 기둥이나 대들보가 없는 공간을 확보할 수 있기 때문에 설계상의 자유도가 크다는 이점이 있다. 또 건축물 전체가 튜브 형상으로 변형됨으로써 내진성, 내풍압성도 우수한 것으로 되어 있다.
특허 문헌 1 에서는 중앙부에는 공용 존이, 외주에는 개별 존이 형성되고 개별 존의 외주에 배치된 외주 기둥과 그 사이의 외주 대들보로 이루어지는 사각형 격자의 일반 라멘 구조를 갖는 외주 튜브 가구를 형성하고 공용 존에는 내주 기둥과 그 사이의 내주 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조를 갖는 내주 튜브 가구를 갖는 이른바 더블 튜브 구조가 개시되어 있다.
특허 문헌 2 도 또한 일반 라멘 가구인 외주 가구와 내부 가구를 갖는 더블 튜브 구조를 개시하고 있다.
특허 문헌 3 에서는 수직인 기둥과 수평인 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조의 격자 내에 교차하는 가새를 형성한 외주 튜브 가구를 갖는 건축물을 개시 하고 있는데 이 외주 튜브 가구는 종래의 순라멘 가구와 동일한 내력, 강성 (剛性) 을 확보하기 위하여 내부에 슬래브 형상의 다이어프램을 형성하고 있다.
또한 종래에 육각형 격자를 연결한 허니컴 구조는 강고한 구조로 알려져 있어 건축물의 여러 지점 또는 건축 부재로서 이용되고 (특허 문헌 4, 5 등) 있으나, 튜브 가구에 적용할 때에는 예를 들어 특허 문헌 6 에 나타내는 바와 같이 수평면 내에서 육각형 격자를 연결하여 허니컴 구조를 형성하고 연직 방향으로 수직 기둥을 개재하여 적층한 구조가 알려져 있다.
또 비특허 문헌 1 에는 곡면 표층에 허니컴 형상의 스틸 부재를 형성하고 내부를 기둥으로 지지한 건축물이 제시되어 있다. 그런데 이 건축물의 표층에 있어서의 허니컴 형상의 스틸 부재는 동일 형태의 육각형 격자를 균등한 밸런스로 연결하지 않고 격자의 각 변도 일반적인 선 형상 부재 (기둥, 대들보 등) 가 아니다.
특허 문헌 7 에는 육각형 격자의 구면체 유닛을 벌집 형상으로 접합하여 형성한 단층 돔 가구체가 기재되어 있다. 이 육각형 격자는 중심에 수직재가 직립 배치되어 있고 수직재의 상하의 단과 격자의 각 모서리부가 텐션재로 연결되고 텐션재의 길이를 통하여 텐션을 조정할 수 있다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2002-317565호
특허 문헌 2 : 일본 공개특허공보 2004-251056호
특허 문헌 3 : 일본 공개특허공보 평7-197535호
특허 문헌 4 : 일본 공개특허공보 평9-4130호
특허 문헌 5 : 일본 공개특허공보 평10-18431호
특허 문헌 6 : 일본 공개특허공보 평9-60301호
특허 문헌 7 : 일본 공개특허공보 평7-3890호
비특허 문헌 1 :「그라운드·제로 재생을 위한 시동 뉴욕 WTC 철거지 건축 컴페티션 선집」스잔느·스티븐스 저, 시모야마 유우코 번역, 2004년 12월 1일 발행, 발행소 주식회사 에쿠스나렛지, p.137
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
종래의 튜브 가구의 기본 구조는 수직인 기둥 (수직 기둥) 과 수평인 대들보로 이루어지는 사각형 격자를 결합시킨 일반 라멘 구조이다. 그리고 특히 고층이나 초고층의 건축물에 있어서 일정한 구조적 안정성과 내진성을 확보하기 위해서는 단순히 외주 튜브 가구만으로는 불충분한 것이 많고 그 때문에 외주 튜브 가구 및/또는 내부 튜브 가구의 기둥을 일정 이상의 밀도로 배치하거나 내부 튜브 가구를 형성하거나 외주 튜브 가구와 내부 튜브 가구를 플랫 슬래브나 특정 대들보로 결합하거나 외주 튜브 가구 내에 추가로 서브 프레임을 편입시키거나 복수의 외주 튜브 가구끼리를 연결하는 등 다양한 구조적인 제약이 필수적으로 되는 경우가 대부분이었다. 예를 들어 특허 문헌 1 및 2 에서는 적어도 더블 튜브 가구로 하는 것이 필수적이고 특허 문헌 3 에서는 수평인 슬래브 형상의 다이어프램을 내부에 형성하는 것이 필수적이다.
그러나 튜브 가구를 더블 혹은 더욱 다중 구조로 구축했다고 해도 기본 구조가 수직 기둥과 수평 대들보로 이루어지는 일반 라멘 구조인 한, 기둥 및 대들보의 축 방향은 특정 방향에 한정된다. 따라서 외력 부하의 방향에 따라서는 큰 굽힘 응력이 발생하게 된다. 이 결과 특히 고층 또는 초고층이 될수록 구조상의 강도를 확보하기 위하여 기둥이나 대들보의 치수를 크게 할 필요가 있고, 그 때문에 계획의 자유도가 제한되어 있었다.
또 허니컴 구조의 튜브 가구에 적용하는 것의 대부분은 특허 문헌 6 과 같이 수평면 내에 허니컴 구조를 형성하고 연직 방향으로는 수직 기둥을 개재하여 적층하는 것으로서 적어도 연직 하중에 대해서는 일반 라멘 가구와 마찬가지로 수직 기둥에 의해 지지하고 있다. 특허 문헌 7 에 기재된 벌집 형상의 구조는 단층 돔 가구체를 구축하기 위한 것으로서 고층 또는 초고층에 적용할 수 있는 튜브 가구를 대상으로 한 것이 아니다.
또 비특허 문헌 1 에서는 표층에 허니컴 형상의 스틸 부재를 형성하고 있으나, 내부에 지지 기둥을 필요로 하고 있어 표층만으로 전체를 지지하는 것은 아니다.
이상의 현상을 감안하여 본 발명은 종래의 튜브 가구의 기본 구조와는 완전히 상이한 신규 기본 구조로 이루어지는 튜브 가구를 갖는 건축 구조체를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 건축 구조체에 있어서 특히 고층 및 초고층에 적용되는 건축 구조체에 있어서 튜브 가구만으로 종래보다 우수한 구조적 안정성과 내진성을 확보할 수 있음과 동시에 종래의 튜브 가구에 의한 건축 구조체보다 더욱 큰 설계상의 자유도를 실현하는 것을 목적으로 한다.
과제를 해결하기 위한 수단
상기의 목적을 달성하는 본 발명의 구성은 아래와 같다.
(1) 청구항 1 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 육각형 구조 유닛의 각 변을 인접하는 육각형 구조 유닛과 공유시켜 허니컴 형상으로 강접합시킨 단층 구조체를 복수 층 서로 간격을 두고 수직 형성한 메인 프레임을 갖고, 상기 메인 프레임을 사용하여 입체적인 튜브 가구를 형성한 건축 구조체로서,
상기 육각형 구조 유닛의 각 변인 구조 부재가 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사지게 연결된 좌측 2 변 및 우측 2 변의 각각의 2 개의 경사 기둥과 수평 방향을 따른 상변 및 하변의 각각의 대들보로 이루어지고 상기 좌측 2 변 및 상기 우측 2 변이 각각 상기 상변 및 상기 하변을 포함하는 면에 대하여 각도를 갖고 형성되고,
상기 메인 프레임에 있어서의 서로 이웃하는 2 층의 상기 단층 구조체에 있어서 일방에 있어서의 상기 육각형 구조 유닛의 각각과 타방에 있어서의 상기 육각형 구조 유닛의 각각이 서로 대향하여 배치됨과 함께, 이들 2 층간이 복수의 층간 연결 대들보에 의하여 연결되고, 또한
상기 메인 프레임을 평면에서 보았을 때 서로 이웃하는 2 층의 상기 단층 구조체의 어느 하나에 있어서의 상기 상변 또는 상기 하변인 대들보와 상기 좌측 2 변 또는 우측 2 변인 경사 기둥과 상기 2 층간에 있어서의 상기 층간 연결 대들보에 의하여 제 2 육각형 구조 유닛이 형성됨과 함께, 상기 제 2 육각형 구조 유닛이 인접하는 제 2 육각형 구조 유닛과 허니컴 형상으로 강접합되어 있다.
(2) 청구항 2 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 2 에 있어서 상기 메인 프레임을 평면에서 보았을 때 상기 층간 연결 대들보가 서로 대향하는 2 개의 상기 육각형 구조 유닛에 있어서의 상기 상변끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상, 그리고 상기 하변끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
(3) 청구항 3 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 또는 2 에 있어서 상기 복수의 단층 구조체가 2 층의 단층 구조체로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
(4) 청구항 4 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 ∼ 3 의 어느 하나에 있어서 상기 복수의 단층 구조체 중에서 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체의 내부에 슬래브가 형성되는 경우에 상기 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체에 있어서 상기 육각형 구조 유닛의 상기 상변 또는 상기 하변의 대들보 대신에 상기 슬래브의 단부를 구조 부재로 하는 것을 특징으로 한다.
(5) 청구항 5 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 ∼ 4 의 어느 하나에 있어서 상기 입체 튜브 형상 건축 구조체가 평면에서 보았을 때 대략 사각형인 경우의 구석부에 있어서 상기 복수의 단층 구조체 중에서 적어도 최외층의 단층 구조체와, 이것에 인접하는 내측의 층인 단층 구조체가 평면에서 보았을 때 이등변삼각형의 동일한 2 변을 형성하는 층간 연결 대들보로 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.
(6) 청구항 6 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 ∼ 5 의 어느 하나에 있어서 상기 메인 프레임이 상기 단층 구조체의 층수가 상이한 부분을 포함하는 것을 특징으로 한다.
(7) 청구항 7 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 ∼ 6 의 어느 하나에 있어서 상기 입체 튜브 형상 건축 구조체가 1 층의 상기 단층 구조체로 형성되는 지점을 부분적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.
(8) 청구항 8 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 ∼ 7 의 어느 하나에 있어서 상기 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 한다.
(9) 청구항 9 에 관련된 입체 튜브 건축 구조체는 청구항 1 ∼ 7 의 어느 하나에 있어서 상기 육각형 구조 유닛의 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 한다.
발명의 효과
(A) 본 발명에 관련된 입체 튜브 건축 구조체에서는 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상 즉 벌집 형상으로 강접합시켜 형성한 단층 구조체를 복수 층 서로 간격을 두어 수직 형성한 메인 프레임을 갖고 이 메인 프레임을 사용하여 튜브 가구를 형성하고 있다. 따라서 본 발명에 있어서의 튜브 가구는 두께감이 있어 입체적 즉 삼차원적인 것이지만 중층된 복수의 단층 구조체 전체를 1 장의 튜브로 이루어진 외부 형상체로 생각할 수 있다. 이런 점에서 예를 들어 특허 문헌 2 와 같이 외부 가구와 내부 가구 사이에 개별 존 등을 형성하기 위한 공간을 확보한 종래의 더블 튜브 가구와는 본질적으로 서로 다르다. 또 본 발명에서는 튜브 가구의 둘레면을 허니컴 구조로 하고 있는 점에서 예를 들어 인용 문헌 6 과 같이 수평면 내에 허니컴 구조를 형성하고 연직 방향으로는 수직 기둥을 개재하여 적층한 육각형 튜브 가구와도 완전히 상이한 구성이다.
이러한 본 발명의 구성에 따르면 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합한 단층 구조체 자체가 강고한 구조인 것에 더하여 그것들을 복수로 중층시키고 서로 층간 연결 대들보로 연결함으로써 매우 강고한 튜브 가구를 실현할 수 있다. 이하에서는 본 발명의 효과를 상세하게 설명한다.
육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시킨 단층 구조체를 복수로 중층시켜 이루어지는 본 발명에 있어서의 튜브 가구는 대들보 및 층간 연결 대들보가 수평면 내에서 직선 형상으로 연속되어 있지 않고 또한 기둥에 대해서도 전체가 지그재그로 연속되는 경사 기둥으로 구성되어 있는 점에서 종래의 일반 라멘 구조의 튜브 가구와는 완전히 상이한 구성이다.
더욱 특징적인 구성은 다음과 같다. 단층 구조체에 있어서의 육각형 구조 유닛의 좌측 2 변의 경사 기둥 및 우측 2 변의 경사 기둥이 상변 및 하변의 대들보를 포함하는 면에 대하여 각도를 갖고 형성되어 있고 또한 서로 이웃하는 2 층의 단층 구조체끼리가 층간 연결 대들보로 연결되어 있다. 그리고 이 구성에 있어서 메인 프레임을 평면에서 본 경우에 서로 이웃하는 2 층의 어느 하나에 있어서의 육각형 구조 유닛의 상변 또는 하변의 대들보와 우측 2 변 또는 좌측 2 변의 경사 기둥과 2 층간에 있어서의 층간 연결 대들보에 의하여 제 2 육각형 구조 유닛이 형성되어 있다. 게다가 이 제 2 육각형 구조 유닛은 평면에서 보았을 때 인접하는 제 2 육각형 구조 유닛과 허니컴 형상으로 강접합되어 있다. 이와 같은 제 2 육각형 구조 유닛에 의하여 형성되는 제 2 허니컴 구조는 예를 들어 인용 문헌 6 과 같이 수평면 내로 연장되는 허니컴 구조와는 달리 경사 기둥을 포함하기 때문에 연직 방향으로 높낮이가 있는 입체 구조로서 평면에서 보았을 때 육각형으로 보이는 것이다.
이와 같이 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체에서는 1 개의 단층 구조체 자체에 있어서 튜브 둘레면을 따라서 확대되는 제 1 강접합에 의한 허니컴 구조에 더하여 서로 이웃하는 단층 구조체 사이의 층간 연결 대들보를 개재하여 대략 수평 방향으로 확대되는 입체적인 제 2 강접합에 의한 허니컴 구조가 형성되어 있다.
게다가 제 1 허니컴 구조는 단층 구조체가 복수로 중층됨으로써 튜브 직경 방향으로 다중으로 배치되어 있고 한편 제 2 허니컴 구조는 튜브 높이 방향으로 다중으로 배치되어 있다. 이 결과 입체 튜브 건축 구조체의 튜브 가구 전체에 있어서 삼차원적으로 둘러쳐진 입체적 허니컴 구조가 실현된다.
이와 관련하여 이와 같은 삼차원적으로 확대되는 허니컴 형상의 결합 구조는 기술 분야는 완전히 상이하지만 다이아몬드 결정 구조와 유사하다. 다이아몬드 결정 구조는 충전율이 낮음에도 불구하고 천연산 광물 중에서 가장 단단하고 안정적이어서 좀처럼 깨지지 않는다. 이것은 다이아몬드 결정이 육각형 격자를 기본 단위로 하는 입체 결합 구조로 되어 있기 때문이다. 본 발명에 있어서의 튜브 가구의 입체적 허니컴 구조는 말하자면 이 다이아몬드 결정 구조에 있어서의 원자간 결합 부분을 기둥과 대들보로 바꾸어 놓은 형태에 상당하여 본질적으로 강고한 구조라는 것을 유추할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체에서는 전체적으로 입체적인 허니컴 구조를 갖는 튜브 가구를 실현함으로써 외력 부하가 어떠한 방향으로부터 가해지더라도 큰 지지력을 발휘할 수 있다.
허니컴 구조의 연직 방향에 있어서는 모든 기둥이 지그재그로 연결된 경사 기둥이기 때문에 장기 연직 하중을 지지할 뿐만 아니라, 수평 방향 또는 그 이외의 방향에서 가해지는 단기 외력 부하도 효과적으로 지지할 수 있다. 본 발명에 있어서의 경사 기둥은 말하자면 기둥과 가새의 양방의 역할을 동시에 달성하고 있다. 또한 외력 부하에 의하여 기둥과 대들보의 결절점 (結節点) 에서 발생하는 응력이 일반 라멘 구조의 튜브 가구에 있어서의 응력보다 저감된다. 이것은 굽힘 응력의 일부가 구조 부재 (경사 기둥이나 대들보 등) 의 축력으로 변환되어 전달되기 때문이다. 그리고 일반적인 RC 등의 부재는 압축력에 대하여 강하기 때문에 축력을 지지하는 점에서 유리하다.
입체적 허니컴 구조를 갖는 튜브 가구는 외력 부하가 어떠한 각도로부터 가해지더라도 경사 기둥이나 대들보의 축력으로 벡터 변환되기 쉬운 기하학 형상을 갖고 있다. 덧붙여서, 입체적 허니컴 구조를 갖는 튜브 가구는 외력 부하를 가구 전체에 연속적으로 전달하기 쉬운 기하학 형상이기도 하므로 그 과정에서 차례 차례로 축력으로 변환시켜가기 때문에 부하를 다갈래로 흩어지도록 분산시킬 수 있다. 따라서 굽힘 모멘트에 의한 응력을 경감할 수 있다. 이것은 본 발명에 의한 단층 구조체를 복수로 중층시킨 입체적 허니컴 구조에 있어서는 1 층의 단층 구조체만으로 이루어지는 이차원적인 허니컴 구조의 경우에 비하여 더 많은 형태의 축 방향을 갖는 더 많은 수의 경사기둥 및 대들보가 전체적으로 균형있게 배치되어 있기 때문이다.
이상과 같이 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체에 있어서의 튜브 가구는 일반 라멘 구조의 튜브 가구 또는 1 층의 단층 구조체만으로 이루어지는 튜브 가구에 비하여 구조 안정성과 내진성이 우수하기 때문에 이들 튜브 가구보다 각 부재의 치수를 작게 할 수 있어 계획의 자유도가 커진다. 즉 동일한 변형을 일으키게 하는 수평 부하에 대하여 일반 라멘 구조의 튜브 가구 또는 1 층의 단층 구조체만으로 이루어지는 튜브 가구에 비하여 가는 기둥 및 대들보를 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체에 있어서의 튜브 가구는 단층 구조체를 복수로 중층시켜 연결하여 수직 형성하고 있기 때문에 1 층의 단층 구조체만을 수직 형성한 경우보다 자립성이 우수하다. 이 결과 슬래브의 강도에 대한 의존도가 저감되기 때문에 슬래브 형상 및 배치의 자유도가 커진다.
본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체는 그 튜브 가구만으로도 고층 및 초고층의 메인 프레임으로서 건축물 전체의 구조적 안정성, 내진성 및 내풍성을 확보 할 수 있다.
적어도 각 단층 구조체에 있어서는 기본적으로 동일한 형상인 다수의 육각형 구조 유닛으로 이루어지는 구조이므로 모든 기둥과 대들보의 크기 및 형상을 1 종류 또는 여러 종류로 통일시킬 수 있기 때문에 시공성의 향상과 공기의 단기화, 비용 삭감을 도모할 수 있다.
육각형 구조 유닛을 미리 유닛화하여 프리캐스트 콘크리트로 한 프레스트레스트 콘크리트 구조로서 시공성의 향상과 공기의 단기화, 비용 삭감을 도모할 수 있다.
육각형 구조 유닛으로 이루어지는 허니컴 구조를 튜브 가구로 하여 사용하는 것은 건축물의 미적 외관에도 기여한다.
(B) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는 메인 프레임을 평면에서 보았을 때 상기의 층간 연결 대들보가 서로 대향하는 2 개의 육각형 구조 유닛에 있어서의 상변끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상, 그리고 하변끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상에 배치되어 있다. 이 구성에 의하면 수평면 내에서 대들보끼리가 강접합되게 되어 강고한 구조가 얻어진다. 또 층간 연결 대들보가 대향하는 2 개의 육각형 구조 유닛의 면에 대하여 경사지게 형성되어 있음으로써 층간 연결 대들보가 평면에서 보았을 때의 상기 제 2 허니컴 구조를 형성하는 1 개의 변으로서 바람직한 각도로 배치되게 된다.
(C) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는 복수의 단층 구조체를 2 층의 단층 구조체로 함으로써 상기의 효과를 얻을 수 있는 가장 심플한 형태가 실현된다. 이 경우에 구조체 총량 그리고 시공 비용을 저감할 수 있다.
(D) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는 복수의 단층 구조체를 중층시키고 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체의 내부에 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성한 경우에 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체에 있어서의 육각형 구조 유닛의 상변 또는 하변의 대들보 대신에 슬래브의 단부를 구조 부재로 하여 사용할 수 있다. 이렇게 함으로써 대들보의 수를 저감할 수 있다.
(E) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는 튜브 형상 건축 구조체가 평면에서 보았을 때 대략 사각형인 경우의 구석부에 있어서 복수의 단층 구조체 중에서 적어도 최외층의 단층 구조체와 이것에 인접하는 내측의 층인 단층 구조체가 평면에서 보았을 때 이등변삼각형의 동일한 2 변을 형성하는 층간 연결 대들보로 연결되어 있다. 이 구성에 의하면 구석부에 있어서 층간 연결 대들보가 더욱 조밀하게 배치됨과 함께 외력 부하가 축력으로 변환되기 쉬운 삼각형으로 배치되게 되기 때문에 응력이 집중되기 쉬운 구석부의 강도 향상을 도모할 수 있다.
(F) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는 메인 프레임이 단층 구조체의 층수가 상이한 부분을 포함한다. 이 구성에 의하면 비교적 응력 집중이 적은 지점에서는 단층 구조체의 층수를 적게 하여 메인 프레임을 얇게 하고 응력 집중이 예상되는 지점 (예를 들어 구석부에 가까운 지점) 에서는 단층 구조체의 층수를 많게 하여 메인 프레임을 두껍게 함으로써 입체 튜브 건축 구조체 전체를 가장 바람직하게 설계할 수 있게 된다. 또 단층 구조체의 층수를 필요 최소한으로 함으로써 구조체 총량 그리고 시공 비용의 저감에도 기여한다.
(G) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는 부분적으로 1 층의 단층 구조체로 형성되는 지점을 포함한다. 이 구성에 의하면 비교적 응력 집중이 적은 지점에서는 단층 구조체를 1 층으로 하여 얇게 하고 응력 집중이 예상되는 지점 (예를 들어 구석부에 가까운 지점) 에서는 단층 구조체를 복수로 중층시킴으로써 입체 튜브 건축 구조체 전체를 가장 바람직하게 설계할 수 있게 된다. 또 단층 구조체를 1 층으로 함으로써 구조체 총량 그리고 시공 비용의 저감에도 기여한다.
(H) 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체의 바람직한 형태에서는, 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한다. 또한 다른 바람직한 형태에서는, 육각형 구조 유닛의 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성한다. 이들 구성에 의하면 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성함으로써 입체 튜브 건축 구조체 전체의 강도 향상을 실현할 수 있다. 이 결과 튜브 가구의 부담을 경감할 수 있어 튜브 가구의 기둥이나 대들보의 크기를 적절히 가늘게 할 수도 있게 된다. 이와 같이 튜브 가구에 더하여 또 다른 메인 프레임 요소를 추가한 경우에는 각각의 부담 비율을 설계에 의하여 조정할 수 있고 또한 사용하는 부재의 크기 등을 조정할 수 있다.
발명을 실시하기
위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 실시형태를 설명한다.
도 1 및 도 2A ∼ 도 2D 는 본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체에 있어서의 튜브 가구의 기본 형태를 나타내기 위한 도면이다.
본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체에 있어서의 튜브 가구는 기본적으로 는 허니컴 구조를 갖는 단층 구조체를 복수 층 중첩시켜 수직 형성하고 이들 복수의 단층 구조체를 서로 연결한 메인 프레임을 사용하여 튜브 형상 즉 통 형상으로 형성된다. 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합한 단층 구조체 자체가 강고한 구조인 것에 더하여 그것들을 복수로 중층시켜 서로 연결함으로써 매우 강고한 튜브 가구를 실현할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체에 있어서의 튜브 가구의 일 실시예를 나타내는 외관 사시도이다. 도 1 의 튜브 가구 (1) 는 2 층의 단층 구조체로 이루어지는 메인 프레임을 갖는 실시예이다. 튜브의 축은 연직 방향을 따라서 연장되어 있다. 또 도시한 예에서는 튜브의 단면 형상이 대략 사각형이지만 단면 형상이 이와 다른 형상인 다각형, 원형, 타원형 등이어도 된다. 2 층의 단층 구조체는 외측에 수직 형성된 단층 구조체 (A) 와, 이것에 대하여 소정의 간격을 두고 내측에 수직 형성된 단층 구조체 (B) 이다. 이들 2 층에 의한 메인 프레임은 구조 구체의 주요부를 구성하고 있어 구조 내력상 주요한 부분이다.
도 2A 는 도 1 의 튜브 가구 (1) 의 부분 확대도이다. 도 2A(a) 는 튜브 가구 (1) 의 하단 근방을 포함하는 부분을 나타내고 도 2A(b) 는 단층 구조체 (A, B) 를 각각 구성하는 육각형 구조 유닛 중에서 서로 대향하는 1 조의 육각형 구조 유닛 (10A, 10B) 을 나타내고 있다.
도 2A(a) 및 (b) 에 나타내는 바와 같이 단층 구조체 (A) 는 육각형 구조 유닛 (10A) 의 각 변을 인접하는 육각형 구조 유닛과 공유시켜 허니컴 형상으로 강접합시켜 이루어지는 허니컴 구조를 갖는다. 마찬가지로 단층 구조체 (B) 도 육각형 구조 유닛 (10B) 의 각 변을 인접하는 육각형 구조 유닛과 공유시켜 허니컴 형상으로 강접합시켜 이루어지는 허니컴 구조를 갖는다. 그리고 단층 구조체 (A) 를 구성하는 각 육각형 구조 유닛 (10A) 과 단층 구조체 (B) 를 구성하는 각 육각형 구조 유닛 (10B) 이 서로 대향하도록 배치되어 있다.
단층 구조체 (A) 에 있어서의 1 개의 육각형 구조 유닛 (10A) 을 구성하는 6 개의 변의 구조 부재는 수평 방향을 따른 하변 (11A) 및 상변 (12A) 에 각각 배치된 대들보와 좌측의 2 변 (13A 및 14A) 에 각각 배치된 경사 기둥과 우측의 2 변 (15A 및 16A) 에 각각 배치된 경사 기둥으로 이루어진다.
마찬가지로 단층 구조체 (B) 에 있어서의 1 개의 육각형 구조 유닛 (10B) 을 구성하는 6 개의 변의 구조 부재는 수평 방향을 따른 하변 (11B) 및 상변 (12B) 에 각각 배치된 대들보와 좌측의 2 변 (13B 및 14B) 에 각각 배치된 경사 기둥과 우측의 2 변 (15B 및 16B) 에 각각 배치된 경사 기둥으로 이루어진다.
그리고 단층 구조체 (A) 와 단층 구조체 (B) 는 복수의 층간 연결 대들보 (L) 에 의하여 연결되어 있다. 층간 연결 대들보 (L) 는 서로 대향하는 2 개의 육각형 구조 유닛 (10A, 10B) 에 있어서의 상변 (12A 와 12B) 끼리 및 하변 (11A 와 11B) 끼리를 강접합에 의하여 연결하고 있다. 도시한 바와 같이 층간 연결 대들보 (L) 는 각 상변 또는 각 하변에 대하여 수직 방향이 아니라 경사 방향으로 연장되어 있다. 즉 서로 평행하는 2 개의 상변 (12A 와 12B) 의 반대측 단부끼리를 연결하고 서로 평행하는 2 개의 하변 (11A 와 11B) 의 반대측 단부끼리를 연결하고 있다.
또한 본 발명의 튜브 가구의 기본 형태로서 2 층에 한정하지 않고 그 이상의 복수 층의 단층 구조체를 중층시켜도 되나 그 경우에 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체의 내부에 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성할 수 있다. 이와 같은 슬래브를 형성한 경우에는 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체에 있어서의 육각형 구조 유닛의 상변 또는 하변의 대들보 대신에 슬래브의 단부를 구조 부재로 하여 사용할 수 있다. 이로써 대들보의 수를 저감할 수 있다.
도 2B 는 도 1 에 나타낸 튜브 가구 (1) 의 외측의 층인 단층 구조체 (A) 의 구성을 나타내는 도면이다. 또한 단층 구조체 (B) 에 대해서도 동일한 구성이다. 도 2B(a) 는 단층 구조체 (A) 의 부분 확대 정면도이고 도 2B(b) 는 도 2B(a) 부분에 대응하는 단층 구조체 (A) 의 평면도이다.
또한 본 명세서에 첨부된 도면에 있어서의 평면도는 본 발명에 의한 튜브 가구의 기본 형태를 상방에서 내려다본 평면도이다 (이 시점에서 보는 것을 이하 「평면에서 보았을 때」로 기재한다). 보충 설명하면 예를 들어 튜브 가구 (1) 를 실제의 건축물에 적용할 경우에 통상적으로 상단에 있어서는 단부 처리를 위한 특별한 대들보 등의 부재를 배치하게 되는데, 이와 같은 상단 특유의 구조를 포함하지 않는 경우의 튜브 가구에 있어서의 평면도라는 의미이다. 이하에 나타내는 다른 평면도에 대해서도 동일하다.
단층 구조체 (A) 는 도 2A 에 나타낸 바와 같이 육각형 구조 유닛을 허니컴 형상으로 강접합시켜 형성되어 있다. 도 2B(a) 에 부분적으로 나타내는 바와 같이 이 허니컴 구조에서는 연직 방향 G 를 따라서 결합된 복수의 육각형 구조 유닛의 열 (10A1) (제 1 열) 과, 제 1 열의 우측 인근에 위치하여 동일하게 연직 방향 G 를 따라서 결합된 복수의 육각형 구조 유닛의 열 (10A2) (제 2 열) 과, 또한 제 2 열의 우측 인근에 위치하여 동일하게 연직 방향 G 를 따라서 결합된 복수의 육각형 구조 유닛의 열 (10A3) (제 3 열) 이 배열되어 있다. 제 1 열 (10A1) 과 제 2 열 (10A2) 은 육각형 구조 유닛의 높이 h 의 2 분의 1 의 길이만큼 서로 다르게 어긋난 위치에 있고, 제 2 열 (10A2) 과 제 3 열 (10A3) 도 동일하다. 제 1 열 (10A1) 과 제 3 열 (10A3) 은 동일한 높이에 위치한다. 따라서 허니컴 구조에서는 튜브의 둘레 방향을 따라서 제 1 열 (10A1) 과 제 2 열 (10A2) 이 교대로 배치된 형태로 되어 있다.
도 2B(a) 의 정면도에 나타내는 바와 같이 각 육각형 구조 유닛은 평면적으로는 좌우 대칭 형상이지만 정육각형일 필요는 없다. 우측 2 변에 대해서는 각각 연직 방향 G 에 대하여 서로 역방향으로 경사진 2 개의 경사 기둥인 우측 하변 (15A) 과 우측 상변 (16A) 을 연결 배치하고 있다. 우측 하변 (15A) 은 연직 방향 G 에 대하여 각도 α 만큼 경사져 있고, 우측 상변 (16A) 은 연직 방향 G 에 대하여 역방향으로 각도 α 만큼 경사져 있다. 그리고 2 개의 경사 기둥의 연결부는 육각형 구조 유닛의 바깥쪽으로 돌출되어 있다.
좌측 2 변을 구성하는 좌측 하변 (13A) 과 좌측 상변 (14A) 에 대해서도 우측 2 변과 대칭적으로 경사진 연결된 2 개의 경사 기둥이다.
실제로는 도 2B(b) 의 평면도에 나타내는 바와 같이 본 발명에 있어서의 단층 구조체 (A) 의 각 육각형 구조 유닛은 평탄한 형상이 아니다. 평면에서 보았을 때 예를 들어 육각형 구조 유닛 (10A2) 에 대해서는 좌측 상변 (14A) (좌측 하변 (13A) 과 중첩) 의 경사 기둥은 상변 (12A) 및 하변 (11A) 의 대들보를 포함하는 면에 대하여 각도 β1 로 형성되어 있다. 한편 우측 상변 (16A) (우측 하변 (15A) 과 중첩) 의 경사 기둥은 상변 (12A) 및 하변 (11A) 의 대들보를 포함하는 면에 대하여 각도 β1 로 형성되어 있다. 이 경우에 좌측 경사 기둥과 우측 경사 기둥은 상하의 대들보를 포함하는 면에 대하여 서로 반대측에 위치한다. 따라서 평면에서 보았을 때 육각형 구조 유닛의 열 (10A2) 은 도면의 지면 방향의 좌측 상방으로부터 우측 하방으로 내려가듯이 굴곡되어 있다. 마찬가지로 좌측 인근의 육각형 구조 유닛의 열 (10A1) 도 또한 좌측 상방으로부터 우측 하방으로 내려가듯이 굴곡되어 있다. 이에 반하여 우측 인근의 육각형 구조 유닛의 열 (10A3) 에 대해서는 도면의 지면 방향의 좌측 하방로부터 우측 상방으로 올라가듯이 굴곡되어 있다.
1 개의 육각형 구조 유닛에 있어서 평면에서 보았을 때의 좌측 경사 기둥과 우측 경사 기둥의 각각이 상하의 대들보를 포함하는 면에 대하여 서로 반대측에 위치하도록 굴곡되어 있어도 되고, 혹은 동일한 측에 위치하도록 굴곡되어 있어도 된다. 또 좌측 경사 기둥과 우측 경사 기둥의 각각이 상하의 대들보를 포함하는 면에 대하여 이루는 각도 β1 과 각도 β2 의 크기가 서로 상이해도 된다.
단, 도 2B(b) 에 나타내는 바와 같이 평면에서 보았을 때에는 연직 방향으로 연결되고 동일한 열에 포함되는 모든 육각형 구조 유닛은 서로 어긋나지 않고 공통되는 평면 형상을 가지고 있다. 또 상이한 열 (예, 제 2 열과 제 3 열) 의 육각형 구조 유닛에 대해서는 상이한 평면 형상이어도 된다.
이와 같이 좌측 경사 기둥과 우측 경사 기둥의 각각이 상하의 대들보를 포함하는 면에 대하여 소정의 각도로 형성된 육각형 구조 유닛을 소정의 배치로 연결함으로써 특정한 단면 형상을 갖는 튜브 가구 (1) 를 형성할 수 있다. 따라서 개개의 육각형 구조 유닛의 굴곡 형상 및 배치의 설계는 원하는 튜브 가구 (1) 의 단면 형상에 의해서도 결정되게 된다.
도 2C(a) 는 도 1 에 나타낸 튜브 가구 (1) 의 부분 확대 평면도이다. 2 층의 단층 구조체 (A 및 B) 와 이것들을 연결하는 층간 연결 대들보 (L) 로 형성되는 메인 프레임의 일부가 도시되어 있다. 단층 구조체 (A) 에서는 육각형 구조 유닛의 열 (10A1 ∼ 10A4) 부분이, 단층 구조체 (B) 에서는 육각형 구조 유닛의 열 (10B1 ∼ 10B4) 부분이 도시되어 있다. 단층 구조체끼리의 층간 거리 d 는 기본적으로 튜브 가구 (1) 전체에 있어서 대략 일정하게 유지되고 있다.
도 2C(a) 에 나타내는 바와 같이 본 발명에 있어서의 튜브 가구의 메인 프레임의 특징 중 하나는 평면에서 보았을 때 제 2 육각형 구조 유닛 (21, 22, 23..) 이 형성되어 있다는 것이다. 게다가 이들 제 2 육각형 구조 유닛 (21, 22, 23..) 도 또한, 인접하는 제 2 육각형 구조 유닛과 변을 공유하여 허니컴 형상으로 강접합되어 있다. 이로써 튜브 가구 (1) 는 대략 수평 방향으로 연장되는 제 2 허니컴 구조를 갖게 된다.
도 2C(b) 는 도 2C(a) 에 나타낸 제 2 육각형 구조 유닛 (21 및 22) 부분만을 모식적으로 나타낸 설명도이다.
예를 들어 제 2 육각형 구조 유닛 (21) 을 구성하는 6 변의 구조 부재는 단 층 구조체 (A) 의 제 1 열 (10A1) 및 제 2 열 (10A2) 그리고 단층 구조체 (B) 의 제 1 열 (10B1) 및 제 2 열 (10B2) 의 어느 하나에 있어서의 대들보와 경사 기둥과 층간 연결 대들보 (L) 에 의하여 형성되어 있다. 구체적으로는 다음과 같다.
<제 2 육각형 구조 유닛 (21) 의 각 변의 구조 부재>
· 좌측 상변 : 층간 연결 대들보 (L)
· 좌측 하변 : 단층 구조체 (A) 의 제 1 열 (10A1) 의 대들보 (11A1, 12A1)
· 상변 : 단층 구조체 (B) 의 제 1 열 (10B1) 의 경사 기둥 (15B1, 16B1) 및 제 2 열 (10B2) 의 경사 기둥 (13B2, 14B2)
· 하변 : 단층 구조체 (A) 의 제 1 열 (10A1) 의 경사 기둥 (15A1, 16A1) 및 제 2 열 (10A2) 의 경사 기둥 (13A2, 14A2)
· 우측 상변 : 단층 구조체 (B) 의 제 2 열의 대들보 (11B2, 12B2)
· 우하편 : 층간 연결 대들보 (L)
또 예를 들어, 그 우측 인근의 제 2 육각형 구조 유닛 (22) 을 구성하는 6 변의 구조 부재는, 단층 구조체 (A) 의 제 2 열 (10A2) 및 제 3 열 (10A3) 그리고 단층 구조체 (B) 의 제 2 열 (10B2) 및 제 3 열 (10B3) 의 어느 하나에 있어서의 대들보와, 경사 기둥과, 층간 연결 대들보 (L) 에 의하여 형성되어 있다. 구체적으로는 다음과 같다.
<제 2 육각형 구조 유닛 (22) 의 각 변의 구조 부재>
· 좌측 상변 : 층간 연결 대들보 (L)
· 좌측 하변 : 단층 구조체 (A) 의 제 2 열 (10A2) 의 대들보 (11A2, 12A2)
· 상변 : 단층 구조체 (B) 의 제 2 열 (10B2) 의 경사 기둥 (15B2, 16B2) 및 제 3 열 (10B3) 의 경사 기둥 (13B3, 14B3)
· 하변 : 단층 구조체 (A) 의 제 2 열 (10A2) 의 경사 기둥 (15A2, 16A2) 및 제 3 열 (10A3) 의 경사 기둥 (13A3, 14A3)
· 우측 상변 : 층간 연결 대들보 (L)
· 우하편 : 단층 구조체 (B) 의 제 3 열의 대들보 (11B3, 12B3)
도 2C(b) 에 나타내는 바와 같이 평면에서 보았을 때의 제 2 육각형 구조 유닛에 있어서 적어도 경사 기둥에 의하여 구성되는 대향하는 2 변에 대해서는 서로 평행하고 또한 동일한 길이이다.
도 2C(c) 는 도 2C(b) 의 설명도로부터 특히 대향하는 1 쌍의 대들보와 층간 연결 대들보 (L) 로 구성되는 부분을 추출한 도면이다. 이와 같이 층간 연결 대들보 (L) 는 서로 대향하는 2 개의 육각형 구조 유닛에 있어서의 상변의 대들보끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상, 그리고 하변의 대들보끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상에 배치되어 있다. 교차하는 1 쌍의 대각선에 길이의 차이가 있는 경우에는 짧은 쪽의 대각선상에 배치되는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면 이 부분은 특징적인 이탤릭체 N 자 형상으로 되어 있다. 또한 튜브 가구 (1) 의 곡선 부분에 있어서는 이 이탤릭체 N 자 형상이 반전된 형상으로 되는 지점도 있다. 예를 들어 도 2C(a) 에서는 좌측 2 개의 이탤릭체 N 자 형상 부분과 우측 2 개의 이탤릭체 N 자 형상 부분이 서로 반전된 형상으로 되어 있다.
도 2C(b) 및 도 2C(c) 에 나타내는 바와 같이 튜브 가구를 평면에서 보았을 때의 제 2 허니컴 구조는 경사 기둥에 의하여 구성되는 대향하는 평행하는 2 변과, 대들보 및 층간 연결 대들보 (L) 에 의하여 구성되는 이탤릭체 N 자 형상 부분을 교대로 연결한 형상이라고 할 수도 있다.
또한 본 발명의 튜브 가구의 기본 형태에서는 2 층에 한정되지 않고 그 이상의 복수 층의 단층 구조체를 중층시켜도 되나, 이 경우에도 마찬가지로 평면에서 보았을 때 서로 이웃하는 2 층의 단층 구조체의 어느 하나에 있어서의 상변 또는 하변인 대들보와 좌측 2 변 또는 우측 2 변인 경사 기둥과 2 층간에 있어서의 층간 연결 대들보에 의하여 제 2 육각형 구조 유닛이 형성됨과 함께 서로 인접하는 제 2 육각형 구조 유닛끼리가 변을 공유하여 강접합됨으로써 제 2 허니컴 구조를 형성한다.
평면에서 보았을 때의 제 2 육각형 구조 유닛은 후술하는 도 3A ∼ 도 3D 에 나타내는 바와 같이 반드시 좌우 대칭 형상이 아니고 또한 대향하는 대들보끼리가 동일한 길이가 아닌 경우도 있다. 게다가 일부의 정점이 오목해지는 경우도 있을 수 있다. 이것은 개개의 제 2 육각형 구조 유닛의 형상이 튜브 가구 (1) 의 단면 형상의 설계에 의존하기 때문이다. 그러나 적어도 경사 기둥에 의하여 구성되는 대향하는 2 변끼리는 평행하고 또한 동일한 길이로 배치된다.
제 2 육각형 구조 유닛도 또한 측면에서 보았을 때 평탄한 형상은 아니다. 경사 기둥을 변의 요소로서 포함하기 때문에 연직 방향에 있어서 높낮이가 있다.
도 2D 는 도 1 에 나타낸 튜브 가구 (1) 의 전체 평면도이다. 도시한 튜브 가구 (1) 는 단면 형상이 대략 사각형이다. 따라서 평면에서 보았을 때의 제 2 육 각형 구조 유닛 (21, 22..) 에 의한 제 2 허니컴 구조가, 대략 사각형의 각 변 상에 각각 형성되어 있다. 또한 4 지점의 구석부 (X) 에 대해서는 특별한 구조가 형성되어 있다. 이에 대해서는 이후의 도 6 에서 설명한다.
또한 평면에서 보았을 때의 제 2 허니컴 구조는 연직 방향에서 보았을 때 튜브 가구 (1) 전체에 복수의 제 2 허니컴 구조의 층이 존재하는 다중 구성으로 되어 있다. 한편 단층 구조체의 둘레면을 형성하는 상기 서술한 제 1 허니컴 구조도 또한 복수의 단층 구조체가 중층됨으로써 다중 구성으로 되어 있다. 따라서 튜브 가구 (1) 는 제 1 허니컴 구조와, 평면에서 보았을 때의 제 2 허니컴 구조에 의하여 삼차원적인 입체적 허니컴 구조를 갖게 된다.
도 3A ∼ 도 3C 는 단층 구조체에 있어서의 육각형 구조 유닛의 다양한 연결 형태를 나타내는 실시예, 그리고 2 층의 단층 구조체를 중층시킨 메인 프레임에 있어서의 다양한 연결 형태의 실시예를 각각 나타내는 부분 평면도이다.
도 3A(a) 는 단층 구조체 (A) 의 일 실시예를 부분적으로 나타내는 것으로서, 제 1 열 (10A1) ∼ 제 4 열 (10A4) 까지의 육각형 구조 유닛의 열이 포함되어 있다. 각각의 육각형 구조 유닛의 열은 대들보를 포함하는 면에 대하여 양측의 각 경사 기둥이 반대측에 위치하도록 배치되어 있다. 게다가 육각형 구조 유닛의 열끼리는 굴곡 방향이 동일해지도록 연결되고, 그 결과 전체적으로 도면의 지면의 좌측 상방으로부터 우측 하방으로 직선적으로 이행한다. 도 3A(b) 는 도 3A(a) 의 단층 구조체 (A) 와 동일한 배치 구성을 갖는 단층 구조체 (B) 를 중층시켜 형성한 메인 프레임의 일부를 나타낸다. 이 경우에 대들보와 층간 연결 대들보 (L) 로 구성되는 이탤릭체 N 자 형상 부분은 모두 동일한 방향으로 되어 있다. 이 구성은 튜브 가구의 단면 형상에 있어서의 직선 부분에 적용할 수 있다.
도 3B(a) 는 단층 구조체 (A) 의 다른 실시예를 부분적으로 나타내는 것으로서, 제 1 열 (10A1) ∼ 제 4 열 (10A4) 까지의 육각형 구조 유닛의 열이 포함되어 있다. 각각의 육각형 구조 유닛의 열은 대들보를 포함하는 면에 대하여 양측의 각 경사 기둥이 반대측에 위치하도록 배치되어 있다. 상기의 도 3A 의 예와 상이한 점은 육각형 구조 유닛의 열끼리가 굴곡 방향을 교대로 반전하도록 연결되어 있다는 점이다. 따라서 전체적으로 도면의 지면의 상하 방향으로 지그재그로 연결되는 형상으로 되어 있다. 도 3B(b) 는 도 3B(a) 의 단층 구조체 (A) 와 동일한 배치 구성을 갖는 단층 구조체 (B) 를 중층시켜 형성한 메인 프레임의 일부를 나타낸다. 이 경우에 대들보와 층간 연결 대들보 (L) 로 구성되는 이탤릭체 N 자 형상 부분은 교대로 반전된 방향으로 되어 있다. 이 구성은 튜브 가구의 단면 형상에 있어서의 지그재그 형상을 포함하는 직선 부분에 적용할 수 있다.
도 3C(a) 는 단층 구조체 (A) 의 또 다른 실시예를 부분적으로 나타내는 것으로서, 제 1 열 (10A1) ∼ 제 3 열 (10A3) 까지의 육각형 구조 유닛의 열이 포함되어 있다. 상기 도 3A 및 도 3B 의 예와 달리 각각의 육각형 구조 유닛의 열은 대들보를 포함하는 면에 대하여 양측의 각 경사 기둥이 동일한 측에 위치하도록 배치되어 있다. 따라서 전체적으로 곡선을 그리는 형상이 된다. 도 3C(b) 는 도 3C(a) 의 단층 구조체 (A) 와 거의 동일한 배치 구성을 갖는 단층 구조체 (B) 를 중층시켜 형성한 메인 프레임의 일부를 나타낸다. 이 경우에 전체적으로 곡선을 그리기 때문에 내측 단층 구조체 (B) 의 대들보는 외측 단층 구조체 (A) 의 대들보보다 짧게 형성되어 있다. 이 구성은 튜브 가구의 단면 형상에 있어서의 곡선 부분에 적용할 수 있다.
도 3D 는 대략 원형의 단면 형상을 갖는 튜브 가구 (1) 의 일 실시예를 나타내는 평면도이다. 대략 원형을 이루는 전체 둘레에 걸쳐서 일정하게, 평면에서 보았을 때의 제 2 육각형 구조 유닛 (21, 22..) 에 의한 제 2 허니컴 구조가 형성되어 있다.
이상과 같이 본 발명의 튜브 가구 (1) 는 각 단층 구조체를 구성하는 제 1 허니컴 구조와, 평면에서 보았을 때의 제 2 허니컴 구조에 의하여 형성되는 입체적 허니컴 구조를 갖는다. 이와 같은 기하학 형상은 외력 부하가 어떠한 각도로부터 가해지더라도 경사 기둥이나 대들보의 축력으로 벡터 변환되기 쉬운 형상이다. 덧붙여서, 입체적 허니컴 구조를 갖는 튜브 가구 (1) 는 외력 부하를 가구 전체에 연속적으로 전달하기 쉬운 기하학 형상이기도 하기 때문에 그 과정에서 차례 차례로 축력으로 변환하여 외력 부하를 다갈래로 흩어지도록 분산시킬 수 있다. 따라서 굽힘 모멘트에 의한 응력을 경감시킬 수 있다. 그 이유는 본 발명에 의한 단층 구조체를 복수로 중층시킨 입체적 허니컴 구조에 있어서는 1 층의 단층 구조체만으로 이루어지는 이차원적인 허니컴 구조의 경우에 비하여 더욱 다양한 축 방향을 갖는 더 많은 수의 경사기둥 및 대들보가 전체적으로 균형있게 배치되어 있기 때문이다.
도 4 는 본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체의 일 실시예를 나타내는 외관 사시도이다. 튜브 가구 (1) 는 도 1 에 나타낸 것과 동일한 구성이다. 도 4 의 건축 구조체에서는 튜브 가구 (1) 의 내부에 복수의 슬래브 (31a, 31b) 를 형성하고 있다. 이 실시예에서는 슬래브 (31a, 31b) 의 각각이 내측 단층 구조체 (B) 의 내부 전체에 수평으로 연장되어 있다. 복수의 슬래브 (31a) 는 제 1 열 (10B1) 에 포함되는 육각형 구조 유닛의 하변과 상변의 대들보 (11B1 와 12B1) 에 대하여 각각 접합되어 있다. 복수의 슬래브 (31b) 는 인접하는 제 2 열 (10B2) 에 포함되는 육각형 구조 유닛의 하변과 상변의 대들보 (11B2 와 12B2) 에 대하여 각각 접합되어 있다. 따라서 서로 이웃하는 슬래브 (31a) 와 슬래브 (31b) 의 간격은 육각형 구조 유닛의 높이 h 의 2 분의 1 이다. 이 슬래브 (31a) 와 슬래브 (31b) 의 간격이 건축물의 2 계층분이라고 할 때, 서브 프레임을 이용하여 2 계층으로 구획함으로써 1 개의 육각형 구조 유닛의 높이 h 중에 4 계층을 형성할 수 있다.
또한 메인 프레임인 슬래브 (31a) 및/또는 슬래브 (31b) 의 단부는 단층 구조체 (B) 의 육각형 구조 유닛의 대들보 (11B1, 12B1) 들의 역할을 달성할 수 있고, 이 경우에 이 대들보들을 생략할 수 있다.
또 슬래브 (31a 및/또는 31b) 의 단부는 단층 구조체 (B) 의 대들보가 없는 지점 (즉 1 개의 육각형 구조 유닛을 수평 방향으로 2 분할하는 중앙선상) 에서는 단층 구조체 (B) 를 초과하여 단층 구조체 (A) 와의 층간 공간 사이로 돌출될 수도 있고 나아가 단층 구조체 (A) 를 초과하여 외부로 돌출될 수도 있다.
도 5 는 본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체의 다른 실시예를 나타내는 외관 사시도이다. 도 5 의 실시예는 도 4 의 그것과 거의 공통되어 서로 이웃하는 슬래브 (31a 와 31b) 가 육각형 구조 유닛의 높이 h 의 2 분의 1 간격으로 형성되 어 있으나 슬래브 (31a, 31b) 의 각각이 내측 단층 구조체 (B) 의 내부에 있어서 부분적으로 형성되어 있다는 점이 상이하다. 이 경우에 각 슬래브 (31a, 31b) 의 면적은 구조 역학상 허용될 수 있도록 설정한다.
또 도시하지는 않으나 도 4 및 도 5 와 같이 메인 프레임으로서의 슬래브를 형성하는 경우에 육각형 구조 유닛의 높이 h 마다 형성할 수도 있다. 또한 1 개의 육각형 구조 유닛의 높이 h 는 다양하게 설정할 수 있어 건축물의 4 계층분으로 해도 되고 혹은 2 계층분으로 해도 된다. 따라서 본 발명의 입체적 허니컴 구조를 갖는 튜브 가구는 슬래브의 평면 내에서의 배치나 슬래브 간격, 계층의 설정 등에 있어서 자유도가 높다.
1 개의 육각형 구조 유닛의 높이 h 를 4 계층분으로 할 경우에 2 계층마다 대들보가 교대로 존재하기 때문에 메인 프레임이 2 계층 또는 4 계층의 공간을 형성하게 된다. 따라서 1 계층마다의 서브 프레임은 건축물 전체의 내진성과 내풍압성을 부담할 필요가 없고 접합이나 분리를 적절히 설정할 수 있어 평면 및 입체적인 공간의 자유도가 크다.
또 본 발명의 튜브 가구의 모든 구조 부재는 선 형상 부재이기 때문에 개구를 형성하기 쉽다.
본 발명의 튜브 가구는 복수의 단층 구조체를 중층시킨 매우 강고한 구조이기 때문에 내부에 메인 프레임으로서의 슬래브가 없어도 건축 구조체 전체를 충분히 지지할 수 있다. 따라서 내부의 엘리베이터, 계단, 파이프 스페이스, 계단통 등의 설치에도 큰 자유도가 있다.
허니컴 구조는 기본적으로 동일한 사이즈의 육각형 구조 유닛이 반복되기 때문에 모든 기둥과 대들보의 크기 및 형상을 몇 가지 정도의 종류로 통일시킬 수 있다. 따라서 시공성의 향상과 공기의 단기화, 비용 저감을 도모할 수 있다.
또 육각형 구조 유닛을 형성하기 위한 소정 형상의 구조 단위를 유닛화하여 프리캐스트 콘크리트로서 프레스트레스트 콘크리트 구조나 철골조로 함으로써도 시공성의 향상과 공기의 단기화, 비용 저감을 도모할 수 있다.
이하, 본 발명의 튜브 가구의 구석부의 형태 및 그 밖의 변형 형태에 대하여 설명한다.
도 6(a) 는 도 2D 의 평면도에 나타낸 대략 사각형의 단면 형상을 갖는 튜브 가구 (1) 에 있어서의 구석부 (X) 의 구조를 나타내는 부분 사시부이다. 도 6(b) 는 상기와 동일한 부분 평면도이다. 최외층의 단층 구조체 (A) 의 구석부에는 양쪽에서 이웃하는 각 면 (대략 평면으로 상정한다) 에 대하여 등각도 (도시한 예에서는 45 도) 를 이루도록 육각형 구조 유닛 (40A) 이 배치된다. 육각형 구조 유닛 (40a) 은 연직 방향으로 복수 연결됨으로써 구석부에 있어서의 1 열을 구성하고 있다. 육각형 구조 유닛 (40a) 의 6 개의 변은 하변 (41) 및 상변 (42) 의 대들보와 좌측 하변 (43) 과 좌측 상변 (44) 의 좌측 경사 기둥과 우측 하변 (45) 과 우측 상변 (46) 의 우측 경사 기둥으로 형성된다.
한편, 내측 단층 구조체 (B) 의 구석부는 양쪽에서 이웃하는 각 면 (대략 평면으로 상정한다) 에 있어서의 최단부에 각각 위치하는 2 개의 육각형 구조 유닛끼리가 2 개의 경사 기둥의 연결부 (51, 52) 에 있어서 접합되어 있다. 따라서 단층 구조체 (B) 의 구석부에는 4 개의 경사 기둥 (13B, 14B, 15B 및 16B) 에 의한 마름모꼴형이 형성된다.
또한 단층 구조체 (A) 에 있어서의 대들보 (41) 의 양 단부와 단층 구조체 (B) 의 구석부의 연결부 (51) 가 층간 연결 대들보 (47a, 48a) 에 의하여 각각 연결되어 있다. 마찬가지로 단층 구조체 (A) 에 있어서의 대들보 (42) 의 양 단부와 단층 구조체 (B) 의 구석부의 연결부 (52) 가 층간 연결 대들보 (47b, 48b) 에 의하여 각각 연결되어 있다. 도 6(b) 의 평면도에 나타내는 바와 같이 평면에서 보았을 때 최외층의 단층 구조체 (A) 의 구석부의 대들보 (41) (또는 42) 의 양 단으로부터 연장되는 층간 연결 대들보 (47a 와 48a) (또는 47b 와 48b) 는 내측의 단층 구조체 (B) 의 연결부 (51 또는 52) 를 정점으로 하는 이등변삼각형의 동일한 2 변을 형성하고 있다.
도 6 에 나타낸 구석부의 구조는 구석부에 있어서 층간 연결 대들보가 더욱 조밀하게 배치됨과 함께, 외력 부하가 축력으로 변환되기 쉬운 삼각형으로 배치되게 되기 때문에 응력이 집중되는 구석부의 강도 향상을 도모할 수 있다.
도 7 은 본 발명의 튜브 가구에 있어서 단층 구조체의 층수가 상이한 부분을 형성하는 형태를 나타내는 설명도이다. 본 발명의 튜브 가구는 기본적으로는 복수의 단층 구조체를 중층시켜 형성되는데, 예를 들어 2 층 구조만 혹은 3 층 구조만으로 형성할 필요는 없고 예를 들어 2 층 구조의 부분과 3 층 구조의 부분이 혼재되어 있어도 된다. 또한 본 발명의 효과를 발휘하는 한에 있어서 단층 구조체를 1 층만 배치한 부분을 형성해도 된다.
도 7(a) 는 단층 구조체를 1 층만 배치한 부분 (S 층 부분) 과 2 층 배치한 부분 (A 층 및 B 층으로 이루어지는 부분) 사이의 층수 이행부의 구조를 나타내는 부분 사시도이다. 도면 좌측이 2 층 부분이고 우측이 S 층 부분이다. 일례로서 S 층과 A 층이 외관상 연속되어 있고 A 층의 내측 (도면의 지면 안쪽 방향) 에 층간 거리를 두어 B 층을 형성하는 경우를 나타내고 있다. 이 경우에 S 층의 최단부에 위치하는 육각형 구조 유닛 (층수 이행부) 의 대들보 (12A) 의 S 층측의 단부에 대하여, 추가로 다른 대들보 (M) 를 내측으로 향해 소정의 각도로 접합한다. 이 소정의 각도는 대들보 (M) 의 선단과 대들보 (12A) 의 선단 사이의 거리 d 가 A 층과 B 층의 층간 거리로 되도록 설정한다. 그리고 대들보 (M) 의 선단으로부터 B 층의 육각형 구조 유닛이 연결된다.
도 7(b) 는 단층 구조체를 1 층만 배치한 부분 (S 층 부분) 과 3 층 배치한 부분 (A 층, B 층 및 C 층으로 이루어지는 부분) 사이의 층수 이행부의 구조를 나타내는 부분 사시도이다. 도면 좌측이 3 층 부분이고 우측이 S 층 부분이다. 일례로서 S 층과 A 층이 외관상 연속되어 있고 A 층의 내측에 층간 거리를 두어 B 층을, 또 B 층의 내측에 층간 거리를 두어 C 층을 형성하는 경우를 나타내고 있다. 이 경우에 S 층의 최단부에 위치하는 육각형 구조 유닛 (층수 이행부) 의 대들보 (12A) 의 S 층측의 단부에 대하여 추가로 다른 대들보 (M1) 를 내측으로 향해 소정의 각도로 접합한다. 이 소정의 각도는 대들보 (M1) 의 선단과 대들보 (12A) 의 선단 사이의 거리 d1 이 A 층과 B 층의 층간 거리로 되도록 설정한다. 그리고 대들보 (M1) 의 선단으로부터 B 층의 육각형 구조 유닛이 연결된다. 또한 B 층의 최단부에 위치하는 대들보 (12B) 의 S 층측의 단부에 대하여 또 다른 대들보 (M2) 를 내측으로 향해 소정의 각도로 접합한다. 이 소정의 각도는 대들보 (M2) 와 대들보 (12B) 의 선단 사이의 거리 d2 가 B 층과 C 층의 층간 거리로 되도록 설정한다. 그리고 대들보 (M2) 의 선단으로부터 C 층의 육각형 구조 유닛이 연결된다.
도 7 에 나타낸 층수 이행부의 구조는 일례이며 다양한 변형 형태가 가능하다. 일반적으로는 응력이 집중되는 지점에서는 층수를 많게 하고 부하가 가벼운 지점에서는 층수를 적게 하면 된다. 이것은 주로 튜브 가구의 전체 형상에 의존한다.
또한 본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체는 튜브 가구 전체가 상기 제 1 허니컴 구조 및 제 2 허니컴 구조로 형성되는 형태가 기본이지만 본 발명의 주된 요지를 따르는 한에 있어서, 또 구조 역학상 허용되는 한에 있어서 튜브 가구의 일부에 이들 허니컴 구조 이외의 구조를 편입시킨 경우도 본 발명의 범주에 포함되는 것으로 한다.
본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체는 다양한 건축재료에 의하여 구축할 수 있어 목조, 철골조, 철근 콘크리트 (RC) 조, 철골 철근 콘크리트 (SRC) 조, 콘크리트 충전 강관 (CFT) 조, 프레스트레스트 콘크리트 (PC) 조 등으로 할 수 있다.
도 1 은 본 발명의 입체 튜브 건축 구조체에 있어서의 튜브 가구의 일 실시예를 나타내는 외관 사시도이다.
도 2A 는 도 1 의 튜브 가구 (1) 의 부분 확대도이다. (a) 는 튜브 가구의 하단 근방을 포함하는 부분을 나타내고 (b) 는 단층 구조체 (A, B) 를 각각 구성하 는 육각형 구조 유닛 중에서 서로 대향하는 1 조의 육각형 구조 유닛을 나타낸다.
도 2B 는 도 1 에 나타낸 튜브 가구의 외측의 층인 단층 구조체 (A) 의 구성을 나타내는 도면이다. (a) 는 단층 구조체 (A) 의 부분 확대 정면도이고, (b) 는 (a) 부분에 대응하는 단층 구조체 (A) 의 평면도이다.
도 2C 에 있어서, (a) 는 도 1 에 나타낸 튜브 가구의 부분 확대 평면도이다. (b) 는 (a) 에 나타낸 제 2 육각형 구조 유닛의 부분만을 모식적으로 나타낸 설명도이다. (c) 는 (b) 의 설명도로부터 특히 대들보와 층간 연결 대들보 (L) 로 구성되는 부분을 추출한 도면이다.
도 2D 는 도 1 에 나타낸 튜브 가구의 전체 평면도이다. 도시한 튜브 가구 (1) 는 단면 형상이 대략 사각형이다.
도 3A 에 있어서, (a) 는 단층 구조체 (A) 의 일 실시예를 부분적으로 나타내고, (b) 는 (a) 의 단층 구조체 (A) 와 동일한 배치 구성을 갖는 단층 구조체 (B) 를 중층시켜 형성한 메인 프레임의 일부를 나타내는 도면이다.
도 3B 에 있어서, (a) 는 단층 구조체 (A) 의 일 실시예를 부분적으로 나타내고, (b) 는 (a) 의 단층 구조체 (A) 와 동일한 배치 구성을 갖는 단층 구조체 (B) 를 중층시켜 형성한 메인 프레임의 일부를 나타내는 도면이다.
도 3C 에 있어서, (a) 는 단층 구조체 (A) 의 일 실시예를 부분적으로 나타내고, (b) 는 (a) 의 단층 구조체 (A) 와 동일한 배치 구성을 갖는 단층 구조체 (B) 를 중층시켜 형성한 메인 프레임의 일부를 나타내는 도면이다.
도 3D 는 대략 원형의 단면 형상을 갖는 튜브 가구의 일 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 4 는 본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체의 일 실시예를 나타내는 외관 사시도이다.
도 5 는 본 발명에 의한 입체 튜브 건축 구조체의 다른 실시예를 나타내는 외관 사시도이다.
도 6 에 있어서, (a) 는 도 2D 의 평면도에 나타낸 대략 사각형의 단면 형상을 갖는 튜브 가구 (1) 에 있어서의 구석부 (X) 의 구조를 나타내는 부분 사시부이다. (b) 는 상기와 동일한 부분 평면도이다.
도 7 에 있어서, (a) 는 S 층 부분과 2 층 부분 사이의 층수 이행부의 구조를 나타내는 부분 사시도이다. (b) 는 S 층 부분과 3 층 부분 사이의 층수 이행부의 구조를 나타내는 부분 사시도이다.
부호의 설명
1 : 튜브 가구
A, B : 단층 구조체
L : 층간 연결 대들보
10A, 10B : 육각형 구조 유닛
10A1, 10A2, 10A3, 10A4 : 육각형 구조 유닛 열
10B1, 10B2, 10B3, 10B4 : 육각형 구조 유닛 열
11A, 11B : 하변
12A, 12B : 상변
13A, 13B : 좌측 하변
14A, 14B : 좌측 상변
15A, 15B : 우측 하변
16A, 16B : 우측 상변
21, 22, 23 : 제 2 육각형 구조 유닛
31a, 31b : 슬래브
Claims (9)
- 육각형 구조 유닛의 각 변을, 인접하는 육각형 구조 유닛과 공유시켜 허니컴 형상으로 강접합시킨 단층 구조체를, 복수 층 서로 간격을 두어 수직 형성한 메인 프레임을 갖고, 상기 메인 프레임을 사용하여 입체적인 튜브 가구를 형성한 건축 구조체로서,상기 육각형 구조 유닛의 각 변인 구조 부재가 연직 방향에 대하여 서로 역방향으로 경사지게 연결된 좌측 2 변 및 우측 2 변의 각각의 2 개의 경사 기둥과 수평 방향을 따른 상변 및 하변의 각각의 대들보로 이루어지고, 상기 좌측 2 변 및 상기 우측 2 변이 각각 상기 상변 및 상기 하변을 포함하는 면에 대하여 각도를 갖고 형성되고,상기 메인 프레임에 있어서의 서로 이웃하는 2 층의 상기 단층 구조체에 있어서, 일방에 있어서의 상기 육각형 구조 유닛의 각각과 타방에 있어서의 상기 육각형 구조 유닛의 각각이 서로 대향하여 배치됨과 함께, 이들 2 층간이 복수의 층간 연결 대들보에 의하여 연결되고, 또한상기 메인 프레임을 평면에서 보았을 때 서로 이웃하는 2 층의 상기 단층 구조체의 어느 하나에 있어서의 상기 상변 또는 상기 하변인 대들보와 상기 좌측 2 변 또는 우측 2 변인 경사 기둥과 상기 2 층간에 있어서의 상기 층간 연결 대들보에 의하여 제 2 육각형 구조 유닛이 형성됨과 함께 상기 제 2 육각형 구조 유닛이 인접하는 제 2 육각형 구조 유닛과 허니컴 형상으로 강접합되어 있는 입체 튜브 건 축 구조체.
- 제 1 항에 있어서,상기 메인 프레임을 평면에서 보았을 때 상기 층간 연결 대들보가 서로 대향하는 2 개의 상기 육각형 구조 유닛에 있어서의 상기 상변끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상, 그리고 상기 하변끼리를 맞은변으로 하는 사각형의 대각선상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 복수의 단층 구조체가 2 층의 단층 구조체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 복수의 단층 구조체 중에서 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체의 내부에 슬래브가 형성되는 경우에, 상기 가장 내측에 수직 형성되는 단층 구조체에 있어서 상기 육각형 구조 유닛의 상기 상변 또는 상기 하변의 대들보 대신에 상기 슬래브의 단부를 구조 부재로 하는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 입체 튜브 형상 건축 구조체가 평면에서 보았을 때 대략 사각형인 경우의 구석부에 있어서, 상기 복수의 단층 구조체 중에서 적어도 최외층의 단층 구조체와, 이것에 인접하는 내측의 층인 단층 구조체가 평면에서 보았을 때 이등변삼각형의 동일한 2 변을 형성하는 층간 연결 대들보로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 메인 프레임이, 상기 단층 구조체의 층수가 상이한 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 입체 튜브 형상 건축 구조체가, 1 층의 상기 단층 구조체로 형성되는 지점을 부분적으로 포함하는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 육각형 구조 유닛의 높이와 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 육각형 구조 유닛의 높이의 2 분의 1 과 동일 간격으로 메인 프레임으로서의 복수의 슬래브를 형성하는 것을 특징으로 하는 입체 튜브 건축 구조체.
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Families Citing this family (11)
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AU2009279960A1 (en) * | 2008-08-08 | 2010-02-11 | James Chuda | Inhabitable space frames |
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CN103982005A (zh) * | 2014-04-15 | 2014-08-13 | 安徽富煌钢构股份有限公司 | 一种蜂窝形钢框架柱 |
CN105155670A (zh) * | 2015-10-07 | 2015-12-16 | 徐林波 | 一种模块化组合建筑 |
CN108953443B (zh) * | 2018-07-17 | 2019-12-17 | 中国人民解放军海军工程大学 | 内凹八边形立方点阵夹层板结构 |
CN109440923A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-08 | 贵州大学 | 一种不规则蜂窝状空间网格盒式结构及制作方法 |
CN109898659B (zh) * | 2019-03-28 | 2020-08-11 | 中国航空规划设计研究总院有限公司 | 一种螺旋上升式多空间结构体系 |
JP7435140B2 (ja) | 2020-03-26 | 2024-02-21 | 株式会社大林組 | 構造体を有する構造物及びその構築方法 |
CN113006281B (zh) * | 2021-03-09 | 2022-05-20 | 浙大城市学院 | 一种底部转换的立面大菱形网格巨型斜柱超高层结构及构成方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3259238B2 (ja) * | 1994-02-28 | 2002-02-25 | 清水建設株式会社 | チューブ構造の建築物 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3229004A (en) * | 1963-10-17 | 1966-01-11 | Levine Richard Steven | Method of molding structural matrices |
US4446666A (en) * | 1979-07-03 | 1984-05-08 | Allied Corporation | Tetrahedral truss |
US4640214A (en) * | 1985-01-18 | 1987-02-03 | Bruns John H | Modular multi-storage building |
DE4022138C1 (ko) * | 1990-07-11 | 1992-02-13 | Mero-Raumstruktur Gmbh & Co Wuerzburg, 8700 Wuerzburg, De | |
JPH073890A (ja) | 1993-06-15 | 1995-01-06 | Taisei Corp | 構面体ユニット及びこれを利用した単層ドーム架構体 |
US5394661A (en) * | 1993-06-24 | 1995-03-07 | Noble; Curtis R. | Earthquake resistant biosphere |
JPH07197535A (ja) | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Shimizu Corp | チューブ構造の建築物 |
ATE237044T1 (de) * | 1994-11-14 | 2003-04-15 | Charles R Owens | Konstruktionsrahmen |
US5615528A (en) * | 1994-11-14 | 1997-04-01 | Owens; Charles R. | Stress steering structure |
JPH094130A (ja) | 1995-06-23 | 1997-01-07 | Nippon Concrete Ind Co Ltd | コンクリート製品およびコンクリートの打ち継ぎ方法 |
JPH0960301A (ja) | 1995-08-29 | 1997-03-04 | Maeda Corp | 超超高層建築物およびその施工方法 |
GB9603476D0 (en) * | 1996-02-19 | 1996-04-17 | Holden Laurence | Honeycomb frame construction |
JPH1018431A (ja) | 1996-06-28 | 1998-01-20 | Showa Aircraft Ind Co Ltd | 多人数収容用の多段式構造体 |
CN1207437A (zh) * | 1998-07-27 | 1999-02-10 | 陈长兴 | 仿蜂巢设计体系 |
US6240694B1 (en) * | 1999-12-14 | 2001-06-05 | Geometrica, Inc. | Storage dome for combustible bulk material |
JP3520499B2 (ja) | 2001-04-20 | 2004-04-19 | 清水建設株式会社 | 集合住宅建物 |
US6910308B2 (en) * | 2003-02-04 | 2005-06-28 | Ilc Dover Lp | Inflatable rigidizable boom |
JP2004251056A (ja) | 2003-02-21 | 2004-09-09 | Shimizu Corp | 建物の構造 |
JP3811708B1 (ja) * | 2005-10-25 | 2006-08-23 | 積水化学工業株式会社 | 建築構造体 |
US7574830B2 (en) * | 2006-08-08 | 2009-08-18 | Christopher Baker | High strength lightweight material |
-
2006
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3259238B2 (ja) * | 1994-02-28 | 2002-02-25 | 清水建設株式会社 | チューブ構造の建築物 |
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